南盘江北部上古生界岩相古地理分析与研究

白宇航，张廷山

（西南石油大学 地球科学与技术学院，四川成都 610500）

南盘江北部的沉积格局有利于生成良好生储配置，但是由于区内海平面变化控制下沉积充填响应不同，沉积建造与构造改造破坏存在较大差异性等因素，造成了油气聚集有利相带分布不明确、油气成藏条件复杂等困难，使勘探目标难以落实，严重制约了该区油气勘探[1-2]。所以，通过厘清目的层展布规律，沉积相带的重新划分以及进一步明确区域内沉积格架与有利烃源岩地球化学特征，指出区内目的层段的有利层位及有利区带，正确开展有利含油气区带优选，对该地区油气勘探有重大意义。

1 区域地质概况

南盘江盆地位于滇黔桂三省交界处的南盘江流域。研究区位于南盘江的北部，主要包括2条主断裂、3个构造区，面积约为2.1×104km2。从区域构造上而言，该盆地分属扬子板块及华南造山系。研究区内处于南盘江盆地多种构造体系交切复合的地区，发育了多条深大断裂带。从晚古生代开始，由于受到构造运动的影响，研究区内慢慢演化成被动陆缘区域伸展裂陷盆地，形成了具有一定特征的古地理沉积单元。根据水深的不同，研究区的沉积相区域主要分为浅水相区与深水相区。前者主要发育台地礁、滩相沉积；后者主要发育重力流沉积，沉积分异现象十分 明显。

2 沉积格架

区域沉积格架研究是研究岩相古地理的一个十分关键的技术。首先对南盘江北部泥盆纪-石炭纪的岩性、地层以及沉积相进行深入分析与研究，然后系统分析研究区的区域沉积格架，主要分为以下两个方 面[1-2]。

2.1 泥盆系沉积格架

因为处在大规模海侵的早期，因此，南盘江北部的早泥盆世沉积了一大套的海侵砂岩地层。早期的地层主要有2种岩石颗粒充填：①碎屑潮坪粗粒；②碎屑潮坪细粒。它们之间相互叠置，在一定程度上说明了该地区存在多次海侵活动。由于该地区存在区域的地壳拉张现象，早泥盆世晚期形成了十分强烈的快速海侵，并且也存在比较显著的沉积相分异现象，沉积相主要为台地相，岩性主要为碳酸盐岩；中泥盆世的海侵持续加剧，极大地减少了滨岸相的碎屑岩的分布范围，碳酸盐岩开阔台地相面积开始占主导地位。晚泥盆世弗拉期，南盘江北部海域海侵达到最大，在泥盆纪末期紫云运动主幕造成地壳抬升之前，古陆面积与古陆边缘的滨岸相碎屑岩面积达到最小，而受断裂控制的深水陆棚面积达到最大。古陆向海方向发育大面积局限台地相的灰岩及云岩的地层。在地壳抬升的作用下，晚泥盆世的海岸线并没有继续向古陆方向进行推进，而且沉积相分异的现象比较弱[1-3]。

2.2 石炭系沉积格架

石炭纪的沉积格局明显具有泥盆纪的特征，由于发生了强迫型的海退事件，因此石炭纪早期的古陆分布面积比较大。随着断裂活动持续加剧，南盘江盆地持续接受沉积，这时断裂控相的作用十分显著，受紫云-罗甸-南丹-都安断裂带及宜山断裂带影响，早石炭世中期西北部浅水陆棚的瘤状灰岩向更深的深水陆棚泥页岩转变，而东南部深水陆棚相的泥页岩向开阔台地相灰岩转变；早石炭世晚期一直到晚石炭世，断裂控相作用减弱之后，随着沉积充填作用的影响，陆棚相面积越来越小，取而代之为大面积台地相 灰岩。

3 岩相古地理展布及沉积模式

3.1 泥盆系沉积相展布

在泥盆纪沉积时期，海水从南往北进行海侵，研究区沉积时期主要分为以下3个阶段：①早泥盆世的古地形形态是在加里东运动之后所形成的，还不具备比较强烈的拉张特征；②从早泥盆世晚期到中泥盆世，由于地壳的拉张运动比较强烈，导致海底出现细微的扩张，沿着断裂带的方向发育了许多断裂带，产生了十分显著的分异现象；③在泥盆纪的晚期，由于地壳抬升的影响，极大地减小了槽-台的分异程度[2-3]。

在早泥盆世的早期阶段，因为大规模的海侵，研究区沉积了一大套的海侵砂，发育了多个地层。然后因为地壳的拉张作用，研究区形成强烈的快速海侵，并且也出现了非常明显的沉积相分异现象。另外，在这一时期，研究区的古陆主要分布在3个区域：东部的华南隆起古陆、西部的康滇古陆和北部的上扬子隆起古陆。

中泥盆世的古地理延续了早泥盆的特点，这一阶段的海侵持续加剧，古陆面积及其边缘的滨岸相的碎屑岩的发育范围也在大幅度减小，碳酸盐岩开阔台地相面积开始占主导地位。该时期古陆为北部的上扬子古陆及东北部的江南隆起。同一时期，工区内的同生断裂活动北北东、北东向断裂带和北西、北北西向两组断裂带共同作用，使得研究区的大部分地区都发育深水陆棚相的泥页岩，而且相比于早泥盆世，面积明显增大。因此，这一阶段，研究区沿着古陆边缘的方向发育了一系列的滨岸相沉积体系，主要包括4种沉积相：潮坪、泻湖、前滨和近滨，另外，向海部分还发育一个面积非常广的混积台地相带[3-4]。

晚泥盆世弗拉期，南盘江北部海域海侵达到最大，在泥盆世末期紫云运动主幕造成地壳抬升之前，古陆面积与古陆边缘的滨岸相碎屑岩面积达到最小，而受断裂控制的深水陆棚面积达到最大。古陆向海方向发育大面积混积局限台地相的灰质云岩系地层。同样受弥勒-师宗-普安主断裂、紫云-罗甸-南丹-都安主断裂与宜山断裂带的影响，沿着断裂带上盘弧形开阔台地相的灰岩系面积极大增加，临断裂带下盘一带深水台盆的硅质岩系取代了之前深水陆棚的泥岩系地层，此时，滇黔桂盆地由于断裂的影响发育孤立台地，形成滇黔桂盆地中槽—盆—丘—台沉积构造格局（图1）。

3.2 石炭系沉积相展布

石炭纪的古地理延续了泥盆纪的特点，因为紫云运动导致的强烈海退现象，因此石炭纪的早期古陆分布面积比较广阔。在石炭纪，最显著的特征就是在下统大塘阶出现了煤系地层[3-5]。随着石炭系的海侵以及紫云运动所引发的断裂活动持续加剧，研究区开始接受新一轮的沉积。

（1）岩关组各岩性展布及沉积相。研究区下石炭统早期岩关组页岩在南丹—环江—罗城一带和宜州—柳州鹿寨一带沿北西—南东向呈带状（槽状）分布，大致有三个页岩沉积区，分别为紫云县西部附近沉积区、南丹—罗城沉积区、宜州—鹿寨沉积区。其中南丹—罗城沉积区页岩发育最厚，为474m。岩关组的砂岩地层只有在六盘水市、环江县北部和罗城县东部有分布且在环江县的北部沉积最厚，为547m。白云岩在工区的发育较少，仅在盘县和罗城县的东部有少量的分布。罗城县的东部为沉积最大的凹陷，最大厚度为104m。因此，该地层的灰岩沉积主要有以下3个凹陷发育区：北部的威宁县附近、东南部的罗城县东部附近和中部的紫云县西部附近。其中，威宁凹陷的沉积厚度最大，可以达到902m；罗城凹陷可达800m，规模也是最大的。

在早石炭世的早期，沉积特征依旧延续了泥盆纪的特点，南盘江北部大部分地区的岩性主要为灰岩，沉积相主要为局限海-开阔海台地相，这时沿着断裂带发育的依旧是较深水的陆棚相，相控的影响依旧十分显著，而断裂带西南部控相的影响较弱，沿带基本表现为开阔台地相，反而其东北段与紫云—罗甸—南丹—都安断裂带的交叉地带形成了一个十分显著的沉降中心。晚泥盆世的末期至早石炭世初期，研究区出现持续的强烈走滑拉伸以及断陷沉降现象，沿着弥勒—师宗—普安断裂带发育了一系列的同生断裂，沿水城、盘县一线先前的边缘碳酸盐台地出现破裂下降现象，并且往盆地的方向滑动，逐渐脱离陆架的边缘，因为拉张作用十分强烈，在水城、普安、兴义等带发育了很多断裂地堑[3-5]。

（2）大塘组各岩性及沉积相展布。南盘江北部下石炭统早期大塘组页岩在威宁—紫云一带沿北西—南东向呈带状（槽状）分布，沉积区主要分布在3个地区：威宁—水城、紫云和独山县西北部。其中，威宁—水城沉积区页岩发育最厚，最大厚度为646m。具体而言，该地层的砂岩沉积区主要有2个：研究区中部的荔波县附近和研究区东南部的鹿寨县附近，前者的最大沉积厚度可达300m，后者的最大沉积厚度可达500m。其中以鹿寨沉积区规模最大。具体而言，该地层的灰岩沉积区主要有2个：研究区中部的荔波县附近沉积和研究区东南部的鹿寨县附近，前者最大沉积厚度可达532.7m，后者的最大沉积厚度可达848m。

在早石炭世的中期，研究区的海侵作用比较强烈，导致古陆的分布面积不断减小。而且在沉积充填作用的影响之下，研究区内的沉积分异作用逐渐减小，比较明显的沉积分异作用出现在东南部的宜山断裂带。研究区内紫云—罗甸—南丹—都安断裂带的相控作用依旧具有一定的继承性特征，沿断裂带的下盘方向仍然沉积了深水陆棚相的泥页岩，上盘的沉积相主要为混积的局限台地相以及滨岸相（图2）。

（3）早石炭世晚期沉积相。在早石炭世的晚期，海侵持续加强，古陆的面积不断缩减，沉积相的分异现象变得不显著，南盘江北部被大范围的开阔海灰岩所占据。从构造方面而言，紫云—罗甸—南丹—都安断裂的控相作用不断减小，而弥勒—师宗—普安断裂带以及宜山断裂带的相控作用已不复存在。并且在沉积充填作用的影响之下，早石炭中期的深水陆棚相的泥页岩被大范围的开阔台地相的灰岩所代替。孤立的碳酸盐岩台地都是与连陆台地相互连接。与此同时，由于受到同生断裂带的影响，台地之间发育了面积较小的深水相带，岩性主要为深灰色燧石灰岩[4-6]。

（4）晚石炭世沉积相。晚石炭世区内发生多次海侵，且渐次增强，岸线向北、西扩张，古陆面积减小，兴仁、隆林地区暴露面积缩小，同时由于沉积充填作用，区内沉积相分异逐渐减弱，紫云—罗甸—南丹-都安断裂带和宜山断裂带所控制的深水沉积带接受大量沉积与其他地区的水深差距不断减小，很多地区的沉积相主要有2种：局限台地和开阔台地，早期发育的很多孤立碳酸盐台地都是与连陆台地相互连接 （图3）。

图3 南盘江北部地区晚古生代晚石炭世岩相古地理

4 结论

研究区沉积相展布主要受控于断裂活动与海平面变化，纵向上，泥盆纪早期开始海侵，中泥盆晚期至晚泥盆早期断裂活动最为活跃，海侵范围最大，早期连陆台地演变为孤立台地，“槽-台”格局最为明显。石炭纪明显继承了泥盆纪的沉积格架，不同在于，晚泥盆世—早石炭世的紫云运动造成了区域内地层抬升，下石炭统岩关期古陆与滨岸面积较大，直到大塘期海侵与断裂活动的进一步加剧，区内沉积分异作用进一步明晰。至晚石炭世，由于填平补齐、断裂活动减弱，总体以碳酸盐台地相沉积为特征。