内蒙古达茂旗阿木山组礁滩相沉积环境分析

2019-08-02

福建质量管理 2019年14期

(成都理工大学地球科学学院四川成都 610059)

引言：生物礁具有良好的空隙和孔隙，是油气重要的储藏区。因为其独特的结构，至今探明的世界油气总储量中，有很大比例都与生物礁和碳酸盐层相关。在世界油田的产量方面，近乎一半的油气产量来源于生物礁油田，可见对生物礁油气藏的进一步研究和探索的必要性。生物礁一般存在于陆棚碳酸盐岩台地边缘和斜坡区，是一种重要的产油和产气区，能够反映该地区历史发展过程中的构造运动和演变，所以生物礁的研究在恢复古地理、古环境、古地理位置、区域大地演化和构造背景分析具有重要意义。

一、区域地质背景

达茂旗地区经历一个漫长复杂的过程，根据地史资料显示该区形成经历多期构造作用和两个沉积旋回。

早中奥陶世，本区由于造山作用导致大陆边缘坳陷转变为大洋碰撞。在海底扩张作用下华北板块与蒙古地块相互碰撞在洋壳边缘上形成一条大型断裂带，该断裂引起一系列熔融物质上升和板块下降，便形成了岛弧、弧沟等沉积特点。

晚志留世海水逐渐入侵，在两个褶皱之间形成槽状坳陷沉积表现为弧形分布，形成了一套碎屑岩-碳酸盐岩沉积，并且与下覆奥陶纪侵入岩体形成不整合。在当时水体宽阔，气温舒适的环境下珊瑚和腕足等生物生长迅速，该地区造礁生物聚集形成了礁。

早泥盆世内蒙古大部分地区抬升侵蚀，仅瓦窖地区地壳下降较慢，海水得以入侵，主要变现为海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积，与西别和组不整合接触。之后地层受早华力西运动作用，使泥盆纪至早石炭世地层沉积缺失。

晚三叠世该地海槽上升为陆地，欧亚板块形成。由于板块运动导致地壳进入了陆-陆碰撞阶段，中酸性岩浆岩侵入岩体，使地区岩体更加趋于固化。

白垩纪地壳运动变现为垂直升降形成了槽台断裂带，岩性主要变现为陆湖湘碎屑岩沉积，形成环状坳陷。

新生代，在内外动力作用下地壳整体抬升风化严重，在风化较弱的沟谷中则形成了全新统的砂砾石。

二、达茂旗阿木山组生物礁

(一)生物礁特征及大致形态

1.岸礁：又称边缘礁，是指紧靠陆地边缘生长的生物礁，与陆地之间有潟湖来分隔，存在一定宽度的水道。虽然岸礁往往存在于海岸的边缘，但岸礁相互之间存在一定水域，水域中生长有生物和植物，进而表现出不连续的特点和空缺。

2.塔礁：又名宝塔礁，因礁石形状酷似宝塔而得名。因其独特的形状而常常作为旅游景点的一道亮丽风景线。宝塔礁是由页岩和石英岩重叠而成，石纹相对清晰，层次分明，临近水源的地段因水波浪作用而形成不等的断裂条纹。

3.生物礁：又称点礁，是指具有一定数量的原地造礁生物格架。造礁生物经过一系列造山运动和历史变迁，逐渐形成具一定凸起的独立碳酸盐沉积。

4.柱礁：因其形状似柱状，且生存与海岸边缘、边滩地带，两面受风化程度不同而表现出不同的形状。背风面往往保存较好，向风面则风化向内侧凹陷。

(二)达茂旗阿木山组生物礁相的划分

2.礁核亚相。由于礁核亚相处于生物礁的前缘地带，具有充足的光照、温暖舒适的气候、等自然条件，成为了造礁生物生长繁衍最旺盛的区域，可推断当时为一种正常浪基面以下的温暖、低能环境。

3.礁前亚相。礁前亚相位于礁体面向大海的一边，存在一个相对较陡峭的斜坡，沉积物大多来自于礁体靠近海岸的浅滩，由于重力和迁移等作用最终沉积到此环境中。浅水环境水动力弱，遭受的水动力和自然作用较弱，所以沉积物分选性一般，磨圆相对较差，推测形成于台地或礁体边缘，受重力和水动力形成。

三、沉积环境分析

阿木山组是一套碳酸盐岩沉积，碳酸盐岩下部发育生物碎屑岩，且碳酸盐岩厚度较厚。晚石炭世期间由于海平面上升，海水动荡导致研究区水体变浑，水中泥和沙含量增加，大大延缓了造礁生物的生长和发育。紫松期时期，海侵加快使水体逐渐变得平静、清洁，海岸台地边缘生物得以大量生长发育，形成了以叶状藻积灰泥和生物碎屑为主的台地边缘生物礁。紫松期中期，海平面下降，水体再次变浑浊，生物生长受阻出现了粒屑滩，反映了当时动荡的水体环境。随着海侵进一步扩大，生物种类和含量有所增加，再次形成珊瑚格架礁，并最后进入开阔陆棚环境。达茂旗地区晚石炭世晚期-早二叠世早期经历了海进-海退-海进旋回。