米倉山-大巴山前緣上三疊統(tǒng)須家河組四段礫巖特征及其對(duì)物源的指示

1、911膂地質(zhì)論評(píng)GEOLOGICALREVIEWVJanok592N。o1米倉山一大巴山前緣上三疊統(tǒng)須家河組四段礫巖特征及其對(duì)物源的指示淡永’，林良彪，鐘怡江，范昱，41)中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，廣西桂林，541004；2)國土資源部／廣西巖溶動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西桂林，541004；3)成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都，610059；4)中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊，830011內(nèi)容提要：米倉山一大巴山前緣上三

2、疊統(tǒng)須家河組四段(須四段)中廣泛發(fā)育一套礫巖，根據(jù)野外剖面和鉆井剖面研究，發(fā)現(xiàn)礫巖為一套沖積扇礫巖，分選較差，磨圓相對(duì)較好，厚度為0—70m并由北東向南西減薄。偏光顯微鏡鑒定發(fā)現(xiàn)須四段礫巖以硅質(zhì)巖礫石為主，含碳酸鹽巖礫石、沉積石英巖礫石、(變)粉砂巖礫石及火山巖礫石，對(duì)火山巖礫石研究認(rèn)為，南秦嶺地區(qū)奧陶系一志留系火山巖為其母源。在結(jié)合硅質(zhì)巖、(變)粉砂巖等礫石母源探討后，認(rèn)為須四段礫巖應(yīng)來源于南秦嶺地區(qū)，而礫石沉積時(shí)其母源區(qū)至少存在南華

3、系一志留系地層。物源方向及母巖的確定可能對(duì)研究晚三疊世時(shí)期四川盆地演化、沉積環(huán)境及川東北地區(qū)須家河組有利油氣儲(chǔ)層展布等問題有重要意義。關(guān)鍵詞：川東北；四川盆地；上三疊統(tǒng)須家河組；火山巖礫石；南秦嶺在山脈形成的過程中，大量礫石堆積在山前帶或山前盆地中，一方面它們記錄了造山歷史，另一方面礫石是母巖遭受破壞的最初產(chǎn)物及最粗級(jí)碎屑，因此它們也可以反映母巖的性質(zhì)(趙紅格和劉池洋，2003；施振生等，2010)。自晚三疊世以來在米倉山一大巴山前緣發(fā)

4、育多套礫巖層，其中上三疊統(tǒng)須家河組四段(以下簡稱須四段)礫巖是時(shí)代最老的一套，這套礫巖沉積于晚三疊世四川盆地從海相向陸相過渡的關(guān)鍵時(shí)期，因此這成為研究四川盆地、秦嶺地區(qū)地質(zhì)演化及該地區(qū)須家河組物源的重要依據(jù)。前人曾對(duì)該套礫巖有一定研究(王金琪，1990，2003；郭正吾和鄧康齡，1996；李智武，2006；劉樹根等，2006；林良彪等，2011；施振生等，2010；謝繼容，2006)，但研究多局限在局部野外露頭剖面的宏觀觀察分析，忽略了

5、區(qū)域上礫巖對(duì)比研究及一些微觀特殊現(xiàn)象。在米倉山一大巴山物源研究中，物源方向上國內(nèi)地質(zhì)家們利用各種方法研究的結(jié)果基本一致，物源來自于大巴山核部(淡永o)。但在源巖問題上存在爭議，郭正吾和鄧康齡(1996)利用硅質(zhì)巖、石英巖礫石分析，推測(cè)母巖可能為南秦嶺泥盆系，但是劉樹根等(2006)、李智武(2006)等認(rèn)為現(xiàn)今在北大巴山地區(qū)未有晚古生代地層出露，因此這樣的推測(cè)也值得懷疑?；谝陨显?，本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)米倉山一大巴山前緣多條

6、露頭剖面和多口鉆井進(jìn)行區(qū)域上全面的野外觀察和室內(nèi)顯微薄片分析，并展開橫向?qū)Ρ?，研究該套礫巖的分布發(fā)育特征、沉積環(huán)境等問題，重點(diǎn)對(duì)礫巖的組分進(jìn)行鑒定并首次分離出火山巖礫石，為米倉山一大巴山地區(qū)須家河組物源的判斷提供依據(jù)。1地質(zhì)背景米倉山一大巴山前緣地區(qū)位于四JII盆地東北部，區(qū)域構(gòu)造上屬于秦嶺造山帶與四川盆地的接觸地區(qū)(圖1)，其北為米倉山構(gòu)造帶，東為大巴山弧形構(gòu)造帶。該地區(qū)現(xiàn)今的構(gòu)造格局是在中三疊世以來揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞后逐漸擠壓形

7、成的(李智武，2006；劉樹根等，2006)，經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)及喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)。多次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得米倉山一大巴山地區(qū)發(fā)生了多次擠壓變形，造山初期米注：本文為國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)40739901)和中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(編號(hào)2012001)的成果。收稿日期：20120307；改回日期：20120902；責(zé)任編輯：黃敏。作者簡介：淡永，男，1986年生。碩士，實(shí)習(xí)研究員。主要從事沉積地質(zhì)與古巖溶油氣

8、地質(zhì)研究。Email：danyong@karstaccn。第1期淡永等：米倉山一大巴山前緣上三疊統(tǒng)須家河組四段礫巖特征及其對(duì)物源的指示17有植物化石，層理欠發(fā)育(圖3a)；鉆表1米倉山一大巴山前緣須四段礫巖基本特征統(tǒng)計(jì)井剖面中，馬201井須四段礫巖巖芯TbTh0ng。m。te’“‘hac一‘。m。4‘hMmbm一般呈灰色，砂質(zhì)充填，砂巖透鏡體發(fā)xujhF。珊廿。n，uppTriassicnthfr0“。Mang—DbM?！啊皌aj“育(

9、圖3b)。累計(jì)厚剖面或井礫徑分選性磨圓度度(m)南江橋亭以0～4cm為主，部分礫徑達(dá)6～8cm較好次圓一圓37通江諾水河以0～4cm為主，部分礫徑達(dá)6～8cm較好次棱角一次圓6萬源黃鐘一般6—15cm較差次棱角一次圓64馬201井以05～5cm為主，部分礫徑達(dá)7cm較差次圓一圓52消失、須五期泥頁巖的大量出現(xiàn)為界。2測(cè)點(diǎn)和樣品采集考慮到須家河組的出露情況，本文重點(diǎn)選擇了南江橋亭、通江諾水河及萬源黃鐘3地的須四段進(jìn)行了礫巖層實(shí)測(cè)、礫石統(tǒng)計(jì)

10、分析及樣品采集等工作。在具體礫石統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，采用國內(nèi)礫巖分析先進(jìn)方法(閏臻，2005；杜德文，2000；汪勁草，1999)，在礫巖層厚度大、保存較好的位置選擇150顆礫石，進(jìn)行成分、磨圓度、礫徑等分析，同時(shí)選取2～3個(gè)礫巖做室內(nèi)鑒定。盆地內(nèi)由于須家河組未有出露，主要借助馬201井、河壩102井等巖芯進(jìn)行觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)采取礫巖樣。無論野外露頭剖面樣品，還是鉆井巖芯礫巖樣，均磨制成大薄片，并在偏光顯微鏡下進(jìn)行詳細(xì)的組分鑒定。3礫巖特征

11、31分布在四川盆地北東部的米倉山一大巴山前緣，須四段礫巖廣泛分布，在山前野外露頭和盆地鉆井中均發(fā)現(xiàn)了這套礫巖(圖3a，圖3b，圖3c)，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)(表1)厚度為0～70m之間，橫向厚度變化較大。最厚處在大巴山前緣萬源地區(qū)，礫巖累計(jì)厚達(dá)64m，而米倉山前緣通江諾水河地區(qū)不足lOre，進(jìn)入盆地鉆井揭示馬201井附近也達(dá)到50m，在河壩102井地區(qū)礫巖層僅有2m，在更南的鉆井中這套礫巖就消失了，因此這套礫巖整體具有由西向東、由南向北增厚的特征(

12、圖2)。32礫巖基本特征在露頭剖面上須四段礫巖一般為灰黃色、灰黑色，多呈塊狀，礫石支撐，砂質(zhì)充填，砂巖透鏡體發(fā)育，并見有泥巖夾層，泥巖中產(chǎn)萬源黃鐘剖面礫石礫徑稍大，一般為6～15cm，占統(tǒng)計(jì)的80％以上；而南江橋亭和通江諾水河剖面礫徑稍小，一般為0～4cm，占統(tǒng)計(jì)的85％以上，少數(shù)能達(dá)到6～8cm(圖3a，圖3c，圖4)。馬201井與通江諾水河和南江橋亭剖面礫石礫徑相近，一般為0～4cm，占統(tǒng)計(jì)礫石數(shù)的72％，最大為7cm(圖3b)；河

13、壩102井礫巖層減薄，以砂質(zhì)礫巖為主。通江諾水河與南江橋亭礫石分選相對(duì)較好，而馬201井及黃鐘剖面較差。通江諾水河及萬源黃鐘須四段礫石磨圓度為次棱角一次圓，而南江橋亭及馬201井須四段礫石磨圓度相對(duì)較好，為次圓一圓。整體上米倉山一大巴山前緣須四段礫石磨圓相對(duì)較好，說明礫石經(jīng)歷了相對(duì)長距離搬運(yùn)。礫向分析可以判斷古水流方向(何建坤等，1997)。由于研究區(qū)后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，須四段礫巖層發(fā)生了傾斜，所以必須把最大扁平面產(chǎn)狀校正到原始沉積的狀

14、態(tài)。根據(jù)以上原則，在對(duì)萬源地區(qū)礫向分析時(shí)(何建坤等，1997)，經(jīng)地層復(fù)平后，礫石扁平面傾向極密為30。／_31。(圖5)，表明古水流實(shí)測(cè)剖面干亍政區(qū)ve盆地n邊bou界n鉆井dillistudiedsect~onadmlnlstratiareabasinboundarypetrolellmnilmgVea圖2米倉山一大巴山前緣上三疊統(tǒng)須家河組四段礫巖等厚圖Fig2Theconglomeratedistributionmapofthe4