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川南地區(qū)二疊系沉積環(huán)境及其演化特征
——以四川古藺芭蕉村剖面為例

2022-11-22 06:55王秀平王啟宇安顯銀
沉積與特提斯地質(zhì) 2022年3期
關(guān)鍵詞:古藺棲霞碎屑

王秀平,王啟宇,安顯銀

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心(西南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心),四川 成都 610081;2.自然資源部沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610081)

0 引言

二疊系是中國(guó)南方重要的含油氣地層之一,蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源(楊玉卿和馮增昭,2000),是中國(guó)南方古生界油氣勘探的重要目的層系之一(胡書(shū)毅和田海芹,1999)。四川盆地是我國(guó)南方最主要的含油氣盆地,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多個(gè)天然氣田或含氣構(gòu)造,大量氣田的氣源來(lái)自二疊系(陳建平等,2018)。

四川盆地二疊系剩余資源具有較大的勘探潛力,以川中區(qū)塊的天然氣資源最為豐富,川南和川西區(qū)塊的天然氣資源主要分布在中二疊統(tǒng)(朱華等,2018)。目前評(píng)價(jià)研究認(rèn)為,開(kāi)江—梁平陸棚東側(cè)、城口—鄂西深水陸棚西側(cè)臺(tái)地邊緣礁灘及臺(tái)地中部臺(tái)洼邊緣礁灘為長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組的臺(tái)緣礁灘勘探領(lǐng)域,臺(tái)地淺灘勘探領(lǐng)域包括長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組、嘉陵江組臺(tái)內(nèi)淺灘,中二疊統(tǒng)淺灘勘探領(lǐng)域主要包括棲霞組川西—川西北地區(qū)臺(tái)緣及中緩坡淺灘相(郭旭升等,2014),沉積相控制著儲(chǔ)層的展布(王明筏等,2018;郝毅等,2020a,b)。前期針對(duì)四川盆地二疊—三疊系勘探發(fā)現(xiàn)了一批大中型氣田,但總體探明率不高(郭旭升等,2020)。針對(duì)四川盆地二疊系油氣勘探,二疊系沉積相(微相)的研究依然備受關(guān)注(肖笛等,2015;蔣裕強(qiáng)等,2019;何賽等,2020;郝毅等,2020a,b),而不同地區(qū)和層位研究程度差異較大。川北、川東北地區(qū)持續(xù)注重長(zhǎng)興組礁灘相發(fā)育(牟傳龍等,2003,2004,2005,2007;陳宗清,2008;趙文光等,2010;劉治成,2011;王琳等,2011;周剛等,2013a,b;鄧劍等,2014;李宏濤等,2015;李秋芬等,2015;吳勇等,2017;周路等,2020),以及影響礁灘相發(fā)育的開(kāi)江—梁平海槽與城口—鄂西海槽的相關(guān)研究(王一剛等,2006;馬永生等,2006;夏茂龍等,2010;楊巍等,2015);在川西、川西南與川中地區(qū)主要為棲霞組、茅口組的沉積相與儲(chǔ)層研究(田景春等,2014;肖笛等,2015;許國(guó)明等,2015;周進(jìn)高等,2016;劉小洪等,2017;胡安平等,2018;黎榮等,2019;郝毅等,2020a,b;張宏光,2020);川東地區(qū)以茅口組、吳家坪組沉積相研究為主(林良彪等,2009,2010;周新平等,2012),未有系統(tǒng)性。川南與川東南地區(qū)二疊系相關(guān)研究較少,見(jiàn)少量對(duì)茅口組、龍?zhí)督M、長(zhǎng)興組沉積特征(羅鵬等,2010;郭川等,2011;張吉振等,2014)以及茅口組巖溶儲(chǔ)層、硅質(zhì)巖等的研究(余瑜等,2016;張宏光,2020),少有對(duì)整個(gè)二疊系的沉積環(huán)境縱向演化與沉積特征研究。因此,通過(guò)對(duì)四川盆地南部地區(qū)古藺芭蕉村二疊系剖面的沉積環(huán)境及其演化研究,可以為四川盆地天然氣勘探提供基礎(chǔ)資料。

1 地質(zhì)概況

受加里東運(yùn)動(dòng)的影響,在二疊系沉積之前,整個(gè)四川盆地受到抬升和風(fēng)化剝蝕,不同程度地缺失中上志留統(tǒng)、泥盆系、石炭系等地層,總體上形成了西南高、北東低的古地貌特征(周進(jìn)高等,2016;羅蘭等,2017;圖1)。四川盆地在泥盆紀(jì)—中三疊世為陸表海盆地演化階段(王學(xué)軍等,2015),早二疊世,經(jīng)歷了一次大范圍地暴露剝蝕過(guò)程,造成整個(gè)四川盆地及其鄰區(qū)缺失下二疊統(tǒng)(黃涵宇等,2017)。在經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的沉積間斷后,中二疊世沉積早期,發(fā)生了大規(guī)模的海侵作用,其前期的隆起剝蝕區(qū)全部淹沒(méi),使中二疊統(tǒng)覆蓋在石炭系、志留系、奧陶系、寒武系之上(黃涵宇等,2017;王學(xué)軍等,2015),發(fā)育了一套由海陸交互相含煤碎屑巖到海相碳酸鹽巖的披覆層(趙宗舉等,2012;黃涵宇等,2017)。茅口組沉積期末,東吳運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致盆地內(nèi)持續(xù)了1~1.5Ma的構(gòu)造隆升(何斌等,2005),沿開(kāi)江—瀘州形成了南向傾伏的隆升剝蝕區(qū)(蘇旺等,2015;王學(xué)軍等,2015)。

圖1 四川盆地中二疊統(tǒng)沉積前古地貌與古構(gòu)造疊合圖(據(jù)厚剛福等,2017)Fig.1 Superimposed map of palaeolandform and palaeostructure before Middle Permian deposition in Sichuan Basin(After Hou Gangfu et al,2017)

四川盆地中二疊統(tǒng)包括梁山組、棲霞組和茅口組,上二疊統(tǒng)包括龍?zhí)督M/吳家坪組和長(zhǎng)興組/大隆組(陳建平等,2018)。梁山組總體上為潮坪相、濱海沼澤相碎屑巖沉積,厚度在數(shù)米至數(shù)十米之間,總體呈現(xiàn)從盆地周緣向盆內(nèi)逐漸減薄的趨勢(shì)(張健等,2018;陳宗清,2007;黃涵宇等,2017)。棲霞組與茅口組沉積期,四川盆地總體上為開(kāi)闊臺(tái)地沉積,局部為臺(tái)內(nèi)灘(梁狄剛等,2009;趙宗舉等,2012;胡明毅等,2010;許國(guó)明等,2015;周進(jìn)高等,2016;厚剛福等,2017;黃涵宇等,2017;黎榮等,2019)。中二疊世末期發(fā)生的東吳運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致四川盆地整體抬升剝蝕,晚二疊世的沉積環(huán)境比較復(fù)雜,與中二疊世相比發(fā)生了巨大變化(梁狄剛等,2009;陳宗清,2011)??傮w上,隨著古地理格局自南西向北東由陸過(guò)渡為海,龍?zhí)督M/吳家坪組沉積相呈現(xiàn)出從河流沼澤相、近海湖盆/三角洲相到淺水陸棚相、海灣潟湖相/深緩坡滯留海相(梁狄剛等,2009),或者從河流沼澤相、潮坪—三角洲相到開(kāi)闊臺(tái)地相、陸棚相(盆地相)(趙宗舉等,2012;田雨等,2014)。長(zhǎng)興組沉積時(shí)期,四川盆地主體表現(xiàn)為開(kāi)闊臺(tái)地相(趙宗舉等,2012;田雨等,2014;王一剛等,2009),川東北地區(qū)則為海槽/盆地相深水沉積(王一剛等,2006,2009),即大隆組沉積(王一剛等,2006;夏茂龍等,2010)。

2 地層特征

四川古藺芭蕉村剖面位于四川盆地南部地區(qū)(圖1),可見(jiàn)二疊系梁山組、棲霞組、茅口組與長(zhǎng)興組較完整出露,龍?zhí)督M局部出露,上下地層接觸關(guān)系較清楚。下與志留系韓家店組平行不整合接觸(圖1),上與三疊系夜郎組整合接觸。

梁山組為黃褐色鈣質(zhì)泥巖,頂部為鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖,厚1.06m,與下伏志留系韓家店組地層、上覆棲霞組均呈不整合接觸(圖2)。棲霞組地層兩分性明顯(圖2),棲一段厚65.29m,主要為深灰色、灰黑色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r夾灰黑色薄層狀炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖,中下部發(fā)育燧石條帶與燧石團(tuán)塊;棲二段厚13.53m,炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖夾層相對(duì)棲一段明顯減少,燧石條帶或團(tuán)塊不發(fā)育,單層厚度變大,以深灰色、灰黑色中厚層狀含生物碎屑與生物碎屑泥晶灰?guī)r為主(圖2)。茅口組三分性明顯(圖2),缺失茅四段。茅一段厚49.5m,發(fā)育灰黑色中厚層狀“眼球狀灰?guī)r”,該段總體泥質(zhì)含量較高,并含少量炭質(zhì);茅二段厚44.8m,以灰色厚層狀生物碎屑泥微晶灰?guī)r為主,底部發(fā)育灰黑色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r,整體相對(duì)茅一段微晶、粉晶以及亮晶膠結(jié)結(jié)構(gòu)較發(fā)育,泥質(zhì)含量較少,局部發(fā)育燧石團(tuán)塊,底部見(jiàn)疊層石發(fā)育;茅三段厚34.19m,以灰色、深灰色厚層狀生物碎屑泥微晶灰?guī)r、顆粒亮晶灰?guī)r為主,局部發(fā)育大量硅質(zhì)團(tuán)塊,總體出露不全,顏色相對(duì)較淺,頂部與上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M界線(xiàn)未見(jiàn)。

龍?zhí)督M地層整體出露較差,中下部?jī)H見(jiàn)零星出露,厚約55.12m(圖2)。川南地區(qū)在二疊紀(jì)龍?zhí)镀诔练e了一套穩(wěn)定的海陸過(guò)渡相煤系地層(郭正吾等,1996)。區(qū)調(diào)資料顯示,相鄰地區(qū)的敘永石梁子與桐梓黑石溪龍?zhí)督M均為海陸過(guò)渡相,底部發(fā)育殘積層與茅口組呈假整合接觸。南部的敘永石梁子龍?zhí)督M剖面為黑色頁(yè)巖、凝灰質(zhì)頁(yè)巖夾煤層,西北部的桐梓黑石溪龍?zhí)督M剖面為深灰色泥巖、硅質(zhì)巖夾煤層,由南向北水體變深,煤層減少。古藺芭蕉村剖面龍?zhí)督M總體以碎屑巖為主,與長(zhǎng)興組的泥頁(yè)巖呈整合接觸。長(zhǎng)興組可劃分為下部泥巖段與上部灰?guī)r段(圖2),底部發(fā)育灰黑色泥巖夾灰?guī)r透鏡體,其上為風(fēng)化呈黃褐色的鈣質(zhì)泥巖與灰色厚層狀泥粉晶生物碎屑灰?guī)r組合,再向上以深灰色中厚層狀生物碎屑泥晶灰?guī)r夾泥質(zhì)條帶、泥巖的類(lèi)型,局部呈灰黑色炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖。

圖2 四川古藺芭蕉村二疊系地層與沉積特征柱狀圖Fig.2 Permian stratigraphy and sedimentary characteristics of Bajiaocun profile,Gulin,Sichuan

3 沉積特征

Flügel(2004)指出基于薄片微相反映沉積環(huán)境和控制因素的研究,需要對(duì)具有相同組分的單元,將微相再進(jìn)一步劃分;微相的劃分,不僅要求綜合分析小尺度的微相資料和較大尺度的巖相、生物相標(biāo)志,在此過(guò)程中,還需要專(zhuān)門(mén)研究巖石的結(jié)構(gòu)、組分和生物特征,并與標(biāo)準(zhǔn)微相類(lèi)型(SMF)進(jìn)行對(duì)比。此次研究以野外和薄片的基本巖石定名為基礎(chǔ),通過(guò)系統(tǒng)地元素地球化學(xué)與同位素分析,對(duì)沉積環(huán)境及演化特征進(jìn)行研究。

3.1 梁山組

黃涵宇等(2017)認(rèn)為川南古藺地區(qū)在中二疊世開(kāi)始沉積時(shí)仍為古陸,缺失梁山組。古藺芭蕉村剖面巨厚層灰?guī)r與志留系韓家店組黃綠色頁(yè)巖之間發(fā)育一套碎屑巖沉積(圖3A),巖性主要為黃褐色鈣質(zhì)泥巖,頂部為鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖,本文認(rèn)為屬梁山組濱岸相沉積。

3.2 棲霞組

棲霞組一段主要發(fā)育生物碎屑泥晶灰?guī)r與泥晶生物碎屑灰?guī)r(圖4A)。底部發(fā)育白云質(zhì)泥粉晶灰?guī)r(圖4B),為海侵初期潮上淺水環(huán)境的產(chǎn)物;其上發(fā)育深灰色、灰黑色中厚層狀泥晶生物碎屑灰?guī)r(圖4A)、泥晶灰?guī)r與生物碎屑泥晶灰?guī)r夾灰黑色薄層狀炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖(圖3B),灰?guī)r間夾燧石條帶與燧石團(tuán)塊。泥晶生物碎屑灰?guī)r以泥晶基質(zhì)為主,表明沉積時(shí)的水動(dòng)力條件較弱,生物碎屑含量約60%~70%,發(fā)育個(gè)體完整的和小型有孔蟲(chóng),沉積水體較淺,生物碎屑總體較破碎、紊亂分布且無(wú)分選(圖4A),代表中緩坡開(kāi)闊海沉積(Flügel,2004)。向上發(fā)育含少量小型有孔蟲(chóng)和生物碎屑的泥晶灰?guī)r與生物碎屑泥晶灰?guī)r,代表快速海侵形成的潮下低能環(huán)境,由開(kāi)放性沉積水體快速變?yōu)榫窒蓿瑸闉┖鬂暫练e。中上部主要為灰色—深灰色中厚層狀生物碎屑泥晶灰?guī)r與泥晶生物碎屑灰?guī)r,基質(zhì)主要為泥晶,局部發(fā)育灰黑色炭泥質(zhì)紋層,并見(jiàn)生物擾動(dòng)構(gòu)造,生物碎屑表面發(fā)育明顯的微生物鉆孔,整體表明沉積水體較淺而局限安靜,形成于受潮水沖洗的內(nèi)緩坡低能灘中(Flügel,2004)。根據(jù)牟傳龍(2022)提出的相劃分方案,棲霞組一段總體屬于碳酸鹽巖緩坡相的內(nèi)—中緩坡亞相,主要發(fā)育低能灘、灘間海與灘后潟湖次相。棲霞組二段炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖夾層相對(duì)下段明顯減少,燧石條帶或團(tuán)塊不發(fā)育,單層厚度變大,以深灰色、灰黑色中厚層狀含生物碎屑與生物碎屑泥晶灰?guī)r為主(圖3C,圖4C),底部發(fā)育白云石化作用,指示沉積水體相對(duì)下段變淺,為潮上淺水沉積;其上主要為水體循環(huán)較好環(huán)境下形成的泥晶生物碎屑灰?guī)r與含生物碎屑泥晶灰?guī)r,生物碎屑以亮晶為主,具有明顯的磨蝕特征(圖4C),且發(fā)育生物鉆孔,代表內(nèi)緩坡的淺灘與灘間海沉積。見(jiàn)灰?guī)r中硅質(zhì)呈硅化生物碎屑的類(lèi)型,以及在硅質(zhì)團(tuán)塊中見(jiàn)鈣質(zhì)殘余和骨針化石,說(shuō)明棲霞組硅質(zhì)團(tuán)塊或條帶為交代成因,可能與熱液有關(guān)(周新平等,2012)。古藺芭蕉村剖面棲霞組總體為碳酸鹽緩坡沉積,主要發(fā)育內(nèi)緩坡和中緩坡的靜水沉積,少量的淺灘沉積。

圖3 川古藺芭蕉村二疊系沉積特征Fig.3 Sedimentary characteristics of Permian rocks of Bajiaocun profile,Gulin,Sichuan

3.3 茅口組

茅口組一段以灰黑色中厚層狀“眼球狀灰?guī)r”為主,“眼球”主要為含生物碎屑與生物碎屑泥微晶灰?guī)r,底部為灰黑色薄層狀炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖夾灰色、灰黑色透鏡狀生物碎屑泥晶灰?guī)r,該段總體泥質(zhì)含量較高,并含有一定的炭質(zhì)(圖3D)?!把矍驙睢睒?gòu)造屬于碳酸鹽巖緩坡的沉積構(gòu)造(劉小洪等,2017),為中緩坡環(huán)境沉積(萬(wàn)秋和李雙應(yīng),2011;鐘怡江等,2014)。主要發(fā)育中緩坡的局限海環(huán)境的泥晶生物碎屑灰?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r與生物碎屑泥晶灰?guī)r,灰?guī)r中以泥晶基質(zhì)為主,灰?guī)r間發(fā)育灰黑色薄層狀富有機(jī)質(zhì)泥巖,表明沉積水體較安靜(圖4D);生物碎屑具有原地埋藏的與一定距離搬運(yùn)沉積的類(lèi)型,發(fā)育個(gè)體較大的底棲有孔蟲(chóng)和藻粘結(jié)的特征,以及藻類(lèi)孢子的鈣質(zhì)小球粒。茅口組一段總體屬于中緩坡的開(kāi)闊海與局限海次相。茅口組二段以灰色、深灰色厚層狀生屑泥微晶灰?guī)r為主,相對(duì)于一段,灰?guī)r較發(fā)育微晶、粉晶以及亮晶膠結(jié)結(jié)構(gòu),泥質(zhì)含量較少,呈穩(wěn)定的中厚層狀(圖3E),局部發(fā)育燧石團(tuán)塊;發(fā)育綠藻灰?guī)r,底部見(jiàn)疊層石發(fā)育(圖4E),代表內(nèi)緩坡局限海環(huán)境沉積;其上為廣泛發(fā)育粗枝藻的粗枝藻泥晶灰?guī)r,粗枝藻具有明顯的成層性,個(gè)體完整,形成于適合于光合作用的淺水淺灘環(huán)境。茅口組三段底部主要為粉晶白云巖(圖3F)與生物碎屑-砂屑亮晶灰?guī)r(圖4G)組合,以灰色、深灰色厚層狀生物碎屑泥微晶灰?guī)r、顆粒亮晶灰?guī)r為主,發(fā)育有孔蟲(chóng),形態(tài)完整、泥晶結(jié)構(gòu)的,破碎的、亮晶結(jié)構(gòu)的棘屑,以及鈣質(zhì)小球粒,并見(jiàn)生物擾動(dòng)構(gòu)造,為中緩坡的局限海與淺灘沉積。局部發(fā)育大量硅質(zhì)團(tuán)塊,鏡下表現(xiàn)為硅質(zhì)巖中含有少量生物碎屑與鈣質(zhì)組分殘余,說(shuō)明與棲霞組相似,硅質(zhì)團(tuán)塊或條帶可能為受熱液影響的交代成因。茅口組灰?guī)r中生物碎屑和生物化石類(lèi)型與棲霞組相似,局部富集砂屑、少量的礫屑與藻。古藺芭蕉村剖面茅口組總體為碳酸鹽緩坡沉積,茅一段和茅三段主要為中緩坡沉積,茅二段的沉積水體較淺,發(fā)育內(nèi)緩坡的淺灘,形成了水體較動(dòng)蕩環(huán)境下的生物碎屑泥晶灰?guī)r與亮晶生物碎屑灰?guī)r。

3.4 龍?zhí)督M

古藺芭蕉村剖面龍?zhí)督M下部見(jiàn)灰綠色中層狀粉砂質(zhì)泥巖發(fā)育,含有植物碎片(圖3F),發(fā)育含炭粉砂質(zhì)泥巖,紋層狀構(gòu)造發(fā)育,含有一定的海綠石與菱鐵礦。上部發(fā)育劣質(zhì)薄煤層,在大量的凝灰?guī)r層內(nèi)發(fā)育鐵質(zhì)與硅質(zhì)結(jié)核、團(tuán)塊,具有受熱液烘烤的特征(圖3G)。頂部發(fā)育白云巖(圖4H)與弱白云巖化的藻灰?guī)r組合,并含少量的燧石。整體屬于海陸過(guò)渡相沉積,由下向上沉積水體逐漸加深,為潮坪-潟湖沉積。

3.5 長(zhǎng)興組

長(zhǎng)興組底部發(fā)育灰黑色泥巖夾灰?guī)r透鏡體(圖3H),主要為含硅質(zhì)放射蟲(chóng)泥巖(圖4I)與粉砂質(zhì)泥巖夾泥晶灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r,為水體較深的碳酸鹽巖開(kāi)闊臺(tái)地內(nèi)臺(tái)盆沉積。其上為風(fēng)化呈黃褐色的鈣質(zhì)泥巖與灰色厚層狀泥粉晶生物碎屑灰?guī)r組合,屬于較深水環(huán)境中的泥巖向碳酸鹽巖沉積過(guò)渡的類(lèi)型。再向上為深灰色中厚層狀生物碎屑泥晶灰?guī)r夾泥質(zhì)條帶、泥巖的類(lèi)型,局部呈灰黑色炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖;灰?guī)r基質(zhì)以泥晶為主,藻粘結(jié)作用明顯,局部見(jiàn)Gymnocodiacean藻碎片富集,表明形成于水體安靜的灘間海環(huán)境(Flügel,2004)。上部(層46)發(fā)育厚約1m含礫屑生物碎屑灰?guī)r(圖3I),礫屑呈橢球狀、竹葉狀,具粒序構(gòu)造;之上為深灰色中層狀泥晶生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r夾灰黑色薄層狀鈣質(zhì)泥巖,頂部發(fā)育含炭粉砂質(zhì)泥巖,灰?guī)r中見(jiàn)個(gè)體完整且較小的菊石,且發(fā)育陸源碎屑泥,以及代表沉積水體較深的結(jié)核狀結(jié)構(gòu)(Flügel,2004),表明沉積水體較深,為斜坡亞相沉積。整體表現(xiàn)為由下向上,水體逐漸變淺再逐漸加深的特征。因此,長(zhǎng)興組下部主要為臺(tái)內(nèi)深水沉積,上部主要為開(kāi)闊海沉積,頂部出現(xiàn)斜坡環(huán)境。

圖4 四川古藺芭蕉村剖面二疊系巖石類(lèi)型特征Fig.4 Characteristics of Permian rocks of Bajiaocun profile,Gulin,Sichuan

在古藺芭蕉村二疊系實(shí)測(cè)剖面的附近,受人為剝露,露頭巖性清晰,作為該二疊系實(shí)測(cè)剖面的輔助剖面。其中,長(zhǎng)興組下部為灰?guī)r夾炭質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖,泥質(zhì)含量較高,灰?guī)r層較薄,以薄—中層狀為主,代表沉積水體相對(duì)較深的特征。頂部發(fā)育含礫泥晶灰?guī)r與生物碎屑亮晶灰?guī)r,代表臺(tái)內(nèi)斜坡—臺(tái)洼邊緣高能灘沉積特征。由此可見(jiàn),四川古藺地區(qū)二疊系長(zhǎng)興組沉積水體相對(duì)較深。

4 元素地球化學(xué)特征

四川古藺芭蕉村二疊系共采集53件元素地球化學(xué)樣品,其∑(CaO+MgO+LOI)介于46.67%~99.75%,平均為89.24%;泥巖和粉砂巖主要分布在龍?zhí)督M和長(zhǎng)興組,總體表現(xiàn)為主量元素分布受沉積環(huán)境控制的特征。棲霞組共14件樣品,整體表現(xiàn)為碳酸鹽巖組分發(fā)育,而底部和頂部陸源碎屑組分較高的特征。下伏梁山組陸源碎屑組分明顯較高,由下向上碳酸鹽巖組分增加。茅口組共19件樣品,整體表現(xiàn)為以碳酸鹽為主而陸源碎屑組分較低的特征,其中茅三段陸源碎屑組分最低,茅二段MgO含量最高。龍?zhí)督M4件樣品,整體表現(xiàn)陸源碎屑組分高,碳酸鹽巖組分低的特征,且TFe2O3含量高,巖石礦物學(xué)表現(xiàn)為含有大量海綠石等富鐵礦物的特征。長(zhǎng)興組共14件樣品,整體表現(xiàn)為底部以陸源碎屑組分為主,上部以碳酸鹽巖組分為主的特征,P2O5與MnO含量明顯比中二疊系統(tǒng)高,TFe2O3含量也較高,可能是受還原環(huán)境中發(fā)育較多的黃鐵礦影響。

微量元素主要對(duì)反映沉積環(huán)境的Zr、Cu、Cr、V、Co、Mo、Sr、Ba及B進(jìn)行了分析。棲霞組與茅口組的Zr、Cu、Cr、Ni、V、Co與Ba明顯較低,而Sr含量明顯富集;梁山組與龍?zhí)督M則與之相反,貧Sr而富Zr、Cu等特征明顯;尤其是龍?zhí)督M碎屑巖中Zr、Cu、Cr、Ni、V、Co最為富集,而梁山組中Ba與B含量最高;長(zhǎng)興組下部泥巖中Cu、Cr、V與Ba元素最為富集,Zr、Ni、Co、Mo與Sr元素也較富集,而長(zhǎng)興組上段碳酸鹽巖中反映陸源碎屑組分的Zr、Cu等元素與反映海水沉積的Sr元素均較富集,其中Zr、Cu等元素比龍?zhí)督M低,而明顯比棲霞組和茅口組高,Sr元素明顯比龍?zhí)督M和梁山組高,比棲霞組和茅口組二段與三段稍高,僅比茅口組一段稍低,反映出長(zhǎng)興組為陸源碎屑組分較高的海相沉積。

稀土元素的分布在不同層位差別較大,也是受沉積環(huán)境的影響。棲霞組與茅口組的稀土總量(∑REE)明顯比北美頁(yè)巖稀土總量低,說(shuō)明棲霞組與茅口組沉積過(guò)程中總體受陸源碎屑物質(zhì)的影響較小;梁山組的稀土總量較北美頁(yè)巖高,代表海侵初期的沉積;龍?zhí)督M稀土元素含量相對(duì)最高,明顯比北美頁(yè)巖稀土總量高,說(shuō)明龍?zhí)督M沉積過(guò)程中總體受陸源碎屑物質(zhì)的影響較大。長(zhǎng)興組稀土元素含量比北美頁(yè)巖稀土總量稍高,說(shuō)明長(zhǎng)興組沉積過(guò)程中總體受陸源碎屑物質(zhì)的影響較大,且底部泥巖的稀土總量與龍?zhí)督M相當(dāng),上部灰?guī)r中較低,但相對(duì)二疊系中統(tǒng)較高,說(shuō)明上部灰?guī)r段受陸源碎屑影響比中二疊統(tǒng)灰?guī)r較強(qiáng)。

5 同位素特征

5.1 碳氧同位素特征

雖然碳酸鹽巖的氧同位素組成可能與沉積相(如溫度、鹽度等)有關(guān),但除一些非常極端的情況以外,δ18O<-8‰的樣品基本上可以認(rèn)為其顯著受到了非海相成巖環(huán)境流體的影響(黃思靜等,2017)。古藺芭蕉村剖面二疊系碳氧同位素的相關(guān)系數(shù)為0.33,表現(xiàn)為受一定成巖作用的影響。以δ18O>-8‰為標(biāo)準(zhǔn),此剖面所采制分析的63件碳氧同位素樣品中,只有21件可用作判斷沉積環(huán)境(表1),主要分布在茅口組,其中δ18O>-7.5‰的樣品全部只分布在茅口組二段中??偟膩?lái)說(shuō),受成巖流體的影響,此剖面的碳氧同位素已不能很好地反映沉積水體的特征。因此,通過(guò)此次碳氧同位素分析結(jié)果,只能對(duì)相對(duì)變化進(jìn)行探討(表1,圖5)。

表1 四川古藺芭蕉村二疊系碳、氧、鍶同位素與元素比值特征Table 1 Isotopic values of carbon,oxygen and strontium and element ratios of Permian rocks of Bajiaocun profile,Gulin,Sichuan

古藺芭蕉村剖面二疊系碳同位素總體分布較穩(wěn)定,棲霞組(共8件樣品)δ13C介于2.02‰~4.35‰,平均為2.93‰。茅口組共19件樣品,δ13C介于1.97‰~4.25‰,平均為3.49‰,由下向上三個(gè)段的平均值分別為2.59‰、3.93‰與4.03‰。茅口組由下向上δ13C呈增大的趨勢(shì),說(shuō)明茅口組生物富集程度逐漸增加。長(zhǎng)興組共7件樣品,δ13C介于-1.39‰~2.76‰,平均為1.48‰;長(zhǎng)興組δ13C較低,可能是受較高陸源碎屑物質(zhì)和有機(jī)碳含量較高的影響。在長(zhǎng)興組與夜郎組之間,明顯發(fā)生碳同位素的負(fù)偏移(表1,圖5),進(jìn)一步驗(yàn)證了通過(guò)野外沉積與巖石特征對(duì)地層劃分的有效性。

受成巖作用影響,氧同位素總體偏負(fù)。其中,棲霞組δ18O介于-9.71‰~-7.75‰,平均為-8.46‰;茅口組δ18O介于-8.37‰~-5.6‰,平均為-6.96‰,由下向上三個(gè)段的平均值分別為-6.41‰、-7.7‰與-8.32‰,茅三段δ18O相對(duì)偏負(fù),可能是受巖溶作用影響導(dǎo)致。長(zhǎng)興組δ18O介于-9.2‰~-7.7‰,平均為-8.32‰。

5.2 鍶同位素

古藺芭蕉村二疊系剖面共采集33件灰?guī)r樣品用于Sr同位素(87Sr/86Sr)分析(表1,圖5)。其中,棲霞組共計(jì)13件,87Sr/86Sr值介于0.7123~0.709074,平均為0.707512;茅口組共計(jì)14件,87Sr/86Sr值介于0.707006~0.707619,平均為0.707101;長(zhǎng)興組共計(jì)6件,87Sr/86Sr值介于0.707017~0.707242,平均為0.707094。

棲霞組一段87Sr/86Sr值介于0.707291~0.709074,由下向上呈逐漸減少的特征,平均為0.707614;棲霞組二段87Sr/86Sr值較低,介于0.707123~0.707276,平均為0.707175,由下向上也呈現(xiàn)逐漸減小的特征,整體差別不大。茅口組一段87Sr/86Sr值介于0.707079~0.707131,平均為0.707094,亦呈現(xiàn)由下向上逐漸變小的特征;茅口組二段87Sr/86Sr值介于0.707006~0.707621,平均為0.707119,鍶同位素值整體變化不大;茅口組三段87Sr/86Sr值介于0.707066~0.707105,平均為0.707080。長(zhǎng)興組灰?guī)r段中,下部87Sr/86Sr值介于0.707017~0.707242,其值由下向上逐漸減小,平均為0.707102,整體數(shù)值變化不大;上部87Sr/86Sr值介于0.707084~0.707098,整體數(shù)值幾乎無(wú)波動(dòng),平均為0.707087。

6 沉積環(huán)境的演化

6.1 陸源碎屑組分

古藺芭蕉村二疊系剖面陸源碎屑物質(zhì)表現(xiàn)為受沉積環(huán)境影響的明顯變化,主量元素SiO2與Al2O3的相關(guān)系數(shù)為0.82,主要代表陸源碎屑組分特征。

由下部梁山組到棲霞組底部的樣品其SiO2、Al2O3、TiO2及Zr等陸源碎屑組分均較高,且由底向上呈逐漸減少的趨勢(shì),至層7處最少,并發(fā)育白云巖,至棲霞組二段又逐漸增多(圖5),指示棲霞組沉積水體的先逐漸加深又逐漸變淺的波動(dòng)變化特征。棲霞組一段上部—棲霞組二段中下部,以質(zhì)地較純的灰?guī)r為主,底部與頂部泥質(zhì)含量均較高,代表海侵初期的產(chǎn)物。

茅口組陸源碎屑組分相對(duì)棲霞組稍高,總體也呈由下向上先逐漸增加又大量減少的特征(圖5)。茅口組一段泥質(zhì)較高,代表海侵早期的產(chǎn)物,茅口組二段陸源碎屑組分最高,指示由下向上表現(xiàn)為水體逐漸變淺的特征。茅口組三段多以純灰?guī)r為主,而底部陸源碎屑物質(zhì)較高,代表海侵的產(chǎn)物,向上水體逐漸加深,陸源碎屑組分逐漸減少。

龍?zhí)督M以陸源碎屑物質(zhì)為主,水體波動(dòng)較大。長(zhǎng)興組底部泥質(zhì)含量較高,最底部發(fā)育硅質(zhì)放射蟲(chóng)泥巖,代表水體最深的臺(tái)盆沉積,總體陸源碎屑組分較高(圖5),指示海侵初期的產(chǎn)物;上部灰?guī)r段陸源碎屑物質(zhì)也較高(圖5),指示其沉積環(huán)境與中二疊統(tǒng)干凈水體的碳酸鹽巖沉積不同,可能是受臺(tái)內(nèi)洼陷古地理環(huán)境的影響,沉積物表現(xiàn)為灰?guī)r夾薄層泥巖的特征。

6.2 氧化還原條件

由氧化還原指標(biāo)元素V和Mo等的特征總結(jié)可知,在棲霞組由下向上逐漸表現(xiàn)為還原性逐漸增加又降低的特征,與陸源碎屑組分反映沉積水體先變深再變淺的特征相互映證(表1,圖5)。茅口組沉積水體的還原性相對(duì)棲霞組較強(qiáng),且由下向上逐漸減弱,指示沉積水體由下向上逐漸變淺的特征,尤其是Mo元素反映茅口組一段較強(qiáng)還原性的特征,與茅口組一段發(fā)育黑色頁(yè)巖相符。長(zhǎng)興組底部表現(xiàn)出還原性最強(qiáng)的特征,向上逐漸變?nèi)?,但仍相?duì)上下地層較強(qiáng)的特征,與沉積特征相符,均反映其沉積水體較深。

根據(jù)Tribovillard et al.(2006)、林治家 等(2008)與Baioumy和Lehmann(2017)的研究結(jié)果,選擇反映氧化還原條件的指標(biāo)包括:V/(V+Ni)、V/Cr與Ni/Co(表1,圖5)。Ni/Co比值在棲霞組介于2.1~17.5,平均為6.45,整體呈弱還原環(huán)境;在茅口組介于1.74~17.29,平均為7.87,整體呈相對(duì)弱還原的環(huán)境;在龍?zhí)督M介于1.08~4.41,平均為2.35,整體以氧化環(huán)境為主,氧化還原性波動(dòng)性較強(qiáng),與海陸過(guò)渡相的沉積背景相符;長(zhǎng)興組的還原性相對(duì)較弱,介于1.28~3.45,平均為2.28。V/Cr在棲霞組介于1.04~7.58,平均為2.87,整體主要呈弱還原環(huán)境;在茅口組介于1.2~5.2,平均為2.42,整體呈強(qiáng)弱還原的環(huán)境;在龍?zhí)督M介于0.75~1.62,平均為1.24,整體以氧化環(huán)境為主,氧化還原性波動(dòng)性較強(qiáng);長(zhǎng)興組的還原性相對(duì)較強(qiáng),介于1.08~13.11,平均為3.49,底部表現(xiàn)的還原性最強(qiáng),與臺(tái)盆沉積環(huán)境相符。V/(V+Ni)在棲霞組介于0.55~0.94,平均為0.80,整體呈還原環(huán)境;在茅口組介于0.75~0.97,平均為0.85,整體呈強(qiáng)還原的環(huán)境,其中底部還原性最強(qiáng);在龍?zhí)督M介于0.37~0.84,平均為0.63,氧化還原性波動(dòng)性較強(qiáng);長(zhǎng)興組的還原性也較強(qiáng),介于0.74~0.91,平均為0.85,底部表現(xiàn)的還原性最強(qiáng),與臺(tái)盆沉積環(huán)境相符??偟膩?lái)看,棲霞組以弱還原—還原環(huán)境為主,茅口組相對(duì)棲霞組還原性較強(qiáng),為弱還原—還原環(huán)境,龍?zhí)督M波動(dòng)性較強(qiáng),氧化—還原環(huán)境均有,長(zhǎng)興組總體還原性較強(qiáng),底部還原性最強(qiáng)。

6.3 古水深

前人通過(guò)對(duì)各種元素的研究與驗(yàn)證,得出較為準(zhǔn)確的方法來(lái)反映古水深。Sr和Ba溶解度的不同,可通過(guò)Sr/Ba值可對(duì)鹽度進(jìn)行判別,Sr/Ba值越大,沉積水體較深(許中杰等,2012)。

棲霞組Sr/Ba值介于10.48~349.56,平均為77.97,梁山組2件樣品分別為0.65與1.23,棲霞組層9處達(dá)349.56;茅口組介于1.98~334.57,平均為71.3,在層19—層21處較深,在層25—層26處表現(xiàn)為最深;龍?zhí)督MSr/Ba值較低,介于0.72~2.92,平均為1.79;長(zhǎng)興組Sr/Ba值變化較大,介于0.66~323.85,平均為50.18,在層46處表現(xiàn)最大值??傮w表現(xiàn)為梁山組的沉積水體和龍?zhí)督M沉積水體最淺(表1,圖5),與沉積特征反映的沉積環(huán)境基本相符。

圖5 四川古藺芭蕉村二疊系沉積環(huán)境指示標(biāo)志與演化特征Fig.5 Depositional environment indicator and evolution characteristics of Permian in Bajiaocun profile,Gulin,Sichuan

6.4 古海平面變化

在全球海平面變化的研究中,87Sr/86Sr值具有相當(dāng)重要的參考意義(葉法丞等,2015)。殼原鍶具有較高的87Sr/86Sr值(0.7119;Palmer和Edmond,1989),陸殼風(fēng)化作用等產(chǎn)生的輸入物質(zhì)的增加會(huì)導(dǎo)致海水87Sr/86Sr值的升高;幔源鍶具有較低的87Sr/86Sr值(0.7035;Palmer和Elderfield,1985),洋中脊熱液循環(huán)等地幔物質(zhì)供給的增多會(huì)導(dǎo)致海水87Sr/86Sr的降低。上揚(yáng)子地區(qū)二疊系碳同位素值偏正,與海侵作用造成缺氧環(huán)境導(dǎo)致有機(jī)碳富集有關(guān)(黃思靜,1994;李朋威等,2010),因此,碳同位素的特征可反映二疊系海平面變化,海洋碳酸鹽巖的碳同位素值與海平面的升降呈正相關(guān)關(guān)系。

棲霞組底部的87Sr/86Sr值最高,為0.709074,主要是受較高陸源碎屑物質(zhì)的影響,同時(shí)碳同位素較低,為2.42‰,代表海侵初期陸源碎屑較高,海平面相對(duì)較低。棲霞組一段由下向上87Sr/86Sr呈逐漸減小又顯微增加的特征,在層6處87Sr/86Sr值為0.707327,碳同位素較高,為4.35‰,代表此時(shí)海平面較高;隨后,87Sr/86Sr值再次呈現(xiàn)逐漸減小的特征,而碳同位素值也逐漸減小,至棲霞組一段頂部87Sr/86Sr值低至0.707291,代表海侵達(dá)到最大,而碳同位素較低可能是受逐漸增多的有機(jī)質(zhì)影響。棲霞組二段87Sr/86Sr值相對(duì)一段較低,碳同位素相對(duì)一段頂部較高,87Sr/86Sr值較低應(yīng)主要是與泥巖夾層不發(fā)育有關(guān),沉積水體整體較穩(wěn)定,海平面相對(duì)棲霞組一段頂部應(yīng)較低。

茅口組87Sr/86Sr值相對(duì)棲霞組較低,碳同位素較高,整體代表海平面相對(duì)棲霞組較高。茅口組一段87Sr/86Sr值較高,主要是受較多陸源碎屑泥的影響,且有機(jī)質(zhì)含量較高,則碳同位素較低;茅口組二段87Sr/86Sr值較低,碳同位素較高,此段陸源碎屑物質(zhì)在灰?guī)r中相對(duì)較高,考慮到燧石團(tuán)塊在此段發(fā)育,則沉積水體較穩(wěn)定,且相對(duì)茅口組一段較淺;茅口組三段87Sr/86Sr值較低,碳同位素也相對(duì)較高,其硅質(zhì)團(tuán)塊十分發(fā)育,造成鍶同位素值較低,而陸源碎屑物質(zhì)相對(duì)二段較少,則沉積水體相對(duì)二段應(yīng)較深。

龍?zhí)督M為典型的海陸交互相沉積,發(fā)育煤層,則其海平面相對(duì)較低。長(zhǎng)興組底部發(fā)育水體較深的泥巖沉積,逐漸過(guò)渡為灰?guī)r夾泥巖的沉積,代表強(qiáng)烈海侵之后逐漸變淺的特征。長(zhǎng)興組灰?guī)r段87Sr/86Sr值相對(duì)二疊系中統(tǒng)較低,碳同位素也較低,而其陸源碎屑組分較高,硅質(zhì)團(tuán)塊不發(fā)育,且由下向上87Sr/86Sr值逐漸變大,碳同位素明顯偏負(fù),說(shuō)明其沉積水體由下向上逐漸變淺,且海平面相對(duì)中二疊統(tǒng)應(yīng)較淺。

6.5 古氣候

MgO/CaO比值對(duì)氣候變化具有較好的指示作用,通??梢苑从掣蔁峄虺睗竦臍夂颍ㄍ蹼S繼等,1997)。棲霞組MgO/CaO比值介于0.008~0.20,平均為0.04,梁山組2件樣品比值較高。茅口組介于0.004~0.3,平均為0.05,龍?zhí)督M介于0.53~2.54,平均為1.5;長(zhǎng)興組介于0.012~1.44,平均為0.33。總的來(lái)說(shuō),古藺芭蕉村剖面二疊系沉積期氣候由潮濕逐漸干燥,棲霞組與茅口組二段環(huán)境最潮濕,長(zhǎng)興組氣候較干燥(表1,圖5)。

綜上所述,四川古藺芭蕉村剖面以中二疊統(tǒng)梁山組濱岸沉積伊始,開(kāi)始海侵形成棲霞組碳酸鹽巖沉積,以緩坡相為主,整體由下向上水體先變深又變淺,劃分為內(nèi)緩坡—中緩坡亞相,呈缺氧—貧氧環(huán)境。茅口組底部又一次海侵,以繼承棲霞組沉積環(huán)境為特征,發(fā)育緩坡相沉積,在茅口組一段水體最深,向上逐漸變淺,為中緩坡亞相,茅二段內(nèi)緩坡亞相中發(fā)育淺灘次相,茅口組總體相對(duì)下部地層還原性較強(qiáng),呈缺氧—貧氧環(huán)境。龍?zhí)督M沉積水體最淺,氧化環(huán)境為主,發(fā)育潮坪-潟湖沉積。長(zhǎng)興組底部沉積水體最深,以臺(tái)盆次相為主,向上過(guò)渡為開(kāi)闊海次相,上段總體相對(duì)二疊系中統(tǒng)沉積水體較淺,整體呈缺氧—貧氧環(huán)境。

7 認(rèn)識(shí)與思考

四川古藺芭蕉村二疊系中統(tǒng)棲霞組和茅口組屬于碳酸鹽巖緩坡沉積,與川西、川中地區(qū)發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地及臺(tái)地邊緣高能灘、臺(tái)內(nèi)灘具有明顯差異。后者十分發(fā)育厚層狀灘相白云巖(田景春等,2014;楊光等,2015;胡安平等,2018),而古藺芭蕉村中二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組主要為灰色、深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r、泥晶生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑泥灰?guī)r,生物顆粒為主,其他顆粒類(lèi)型很少發(fā)育,并普遍發(fā)育薄層狀黑色泥巖,且“眼球狀”構(gòu)造發(fā)育,沉積水體較穩(wěn)定,呈缺氧-貧氧的特征。四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組在川東北、川東至川東南、川南地區(qū)均未見(jiàn)連續(xù)的礁灘相發(fā)育,只有零星分布的臺(tái)內(nèi)生物碎屑灘(胡明毅等,2010;向娟等,2011;趙宗舉等,2012;許國(guó)明等,2015;黃涵宇等,2017),局部見(jiàn)臺(tái)內(nèi)藻礁發(fā)育(羅冰等,2015),且四川盆地中二疊統(tǒng)沉積時(shí)地貌西高東低(趙宗舉等,2012;楊光等,2015;黃涵宇等,2017),多位學(xué)者將四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組劃分為淺水開(kāi)闊臺(tái)地與深水開(kāi)闊臺(tái)地(胡明毅等,2010;向娟等,2011;黃涵宇等,2017),間接說(shuō)明四川盆地中二疊沉積期,古地貌由西向東具有低角度傾斜的特征。因此,四川古藺芭蕉村地區(qū)中二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組應(yīng)為碳酸鹽巖緩坡沉積,以中緩坡沉積為主,前人將此區(qū)域劃分為較深水開(kāi)闊臺(tái)地相(胡明毅等,2010;黃涵宇等,2017)。萬(wàn)秋和李雙應(yīng)(2011)、劉小洪等(2017)也認(rèn)為中揚(yáng)子與川西地區(qū)的棲霞組、茅口組為緩坡沉積,并詳細(xì)地描述了碳酸鹽巖緩坡相的特征。碳酸鹽巖緩坡與臺(tái)地沉積的差異之一即臺(tái)地在臺(tái)緣地帶多具連續(xù)分布的礁體,而緩坡則缺乏連續(xù)分布的生物礁;前者相對(duì)后者主要為生物顆粒而缺乏其他顆粒沉積;且前者沉積水體相對(duì)平靜,水體動(dòng)蕩不頻繁(劉小洪等,2017)?,F(xiàn)有的大量研究成果證實(shí),除了非暖水碳酸鹽沉積區(qū),只要有充足的堆積時(shí)間,碳酸鹽緩坡向臺(tái)地轉(zhuǎn)化是絕大多數(shù)淺水碳酸鹽沉積演化的總趨勢(shì)(姜在興,2003),因此,在古藺芭蕉村剖面的垂向序列上,水體較淺、相對(duì)高能的沉積主要分布在棲霞組、茅口組的上部。總體來(lái)說(shuō),四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組由東向西為碳酸鹽巖緩坡逐漸向臺(tái)地演化的特征;受西高東低的地貌影響,碳酸鹽巖臺(tái)地主要發(fā)育在四川盆地的西部。

茅口組的巖溶縫洞型灰?guī)r儲(chǔ)層在四川盆地廣泛發(fā)育,尤其是瀘州—開(kāi)江古隆起區(qū)最為發(fā)育(郝毅等,2020b)。四川古藺芭蕉村剖面位于瀘州—開(kāi)江古隆起南側(cè),根據(jù)桑琴等(2012)的研究結(jié)果,此區(qū)域未發(fā)育巖溶作用。而在此剖面中,茅口組三段中具有大型的溶蝕孔洞,巖石薄片中廣泛發(fā)育后期溶蝕縫洞,且多個(gè)樣品表現(xiàn)為白云巖化的特征,推測(cè)四川古藺地區(qū)二疊系茅口組發(fā)育巖溶作用,有可能形成巖溶縫洞型儲(chǔ)層。而龍?zhí)督M底部發(fā)育的白云巖與凝灰?guī)r層共生,可能與峨眉山玄武巖熱液改造有關(guān)(陳軒等,2012)。

古藺芭蕉村剖面二疊系長(zhǎng)興組的底部發(fā)育水體較深的臺(tái)盆相沉積,表現(xiàn)為灰黑色泥巖夾薄層狀泥晶灰?guī)r的特征,泥巖中發(fā)育硅質(zhì)放射蟲(chóng),沉積水體表現(xiàn)為明顯的缺氧性。趙宗舉等(2012)在相鄰的古藺麻淵村長(zhǎng)興組中發(fā)現(xiàn)臺(tái)內(nèi)洼地亞相沉積,表現(xiàn)為泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖夾生物碎屑泥晶灰?guī)r沉積,見(jiàn)風(fēng)暴成因的泥晶生物碎屑灰?guī)r透鏡體以及薄殼生物碎屑化石等反映較深水環(huán)境的沉積特征和古生物。此次研究中,在古藺芭蕉村二疊系長(zhǎng)興組的輔助剖面中,也發(fā)現(xiàn)風(fēng)暴成因的泥晶生物碎屑灰?guī)r與臺(tái)洼邊緣環(huán)境中的含礫泥晶灰?guī)r與生物碎屑亮晶灰?guī)r。另外,蔣裕強(qiáng)等(2019)認(rèn)為長(zhǎng)興組發(fā)育重慶—綦江臺(tái)洼。因此,環(huán)臺(tái)洼或臺(tái)盆可能是礁灘發(fā)育的有利區(qū),接下來(lái)應(yīng)加強(qiáng)此臺(tái)內(nèi)洼陷與環(huán)臺(tái)洼高能帶的研究。

最后,在古藺芭蕉村二疊系剖面中,中統(tǒng)棲霞組、茅口組與上統(tǒng)長(zhǎng)興組均可見(jiàn)大量的瀝青質(zhì)充填,以充填生物化石和裂縫為主,在生物碎屑泥晶灰?guī)r、泥晶生物碎屑灰?guī)r中普遍發(fā)育??紤]到棲霞組、茅口組灰?guī)r中廣泛發(fā)育黑色泥巖夾層和富有機(jī)質(zhì)的泥灰?guī)r,與龍?zhí)督M富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖夾煤層的發(fā)育,以及長(zhǎng)興組底部臺(tái)盆相黑色頁(yè)巖的發(fā)育,由此可見(jiàn),四川古藺地區(qū)二疊系具備形成古油藏的可能。

8 結(jié)論

(1)四川古藺芭蕉村二疊系剖面發(fā)育中二疊統(tǒng)梁山組、棲霞組和茅口組與上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M和長(zhǎng)興組地層。梁山組為濱岸碎屑巖沉積,棲霞組與茅口組發(fā)育碳酸鹽巖緩坡沉積,以中緩坡為主,龍?zhí)督M為海陸過(guò)渡相的含煤巖系,長(zhǎng)興組為發(fā)育較深水臺(tái)盆的開(kāi)闊臺(tái)地沉積。

(2)四川古藺芭蕉村剖面從梁山組沉積伊始至棲霞組開(kāi)始海侵,整體由下向上水體先變深又變淺,呈缺氧—貧氧環(huán)境;茅口組底部又一次海侵,以繼承棲霞組沉積環(huán)境為特征,在茅口組一段水體最深,向上逐漸變淺,相對(duì)下部地層還原性較強(qiáng),呈缺氧—貧氧特征;龍?zhí)督M沉積水體最淺,氧化環(huán)境為主,局部潟湖沉積呈還原環(huán)境;長(zhǎng)興組底部沉積水體最深,整體呈缺氧—貧氧特征。

(3)四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組由東向西為碳酸鹽巖緩坡逐漸向臺(tái)地演化的特征。四川古藺芭蕉村剖面中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組與上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組均以碳酸鹽巖沉積為主,而長(zhǎng)興組碳酸鹽巖沉積海平面相對(duì)中二疊統(tǒng)應(yīng)較淺。

(4)四川古藺芭蕉村茅口組三段中具有大型的溶蝕孔洞,巖石薄片中發(fā)育后期溶蝕縫洞,推測(cè)該區(qū)二疊系茅口組發(fā)育巖溶作用,有可能形成巖溶縫洞型儲(chǔ)層。

(5)四川古藺芭蕉村剖面二疊系長(zhǎng)興組的底部發(fā)育水體較深的臺(tái)盆沉積,環(huán)臺(tái)洼或臺(tái)盆可能是礁灘發(fā)育的有利區(qū),接下來(lái)應(yīng)加強(qiáng)此臺(tái)內(nèi)洼陷與環(huán)臺(tái)洼高能帶的研究。

(6)在四川古藺芭蕉村二疊系剖面中,中統(tǒng)棲霞組、茅口組與上統(tǒng)長(zhǎng)興組均可見(jiàn)大量的瀝青質(zhì)充填,考慮到該剖面中發(fā)育富有機(jī)質(zhì)的碳酸鹽巖與黑色頁(yè)巖及煤層,認(rèn)為該區(qū)二疊系具備形成古油藏的可能。

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