北川甘溪泥盆剖面沉积及层序特征分析

杨 哲 万元博 李 成

（成都理工大学地球科学学院，四川 成都610059）

1 区域构造特征

北川甘溪泥盆系剖面位于龙门山山前褶冲带内，横穿唐王寨向斜北西翼，具被动大陆边缘沉积盆地性质[1-2]。泥盆系沉积与志留系陆棚相砂泥岩沉积呈微角度构造不整合接触，与上覆下石炭统呈连续沉积。甘溪剖面全长约13公里，分布在绵平公路上，易于观测。

2 剖面岩性特征及沉积环境分析

北川县甘溪泥盆系剖面岩性组合特征较为复杂。泥盆统下部的平驿铺组以砂、泥岩互层组合为主。白柳坪组、甘溪组、谢家湾组和养马坝组以砂、泥、灰岩互层为主；中统下部的金宝石组亦由砂岩、泥岩、灰岩组成，中砂岩厚度减薄但粒度变粗，灰岩厚度增大生物礁相沉积增强；上部的观雾山组由砂岩、页岩、泥晶灰岩－生物礁灰岩组成；土桥子组以沉积碳酸盐岩为主，由生物屑泥晶灰岩、泥灰岩的韵律薄互层组成，中上部发育砾状白云岩、生物屑白云岩、含泥灰岩、生物礁灰岩、白云岩。沙窝子组和茅坝组由白云化颗粒灰岩、白云岩、泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩组成。

按照各组岩性组合特征及古生物学标志识别出了三角洲、滨岸、浅海陆棚、斜坡、碳酸盐台地5种沉积环境[3-4]。其中下统平驿铺组为三角洲平原-滨岸环境，白柳坪组、甘溪组、谢家湾组、养马坝组为浅海陆棚环境，中统金宝石组为滨岸环境，观雾山组和土桥子组为碳酸盐斜坡环境，上统沙窝子组和茅坝组为碳酸盐台地环境（表1）。

图1 甘溪剖面层序界面物质表现特征

3 层序特征

3.1 层序界面识别

剖面中共识别出了6种层序底界面的物质表现形式：古风化壳、渣状层、河流回春作用面、古喀斯特作用面、上超及下超面和岩性、岩相转换面。①古风化壳是地壳表面的岩石由于长期风化作用，而形成的残留物，表明构造的相对抬升或是海平面的下降，是较典型的层序界面。谢家湾组与养马坝组之间，平驿铺组与白柳坪组之间，以及关雾山组与金宝石组之间的界面均发育古风化壳（图1a）。②陆棚中泥岩较易受流水侵蚀作用而形成深切河谷。观雾山组河流相砂体直接上覆于金宝石组滨岸砂坝砂体之上,是较典型的河流回春作用。③渣状层发育于大范围海平面下降时期。沉积物尚未固结成岩即受到大气淡水淋滤溶解和强烈的风化剥蚀作用，变得异常疏松，形成渣状的土壤。金宝石组内部渣状层较发育。④古喀斯特作用面是在地质历史时期中经历了古岩溶作用后，被后来的沉积物所覆盖的作用面。谢家湾组顶部便发育典型的古喀斯特作用面。⑤上超面或下超面是指后期沉积层与前期沉积层之间的上超或下超接触关系，上超面是由于海平面下降后又上升的转变过程形成的产物，而下超面的形成过程则与之相反，在金宝石组以及白柳坪组中发育较多（图1b）⑥凝缩段是最大海泛面时缓慢沉积的产物，主要表现为黑色页岩、生物化石层及瘤状灰岩。黑色页岩在谢家湾组、平驿铺组地层组中较为发育（图1c），大多为深海陆棚及台盆环境的产物。生物化石层是生物密集发育的典型的凝缩段的物质表现形式，包括珊瑚、层孔虫以及腕足,以及发育于白柳坪组的遗迹化石等（图1d）。瘤状灰岩是最大海泛期形成的，作为金宝石组凝缩段的重要标志。

表1 甘溪剖面泥盆沉积沉积环境及体系域特征

3.2 体系域演化

剖面泥盆系地层总体分为长周期渐进海侵和长周期渐进海退2个过程（表1）。下统的平驿铺组和白柳坪组为低位体系域向海侵体系域的发展时期，中统表现为高位体系域，水体不断加深，而上统仍然为高位体系域但表现出缓慢海退的特征。龙门山区泥盆纪的沉积演化，受全球海平面变化控制，具有一定的全球对比意义。总体表现为快速海进和缓慢海退的特点。龙门山区泥盆纪所处的被动大陆边缘拉张伸展活动和海平面升降幅度的特殊环境，形成了拉张断陷幅度大、沉积物供给充沛、堆积速度快、沉积环境多样、层序地层演化复杂的特点。

4 结论

通过对北川县甘溪泥盆系剖面的实地观测，分析其岩性组合特征及古生物学标志，结合前人资料，认为泥盆系依次发育三角洲、滨岸、浅海陆棚、斜坡、碳酸盐台地5种沉积环境。识别出了古风化壳、渣状层、河流回春作用面、古喀斯特作用面、上超及下超面和岩性、岩相转换面6种层序底界面物质表现形式，被动大陆边缘拉张伸展活动和海平面升降幅度的特殊环境，是龙门山泥盆系沉积环境多样和层序地层演化复杂的主要原因。

［1］李祥辉，刘文均，郑荣才.龙门山地区泥盆纪海平面升降规程、频幅及对比.成都理工学院学报［J］，1998，25（4）:495-501.

［2］卢武长，崔秉荃，杨绍全，等.甘溪剖面泥盆纪海相碳酸盐岩的同位素组成曲线.沉积学报［J］，1999，12（3）:12.

［3］田景春，陈洪德，覃建雄，等.层序底界面的物质表现形式—以中国南方海相震旦系—中三叠统为例.沉积学报［J］，2003，21（4）:675—682.

［4］田景春，陈洪德，张翔，等.凝缩段特征及其与烃源岩的关系—以中国南方海相震旦系—中三叠统为例.石油与天然气地质［J］，2006，27（3）:378—383.