貴州安龍海子地區(qū)晚二疊世巖相古地理特征分析

陸建寶 劉浩 張鐘華 趙明峰

摘要：通過對比區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)巖性組合特征及變化情況分析，討論了黔西南海子地區(qū)晚二疊世的沉積環(huán)境。龍?zhí)督M主體為一套海陸交互相的含煤碎屑巖建造，再往南部到龍廣一帶相變?yōu)闇\海臺地相吳家坪組灰?guī)r、礁灰?guī)r夾少量碎屑巖建造。在沉積厚度上，從北往南厚度有逐漸增厚趨勢，再往南相變成吳家坪組，反應(yīng)沉積時從北東往南西，海水由淺-深-淺的趨勢。認(rèn)為龍?zhí)镀诔练e時，可能存在一個北西向的凹槽或同生斷裂，控制了龍?zhí)督M沉積厚度的變化。

關(guān)鍵詞：巖石組合；沉積環(huán)境；巖相古地理；海子；貴州安龍

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局項目“貴州省安龍魯溝-白石坡地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”（12120114084001）及貴州省地礦局科研項目“安龍縣戈塘—海子地區(qū)金礦成礦規(guī)律與找礦遠景研究”（黔地科合[2017]26號）聯(lián)合資助。

1.前言

近年來，隨著礦產(chǎn)勘查工作的深入推進，龍?zhí)督M層序及沉積環(huán)境越來越受到地勘隊伍及科研人員的重視。目前在海子地區(qū)內(nèi)開展了不同程度的鉆探工作，多數(shù)是僅集中在礦區(qū)或點上的分析研究，對整個區(qū)域上未作系統(tǒng)的研究分析，對區(qū)內(nèi)的沉積格局尚未厘清。本文通過野外剖面、鉆孔等資料的基礎(chǔ)上，開展了區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)沉積特征研究，嘗試恢復(fù)古地理特征，分析在龍?zhí)镀谟捎诔练e環(huán)境的影響致使同期巖性組合及沉積厚度及沉積格架的變化情況。

2.地質(zhì)背景

海子地區(qū)位于貴州省安龍縣，大地構(gòu)造位于揚子陸塊區(qū)上揚子陸塊之南盤江—右江裂陷盆地北部。區(qū)內(nèi)中二疊世為開闊臺地碳酸鹽巖沉積為主，晚二疊世為潮坪相含煤細(xì)碎屑巖沉積；早三疊世印度階以淺海陸棚相為主，早三疊奧倫階以開闊臺地-局限臺地相碳酸鹽巖沉積為主，中三疊世以潮坪相碳酸鹽巖沉積為主（圖1）。

研究區(qū)上二疊統(tǒng)主要地層為龍?zhí)杜c吳家坪組，其上覆地層為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組，下伏地層為中二疊統(tǒng)茅口組。茅口組為開闊臺地相碳酸鹽巖建造，主要由泥晶灰?guī)r建造、生物屑泥晶灰?guī)r建造及少量白云質(zhì)斑團塊灰?guī)r（豹皮狀灰?guī)r）建造組成，生物碎屑主要為有孔蟲、藻屑、海百合莖及珊瑚等。龍?zhí)督M為潮坪相含煤碎屑巖建造，主要由粉—細(xì)砂巖、粘土巖夾泥晶灰?guī)r、炭質(zhì)頁巖及煤層組成。吳家坪組為淺海臺地相碳酸鹽巖建造，主要由深灰色中至厚層塊狀泥晶灰?guī)r、燧石灰?guī)r夾粘土巖組成。飛仙關(guān)組為淺海陸棚相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、粘土巖夾粉砂巖夾薄層粉砂質(zhì)粘土巖及鈣質(zhì)粘土巖組成。粉砂巖、粘土質(zhì)粉砂巖、粘土巖組成，夾泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、亮晶鮞?；?guī)r。

3.層序地層對比及格架

為了詳細(xì)探討龍?zhí)镀诔练e古地理特征，對區(qū)內(nèi)戈塘—長田—板燕—白雞山—安王寨—龍廣一線層序進行了縱向和橫向的對比，研究結(jié)果表明：

（1）從巖性組合及沉積構(gòu)造上，戈塘—長田—板燕—白雞山—安王寨一帶均出露為龍?zhí)督M。根據(jù)建造特征大致可分為三個段。第一段由灰色薄-中厚層粘土巖、炭質(zhì)粘土巖，夾透鏡狀泥質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖及少量無煙煤層（線）組成。第二段由淺灰、深灰色厚層灰?guī)r及灰色薄-中厚層粘土巖、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)粉砂巖及煤（層）線組成。第三段由灰色薄-中厚層粘土巖與粉砂巖不等厚互層，間夾薄-中厚層炭質(zhì)粘土巖、硅質(zhì)巖及煤層（線）組成?？傮w反映出由南向北由海相至海陸交互的沉積環(huán)境，龍?zhí)督M中灰?guī)r夾層可能代表大海侵中不同時期的單個小海侵事件。在區(qū)內(nèi)南部龍廣一帶相變?yōu)閰羌移航M，其巖性主要為灰色中至厚層、塊狀灰?guī)r、礁灰?guī)r夾少量碎屑巖，反映為淺海臺地相沉積環(huán)境。

（2）在沉積厚度上，龍?zhí)督M最為顯著的特征是從北往南厚度增厚或具突變增厚趨勢。在北部戈塘-科花一帶厚度217m左右，向南至青龍臺-安王寨一帶達423m，再往南相變成臺地相吳家坪組，厚度>400m（圖2）。因此，初步認(rèn)為有兩種可能導(dǎo)致了沉積厚度的變化。一是龍?zhí)督M沉積時由原始地形地貌差異所致，二是其中可能存在同生斷裂所致。

4.地球物理特征分析

區(qū)內(nèi)主要以大面積的布格重力剩余負(fù)值異常為主（圖3），在區(qū)內(nèi)北東側(cè)及西南側(cè)，布格重力剩余異常軸向以北西向為其主軸方向；在中部，布格重力剩余異常較為凌亂，呈團塊狀展布，局部呈近北東向展布?；诘刭|(zhì)體的地球物理特性，當(dāng)斷裂產(chǎn)生后，會使地質(zhì)體在三度空間發(fā)生位移和錯斷時，斷裂兩側(cè)的地層的物性產(chǎn)生變化；斷裂反映的是地層物性界面的陡變帶，斷裂的規(guī)模越大，兩種物性界面的陡變帶規(guī)模也越大、物性差異也越大，地球物理異常梯級帶形態(tài)也越明顯。

根據(jù)研究區(qū)的重力場，結(jié)合地質(zhì)以及其他資料，推斷研究區(qū)的斷裂構(gòu)造。推斷研究區(qū)的斷裂構(gòu)造8條（圖3），其中，推斷的F2、F3的深大斷裂分別控制了二疊系上統(tǒng)地層厚度及沉積相的變化，可能為同沉積斷裂。

F2斷裂位于萬屯一帶，呈北西向展布，區(qū)內(nèi)長度約為 5km。重力水平一階導(dǎo)數(shù)90°方向上表現(xiàn)為負(fù)異常帶；重力垂向二階導(dǎo)數(shù)異常上表現(xiàn)為零值線；出露三疊系地層，地表未發(fā)現(xiàn)斷裂特征，說明為一條深大斷裂，控制了龍?zhí)督M地層厚度的變化特征，該斷裂一帶為龍?zhí)督M厚度最大區(qū)域，說明龍?zhí)督M沉積時，該地段為水最深區(qū)域。

F3斷裂位于鄭屯-龍廣-木咱一帶，呈北西向展布，斷裂中段被小規(guī)模近南北向斷裂錯切，區(qū)內(nèi)長度約為51km。布格重力異常圖上主要表現(xiàn)為北東向延伸的密集重力異常梯級帶；剩余重力異常平面圖上主要表現(xiàn)為正負(fù)異常的分界線；重力水平一階導(dǎo)數(shù)45°方向上表現(xiàn)為串珠狀的負(fù)異常帶；重力垂向二階導(dǎo)數(shù)異常上表現(xiàn)為零值線的連線；重力水平總梯度模呈串珠狀重力高值異常帶；出露二疊系和三疊系地層。斷裂兩側(cè)地層發(fā)生明顯的位移和變化。該斷裂為深大古斷裂，控制了沉積環(huán)境，斷裂北東側(cè)為龍?zhí)断鄥^(qū)，南西側(cè)為吳家坪相區(qū)，斷裂受后期構(gòu)造影響在地表表現(xiàn)明顯，為一條區(qū)域型逆沖斷裂。

5.巖相古地理特征

通過重力測量數(shù)據(jù)對區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M地層賦存區(qū)域進行圈定及底界面深度反演結(jié)果，并結(jié)合本次野外地質(zhì)調(diào)查及搜集調(diào)查區(qū)龍?zhí)督M（吳家坪組）鉆孔資料分析，就區(qū)內(nèi)龍?zhí)镀诔练e建造變化有如下幾點新認(rèn)識：

（1）從巖性組合、沉積構(gòu)造上，總體反映出由南向北由海相至海陸交互的沉積環(huán)境，龍?zhí)督M中灰?guī)r夾層可能代表大海侵中不同時期的單個小海侵事件。龍?zhí)督M主體巖性為粘土巖、粉砂巖、炭質(zhì)粘土巖及煤層（線），夾灰?guī)r。往南部在青龍臺-安王寨一帶，蝕變微弱或灰?guī)r未蝕變。再往南部到龍廣一帶相變?yōu)閰羌移航M灰?guī)r、礁灰?guī)r夾少量碎屑巖，反映為淺海臺地相沉積環(huán)境（圖4）。

（2）在沉積厚度上，最為顯著的特征是從北往南厚度增厚或具突變增厚趨勢。在北部戈塘-科花一帶厚度217m左右，向南至青龍臺-安王寨一帶達423m，再往南相變成淺海臺地相吳家坪組碳酸鹽巖建造（厚度>400m），。因此，初步認(rèn)為有兩種可能導(dǎo)致了沉積厚度的變化。一是龍?zhí)督M沉積時由原始地形地貌差異所致，二是其中可能存在同生斷裂所致。

綜合上述認(rèn)識，認(rèn)為龍?zhí)镀诔练e時，位于格沙屯-古理-安南一帶可能存在一個北西向的凹槽或同生斷裂。凹槽或同生斷裂往北東地層沉積厚度具有由厚逐漸變薄。

6.結(jié)論

通過對比區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)巖性組合特征及變化情況分析，討論了海子地區(qū)沉積成巖特征及沉積環(huán)境，龍?zhí)督M主體巖性為粘土巖、粉砂巖、炭質(zhì)粘土巖及煤線，夾灰?guī)r，反映為海陸交互沉積環(huán)境。再往南部到龍廣一帶相變?yōu)閰羌移航M灰?guī)r、礁灰?guī)r夾少量碎屑巖，反映為淺海臺地相沉積環(huán)境。在沉積厚度上，最為顯著的特征是從北往南厚度具增厚趨勢，往南相變成淺海臺地相吳家坪組，厚度>400m。因此，初步認(rèn)為認(rèn)為龍?zhí)镀诔练e時，在格沙屯-古理-安南一帶可能存在一個北西向的凹槽或同生斷裂。

參考文獻：

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