四川盆地及周緣上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組關(guān)鍵界面基本特征

王玉滿，王紅巖，邱振，沈均均，張琴，張磊夫，王燦輝，李新景

（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2. 長江大學，武漢 430100）

0 引言

上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組是受廣西運動控制沉積形成并在中國揚子地區(qū)廣泛分布的一套筆石頁巖[1-6]，記錄了奧陶紀/志留紀之交構(gòu)造和火山活動、海平面升降、氣候變化、生物大滅絕與復蘇、上升洋流活動等一系列重大地質(zhì)事件[6-12]。近10年來，隨著頁巖氣勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，地質(zhì)界和勘探界對該套頁巖的關(guān)注逐漸由生物地層與赫南特冰期古海洋環(huán)境向黑色頁巖（即TOC值大于1%的頁巖段）沉積環(huán)境、富有機質(zhì)頁巖（即TOC值大于2%的黑色頁巖段）發(fā)育模式和沉積主控因素逐漸轉(zhuǎn)變[13-22]。這些事件性記錄在五峰組—龍馬溪組頁巖中以何種形式出現(xiàn)，具有哪些顯著特征，對富有機質(zhì)沉積是否具有控制作用等科學問題值得關(guān)注和研究。

五峰組的底部和頂部存在兩個關(guān)鍵界面，底界為臺地向陸棚轉(zhuǎn)換的構(gòu)造界面，主要為黏土質(zhì)頁巖或炭質(zhì)頁巖夾斑脫巖組合，自然伽馬（GR）測井曲線呈峰值突變響應；頂界為赫南特冰期界面，即含大量腕足化石的觀音橋段，在測井響應上表現(xiàn)為赫南特階自然伽馬峰[18]。這兩個界面分別為五峰組沉積初期構(gòu)造轉(zhuǎn)化、赫南特冰期海平面劇烈下降兩個重大事件的沉積響應，并分別控制凱迪階富有機質(zhì)頁巖沉積和觀音橋段介殼層沉積。由于五峰組厚度一般為2～11 m，頂、底界面清晰，通常按1個三級層序進行研究，關(guān)于該段富有機質(zhì)頁巖的形成機制和分布規(guī)律總體清楚[5]。與五峰組相比，龍馬溪組沉積厚度區(qū)域變化大（25～600 m），一般發(fā)育6～9個筆石帶[1,3,5,13-15]，巖相組合在縱向上和平面上存在顯著差異，層內(nèi)缺少特征鮮明、認識統(tǒng)一、被廣泛接受的界面，因此龍馬溪組層內(nèi)關(guān)鍵界面的識別和優(yōu)質(zhì)頁巖分布研究仍然為勘探界和地質(zhì)界持續(xù)關(guān)注的重點。

本文以四川盆地及周緣15個典型剖面詳測和4口重點井解剖為基礎，結(jié)合觀音橋段介殼層典型特征分析，以特定斑脫巖層為重點，探討五峰組—龍馬溪組關(guān)鍵界面基本特征及其與富有機質(zhì)頁巖沉積關(guān)系，為五峰組—龍馬溪組地質(zhì)研究和勘探評價提供技術(shù)支持。

1 筆石帶與結(jié)核體典型界面特征

五峰組—龍馬溪組頁巖存在特征筆石帶、赫南特冰期介殼層、特定斑脫巖（即火山灰）、結(jié)核體等4種標志層，在揚子地區(qū)全域或局部穩(wěn)定分布，與五峰組頂、底界面相似或部分相似（見表1）。

1.1 筆石帶典型界面特征

筆石是奧陶紀—早泥盆世重要的海洋生物，具有種類多、分布廣、演化快、特征明顯等特點，是下古生界地層對比研究的標準化石[2-3,6,9,11,15]。目前，在四川盆地及周緣下志留統(tǒng)頁巖分布區(qū)的所有資料點（見圖1）均有筆石產(chǎn)出。五峰組—龍馬溪組典型筆石帶的底界是奧陶紀、志留紀之交各種特征筆石產(chǎn)生和進化的開始，反映該時期古海洋生態(tài)分異和生物演化特征[3-4]，其鑒定方法完全依賴于特征筆石在野外露頭或鉆井巖心的產(chǎn)出狀況，并已形成一套成熟、有效的筆石帶劃分方案（即分層方案）[1-3,9]。目前依靠特征筆石可在五峰組—龍馬溪組識別出Dicellograptus complanatus（WF1）、Dicellograptus complexus（WF2）、Paraorthograptus pacificus（ WF3）、Normalograptus extraordinarius（ WF4）、Normalograptus persculptus（ LM1）、Akidograptus ascensus（ LM2）、Parakidograptus acuminatus（LM3）、Cystograptus vesiculosus（LM4）、Coronograptus cyphus（LM5）、Demirastrites triangulatus（ LM6）、Lituigrapatus convolutus（ LM7）、Stimulograptus sedgwickii（LM8）、Spirograptus guerichi（LM9）等13個筆石帶（其中五峰組4個，龍馬溪組9個）[3,5,15]。每個筆石帶的首現(xiàn)層位對應1個等時界面，因此在中上揚子臺盆區(qū)五峰組—龍馬溪組應存在13個等時界面，為其他關(guān)鍵界面標定的重要參考依據(jù)。

圖1 四川盆地及周緣下志留統(tǒng)特列奇階沉積相和重要資料點分布圖

1.2 結(jié)核體典型界面特征

結(jié)核體是中國南方下志留統(tǒng)和下寒武統(tǒng)頁巖中十分常見的一種沉積構(gòu)造[22-24]，在揭示構(gòu)造活動、古地理、古環(huán)境、古物源和成巖作用等方面具有重要意義[25-29]。龍馬溪組結(jié)核體分布于川南、川東—鄂西兩大坳陷的Coronograptus cyphus、Demirastrites triangulatus、Lituigrapatus convolutus等3個筆石帶，且以后兩個筆石帶為主[22]。結(jié)核體以鈣質(zhì)（或云質(zhì)）結(jié)核、硅質(zhì)結(jié)核為主，富含鈣質(zhì)和硅質(zhì)，黏土含量一般不超過20%。與圍巖礦物組成（多為炭質(zhì)頁巖和黏土質(zhì)頁巖，黏土含量高于 35%）差異大。一般以孤立分散狀和斷續(xù)順層狀兩種形式產(chǎn)出（見圖2）。在GR曲線上多顯低谷特征，其形成和分布環(huán)境普遍具有鄰近古陸（即物源區(qū)）、處于深水區(qū)、發(fā)育于前陸期的顯著特征（見表1）。由于龍馬溪組結(jié)核體僅在川南—川東坳陷的局部區(qū)域產(chǎn)出，分布面積遠小于特征筆石帶、赫南特冰期介殼層、斑脫巖密集段等 3種關(guān)鍵界面，且在縱向和橫向分布的穩(wěn)定性普遍較差，只能作為局部地區(qū)的四級—五級層序參考界面（見表1）。目前，結(jié)核體研究面臨有效資料點少、分布局限且穩(wěn)定性較差、巖石礦物成分和測井響應特征差異大等突出問題，尚未形成有效的區(qū)域?qū)Ρ确桨?，在野外和現(xiàn)場工作中主要將其作為魯?shù)るA上段和埃隆階的特定巖相[22]。

圖2 四川盆地龍馬溪組結(jié)核體特征（圖中地質(zhì)錘長33 cm，箭頭所指為結(jié)核體）

2 觀音橋段介殼層典型界面特征

前人總結(jié)五峰組觀音橋段具有如下基本特征[5-9,18]：標志層為全球赫南特階冰期事件的沉積響應；巖相區(qū)域變化大，在臺盆斜坡、近岸等淺水區(qū)一般為貧有機質(zhì)的鈣質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r，在遠岸較深水區(qū)一般為富含有機質(zhì)的鈣質(zhì)硅質(zhì)混合頁巖、硅質(zhì)頁巖；厚度一般為9～100 cm；產(chǎn)Hirnantia Fauna、Dalmanitina等赫南特涼水動物群[7]；在介殼層至龍馬溪組底部的界面附近常出現(xiàn)GR異常峰值響應，即赫南特階GR峰[18]，可全球?qū)Ρ龋哂械葧r性，大面積穩(wěn)定分布且易識別（見圖 3—圖 5）。目前，關(guān)于四川盆地及周緣赫南特階巖相組合及其區(qū)域相變趨勢總體清楚，但對其GR峰的基本特征和區(qū)域變化規(guī)律仍然缺乏準確認識，進而影響觀音橋段標志層的精確區(qū)域?qū)Ρ取?/p>

赫南特階GR峰的存在和響應特征已成為判斷五峰組—龍馬溪組是否為連續(xù)沉積（即觀音橋段介殼層是否存在）和勘探潛力的重要依據(jù)。通過對四川盆地及周緣眾多剖面勘測發(fā)現(xiàn)，赫南特階巖相和GR峰響應特征在揚子海盆邊緣、斜坡、中央?yún)^(qū)和宜昌上升區(qū)差異較大（見圖3—圖5）。

在海盆東南邊緣淺水區(qū)（如湄潭抄樂），觀音橋段多為泥灰?guī)r或泥晶灰?guī)r（GR響應值為 60～70 cps），其上下圍巖多為貧有機質(zhì)的泥灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖或黏土質(zhì)頁巖（GR響應值為54～71 cps），導致該GR峰響應特征并不明顯（見圖5）。

在海盆東南斜坡區(qū)域（如秀山、酉陽、秭歸和長寧等地區(qū)），隨著古水體逐漸變深，觀音橋段相變?yōu)楹袡C質(zhì)的鈣質(zhì)頁巖、含鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖（見圖 4a），GR響應值在觀音橋段自下而上呈現(xiàn)較高→低→高的三段式（見圖 4b）或低→高的兩段式（或斜坡式）（見圖4c、圖 4d）變化特征，赫南特階GR峰普遍從觀音橋段上部開始形成并延續(xù)至Normalograptus persculptus筆石帶頂部（在部分地區(qū)可延續(xù)至Akidograptus ascensus筆石帶）。以酉陽黑水剖面為例，觀音橋段厚0.45 m，其GR值在下部15 cm段為267～276 cps、在中部20 cm段下降至247～255 cps、在上部10 cm段快速增高至311～363 cps，赫南特階GR峰在觀音橋段上部10 cm形成并延續(xù)至Normalograptus persculptus筆石帶頂部，GR最高值（432 cps）出現(xiàn)在Normalograptus persculptus筆石帶中部（見圖4a、圖4b）。

圖4 四川盆地及周緣重點露頭剖面五峰組與龍馬溪組界面特征（圖中地質(zhì)錘長33 cm）

在川南坳陷中央—川中隆起東部斜坡區(qū)（如JYT1、L210井和華鎣三百梯等），赫南特階整體為連續(xù)深水沉積的硅質(zhì)頁巖，巖相差異小且富含有機質(zhì)，GR峰于Normalograptus extraordinarius筆石帶頂部形成，在觀音橋段出現(xiàn)頂峰（或保持峰值響應），并延續(xù)至Normalograptus persculptus筆石帶頂部，即觀音橋段恰好位于GR峰中段（見圖5）。例如在華鎣三百梯剖面，赫南特階厚約100 cm，觀音橋段位于中間（厚9 cm），為深水沉積的硅質(zhì)頁巖；赫南特階TOC值為9%～11%，TOC峰值（為11%）出現(xiàn)在觀音橋段；赫南特階干酪根δ13C值為-30.2‰～-29.0‰（觀音橋段為-29.3‰）并自下而上顯負漂移特征（見圖3），反映華鎣海域在赫南特期出現(xiàn)相對海平面上升、營養(yǎng)物質(zhì)異常豐富和有機質(zhì)極為富集等特點，與海盆東南斜坡區(qū)在赫南特期出現(xiàn)海平面大幅度下降、有機質(zhì)豐度顯著降低形成強烈反差（見圖5）。

在湘鄂西隆起（即宜昌上升），五峰組與龍馬溪組之間普遍缺失赫南特階和魯?shù)るA中下部地層，在恩施太陽河等局部地區(qū)甚至出現(xiàn)近10 cm的黏土質(zhì)風化殼[12]，導致赫南特階GR峰完全消失，如在來鳳三胡剖面，缺失Normalograptus extraordinarius—Akidograptus ascensus筆石帶，因而缺失赫南特階GR峰響應（見圖4e、圖 4f）。

可見，觀音橋段介殼層在巖相、特征生物化石和測井響應等方面具有易識別的特征，并直接反映奧陶紀、志留紀之交揚子海盆拗陷期古地理環(huán)境（見圖5），因此在五峰組—龍馬溪組內(nèi)部是最標準的關(guān)鍵界面，并可為其他關(guān)鍵界面的建立提供參照。該界面巖相和GR響應特征區(qū)域變化大，在參考和使用時需注意其界面特征（尤其是赫南特階GR峰）在不同地區(qū)的差異性，不可以偏概全或以局部代替整體。

圖5 黔北—渝東南—川南—川中觀音橋段介殼層分布特征

3 斑脫巖典型界面特征

王玉滿等[19-20]將頁巖平均厚度1 m以內(nèi)、斑脫巖累計厚度在5 cm以上的黑色頁巖段定義為第1類斑脫巖密集段，將單層厚度在5 cm以上的斑脫巖層定義為第 2類斑脫巖密集段。這兩類斑脫巖是揭示五峰組—龍馬溪組高頻次火山灰系統(tǒng)的主要研究單元。

3.1 主要特點與區(qū)域分布

根據(jù)川東—鄂西、川北等重點地區(qū)斑脫巖研究成果[17,19-20]，結(jié)合巫溪白露、峨邊黑竹溝、酉陽黑水、彭水鹿角、龍山紅巖溪、道真巴漁、綦江觀音橋等剖面勘測發(fā)現(xiàn)，四川盆地及周緣五峰組—龍馬溪組共發(fā)現(xiàn)兩種類型共8個斑脫巖密集段，主要賦存于7個筆石帶（見圖 6、表 2）。凱迪階—魯?shù)るA發(fā)育第 1種類型的 4個密集段（編號①—④），每個密集段為厚度0.15～1.50 m的斑脫巖與頁巖互層，其中斑脫巖為多層厚度0.5～3.0 cm的薄層火山灰集中出現(xiàn)，單層薄但層數(shù)多，一般2～8層，累計厚度大于5 cm（見圖7a、圖7b）。埃隆階及以上發(fā)育第2種類型的4個密集段（編號⑤—⑧），每個密集段主要為1層厚度在5 cm以上的厚層斑脫巖，層數(shù)少但單層厚，一般厚5～15 cm，最厚可達40 cm，主要成分包括41.57%的SiO2、19.94%的 Al2O3、16.61%的 Fe2O3和 FeO、1.56%的 MgO、6.08%的K2O，GR值為215～235 cps，夾于炭質(zhì)頁巖中（見圖7c、圖7d、表2）。斑脫巖密集段是廣西運動階段性活動的重要沉積響應，除具有在相應筆石帶中的位置穩(wěn)定、黏土礦物明顯增加、自然伽馬出現(xiàn)峰值響應等特征外，還具有火山灰與有機碳含量關(guān)系不明顯、在重要點位的界面上下出現(xiàn)巖相突變等特征[19-20]。表明斑脫巖密集段與觀音橋段介殼層在厚度、GR響應等方面具有相似的界面特征，均屬事件性沉積，并可以通過巖相組合、自然伽馬峰值響應等宏觀地質(zhì)信息實現(xiàn)有效識別和對比。由于斑脫巖密集段的地質(zhì)屬性受火山灰后期蝕變程度、頁巖巖相、構(gòu)造改造等因素影響大，能否依據(jù)地球化學、元素等指標識別和對比還需要進一步探索和實踐。

受奧陶紀、志留紀之交火山（或構(gòu)造）階段性活動強度和規(guī)模影響，將 8個密集段劃分為全域分布、大區(qū)域分布和局部分布等3個層級（見表2）。密集段⑤是揚子海盆整體進入前陸發(fā)展期的顯著標志，為全域分布，基本覆蓋中上揚子所有地區(qū)，分布面積不小于觀音橋段（見圖 8），因此可以成為龍馬溪組內(nèi)最重要的三級層序界面。密集段①—④、⑥為大區(qū)域分布，主要分布于川南坳陷（編號①、③）、川東坳陷（編號①—④、⑥）、湘鄂西隆起（編號④）和鄂西北坳陷（編號①、②、⑥），可以作為上述地區(qū)龍馬溪組內(nèi)三級或四級層序界面。密集段⑦、⑧為局部分布，主要分布于川北—川東北，如南江（編號⑧）、城口（編號⑦、⑧）[20]，可以成為該地區(qū)龍馬溪組內(nèi)四級層序界面。

3.2 分層劃分方案與應用前景

五峰組厚度較薄，且頂、底界面認識清楚，本文對其兩個斑脫巖密集段①和②的地層對比和應用前景不做闡述，僅闡述龍馬溪組斑脫巖密集段的分層應用前景。龍馬溪組斑脫巖密集段與所在筆石帶的頂、底界位置關(guān)系穩(wěn)定，在上揚子地區(qū)廣泛分布，自然伽馬響應曲線普遍顯示尖峰特征，因此可以成為重點探區(qū)龍馬溪組內(nèi)部重要的地層對比標志層（見表2、圖6—圖 9），也是 LM4頂界、魯?shù)るA頂界、LM7頂界、特列奇階底界等關(guān)鍵界面劃分的重要參考界面（見圖6），以此可實現(xiàn)黑色頁巖精細研究。

表2 四川盆地及周緣五峰組—龍馬溪組斑脫巖密集段基本參數(shù)（據(jù)文獻[16-17, 19-20]修改）

四川盆地及周緣不同地區(qū)龍馬溪組斑脫巖層發(fā)育數(shù)量不同，依據(jù)斑脫巖密集段確定不同地區(qū)關(guān)鍵界面對比方案至關(guān)重要。目前，在川東坳陷、川北、鄂西北等地區(qū)，龍馬溪組斑脫巖密集段具有發(fā)育齊全、分布穩(wěn)定、GR峰特征明顯等特征，且被揭示的有效資料點多，據(jù)此制定揚子海盆中北部龍馬溪組內(nèi)部關(guān)鍵界面對比和劃分的基本方案（見圖6、圖8）。

圖6 川東北城口地區(qū)五峰組—龍馬溪組綜合柱狀圖

圖7 四川盆地及周緣五峰組—龍馬溪組兩種類型斑脫巖密集段剖面特征及自然伽馬響應特征

密集段③在川東、川南坳陷區(qū)Coronograptus cyphus筆石帶底部較發(fā)育（見圖 8、圖 9），標定資料點位于武隆黃草和長寧雙河。在武隆和長寧地區(qū)，該界面以下為TOC值大于2%的硅質(zhì)頁巖，在界面以上則突變?yōu)門OC值為1%～2%的炭質(zhì)頁巖或粉砂質(zhì)頁巖。其GR峰可作為四川盆地Coronograptus cyphus筆石帶底界劃分的參考界面，即將該GR峰下部的首個低谷作為Cystograptus vesiculosus筆石帶與Coronograptus cyphus筆石帶的劃分界限。

圖8 川東北—渝東南—湘西地區(qū)五峰組—龍馬溪組關(guān)鍵界面對比剖面圖

圖9 川南—川東南地區(qū)五峰組—龍馬溪組關(guān)鍵界面對比剖面圖（長寧雙河與綦江觀音橋資料引自文獻[17]）

密集段④出現(xiàn)于川東—湘鄂西及周邊Coronograptuscyphus筆石帶中部（見圖8），標定資料點位于石柱漆遼、巫溪白鹿和鶴峰官屋。在湘鄂西隆起腹部該GR峰的底界即定為魯?shù)るA底界。

密集段⑤為中上揚子穩(wěn)定分布的厚層斑脫巖，在四川盆地及周緣所有剖面點普遍可找到。其GR響應值為188～271 cps（多數(shù)為215～235 cps），在測井曲線上易識別。一般將魯?shù)るA頂界定于其下方的首個GR曲線低谷處，即以魯?shù)るA頂界不超越埃隆階半耙筆石帶厚層斑脫巖為原則[17,19-20]。

密集段⑥是川東、鄂西北地區(qū)廣泛分布的厚層斑脫巖，一般出現(xiàn)于Lituigrapatus convolutus筆石帶上部—頂部，標定資料點位于石柱漆遼、長陽鄧家坳、保康歇馬和城口明中?？梢詫⒃揋R峰以上的首個低谷作為Lituigrapatus convolutus筆石帶頂界（即Stimulograptus sedgwickii筆石帶底界）。

密集段⑦分布較局限，僅在城口明中剖面被發(fā)現(xiàn)，是位于Stimulograptus sedgwickii筆石帶底部的厚層斑脫巖，其能否作為Stimulograptus sedgwickii筆石帶底界的劃分依據(jù)，還需要更多資料點來證實。

密集段⑧是發(fā)育于川東北、川北Spirograptusguerichi筆石帶底部（距底界0.2～0.5 m）的厚層斑脫巖，標定資料點位于南江楊壩和城口明中?？梢詫⒃揋R峰以下的首個低谷作為特列奇階底界。

四川盆地及周緣龍馬溪組探區(qū)中常出現(xiàn)筆石序列發(fā)育不全現(xiàn)象，導致關(guān)鍵筆石帶底界無法識別。鄒才能等[6]、Cooper R A等[10]、張元動等[11]認為筆石的多樣性演化在不同環(huán)境下存在顯著差異，近岸和陸棚環(huán)境下的筆石序列存在發(fā)育不全或不同程度缺失現(xiàn)象，陸棚邊緣—斜坡環(huán)境下的筆石序列則完全連續(xù)分布。說明在揚子臺盆區(qū)筆石序列發(fā)育不全可能是普遍現(xiàn)象，斑脫巖密集段可以彌補筆石分層的不足。例如，川東—湘鄂西地區(qū)（如龍山、秀山、酉陽、彭水、涪陵和石柱等）是奧陶紀、志留紀之交火山灰集中分布區(qū)，在龍馬溪組發(fā)現(xiàn)密集段③—⑥，其中密集段⑤在該地區(qū)厚度在10 cm左右，出露好、GR峰明顯，已成為識別魯?shù)るA頂界的重要參考界面[19]。該地區(qū)緊鄰雪峰—黔中物源區(qū)，受陸源碎屑大量輸入影響，魯?shù)るA及以上地層長石、黏土含量高，其中長石平均含量為9.5%～17.9%，遠高于川南、川北—鄂西北地區(qū)，反映該海域水體較混濁，不利于喜清潔水體的半耙筆石生長，因此半耙筆石在龍山、秀山、酉陽、彭水和涪陵等地區(qū)或總體較少（如酉陽）或出現(xiàn)較晚（如秀山、涪陵等地區(qū)），導致大部分資料點半耙筆石帶首現(xiàn)層位出現(xiàn)于斑脫巖密集段⑤以上（見圖 8），即根據(jù)半耙筆石首現(xiàn)層位確定的魯?shù)るA厚度較實際厚度大。通過對龍山紅巖溪、秀山大田壩、酉陽黑水、彭水鹿角、石柱漆遼、巫溪白鹿等剖面詳測（見圖8）以及魯?shù)るA分布研究[19]發(fā)現(xiàn)，在涪陵、秀山和龍山地區(qū)根據(jù)半耙筆石首現(xiàn)層位確定的魯?shù)るA厚度較實際厚度分別大3，4，12 m（見圖 8），上述地區(qū)魯?shù)るA頂界確定常參考斑脫巖密集段⑤確定。

揚子海盆南區(qū)（主要為川南地區(qū)）完整揭示五峰組—龍馬溪組斑脫巖密集段的剖面較少，僅密集段③和⑤在多地被發(fā)現(xiàn)且分布穩(wěn)定、GR峰響應明顯（見圖7c、圖7d、圖9），可作為川南地區(qū)龍馬溪組內(nèi)重要的區(qū)域?qū)Ρ汝P(guān)鍵界面，具有較好應用前景。

4 關(guān)鍵界面與富有機質(zhì)頁巖沉積的關(guān)系

通過川東北、渝東南、湘西、川南等地區(qū)五峰組—龍馬溪組關(guān)鍵界面與富有機質(zhì)頁巖沉積關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，斑脫巖密集段對富有機質(zhì)頁巖沉積具有顯著控制作用，觀音橋段的沉積和巖相類型與富有機質(zhì)頁巖發(fā)育程度在重點地區(qū)也具有一定相關(guān)性（見圖8、圖9）。

斑脫巖密集段屬構(gòu)造界面，在③—⑧界面附近常發(fā)生巖相突變[17,19-20]，控制五峰組—龍馬溪組自下而上發(fā)育 4個構(gòu)造層，即存在拗陷初期、拗陷中晚期、前陸撓曲初期、前陸撓曲發(fā)展期等4個海盆活動期（見圖6）。在前陸撓曲發(fā)展期（密集段⑤出現(xiàn)以后），揚子海盆至少發(fā)生過 3次大規(guī)模向西北遷移，即密集段⑤形成期、密集段⑥和⑦形成期、密集段⑧形成期等 3次大遷移，導致臺盆區(qū)在埃隆階晚期及以后整體抬升，沉降沉積中心僅分布于巫溪、南江和威遠等局部地區(qū)（見圖1），與魯?shù)るA形成的川南—川東沉積中心[19]相距甚遠（遷移近200～300 km），上升洋流涌入揚子海盆北緣，僅在較小區(qū)域形成富有機質(zhì)頁巖沉積（見圖1、圖6）。表明自魯?shù)るA至特列奇階，臺盆深水沉積區(qū)域依次變小、穩(wěn)定沉積時間大幅度縮短，富有機質(zhì)頁巖發(fā)育規(guī)模顯著變?。ㄒ妶D 8），深水區(qū)面積依次為魯?shù)るA 19.0×104km2[19]、埃隆階 10.0×104km2[19]、特列奇階 1.5×104km2（見圖 1）。

受海盆構(gòu)造活動背景控制，揚子臺盆不同地區(qū)富有機質(zhì)頁巖沉積受不同密集段控制（見圖 8、圖 9）。在湘鄂西隆起腹部（如龍山紅巖溪）斑脫巖密集段④直接覆蓋在五峰組Paraorthograptus pacificus筆石帶上，反映湘鄂西隆起隨著該密集段出現(xiàn)快速沉降消失并進入前陸沉積期，富有機質(zhì)頁巖沉積基本結(jié)束。在渝東南—川南地區(qū)富有機質(zhì)頁巖主要位于斑脫巖密集段③以下，該密集段的出現(xiàn)代表該地區(qū)已進入快速沉積的前陸期并結(jié)束富有機質(zhì)頁巖沉積。在川東石柱地區(qū)富有機質(zhì)頁巖主體位于斑脫巖密集段④以下，標志著川東坳陷較渝東南—川南晚 0.5個Coronograptus cyphus筆石帶進入前陸期。在川東南地區(qū)（如仁懷、綦江、道真等）富有機質(zhì)頁巖主體位于斑脫巖密集段⑤以下，該密集段的出現(xiàn)標志著川東南隆后坳陷完全進入前陸期，較渝東南多沉積 0.5～1.0個筆石帶富有機質(zhì)頁巖（見圖 9）。川東北巫溪地區(qū)完全進入前陸期應該在斑脫巖密集段④和⑤出現(xiàn)以后，在密集段⑤出現(xiàn)以前主要為靜水陸棚緩慢沉積，之后隨著沉降沉積中心大規(guī)模北移和上升洋流涌入全面轉(zhuǎn)入上升流沉積，導致富有機質(zhì)頁巖在密集段⑤界面上下均發(fā)育（見圖6、圖8）。

觀音橋段介殼層與富有機質(zhì)頁巖的關(guān)系主要通過奧陶紀、志留紀之交古地理環(huán)境來反映（見圖8、圖9）。觀音橋段在龍山紅巖溪等湘鄂西隆起區(qū)普遍缺失，不利于富有機質(zhì)頁巖沉積（厚度大多低于10 m）；在巫溪、石柱、涪陵、道真、仁懷和長寧等坳陷區(qū)，觀音橋段為富含有機質(zhì)的硅質(zhì)頁巖、含鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖，反映五峰組—龍馬溪組為連續(xù)深水沉積，水深受冰期影響不大，有利于富有機質(zhì)頁巖沉積（厚度一般為 20～40 m）[17-19,30-33]；在酉陽、秀山、綦江等渝東南斜坡區(qū)，觀音橋段雖未缺失，但主要為貧有機質(zhì)的鈣質(zhì)頁巖或泥灰?guī)r，反映古水深介于湘鄂西與川東兩海域之間，富有機質(zhì)頁巖沉積厚度為10～20 m。由此可見，觀音橋段巖相類型也可作為重點地區(qū)富有機質(zhì)頁巖沉積規(guī)模的判斷標志。

結(jié)核體與富有機質(zhì)頁巖沉積關(guān)系并不明顯，特定筆石的首現(xiàn)層位與富有機質(zhì)頁巖沉積關(guān)系較為復雜。結(jié)核體主要出現(xiàn)于臺盆區(qū)斑脫巖密集段③和⑤界面以上前陸期，且分布較為局限，與富有機質(zhì)頁巖大多不共生，關(guān)系并不明顯（見圖 8、圖 9）。特定筆石的首現(xiàn)層位主要反映相應筆石動物群產(chǎn)生和進化的開始，與富有機質(zhì)頁巖沉積并無直接關(guān)系。鑒于斑脫巖密集段、觀音橋段介殼層和結(jié)核體是在關(guān)鍵筆石帶內(nèi)發(fā)生的事件性沉積響應，特定筆石的首現(xiàn)層位與富有機質(zhì)頁巖沉積關(guān)系應通過上述斑脫巖密集段、觀音橋段介殼層等來解釋較為科學，即在重點筆石帶發(fā)生的重大構(gòu)造（火山）活動和沉積要素突變事件控制富有機質(zhì)頁巖沉積。

5 結(jié)論

中上揚子地區(qū)五峰組—龍馬溪組共發(fā)現(xiàn)特征筆石帶、觀音橋段介殼層、斑脫巖密集段、結(jié)核體等 4種在全域或局部分布穩(wěn)定且普遍具有界面屬性的標志層，可成為筆石頁巖內(nèi)地層劃分與對比的關(guān)鍵界面。

觀音橋段介殼層巖相和測井響應區(qū)域差異大，并直接反映奧陶紀、志留紀之交揚子海盆拗陷期古地理環(huán)境，是五峰組—龍馬溪組內(nèi)部最標準的關(guān)鍵界面，也可作為判斷富有機質(zhì)頁巖沉積規(guī)模的重要標志。

斑脫巖密集段是了解四川盆地及周緣五峰組—龍馬溪組高頻次火山灰系統(tǒng)的主要研究單元，共發(fā)現(xiàn)兩種類型8個密集段，主要賦存于7個筆石帶。斑脫巖密集段是奧陶紀、志留紀之交揚子海盆撓曲、隆升和沉降-沉積中心大規(guī)模遷移的重要沉積響應，與觀音橋段介殼層在厚度、GR響應等方面具有相似的界面特征，屬構(gòu)造界面（即事件性沉積），并具有全域、大區(qū)域和局部 3種分布規(guī)模，可相應成為三級、四—五級層序界面，對富有機質(zhì)頁巖沉積具有差異性控制作用。

特征筆石帶的首現(xiàn)層位即為等時界面，與富有機質(zhì)頁巖沉積并無直接關(guān)系，其鑒定方法完全依賴于特征筆石在野外露頭或鉆井巖心的產(chǎn)出狀況確定。

結(jié)核體僅在局部區(qū)域產(chǎn)出，分布面積遠小于前 3種關(guān)鍵界面，且在縱向和橫向分布的穩(wěn)定性較差，與富有機質(zhì)頁巖沉積關(guān)系并不明顯。