北川甘溪地區(qū)下泥盆統(tǒng)平驛鋪組層序特征

(1.成都理工大學(xué) 四川 成都 610059；2.西南石油大學(xué) 四川 成都 610500)

一、引言

川西地區(qū)的龍門山泥盆系是中國(guó)研究泥盆系地層的經(jīng)典地區(qū)之一，并以北川甘溪剖面最具代表性。該剖面不僅泥盆系地層出露好、厚度大、化石豐富和門類齊全，生物地層、巖石地層、年代地層以及生態(tài)地層格架已有悠久的研究歷史，而且?guī)r石或生物、年代地層單元?jiǎng)澐謽?biāo)志與區(qū)域?qū)Ρ纫罁?jù)充分。同時(shí)，該剖面泥盆系地層旋回性變化規(guī)律明顯，沉積相類型極其豐富多彩，多種沉積相類型均有不同程度的發(fā)育，因而又是開(kāi)展露頭層序地層學(xué)研究的理想地區(qū)。結(jié)合前人研究成果，在巖石地層研究的基礎(chǔ)上，本文對(duì)平驛鋪組剖面進(jìn)行了詳細(xì)的層序地層研究。

二、研究區(qū)概況

泥盆紀(jì)龍門山地區(qū)位于上揚(yáng)子板塊北西邊緣，沉積盆地具被動(dòng)大陸邊緣的拉張伸展型開(kāi)闊海灣盆地性質(zhì)。該地區(qū)的泥盆系地層可劃分為穩(wěn)定型濱淺海和次穩(wěn)定型半深海兩種沉積相區(qū)，北川甘溪剖面主體位于穩(wěn)定型濱淺海沉積相區(qū)。沉積基底為淺變質(zhì)的中志留統(tǒng)韓家店組陸棚相的砂泥質(zhì)板巖和千枚巖，兩者呈微角度構(gòu)造不整合接觸關(guān)系不僅泥盆系地層出露良好，沉積層序連續(xù)，而且剖面中無(wú)大的斷層和明顯的地層缺失。

下泥盆統(tǒng)平驛鋪組屬前濱到近濱以及湖環(huán)境，位于三角洲前緣的位置，可見(jiàn)豐富的楔狀交錯(cuò)層理、水平層理以及砂紋層理。平驛鋪組上超于泥盆系基底的千枚巖地層之上，主要為一套海陸過(guò)渡相沉積，是泥盆系三級(jí)旋回高位體系域。發(fā)育砂巖頁(yè)巖互層、含碳質(zhì)泥頁(yè)巖、硅質(zhì)膠結(jié)致密的石英砂巖以及有透鏡狀，波狀，脈狀層理砂巖。沉積體系發(fā)育浪控三角洲和砂壩沉積，沉積構(gòu)造豐富。

三、平驛鋪組層序特征

層序是指頂?shù)滓圆徽厦婕芭c之可對(duì)比的整合面為界的、一套相對(duì)整一的、成因上有聯(lián)系的地層，它是層序地層學(xué)分析的基本地層單元。根據(jù)層序邊界類型、準(zhǔn)層序的堆砌樣式及其在層序中的位置等標(biāo)準(zhǔn)，可將一個(gè)層序細(xì)分為低位體系域、海侵體系域和高位體系域，以及陸架邊緣體系域等基本類型。根據(jù)沉積濱線坡折帶處海平面沉降速率與盆地沉降速率之間的關(guān)系以及層序邊界類型，亦可將層序劃分為Ⅰ型和Ⅱ型兩種類型的層序。其中Ⅰ型層序由低位體系域、海侵體系域和高位體系域疊加組成，層序底界為Ⅰ型不整合界面及對(duì)應(yīng)的整合面；Ⅱ型層序由陸架邊緣體系域和海侵體系域、高位體系域疊加組成，層序底界面為Ⅱ型不整合界面及對(duì)應(yīng)的整合界面。

該剖面中均可見(jiàn)到Ⅰ型和Ⅱ型層序，體系域完整，演化規(guī)律明顯。據(jù)野外實(shí)測(cè)及露頭上層序界面的識(shí)別，認(rèn)為平驛鋪組包括三個(gè)三級(jí)層序，桂溪段為Ⅰ型層序，木耳場(chǎng)段為Ⅱ型層序，觀音廟段、關(guān)山段為Ⅱ型層序，其體系域演化均為完整的三級(jí)層序體系域演化(圖1)。

(一)桂溪段。桂溪段為平驛鋪組的第一個(gè)三級(jí)層序，屬于Ⅰ型層序，相比Ⅰ型層序，Ⅱ型層序大部分為整合接觸，形成剝蝕，暴露下切，卸載形成低位扇，為陸棚邊緣體系域。主要?jiǎng)澐譃楦呶惑w系域-海泛面-海侵體系，在桂溪段的高位體系域中主要發(fā)育碳質(zhì)泥頁(yè)巖以及石英砂巖，主要發(fā)育砂壩沉積，沉積相主要為潮控三角洲相，適應(yīng)砂巖具透鏡狀、波狀、脈狀層理。

(二)木耳廠段。該段為第二個(gè)三級(jí)旋回，屬于Ⅱ型層序，為障壁海岸沉積，側(cè)向延伸遠(yuǎn)，一石英砂巖為主。往組段向上，沉積相變化為間灣三角洲-前濱，在高位體系域中由濱岸沉積向浪控三角洲的變化，其中最大海泛面的標(biāo)志為發(fā)育陸棚相泥巖，濱前沉積體系中層面具有對(duì)稱浪成波痕的砂紋層理和楔形層理，流水細(xì)層的傾向以及流水方向是單一的，是定向的波紋，即浪成砂紋，往復(fù)“人”字型斜交。其中單向水流的特征包括板狀斜層理、細(xì)層傾向以及頂平下凹的槽模交錯(cuò)層理。

(三)觀音廟段、關(guān)山段。此段為第三個(gè)三級(jí)旋回，屬于Ⅱ型層序，高級(jí)旋回最大，該體系中的高位體系域主要以前三角洲到三角洲前緣的席狀砂、厚層砂巖以及透鏡狀疊加為標(biāo)志，沉積相演變?yōu)槿侵奁皆?河控三角洲，泥砂巖互層作為最大海泛面。

圖1 北川甘溪剖面泥盆系地層劃分、層序及相對(duì)海平面變化示意圖