重慶北碚地區下三疊統嘉陵江組沉積相研究

劉 毅，黃 華

(成都理工大學能源學院，四川 成都 610059)

重慶北碚地區下三疊統嘉陵江組沉積相研究

劉 毅，黃 華

(成都理工大學能源學院，四川 成都 610059)

根據野外地質剖面以及測井等相標志對重慶北碚下三疊統嘉陵江組沉積相進行研究，并探討了研究區各個時期沉積相演化過程及其平面組合模式。結果表明，重慶北碚瓦店子地區主要發育了局限臺地、開闊臺地和蒸發臺地3種沉積相類型；研究區嘉陵江組沉積水體共形成3次大的海侵-海退旋回，分別形成于嘉一段-嘉二段、嘉三段-嘉四段和嘉五段時期；構造活動、沉積古地理特征和古氣候變化作用下形成的海侵-海退旋回控制著研究區下三疊統嘉陵江組沉積相演化和平面組合模式。

重慶北碚；沉積相；嘉陵江組

1 區域地質概況

四川盆地是揚子準地臺的一個次級構造單元，處于揚子準地臺上偏西北一側，印支期已具備盆地的雛形，后經喜山運動全面褶皺形成現今的構造面貌。北碚地處四川盆地平行嶺谷地區，位于重慶市區西北郊，東接渝北區，南接沙坪壩區，西界壁山縣，北鄰合川區。該研究區屬西南坳陷，即華鎣山隔擋式復背斜掃狀弧形構造區重慶弧的一部分。牛鼻峽、溫湯峽、觀音峽3個背斜與轉龍、歇馬、靜觀3個向斜，自東南向西南相間平行排列，嘉陵江從西北到東南橫穿而過。

2 沉積相類型劃分及其相標志

根據大量巖心實物觀察，結合井下錄井資料、測井資料及地震資料，對四川盆地嘉陵江組地區進行系統研究，認為重慶北碚瓦店子下三疊統嘉陵江組沉積相主要包括局限臺地亞相、開闊臺地相和蒸發臺地相。

2.1局限臺地相

在障壁島、淺灘或生物礁等遮攔作用下，該區海水的循環受限制，鹽度明顯變高，不利于海生生物的存活，主要巖性為灰質白云巖、白云巖和泥質白云巖。由于局限臺地相地勢平坦且水體能量較低，使得臺地中潮坪很發育。在鹽度較高的地表水作用下，碳酸鹽泥容易發生準同生白云石化作用，因而潮坪白云巖廣泛發育。局限臺地相可分為潮坪和瀉湖2種亞相并分布于嘉二段、嘉四段和嘉五段[1]。

1)潮坪亞相 根據沉積物組成不同，將研究區潮坪亞相分為碳酸鹽巖潮坪亞相和碳酸鹽巖-碎屑巖混積潮坪亞相：①碳酸鹽潮坪亞相。發育于局限海臺地向陸側海岸帶的碳酸鹽潮坪亞相，該相帶巖石類型主要包括紫紅色、褐灰色、灰色泥巖、泥云巖、含泥質條帶的泥晶～粉晶云巖、砂屑云巖及藻云巖等，主要發育疊層石構造、鳥眼構造、羽狀交錯層理、生物潛穴、韻律層理等沉積構造。②混積潮坪亞相。發育于混積局限臺地向陸側的混積潮坪，其與上述碳酸鹽潮坪亞相的主要區別是以發育碳酸鹽巖與陸源碎屑巖的混合沉積為典型特征。該區混積潮坪亞相主要發育于中寒武統高臺組，往往發育由潮下、潮間、潮上沉積組成的向上變淺、變細的沉積序列，受潮坪坡度和潮差影響，單個沉積序列的厚度變化較大，一般為20～30m。

2)瀉湖亞相 根據沉積物組成不同，將研究區瀉湖亞相分為局限瀉湖亞相和半局限瀉湖亞相：①局限瀉湖亞相一般在低潮浪基面以下，處于局限海臺地內的低洼地帶，該相帶巖石類型主要為深灰色泥晶-粉晶云巖，含泥質條帶泥晶云巖、泥云巖，夾風暴成因的礫屑云巖，主要發育水平層理、生物擾動構造及生物潛穴、風暴成因的底沖刷面、粒序層理等沉積構造。②半局限瀉湖亞相的沉積條件介于開闊海臺地和局限海臺地之間，位于半局限海臺地內，發育有深灰色鈣質泥巖、灰巖、云質灰巖和灰質云巖。

2.2開闊臺地相

開闊臺地相位于臺地邊緣內的水體循環好、鹽度基本正常的淺海，因而淺水區常常發育生物礁，其主要巖性為灰色泥晶灰巖、鮞粒灰巖、泥質灰巖?？v向上該相帶常見于下奧陶統紅花園組、湄潭組和中奧陶統十字鋪組。開闊臺地相可劃分為臺內灘、灘間海、開闊潮下3個亞相[2]。

1)臺內灘亞相 臺內灘亞相在潮汐和波浪的作用下，水體能量較高，多發育于臺地上的海底高地，以發育多種顆粒巖為典型特征，主要由淺灰色的砂屑云巖、砂礫屑云巖、鮞粒云巖組成，發育交錯層理、沖刷面、粒序層理等沉積構造。根據組成臺內灘的顆粒成分，可進一步劃分出砂屑灘、鮞粒灘、砂礫屑灘、礫屑灘等微相。

2)灘間海亞相 灘間海亞相處于臺內灘亞相之間，面積較大，水體能量低。沉積物發育有泥質灰巖、生屑泥晶灰巖等，以灰色灰色薄中層泥晶灰巖為主，水平層理，見有孔蟲、腹足和雙殼類化石。縱向上灘間海亞相主要見于湄潭組下部。

3)開闊潮下亞相 開闊潮下亞相處于正常浪基面以上，水體較淺循環較好，鹽度正常，能量相對較低，有軟體動物及孔蟲等各種海洋生物。開闊潮下亞相在研究區內表現為大段灰巖集中發育，主要沉積物是深灰色微晶灰巖及泥灰巖。在風暴和風暴流影響下，水體能量增高，形成了亮晶生屑灰巖或者生物灰巖條帶,顯示出正粒序層理。該亞相主要發育于嘉一段和嘉三段時期。

2.3蒸發臺地相

根據氣候條件中干熱程度的不同,蒸發臺地分為潮上坪、薩布哈和蒸發瀉湖3個亞相[3]。其中，蒸發瀉湖亞相主要發育膏質蒸發瀉湖微相,以灰色中厚層狀硬石膏巖為主,可夾灰色泥晶白云巖,此外以塊狀層理為主,也發育水平層理及塑性變形層理。

3 沉積相縱向演化特征

至嘉陵江時期，研究區地理環境基本延續了飛仙關時期的古地理格局和特征。在這種明顯的古地理特征的影響下，嘉陵江時期研究區的沉積水體受限制，因此海平面的變化對沉積物造成很大影響。其次，古氣候的旋回性變化也同時影響著沉積物的縱向演化。海侵期氣候炎熱潮濕，海退期氣候溫暖干旱，古氣候的旋回性與海水進退旋回是一致的。此外，華鑒山的斷裂活動不僅使得瀘州隆起的雛形形成，在印支期的同沉積期活動中，也導致該斷裂帶附近成為相變樞紐帶。從該區嘉陵江組巖性的縱向演化可以看出，嘉陵江組沉積水體具有3個演化旋回，與海侵海退旋回基本一致。在地殼震蕩和古氣候旋回變化的作用下，共形成3次海侵-海退旋回，分別形成于嘉一段-嘉二段、嘉三段-嘉四段和嘉五段時期。每一旋回中有多個次一級旋回，次一級旋回又包含多個小韻律，因而該區嘉陵江組的碳酸鹽巖、陸源碎屑和蒸發巖具有呈現出多旋回多韻律的沉積特征[4]。構造活動、古地理特征和古氣候旋回性變化共同作用下形成的海侵-海退旋回控制著研究區下三疊統嘉陵江組沉積演化和平面組合模式。

3.1嘉一段-嘉二段時期

1)嘉一段時期 該時期出現第1次影響較大的海侵，這也是第1次沉積旋回的早期。海侵海水從東和南侵入分別流向西和北方向。受到溫暖潮濕的古氣候和陸源碎屑物質注入的雙重影響，東西兩向沉積物有明顯差異。西部以碳酸鹽不等厚互層和陸源碎屑沉積特征為主，東部沉積時水體深但環境開闊，使得水體能量較低灘體不發育，導致巖性以泥質灰巖為主，其間夾雜風暴成因薄層顆粒巖。因此，研究區的沉積相平面組合模式為混積潮坪-開闊潮下沉積相模式。

2)嘉二1亞段時期 該時期處于第1次沉積旋回的中期，此時，海水出現早期海退現象，沉積水體逐漸變淺使得水體能量開始增高，在水下隆起的屏蔽作用下，瀘州水下隆起發育臺內灘體。與此同時，受到華鑒山大斷裂活動的影響，原本斷裂帶的能量分布格局被打破，斷層西北側形成了新的次一級凹陷和隆起?？v向上該時期仍發育多個向上變淺序列的次一級海侵-海退小旋回。在古氣候方面，該時期為溫暖潮濕氣候向炎熱干旱氣候的轉變階段，降雨較為頻繁，灘體顆粒巖受到淡水溶蝕作用影響，進而形成了該階段的區域性儲層。因此，嘉二1亞段時期的沉積相發育模式為碳酸鹽潮坪-半局限瀉湖-顆粒灘。

3)嘉二2亞段-嘉二3亞段時期 該時期處于第1次沉積旋回的晚期，形成了3個次一級旋回，階段式的海侵是該次級旋回的特點，海侵方向自南向北。研究區的西部沉積水體能量低，灘體不發育，加上氣候炎熱干旱，西部形成以陸源碎屑和碳酸鹽巖為特征的混積潮坪。東部則發育硫酸鹽巖和碳酸鹽巖組成的局限瀉湖亞相，水下隆起上發育局限臺坪。因此，研究區嘉二2亞段-嘉二3亞段時期的沉積相發育模式為混積潮坪-半局限瀉湖-局限臺坪-局限瀉湖。

3.2嘉三段-嘉四段時期

1)嘉三段時期 該時期處于第2次沉積旋回的早期海侵階段，也形成了3個次一級海侵-海退旋回。由于影響范圍最大，海水從南、東方向侵入向西退出，因而研究區發育開闊潮下和臺內洼地沉積亞相。在溫暖潮濕的古氣候和華鑒山斷裂的沉積活動共同作用下，研究區內隆起凹陷差異明顯。因此，嘉三段時期的沉積相組合模式為開闊潮下-臺內洼地。

2)嘉四段時期 該時期處于第2次沉積旋回的海退階段，這一時期古氣候逐漸炎熱干旱，沉積水體在蒸發作用下逐漸變淺，能量升高，加之被發育的半局限-局限瀉湖所包圍，研究區發育廣泛的臺坪亞相，碳酸鹽巖潮坪隨海退退到研究區西部。一般認為，嘉四1亞段時期的沉積相平面組合模式為碳酸鹽潮坪-半局限瀉湖-局限瀉湖-局限臺坪，而在嘉四2亞段-嘉四4亞段時期，蒸發作用更加強烈，云膏質廣泛沉積，因而嘉四2亞段-嘉四4亞段時期的沉積相發育模式為蒸發潮坪-局限瀉湖-局限臺坪。

3.3嘉五段時期

嘉五段時期的沉積旋回為第3次沉積旋回，由于地勢平坦，小規模的海侵-海退也能對研究區構成較大影響。因此，嘉五段時期的沉積相平面組合模式為碳酸鹽巖潮坪-半局限瀉湖。

4 結 論

1)重慶北碚地區三疊統嘉陵江組主要發育局限臺地、蒸發臺地和開闊臺地相3種沉積相。

2)研究區嘉陵江組沉積水體具有3個演化旋回，與海侵海退旋回基本一致。在地殼震蕩和古氣候旋回變化的作用下，共形成3次海侵-海退旋回，分別形成于嘉一段-嘉二段、嘉三段-嘉四段和嘉五段，其中嘉三段-嘉四段的海侵-海退旋回規模最大，影響最為廣泛。

3)構造活動、沉積古地理特征和古氣候變化作用下形成的海侵-海退旋回控制著研究區下三疊統嘉陵江組沉積相演化和平面組合模式。

[1]朱其，李國蓉，喬占峰，等.四川盆地瀘州古隆起嘉陵江組儲層特征研究[J].四川地質學報，2008,28(1):30-34.

[2]胡華,董兆雄,李其榮,等.長垣壩構造帶下三疊統嘉陵江組沉積相研究[J].江漢石油學院學報,2004,26 (4): 22-25.

[3]王一剛，張靜，劉興志，等.四川盆地東北部下三疊統飛仙關組碳酸鹽蒸發臺地沉積相[J].古地理學報，2005,7(3):361-371.

[4]馮仁蔚,王興志,張帆,等.四川盆地東北部下三疊統飛-飛三段孤立碳酸鹽巖臺地沉積相及相關研究[J].中國地質,2008,35(1):54-65.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.011

P618.130

A

1673-1409(2012)12-N034-03