華鎣溪口剖面中二疊統(tǒng)棲霞組沉積相分析

單長(zhǎng)安，王勝濤，陳　越，劉治成，張　奇

華鎣溪口剖面中二疊統(tǒng)棲霞組沉積相分析

單長(zhǎng)安1，王勝濤2，陳越2，劉治成1，張奇3

（1. 西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川成都610500；2. 延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西西安717300；3. 中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，四川成都610051）

摘要：在大量前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)野外實(shí)測(cè)，華鎣溪口剖面中二疊統(tǒng)棲霞組分為兩段，總厚度115.11 m。該剖面巖石以石灰?guī)r為主，含少量白云巖和硅巖。石灰?guī)r進(jìn)一步分為生屑微晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、微晶生屑灰?guī)r以及泥晶生屑灰?guī)r。結(jié)合野外剖面、顯微分析和區(qū)域沉積背景等資料的綜合分析，認(rèn)為棲霞組一段下部沉積環(huán)境為深緩坡的上帶，棲霞組一段上部沉積環(huán)境為淺緩坡的上帶，棲霞組一段頂部為局限臺(tái)地亞相的瀉湖微相，棲霞組二段沉積環(huán)境為開(kāi)闊臺(tái)地亞相的生屑灘微相和臺(tái)內(nèi)洼地微相。

關(guān)鍵詞：華鎣溪口；棲霞組；沉積相；緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地

華鎣溪口剖面位于四川省華鎣市溪口鎮(zhèn)通往附近704雷波站的公路旁，交通便利，露頭剖面出露齊全，海拔418～1 164 m，易于觀察。華鎣溪口地區(qū)在大地構(gòu)造上位于上揚(yáng)子地臺(tái)的中部，四川盆地東部，區(qū)域存在深大斷裂。華鎣山斷裂帶作為四川盆地主體與川東隔擋式褶皺帶的重要分界斷裂，自形成以來(lái)經(jīng)歷了多期活動(dòng)[1,2]。早二疊世之初，研究區(qū)內(nèi)發(fā)生晚古生代以來(lái)最大的海侵，下二疊統(tǒng)直接覆蓋在石炭系之上。至棲霞期，海侵規(guī)模擴(kuò)大，海平面上升加速，研究區(qū)內(nèi)全部被海水淹沒(méi)，變?yōu)闇\海沉積環(huán)境，形成了棲霞組海相碳酸鹽巖地層。文中以沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，在野外實(shí)測(cè)剖面的基礎(chǔ)上，對(duì)棲霞組的沉積相作了初步研究。

1　剖面地層綜述

通過(guò)野外實(shí)測(cè)，剖面中二疊統(tǒng)棲霞組總厚度為115.11 m，共分了13層（圖1）。研究區(qū)棲霞組主要有微（泥）晶生屑灰?guī)r、生屑微（泥）晶灰?guī)r和泥灰?guī)r構(gòu)成，僅在地層的頂部含1.8 m泥質(zhì)粉晶白云巖夾泥質(zhì)紋層。本文將所測(cè)剖面棲霞組劃分為兩段：

棲一段厚66.71 m（第2～8層），主要發(fā)育灰色生屑微晶灰?guī)r、灰白色泥晶灰?guī)r，可見(jiàn)波狀泥質(zhì)條紋；局部灰色中層微晶生屑灰?guī)r與泥灰?guī)r互層，并呈眼皮眼球構(gòu)造；裂縫發(fā)育，局部被瀝青充填，同時(shí)發(fā)育燧石結(jié)核、燧石條帶或燧石團(tuán)塊；鏡下生屑可見(jiàn)有孔蟲(chóng)、腕足、介形蟲(chóng)等，第4層中部可見(jiàn)大量海百合及珊瑚。

棲二段厚48.40 m （第9～14層），主要為微晶生屑灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r和生屑微晶灰?guī)r；第14層發(fā)育灰色中層泥質(zhì)粉晶白云巖，夾泥質(zhì)紋層，該層裂縫發(fā)育，方解石充填；第13層下部發(fā)育一層厚6 cm的燧石條帶；鏡下生屑可見(jiàn)介形蟲(chóng)、腕足、三葉蟲(chóng)、藻屑等。

圖1　華鎣溪口剖面棲霞組沉積相綜合柱狀圖

2　巖石學(xué)特征與沉積構(gòu)造

以相關(guān)的沉積學(xué)原理為指導(dǎo)，通過(guò)野外實(shí)測(cè)及鏡下分析，總結(jié)了該剖面的巖石類型及其特征。華鎣溪口剖面棲霞組巖石類型較為簡(jiǎn)單，以石灰?guī)r為主，多處石灰?guī)r中含少量泥質(zhì)條紋，燧石結(jié)核和燧石團(tuán)塊較發(fā)育。在棲一段下部生屑微晶灰?guī)r和泥灰?guī)r互層呈眼球眼皮構(gòu)造。

2.1巖石學(xué)特征

2.1.1石灰?guī)r

依據(jù)結(jié)構(gòu)成因分類[3]，并結(jié)合特殊構(gòu)造（眼球眼皮狀構(gòu)造），將石灰?guī)r進(jìn)一步分為生屑微晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r、微晶生屑灰?guī)r以及泥晶生屑灰?guī)r。

（1）微（泥）晶生屑灰?guī)r

微（泥）晶生屑灰?guī)r約占總厚度的25%，主要分布在棲二段中下部；顏色以淺灰色—灰色為主，少量為深灰色；層厚以中—厚層為主，也可見(jiàn)塊狀；生屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為50%～80%，種類與生屑微（泥）晶灰?guī)r相似；填隙物主要為泥（粉）晶方解石，局部也可以見(jiàn)到亮晶膠結(jié)物。該類型灰?guī)r反映其沉積時(shí)能量較高，尤其是亮晶生屑灰?guī)r，可能反映了能量更高的臺(tái)地內(nèi)生屑灘的沉積環(huán)境。

（2）生屑微（泥）晶灰?guī)r

生屑微（泥）晶灰?guī)r在華鎣溪口剖面地層中含量最高，占總厚度的70%左右，主要分布于棲二段的上部和棲一段的下部；顏色以灰色—深灰色為主，少量為淺灰色；層厚以厚層—塊狀為主；生屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為20%～50%，包括介形蟲(chóng)、腕足、海百合、三葉蟲(chóng)、蜓、有孔蟲(chóng)、棘屑、藻屑等。填隙物主要為泥晶方解石。生屑微（泥）晶灰?guī)r大體上都是水動(dòng)力條件較弱、能量較低環(huán)境下的產(chǎn)物。

2.1.2白云巖

白云巖主要分布在華鎣溪口剖面棲二段的頂部，厚度約為1.8 m。顏色呈現(xiàn)灰色；層厚以中層為主；白云石質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%～70%之間，以粉晶為主；該層白云巖裂縫發(fā)育，夾泥質(zhì)紋層。根據(jù)白云巖中的生物組合及其上、下巖層的巖性，分析其原巖應(yīng)為泥晶生屑灰?guī)r，沉積環(huán)境應(yīng)為能量較低的開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境。由于開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境不具備蒸發(fā)泵白云化作用或回流滲透白云化作用的條件，也不具備近海面的混合白云化作用的條件，形成于埋深較深的環(huán)境[4-6]，因此認(rèn)為其可能為石灰?guī)r經(jīng)埋藏白云化作用而形成的，其中的Mg2+可能來(lái)源于石灰?guī)r圍巖遭受壓實(shí)和壓溶作用后而排出的孔隙水。

2.1.3硅巖

在剖面中較為普遍，主要為燧石結(jié)核、團(tuán)塊和條帶。燧石結(jié)核和燧石團(tuán)塊在剖面棲一段下部較常見(jiàn)，僅在棲二段上部發(fā)現(xiàn)一薄層燧石條帶。燧石結(jié)核形狀以透鏡狀為主，直徑多數(shù)為3～8 cm，小者直徑約1 cm，個(gè)別燧石結(jié)核直徑可超過(guò)20 cm，形態(tài)不規(guī)則。在剖面上，大多數(shù)燧石結(jié)核以長(zhǎng)軸方向平行層面排列，斷續(xù)分布于巖層中，并可延伸較大的距離，反映水體較深、較安靜的沉積環(huán)境。

華南地區(qū)二疊紀(jì)棲霞組普遍發(fā)育有燧石結(jié)核。燧石結(jié)核是華南地區(qū)棲霞組的重要識(shí)別特征之一，其成因具有重要的古地理、古海洋意義。對(duì)于棲霞組燧石結(jié)核的硅質(zhì)來(lái)源及成因模式尚有不同的意見(jiàn)。通過(guò)分析和總結(jié)大量前人研究成果，筆者認(rèn)為組成華鎣溪口剖面棲霞組燧石結(jié)核的硅質(zhì)來(lái)源與當(dāng)時(shí)全球硅質(zhì)生物的繁盛有關(guān)[7]。通過(guò)對(duì)西特提斯—西太平洋—北美西部外來(lái)地體中的硅質(zhì)巖地層以及聯(lián)合古大陸西北部地層的研究發(fā)現(xiàn)，二疊紀(jì)薩克馬爾階開(kāi)始至上二疊統(tǒng)，是一個(gè)生物成因硅質(zhì)沉積的高峰期，被稱為二疊紀(jì)硅質(zhì)沉積事件（Permian Chert Event，PCE），該事件被認(rèn)為具有全球性[8,9]。大多數(shù)研究認(rèn)為形成燧石結(jié)核的硅質(zhì)來(lái)源于生物殼[10-12]，并指出生物化學(xué)作用形成的氧化硅與硅酸鹽沉積物一起，在成巖分異過(guò)程中發(fā)生溶解富集并交代碳酸鹽沉積物[13]。前些年有些學(xué)者提出的硅質(zhì)巖熱液水成因模式，認(rèn)為組成棲霞組燧石結(jié)核的SiO2來(lái)源于熱液活動(dòng)或火山活動(dòng)[14,15]；另一些人則認(rèn)為這些燧石結(jié)核是溶解大量硅質(zhì)生物殼的富SiO2海水或者硅質(zhì)殼微體生物被上升流由深海帶到淺海，經(jīng)沉淀形成富硅的沉積物[16]。

2.2沉積構(gòu)造

根據(jù)野外觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)剖面棲霞組上部沉積構(gòu)造有水平層理、粒序?qū)永砑吧飻_動(dòng)等；下部可以見(jiàn)到水平層理、塊狀層理、眼皮眼球構(gòu)造和丘狀層理等，其特征表明該相帶形成于風(fēng)暴浪作用的較深水環(huán)境；整個(gè)棲霞組剖面裂縫都非常發(fā)育。

華鎣溪口剖面棲一段下部發(fā)現(xiàn)微晶生屑灰?guī)r或生屑微晶灰?guī)r與泥灰?guī)r互層呈現(xiàn)眼球眼皮構(gòu)造。以其形狀似眼球眼皮而得名，由“眼球”和“眼皮”組成?！把矍颉睘榛疑罨疑⒊煞州^純的石灰?guī)r，呈似枕狀、透鏡狀或瘤狀，順層分布，長(zhǎng)數(shù)厘米至數(shù)十厘米，厚度一般為150 cm左右，有的甚至呈層狀；含泥較少，一般小于5%；不顯層理；顆粒主要為生物碎屑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%～50%，主要包括藻類、腕足類、介形蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)和海百合莖，生屑較破碎，分布雜亂，多為原地堆積；粒間為泥晶方解石充填?！把燮ぁ睘樯罨疑液谏噘|(zhì)含量較高的石灰?guī)r，較眼球顏色深，厚度不均，一般為5～100 cm，呈波狀起伏的紋層狀；含有較豐富的生物碎屑，種類、含量與“眼球”相似，但缺乏藻類，生屑也較破碎，顯定向排列，多為原地堆積；粒間也為泥晶方解石充填。

關(guān)于二疊系眼球眼皮狀石灰?guī)r的成因，前人提出了不同觀點(diǎn)：差異壓實(shí)作用成因[17]、沉積成因即碎屑流和等深流共同作用的結(jié)果[18]及沉積作用和成巖作用綜合而成[19,20]。筆者認(rèn)為，眼球狀石灰?guī)r的沉積作用和成巖作用綜合成因的觀點(diǎn)是更合理的。首先，差異沉積作用標(biāo)志明顯，即“眼球”和“眼皮”泥質(zhì)含量不同：泥質(zhì)含量高的部分，生屑較富集，反映了靜水沉積條件；泥質(zhì)含量低的部分應(yīng)是在泥質(zhì)供應(yīng)少、水動(dòng)力條件較強(qiáng)的情況下沉積的。因此，沉積過(guò)程中水動(dòng)力條件由弱至強(qiáng)的間歇性變化，造成了原始組分差異。其次，泥質(zhì)含量低的部分的密度和強(qiáng)度要高于泥質(zhì)含量高的部分，導(dǎo)致在成巖作用過(guò)程中，較純石灰?guī)r必然因重力作用下墜進(jìn)入飽和水的含泥石灰?guī)r中而產(chǎn)生變形，同時(shí)由于較純石灰?guī)r自身結(jié)構(gòu)的不均一性和含泥石灰?guī)r的不均勻上竄作用，導(dǎo)致較純石灰?guī)r被斷開(kāi)，呈現(xiàn)孤立的枕狀、橢球狀、透鏡狀等不規(guī)則形狀，構(gòu)成“眼球”；而含泥石灰?guī)r相應(yīng)地圍繞眼球呈斷續(xù)條帶狀、波狀和似火焰狀等形態(tài)分布，構(gòu)成“眼皮”。因此，沉積環(huán)境水動(dòng)力條件的變化以及差異壓實(shí)的共同作用，是眼球狀石灰?guī)r形成的根本原因。眼球狀石灰?guī)r中“眼球”部分與“眼皮”部分的生物組合相似，均含有一定量的泥質(zhì)，但“眼皮”中泥質(zhì)含量相對(duì)較高，反映“眼球”部分沉積時(shí)水體較清澈、循環(huán)較好，“眼皮”部分沉積時(shí)水體相對(duì)較混濁、較安靜、能量較低，說(shuō)明“眼球”部分與“眼皮”部分沉積時(shí)的水體是周期性變化的。故眼球眼皮狀石灰?guī)r的沉積環(huán)境可能為水體較局限、稍深的碳酸鹽巖臺(tái)地。

3　古生物組合及特征

華鎣溪口剖面棲霞組化石十分豐富，以底棲生物為主，包括有孔蟲(chóng)、藻類、腕足類、珊瑚、棘皮類（海百合綱）、介形蟲(chóng)、腹足類和三葉蟲(chóng)等。由于生物化石及其碎屑未見(jiàn)磨蝕現(xiàn)象，因此多為原地堆積，故對(duì)該剖面生物化石的生態(tài)及其組合特征進(jìn)行分析，將有助于推測(cè)出地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積環(huán)境，同時(shí)對(duì)其古地理和古生態(tài)也有一個(gè)相對(duì)清晰的認(rèn)識(shí)。

3.1古生物種類

該剖面有孔蟲(chóng)十分發(fā)育，包括非蜓有孔蟲(chóng)和蜓類。非蜓有孔蟲(chóng)常見(jiàn)的有Palaeotextulariidae（古串珠蟲(chóng)）、Glomospira（球旋蟲(chóng)）、Eolasiodiscus（始毛盤蟲(chóng)）、Nodosarinae（節(jié)房蟲(chóng)）等。這些有孔蟲(chóng)都是淺海底棲類型[21]，主要生活在水動(dòng)力條件較弱的平靜海底，有孔蟲(chóng)的殼壁較厚，表明部分地區(qū)是具有一定海水能量的地帶，水深介于10～25 m。蜓類化石主要有Nankinella、Pisolina、Eoverbeekina、Staffella等，同樣屬于淺海底棲生物，多數(shù)生活在開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境中。

藻類在剖面中非常豐富，在剖面棲霞組地層中綠藻以Dasycladaceae（傘藻科）為主，常見(jiàn)有Mizzia（米齊藻）、Vermiporella（蠕孔藻）、Pseudovermoporella（假蠕孔藻）等，常見(jiàn)紅藻中的Ungdarella（翁格達(dá)藻）和Permocalculus（二疊鈣藻）等。綠藻生活在熱帶和亞熱帶溫暖海洋中，最適合的環(huán)境是溫暖清澈的淺海，大致在低潮線到6～7 m最為發(fā)育，向下延伸至10 m深處則數(shù)量開(kāi)始減少，水深超過(guò)30 m則只有零星分布[22]。紅藻與綠藻生態(tài)環(huán)境相似，一般生活在溫暖清潔的淺水環(huán)境中，水深介于20～30 m之間。

珊瑚和海百合在華鎣溪口剖面上大量出現(xiàn)。在棲霞組中發(fā)育有Wentzellophyllum、Hayasakaia、Polythecalis等群體珊瑚。對(duì)于珊瑚生活的水深，Wells（1957）和Hill（1958）曾指出古生代的群體珊瑚一般生活在16～21 ℃的水溫下，同樣是清澈透明的海水中最為發(fā)育，水深從5至50 m不等，但大多數(shù)在10～30 m范圍內(nèi)最為發(fā)育[23,24]。海百合化石主要有Pisocrinus（豆海百合）、Cupressocrinites（松球海百合）、Sinocrinus（中國(guó)海百合）等?，F(xiàn)生海百合多生活在深水中，而古生代和中生代的海百合因常與珊瑚類伴生，證實(shí)它們都是淺海生物，生活環(huán)境與珊瑚一樣。

3.2古生物組合特征

通過(guò)野外和室內(nèi)資料的綜合分析，將華鎣溪口剖面棲霞組化石分為3個(gè)組合。

（1）藻類組合：化石豐富，含量高，以紅藻和綠藻為主。Wray（1977）認(rèn)為晚古生代的紅藻大部分生活于開(kāi)放的碳酸鹽陸棚環(huán)境。這種藻既能適應(yīng)于靜水、以灰泥為主的沉積，也能在水流動(dòng)蕩的環(huán)境內(nèi)形成[25]。根據(jù)Senes（1967）的研究，在地中海發(fā)現(xiàn)的綠藻其最大的深度不會(huì)超過(guò)30 m[26]。Elliott（1968）認(rèn)為現(xiàn)代綠藻以及綠藻化石最適合的生長(zhǎng)深度在潮下帶5至6 m。在10～30 m的深度范圍內(nèi)，綠藻的數(shù)量明顯減少[27]。在研究剖面上，與這兩類藻共生的生物有有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、珊瑚等，少數(shù)情況下也與蜓共生。巖性主要是淺灰色中層以上的微（泥）晶生屑灰?guī)r。根據(jù)其水深及其環(huán)境特征，認(rèn)為該組合所代表的生活環(huán)境通常是正常鹽度的、溫暖海水的、且同時(shí)水流較通暢的開(kāi)闊臺(tái)地以及淺緩坡。

（2）有孔蟲(chóng)組合：非蜓有孔蟲(chóng)化石種類繁多，含量豐富。主要生活在海水能量不高的平靜海底，大部分水深都處在10～25 m之間，因此可以推測(cè)其沉積環(huán)境應(yīng)屬于深度不大的淺緩坡。蜓類有孔蟲(chóng)組合在剖面上極為常見(jiàn)，根據(jù)E Flugel（1977）在南阿爾卑斯山的研究，發(fā)現(xiàn)蜓在開(kāi)闊海臺(tái)地最為豐富，在局限臺(tái)地陸棚瀉湖中也常見(jiàn)，其他地方則很少見(jiàn)[28]。除了單一的蜓組合以外，與蜓有關(guān)的生物組合，其生物組分都較為多樣。蜓—二疊鈣藻組合在開(kāi)闊臺(tái)地和水動(dòng)力條件更弱的淺緩坡中都可能存在。巖性主要是灰色—淺灰色的中層以上的生屑泥晶灰?guī)r或泥晶灰?guī)r。所以把蜓組合作為緩坡型開(kāi)闊海臺(tái)地最典型的標(biāo)志，它與有孔蟲(chóng)的組合則可以作為開(kāi)闊臺(tái)地的高能淺灘或淺緩斜坡亞相的標(biāo)志。

（3）珊瑚組合：化石在剖面上大量出現(xiàn)。在棲霞組中珊瑚主要是早坂珊瑚、多壁珊瑚，除了前兩者，在該地區(qū)還發(fā)現(xiàn)有Wentzellophyllum、Cystomichelinia、Yatsengia、Szechuanophyllum等，而且大多以塊狀和分枝狀的珊瑚為主。巖性主要是生屑微晶灰?guī)r和泥灰?guī)r。深度一般都不超過(guò)30 m，主要發(fā)育的環(huán)境是淺緩坡。

根據(jù)生物組合是可以反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境的。通過(guò)對(duì)上述古生物組合的研究，基本上可提出以下在不同的沉積相帶中所發(fā)育的3種生物組合類型：開(kāi)闊臺(tái)地發(fā)育有藻類組合、有孔蟲(chóng)組合；淺緩坡發(fā)育有藻類組合、有孔蟲(chóng)組合、珊瑚組合；而深緩坡有孔蟲(chóng)和藻發(fā)育較少（表1）。

表1　華鎣溪口剖面棲霞組古生物化石組合特征

4　沉積相類型劃分

筆者在大量前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)野外實(shí)測(cè)以及鏡下薄片觀察研究，結(jié)合區(qū)域沉積背景等資料，并充分考慮四川盆地中二疊統(tǒng)的沉積演化特征[29,30]，初步對(duì)華鎣溪口剖面進(jìn)行了沉積相分析研究，把該剖面劃分為緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地沉積體系。根據(jù)其內(nèi)部水體深度、水動(dòng)力特征等，將該沉積體系分為開(kāi)闊臺(tái)地、深緩坡和淺緩坡三種亞相類型（表2）。

表2　華鎣溪口中二疊統(tǒng)棲霞組沉積相類型

4.1開(kāi)闊臺(tái)地亞相

開(kāi)闊臺(tái)地對(duì)應(yīng)于潮下淺水環(huán)境，與廣海連通性較好，范圍廣泛，海水循環(huán)通暢，鹽度基本正常，適于廣鹽度生物生長(zhǎng)繁殖，水體能量一般較低，主要形成各類灰?guī)r。只要有穩(wěn)定的海水溫度、深度和鹽度，在這個(gè)區(qū)域就能形成巨厚的碳酸鹽巖。依其所對(duì)應(yīng)地形和水動(dòng)力條件的差異可將其進(jìn)一步劃分為：生屑灘和臺(tái)內(nèi)洼地兩個(gè)微相。

（1）生屑灘

生屑灘形成于正常浪基面附近的海底高能帶，該沉積環(huán)境中水體鹽度正常、清潔、陽(yáng)光充足，適合生物的生長(zhǎng)。一般為正地形，處于相對(duì)較高能的地帶，易于生屑等各種顆粒的形成和堆積。大量的生物介殼或骨骼在長(zhǎng)期的波浪作用之下通常被不斷地打碎、磨蝕、淘洗，磨圓度較好，粒間灰泥所見(jiàn)不多，主要甚至全由亮晶方解石膠結(jié)；代表巖類為淺灰色厚層塊狀生屑亮晶灰?guī)r。生屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%～70%之間，為淺水相生物，除綠藻和紅藻外，還有大量有孔蟲(chóng)以及蜓、腕足、腹足、海綿、苔蘚蟲(chóng)、棘屑等。生物碎屑破碎嚴(yán)重，分選中等，偶見(jiàn)少量砂屑，多屬亮晶方解石膠結(jié)。主要分布在剖面棲二段的第10和11層。

（2）臺(tái)內(nèi)洼地

臺(tái)內(nèi)洼地是本區(qū)開(kāi)闊臺(tái)地的主體。它處于生屑灘之間的低洼區(qū)，水體的循環(huán)一般較好、能量相對(duì)較低，海水鹽度基本正常，分布范圍亦廣。沉積物以灰色—深灰色厚—中層狀微晶灰?guī)r和泥晶灰?guī)r為主，本剖面主要發(fā)育生屑微晶灰?guī)r。該微相產(chǎn)有介形蟲(chóng)、腕足、三葉蟲(chóng)和藻屑等化石。分布在剖面的第9、13和14層。

4.2淺緩坡亞相

淺緩坡在緩坡型臺(tái)地上靠近開(kāi)闊臺(tái)地，界于正常浪基面和風(fēng)暴浪基面之間，深度小于30 m，波浪頻繁作用，水動(dòng)力能量很高。透光性好、氧氣充足、鹽度正常、水溫高及養(yǎng)料充足，適合大量生物生長(zhǎng)。淺緩坡向水淺一側(cè)逐漸過(guò)渡為開(kāi)闊臺(tái)地，向水深一側(cè)逐漸變?yōu)樯罹徠?。依?jù)水體深度及水動(dòng)力特征，可進(jìn)一步將淺緩坡分為上帶和下帶兩個(gè)微相。

（1）淺緩坡上帶

淺緩坡上帶位于正常浪基面附近的海底高能帶，該沉積環(huán)境中水體循環(huán)好、能量相對(duì)較強(qiáng)，易于生屑等各種顆粒的形成和堆積。主要分布在華鎣溪口剖面棲霞組中下部，發(fā)育深灰色，深灰褐色中—厚層狀的生屑石灰?guī)r，含有大量的窄鹽度生物碎屑，如腕足、海百合、蜓、有孔蟲(chóng)和海綿碎片等生物化石，腹足和瓣鰓也很豐富，多為原地生長(zhǎng)、堆積。在剖面上主要分布在棲一段的第3～8層。

（2）淺緩坡下帶

屬潮下低能帶，該沉積環(huán)境中水體循環(huán)雖好、但能量相對(duì)較弱，沉積水體比淺緩坡上帶深，比深緩坡上帶淺?？v向上屬于淺緩坡的中下部。主要發(fā)育灰黑色、深灰?guī)Ш稚?、深灰色中—厚層含生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，生屑含量與淺緩坡上帶相比較少。華鎣溪口剖面未發(fā)育該微相類型。

4.3深緩坡亞相

深緩坡位于風(fēng)暴浪基面至最大風(fēng)暴浪基面之間的海底，深度可達(dá)100 m，平時(shí)海水平靜，水動(dòng)力以風(fēng)暴浪和風(fēng)暴流作用為主，正常波浪影響不大，間歇性受到風(fēng)暴的影響，總體水體較深、能量較低。主要形成了大套深灰、灰黑色中—厚層狀的泥（微）晶石灰?guī)r，（含）生屑泥晶灰?guī)r，生物化石及碎屑相對(duì)淺緩坡較少?；?guī)r呈瘤狀，特征非常明顯。瘤狀石灰?guī)r的瘤體大小不等，一般為5 cm×5 cm，瘤體間常夾灰褐色薄層泥質(zhì)條帶。富含近順層分布的硅質(zhì)條帶或硅質(zhì)結(jié)核，大量的燧石團(tuán)塊鑲嵌在厚—中厚層（含生屑）泥晶灰?guī)r中，許多燧石團(tuán)塊由于溶蝕作用脫落，致使泥晶灰?guī)r呈蜂窩狀。 在該剖面上還可以見(jiàn)到“眼球”狀或似“眼球”狀構(gòu)造，褐灰色泥質(zhì)常見(jiàn)，其特征表明該相帶形成于較深水地區(qū)，能量總體較低，常常受到風(fēng)暴浪的改造。進(jìn)一步將深緩坡分為上帶和下帶兩個(gè)微相。

（1）深緩坡上帶

深緩坡上帶是指深緩坡的內(nèi)側(cè)，靠近淺緩坡地帶的沉積區(qū)域。受正常波浪作用影響較小，生物活動(dòng)頻繁，底部風(fēng)暴浪影響較大。沉積物以灰色微晶灰?guī)r與灰黑色泥灰?guī)r為主，兩種巖性互層，呈現(xiàn)一套中—厚層眼球眼皮構(gòu)造。沉積水體比深緩坡下帶要淺、水動(dòng)力要強(qiáng)，在縱向上往往為深緩坡的中上部。主要分布在剖面棲一段的底部。

（2）深緩坡下帶

深緩坡下帶指深緩坡的外圍沉積區(qū)域，接近最大風(fēng)暴浪基面，靠近盆地的沉積區(qū)域。沉積水體比深緩坡上帶更深，水體更安靜，風(fēng)暴浪一般不直接影響到該沉積帶，僅特大風(fēng)暴才可能作用于此帶。在縱向上為深緩坡的中下部。巖性主要為灰黑色、黑灰色薄—中層狀泥晶灰?guī)r。所含生屑較少，生屑一般較為破碎、零星。生屑主要以介殼、腕足屑、有孔蟲(chóng)及海綿骨針等為主，微體生物保存相對(duì)較為完整。往往發(fā)育大量燧石結(jié)核、條帶，層間發(fā)育大量泥質(zhì)條帶。華鎣溪口剖面未發(fā)育該沉積微相類型。

5　沉積相模式

沉積相模式即沉積相的空間組合形式。它是可以幫助我們認(rèn)識(shí)復(fù)雜沉積過(guò)程的理想簡(jiǎn)化模型。其既可以用來(lái)闡明和預(yù)測(cè)沉積相的分布，也可以用來(lái)作為對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)以及進(jìn)一步研究的格架和指南[31]。通過(guò)工區(qū)內(nèi)古環(huán)境分析，以及上述單剖面沉積相分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，本文建立了華鎣溪口地區(qū)棲霞組的緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地沉積模式（圖2）。

緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地與其他類型臺(tái)地相比，臺(tái)地邊緣生屑灘、生物礁不發(fā)育，缺乏明顯坡折帶或無(wú)坡折帶，與淺緩坡逐漸過(guò)渡，其傾斜角一般小于1o[32-34]。碳酸鹽沉積物局部為高能淺灘顆?；?guī)r，向斜坡方向逐漸變成較深水碳酸鹽沉積物并最終成為盆地沉積巖類型。

緩坡型臺(tái)地因受其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的控制，在沉積作用上常常表現(xiàn)出以下突出特征：

（1）臺(tái)地相區(qū)高頻旋回沉積特征突出：海平面升降變化及地殼構(gòu)造沉降速率是緩坡型臺(tái)地地層發(fā)育厚度及相帶遷移的主要控制因素。由于臺(tái)地相區(qū)水體淺，高頻海平面變化十分明顯，在旋回的疊加樣式中，高頻旋回多表現(xiàn)為不對(duì)稱性，即快速海進(jìn)和緩慢海退，這種不對(duì)稱性在大的海平面上升背景下，由下至上逐漸減弱，旋回厚度逐漸減小，體現(xiàn)了一種退積型的垂向疊加樣式；而在大的海平面下降背景下，情況相反，旋回的不對(duì)稱性逐步加強(qiáng)，高頻層序的厚度越來(lái)越大。

（2）臺(tái)緣礁不發(fā)育：因緩坡型臺(tái)地沒(méi)有明顯的斜坡坡折，故不利于造礁生物生長(zhǎng)，因而在碳酸鹽緩坡上生物礁不發(fā)育。

圖2　華鎣溪口棲霞組沉積相模式

棲霞早期，受古特提斯海洋的急劇擴(kuò)張、古冰川的消融等的影響，上揚(yáng)子地區(qū)海平面迅速上升，研究區(qū)范圍全部被海水淹沒(méi)，在棲一段中期達(dá)到最高點(diǎn)，棲一段下部主要表現(xiàn)為深緩坡的沉積；隨后海平面開(kāi)始有所下降，棲一段上部沉積環(huán)境為淺緩坡；棲霞晚期基本繼承了棲霞早期的沉積格局，研究區(qū)內(nèi)古構(gòu)造和古氣候未發(fā)生大的改變，水體的變淺，為生物大量繁殖提供了一個(gè)有利條件，促使棲二段發(fā)育了較多的生屑灘。

6　結(jié)論

（1）華鎣溪口剖面中二疊統(tǒng)棲霞組分為兩段，總厚度115.11 m。其中棲一段厚度為66.71 m，棲二段厚度為48.40 m。該剖面巖石以石灰?guī)r為主，含少量白云巖和硅巖。石灰?guī)r進(jìn)一步分為生屑微晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、微晶生屑灰?guī)r以及泥晶生屑灰?guī)r。眼球眼皮沉積構(gòu)造形成于水體較局限、稍深的碳酸鹽巖臺(tái)地，是由于沉積環(huán)境水動(dòng)力條件的變化以及差異壓實(shí)的共同作用而形成的。

（2）華鎣溪口剖面棲霞組化石十分豐富，以底棲生物為主，包括有孔蟲(chóng)、藻類、腕足類、珊瑚、介形蟲(chóng)、棘皮類（海百合綱）、腹足類和三葉蟲(chóng)等。通過(guò)野外和室內(nèi)資料的綜合分析，將華鎣溪口剖面棲霞組化石分為3個(gè)組合，即藻類組合、有孔蟲(chóng)組合和珊瑚組合。藻類組合、有孔蟲(chóng)組合出現(xiàn)在開(kāi)闊臺(tái)地；淺緩坡發(fā)育有藻類組合、有孔蟲(chóng)組合、珊瑚組合；深緩坡有孔蟲(chóng)和藻類發(fā)育較少。

（3）華鎣溪口剖面棲霞組的沉積環(huán)境被劃分為緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地。根據(jù)其內(nèi)部水體深度、水動(dòng)力特征等可分為開(kāi)闊臺(tái)地、淺緩坡和深緩坡三個(gè)沉積亞相。

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中圖分類號(hào)：TE121.3+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2012.03.044

基金項(xiàng)目：國(guó)家油氣重大專項(xiàng)課題“四川盆地大型天然氣田富集規(guī)律、目標(biāo)評(píng)價(jià)與勘探配套技術(shù)”（編號(hào)2008ZX05007-004）資助成果。

收稿日期：2012-02-13；改回日期：2012-04-09

第一作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)伍L(zhǎng)安，男，1985年生，碩士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探，主要從事沉積學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究。E-mail：scalzm@163.com。

文章編號(hào)：1008-2336（2012）03-0044-08

Analysis on Sedimentary Facies in the Qixia Formation, Middle Permian at Huaying Xikou Section

SHAN Chang’an1, WANG Shengtao2, CHEN Yue2, LIU Zhicheng1, ZHANG Qi3
（1. Institute of Resources and Environment, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan 610500, China; 2. Yanchang Oil fi eld Co., Ltd, Xi’an Shanxi 717300, China; 3. Research Institute of Petroleum Exploration & Development, SW Oil & Gas Field Co., Chengdu Sichuan 610051, China）

Abstract:Based on numerous previous researches and a lot of fi eld surveys, the Qixia Formation of Middle Permian at Huaying Xikou section has been divided into two sections, with total thickness of 115.11 m. The rock types of this section are simple, dominated by limestones, with minor dolomites and siliceous rocks. The limestones can be further divided into bioclastic microcrystalline limestone, micritic limestone, microcrystalline bioclastic limestone and micritic bioclastic limestone. Based on the fi eld section, microscopic analysis and a comprehensive analysis on the background of the regional deposition, it is believed that the depositional environment of the lower of the fi rst section of Qixia Formation is upper part of deep ramp, the upper part is upper zone of shallow ramp, the top of the fi rst section is lagoon face on restricted platform, the second section of Qixia formation is considered as open platform, including bioclastic beach microfacies and depression facies in platform.

Key words:Huaying Xikou; Qixia Formation; sedimentary facies; ramp-type platform