北川甘溪地区下泥盆统平驿铺组层序特征

2019-07-01

福建质量管理 2019年12期

(1.成都理工大学四川成都 610059；2.西南石油大学四川成都 610500)

一、引言

川西地区的龙门山泥盆系是中国研究泥盆系地层的经典地区之一，并以北川甘溪剖面最具代表性。该剖面不仅泥盆系地层出露好、厚度大、化石丰富和门类齐全，生物地层、岩石地层、年代地层以及生态地层格架已有悠久的研究历史，而且岩石或生物、年代地层单元划分标志与区域对比依据充分。同时，该剖面泥盆系地层旋回性变化规律明显，沉积相类型极其丰富多彩，多种沉积相类型均有不同程度的发育，因而又是开展露头层序地层学研究的理想地区。结合前人研究成果，在岩石地层研究的基础上，本文对平驿铺组剖面进行了详细的层序地层研究。

二、研究区概况

泥盆纪龙门山地区位于上扬子板块北西边缘，沉积盆地具被动大陆边缘的拉张伸展型开阔海湾盆地性质。该地区的泥盆系地层可划分为稳定型滨浅海和次稳定型半深海两种沉积相区，北川甘溪剖面主体位于稳定型滨浅海沉积相区。沉积基底为浅变质的中志留统韩家店组陆棚相的砂泥质板岩和千枚岩，两者呈微角度构造不整合接触关系不仅泥盆系地层出露良好，沉积层序连续，而且剖面中无大的断层和明显的地层缺失。

下泥盆统平驿铺组属前滨到近滨以及湖环境，位于三角洲前缘的位置，可见丰富的楔状交错层理、水平层理以及砂纹层理。平驿铺组上超于泥盆系基底的千枚岩地层之上，主要为一套海陆过渡相沉积，是泥盆系三级旋回高位体系域。发育砂岩页岩互层、含碳质泥页岩、硅质胶结致密的石英砂岩以及有透镜状，波状，脉状层理砂岩。沉积体系发育浪控三角洲和砂坝沉积，沉积构造丰富。

三、平驿铺组层序特征

层序是指顶底以不整合面及与之可对比的整合面为界的、一套相对整一的、成因上有联系的地层，它是层序地层学分析的基本地层单元。根据层序边界类型、准层序的堆砌样式及其在层序中的位置等标准，可将一个层序细分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域，以及陆架边缘体系域等基本类型。根据沉积滨线坡折带处海平面沉降速率与盆地沉降速率之间的关系以及层序边界类型，亦可将层序划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型的层序。其中Ⅰ型层序由低位体系域、海侵体系域和高位体系域叠加组成，层序底界为Ⅰ型不整合界面及对应的整合面；Ⅱ型层序由陆架边缘体系域和海侵体系域、高位体系域叠加组成，层序底界面为Ⅱ型不整合界面及对应的整合界面。

该剖面中均可见到Ⅰ型和Ⅱ型层序，体系域完整，演化规律明显。据野外实测及露头上层序界面的识别，认为平驿铺组包括三个三级层序，桂溪段为Ⅰ型层序，木耳场段为Ⅱ型层序，观音庙段、关山段为Ⅱ型层序，其体系域演化均为完整的三级层序体系域演化(图1)。

(一)桂溪段。桂溪段为平驿铺组的第一个三级层序，属于Ⅰ型层序，相比Ⅰ型层序，Ⅱ型层序大部分为整合接触，形成剥蚀，暴露下切，卸载形成低位扇，为陆棚边缘体系域。主要划分为高位体系域-海泛面-海侵体系，在桂溪段的高位体系域中主要发育碳质泥页岩以及石英砂岩，主要发育砂坝沉积，沉积相主要为潮控三角洲相，适应砂岩具透镜状、波状、脉状层理。

(二)木耳厂段。该段为第二个三级旋回，属于Ⅱ型层序，为障壁海岸沉积，侧向延伸远，一石英砂岩为主。往组段向上，沉积相变化为间湾三角洲-前滨，在高位体系域中由滨岸沉积向浪控三角洲的变化，其中最大海泛面的标志为发育陆棚相泥岩，滨前沉积体系中层面具有对称浪成波痕的砂纹层理和楔形层理，流水细层的倾向以及流水方向是单一的，是定向的波纹，即浪成砂纹，往复“人”字型斜交。其中单向水流的特征包括板状斜层理、细层倾向以及顶平下凹的槽模交错层理。

(三)观音庙段、关山段。此段为第三个三级旋回，属于Ⅱ型层序，高级旋回最大，该体系中的高位体系域主要以前三角洲到三角洲前缘的席状砂、厚层砂岩以及透镜状叠加为标志，沉积相演变为三角洲平原-河控三角洲，泥砂岩互层作为最大海泛面。