开江-梁平海槽两侧飞仙关组沉积相及沉积模式分析

徐永烨

成都理工大学沉积地质研究院 四川 成都 610059

1 区域地质概况

根据四川盆地内部现今构造分布特点，将其划分为川西坳陷低陡、川中平缓和川东南斜坡高陡三个大的构造区和川东高陡褶皱带、川南低陡褶皱带、川西南低陡褶皱带、川西低隆褶皱带、川北低褶皱带和川中平缓褶皱带六个次一级构造区。研究区构造上隶属于川东高陡褶皱带。川东高陡构造带地形地势错综复杂，构造应力变化大，导致区内褶皱和断裂发育，背斜核心部位主要为中生代地层，主要为二叠系-三叠系的碳酸盐岩，地层倾角大（30°～70°）造成向斜发育成谷，局部地区向斜地势较平整（倾角15°～30°）。川东地区地表共分布有7排东北向的长条形高陡背斜带，背斜核部地层与翼部产状倒转甚至直立的地层高程相差明显，可达500～800m不等。由于区内断层、褶皱等多呈北东或者北北东方向发育，地势起伏大，故被称为高陡背斜。

川东地区发育地层多，分布面积广，虽有部分缺失但保存相对较好。川东地区三叠系划分为下三叠统（飞仙关组、嘉陵江组）、中三叠统（雷口坡组）和上三叠统（须家河组），针对川东地区下三叠统飞仙关组开展相关研究。

2 沉积相特征及沉积模式

2.1 沉积相划分

根据野外剖面、室内镜下岩石薄片鉴定分析等，对飞仙关组进行了沉积相研究，确定研究区飞仙关组为碳酸盐岩台地沉积体系，共划分出局限台地、开阔台地、台地边缘、台地前缘斜坡、海槽等沉积相类型。

2.2 沉积相特征

2.2.1 蒸发台地

位于局限台地向陆一侧的潮上沉积区，该相带盐度高、水循环差，古地貌较高或长期出露地表，蒸发作用强烈，以沉积石膏、膏云岩、云膏岩为主，各种潮汐层理、暴露溶蚀构造常见，主要发育于飞仙关组四段。

2.2.2 局限台地

局限台地发育于台地内部或台地边缘等起障壁作用的礁、滩体之后，由于广海向陆推进的波浪作用在受到台地边缘和台内地貌高地的消能作用后，到达台地内部近陆一侧时，能量受到削弱，在台地内部局部地貌高地的限制下，水体循环受到限制，并造成盐度偏高，古生物贫乏，种类单调。岩石类型以页岩、泥灰岩及灰岩为主，偶见薄层泥质云岩，亦见暗紫色灰质页岩与深灰色灰岩不等厚互层，顶为泥灰岩与上覆地层嘉一段呈渐变接触。可细分为潟湖和潮坪两个亚相。

2.2.3 开阔台地

开阔台地一般位于局限台地与台地边缘之间，水体较浅，与广海连通性好，水体循环通畅，盐度正常，各门类生物繁盛。该相带广泛分布于飞仙关期，沉积物以各种生物骨屑及灰泥为主，水动力高能地带往往富集生屑、砂屑、砾屑、鲕粒等颗粒沉积。岩石类型主要有泥晶灰岩、（含）生屑泥晶灰岩、亮晶鲕粒灰（云）岩、亮晶砂屑灰岩等，颜色为浅灰色—深灰色，单层厚度一般以中层为主，常发育水平层理、波状层理、交错层理、生物扰动等沉积构造。开阔台地可进一步划分为台内滩和潮下两个亚相。

2.2.4 台地边缘

台地边缘位于碳酸盐台地与斜坡相带之间高出台地背景的狭窄地区，是波浪和潮汐作用改造强烈的高能地带，沉积界面位于浪基面附近，普遍发育生物礁及颗粒滩。平面上沿开江—梁平海槽、城口—鄂西海槽及川东孤立台地周缘呈环带状分布。研究区台地边缘滩体主要发育在飞仙关组中下部，沉积物以鲕粒为主，亮晶胶结，常有白云化现象。主要微相类型为鲕粒滩和滩间。

2.2.5 前缘斜坡

台地向深水盆地的过渡地带，位于正常浪基面之下，氧化界面附近，水深一般大于100m。水体总体上比较安静，温度低，透光性差，底栖生物少。该相带发育于飞仙关组中下部，沉积物以原地灰泥和滑塌沉积为主，岩性主要为薄—中层泥质灰岩、泥晶灰岩夹钙质泥岩、页岩及滑塌成因的各种角砾岩，颜色呈杂色到灰、深灰色，发育重力流构造、滑动变形层理等，见少量双壳类、腹足类、菊石类化石。

由于斜坡紧邻台地边缘带，其类型受碳酸盐台地边缘发育程度的控制，台地边缘相带的不同地段，或同一地段的不同时期，可造成斜坡相带倾角的变化。长兴期，在拉张背景下基底断块的差异升降分化，沉积环境从早二叠世碳酸盐缓坡逐渐演化为晚二叠世槽台格局。研究区长兴早期没有表现出十分明显的台缘坡折，表现为区域性缓倾斜坡，其沉积坡度较小，宽缓不规则，沉积剖面可以由加积型到进积型，顺着平缓的古斜坡向下沉积。在斜坡主要发育细粒碎屑流—浊流成因的灰色薄层—中层细砾屑灰岩、砂屑灰岩，呈夹层状或互层状存在于较深水斜坡沉积的灰、深灰色泥质灰岩、泥晶灰岩、灰质泥岩中，发育韵律层理。由于后期由碳酸盐建隆所起的障壁作用，影响了海水的能量、温度和化学作用，以及生物的活动性，同时也增强了台地边缘地形起伏，并使边缘变得更陡。当碳酸盐建隆进一步向上和向前营建或加积，台缘—斜坡地形坡度增大（可逐渐演变成陡崖），发育重力流角砾岩等沉积，沉积物相对较粗，大小混杂，分选差。根据长兴—飞仙关期斜坡倾斜坡度发育程度进一步分为缓斜坡和陡斜坡。

2.3 沉积模式分析

飞仙关早期，区域上发生大规律海侵，台地范围大面积缩小。此时，研究区仍为“台—槽”沉积格局，东侧台地四面被深水所围限，具有孤立台地沉积特征，西侧具有连陆台地沉积特征，见图1。飞仙关中-晚期，由于海平面的下降以及强烈沉积作用，研究区孤立台地和连陆台地不断增生，直接导致海槽逐渐被填平补齐，最终全部演变为浅水台地相，并最终实现孤立台地与连陆台地连为一片，转变为连陆碳酸盐台地。在海槽不断填平补齐过程中，海槽西侧台地内的浅滩不断的向海槽方向迁移，东侧滩体主体以加积作用为主，到飞仙关组末期，均以向东迁移为主要特征。

图1 飞仙关组沉积模式

3 结束语

根据岩心、室内镜下岩石薄片鉴定，结合岩石学等沉积相标志研究，确定了研究区飞仙关组的台地沉积模式，并进一步划分出局限台地、开阔台地、台地边缘、台地前缘斜坡、海槽等相类型及若干亚相和微相类型。总结出研究区飞仙关早期西侧为孤立台地，东侧为连陆台地，后期随着海槽的不断填平补齐，演变为碳酸盐岩台地的沉积模式。