內(nèi)蒙古達(dá)茂旗阿木山組礁灘相沉積環(huán)境分析

(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 四川 成都 610059)

引言：生物礁具有良好的空隙和孔隙，是油氣重要的儲藏區(qū)。因為其獨特的結(jié)構(gòu)，至今探明的世界油氣總儲量中，有很大比例都與生物礁和碳酸鹽層相關(guān)。在世界油田的產(chǎn)量方面，近乎一半的油氣產(chǎn)量來源于生物礁油田，可見對生物礁油氣藏的進(jìn)一步研究和探索的必要性。生物礁一般存在于陸棚碳酸鹽巖臺地邊緣和斜坡區(qū)，是一種重要的產(chǎn)油和產(chǎn)氣區(qū)，能夠反映該地區(qū)歷史發(fā)展過程中的構(gòu)造運動和演變，所以生物礁的研究在恢復(fù)古地理、古環(huán)境、古地理位置、區(qū)域大地演化和構(gòu)造背景分析具有重要意義。

一、區(qū)域地質(zhì)背景

達(dá)茂旗地區(qū)經(jīng)歷一個漫長復(fù)雜的過程，根據(jù)地史資料顯示該區(qū)形成經(jīng)歷多期構(gòu)造作用和兩個沉積旋回。

早中奧陶世，本區(qū)由于造山作用導(dǎo)致大陸邊緣坳陷轉(zhuǎn)變?yōu)榇笱笈鲎?。在海底擴(kuò)張作用下華北板塊與蒙古地塊相互碰撞在洋殼邊緣上形成一條大型斷裂帶，該斷裂引起一系列熔融物質(zhì)上升和板塊下降，便形成了島弧、弧溝等沉積特點。

晚志留世海水逐漸入侵，在兩個褶皺之間形成槽狀坳陷沉積表現(xiàn)為弧形分布，形成了一套碎屑巖-碳酸鹽巖沉積，并且與下覆奧陶紀(jì)侵入巖體形成不整合。在當(dāng)時水體寬闊，氣溫舒適的環(huán)境下珊瑚和腕足等生物生長迅速，該地區(qū)造礁生物聚集形成了礁。

早泥盆世內(nèi)蒙古大部分地區(qū)抬升侵蝕，僅瓦窖地區(qū)地殼下降較慢，海水得以入侵，主要變現(xiàn)為海相碎屑巖和碳酸鹽巖沉積，與西別和組不整合接觸。之后地層受早華力西運動作用，使泥盆紀(jì)至早石炭世地層沉積缺失。

晚三疊世該地海槽上升為陸地，歐亞板塊形成。由于板塊運動導(dǎo)致地殼進(jìn)入了陸-陸碰撞階段，中酸性巖漿巖侵入巖體，使地區(qū)巖體更加趨于固化。

白堊紀(jì)地殼運動變現(xiàn)為垂直升降形成了槽臺斷裂帶，巖性主要變現(xiàn)為陸湖湘碎屑巖沉積，形成環(huán)狀坳陷。

新生代，在內(nèi)外動力作用下地殼整體抬升風(fēng)化嚴(yán)重，在風(fēng)化較弱的溝谷中則形成了全新統(tǒng)的砂礫石。

二、達(dá)茂旗阿木山組生物礁

(一)生物礁特征及大致形態(tài)

1.岸礁：又稱邊緣礁，是指緊靠陸地邊緣生長的生物礁，與陸地之間有潟湖來分隔，存在一定寬度的水道。雖然岸礁往往存在于海岸的邊緣，但岸礁相互之間存在一定水域，水域中生長有生物和植物，進(jìn)而表現(xiàn)出不連續(xù)的特點和空缺。

2.塔礁：又名寶塔礁，因礁石形狀酷似寶塔而得名。因其獨特的形狀而常常作為旅游景點的一道亮麗風(fēng)景線。寶塔礁是由頁巖和石英巖重疊而成，石紋相對清晰，層次分明，臨近水源的地段因水波浪作用而形成不等的斷裂條紋。

3.生物礁：又稱點礁，是指具有一定數(shù)量的原地造礁生物格架。造礁生物經(jīng)過一系列造山運動和歷史變遷，逐漸形成具一定凸起的獨立碳酸鹽沉積。

4.柱礁：因其形狀似柱狀，且生存與海岸邊緣、邊灘地帶，兩面受風(fēng)化程度不同而表現(xiàn)出不同的形狀。背風(fēng)面往往保存較好，向風(fēng)面則風(fēng)化向內(nèi)側(cè)凹陷。

(二)達(dá)茂旗阿木山組生物礁相的劃分

2.礁核亞相。由于礁核亞相處于生物礁的前緣地帶，具有充足的光照、溫暖舒適的氣候、等自然條件，成為了造礁生物生長繁衍最旺盛的區(qū)域，可推斷當(dāng)時為一種正常浪基面以下的溫暖、低能環(huán)境。

3.礁前亞相。礁前亞相位于礁體面向大海的一邊，存在一個相對較陡峭的斜坡，沉積物大多來自于礁體靠近海岸的淺灘，由于重力和遷移等作用最終沉積到此環(huán)境中。淺水環(huán)境水動力弱，遭受的水動力和自然作用較弱，所以沉積物分選性一般，磨圓相對較差，推測形成于臺地或礁體邊緣，受重力和水動力形成。

三、沉積環(huán)境分析

阿木山組是一套碳酸鹽巖沉積，碳酸鹽巖下部發(fā)育生物碎屑巖，且碳酸鹽巖厚度較厚。晚石炭世期間由于海平面上升，海水動蕩導(dǎo)致研究區(qū)水體變渾，水中泥和沙含量增加，大大延緩了造礁生物的生長和發(fā)育。紫松期時期，海侵加快使水體逐漸變得平靜、清潔，海岸臺地邊緣生物得以大量生長發(fā)育，形成了以葉狀藻積灰泥和生物碎屑為主的臺地邊緣生物礁。紫松期中期，海平面下降，水體再次變渾濁，生物生長受阻出現(xiàn)了粒屑灘，反映了當(dāng)時動蕩的水體環(huán)境。隨著海侵進(jìn)一步擴(kuò)大，生物種類和含量有所增加，再次形成珊瑚格架礁，并最后進(jìn)入開闊陸棚環(huán)境。達(dá)茂旗地區(qū)晚石炭世晚期-早二疊世早期經(jīng)歷了海進(jìn)-海退-海進(jìn)旋回。

四、結(jié)論和討論

1、通過對達(dá)茂旗阿木山組生物礁研究大致將阿木山組生物礁相劃分為三個礁相：分別為礁前亞相、礁后亞相和礁核亞相。

2、阿木山組是一套碳酸鹽巖和生物碎屑巖的混合沉積，碳酸鹽巖下部發(fā)育生物碎屑巖，且碳酸鹽巖厚度較厚。達(dá)茂旗地區(qū)晚石炭世晚期-早二疊世早期經(jīng)歷了海進(jìn)-海退-海進(jìn)的沉積旋回。

3、達(dá)茂旗阿木山組劃分為生物礁相沉積，該地區(qū)海平面不穩(wěn)定，經(jīng)歷了多次海進(jìn)海退，依據(jù)生物分布區(qū)域不同推斷研究區(qū)域出現(xiàn)了兩個成礁旋回，第一個旋回一葉狀藻為主，另一個造礁生物則以珊瑚為主。