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东海陆架盆地丽水凹陷古新统物源分析及地质意义

2023-04-06吴柘锟张迎朝李风勋单帅强朱珍君陈贺贺

石油实验地质 2023年1期
关键词:长石物源丽水

吴柘锟,李 琦,2,张迎朝,李风勋,覃 军,单帅强,朱珍君,耿 慧,陈贺贺,2

1.中国地质大学(北京) 海洋学院,北京 100083;2.中国地质大学(北京) 海洋与极地研究中心,北京 100083;3.中海石油(中国)有限公司 上海分公司,上海 200335;4.中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所,江苏 无锡 214126

物源分析能够在物源区方位、母岩性质、沉积物搬运路径、盆地构造演化和沉积充填分析等方面提供约束,对恢复古地貌、重建古水系、反演构造演化及油气勘探等方面具有重要意义。此外还可依据分析资料进一步了解物源区气候条件及大地构造背景,指示重建古地理面貌等[1]。

早期物源分析主要依据碎屑组分的结构、物质组成和其野外环境特征等信息来推断母岩的岩性特征和地理位置[2-3]。目前物源分析技术综合了研究区的构造特征和地球化学分析等内容,利用物源分析来追溯沉积物源区的母岩类型以及碎屑从源到汇的路径和过程,能够更加量化和精确物源分析结果,使得物源分析的应用范围更加广泛。此外,随着相关理论发展完善和测试技术的不断进步,物源分析方法得到不断的完善和提高[4-7]。

东海陆架盆地是我国近海海域面积最大的含油气盆地之一,多轮的资源评价结果均显示出其巨大的油气潜力[8]。自20世纪90年代发现LS36-1气田后,丽水凹陷的勘探就停滞不前。前人对丽水凹陷的研究主要集中在西次洼中南部,由于中深层古新统灵峰组、月桂峰组的埋深较大,对丽水凹陷中北部缺乏系统性的物源体系分析工作,极大地制约着丽水凹陷构造演化、物源体系、沉积体系展布等研究的继续深入。本文以丽水凹陷主要勘探层系——古新统月桂峰组和灵峰组为研究对象,在区域地层格架和沉积学研究背景认识基础上,系统分析研究岩石学特征和物源特征,以期为丽水凹陷的进一步油气勘探提供基础地质支撑。

1 地质背景

1.1 丽水凹陷区域构造及演化特征

东海陆架盆地是我国近海海域面积最大的中新生代叠合盆地,是我国近海油气勘探的主要地区之一[9-10]。丽水—椒江凹陷位于东海陆架盆地的西南部(图1a),是在中生代残留盆地基础上发育起来的新生代箕状断陷[11]。丽水—椒江凹陷受控于NE走向分段断裂的控制,具有“东西分带、南北分块”的特征[12],南北可分为丽水凹陷和椒江凹陷2个凹陷,东西划分为丽东洼陷、丽西洼陷及椒东洼陷、椒西洼陷(图1b)。

丽水凹陷北邻椒江凹陷,东邻雁荡凸起,西部和南部与闽浙隆起区相接,总体呈NE-SW方向展布[13-14]。该凹陷整体为北东走向、东断西超展布的箕状断陷[15-16],内部发育由正断层形成的掀斜断块[17-19],构成了古新世盆内断隆——灵峰潜山,北东向的灵峰潜山将丽水凹陷分为西部的丽水西洼、南部的丽水南洼和东部的丽水东洼(图1b)。探井揭示丽水凹陷主要勘探层系为古新统明月峰组、灵峰组、月桂峰组以及上白垩统石门潭组[20]。

盆地的构造演化决定了丽水凹陷的古地貌及沉积体系展布特征。丽西洼陷为丽水凹陷的主次洼,最大沉积厚度将近15 000 m,丽水凹陷沉降中心主要位于西次洼东部的灵峰断层下降盘,且丽水凹陷沉积厚度受控于灵峰断层的分段活动,具有明显的不均匀充填特征[22]。在裂陷初期,丽水凹陷为多个不连通的地堑和半地堑组成,活动断裂主要集中在各次级凹陷的东部边界,多是相对较小的多米诺式正断层组合的构造样式,灵峰低凸处于剥蚀状态,盆地早期沉积范围仅限于凹陷内部;在裂陷强烈期,随着断层活动,部分断层伸展位移量增大,出现了铲式或坡坪式的构造样式,周边多个相对较小的次凹相连形成了2个主要的次级凹陷;在裂陷晚期,盆地进入整体沉降阶段后,丽水凹陷各洼陷正式成为一个盆地进行演化,此时灵峰断层停止活动,灵峰低凸才逐渐被沉积物覆盖[22]。盆地拗陷阶段,沉降中心转移到丽水凹陷的东部,沉积厚度较为均匀,渐变趋势明显[22](图3)。

1.2 古新世沉积充填特征

前人在岩心观察、单井沉积相和地震相解释等研究基础上,明确了丽水凹陷古近纪沉积体系类型和沉积环境特征,整体上丽水凹陷古新世经历了由陆相断陷盆地过渡为海相断—拗陷盆地的演化过程(图2)。

研究区古新统各地层残余厚度分布展示了不同时期研究区的沉积演化过程。月桂峰组沉积早期有多个沉积中心,地层沉积主要受断裂活动影响;月桂峰组为湖相沉积,发育半深湖泥质优质烃源岩,局部发育小型三角洲和扇三角洲;灵峰组为局限海相沉积,丽西洼陷发育三角洲,丽东洼陷发育扇三角洲;明月峰组为局限海沉积,明月峰下段低位域中识别出盆底扇、斜坡扇两期沉积体系的重力流,沉积“沿坡搬运、下切成沟、择低而积、局限分布”,形成“沟—坡—扇”体系。

研究区上白垩统石门潭组钻井揭示为红层,有可能为河流相或三角洲平原沉积[23]。

1.3 古新世主要地层岩性特征描述

月桂峰组由2套粗细相间的旋回叠加而成,月上段为浅灰色、灰色、暗灰色、黑灰色泥岩与浅灰色细—中粒砂岩近等厚互层,夹薄层浅灰色、灰色粉砂岩及2套煤层;月下段以暗褐色与黑褐色泥岩为主,夹浅灰色、灰白色细—中粒砂岩。灵峰组岩性以灰色、暗灰色、黑灰色泥岩、粉砂质泥岩为主,夹薄层浅灰色含钙粉砂岩、细砂岩和少量薄层钙质细砂岩,砂岩由细砂向上渐变为粉砂,构成下粗上细的正旋回。明月峰下段为厚层的灰色、褐灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩;上段为浅灰色、灰白色含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩与灰色、褐灰色泥岩呈不等厚互层,夹多层煤层。

2 古新统砂岩岩石学特征

依据丽水凹陷西次洼北部、西次洼南部和东次洼月桂峰组和灵峰组的岩心样品,开展了岩石薄片的制作,岩石薄片岩石学特征鉴定采用点计数法,每个薄片计数点数为300点。岩石薄片分析数据表明:丽水凹陷月桂峰组、灵峰组的岩石类型主要是岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,并在盆地的不同位置及纵向上的不同层段之间均存在一定差别。

2.1 月桂峰组

月桂峰组共进行了89个样品的岩石学特征分析,其分布特征及采样层位见表1。丽水凹陷钻井取心段的岩石学特征分析显示,西次洼北部月桂峰组岩石类型主要为岩屑长石砂岩,含有少量的长石石英砂岩(图4a);西次洼南部月桂峰组岩石类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,含有少量岩屑长石砂岩和长石砂岩(图4b);东次洼月桂峰组岩石类型主要为岩屑长石砂岩,含有少量长石岩屑砂岩和长石砂岩(图4c)。丽水凹陷月桂峰组岩石学特征在平面分布上呈现明显的差异。西次洼北部主要发育岩屑长石砂岩,而西次洼南部则主要发育长石岩屑砂岩和岩屑砂岩;东次洼则与西次洼北部岩石学特征类似,主要发育岩屑长石砂岩(图4a-c)。由于不同类型矿物颗粒和晶体结构稳定性不同,经过不同的沉积搬运过程,其矿物表面特征及组合形式存在差异。从区域上来看,西次洼北部石英含量较高,西次洼南部石英含量相对较低,西次洼南部和东次洼的石英含量较为相近,东西差异较小(图4a-c)。东次洼长石含量相对高于西次洼,且东次洼长石表面风化程度则相对较浅,大部分为中等或中等—浅的程度;而西次洼的长石表面风化程度较强,基本上为深度风化。丽水凹陷月桂峰组岩屑整体以火成岩和变质岩岩屑为主,沉积岩岩屑含量较少。整体上,西次洼北部和东次洼岩屑含量差别较小,而西次洼北部和南部之间相差较大,南部的岩屑含量是北部的4倍以上(图5a-c)。

上述特征指示,西次洼南、北部存在较大的物源差异。月桂峰组沉积期,丽水凹陷处于断陷初期,以多个不连通的、相对独立的洼陷为主[21],因此并不存在贯穿盆地南向北的物源体系,故认为西次洼北部和南部为不同的闽浙隆起水系供源,即便基岩类型相同,但不同水系搬运距离的差异,可能导致西次洼南、北部岩石学特征的差异。笔者认为,西次洼与东次洼岩石学特征的差异取决于灵峰低凸的形成过程,受限于资料,在此不展开讨论。

2.2 灵峰组

灵峰组共进行了92个样品的岩石学特征分析,其分布特征及采样层位见表1。岩石学特征分析显示,丽水凹陷西次洼北部灵峰组岩石类型主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩,含有少量的长石砂岩(图4d);西次洼南部灵峰组岩石类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩(图4e);东次洼灵峰组岩石类型主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩,含有少量岩屑石英砂岩和长石砂岩(图4f)。

与月桂峰组特征相似,丽水凹陷灵峰组岩石学特征同样呈现一定的平面差异。丽水凹陷西次洼北部主要发育岩屑长石砂岩及少量长石岩屑砂岩,西次洼南部主要发育长石岩屑砂岩和岩屑砂岩两部分,西次洼南部、北部存在着一定的差别。与西次洼相比,东次洼的岩石类型在灵峰组具有更多的长石岩屑砂岩,而月桂峰组的岩石类型则主要为岩屑长石砂岩(图4d-f)。区域上来看,3个次洼砂岩中石英均以单晶石英为主,多晶石英含量较少,石英含量平面差异不大。西次洼北部长石含量较高,几乎是南部的3倍;而东次洼长石含量则较为接近平均值,长石风化程度较强,均为中等—深或深度风化(图4d-f)。

灵峰组上、下段的岩石学差异主要体现在岩屑种类和含量上。灵下段岩屑以火成岩和变质岩为主;灵上段岩屑中火成岩和变质岩含量较多,沉积岩含量较少。整体上,灵峰组内部,西次洼北部早期火成岩母岩占主导地位,晚期以变质岩母岩区为主;西次洼南部母岩类型未见明显变化;东次洼早期以火成岩与变质岩组合母岩为主,晚期以火成岩和沉积岩母岩为主(图5d-i)。

上述特征指示,灵峰组沉积时期盆地内不同洼陷岩石学特征与月桂峰组特征相似,指示盆地的供源水系存在纵向的继承性,丽水西洼南、北物源差异也与月桂峰组类似;此阶段,丽水凹陷处于断陷高峰期,盆地内物源区灵峰低凸供源能力增强,盆内混入更多近源碎屑,灵峰低凸地层的剥蚀影响了丽水西洼和东洼的物源碎屑类型,导致岩性由岩屑长石砂岩向长石岩屑砂岩转变。灵峰组上、下段岩石学特征的差异受控于盆地的构造演化阶段,灵峰组下段沉积时为断陷高峰期,上段沉积时断陷活动明显减弱[21],灵峰低凸的供源能力降低,与其相关的碎屑含量降低。

丽水凹陷月桂峰组和灵峰组砂岩成分成熟度表明,砂岩Q/(F+R)值基本上小于1,只有极少数大于1,指示灵峰组和月桂峰组的砂岩成分成熟度低(图6)。通过观察岩石薄片(图7)可知,在月桂峰组和灵峰组沉积时期,砂岩风化程度中等,砂岩颗粒主要是中等分选,其次是好—中等分选,还有极少部分的中—差分选和差分选;砂岩颗粒的磨圆度90%以上是次圆—次棱角状和次棱角—次圆状;岩石孔隙发育较差,连通性一般,孔隙类型主要为粒间孔和部分长石、岩屑颗粒边缘溶蚀形成的粒间溶孔,见长石、岩屑粒内溶孔。综上认为,砂岩的结构成熟度是次成熟级别。

3 轻矿物特征及其组合分布

砂岩碎屑颗粒的分布模式主要反映了板块构造背景控制下不同母岩区对沉积盆地的贡献率[23]。研究区盆地周缘基底的大地构造环境包括碰撞造山带、岩浆弧以及陆块,属于碰撞造山带环境的包括有灵峰低凸中部的中元古界黑云母角闪斜长片麻岩,椒江凹陷东部雁荡凸起的区域变质岩——片麻岩和燕山中晚期动力变质岩[24-29](图1)。属于岩浆弧构造环境形成的岩石有位于雁荡凸起中部和北部的渔山组花岗岩,表现为剥蚀岩浆弧(图1)。福州凹陷中生代侏罗纪时期是构造环境稳定的湖岸平原和河沼相沉积[30],属于陆块中较为稳定的克拉通盆地;白垩纪是火山活动型大陆边缘盆地,以冲积平原砂砾岩和凝灰岩沉积为主,由于冲积平原砂砾岩相携带大量有关活动大陆边缘的沉积信号,其作为丽水凹陷新生代盆地的物源可能表现为岩浆岛弧(图1)。

丽水凹陷西侧闽浙隆起带物源区主要发育变质岩基底、侵入岩和火山岩。其中变质岩被中生代火山岩覆盖,只在少数地方出露。侵入岩几乎均为白垩纪形成的花岗岩,中生代火山岩以酸性火山岩为主。灵峰低凸已钻井揭示基底母岩为中生代火成岩(花岗岩类)和元古宙变质岩(以片麻岩为主)。雁荡低凸起作为物源区无野外露头进行对比,侯国伟等[31]认为,目前雁荡低凸起上已钻遇基底的WZ33-1-1和FZ2-1-1探井资料分析至关重要,2口井钻探结果显示基底岩性均为花岗岩,是雁荡低凸起基底岩性最直接的表征。

依据岩石学特征的薄片鉴定结果,本文通过对目的层位砂岩样品中的石英、长石、岩屑含量进行统计,应用Dickinson三角图对丽水凹陷西次洼北部、南部和东次洼3个区域的月桂峰组、灵峰组的共173个砂岩数据进行了深入分析。不同组段轻矿物分析样品分布与岩石学特征分析样品分布一致。

3.1 月桂峰组

依据Dickinson三角图可知,在西次洼北部,月桂峰组样品散落在过渡性大陆、混合区和石英质再旋回区(图8a);西次洼南部的样品在图中主要集中在石英质再旋回区和过渡旋回区,少部分散落在过渡弧区域(图8b);东次洼主要集中在混合区,此外还有部分散落在过渡性大陆区、基底抬升、剥蚀岩浆弧区域(图8c)。综上所述,月桂峰组沉积期,盆地处于裂陷初期,继承了中生代沉积盆地的沉积,物源有中生代岛弧和沉积物质及再旋回造山带物质,表现为多方向、多种物源供给的结果。结合岩屑组分来看,西次洼北部显示出“变质岩岩屑+火山岩岩屑”的岩屑组合特征,南部则以酸性火山岩占绝对主导,其他岩性岩屑贡献极少;东次洼则显示出“火山岩岩屑+侵入岩岩屑”的火成岩岩屑组合特征。

综合上述3个区域碎屑物源背景及周缘母岩区大地构造背景分析,认为月桂峰组沉积时期,西次洼北部主要由丽水凹陷西部的闽浙隆起带提供物源;西次洼南部显示出的高火成岩岩屑含量表明,当时其主要由闽浙隆起带提供物源;而东次洼显示出的以侵入岩岩屑为主、火山岩岩屑为辅的高火成岩特征表明,东次洼主要由位于丽水凹陷东部的雁荡低凸提供物源(图9a)。

3.2 灵峰组

依据Dickinson三角图可知,西次洼北部灵峰组样品多分布于剥蚀岩浆弧中,少量落在再旋回造山带中(图8d);西次洼南部样品大部分落在了石英质再旋回区,其中有少部分落在了过渡旋回区、岩屑旋回区和过渡弧区域(图8e);东次洼样品主要落在了石英质再旋回区,且靠近混合区的位置,少量分布于剥蚀岩浆弧区域(图8f)。综上所述,灵峰组沉积时期,丽水凹陷西次洼南部以再旋回造山带和岩浆弧物源为主,北部物源以再旋回造山带为主;东次洼也是以再旋回造山带为主。碎屑组分纵向上来看具有继承性,灵峰组沉积时期,西次洼北部岩屑组分显示出“变质岩岩屑+火山岩岩屑”的特征,南部同样是以火山岩岩屑为主;东次洼岩屑组分显示出“变质岩岩屑+火山岩岩屑”的岩屑组合特征。

综合上述分析认为,灵峰组沉积时期,丽水凹陷西次洼北部与月桂峰组沉积期一样,主要由位于丽水凹陷西部的闽浙隆起带提供物源,灵峰低凸也参与了短轴物源的提供;西次洼南部则是以闽浙隆起带为主提供物源,但不排除有灵峰低凸提供物源的可能;在东次洼区域,除雁荡低凸为东次洼提供物源外,灵峰低凸也为东次洼提供了短轴物源(图9b)。

4 重矿物特征及其组合分布

重矿物是物源区的重要标志。由于重矿物具有耐磨蚀和易保存等物理特征,在很大程度上保留了母岩的初始特征,且矿物之间具有严格的共生关系,因此重矿物组合是物源变化极为敏感的指示剂[32-34]。本文对丽水凹陷西次洼北部、南部和东次洼3个区域共计16口井的118个样品进行了重矿物分析,分析方法采用了基于岩石薄片颗粒分析的点计数法,在偏光显微镜视域下对网格线上矿物进行计数,矿物与网格交点作为计数点,统计不同类型重矿物的颗粒点数,每个样品的计数点数为300点。本研究的结果厘清了月桂峰组和灵峰组平面不同位置重矿物的类型、含量、ZTR指数及其平面分布特征。

4.1 重矿物的类型及含量

4.1.1 月桂峰组

月桂峰组共进行了32个样品的重矿物分析,其分布特征及采样层位见表1。月桂峰组重矿物种类相对较少(图10a)。西次洼北部样品中含量大于10%的主要重矿物组合为赤褐铁矿、锆石;含量在1%~10%之间的次要重矿物有磁铁矿、石榴石和白钛矿;含量在0.1%~1%之间的少量重矿物为锐钛矿、绿帘石、刚玉、黑云母、电气石、角闪石、独居石、绿泥石和宇宙尘。西次洼南部样品中含量大于10%的重要重矿物有赤褐铁矿、锆石和白钛矿;含量在1%~10%之间的次要重矿物有磁铁矿、锐钛矿、石榴石和电气石;含量在0.1%~1%之间的少量重矿物为刚玉、绿帘石、金红石、磁铁矿、绿泥石、电气石、榍石、辉石和十字石。丽水东次洼样品中含量大于10%的重要重矿物组合有锆石、磁铁矿和白钛矿;含量在1%~10%之间的次要重矿物有赤褐铁矿、石榴石、钛铁矿、电气石、金红石和锐钛矿;含量在0.1%~1%之间的少量重矿物有绿帘石和辉石;含量少于0.1%的极少量重矿物,包括辉石、独居石、角闪石、褐帘石和钛铁矿。

4.1.2 灵峰组

灵峰组共进行了78个样品的重矿物分析,其分布特征及采样层位见表1。相比于月桂峰组,灵峰组样品重矿物类型较多(图10b)。西次洼北部样品中含量大于10%的重要重矿物有磁铁矿和赤褐铁矿;含量在10%~1%之间的次重要重矿物有锆石、石榴石和白钛矿;含量在0.1%~1%之间的少量重矿物有角闪石、绿帘石、金红石、锐钛矿、榍石、辉石和锆石;含量小于0.1%的极少量重矿物有宇宙尘、电气石和黑云母。西次洼南部样品中含量大于10%的重要重矿物有磁铁矿、锆石、赤褐铁矿和白钛矿;含量在1%~10%之间的次重要重矿物有石榴石和电气石;含量在0.1%~1%之间的少量重矿物有绿帘石、辉石、锐钛矿、磷灰石、黑云母和金红石;含量小于0.1%的极少量重矿物有独居石、硬绿泥石、刚玉、绿泥石和宇宙尘。东次洼样品中含量大于10%的重要重矿物有赤褐铁矿、白钛石、磁铁矿和锆石;含量在1%~10%之间的次重要重矿物有绿帘石、磷灰石和锐钛矿;含量在0.1%~1%之间的少量重矿物有孔雀石、金红石、电气石、石榴石、绿泥石、蚀变矿物、榍石、黑云母和角闪石。

整体上,灵峰组沉积期,丽水凹陷处于强烈断陷期,碎屑物质供给速率大幅增加,相较于断陷初期沉积的月桂峰组,其重矿物类型增多。

4.2 重矿物平面组合特征

4.2.1 月桂峰组

月桂峰组样品中,西洼北部重矿物组合主要以赤褐铁矿—锆石—磁铁矿—石榴石和白钛矿为主(图11a);而在西次洼南部,重矿物组合以白钛矿—锆石—赤褐铁矿—锐钛矿—石榴石、赤褐铁矿—锆石—白钛矿—电气石—磁铁矿—石榴石为主,其中靠近灵峰潜山的样品(W7井),其重矿物组合中的白钛矿和锆石含量减少,而赤褐铁矿和电气石含量增加,这可能是该区同时受到来自西部的闽浙隆起和中部灵峰潜山供源的影响。东次洼样品中,重矿物组合以白钛矿—锆石—石榴石—赤褐铁矿—锐钛矿—磁铁矿、锆石—磁铁矿—白钛矿—赤褐铁矿—石榴石—钛铁矿为主,其中靠近灵峰低凸的样品(W12井)具有混源特征。

4.2.2 灵峰组

灵峰组样品中,西次洼北部的重矿物组合以磁铁矿—赤褐铁矿—锆石—石榴石—白钛矿、赤褐铁矿—磁铁矿—锆石为主,普遍具有高赤褐铁矿和高磁铁矿的特征,可能主要是受同一物源影响较大(图11b);西次洼南部的样品重矿物组合以赤褐铁矿—白钛矿—锆石—石榴石—磁铁矿、白钛矿—赤褐铁矿—锆石—石榴石—电气石—磁铁矿为主,普遍显示出高白钛矿、高锆石和高赤褐铁矿的特征,从区域上来看,南部样品锆石含量明显增加,磁铁矿的含量有所减少。东次洼样品重矿物组合类型以赤褐铁矿—白钛矿—磁铁矿—锆石—绿帘石、赤褐铁矿—锆石—白钛矿—磁铁矿—锐钛矿为主。

整体上,丽水凹陷重矿物组合纵向上具有继承性;平面上丽水西洼南部、北部特征不同,东西也存在较明显分异。

4.3 重矿物稳定系数及ZTR指数分析

根据易风化程度或稳定性,重矿物可划分为不同稳定级别,其中,稳定重矿物抵抗风化能力强,分布广,远离物源区其含量相对升高;不稳定重矿物抵抗风化的能力弱,分布不广,远离物源区其含量相对较低,ZTR等稳定重矿物比值通常能更好地反映沉积物物源特征[35-37]。依据重矿物的稳定性差异,统计并计算各个井中月桂峰组和灵峰组样品重矿物的稳定系数(表2)。

月桂峰组沉积期,ZTR指数呈现整体偏低的特征。西洼北段从盆地边缘到洼陷内部,ZTR指数由11.90%增大到33.53%;西洼南段从盆地边缘到洼陷内部,ZTR指数由9.04%增大到33.53%;东洼从盆地边缘到洼陷内部,ZTR指数由28.32%增大到48.14%。

灵峰组沉积期,ZTR指数具有继承性,同样呈现出整体偏低的特征。西洼北段从盆地边缘到洼陷内部,ZTR指数由8.00%增大到31.37%;西洼南段从盆地边缘到洼陷内部,ZTR指数由8.58%增大到31.37%;东洼从盆地边缘到洼陷内部,ZTR指数由2.08%增大到31.37%。

分析结果表明,月桂峰组和灵峰组整体呈现不稳定重矿物含量低、碎屑重矿物稳定指数较高的特征。研究区ZTR指数整体偏低,这与赤褐铁矿、白钛矿所代表的强烈氧化条件的重矿物占据主导地位有关。月桂峰组沉积期,自北西向东南方向ZTR系数逐渐增大,稳定系数也逐渐增大,重矿物搬运距离逐渐变远,表明研究区物源是自北西向东南注入凹陷,西部的闽浙隆起带可能是整个丽水凹陷的主要物源之一;灵峰组沉积期,盆地中心(近灵峰低凸最高)ZTR系数高于斜坡部位,稳定系数也以灵峰低凸附近最高。纵向上,从月桂峰组到灵峰组,整体上重矿物的ZTR指数呈减小趋势,重矿物稳定系数也呈减小趋势,不稳定重矿物占比逐渐增加。

综合上述重矿物特征可知,月桂峰组整体稳定重矿物含量占绝对主导地位,稳定系数较高,然而靠近灵峰低凸部位储层重矿物稳定系数低,显示盆地存在相对远源供源和近源供源并存的特征。上述特征指示月桂峰组沉积时期,盆地西部接受盆外物源闽浙隆起的相对远源供给,在西部缓坡带发育沉积碎屑成分成熟度相对较高的沉积体系;盆地东部,灵峰低凸已形成且处于剥蚀状态,作为盆内物源区向盆地提供近源碎屑,在断层下降盘发育陡坡带近源粗碎屑沉积体系;此阶段,虽然远源与近源沉积体系并存,但西部闽浙隆起远源供给的沉积体系为盆地沉积充填的主要类型,灵峰低凸近源供给能力相对有限。灵峰组沉积时期,其重矿物类型较月桂峰组明显增加,整体ZTR指数较低,上述特征指示灵峰组沉积期盆地构造活动较月桂峰组沉积期强烈,盆地边界断裂活动性较强;受此控制,灵峰低凸与丽水西洼的地貌差异更明显,故其供源能力明显增强,其作为盆内物源向盆地提供了更多的近源碎屑。因此,相比月桂峰组,灵峰组近源沉积体系所占比例有所增加。

上述基于重矿物分析的盆地物源特征,与丽水凹陷构造演化格局特征相匹配,从岩石学层面为东海陆架盆地的物源演化提供了扎实的论证。但受限于钻井分布的不均,无法更多地对比灵峰低凸的演化过程对西次洼与东次洼南北向物源特征差异的影响。

5 结论

(1)丽水凹陷灵峰组和月桂峰组砂岩主要岩石类型包括岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑砂岩三类,研究区砂岩中长石以钾长石和斜长石为主,指示丽水凹陷灵峰组和月桂峰组砂岩成分成熟度低。砂岩以中等、中等—较好分选为主,且砂岩颗粒90%以上是次圆—次棱角状和次棱角—次圆状,结构成熟度为次成熟。

(2)依据Dickinson三角图,推断月桂峰组沉积期因处于裂陷初期,继承了中生代沉积盆地的沉积,物源有中生代岛弧沉积物质及再旋回造山带物质,表现为多方向、多种物源供给的结果;月桂峰组—灵峰组下段沉积期,研究区物源的平面分带明显。西次洼北部和中部以再旋回造山带母岩类型为主要物源,南部则是以再旋回造山带和岩浆弧母岩类型为主要物源;东次洼是以再旋回造山带母岩类型为主要物源。

(3)重矿物组合特征表明,丽水凹陷古新统整体上以不稳定重矿物含量较低、碎屑重矿物稳定指数较高为特征,指示物源区经受的风化作用较强,整体上反映了远源特征。其中,西部的浙闽隆皱带和东部的雁荡凸起可能是丽水凹陷甚至整个东海陆架盆地最为重要的物源,而中部的灵峰低凸在明月峰组下段沉积之前遭受剥蚀,可提供部分物源。

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