開江-梁平海槽兩側飛仙關組沉積相及沉積模式分析

徐永燁

成都理工大學沉積地質研究院 四川 成都 610059

1 區(qū)域地質概況

根據四川盆地內部現今構造分布特點，將其劃分為川西坳陷低陡、川中平緩和川東南斜坡高陡三個大的構造區(qū)和川東高陡褶皺帶、川南低陡褶皺帶、川西南低陡褶皺帶、川西低隆褶皺帶、川北低褶皺帶和川中平緩褶皺帶六個次一級構造區(qū)。研究區(qū)構造上隸屬于川東高陡褶皺帶。川東高陡構造帶地形地勢錯綜復雜，構造應力變化大，導致區(qū)內褶皺和斷裂發(fā)育，背斜核心部位主要為中生代地層，主要為二疊系-三疊系的碳酸鹽巖，地層傾角大（30°～70°）造成向斜發(fā)育成谷，局部地區(qū)向斜地勢較平整（傾角15°～30°）。川東地區(qū)地表共分布有7排東北向的長條形高陡背斜帶，背斜核部地層與翼部產狀倒轉甚至直立的地層高程相差明顯，可達500～800m不等。由于區(qū)內斷層、褶皺等多呈北東或者北北東方向發(fā)育，地勢起伏大，故被稱為高陡背斜。

川東地區(qū)發(fā)育地層多，分布面積廣，雖有部分缺失但保存相對較好。川東地區(qū)三疊系劃分為下三疊統(tǒng)（飛仙關組、嘉陵江組）、中三疊統(tǒng)（雷口坡組）和上三疊統(tǒng)（須家河組），針對川東地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關組開展相關研究。

2 沉積相特征及沉積模式

2.1 沉積相劃分

根據野外剖面、室內鏡下巖石薄片鑒定分析等，對飛仙關組進行了沉積相研究，確定研究區(qū)飛仙關組為碳酸鹽巖臺地沉積體系，共劃分出局限臺地、開闊臺地、臺地邊緣、臺地前緣斜坡、海槽等沉積相類型。

2.2 沉積相特征

2.2.1 蒸發(fā)臺地

位于局限臺地向陸一側的潮上沉積區(qū)，該相帶鹽度高、水循環(huán)差，古地貌較高或長期出露地表，蒸發(fā)作用強烈，以沉積石膏、膏云巖、云膏巖為主，各種潮汐層理、暴露溶蝕構造常見，主要發(fā)育于飛仙關組四段。

2.2.2 局限臺地

局限臺地發(fā)育于臺地內部或臺地邊緣等起障壁作用的礁、灘體之后，由于廣海向陸推進的波浪作用在受到臺地邊緣和臺內地貌高地的消能作用后，到達臺地內部近陸一側時，能量受到削弱，在臺地內部局部地貌高地的限制下，水體循環(huán)受到限制，并造成鹽度偏高，古生物貧乏，種類單調。巖石類型以頁巖、泥灰?guī)r及灰?guī)r為主，偶見薄層泥質云巖，亦見暗紫色灰質頁巖與深灰色灰?guī)r不等厚互層，頂為泥灰?guī)r與上覆地層嘉一段呈漸變接觸?？杉毞譃闈暫统逼簝蓚€亞相。

2.2.3 開闊臺地

開闊臺地一般位于局限臺地與臺地邊緣之間，水體較淺，與廣海連通性好，水體循環(huán)通暢，鹽度正常，各門類生物繁盛。該相帶廣泛分布于飛仙關期，沉積物以各種生物骨屑及灰泥為主，水動力高能地帶往往富集生屑、砂屑、礫屑、鮞粒等顆粒沉積。巖石類型主要有泥晶灰?guī)r、（含）生屑泥晶灰?guī)r、亮晶鮞?；遥ㄔ疲r、亮晶砂屑灰?guī)r等，顏色為淺灰色—深灰色，單層厚度一般以中層為主，常發(fā)育水平層理、波狀層理、交錯層理、生物擾動等沉積構造。開闊臺地可進一步劃分為臺內灘和潮下兩個亞相。

2.2.4 臺地邊緣

臺地邊緣位于碳酸鹽臺地與斜坡相帶之間高出臺地背景的狹窄地區(qū)，是波浪和潮汐作用改造強烈的高能地帶，沉積界面位于浪基面附近，普遍發(fā)育生物礁及顆粒灘。平面上沿開江—梁平海槽、城口—鄂西海槽及川東孤立臺地周緣呈環(huán)帶狀分布。研究區(qū)臺地邊緣灘體主要發(fā)育在飛仙關組中下部，沉積物以鮞粒為主，亮晶膠結，常有白云化現象。主要微相類型為鮞粒灘和灘間。

2.2.5 前緣斜坡

臺地向深水盆地的過渡地帶，位于正常浪基面之下，氧化界面附近，水深一般大于100m。水體總體上比較安靜，溫度低，透光性差，底棲生物少。該相帶發(fā)育于飛仙關組中下部，沉積物以原地灰泥和滑塌沉積為主，巖性主要為薄—中層泥質灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾鈣質泥巖、頁巖及滑塌成因的各種角礫巖，顏色呈雜色到灰、深灰色，發(fā)育重力流構造、滑動變形層理等，見少量雙殼類、腹足類、菊石類化石。

由于斜坡緊鄰臺地邊緣帶，其類型受碳酸鹽臺地邊緣發(fā)育程度的控制，臺地邊緣相帶的不同地段，或同一地段的不同時期，可造成斜坡相帶傾角的變化。長興期，在拉張背景下基底斷塊的差異升降分化，沉積環(huán)境從早二疊世碳酸鹽緩坡逐漸演化為晚二疊世槽臺格局。研究區(qū)長興早期沒有表現出十分明顯的臺緣坡折，表現為區(qū)域性緩傾斜坡，其沉積坡度較小，寬緩不規(guī)則，沉積剖面可以由加積型到進積型，順著平緩的古斜坡向下沉積。在斜坡主要發(fā)育細粒碎屑流—濁流成因的灰色薄層—中層細礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r，呈夾層狀或互層狀存在于較深水斜坡沉積的灰、深灰色泥質灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、灰質泥巖中，發(fā)育韻律層理。由于后期由碳酸鹽建隆所起的障壁作用，影響了海水的能量、溫度和化學作用，以及生物的活動性，同時也增強了臺地邊緣地形起伏，并使邊緣變得更陡。當碳酸鹽建隆進一步向上和向前營建或加積，臺緣—斜坡地形坡度增大（可逐漸演變成陡崖），發(fā)育重力流角礫巖等沉積，沉積物相對較粗，大小混雜，分選差。根據長興—飛仙關期斜坡傾斜坡度發(fā)育程度進一步分為緩斜坡和陡斜坡。

2.3 沉積模式分析

飛仙關早期，區(qū)域上發(fā)生大規(guī)律海侵，臺地范圍大面積縮小。此時，研究區(qū)仍為“臺—槽”沉積格局，東側臺地四面被深水所圍限，具有孤立臺地沉積特征，西側具有連陸臺地沉積特征，見圖1。飛仙關中-晚期，由于海平面的下降以及強烈沉積作用，研究區(qū)孤立臺地和連陸臺地不斷增生，直接導致海槽逐漸被填平補齊，最終全部演變?yōu)闇\水臺地相，并最終實現孤立臺地與連陸臺地連為一片，轉變?yōu)檫B陸碳酸鹽臺地。在海槽不斷填平補齊過程中，海槽西側臺地內的淺灘不斷的向海槽方向遷移，東側灘體主體以加積作用為主，到飛仙關組末期，均以向東遷移為主要特征。

圖1 飛仙關組沉積模式

3 結束語

根據巖心、室內鏡下巖石薄片鑒定，結合巖石學等沉積相標志研究，確定了研究區(qū)飛仙關組的臺地沉積模式，并進一步劃分出局限臺地、開闊臺地、臺地邊緣、臺地前緣斜坡、海槽等相類型及若干亞相和微相類型。總結出研究區(qū)飛仙關早期西側為孤立臺地，東側為連陸臺地，后期隨著海槽的不斷填平補齊，演變?yōu)樘妓猁}巖臺地的沉積模式。