陳洪德 鐘怡江 許效松 陳安清 吳朝盛 鄭浩夫

1.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成都理工大學(xué)，成都 610059 2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都 610059

3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081

1 引言

海相碳酸鹽巖油氣占據(jù)了世界油氣資源的重要部分，其常規(guī)油氣儲(chǔ)量約占世界的60%，產(chǎn)量約占50%。早在20世紀(jì)50～70年代，全球碳酸鹽巖油氣就迎來(lái)了大發(fā)現(xiàn)的高峰(羅平等，2008)。中國(guó)近年勘探成果表明，隨著理論認(rèn)識(shí)的升華、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新發(fā)現(xiàn)的海相碳酸鹽巖油氣田越來(lái)越多，越來(lái)越大，顯示我國(guó)前新生代海相碳酸鹽巖具有良好的勘探前景和巨大的潛力，是我國(guó)油氣資源戰(zhàn)略接替的重要領(lǐng)域。中國(guó)大型海相盆地主要分布在西部以四川、鄂爾多斯和塔里木盆地為代表的三大盆地，含有豐富的油氣資源，勘采占有重要地位，目前三大盆地都取得了海相碳酸鹽巖油氣勘探的重大突破，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)油氣戰(zhàn)略的主要接替區(qū)。

目前國(guó)際沉積學(xué)者對(duì)碳酸鹽巖的沉積特征有了較為全面的認(rèn)識(shí)，并建立了許多經(jīng)典的沉積模式，如最早為Shaw(1964)和 Irwin(1965)提出的陸表海臺(tái)地模式、Wilson(1975)提出的臺(tái)地模式、Erik(2004)修正了Wilson模式、Ahr(1973)提出的碳酸鹽巖緩坡模式、Read(1985)、Burchette and Wright(1992)等把緩坡分為單斜緩坡和遠(yuǎn)端變陡緩坡兩種模式、塔克(Tucker and Tucker，1981)于1981年建立的模式、James and Bone(1992)提出的無(wú)鑲邊陸棚和臺(tái)地模式、Lukasik et al．(2000)提出的陸表海緩坡模式等。中國(guó)西部三大盆地碳酸鹽巖的巖相展布較為復(fù)雜，特別是臺(tái)地邊緣相帶特征具有特殊性和獨(dú)特性，在采用和對(duì)比國(guó)內(nèi)外常用的碳酸鹽巖模式中，既有可適用的一面、也有不易解釋的難點(diǎn)。我國(guó)沉積學(xué)界尚未對(duì)適合我國(guó)特征的碳酸鹽巖沉積模式有系統(tǒng)的劃分和認(rèn)識(shí)，各學(xué)者的觀點(diǎn)、思路和方法各異。從80年代以來(lái)，均借鑒國(guó)際沉積學(xué)者對(duì)碳酸鹽巖沉積模式，或結(jié)合我國(guó)碳酸鹽巖的特點(diǎn)，從實(shí)踐出發(fā)，補(bǔ)充和完善了部分沉積模式，或提出局部地區(qū)性和某一斷代的相模式，如關(guān)士聰(1980)提出了中國(guó)海域沉積環(huán)境的綜合模式、曾允孚等(1993)建立了臺(tái)地-臺(tái)盆相間的沉積模式以及顧家裕(2009)提出了碳酸鹽巖臺(tái)地分類(lèi)等。針對(duì)我國(guó)發(fā)育的復(fù)雜多樣的碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型，80年代以后，在碳酸鹽巖沉積環(huán)境研究中(馮增昭，1980;馬永生等，2006，2009;王一剛等，2009;)，很多沉積學(xué)者對(duì)臺(tái)地邊緣做了精細(xì)的巖相研究(曾允孚等，1983;陳洪德等，2009;吳熙純等，2011;王瑞等，2009)，并從油氣勘探的地質(zhì)實(shí)際出發(fā)，分別建立了臺(tái)地邊緣模式、臺(tái)盆模式、緩坡模式等，特別對(duì)鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地的分析尤為詳盡(劉寶珺，1981;胡明毅等，2011;馮增昭，1980)。鑒于不同研究者的出發(fā)點(diǎn)和思路各異，在局部和地區(qū)性有深刻的研究，但仍缺乏對(duì)碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣系統(tǒng)性的分析。因此，系統(tǒng)探討中國(guó)西部三大盆地海相碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型及特征，希望對(duì)海相碳酸鹽巖沉積學(xué)理論的豐富和油氣勘探新突破有所裨益。

2 中國(guó)西部三大盆地碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型劃分

2.1 中國(guó)西部三大盆地碳酸鹽巖發(fā)育的特殊性

我國(guó)海相碳酸鹽巖，主要發(fā)育在西部古生代三大海相盆地中，塔里木盆地、鄂爾多斯盆地和四川盆地(中上揚(yáng)子盆地)。三個(gè)海相碳酸鹽巖盆地以被動(dòng)大陸邊緣為主，均為早古生代和晚古生代兩次構(gòu)造-沉積旋回的疊加盆地，碳酸鹽巖沉積均發(fā)育在每個(gè)旋回的中晚期，碳酸鹽巖臺(tái)地多礁灘相帶和鑲邊性，臺(tái)緣區(qū)發(fā)育塌積相帶，向海方向?yàn)榫徎蚨傅男逼隆?/p>

鑒于盆地構(gòu)造演化過(guò)程各有異同，沉積物受盆地的構(gòu)造沉降、海平面變化、物源注入、氣候和生態(tài)環(huán)境等參數(shù)相互作用。除此，還受各種地質(zhì)事件和盆外物注入的干擾，因而巖相組合類(lèi)型繁多、變化大，與經(jīng)典模式和巖相帶對(duì)比，頗有差異。為此，在建立碳酸鹽巖模式中，應(yīng)關(guān)注其特殊性。

(1)基底活動(dòng)性差異

受盆地基底活動(dòng)性差異影響，較活動(dòng)的塔里木盆地和次穩(wěn)定的四川盆地碳酸鹽沉積前具碎屑巖墊底，穩(wěn)定的鄂爾多斯盆地?zé)o碎屑巖墊底，并發(fā)育不同的沉積充填演化序列。

(2)盆內(nèi)差異明顯

中國(guó)西部三大盆地克拉通的穩(wěn)定性有差異，盆地結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多有性質(zhì)各異的帶狀或線狀斷裂控制盆地古地理格局，碳酸鹽巖臺(tái)地有分隔，盆內(nèi)常呈現(xiàn)隆坳相間格局，制約巖性、厚度和相帶變化，通用的沉積模式很難解釋相帶展布的規(guī)律。

(3)臺(tái)地邊緣復(fù)雜

受克拉通邊緣復(fù)雜的伸展或擠壓性構(gòu)造活動(dòng)影響，臺(tái)地和大陸邊緣不是平直的、或呈有規(guī)則性的彎度，往往有由邊緣向臺(tái)地內(nèi)伸入的“盆”、“坡”、“階梯式坡”或是“深水溝槽”，沿著邊緣呈有規(guī)則性的排列，形成鑲邊臺(tái)緣或局限臺(tái)地間和臺(tái)地內(nèi)的臺(tái)盆、臺(tái)緣間的緩斜坡。臺(tái)地邊緣陡斜坡，臺(tái)緣高能加積帶和礁灘相一側(cè)，有規(guī)模較大的滑塌體，發(fā)育碳酸鹽巖濁流、碎屑巖濁流或混積式碎屑流，是臺(tái)緣區(qū)線性基底斷裂活動(dòng)在巖相帶上的反響，也有的是盆地性質(zhì)轉(zhuǎn)換，前陸與前淵帶的沉積。

碳酸鹽沉積是沉積地殼構(gòu)造演化旋回中的一個(gè)階段性的產(chǎn)物，除影響和制約碳酸鹽巖發(fā)育的溫度、水動(dòng)力條件、生物外，構(gòu)造沉降、海平面升降以及陸源區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)等，直接制約了碳酸鹽巖的類(lèi)型和發(fā)育程度，在盆山轉(zhuǎn)換中碳酸鹽沉積的消亡和新生。

2.2 碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型及模式劃分

依據(jù)中國(guó)西部三大海相盆地碳酸鹽巖的特殊性，吸取可適用的經(jīng)典模式，力求總結(jié)前人對(duì)碳酸鹽巖沉積模式的研究成果，以構(gòu)造控盆、盆地控相、相控生儲(chǔ)蓋組合為指導(dǎo)思想，從中國(guó)西部三大盆地碳酸鹽巖發(fā)育特征和地質(zhì)實(shí)際情況出發(fā)，劃分碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型，建立沉積模式(表1)。

表1 中國(guó)西部海相碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型及沉積模式Table 1 Marine carbonate depositional mode and sub-class classification in western China

3 中國(guó)西部三大盆地碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型及沉積模式特征分析

中國(guó)西部三大海相碳酸鹽巖盆地，為古生代兩次構(gòu)造旋回疊加的沉積盆地。早古生代碳酸鹽巖沉積延續(xù)至早志留世;三大盆地晚古生代碳酸鹽巖沉積演化的起始和終止時(shí)間均不同，四川盆地延至早中三疊世、塔里木盆地止于石炭紀(jì)、而鄂爾多斯盆地基本上未發(fā)育成碳酸鹽巖臺(tái)地，只有海泛式的碳酸鹽巖沉積。碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型及沉積模式，在盆地沉積演化的不同階段獨(dú)具特色。

3.1 混積陸棚模式

混積陸棚模式是形成克拉通盆地后、碳酸鹽沉積前的第一個(gè)沉積階段，在不平整的結(jié)晶基底和褶皺基底上，造山后的陸源碎屑物堆積，對(duì)盆底地形起到填平補(bǔ)齊的作用，是續(xù)后碎屑巖沉積物的沉積基座，形成穩(wěn)定的大陸架。混積陸棚可分為兩種亞類(lèi)。

(1)陸架型混積陸棚

陸架型混積陸棚，與盆地演化歷程同步可分成早、晚兩個(gè)階段:早期階段主要是磨拉石充填形成碎屑巖墊板，碎屑巖分布在克拉通盆地的底部，可以是厚薄不等的粗粒堆積物，對(duì)造山后的盆底起到填平補(bǔ)齊作用，形成正常碎屑巖沉積的碎屑巖墊板。繼之向碳酸鹽巖墊板演化，既有細(xì)粒碎屑巖沉積也有碳酸鹽巖沉積。在近陸源區(qū)以碎屑巖為主，由陸向海方向轉(zhuǎn)為粗-細(xì)砂級(jí)的碎屑巖、含砂質(zhì)的碳酸鹽巖、砂屑或泥微晶碳酸鹽巖，三者可組成互層沉積，向上和向海方向碳酸鹽巖增多、碎屑巖減少(圖1)。四川盆地和塔里木盆地在早寒武世的早中期，均為碎屑巖與碳酸鹽巖形成的混積陸棚，由筇竹寺階沉積的黑色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和滄浪鋪階沉積的砂泥巖夾灰?guī)r組成，其中筇竹寺階的黑色頁(yè)巖和砂質(zhì)頁(yè)巖是良好的油氣生烴層系和頁(yè)巖氣儲(chǔ)集體(劉家洪等，2012;何金先等，2011;張水昌等，2012)。在貴州遵義一帶，為明心寺組-金頂山組潮坪環(huán)境中發(fā)育的砂泥巖和鈣質(zhì)泥巖夾灰?guī)r為主的沉積序列。晚期階段的混積陸棚，出現(xiàn)在早古生代中晚期的晚奧陶世后，盆地性質(zhì)轉(zhuǎn)化，碳酸鹽巖臺(tái)地淹沒(méi)，至早志留世，沉積物轉(zhuǎn)為以碎屑巖為主，但混夾有砂質(zhì)生屑碳酸鹽巖、小型生物丘、礁等，在局限環(huán)境的陸架上呈有規(guī)律的展布，形成早志留世的混積陸棚，在四川盆地獨(dú)居特色。

鑒于三大盆地在早古生代末的構(gòu)造演化不同，塔里木盆地的志留系均為碎屑巖，屬碎屑巖陸棚;鄂爾多斯盆地在中晚奧陶世后，臺(tái)地主體和各邊緣均轉(zhuǎn)為造山過(guò)程，處于隆升、剝蝕和巖溶過(guò)程。

臺(tái)緣型混積陸棚，主要指盆地沉積-構(gòu)造旋回演化的晚

圖2 四川盆地西緣晚三疊世卡尼期馬鞍塘組臺(tái)緣型混積陸棚模式Fig．2 Platform edge type mixed continental shelf mode in Ma＇antang Formation of Late Triassic Carnian in western edge of the Sichuan Basin

期，碳酸鹽巖臺(tái)地沉積結(jié)束后，原克拉通盆地的碳酸鹽巖臺(tái)地隆升、暴露，但在臺(tái)緣區(qū)仍保持清水環(huán)境，發(fā)育點(diǎn)式生物礁灘相帶，沿著臺(tái)緣帶展布，臺(tái)緣斜坡以下則為混積陸棚，因而屬臺(tái)緣型的混積陸棚(圖2)。臺(tái)緣的生物礁灘沉積物，是盆地演化后期一個(gè)特殊階段沉積的產(chǎn)物。四川盆地中三疊統(tǒng)雷口坡組沉積后，臺(tái)地主體抬升，碳酸鹽巖大范圍暴露溶蝕，不再接受沉積，在峨嵋以西僅有厚10～20cm不穩(wěn)定的含礫砂巖，江油以南至綿竹等，沿臺(tái)緣區(qū)沉積了中三疊世拉丁期天井山組灰?guī)r，厚僅數(shù)米，其上發(fā)育了晚三疊世卡尼期的碳酸鹽巖，厚100～200m，為生屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、粘結(jié)巖和海綿礁，礁體厚＜20m，是四川盆地一大特征的時(shí)髦相，其中生物礁體具有重要的油氣勘探意義(孫瑋等，2011;楊榮軍等，2009)。

3.2 碳酸鹽巖緩坡模式

碳酸鹽巖緩坡是形成臺(tái)地前的一個(gè)重要階段，在碳酸鹽大陸架的基座上，提供了穩(wěn)定碳酸鹽巖沉積的發(fā)育空間，形成碳酸鹽巖席狀體。中國(guó)西部三大盆地在早寒武世晚期-中寒武世、早奧陶世均發(fā)育了碳酸鹽緩坡模式，且成面狀大范圍的展布。四川盆地在中二疊世疊加的碳酸鹽巖盆地，也為一碳酸鹽大緩坡，東、西寬約千余千米。緩坡的類(lèi)型在三個(gè)盆地也各有特色。

(1)單斜緩坡模式

平緩單斜緩坡模式，是碳酸鹽盆地演化中的初始階段，起到組建碳酸鹽墊板的作用，也是形成碳酸鹽沉積和發(fā)育成臺(tái)地的基礎(chǔ)。碳酸鹽沉積環(huán)境為低能條件，碳酸鹽巖體呈面狀展布，坡度＜1°，因之以單斜緩坡稱(chēng)之(圖3)。塔里木盆地和四川盆地的早奧陶世均發(fā)育碳酸鹽巖緩坡，并均屬于單斜緩坡。塔里木盆地早奧陶世的巖石地層為蓬萊壩組和鷹山組灰?guī)r。蓬萊壩組的下部為白云巖、泥微晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r和顆?；?guī)r，偶夾有細(xì)砂巖。鷹山組由下向上為藻礫屑灰?guī)r、藻屑至藻鮞灰?guī)r，能量較下部增高，主要為潮坪環(huán)境。四川盆地的早奧陶世也發(fā)育碳酸鹽巖緩坡的沉積組合，以桐梓組灰?guī)r及紅花園組下部泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r和生屑灰?guī)r構(gòu)成兩個(gè)沉積旋回組成，分布范圍廣、沉積穩(wěn)定。

(2)遠(yuǎn)端變陡緩坡模式

中國(guó)西部三大盆地，在早奧陶世中晚期至中奧陶世早期(四川盆地紅花園組上部、鄂爾多斯盆地馬家溝組2～3段、塔里木盆地鷹山組上部)，均由單斜緩坡演化為遠(yuǎn)端變陡的碳酸鹽巖緩坡。遠(yuǎn)端變陡緩坡模式(圖4)，主要由灰?guī)r或夾有白云巖、生屑灰?guī)r和低能量的顆粒灰?guī)r組成沉積序列，多為潮坪、局限臺(tái)地和低能灘相組合。在時(shí)空上，碳酸鹽巖緩坡遠(yuǎn)端變陡的環(huán)境，也可發(fā)育低能的灘相和礁相以及局限臺(tái)地，而且早奧陶世的末期開(kāi)始是海綿生物的發(fā)展階段，有時(shí)發(fā)育有不穩(wěn)定的海綿礁。在貴州和湖北的紅花園組，在多處均可發(fā)現(xiàn)點(diǎn)式的海綿礁，因此有時(shí)遠(yuǎn)端變陡緩坡與局限臺(tái)地兩者不易確定其巖相的歸屬，也有認(rèn)為是局限臺(tái)地，或兩者兼有之，并交錯(cuò)展布。

當(dāng)然，也有的過(guò)腔甚至是四節(jié)型的。如《牡丹亭·鬧殤》【集賢賓客】上聲字“眉”的唱調(diào)①周雪華譯譜《牡丹亭》，上海：上海教育出版社，2008年，第106頁(yè)。。該單字唱調(diào)的過(guò)腔是。其中的為第一節(jié)級(jí)音性過(guò)腔，為第二節(jié)級(jí)音性過(guò)腔，為第三節(jié)級(jí)音性過(guò)腔，為第四節(jié)級(jí)音性過(guò)腔。這個(gè)過(guò)腔即為“級(jí)音+級(jí)音+級(jí)音+級(jí)音”類(lèi)型，是同一音樂(lè)材料組合而成的多節(jié)型過(guò)腔。

圖3 碳酸鹽巖緩坡模式OL:古陸;Sup-TF:潮上帶-潮坪;Alg-Ma:藻席;Alg-M:藻丘;Sha-Sh:淺水陸棚-陸棚Fig．3 Carbonate gradual ramp modeOL:Original continent;Sup-TF:upper Tidal zone-Tidal flat;Alg-Mat:Algal mats;Alg-M:Algal mounds;Sha-Sh:Shallow shelf-shelf

圖4 碳酸鹽巖遠(yuǎn)端變陡緩坡模式OL:古陸;Alg-Mat藻席;RP:局限臺(tái)地;Alg-M:藻丘;Sha-Sh:淺水陸棚-陸棚Fig．4 Remote steepened carbonate gradual ramp modeOL:Original continent;Alg-Mat:Algal mats;RP:Restricted platform;Alg-M:Algal mounds;Sha-Sh:Shallow shelf-shelf

3.3 碳酸鹽巖臺(tái)地模式

碳酸鹽巖研究中，碳酸鹽巖臺(tái)地是最為常見(jiàn)和最常用的模式，厚大、廣布的碳酸鹽巖均沉積在臺(tái)地環(huán)境中，以高能鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地或開(kāi)闊臺(tái)地為主，低能或有略封閉性的條件則歸屬為局限臺(tái)地(蒸發(fā)巖臺(tái)地，本論文暫不討論)。

圖5 中上揚(yáng)子中晚寒武世鑲邊局限臺(tái)地-斜坡模式Fig．5 Rimmed restricted platform-ramp mode of Middle and Late Cambrian in the Middle and Upper Yangtze

地質(zhì)實(shí)踐說(shuō)明，中國(guó)西部三大盆地的海相碳酸鹽巖，主要以碳酸鹽巖臺(tái)地沉積相的時(shí)空展布為多，且多為開(kāi)闊臺(tái)地或局限臺(tái)地-臺(tái)緣-斜坡模式。臺(tái)緣區(qū)帶分為有鑲邊和無(wú)鑲邊兩類(lèi)，實(shí)際上兩者在空間上可同時(shí)并存、巖相轉(zhuǎn)換;在時(shí)間上則更是相互轉(zhuǎn)換。臺(tái)緣至斜坡帶或臺(tái)地至斜坡帶，在西部三大盆地中則更為復(fù)雜、多樣，不是單一的、規(guī)則的斜坡帶。斜坡的形態(tài)和結(jié)構(gòu)取決于盆地的構(gòu)造屬性和在演化階段中的變化，沉積體是復(fù)合的、多變化的各種因素作用的結(jié)果，因而很難用統(tǒng)一的、嚴(yán)格的一種模式概全。

中國(guó)西部三大盆地碳酸鹽巖油氣的產(chǎn)出層系和儲(chǔ)集體，與碳酸鹽的巖、性、相的關(guān)系，均與臺(tái)地類(lèi)型相關(guān)，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:一是礁灘相帶，包括高能和低能條件的臺(tái)地邊緣和臺(tái)內(nèi)淺灘、生物礁，甚至各類(lèi)建隆、灰泥丘和藻丘等;二是各類(lèi)白云巖，包括礁灘相帶的白云巖、礁頂白云巖和與高能相關(guān)的白云巖;三是各種有效孔隙發(fā)育的巖相區(qū)帶，包括沉積期和成巖期的孔隙;四是同生期的碳酸鹽巖的古巖溶帶、古暴露區(qū)帶以及準(zhǔn)同生期間疊加的巖溶區(qū)帶。

(1)鑲邊局限臺(tái)地-斜坡模式

圖6 鄂爾多斯盆地東緣早奧陶世晚期局限臺(tái)地-淺水陸棚-斜坡模式Fig．6 Restricted carbonate platform-shallow shelf-ramp mode of Late to［?］Early Ordovician in the eastern Ordos basin

圖7 塔里木盆地塔中中晚奧陶世碳酸鹽巖鑲邊臺(tái)地-斜坡模式Fig．7 Rim carbonate platform-ramp mode of the Middle and Late Ordovician in the Tazhong area of the Tarim Basin

圖8 鄂爾多斯盆地西緣早中奧陶世沉積序列各組特征及桌子山組生物礁Fig．8 Sedimentary sequence ofEarly and Middle Ordovician in the western Ordos Basin，characteristics of each group and the Zhuozishan Formation reef

圖9 鄂爾多斯盆地西緣奧陶系生物礁生長(zhǎng)遷移示意圖Fig．9 Growth and migration patterns of Ordovician reefs on the western margin of the Ordos basin

該模式的典型特點(diǎn)是由于臺(tái)地邊緣高能鑲邊帶的障壁作用，臺(tái)地內(nèi)主要發(fā)育局限臺(tái)地，局限臺(tái)地內(nèi)以發(fā)育潮坪和膏鹽湖為主要特征。中上揚(yáng)子中晚寒武世主要發(fā)育碳酸鹽巖局限臺(tái)地相的白云巖、灰質(zhì)白云巖，局部夾膏鹽巖，形成中上揚(yáng)子下組合重要的膏鹽發(fā)育層系，膏鹽厚度最大達(dá)到600余米，成為重要的油氣封蓋層系(徐美娥等，2013)。臺(tái)地邊緣主要發(fā)育鮞?；?guī)r、鮞粒白云巖等顆粒灰?guī)r/白云巖(圖5)。中上揚(yáng)子?xùn)|南緣主要發(fā)育斜坡相的灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、泥巖以及大量滑塌角礫巖和碎屑流沉積。斜坡帶逐漸向南東方向推進(jìn)，厚度大，在三都、銅仁、保靖、張家界和通城的邊緣帶，形成巨大的楔形體。

圖10 鄂爾多斯盆地西緣早中奧陶世開(kāi)闊臺(tái)地-斜坡模式Fig．10 Open platform-ramp mode of the Early and Middle Ordovician in the western Ordos Basin

(2)局限臺(tái)地-淺水陸棚-斜坡模式

該模式的典型特點(diǎn)是由于寬緩淺水陸棚對(duì)波浪能量的消減作用，靠陸碳酸鹽沉積區(qū)以發(fā)育低能局限臺(tái)地相的白云巖、含膏白云巖和膏鹽湖內(nèi)膏鹽沉積為主。鄂爾多斯盆地東緣早奧陶世晚期馬家溝組沉積時(shí)期，受東部華北海和西南部秦祁海的影響，中央隆起東邊主要發(fā)育陸表海低能的潮坪相和局限臺(tái)地相的馬家溝組白云巖夾巖鹽沉積，潮坪發(fā)育局部高能潮緣灘和低能膏鹽湖，并且潮緣灘成為該地區(qū)重要的油氣勘探沉積相帶(陳洪德等，2013)。淺水陸棚沉積主要占據(jù)華北板塊鄂爾多斯盆地以西的大部分地區(qū)(圖6)。

(3)局限臺(tái)地-鑲邊臺(tái)地-斜坡模式

該模式的典型特點(diǎn)是向陸一側(cè)為開(kāi)闊臺(tái)地沉積，向海一側(cè)發(fā)育連續(xù)-半連續(xù)的碳酸鹽巖礁灘，該礁灘相帶可以發(fā)育在陸架和陸坡之間的轉(zhuǎn)折帶，也可以是陸棚上碳酸鹽沉積體地貌上的坡折帶，且陸棚上的坡折帶常由同沉積斷層控制，礁灘相帶是重要的油氣儲(chǔ)集體(楊海軍等，2011)。

塔里木盆地的塔中地區(qū)在中晚奧陶世時(shí)，為一大的碳酸鹽巖臺(tái)地，無(wú)陸地相連，具有孤立臺(tái)地的特征。在圖7中可見(jiàn)，塔中臺(tái)緣礁灘相帶后為開(kāi)闊臺(tái)地，由F1斷層控制良里塔格組生物礁的加積(TZ30井、TZ44井、TZ30井等)，向北的順2井的相當(dāng)層位有鮞粒灘。F1斷層以北為阿滿臺(tái)間盆地，與塔河碳酸鹽臺(tái)地遙相對(duì)應(yīng)。塔中臺(tái)地南北兩側(cè)的斜坡常發(fā)育有臺(tái)緣礫屑灰?guī)r的相帶。

(4)局限臺(tái)地-開(kāi)闊臺(tái)地-斜坡模式

該模式的典型特點(diǎn)是邊緣不發(fā)育高能的礁灘相帶或發(fā)育點(diǎn)狀分布的低能礁灘相帶，臺(tái)前斜坡發(fā)育碎屑流、濁流等重力流沉積。鄂爾多斯盆地西緣，在早中奧陶世仍為碳酸鹽臺(tái)地和臺(tái)緣區(qū)，桌子山組發(fā)育生物礁(圖8、圖9)，其上有兩次臺(tái)地被淹沒(méi):一是克里摩里組底部暗色泥質(zhì)灰?guī)r超覆的生物礁上，繼之向上變淺，發(fā)育藻灰?guī)r和藻粘結(jié)巖;二是烏拉力克組的黑色頁(yè)巖的上超，向上泥質(zhì)巖夾碳酸鹽巖及碎屑巖的濁流沉積(圖8)，結(jié)束了碳酸鹽臺(tái)地發(fā)育。隨著海侵上超，西緣生物礁有向南遷移的趨勢(shì)。臺(tái)地邊緣發(fā)育的灘或生物礁沉積，多為灰泥基質(zhì)充填的低能沉積，且生物礁多為零星點(diǎn)狀分布，礁體不能明顯區(qū)分出礁核、礁坪和礁前塌積等亞相，礁前至臺(tái)緣斜坡區(qū)以發(fā)育碎屑流沉積為特征，顯示出臺(tái)地邊緣未發(fā)育高能的鑲邊相帶，為開(kāi)闊臺(tái)地至斜坡的沉積模式(圖10)。

圖11 晚古生代右江盆地碳酸鹽巖沉積模式孤立臺(tái)地-臺(tái)盆模式.剖面A-B:為北西向的六盤(pán)水和興義-那坡斷裂控制臺(tái)緣帶;剖面C-D:為北東向斷裂控制臺(tái)緣帶.1-地名;2-斷裂;3-隆起區(qū);4-局限臺(tái)地;5-開(kāi)闊臺(tái)地;6-孤立臺(tái)地;7-臺(tái)緣斜坡;8-臺(tái)盆;9-生物礁Fig．11 Carbonate depositional mode in the Late Paleozoic Youjiang BasinIsolated platform-basin mode.Profile A-B:north-west fracture console edge bands in the Liupanshui Hexingyi-Napo;Profile C-D:north-east fracture console edge bands.1-location name;2-fracture;3-uplift zone;4-restricted platform;5-open platform;6-isolated Platform;7-platform edge slope;8-basin;9-reef

3.4 孤立臺(tái)地-臺(tái)盆模式

圖12 晚古生代川東北臺(tái)緣斜列式臺(tái)盆模式Fig．12 Platform margin echelon type mesa basin mode in the Late Paleozoic Northeast Sichuan

在碳酸鹽巖臺(tái)地模式中，孤立臺(tái)地與臺(tái)間盆地模式是上揚(yáng)子臺(tái)地南緣的一大特點(diǎn)，主要是晚古生代的右江盆地，以泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)為主(圖11)，至早中三疊世仍具有臺(tái)盆相間的特征。臺(tái)地內(nèi)發(fā)育厚大的碳酸鹽巖和礁灘相，以泥盆紀(jì)的層孔蟲(chóng)礁最發(fā)育，臺(tái)盆為深水的硅質(zhì)灰泥和細(xì)屑濁積巖沉積。孤立臺(tái)地與臺(tái)間盆地相間分布的格架主要受基底兩組不同方向的斷裂帶控制，北西向斷裂為六盤(pán)水(埡都-紫云-羅甸)至河池-南丹斷裂、右江斷裂、興義-那坡斷裂;北東向斷裂為師宗-彌勒斷裂、桑植-羅甸-獨(dú)山斷裂和桂林-柳州斷裂(曾允孚等，1993)，斷裂控制臺(tái)地的邊界，形成陡斜坡的臺(tái)緣帶，發(fā)育滑塌堆積和斜坡重力流以及濁流，并夾有火山碎屑。

3.5 臺(tái)緣斜列式臺(tái)地-臺(tái)盆模式

臺(tái)緣斜列式臺(tái)地-臺(tái)盆模式，主要針對(duì)四川盆地東北緣、鄂爾多斯盆地南緣有伸向臺(tái)地內(nèi)規(guī)模不等的深水盆地特征提出的，該模式中深水盆地是碳酸鹽巖臺(tái)地基礎(chǔ)上，由于同沉積構(gòu)造活動(dòng)，在臺(tái)緣及臺(tái)內(nèi)區(qū)發(fā)育的較狹窄的斜列式深水沉積區(qū)，故以臺(tái)緣斜列式臺(tái)盆命名，以示與孤立臺(tái)地和臺(tái)間盆地的區(qū)別。

(1)川東北開(kāi)江-梁平臺(tái)緣斜列式臺(tái)盆

晚二疊世-早三疊世，上揚(yáng)子發(fā)育了晚古生代構(gòu)造旋回的第二次碳酸鹽巖大臺(tái)地，川東北的碳酸鹽巖臺(tái)地仍屬上揚(yáng)子的被動(dòng)大陸邊緣。受拉張背景下伸入臺(tái)地內(nèi)部的同沉積斷裂活動(dòng)影響，晚二疊世至早三疊世的上揚(yáng)子碳酸鹽巖臺(tái)地北緣至少發(fā)育兩個(gè)深入臺(tái)地內(nèi)部呈北西-南東方向展布的次級(jí)深水臺(tái)盆(圖12)。通過(guò)綜合其構(gòu)造古地理背景，稱(chēng)之為臺(tái)緣斜列式臺(tái)盆，西部為城口-鄂西臺(tái)盆、東部為開(kāi)江-梁平臺(tái)盆。臺(tái)地邊緣發(fā)育晚二疊世的海綿生物礁、早三疊世的鮞粒灘等組成礁灘組合，成為油氣勘探的重要目標(biāo)，且明顯受深水臺(tái)盆相帶制約，形成環(huán)臺(tái)盆展布特征。臺(tái)緣斜坡帶發(fā)育礁前塌積及濁積巖等，臺(tái)盆內(nèi)沉積了大隆組硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r等欠補(bǔ)償沉積。

圖13 鄂爾多斯盆地南緣臺(tái)緣斜列式臺(tái)盆展布Fig．13 Platform margin echelon type mesa basin in the southern margin of the Ordos Basin

(2)鄂爾多斯盆地南緣臺(tái)緣斜列式臺(tái)盆

鄂爾多斯盆地的南緣與西緣差異性明顯。前述的早中奧陶世鄂爾多斯盆地西緣為被動(dòng)大陸邊緣，并為裂解-拉張的構(gòu)造環(huán)境。而鄂爾多斯盆地的南緣在中晚奧陶世則為活動(dòng)邊緣(據(jù)陸松年，2006)，北秦嶺洋于中晚奧陶世向鄂爾多斯陸塊俯沖，形成二郎坪島弧、寬平弧后盆地，在向北與鄂爾多斯被動(dòng)大陸邊緣為鄰，與現(xiàn)今的日本海與中國(guó)大陸的格局相似。擠壓構(gòu)造背景派生出引張的裂解帶，與川東北不同的是具相反的走向，沿著鄂爾多斯盆地晚奧陶世南緣臺(tái)緣礁灘相帶，分布著至少三個(gè)北東向的臺(tái)盆(圖13)。鄂爾多斯盆地自早奧陶世末至中奧陶世已全部抬升，轉(zhuǎn)為剝蝕區(qū)。由西緣至南緣，海水由北向南退出，所以生物礁的發(fā)育自北向南層位升高，南緣為晚奧陶世的珊瑚礁為主，如趙老峪生物礁和石節(jié)子生物礁等;臺(tái)緣帶發(fā)育邊緣滑塌堆積和濁積巖等，如鐵瓦殿濁積巖;向南部有碎屑流，硅泥質(zhì)巖，并夾多層厚薄不一的凝灰?guī)r，是佐證屬弧后盆地的重要依據(jù)。

4 討論與結(jié)論

以三大盆地各地質(zhì)時(shí)期發(fā)育的碳酸鹽沉積特征為主線，從盆地構(gòu)造演化階段、巖性特征、相帶展布以及盆地沉積演化等綜合分析后認(rèn)為，各類(lèi)碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣特征的發(fā)育和轉(zhuǎn)換，在盆地演化的不同階段、盆地所屬的構(gòu)造位置和古地理特征均各具特色。

基底固結(jié)后的早古生代克拉通盆地，早期被動(dòng)大陸邊緣裂解與海平面上升同步，在碳酸鹽沉積前，碎屑巖墊板是發(fā)育陸架型混積陸棚的基礎(chǔ);繼之，碳酸鹽巖單斜緩坡和遠(yuǎn)端變陡緩坡構(gòu)建碳酸鹽墊板，是發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地發(fā)育前的重要階段;盆地穩(wěn)定的構(gòu)造沉降、有效可容空間與相對(duì)海平面升降平衡，促使碳酸鹽快速加積，成為組建臺(tái)地的高峰期，形成碳酸鹽巖臺(tái)地，以鑲邊為終極，是精細(xì)研究碳酸鹽臺(tái)地相模式的最佳場(chǎng)所。臺(tái)地邊緣受拉張或擠壓構(gòu)造影響而活動(dòng)的同沉積次級(jí)斷裂，使得深水臺(tái)盆深入臺(tái)地內(nèi)部在臺(tái)地邊緣形成臺(tái)地-臺(tái)盆相間展布的沉積格局。構(gòu)造-沉積旋回演化的中晚期，被動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)為前陸盆地演化階段，內(nèi)克拉通的碳酸鹽沉積，由淹沒(méi)臺(tái)地轉(zhuǎn)為隆后盆地，再次發(fā)育陸架型混積陸棚，或早期前陸隆起及隆后區(qū)導(dǎo)致碳酸鹽巖暴露，而臺(tái)緣區(qū)的清水環(huán)境可發(fā)育點(diǎn)式礁灘，臺(tái)緣斜坡以下則為臺(tái)緣型的混積陸棚。

構(gòu)造控制作用下盆地形成演化、洋陸轉(zhuǎn)換過(guò)程中碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣類(lèi)型及沉積模式的形成演化是制約生儲(chǔ)蓋沉積體時(shí)空配置的關(guān)鍵。為此，研究不同類(lèi)型碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣及其演化，對(duì)分析和指導(dǎo)油氣勘探具有重要意義。

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