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本文在“构造控盆,盆地控相,相控油气基本地质条件”的指导思想下,针对湘中南地区寒武系地层划分、沉积特征、沉积相、沉积模式等方面的问题,利用野外及室内工作、宏观与微观相结合的方法,以野外剖面、岩石显微薄片观察为基础,结合岩石主微量元素、稀土元素分析对比等地化资料,对研究区寒武系岩石学特征、沉积构造特征、沉积相特征进行了深入研究。分析研究区寒武系沉积相展布,编制了岩相古地理图,建立相关沉积模式,在此基础上分析研究区寒武系油气基本地质条件,圈定寒武系有利的烃源岩沉积区。同时为探讨寒武纪时期扬子陆块与华夏陆块大地构造格局与“华南洋”存在与否的提供了相关沉积学证据。1.通过对湘西北古丈、花垣寒武系第三统典型沉积物——条带灰岩沉积特征的研究,发现其并非“泥质条带灰岩”,而是由灰岩条带——颗粒灰岩、泥晶灰岩与粉砂质条带——粉砂质灰岩、纹层状含炭质粉砂质灰岩互层组成,表现出内源碳酸盐沉积物与陆源碎屑沉积物混积以及陆棚环境沉积物的典型特征。砾屑灰岩及伴生岩石组合发育丘状(洼状)交错层理等众多风暴成因的沉积构造,为具有不同风暴沉积序列的风暴沉积物,而非“碳酸盐碎屑流沉积物”。结合沉积物中浅水生物组合,认为湘西北第三统的沉积环境应为正常浪基面以下、风暴浪基面以上,受周期性强风浪作用影响的混积陆棚环境,而非“台地边缘斜坡”。2.对位于研究区内扬子陆块与华夏陆块的界线——萍乡—郴州断裂两侧寒武系沉积物的岩石学特征、沉积构造特征、古水流方向、地球化学特征的对比研究表明,萍乡—郴州断裂两侧寒武系沉积物具有高度的相似性,是沉积于同一沉积环境的产物,表现为浅海碎屑岩陆棚相。通过对简单的物源区性质以及古流向的分析,发现研究区内扬子与华夏陆块的沉积物物源来自同一方向—东南侧、东侧的华夏陆块,均表现出安第斯型大陆边缘即活动大陆边缘的物源区性质。3.在野外露头剖面资料研究的基础上,通过对研究区寒武纪各时期沉积物的宏观特征、岩石学特征、沉积构造特征、地球化学特征的详细研究,归纳出湘中南地区寒武系存在2种主要沉积相类型,分别为:陆棚相、盆地相,其中陆棚相中又分为3个亚相类型:混积陆棚相、碳酸盐深水陆棚相、碎屑岩陆棚相。4.以寒武纪纽芬兰世—第二世早期、第二世晚期、第三世、纽芬兰世4个时期为编图单元,整理了研究区寒武纪4个时期的沉积相带的展布,并编制了上述4张寒武纪对应时期的湘中南地区岩相古地理图。成果显示寒武纪时期扬子陆块与华夏陆块之间并不存在截然的沉积相及跳相现象,是沉积相带展布呈一连续过渡完整的方式。5.建立了研究区寒武系由西北侧扬子陆块、东南侧华夏陆块向中间变深的沉积格沉积模式。湘中地区始终是研究区寒武纪时期水深最深区域,为一发育于陆棚之上的深水盆地,而盆地两侧各自发育沉积特征有差异的浅海沉积物。6.研究区中部的湘中地区纽芬兰世—第二世早期所发育的深水盆地环境沉积了一套岩性以黑色炭质板状页岩夹硅质岩、含炭质硅质页岩、粉砂质炭质板状页岩等为主稳定的黑色岩系,夹数层石煤,有机质含量高,是具有良好生油潜力的烃源岩。这些沉积特征表明湘中地区是寒武系时期存在有利烃源岩沉积区,为油气成藏奠定了丰富的物质基础。7.研究区寒武系连续的相带分布和沉积格局表明,寒武纪时期扬子陆块与华夏陆块已经拼合在一起,为同一沉积海域,中间不存在“华南洋”,最深的水域仅为发育在陆棚之上的深水盆地。