浙閩永安地區(qū)中生界典型山間盆地深水沉積的物源特征

王小垚等

[摘要]福建永安地區(qū)位于華南褶皺系閩西北隆起帶，發(fā)育了燕山運(yùn)動(dòng)早期與燕山運(yùn)動(dòng)晚期二期疊合盆地。永安地區(qū)吉山剖面白堊系坂頭組為典型山間盆地的深水沉積，針對(duì)性系統(tǒng)開(kāi)展這一露頭的物源分析，利于恢復(fù)古地貌背景，重構(gòu)沉積面貌，進(jìn)而分析油氣地質(zhì)條件。通過(guò)對(duì)浙閩一帶永安地區(qū)坂頭組的砂巖系統(tǒng)采樣，進(jìn)行了詳細(xì)的鑒定，觀察砂巖的碎屑組分與結(jié)構(gòu)的變化特征，并應(yīng)用Dick-inson 的分析理論對(duì)其進(jìn)行了砂巖骨架礦物統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明永安地區(qū)坂頭組為混合物源，發(fā)育了幾種物源，主要是混合巖漿弧帶物源和在回旋造山帶上的俯沖帶復(fù)合體物源。

[關(guān)鍵詞]永安地區(qū) 吉山剖面 坂頭組 碎屑組分 物源分析

[中圖分類(lèi)號(hào)] P5 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-50-3

0引言

中國(guó)東南部的浙閩贛粵古陸塊之上，廣泛發(fā)育了寒武紀(jì)—三疊紀(jì)海相和近海相沉積巖，是中國(guó)東南部迄今揭示的最大的海相地層發(fā)育區(qū)塊，主體位于福建省境內(nèi)（部分延入廣東?。┑挠腊驳貐^(qū)，兼具晚古生代海相地層和中—新生代陸相地層信息，是中國(guó)東南部一個(gè)較典型的多期復(fù)式疊合盆地，是研究晚古生代—中—新生代構(gòu)造環(huán)境演化的較佳場(chǎng)所[1]。

華南褶皺系閩西北隆起帶上的舉嵐盆地為燕山運(yùn)動(dòng)早期斷坳型盆地與燕山運(yùn)動(dòng)晚期火山盆地的二期疊合盆地，是浙閩一帶典型的山間盆地，地表面積約 1100 km2，盆地基底由上侏羅統(tǒng)南園組（J3n） 火山巖組成，基底埋藏西南深、東北淺，并在盆地東北緣出露。

盆地分析的重要內(nèi)容是沉積物物源分析，作為連接沉積盆地與造山帶的紐帶，為研究盆山相作用提供了有效途徑，是再現(xiàn)沉積盆地演化、恢復(fù)古環(huán)境的重要依據(jù)[2]。通過(guò)對(duì)典型的山間盆地——舉嵐盆地永安吉山中生界剖面下白堊統(tǒng)坂頭組進(jìn)行物源分析，在早期研究的基礎(chǔ)上將沉積巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與大地構(gòu)造背景聯(lián)系起來(lái)。從而對(duì)浙閩一帶永安地區(qū)的物源作系統(tǒng)的研究分析，并在此基礎(chǔ)上確定永安地區(qū)下白堊統(tǒng)坂頭組的沉積物源區(qū)以及沉積構(gòu)造背景。并對(duì)該地區(qū)盆山相互作用的研究提過(guò)科學(xué)理論的依據(jù)。

1區(qū)域地質(zhì)背景

浙閩一帶的舉嵐盆地內(nèi)填充沉積河湖相下白堊統(tǒng)坂頭組（K1b）淺灰色泥質(zhì)砂巖，火山巖建造的石帽山群（ K1sh） 及河湖相赤石群（ K2c） 的淺灰色泥質(zhì)砂巖，K1b 和 K2c 碎屑巖系在全區(qū)分布較為廣泛，K1sh 僅見(jiàn)于盆地西南部，可見(jiàn)該地區(qū)古環(huán)境主要為深水沉積。盆地呈南西傾塊斷狀單斜結(jié)構(gòu)，區(qū)內(nèi)斷裂非常發(fā)育，發(fā)育 NE、NW、EW、SN 多組斷裂，斷層有正有逆，并以正斷層為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，K1b 出露區(qū)共有 33 個(gè)大小斷塊組成，構(gòu)造較為破碎[3]。

盆內(nèi)永安地區(qū)位于政和—大埔斷裂帶的核心部位，沿 NE—SW 走向分布，地理位置 N24°00' ～ 26°00'，E116°00' ～ 118°30'，整體形態(tài)為一山間洼地。大地構(gòu)造上，永安地區(qū)位于浙南閩北華夏塊體南部，其東南面為東南沿海火山巖帶；邵武—河源斷裂，為其北西界，政和—大埔斷裂為穿盆而過(guò)的控制性斷裂。早晚白堊世之交，中國(guó)東南部曾發(fā)生過(guò)一次從擠壓到拉張的構(gòu)造轉(zhuǎn)換； 由此可見(jiàn)，永安地區(qū)地層發(fā)育于晚古生代，后期又經(jīng)歷動(dòng)力學(xué)改造?，F(xiàn)今永安地區(qū)的盆山格局是長(zhǎng)期地質(zhì)過(guò)程和構(gòu)造巖漿作用疊加改造的結(jié)果[4]。吉山中生界剖面出露保存好、沉積體系相對(duì)完整，主要為碎屑沉積，典型的深水沉積環(huán)境[5]。以吉山中生界剖面為研究對(duì)象通過(guò)碎屑巖類(lèi)法從而進(jìn)行物源特征的分析。

研究區(qū)吉山中生界剖面位于永安市西南3km，剖面起點(diǎn)在永安至連城公路旁，于下吉山村東北山頂結(jié)束。露頭良好，化石豐富。下段為吉山組總厚>977m，上段為坂頭組厚>127m。在永安地區(qū)吉山村坂頭組——吉山剖面進(jìn)行了剖面勘測(cè)，以吉山村寶應(yīng)山殿后約25米處為起點(diǎn)，由于采集點(diǎn)位于華南褶皺隆起帶故受到多種地質(zhì)因素的限制到吉山村墻后終止。整個(gè)采樣區(qū)皆位于吉山剖面的層位段，約為162.5米。并在露頭良好的層位具體層段的露頭剖面用巖石采樣器進(jìn)行采樣（表1）。

2坂頭組碎屑組分特征

本次的研究對(duì)吉山中生界剖面坂頭組作了系統(tǒng)的采樣，并進(jìn)行了磨片處理，利用蔡司偏光顯微鏡進(jìn)行了詳細(xì)的研究。坂頭組的砂巖從粒度上主要分為細(xì)砂巖與粉砂巖兩類(lèi)。碎屑顆粒的含量一般在97%—80%之間。少數(shù)砂巖的含量低于了80%。碎屑物的磨圓度中等，分選性較好，各巖石樣品的粒度較為均一，大部分的成熟度中等偏差。

砂巖骨架統(tǒng)計(jì)表（表2）與薄片鑒定相結(jié)合，得出碎屑組分分的基本特征 為：（1）石英顆粒呈次圓狀、圓狀、橢圓狀等形態(tài)，磨圓度較好。單晶石英含量一般為 9%一43%； 單晶石英比多晶石英更常見(jiàn)，多晶石英含量一般小于1%?？傮w樣品平均含量達(dá)到了24.4%。從而也一定程度上反映了該地區(qū)物源的多樣化，與當(dāng)時(shí)沉積地層的序列性與沉積環(huán)境的變化差異有關(guān)。 （2）長(zhǎng)石顆粒呈短柱狀等，含量總體都在10%以下，平均含量只有4.1%，從而其特征的表現(xiàn)具有很強(qiáng)的指示意義，而長(zhǎng)石的種類(lèi)也可以說(shuō)明其物源的特征。（3）巖屑顆粒多呈次圓狀、次棱角狀等。各巖石樣品巖屑類(lèi)型呈現(xiàn)不等的變化。其總體平均含量也達(dá)到了59.0%，巖屑是在沉積過(guò)程中機(jī)械破碎的礦物顆粒的集合體，而其形態(tài)的特征也對(duì)物源的性質(zhì)起到了指示意義。巖屑種類(lèi)也復(fù)雜多變主要為火成巖巖屑，其次變質(zhì)巖巖屑。（4）白云母和綠泥石含量都不高。（5）孔隙極少基本上都少于1%。從而，可以進(jìn)一步的說(shuō)明其物源的性質(zhì)，并且也指示著該地區(qū)巖石具有良好的儲(chǔ)集性，非滲透性的巖石也為油藏儲(chǔ)集提供了良好的條件。（6）填隙物基本上都以粉砂級(jí)粘土雜基為主。

坂頭組砂巖總體來(lái)看，砂巖厚度增大，粒度變不大，石英含量呈現(xiàn)了不等程度的變化 ，長(zhǎng)石含量和巖屑含量與石英呈相互消長(zhǎng)關(guān)系。樣品中石英顆粒磨圓度普遍比長(zhǎng)石、巖屑更好 ， 說(shuō)明石英是經(jīng)過(guò)多次破碎、搬運(yùn)、磨蝕，而長(zhǎng)石和巖屑經(jīng)歷的破碎次數(shù)少或搬運(yùn)距離較短。可見(jiàn)其物源的復(fù)雜性與多樣性。

3物源分析及特征

3.1樣品觀測(cè)統(tǒng)計(jì)方法及原理

沉積巖的成分蘊(yùn)含著大量與地殼發(fā)展演化密切相關(guān)的信息， 其中砂巖的研究在沉積學(xué)領(lǐng)域一直 占有重要的位置。砂巖作為大陸的風(fēng)化一沉積旋回產(chǎn)物，不僅直接記錄了沉積物的母巖組合，改造強(qiáng)度及沉積環(huán)境等信息，而且因其碎屑組分與所處大地構(gòu)造位置密切相關(guān)， 還可以反映區(qū)域構(gòu)造演化背景。因此砂巖的碎屑組分及其時(shí)空變化，在一定程度上可以反演區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)度、性質(zhì)和延續(xù)一轉(zhuǎn)變時(shí)間等[6]。根據(jù)砂巖的成分判斷其物源區(qū)的性質(zhì)與方向，進(jìn)而探討物源區(qū)的構(gòu)造性質(zhì)與物源的特征。

事實(shí)上 ，由于露頭巖石樣品不同程度地存在化學(xué)風(fēng)化和成巖后期改造作用，因此詳細(xì) 、 準(zhǔn)確的砂巖骨架組分鑒定和統(tǒng)計(jì)對(duì)物源研究尤其重要，其可信度要大大優(yōu)于化學(xué)分析資料[7]。針對(duì)永安地區(qū)保存比較完整的吉山中生界代表性剖面，進(jìn)行了系統(tǒng)的砂巖樣品采集和薄片鑒定統(tǒng)計(jì)。為了保證碎屑骨架組成統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可靠性，本文采用Dickinsonet a1（1979）. 和Dickinson（1983）的經(jīng)典方法。

3.2坂頭組碎屑組分統(tǒng)計(jì)及物源特征

符合上述統(tǒng)計(jì)原理并參加作圖的坂頭組有效砂巖樣品共11個(gè)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2。成分包括 ：?jiǎn)尉?（Q m ）、 多晶石英 （Qp ）、 長(zhǎng)石 （F ）、 沉積巖巖屑 （Ls） 、火山巖巖屑（Lv） 、 變質(zhì)巖屑 （L m）、 總巖屑（L ）、填隙物、膠結(jié)物與基質(zhì)（M ） 、孔隙及其它。其它包括來(lái)源指數(shù)、流動(dòng)指數(shù)、成熟度等。把模式分析各成分的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)換算成百分含量，其點(diǎn)計(jì)法統(tǒng)計(jì)結(jié)果和骨架三角圖解模式分析結(jié)果分別見(jiàn)表2和圖3。

砂巖骨架三角圖解模式分析結(jié)果顯示 ： 在 Qp—Lvm—Lsm 圖中其物源以混合巖漿弧和斷陷大陸邊緣物源為主，但是隨著火山巖巖屑的增加，出現(xiàn)少量的巖漿弧帶的砂巖，有部分的巖石樣品落在俯沖帶復(fù)合體物源區(qū)中 ； Lm—Lv —Ls 圖進(jìn)一步反映永安地區(qū)坂頭組主要為混合巖漿弧帶物源，同時(shí)也有俯沖帶復(fù)合體與縫合帶混合物源，也伴隨出現(xiàn)少量的巖漿弧帶上的砂巖； Q—F—L 和 Qm —F—Lt圖解側(cè)面進(jìn)一步顯示坂頭組砂巖物源主要來(lái)源于在回旋造山帶、在回旋過(guò)渡帶和島弧過(guò)渡帶及未切割島弧帶。由物源區(qū)與構(gòu)造背景對(duì)比圖進(jìn)而證明了坂頭組的砂巖為混合巖漿弧帶物源與在回旋造山帶物源（表3）。綜上所述，坂頭組砂巖主要來(lái)源于混合巖漿弧物源區(qū)和在回旋造山帶物源區(qū)。

4結(jié)論

（1）永安地區(qū)白堊系坂頭組砂巖碎屑組分。碎屑組分特征主要為：石英顆粒磨圓度較好。單晶石英含量一般為 9%一43%； 單晶石英比多晶石英更常見(jiàn)，多晶石英含量一般小于1%。長(zhǎng)石顆粒含量總體都在10%以下。巖屑顆粒其總體平均含量也達(dá)到了59.0%巖屑種類(lèi)也復(fù)雜多變主要為火成巖巖屑，其次變質(zhì)巖巖屑?？紫稑O少。填隙物基本上都以粉砂級(jí)粘土雜基為主。

（2）坂頭組碎屑組分三角圖解和物源分析結(jié)果顯示 。坂頭組受燕山運(yùn)動(dòng)的巖屑影響，永安地區(qū)的古陸發(fā)生伸展裂陷產(chǎn)生窄洋盆，為典型的深水沉積環(huán)境，形成一套由混合巖漿弧物源區(qū)和在回旋造山帶物源區(qū)提供物源的大陸邊緣河湖相陸源碎屑巖組合。坂頭組砂巖具有混合物源，主要是混合巖漿弧帶物源和在回旋造山帶上的俯沖帶復(fù)合體物源。

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金（2652013042， 2652013128， 2652013131）；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201311415056）資助。