貴州大方地區(qū)龍?zhí)督M沉積相類型及其特征

趙 利，趙 聰，羅海金，姚華龍，魯 霞

（四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，四川成都 610052）

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)西南部黔中隆起北緣，受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)影響，研究區(qū)構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線一致，主要為北北東向和北東向[1，2，4，5，6]。構(gòu)造發(fā)育以褶皺為主，斷層次之。研究區(qū)發(fā)育三套古生代暗色泥頁(yè)巖，分別為下寒武統(tǒng)牛蹄塘組（C1n）、中二疊統(tǒng)梁山組（P2l）和上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）。其中，龍?zhí)督M分為兩個(gè)巖性段：龍?zhí)督M第一段（P3l1）主要為灰、灰褐色泥頁(yè)巖、含炭質(zhì)泥頁(yè)巖、黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、粉砂質(zhì)泥巖，夾灰褐色薄-中層狀泥質(zhì)粉砂巖、黃褐色菱鐵礦粉砂巖等，底部為一層黃褐色黏土巖，含灰?guī)r礫石或團(tuán)塊，具古風(fēng)化殼特征。泥頁(yè)巖頁(yè)理層間常夾有堅(jiān)直櫛羊齒、枝脈蕨、苛達(dá)木等植物和個(gè)別腕足類、雙殼類等化石。龍?zhí)督M第二段（P3l2）主要為灰、灰褐、灰綠色薄-中厚層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、菱鐵礦粉砂巖與褐灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、黑色炭質(zhì)泥頁(yè)巖的韻律互層，夾數(shù)層中-厚層狀粉砂巖，含大量植物化石及腕足類、蜓類、藻類[3，9]。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)標(biāo)志

2.1.1 巖石顏色 研究區(qū)龍?zhí)督M泥頁(yè)巖以暗色色調(diào)為主，包括黑色、灰黑色、深灰色及灰色等；（粉）砂巖以灰黃色、黃綠色及淺黃色為主。龍?zhí)督M底部為不整合面，發(fā)育黃褐色、灰黃色黏土巖風(fēng)化殼。由于龍?zhí)督M賦多層煤，有機(jī)質(zhì)含量高，雖長(zhǎng)期暴露地表氧化，但仍基本保持原生顏色，可以反映原始的沉積環(huán)境為還原或強(qiáng)還原條件（見(jiàn)圖1a）。

2.1.2 巖石類型 研究區(qū)龍?zhí)督M以碎屑巖為主，少量碳酸鹽巖。碎屑巖主要包括泥質(zhì)巖和砂巖兩大類，泥質(zhì)巖包括泥巖和頁(yè)巖，頁(yè)巖類可細(xì)分為（含）炭質(zhì)頁(yè)巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖、（含）粉砂質(zhì)頁(yè)巖等；砂巖類主要包括粉砂巖和巖屑砂巖等。

2.1.3 沉積構(gòu)造 沉積構(gòu)造是沉積巖中最常見(jiàn)的宏觀特征之一，由沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、顏色不均一而形成，是劃分沉積相、判別沉積環(huán)境的重要標(biāo)志[8，9]。研究區(qū)龍?zhí)督M泥頁(yè)巖段發(fā)育的沉積構(gòu)造主要包括反映不同水動(dòng)力條件的層理構(gòu)造以及干裂和結(jié)核體構(gòu)造（見(jiàn)圖1b、圖1c）。其中，層理構(gòu)造主要有水平層理與平行層理、交錯(cuò)層理、韻律層理，其次為透鏡狀層理、塊狀層理，主要發(fā)育于砂巖和泥沙混層中；黃鐵礦結(jié)核體主要發(fā)育于龍?zhí)督M煤層底板的泥巖中，指示中性缺氧還原水介質(zhì)環(huán)境[3]。

2.2 古生物標(biāo)志

研究區(qū)古生物化石種類較多，分布最廣的為有孔蟲、蜓類，其次是藻類、腹足、腕足、雙殼類、棘皮類等，植物化石主要見(jiàn)蕨類（見(jiàn)圖1d）。這些古生物化石指示了靜水環(huán)境下的近海相沉積產(chǎn)物。

2.3 地球化學(xué)標(biāo)志

研究區(qū)黔金1井龍?zhí)督M微量元素測(cè)試結(jié)果顯示，龍?zhí)督MV/（V+Ni）比值主要在0.72～0.93，指示處于缺氧和靜水無(wú)氧環(huán)境；V/Cr比值介于1.28～4.31，平均值為2.17，顯示為貧氧環(huán)境；而Ni/Co比值在0.79~2.53，表現(xiàn)為有氧環(huán)境，可能與黃鐵礦的高含量有關(guān)，導(dǎo)致Ni/Co值異常。V/（V+Ni）和V/Cr值均顯示龍?zhí)督M的沉積環(huán)境為淺水的還原環(huán)境。

圖1 沉積相標(biāo)志

3 沉積相類型及特征

通過(guò)區(qū)域地質(zhì)資料對(duì)比、古構(gòu)造、地層厚度、黑色泥頁(yè)巖厚度等因素分析，研究區(qū)受西部川滇古陸碎屑巖提供物源的三角洲沉積體系的入侵，龍?zhí)督M主要沉積于三角洲環(huán)境[7，8]。結(jié)合前述沉積相標(biāo)志判別，研究區(qū)龍?zhí)督M三角洲相可以劃分為三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3種亞相（見(jiàn)表1）。

表1 大方地區(qū)泥頁(yè)巖發(fā)育段沉積相類型劃分

3.1 三角洲平原

3.1.1 分流河道 分流河道是三角洲平原沉積的骨架，以砂質(zhì)沉積為主。研究區(qū)分流河道沉積主要為灰黃色、灰綠色中-厚層長(zhǎng)石砂巖、巖屑砂巖和粉砂巖。長(zhǎng)石和巖屑總含量與石英含量大致相等，表明其成分成熟度低；碎屑顆粒分選性差，大小不一，磨圓度較差，表明其結(jié)構(gòu)成熟度較低。

3.1.2 天然堤 研究區(qū)天然堤發(fā)育在分流河道之側(cè)，巖性以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥頁(yè)巖為主，發(fā)育水平層理，可見(jiàn)少量的植物葉片化石，偶見(jiàn)典型的暴露成因標(biāo)志“泥裂”。

3.1.3 泥炭沼澤和分流間洼地 兩者位于三角洲平原分流河道間的低洼地區(qū)，為停滯的還原環(huán)境。泥炭沼澤微相巖性主要為黑色（含）炭屑、炭質(zhì)泥巖，頁(yè)巖及煤層。巖石中富含植物葉片化石以及豐富的黃鐵礦和菱鐵礦顆粒，塊狀層理、水平層理發(fā)育。

3.2 三角洲前緣

3.2.1 河口砂壩 為三角洲前緣典型的微相，其沉積物為砂和粉砂，是分支河流帶來(lái)的砂泥質(zhì)隨著水流速度降低而堆積形成，分選及磨圓較好。砂巖呈中-厚層狀，見(jiàn)小型交錯(cuò)層理和水平層理。由于河口砂壩是一個(gè)前積的過(guò)程，在剖面上表現(xiàn)為下細(xì)上粗的反粒序特征（見(jiàn)圖1c）。

3.2.2 遠(yuǎn)砂壩 位于河口砂壩前較遠(yuǎn)的部位，沉積物較河口砂壩細(xì)，以粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，剖面上泥質(zhì)巖薄層自下而上呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，見(jiàn)小型交錯(cuò)層理。含動(dòng)物化石或碎屑，層面上常見(jiàn)炭化植物碎屑及生物擾動(dòng)痕跡。

3.2.3 水下分流河道 水下分流河道是三角洲平原分流河道的水下部分，沉積物顏色較淺，巖石以泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖為主，局部含泥質(zhì)、菱鐵質(zhì)條帶，可見(jiàn)植物化石碎片和波狀層理。水下分流河道具有跟分流河道相似的“二元結(jié)構(gòu)”，但其沉積物的粒級(jí)相比分流河道較細(xì)。

3.2.4 水下天然堤 水下天然堤是陸上天然堤的水下延伸部分，為水下分流河道兩側(cè)的沙脊，沉積物為極細(xì)的砂和粉砂，常具少量的黏土夾層。以波狀層理為主，局部可出現(xiàn)流水和波浪共同作用形成的復(fù)雜交錯(cuò)層理，有時(shí)可見(jiàn)植物葉片化石（見(jiàn)圖1d）。

3.2.5 分流間灣 分流間灣為水下分流河道之間相對(duì)凹陷的海灣地區(qū)，與海相通。研究區(qū)分流間灣微相巖性主要為深灰色粉砂質(zhì)泥巖、黏土巖，其次為泥質(zhì)粉砂巖，見(jiàn)少量菱鐵礦、黃鐵礦及植物化石碎片，局部可見(jiàn)大量密集分布的遺跡化石，水平層理發(fā)育。

3.3 前三角洲

前三角洲位于三角洲前緣的前方，是三角洲體系中分布最廣、沉積最厚的地區(qū)。研究區(qū)前三角洲相區(qū)巖性主要為暗色黏土巖、泥巖及粉砂質(zhì)黏土巖，偶見(jiàn)水平層理和透鏡狀層理，多見(jiàn)黃鐵礦結(jié)核體，發(fā)育雙殼類化石、生物潛穴及生物擾動(dòng)構(gòu)造。前三角洲的暗色泥質(zhì)沉積物富含有機(jī)質(zhì)，而且沉積速度和埋藏速度較快，有利于有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為油氣，可作為良好的生油（氣）層[10－12]。

4 結(jié)論

在區(qū)域地質(zhì)資料分析、野外地質(zhì)調(diào)查以及剖面、鉆井、測(cè)井等資料數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)龍?zhí)督M沉積相標(biāo)志的識(shí)別和研究顯示，龍?zhí)督M發(fā)育暗色泥頁(yè)巖，其沉積構(gòu)造、古生物及地球化學(xué)標(biāo)志反映研究區(qū)龍?zhí)督M泥頁(yè)巖沉積于淺水還原的水下三角洲環(huán)境。龍?zhí)督M海陸過(guò)渡三角洲沉積體系發(fā)育完整的三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲亞相，其中三角洲平原相主要發(fā)育有泥炭沼澤、分流間洼地、分流河道、天然堤、決口扇等沉積微相，三角洲前緣發(fā)育河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩、水下分流河道、水下天然堤、分流間灣微相，前三角洲主要為前三角洲泥。龍?zhí)督M富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖的沉積環(huán)境及特征表明其具有生油（氣）的潛力，可以作為下一步油氣勘探的潛在目標(biāo)層。