龙门山北段观雾山组地层时代分布、沉积充填及其古地理意义

自四川盆地西北部(川西北)泥盆系观雾山组油气勘探取得重要进展以来,观雾山组的沉积储层研究受到了广泛重视。然而,由于观雾山组地层划分方案的变动和地层的穿时性,导致目前对观雾山组的时代分布和充填过程认识不清,从而影响了沉积古地理格局的恢复。本文以四川广元西北乡、潜溪河剖面泥盆系观雾山组牙形石生物地层研究为基础,结合区域古生物地层资料,认为江油马角坝以北的观雾山组绝大多数沉积于晚泥盆世早—中弗拉期,且地层沉积时间自南西向北东逐渐变晚。龙门山北段观雾山组具有自西向东、自南向北地层厚度减薄和地层时代变新的特征,表明来自扬子地台西部的古特提斯洋海水向东侵入龙门山地区,因地形差异和渐进式海侵形成了自南西向北东的超覆沉积。由于岩相分异,超覆沉积形成的观雾山组与金宝石组在区域上既表现为上下叠置关系,也表现为同期异相的相变关系。该研究不仅对约束川西北地区观雾山组地层时代提供了可靠的古生物证据,而且对认识龙门山地区泥盆系的充填过程、沉积古地理格局均具有重要意义。     

四川龙门山泥盆系北川桂溪—沙窝子剖面研究进展

<正> 龙门山区涪江支流平通河两岸的北川桂溪—沙窝子村之间(图1)泥盆系剖面出露良好,全长约13km,厚度达4700m,地层连续,层序清楚,化石分带明显而稳定,是我国泥盆系重要标准剖面之一。该剖面研究历史悠久。解放后,为适应矿产普查和地质填图进行了大规模研究。1956年乐森(王寻)从生物地层观点将龙门山泥盆系自下而上划分为:下泥盆统平驿铺石英砂岩、甘溪组;中泥盆统养马坝组、观雾山石灰岩;上泥盆统沙窝子白云岩、茅坝组。大部分地层单元名称取自该剖面。     

四川龙门山地区的峨眉地裂运动

通过对龙门山地区泥盆系厚度变化特征,二叠系碳酸盐重力流沉积、玄武岩喷发和放射虫硅质岩,三叠系岩相展布与辉绿岩地球化学特征的研究,结合灌县一带地壳深部高阻异常体的解释,认为在晚古生代至中生代早期(泥盆纪至晚三叠世),龙门山地区发生过强烈的地壳伸展运动—“峨眉地裂运动”。并提出龙门山地区峨眉地裂运动的形成机制.     

龙门山构造带中段实测剖面的古应力恢复

龙门山逆冲构造带由茂汶断裂带、北川-映秀断裂带和安县-灌县断裂带及其间夹块组成,这一NE向构造带印支期以来遭受了多期构造活动,形成了川西前陆盆地的多套粗碎屑岩记录。本文大致垂直主构造线走向,沿都江堰至耿达剖面进行了断裂滑动分析和古应力恢复。通过9个观测点12组断裂数据的古应力反演,并结合区域热年代学研究成果,获得了龙门山构造带三条主要断裂活动阶段的认识,包括早期NNW向区域挤压、中期SEE向区域挤压、以及晚期NNE、NNW两个方向区域挤压,推测它们依次与秦岭晚造山挤压（T3）、江南隆起挤压与青藏构造域联合（K1）及青藏构造域为主体（K以来）的区域构造控制有关。     

龙门山甘溪组谢家湾段风暴岩沉积特征及其意义

通过野外剖面测量、采样和室内鉴定,建立了甘溪剖面泥盆系岩石学、古生物学和沉积构造等沉积相标志,对甘溪剖面泥盆系甘溪组风暴岩进行系统研究。本剖面风暴岩沉积特征很典型,各种与风暴流有关的沉积构造非常发育,可划分出近源和远源风暴流沉积2个类型。风暴岩的发现有利于加深对该区沉积相的认识,风暴岩的频繁发育,表明研究区在泥盆系沉积时,曾经处于易受到古大洋气候影响的低纬度区域,由于风暴作用是瞬时间的等时性事件,风暴沉积序列可以作为"明显的等时意义"地层对比的重要标志。因此,该项研究成果对重塑龙门山地区古海洋学、古气候学的研究,对恢复古板块位置等都十分重要。     

川西北部泥盆系观雾山组沉积相新认识——以大木垭剖面与何家梁剖面为例

川西泥盆系观雾山组沉积相研究缺乏横向对比,沉积模式还存在争议。根据川西北部白家乡大木垭剖面与何家梁剖面实测成果,对中泥盆统观雾山组沉积相进行了分析,认为:大木垭剖面与何家梁剖面观雾山组为碳酸盐镶边台地沉积,期间发生短暂的碳酸盐缓坡化;桂溪剖面观雾山组同属碳酸盐台地边缘,观雾山组中段发育开阔台地深水沉积,并不是前人认为的潟湖沉积。研究区碳酸盐镶边台地包括台地边缘和前缘斜坡两种亚相,前缘斜坡亚相发育于何家梁剖面,以塌积岩沉积为标志。碳酸盐缓坡包括深水缓坡和浅水缓坡两种亚相。随着海平面变化,观雾山组碳酸盐岩发育三个沉积旋回,第一、第三沉积旋回为镶边台地沉积,第二沉积旋回为碳酸盐缓坡沉积。观雾山组沉积微相对储层的分布起控制作用:生物碎屑滩和上斜坡微相为有利储层发育相带;生物礁中在油气运移之前形成的溶蚀孔洞已被白云石和方解石充填,滩间微相泥质(泥晶)白云岩不利于溶蚀孔洞形成,这二者均不是有利储层发育相带。     

龙门山地地区泥盆纪层序地层及海平面变化——以四川北川桂溪剖面为例

志留纪末期的加里东运动使扬子板块与华夏板块基本上拼接联合为统一的华南板块,由于古特提斯洋北支向东扩张,泥盆纪时龙门山地区形成华南板块西北缘的被动大陆边缘.在这个比较稳定的构造背景下,以桂溪剖面为代表的稳定类型泥盆系大致可以划分为18个三级沉积层序(DS1-DS18),进一步可以归并为2个二级构造层序,对应于两次海侵高潮.层序地层划分表明龙门山地区在泥盆纪经历了一个从海侵作用初期的海侵碎屑岩沉积 (DS1-DS9) 到高水位碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积 (DS10-DS12),再到海退期清水碳酸盐岩沉积 (DS13-DS18) 的有规律的沉积演变过程,从而形成了一个复杂而有序的层序地层序列.这种沉积演变规律及海平面变化与隔陆相望的滇黔桂地区的泥盆系具有相似性.但龙门山地区的泥盆系比滇黔桂地区发育齐全,厚度更大,所以后者的泥盆系只能划分出13个三级层序.     

龙门山地区泥盆纪层序地层及海平面变化——以四川北川桂溪剖面为例

志留纪末期的加里东运动使扬子板块与华夏板块基本上拼接联合为统一的华南板块,由于古特提斯洋北支向东扩张,泥盆纪时龙门山地区形成华南板块西北缘的被动大陆边缘。在这个比较稳定的构造背景下,以桂溪剖面为代表的稳定类型泥盆系大致可以划分为18个三级沉积层序(DS1-DS18),进一步可以归并为2个二级构造层序,对应于两次海侵高潮。层序地层划分表明龙门山地区在泥盆纪经历了一个从海侵作用初期的海侵碎屑岩沉积(DS1-DS9)到高水位碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积(DS10-DS12),再到海退期清水碳酸盐岩沉积(DS13-DS18)的有规律的沉积演变过程,从而形成了一个复杂而有序的层序地层序列。这种沉积演变规律及海平面变化与隔陆相望的滇黔桂地区的泥盆系具有相似性。但龙门山地区的泥盆系比滇黔桂地区发育齐全,厚度更大,所以后者的泥盆系只能划分出13个三级层序。     

关于龙门山地区东吴运动的存在及其性质的认识

东吴运动是二叠纪的一次重要地壳运动,但对其位置、性质、发生时间历来都有不同的意见,而对于龙门山地区,更是很少有人专题涉及。近来,笔者等人对龙门山地区二叠系进行了实地考察,结合前人的研究成果,通过对该区地层缺失、不整合接触关系、沉积响应及火山岩分布等特征的分析,论述了龙门山地区东吴运动的存在及其性质。研究认为龙门山地区东吴运动主要表现为茅口组上部地层缺失;在茅口组和龙潭组之间普遍存在不整合面,并于不整合面的底界发现底砾岩;中、晚二叠世岩相古地理发生突变以及火山爆发等。其发生时间于晚二叠世早期至中期,即龙潭组沉积期,属于地壳的升降运动,并伴随龙门山南段玄武岩浆的爆发而结束。东吴运动结束了龙门山地区早二叠世以来的稳定地台沉积,使该区发生了强烈的岩相分异。     

贵州泥盆系碳酸盐岩沉积相

泥盆系地层在贵州分布广泛,发育完整,厚度大,沉积相变急剧。前人以地层划分对比为主要课题,对泥盆系作了大量工作。在此基础上,我们近年的研究着重于沉积相古地理,分析泥盆纪各世、期沉积相带的展布及其与油气的关系,寻找有利于油气生成与储集的相带。本文主要探讨中、上泥盆统碳酸盐岩的沉积环境。其依据是73年以来研测的地表岩相剖面20余条、四口石油深井的岩芯、岩屑资料及岩石薄片、光面4000余件。     

四川龙门山区泥盆纪海水来自何方

四川龙门山区的泥盆系以其发育完整、出露良好、厚度巨大、化石丰富、地层连续、层序清楚等特点驰名中外,尤其是北川桂溪—甘溪—沙窝子剖面的研究程度不断提高,已成为世界泥盆系分统分阶研究中不可多得的系统剖面。但长期以来对龙门山区泥盆纪时的古地理特点和海侵方向等关键问题,始终没有得到明确的、肯定的和统一的认识。本文就目前作者的认识,提出一些看法以供大家讨论。一、四川龙门山区泥盆系的特点为探讨龙门山区泥盆纪时海侵方向,海水通道,就有必要首先介绍龙门山区泥盆系空间分布格局、生物群特点及其与邻区的关系等,以作为分析的依据。 (一)龙门山区泥盆系的空间分布格局     

威远五峰组—龙马溪组页岩岩相展布及对水平井产量的影响

通过对威远地区14口评价井或导眼井五峰组—龙马溪组地层开展系统的笔石生物地层、岩相地层、测井响应、地球化学、元素地球化学等特征分析,证实了威远地区五峰组—龙马溪组古隆起的发育,指出古隆起发育控制页岩的厚度及岩相展布,明确优质页岩展布受古隆起发育控制,并提出水平井井位优化部署建议。主要结论如下:1）从生物地层、岩性地层、电性特征、地层厚度等方面证实在Z4-Z1—WY1—W5—WX井一带存在（水下）古隆起;2）不同时期地层分布及岩相主要受古隆起发育控制,隆起区及周边地层厚度薄,黏土矿物或碳酸盐矿物含量高,坳陷区沉积厚度大,硅质矿物含量高;3）威远地区五峰组页岩沉积期物源多来自其西部或北部,鲁丹阶早期以生物成因石英为主,物源较少,鲁丹阶晚期物源可能来自川南的黔中古陆,不同的物源方向意味着沉积体系的变化;4）鲁丹阶早期（LM1~LM3）地层储层品质最优,产量高,其储层参数平面展布受隆起发育控制,拗陷区域储层品质最好。建议以鲁丹阶早期地层为目标靶体实施水平井,优先部署该层段厚度较大区域水平井,尽量避开隆起发育区。     

龙门山中段观雾山组生态地层特征及意义

根据生态地层的基本原理及工作方法,将区内观雾山组划分为五个古生物群落,即Amboglossa-Emanuella群落,Septascolipora-Frachastraea群落,Variatrypa-Ypsilorhynchus群落,Stringocephalus群落及Zhonghuacoelia-Leiorhynchus群落,并讨论了各群落的生物组成、相对丰富度、生态环境及群落时限,在此基础上,建立了观雾山期生态地层格架.重新认识了龙门山区Ypsilorhynchus的时限.研究表明,生态地层能提高地层划分对比的精度及古生物化石的地层价值,为认识古环境及沉积盆地演化提供新资料.     

川西—川中上三叠统地层对比及层序特征

川西上三叠统的须家河组与川中香溪群地层对比问题一直富有争议,而且由于前陆盆地的活动性、不对称性、沉积中心的迁移性等特点让川西—川中地层的划分对比变得更加复杂和困难。本次研究重在借助钻、测井资料的层序地层学分析,并结合露头剖面和地震资料,寻找全区可对比的标志性的层序界面,然后根据地层叠置样式、岩性、岩相的变化以及古生物资料等细分出低位、湖侵和高位体系域,在连井剖面层序对比的基础上建立了川西—川中以四级层序为单元的等时层序地层对比格架,提出了合理的须家河组与香溪群地层对比方案。这对盆地范围的岩相古地理重建、沉积体系的展布、有利相带的预测、油气资源评价等的研究都有重要意义。     

四川宝兴灵关─金台山飞来峰泥盆纪地层古生物

首次详细地描述了灵关一金台山飞来峰泥盆纪地层剖面，将泥盆系划分为平驿铺组、甘溪组、养马坝组和观雾山组４个岩石地层单位，建立了４个腕足类组合带和２个珊瑚类组合带，并与邻区进行了对比。通过年代地层界线的讨论，初步认为该飞来峰内仅有下泥盆统和中泥盆统中下部地层。     

四川宝兴灵关─金台山飞来峰泥盆纪地层古生物

首次详细地描述了灵关一金台山飞来峰泥盆纪地层剖面，将泥盆系划分为平驿铺组、甘溪组、养马坝组和观雾山组４个岩石地层单位，建立了４个腕足类组合带和２个珊瑚类组合带，并与邻区进行了对比。通过年代地层界线的讨论，初步认为该飞来峰内仅有下泥盆统和中泥盆统中下部地层。     

四川龙门山地区中泥盆统金宝石组混合沉积特征

四川龙门山地区是中国泥盆系出露较好、研究程度较高的地区。中泥盆统金宝石组发育由碎屑岩、碳酸盐岩、混积岩组成的混积沉积。本研究以平武县平驿铺剖面和北川县甘溪剖面为切入点,基于实测资料和薄片观察对金宝石组沉积相开展详细研究,认为龙门山地区中泥盆统金宝石组发育河流、碎屑滨岸、陆棚和碳酸盐岩缓坡4种沉积相,沉积演化经历了2个沉积旋回。金宝石组以相混合和原地混合2种方式形成混合沉积。相对海平面的变化、陆源碎屑的供应、碳酸盐生产速率和古气候是引起相混合的主要控制因素,波浪和风暴浪则是引起陆源碎屑和碳酸盐组分混合沉积的主要作用方式。对金宝石组沉积序列、沉积特征及沉积演化过程的研究,有利于增进对龙门山地区泥盆系沉积古环境的认识。     

四川类前陆盆地须家河组层序—岩相古地理特征

通过对四川盆地的构造格局和盆—山耦合关系分析,确定该盆地属于类前陆盆地,晚三叠世须家河期具备以川中古隆起为中心的,由川西坳陷、川东北坳陷、渝东—川东南坳陷三个盆—山耦合次系统组成的“三坳围一隆”构造—沉积格局。以盆缘地表及盆地内钻井剖面的须家河组和香溪群地层划分、沉积相和层序地层分析、基准面旋回划分及区域等时对比为依据,将须家河组划分为全盆地范围内可追踪对比的2个超长期（SLSC1—SLSC2）和5个长期（LSC1—LSC5）基准面旋回层序。以此为基础,选择各长期旋回层序上升和下降半旋回相域为等时地层单元编制四川盆地层序—岩相古地理图。编图结果表明须家河组各时期岩相古地理面貌、相带展布规律和沉降—沉积中心及其迁移方向,严格受龙门山和米仓山—大巴山两造山带非同步的、但交替发育的逆冲推覆作用与“三坳围一隆”构造—沉积格局控制,盆—山间的耦合关系具有造山带隆升蚀顶与盆地横向生长、沉降、充填的物质循环平衡过程。这一独具特色的构造—沉积格局始终控制着须家河组各超长期、长期旋回层序的沉积充填作用,古地理面貌、生储盖组合特征和围绕川中古隆起为中心的油气成藏规律。     

大川中地区须家河组层序-岩相古地理研究

四川盆地上三叠统须家河组油气勘探开始于20世纪40年代,其中须二段、须四段、须六段是主要勘探目的层段,也是盆地周边地区寻找新气源最有利层位之一。根据钻井岩心观察、野外剖面实测和室内镜下岩石薄片鉴定分析,并结合岩石学、测井及地震等沉积相标志研究,确定大川中地区须家河组主要发育扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊等沉积相带,进一步划分出若干亚相和微相。利用高分辨率层序地层学理论和技术,在须家河组识别出2个超长期和5个长期基准面旋回层序。以沉积学理论为指导,选择各长期旋回层序为等时地层单元编制四川盆地层序—岩相古地理图。编图结果表明,须家河组5个长期岩相古地理沉降中心、迁移方向和沉积相带的展布严格受龙门山和米仓山—大巴山两造山带非同步的构造格局控制。     

印支期龙门山断裂带的逆冲-推覆构造和沉积响应

伴随着华南、华北和羌塘地块在中—晚三叠世的俯冲—碰撞,古特提斯洋逐渐消亡,在龙门山及其前陆盆地发生了广泛的构造和沉积事件,统称为印支造山运动。然而,这期重要的造山事件普遍叠加有新生代印度与欧亚板块俯冲碰撞所引起的相似的北西—南东向构造挤压作用,使得印支期的构造活动对奠定龙门山初始构造和地貌特征,乃至对新生代构造活动的深远影响难以区分。对青藏高原其他边界的研究表明,只有通过多种手段从多个角度才能认清造山带形成的真实历史,而近些年来在龙门山地区开展的深地震探测、主断裂和飞来峰定年、前陆盆地沉积序列和沉积作用以及大地热流分布的研究则为我们进一步揭示印支初期龙门山断裂带构造活动本质提供了全新的视角。深地震反射剖面和最新的定年结果揭示龙门山地区在印支期发生了大型逆冲—推覆作用,在此期间,形成了两条主要断裂带,并直至后碰撞造山时期,形成了多期次的山前飞来峰构造。龙门山断裂带在印支期的大型逆冲—推覆构造活动,引发了大量的陆源碎屑沉积物涌入到四川前陆盆地中。强烈的断裂活动还引发了区域大地震的发生,在四川盆地西缘未完全固结沉积地层中形成了软沉积物变形。综合以往的研究结果,我们认为龙门山早期的逆冲—推覆和青藏高原东缘大地热流的升高伴随有区域岩石圈底部的拆沉导致软流圈高温物质的上涌。这种早期的构造格局对龙门山断裂带在新生代构造地貌的最终形成产生了深远的影响。