內蒙古達茂旗阿木山組礁灘相沉積環境分析

(成都理工大學地球科學學院 四川 成都 610059)

引言：生物礁具有良好的空隙和孔隙，是油氣重要的儲藏區。因為其獨特的結構，至今探明的世界油氣總儲量中，有很大比例都與生物礁和碳酸鹽層相關。在世界油田的產量方面，近乎一半的油氣產量來源于生物礁油田，可見對生物礁油氣藏的進一步研究和探索的必要性。生物礁一般存在于陸棚碳酸鹽巖臺地邊緣和斜坡區，是一種重要的產油和產氣區，能夠反映該地區歷史發展過程中的構造運動和演變，所以生物礁的研究在恢復古地理、古環境、古地理位置、區域大地演化和構造背景分析具有重要意義。

一、區域地質背景

達茂旗地區經歷一個漫長復雜的過程，根據地史資料顯示該區形成經歷多期構造作用和兩個沉積旋回。

早中奧陶世，本區由于造山作用導致大陸邊緣坳陷轉變為大洋碰撞。在海底擴張作用下華北板塊與蒙古地塊相互碰撞在洋殼邊緣上形成一條大型斷裂帶，該斷裂引起一系列熔融物質上升和板塊下降，便形成了島弧、弧溝等沉積特點。

晚志留世海水逐漸入侵，在兩個褶皺之間形成槽狀坳陷沉積表現為弧形分布，形成了一套碎屑巖-碳酸鹽巖沉積，并且與下覆奧陶紀侵入巖體形成不整合。在當時水體寬闊，氣溫舒適的環境下珊瑚和腕足等生物生長迅速，該地區造礁生物聚集形成了礁。

早泥盆世內蒙古大部分地區抬升侵蝕，僅瓦窖地區地殼下降較慢，海水得以入侵，主要變現為海相碎屑巖和碳酸鹽巖沉積，與西別和組不整合接觸。之后地層受早華力西運動作用，使泥盆紀至早石炭世地層沉積缺失。

晚三疊世該地海槽上升為陸地，歐亞板塊形成。由于板塊運動導致地殼進入了陸-陸碰撞階段，中酸性巖漿巖侵入巖體，使地區巖體更加趨于固化。

白堊紀地殼運動變現為垂直升降形成了槽臺斷裂帶，巖性主要變現為陸湖湘碎屑巖沉積，形成環狀坳陷。

新生代，在內外動力作用下地殼整體抬升風化嚴重，在風化較弱的溝谷中則形成了全新統的砂礫石。

二、達茂旗阿木山組生物礁

(一)生物礁特征及大致形態

1.岸礁：又稱邊緣礁，是指緊靠陸地邊緣生長的生物礁，與陸地之間有潟湖來分隔，存在一定寬度的水道。雖然岸礁往往存在于海岸的邊緣，但岸礁相互之間存在一定水域，水域中生長有生物和植物，進而表現出不連續的特點和空缺。

2.塔礁：又名寶塔礁，因礁石形狀酷似寶塔而得名。因其獨特的形狀而常常作為旅游景點的一道亮麗風景線。寶塔礁是由頁巖和石英巖重疊而成，石紋相對清晰，層次分明，臨近水源的地段因水波浪作用而形成不等的斷裂條紋。

3.生物礁：又稱點礁，是指具有一定數量的原地造礁生物格架。造礁生物經過一系列造山運動和歷史變遷，逐漸形成具一定凸起的獨立碳酸鹽沉積。

4.柱礁：因其形狀似柱狀，且生存與海岸邊緣、邊灘地帶，兩面受風化程度不同而表現出不同的形狀。背風面往往保存較好，向風面則風化向內側凹陷。

(二)達茂旗阿木山組生物礁相的劃分

2.礁核亞相。由于礁核亞相處于生物礁的前緣地帶，具有充足的光照、溫暖舒適的氣候、等自然條件，成為了造礁生物生長繁衍最旺盛的區域，可推斷當時為一種正常浪基面以下的溫暖、低能環境。

3.礁前亞相。礁前亞相位于礁體面向大海的一邊，存在一個相對較陡峭的斜坡，沉積物大多來自于礁體靠近海岸的淺灘，由于重力和遷移等作用最終沉積到此環境中。淺水環境水動力弱，遭受的水動力和自然作用較弱，所以沉積物分選性一般，磨圓相對較差，推測形成于臺地或礁體邊緣，受重力和水動力形成。

三、沉積環境分析

阿木山組是一套碳酸鹽巖沉積，碳酸鹽巖下部發育生物碎屑巖，且碳酸鹽巖厚度較厚。晚石炭世期間由于海平面上升，海水動蕩導致研究區水體變渾，水中泥和沙含量增加，大大延緩了造礁生物的生長和發育。紫松期時期，海侵加快使水體逐漸變得平靜、清潔，海岸臺地邊緣生物得以大量生長發育，形成了以葉狀藻積灰泥和生物碎屑為主的臺地邊緣生物礁。紫松期中期，海平面下降，水體再次變渾濁，生物生長受阻出現了粒屑灘，反映了當時動蕩的水體環境。隨著海侵進一步擴大，生物種類和含量有所增加，再次形成珊瑚格架礁，并最后進入開闊陸棚環境。達茂旗地區晚石炭世晚期-早二疊世早期經歷了海進-海退-海進旋回。

四、結論和討論

1、通過對達茂旗阿木山組生物礁研究大致將阿木山組生物礁相劃分為三個礁相：分別為礁前亞相、礁后亞相和礁核亞相。

2、阿木山組是一套碳酸鹽巖和生物碎屑巖的混合沉積，碳酸鹽巖下部發育生物碎屑巖，且碳酸鹽巖厚度較厚。達茂旗地區晚石炭世晚期-早二疊世早期經歷了海進-海退-海進的沉積旋回。

3、達茂旗阿木山組劃分為生物礁相沉積，該地區海平面不穩定，經歷了多次海進海退，依據生物分布區域不同推斷研究區域出現了兩個成礁旋回，第一個旋回一葉狀藻為主，另一個造礁生物則以珊瑚為主。