川南黔北地区龙马溪组页岩沉积特征

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  [摘要]在对前人相关研究成果的基础上,以单井取芯与野外露头剖面为研究对象。对川南黔北域内沉积特征进行研究,研究揭示了不同沉积构造的特征与主控因素。主要包括两种沉积构造:(1)层理构造;(2)化学成因构造。
  [关键词]沉积特征 层理
  [中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-40-1
  1区域沉积特征
  早志留世龙马溪组沉积期,伴随着南东方向挤压作用的增强,中上扬子陆块发生构造转换,陆块边缘处于挤压、褶皱造山过程,除钦防地区以外的华南地区大多上升为陆,同时川西—滇中古陆、汉南古陆以及刚刚形成的川中隆起范围不断扩大,扬子南缘的黔中隆起、武陵隆起、雪峰隆起和苗岭隆起基本相连,形成了“滇黔桂隆起带”(图1-1)。
  以上古构造格局,对志留系龙马溪组烃源岩的形成与保存是较有利的。整个扬子地区处于一个被古隆起和局部地区的海底地形高地包围的陆表海沉积环境,古隆起和海底地形高地对海水的循环起到了阻隔作用,使海水处于滞留状态,从而在隆起背后形成了广泛的滞留环境,有利于有机质的保存;其次扬子板块与华夏板块的汇聚和碰撞作用,使扬子板块东南缘形成了前陆盆地,在前陆盆地发育的初期阶段,前渊凹陷的沉降速率大于或远远大于其沉积速率,此时的前渊处于欠补偿或饥饿状态,有利于深水相泥页岩沉积[1]。
  2微观沉积特征
  沉积特征是识别沉积环境和划分沉积相极其重要的标志,它能够提供沉积介质性质、水动力条件、沉积物的搬运及沉积形式等方面的信息。通过对YS108井取心井段的观察和描述,发现滇黔北地区龙马溪组地层沉积构造具有多种类型、多类组合方式及分布广泛等特点,沉积构造可归为层理构造、化学成因构造及事件沉积构造等几大类。
  3层理构造
  研究区龙马溪组可见平行层理、缓波状层理以及水平层理等沉积构造,但尤以水平层理较为发育,可见大量的岩屑流现象。
  平行层理主要产于砂岩或颗粒灰岩中,是较强水动力下的产物,高流态中由平坦的沙床迁移,床面上连续滚动的砂粒产生粗细分离显而易见的水平细层。一般发育在急流或者能量较高的环境中,常与大型交错层理共生。研究区的钻井岩心中在龙马溪组上部砂质浅水陆棚可见此沉积构造(图1-2)。
  缓波状层理,其特点是纹层呈现对称或不对称的波状,总的方向平行于层面,这种层理主要是沉积介质的波状振荡造成,当沉积速率大于流水的侵蚀速率时,可保存连续的波状层理。
  水平层理通常是在相对较弱的的水动力条件下,物质从悬浮物或溶液中沉淀而成。形成的细层约0.1至几毫米,研究区的钻井岩心和野外露头剖面均可以观察到大量发育的水平层理,此外在龙马溪组上段浅水陆棚还可见少量的平行层理,这也表明了龙马溪组页岩总体是在水体安静的环境下缓慢沉积的。
  4化学成因构造
  化学成因构造是指在成岩作用过程中及其成岩后化学作用所形成的构造。YS108井龙马溪组岩心中发现了泥质条带、黄铁矿、方解石条带、其中黄铁矿多呈椭球体形、星散状分布。黄铁矿结核体的出现,表明该段地层沉积时的环境能量较低,而且缺氧,其沉积环境为较深水环境。它们主要分布在黑色或黑灰色页岩中,属于还原环境。
  5事件沉积构造
  与北美福特沃斯盆地Barnett组地层岩心观察到的岩屑流沉积构造类似,本区龙马溪组同样发育有岩屑流,碎屑物质来自浅水地区,为事件沉积产物。这种细微的岩屑受泥岩基质浮力和液压支撑。岩心观察时岩屑流一般小于1m,上下均为正常沉积的暗色泥页岩,表明是在泥质深水陆棚微相环境中沉积。
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