浙闽永安地区中生界典型山间盆地深水沉积的物源特征

王小垚等

[摘要]福建永安地区位于华南褶皱系闽西北隆起带，发育了燕山运动早期与燕山运动晚期二期叠合盆地。永安地区吉山剖面白垩系坂头组为典型山间盆地的深水沉积，针对性系统开展这一露头的物源分析，利于恢复古地貌背景，重构沉积面貌，进而分析油气地质条件。通过对浙闽一带永安地区坂头组的砂岩系统采样，进行了详细的鉴定，观察砂岩的碎屑组分与结构的变化特征，并应用Dick-inson 的分析理论对其进行了砂岩骨架矿物统计分析。结果表明永安地区坂头组为混合物源，发育了几种物源，主要是混合岩浆弧带物源和在回旋造山带上的俯冲带复合体物源。

[关键词]永安地区 吉山剖面 坂头组 碎屑组分 物源分析

[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-50-3

0引言

中国东南部的浙闽赣粤古陆块之上，广泛发育了寒武纪—三叠纪海相和近海相沉积岩，是中国东南部迄今揭示的最大的海相地层发育区块，主体位于福建省境内（部分延入广东省）的永安地区，兼具晚古生代海相地层和中—新生代陆相地层信息，是中国东南部一个较典型的多期复式叠合盆地，是研究晚古生代—中—新生代构造环境演化的较佳场所[1]。

华南褶皱系闽西北隆起带上的举岚盆地为燕山运动早期断坳型盆地与燕山运动晚期火山盆地的二期叠合盆地，是浙闽一带典型的山间盆地，地表面积约 1100 km2，盆地基底由上侏罗统南园组（J3n） 火山岩组成，基底埋藏西南深、东北浅，并在盆地东北缘出露。

盆地分析的重要内容是沉积物物源分析，作为连接沉积盆地与造山带的纽带，为研究盆山相作用提供了有效途径，是再现沉积盆地演化、恢复古环境的重要依据[2]。通过对典型的山间盆地——举岚盆地永安吉山中生界剖面下白垩统坂头组进行物源分析，在早期研究的基础上将沉积岩的成分、结构、构造与大地构造背景联系起来。从而对浙闽一带永安地区的物源作系统的研究分析，并在此基础上确定永安地区下白垩统坂头组的沉积物源区以及沉积构造背景。并对该地区盆山相互作用的研究提过科学理论的依据。

1区域地质背景

浙闽一带的举岚盆地内填充沉积河湖相下白垩统坂头组（K1b）浅灰色泥质砂岩，火山岩建造的石帽山群（ K1sh） 及河湖相赤石群（ K2c） 的浅灰色泥质砂岩，K1b 和 K2c 碎屑岩系在全区分布较为广泛，K1sh 仅见于盆地西南部，可见该地区古环境主要为深水沉积。盆地呈南西倾块断状单斜结构，区内断裂非常发育，发育 NE、NW、EW、SN 多组断裂，断层有正有逆，并以正断层为主。据统计，K1b 出露区共有 33 个大小断块组成，构造较为破碎[3]。

盆内永安地区位于政和—大埔断裂带的核心部位，沿 NE—SW 走向分布，地理位置 N24°00' ～ 26°00'，E116°00' ～ 118°30'，整体形态为一山间洼地。大地构造上，永安地区位于浙南闽北华夏块体南部，其东南面为东南沿海火山岩带；邵武—河源断裂，为其北西界，政和—大埔断裂为穿盆而过的控制性断裂。早晚白垩世之交，中国东南部曾发生过一次从挤压到拉张的构造转换； 由此可见，永安地区地层发育于晚古生代，后期又经历动力学改造。现今永安地区的盆山格局是长期地质过程和构造岩浆作用叠加改造的结果[4]。吉山中生界剖面出露保存好、沉积体系相对完整，主要为碎屑沉积，典型的深水沉积环境[5]。以吉山中生界剖面为研究对象通过碎屑岩类法从而进行物源特征的分析。

研究区吉山中生界剖面位于永安市西南3km，剖面起点在永安至连城公路旁，于下吉山村东北山顶结束。露头良好，化石丰富。下段为吉山组总厚>977m，上段为坂头组厚>127m。在永安地区吉山村坂头组——吉山剖面进行了剖面勘测，以吉山村宝应山殿后约25米处为起点，由于采集点位于华南褶皱隆起带故受到多种地质因素的限制到吉山村墙后终止。整个采样区皆位于吉山剖面的层位段，约为162.5米。并在露头良好的层位具体层段的露头剖面用岩石采样器进行采样（表1）。

2坂头组碎屑组分特征

本次的研究对吉山中生界剖面坂头组作了系统的采样，并进行了磨片处理，利用蔡司偏光显微镜进行了详细的研究。坂头组的砂岩从粒度上主要分为细砂岩与粉砂岩两类。碎屑颗粒的含量一般在97%—80%之间。少数砂岩的含量低于了80%。碎屑物的磨圆度中等，分选性较好，各岩石样品的粒度较为均一，大部分的成熟度中等偏差。

砂岩骨架统计表（表2）与薄片鉴定相结合，得出碎屑组分分的基本特征 为：（1）石英颗粒呈次圆状、圆状、椭圆状等形态，磨圆度较好。单晶石英含量一般为 9%一43%； 单晶石英比多晶石英更常见，多晶石英含量一般小于1%。总体样品平均含量达到了24.4%。从而也一定程度上反映了该地区物源的多样化，与当时沉积地层的序列性与沉积环境的变化差异有关。 （2）长石颗粒呈短柱状等，含量总体都在10%以下，平均含量只有4.1%，从而其特征的表现具有很强的指示意义，而长石的种类也可以说明其物源的特征。（3）岩屑颗粒多呈次圆状、次棱角状等。各岩石样品岩屑类型呈现不等的变化。其总体平均含量也达到了59.0%，岩屑是在沉积过程中机械破碎的矿物颗粒的集合体，而其形态的特征也对物源的性质起到了指示意义。岩屑种类也复杂多变主要为火成岩岩屑，其次变质岩岩屑。（4）白云母和绿泥石含量都不高。（5）孔隙极少基本上都少于1%。从而，可以进一步的说明其物源的性质，并且也指示着该地区岩石具有良好的储集性，非渗透性的岩石也为油藏储集提供了良好的条件。（6）填隙物基本上都以粉砂级粘土杂基为主。

坂头组砂岩总体来看，砂岩厚度增大，粒度变不大，石英含量呈现了不等程度的变化 ，长石含量和岩屑含量与石英呈相互消长关系。样品中石英颗粒磨圆度普遍比长石、岩屑更好 ， 说明石英是经过多次破碎、搬运、磨蚀，而长石和岩屑经历的破碎次数少或搬运距离较短。可见其物源的复杂性与多样性。

3物源分析及特征

3.1样品观测统计方法及原理

沉积岩的成分蕴含着大量与地壳发展演化密切相关的信息， 其中砂岩的研究在沉积学领域一直 占有重要的位置。砂岩作为大陆的风化一沉积旋回产物，不仅直接记录了沉积物的母岩组合，改造强度及沉积环境等信息，而且因其碎屑组分与所处大地构造位置密切相关， 还可以反映区域构造演化背景。因此砂岩的碎屑组分及其时空变化，在一定程度上可以反演区域构造活动的强度、性质和延续一转变时间等[6]。根据砂岩的成分判断其物源区的性质与方向，进而探讨物源区的构造性质与物源的特征。

事实上 ，由于露头岩石样品不同程度地存在化学风化和成岩后期改造作用，因此详细 、 准确的砂岩骨架组分鉴定和统计对物源研究尤其重要，其可信度要大大优于化学分析资料[7]。针对永安地区保存比较完整的吉山中生界代表性剖面，进行了系统的砂岩样品采集和薄片鉴定统计。为了保证碎屑骨架组成统计结果的可靠性，本文采用Dickinsonet a1（1979）. 和Dickinson（1983）的经典方法。

3.2坂头组碎屑组分统计及物源特征

符合上述统计原理并参加作图的坂头组有效砂岩样品共11个，统计数据如表2。成分包括 ：单晶石英 （Q m ）、 多晶石英 （Qp ）、 长石 （F ）、 沉积岩岩屑 （Ls） 、火山岩岩屑（Lv） 、 变质岩屑 （L m）、 总岩屑（L ）、填隙物、胶结物与基质（M ） 、孔隙及其它。其它包括来源指数、流动指数、成熟度等。把模式分析各成分的结点个数换算成百分含量，其点计法统计结果和骨架三角图解模式分析结果分别见表2和图3。

砂岩骨架三角图解模式分析结果显示 ： 在 Qp—Lvm—Lsm 图中其物源以混合岩浆弧和断陷大陆边缘物源为主，但是随着火山岩岩屑的增加，出现少量的岩浆弧带的砂岩，有部分的岩石样品落在俯冲带复合体物源区中 ； Lm—Lv —Ls 图进一步反映永安地区坂头组主要为混合岩浆弧带物源，同时也有俯冲带复合体与缝合带混合物源，也伴随出现少量的岩浆弧带上的砂岩； Q—F—L 和 Qm —F—Lt图解侧面进一步显示坂头组砂岩物源主要来源于在回旋造山带、在回旋过渡带和岛弧过渡带及未切割岛弧带。由物源区与构造背景对比图进而证明了坂头组的砂岩为混合岩浆弧带物源与在回旋造山带物源（表3）。综上所述，坂头组砂岩主要来源于混合岩浆弧物源区和在回旋造山带物源区。

4结论

（1）永安地区白垩系坂头组砂岩碎屑组分。碎屑组分特征主要为：石英颗粒磨圆度较好。单晶石英含量一般为 9%一43%； 单晶石英比多晶石英更常见，多晶石英含量一般小于1%。长石颗粒含量总体都在10%以下。岩屑颗粒其总体平均含量也达到了59.0%岩屑种类也复杂多变主要为火成岩岩屑，其次变质岩岩屑。孔隙极少。填隙物基本上都以粉砂级粘土杂基为主。

（2）坂头组碎屑组分三角图解和物源分析结果显示 。坂头组受燕山运动的岩屑影响，永安地区的古陆发生伸展裂陷产生窄洋盆，为典型的深水沉积环境，形成一套由混合岩浆弧物源区和在回旋造山带物源区提供物源的大陆边缘河湖相陆源碎屑岩组合。坂头组砂岩具有混合物源，主要是混合岩浆弧带物源和在回旋造山带上的俯冲带复合体物源。

中央高校基本科研业务费专项资金（2652013042， 2652013128， 2652013131）；大学生创新创业训练计划项目（201311415056）资助。