塔里木盆地柯坪水泥廠奧陶系剖面層序劃分及特征

馮文金　段喜宏

塔里木盆地柯坪水泥廠奧陶系剖面中、下奧陶統碳酸鹽巖主要發育II型層序不整合界面，而上奧陶統則發育III型層序邊界。六級韻律層在柯坪縣水泥廠剖面主要為潮下型、環潮坪型及L-M型，形成8種巖性組合樣式。五級準層序主要由大約4～5個六級韻律層垂向疊加組成。四級準層序組由4～6個五級準層序垂向疊加組合形成，構成進積、退積和加積準層序組。該剖面可以識別出6個三級層序，內部組成具有二分性，以TST-HST組合為特征。海侵體系域以暗色晶粒灰巖（云巖）為主，水平層理及微波狀層理發育，巖層厚度自下而上減薄。高水位體系域巖性組合主要為內碎屑云巖夾灰巖。巖層厚度向上增加，總體呈現相對水深逐漸變淺的進積特征。

層序界面類型及特征

柯坪水泥廠奧陶系剖面位于柯坪縣北北西10km的柯坪縣水泥廠（喀瑪提坎大溝口西岸）北側（圖1），地層發育良好、化石豐富、出露較好，是柯坪塔格小區奧陶系的典型剖面之一。底與寒武系下丘里塔格組整合接觸，上部（缺失印干組）與鐵熱克阿瓦提組假整合接觸，厚673.74m。其代表性，廣泛對比性等均達上佳。本次研究按1：500的精度實測了該剖面，通過對露頭仔細觀測和系統采樣，研究了剖面的巖性組合和古生物特征，層序界面特征、準層疊置結構和三級層序劃分。

層序地層學是在一個等時地質年代格架內從三維空間上認識一個有成因聯系的沉積組合體，上下被不整合面或與之相當的整合面所截切。層序的劃分是通過層序界面的標定、體系域構成以及準層序、準層序組的疊置序列和空間產出狀態等來實現的。

按照P.R.Vail的定義，層序不整合界面是由于相對海平面快速下降形成，以高位體系域與低位體系域或陸棚邊緣體系域之間的不整合面或與之相當的整合面作為層序界面。

通過對剖面詳細研究，發現中、下奧陶統碳酸鹽巖主要發育II型層序不整合界面，而上奧陶統發育相對海平面快速上升形成的III型層序邊界。

II型層序邊界形成時，海平面發生過短暫的下降，隨之上升，因而識別特征沒有I型層序邊界顯著，僅在近岸部位有微小的侵蝕。如中、下奧陶統層序I-層序Ⅳ底界面。

Schlager（1989）認為除了不整合面（I型和II型）外，可以把突發海泛面做為旋回層序劃分的分界，稱為III型層序邊界，在此層序邊界之上有明顯的水體突然加深的現象。如上奧陶統層序V、層序Ⅵ底界面。

準層序類型、疊置關系及三級層序劃分

柯坪縣水泥廠奧陶系剖面主要為碳酸鹽巖臺地沉積環境，高頻層序類型多樣且特征明顯，主要包括六級米級旋回韻律層、五級準層序（準層序）及四級準層序組（準層序組）。

六級韻律層在柯坪縣水泥廠剖面主要為潮下型、環潮坪型及L～M型，主要表現為以下幾種組合形式：每個旋回下部巖石單元為淺灰，灰白色中厚層狀粉晶灰巖，上部巖石單元為灰，淺灰色薄至中層狀亮晶砂屑灰巖；每個旋回下部巖石單元為灰色一淺灰色中層狀粉晶云巖，上部巖石單元為淺灰色中層狀（殘余砂屑）中，細晶白云巖；每個旋回下部巖石單元為灰色-淺灰色中層狀泥、粉晶云巖，上部巖石單元為淺灰色中層狀（殘余砂屑）中-粗晶白云巖；每個旋回下部巖石單元為灰色-淺灰色中層狀泥晶灰巖，上部巖石單元為淺灰色中厚層狀亮晶砂屑灰巖；每個旋回下部巖石單元為灰色-淺灰色中薄層狀泥晶灰巖，上部巖石單元為淺灰色中層狀藻砂屑灰巖；每個旋回下部巖石單元為深灰色、黑色頁巖，上部巖石單元為淺灰色中薄層狀泥晶灰巖或泥質灰巖：每個旋回下部巖石單元為灰綠色頁巖，上部巖石單元為灰綠色、灰色薄層狀粉屑灰巖：每個旋回下部巖石單元為淺灰-灰黑色殘余砂屑硅質灰巖，上部巖石單元為淺灰色中層狀細-中晶白云巖（圖2）。

五級準層序主要由大約4～5個六級韻律層垂向疊加組成，其具體表現形式隨其在三級層序中所處的不同體系域而不同。當其處于三級層序的海侵體系域中時，通常表現為向上變深的退積式沉積，準層序上部韻律層的沉積水深要比準層序下部韻律層的沉積水體深。當五級準層序處于三級層序的高位體系域中時，通常表現為向上變淺的加積一進積式沉積，準層序上部韻律層的沉積水深總體變現為要比準層序下部韻律層的沉積水深淺。

四級準層序組由4～6個五級準層序垂向疊加組合形成，其具體表現形式隨其在三級層序中所處的不同體系域而不同。當其處于三級層序的海侵體系域中時，通常表現為向上變深的退積式沉積，即構成準層序組的上部準層序沉積水深要比該準層序組的下部準層序沉積水體深。當其處于三級層序的高位體系域中時，四級準層序組總體表現為向上變淺的加積，進積式沉積，即構成準層序組的上層序沉積水深要比該準層序組的下部準層序沉積水體淺。

根據露頭中巖性、沉積相轉換面、暴露特征及水體深度突然變化等界面特征，準層序類型及疊置關系，將柯坪水泥廠奧陶系剖面進一步劃分為6個三級層序。碳酸鹽巖臺地背景下，層序中體系域發育不全，以TST-HST組合為特征，無低水位體系域。體系域特征如下：

海侵體系域是在海水逐漸加深的背景下形成的。巖石類型以暗色泥晶灰巖、頁巖、泥粉晶白云巖、粉細晶白云巖為主，可見水平層理及微波狀層理，巖層厚度從中厚層狀逐漸減至中一薄層一紋層狀。

高水位體系域由前積_力口積型準層序組所組成。每一準層序的下部為顏色較深的紋層狀或薄層的粉晶白云巖、砂屑白云巖、泥晶灰巖及藻灰巖等，其上顏色逐漸變淺，為薄-中層狀或厚層狀粉，細晶白云巖、藻云巖、顆粒白云巖。總體呈現相對水深逐漸變淺的進積特征。

結論：柯坪水泥廠奧陶系剖面厚度達673.74m。該剖面自下而上可劃分為蓬萊壩組、鷹山組、大灣溝組、薩爾干組、坎嶺組、和其浪組。奧陶系底與寒武系下丘里塔格組整合接觸，上部（缺失印干組）與鐵熱克阿瓦提組假整合接觸。

該剖面中、下奧陶統碳酸鹽巖發育II型層序不整合界面，而上奧陶統發育相對海平面快速上升形成的III型層序邊界。

柯坪縣水泥廠奧陶系剖面中，高頻層序類型多樣且特征明顯，主要包括六級米級旋回韻律層、五級準層序（準層序）及四級準層序組（準層序組）。六級韻律層進一步劃分為潮下型、環潮坪型及L-M型，形成8種巖性組合樣式。五級準層序主要由大約4-5個六級韻律層垂向疊加組成。四級準層序組由4-6個五級準層序垂向疊加組合形成，構成進積、退積和加積準層序組。

該剖面可以識別出6個三級層序，層序中體系域發育不全，由TST和HST構成。海侵體系域巖石類型以暗色泥晶灰巖、頁巖、泥粉晶白云巖、粉細晶白云巖為主，可見水平層理及微波狀層理，巖層厚度從中厚層狀逐漸減至中一薄層一紋層狀。高水位體系域中，每一準層序的下部為顏色較深的紋層狀或薄層的粉晶白云巖、砂屑白云巖、泥晶灰巖及藻灰巖等。其上顏色逐漸變淺，為薄-中層狀或厚層狀粉-細晶白云巖、藻云巖、顆粒白云巖。總體呈現相對水深逐漸變淺的進積特征。