四川盆地灯影组三段混积特征及其地质意义

　　摘 要：四川盆地灯影组三段混积现象较发育。以川中高科1井、川北杨坝剖面和宁强高家山剖面作为研究对象，通过细致的剖面实测、岩芯观察以及薄片鉴定，对四川盆地灯影组三段的混合沉积特征进行对比研究。研究结果表明：灯三段混积岩主要为纹层状泥晶白云岩、纹层状含砂白云岩、含砂白云岩、砂质白云岩以及砂岩等，发育混积型碎屑岩、混积型碳酸盐岩以及高度混积岩三类;混合沉积类型为复合式混合沉积II类。

　　四川盆地灯影组三段混积作用受控于气候条件、构造运动、水动力条件、海平面升降以及物源供给等众多因素，且它们互相影响，共同作用。结合混积类型、混积强度以及沉积环境等因素，建立了灯影组三段的混积陆棚模式，指示其陆源碎屑系风暴流等从汉南古陆携带而来，侧面证明灯三段沉积时，汉南古陆已经隆起，为四川盆地提供陆源碎屑，从而为恢复四川盆地灯影组沉积构造格局提供参考。关键词：灯影组三段; 混积岩类型; 混合沉积类型; 控制因素; 混积陆棚模式;

　　引言碳酸盐岩在油气勘探领域中具有十分重要的地位，据相关统计，全球油气储量超过一半在碳酸盐岩中，油气产量占60%以上[1]。海相碳酸盐富集的四川盆地，其油气资源与勘探前景十分良好。1964年发现的威远气田显示出四川盆地灯影组良好的油气勘探潜力，高科1井，安平1井以及女基井具有良好的油气显示;2010年在川中古隆起东部的高石梯—磨溪地区开钻的新钻井均具有良好的油气显示，其中高石1井日产气超百万方[2]。

　　随着四川盆地灯影组显示出良好的油气勘探前景，灯影组的沉积构造格局也成为学界普遍关注的热点问题。四川盆地灯影组自下而上可分为四段[3]，其中灯二段和灯四段为藻白云岩段，灯三段为混积岩段[4]。混合沉积是指在同一沉积环境背景中陆源碎屑与碳酸盐相互混杂和相互交替[5,6,7]。早在上世纪50年代开始就有人认识到混积现象[8,9];70年代开始有学者对混合沉积进行研究[10,11,12,13];直到1984年Mount[14]才明确定义了硅质碎屑与碳酸盐混合沉积的概念(mixed sediments)，并提出了浅海环境下的四种混合沉积作用类型：间断混合、相混合、原地混合、源区混合;1990年，杨朝青和沙庆安对云南曲靖中泥盆统曲靖组的混积现象的成因进行了详细的分析[7]。

　　混合沉积作用的研究则是20世纪90年代之后的主要研究趋势，1995年张廷山对川西北下志留统混合沉积研究表明风暴对混积作用有着重要的影响[15]。二十一世纪后，张雄华[16]、王国忠[17]、董桂玉等[18]、叶茂松等[19]，解习农等[20]先后对混合沉积进行分类细化，并在混合沉积微相模式和相模式上有了突破。前人针对混合沉积做了大量的研究，但针对灯影组混合沉积的研究较少，对四川盆地灯三段混积作用特征认识不清晰，混积类型划分不明确。

　　所以，本文选取川中高科1井、川北杨坝剖面和宁强高家山剖面作为研究对象，通过研究灯三段混积岩特征、混积类型、混积强度等，对比研究川中和川北地区灯三段混积作用特征，建立四川盆地灯影组三段混积模式，探明灯三段混积作用的构造—古地理意义，从而为恢复四川盆地灯影组沉积构造格局提供支撑。1 地质概况1.1 地质背景四川盆地是位于扬子地块上的大型叠合盆地[21,22,23]。

　　早中元古代“晋宁—四堡”运动期，基底固结的扬子地块与华夏古陆碰撞形成华南板块，成为Rodinia大陆的组成部分[24,25]。南华纪早期，伴随着Rodinia大陆的裂解，扬子地台周围形成了康滇裂谷盆地、南华裂谷盆地和秦岭裂谷盆地[26,27,28,29]，并伴随着火山岩喷发事件，在裂谷形成的地堑中充填了巨厚的火山碎屑岩沉积;南华纪中晚期，伴随着雪球地球事件，地堑盆地间进一步被冰期冰碛砾岩和间冰期黑色页岩沉积充填[28];震旦纪以来，扬子地块进入台地稳定发展期，受超大陆裂解—聚合旋回影响，表现为克拉通内部稳定、外缘活动的特点[26,28,30,31]。

　　陡山沱时期，气候转暖，扬子克拉通经历快速海侵，陡山沱组沉积物以黑色页岩夹白云岩、硅质岩和磷块岩为主[32]。灯影组是继陡山沱组之后发育的一套海侵退积式的沉积序列[33,34]。灯一期，上扬子地台进一步海侵，汉南古陆淹没于水下，不再提供陆源物质，研究区为浅水碳酸盐岩台地沉积[35];灯二期，海平面进一步上升，研究区内发育大量的丘滩复合体，灯二晚期受桐湾运动I幕的影响，灯二段遭受大面积暴露剥蚀[36,37]，形成风化岩溶壳;灯三期，随着汉南古陆抬升，大量陆源物质开始向盆地内部输入[37]，古陆周围沉积物以砂、砾岩为主，为滨岸沉积，四川盆地内部以陆棚沉积为主[38](图1);灯四期，研究区进入碳酸盐岩台地的稳定发育期[35]，受火山活动携带而来的地壳深部物质影响，使得灯四期沉积含硅质条带的碳酸盐岩[39,40]。

　　1.2 地层特征四川盆地灯影组地层特征以南江杨坝剖面为例，自下而上可分为四段，灯一期开始海侵，海平面升高，下段发育泥晶白云岩，见波状纹层，为潮间带沉积，向上水体加深，见葡萄石、核形石、砂屑等结构，为潮下带沉积;灯二期持续海侵，底部见大量葡萄石，为潮下微生物浅滩沉积，向上水体进一步加深，发育泥晶白云岩，为潟湖沉积，向上发生区域性海退，海平面降低，见葡萄石和核形石，为潮下微生物浅滩沉积，向上继续海侵，海平面升高，沉积砂屑白云岩，为砂屑滩沉积，向上见似瘤状白云岩，为潟湖沉积，此时海侵结束，海平面达到最高点，然后开始海退，海平面下降，沉积硅质白云岩，为潮间带沉积;灯三期开始海侵，底部沉积一套砂岩，为陆棚砂沉积，向上水体持续加深，沉积物为粉砂质泥岩以及硅质含砂泥岩，为陆棚泥沉积，此时海侵结束，开始海退，海平面下降，沉积一套砂质白云岩，为混积陆棚沉积;灯四期持续海退，海平面下降，见多套反韵律结构，旋回下部为硅质泥晶白云岩，旋回上部为砂屑白云岩，为潮下带沉积，向上水体变浅，沉积硅质白云岩，为潮间带沉积(图1)。2 灯影组三段混合沉积特征2.1 岩石学特征四川盆地灯三段混积岩的岩性主要为纹层状泥晶白云岩、纹层状含砂白云岩、含砂白云岩、砂质白云岩以及砂岩等。纹层状泥晶白云岩：主要成分为白云石，以晶粒结构为主，呈纹层状分布，石英颗粒粒径0.05~0.1 mm不等，呈星点状镶嵌于碳酸盐岩基质中(图2a，g)。岩石中裂缝较发育，在后期硅化以及充填作用下，局部可见石英颗粒，石英颗粒多充填于裂缝边缘，石英粒径不一，指示两种不同的形成期次(图2h)。

　　(a)深灰色纹层状泥晶白云岩，16-28/49，5 366 m，高科1井;(b)灰色纹层状含砂白云岩，17-65/86，5 378 m，高科1井;(c)含砂泥晶白云岩，18-84/90，5 389 m，高科1井;(d)砂质白云岩，见小型丘状交错层理，39层，宁强高家山剖面;(e)蓝灰色泥质砂岩，具平行层理，无分选，见粗粒石英漂浮，39层，宁强高家山剖面;(f)石英粗砂岩，滨岸砂，58层，宁强高家山剖面;(g)纹层状泥晶白云岩，石英呈星点状镶嵌于碳酸盐岩基质中，GK1-63，5 368 m，×5，单偏光，高科1井;(h)纹层状泥晶白云岩，裂缝边缘两期石英充填，GK1-66，5 366 m，×5，正交光，高科1井;(i)纹层状含砂泥晶白云岩，GK1-51，5 378 m，×5，正交光，高科1井;(j)含砂粉晶白云岩，GK1-55，5 375 m，×5，正交光，高科1井;(k)纹层状砂质白云岩，石英呈条带状分布，YBC-46-1-1B，×2.5，单偏光，杨坝剖面;(l)沥青，YBC-46-1-1B，×10，单偏光，杨坝剖面;(m)多晶石英，见两期石英充填，GK1-21，5 400 m，×5，正交光，高科1;(n)砂岩，YBC-45-1-2B，×2.5，正交光，杨坝剖面;(o)砂岩，YBC-46-3B，×2.5，正交光，杨坝剖面

　　纹层状含砂白云岩：主要成分为白云石，多为半自形晶，其次为石英颗粒，石英颗粒粒径0.1~1 mm不等，分选中等，磨圆较好，呈次圆状，且石英颗粒多呈条带状分布，与泥晶白云岩呈纹层状(图2b，i)。含砂白云岩：主要成分为白云石，粉晶结构，晶粒多呈点接触，其次为石英，粒径0.5~1 mm不等，石英分选中等，磨圆较好，次棱角状—次圆状，呈星点状分布(图2c，j)。砂质白云岩：主要成分为白云石，多为自形晶—半自形晶，晶型较好，其次为石英颗粒，石英颗粒粒径0.05~2 mm不等，分选中等，次棱角状—次圆状(图2d)，且石英颗粒多呈条带状分布，与极细晶白云岩呈纹层状(图2k)。此外，岩石中溶蚀孔洞较发育，面孔率约8%，经反光下鉴定，溶蚀孔洞内多充填后期充注的沥青，部分区域可见重结晶作用(图2l)。高科1井砂质白云岩可见多晶石英，部分石英粒径可达2 mm，周围分布小的石英颗粒，可见明显的两期石英(图2m)。

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