川西坳陷上三叠统层序地层格架与地层分布特征

2022-09-11

引言

四川盆地上三叠统是一套巨厚充填地层,在作为层序地层研究选区方面,具备沉积序列及沉积体系配置明显且丰富的优势,其沉积伴随着盆地的稳定沉降和周边山系多期多向的构造挤压推覆,纵向上为“海相—海陆过渡相—陆相”的沉积序列,横向上则体现为沉降中心迁移以及表现出沉积体系配置不同等特点[1]。本次研究采用层序地层学方法,利用岩石地层、时间地层与生物地层资料,主要通过区域上三叠统的地层对比,对盆地的层序分界进行追踪和识别,建立起层序地层格架,分析其层序充填特征。

1.层序地层划分对比

四川盆地上三叠统的须家河组与川中、蜀南等地区的香溪群在坳陷的北、中、南段的地层对比问题,一直颇有争论。上三叠统不同的层序其沉积物充填特征、生物组合表现以及发育的沉积体系亦不相同。由于坳陷内须家河组各段地层厚度变化大,沉积组合横向变化快,无明显的划分对比标志层,为须家河组的统一划分对比带来相当大的难度,并直接影响对须家河组的进一步认识。

2.沉积充填特征

川西坳陷上三叠统可划分的六套Ⅴ级层序、四套Ⅳ级层序、三套中型层序(Ⅲ),不同的层序其沉积物充填特征、生物组合表现以及发育的沉积体系亦不相同[2],根据其沉积物的沉积特征,其沉积相表现出海相、海陆过渡相到陆相湖泊的变化过程。

(1)SQ1层序(马鞍塘组)。SQ1层序下段:生物碎屑灰岩夹泥页岩,厚119m;中段:中细砂岩及页岩,夹少量灰岩,厚120m;上段:粉砂岩夹泥岩及生物碎屑灰岩,厚91m。(2)SQ2层序(小塘子组)。SQ2层序属水进扩张准层序组EST,厚约135-452m,底部年龄220Ma,顶部年龄217Ma,经历了3Ma,沉积速率的151m/Ma,较SQ1层序沉积速率高3-4倍。(3)SQ3层序(须二段)。层序厚约500-800m,顶界距今215Ma,底界217Ma、经历2Ma,沉积速率250-300m/Ma。从整体看该层序西厚东薄,NE-SW薄而中段厚,初步统计厚达550m左右。(4)SQ4层序(须三段)。层序以T51为底,以T52为顶,最厚1200m左右。底界距今215Ma,顶界距今212Ma、延续3Ma,沉积速率660m/Ma左右。(5)SQ5层序(须四段)。层序以T52为底,以T53为顶,底界距今212Ma,顶界距今210Ma,延续2Ma,沉积最大厚度800m-1000m,沉积速率400-500m/Ma。(6)SQ6层序(须五段)。层序顶以T4或T41为界,底以T53为界,厚约200-400m。坳陷中心转移至大邑、名山、邛崃一带,由此向南、北、东三个方向均渐变薄。底界距今212Ma,顶界距今208Ma,沉积速率50-500m/Ma。

3.地层分布特征

从整个川西坳陷环境变化特征、构造演化等的沉积回应特征来看,须家河组二段在整个川西坳陷内是物源丰富、沉积环境能量较强、沉积环境主要为三角洲的一段沉积时期的沉积地层,砂岩含量高,砂岩/地层一般大于70%,其顶界与其上地层的分界十分清晰,因此是一个明显的岩石地层分界面;须家河组四段在底部主要为扇三角洲沉积物,为砾岩和其他粗粒砂岩,与下伏须家河组三段在弱水动力条件下沉积的页岩明显不同,因此该界面为一个明显的岩性界面;而须家河组四段在坳陷内须家河组中是砂(砾)岩含量偏高的一段地层,仅次于须家河组二段,发育的砂岩厚度一般较大、粒度偏粗,其顶部与其上须家河组五段泥岩、页岩为主的地层有明显差别。从岩石组合特征上可将该须家河组四分,该划分方法与传统上的须家河组划分方法相一致,即二段、四段以砂岩、砾岩为主,三段、五段以页岩为主。

(1)须家河组三段-须家河组二段

新场、孝泉地区地处川西坳陷中段,其岩石组合特征为:主要为砂岩,夹部分黑色页岩、碳质页岩等,单层砂岩厚度大,在该砂岩富集段之上,是厚度较大、以泥、页岩沉积为主的地层段,它反映了两套沉积物完全不同的沉积环境,故划分时把富砂岩层段的顶作为须家河组二段与须家河组三段的分界。

(2)须家河组四段-须家河组三段

须三段主要为黑色页岩、碳质页岩,厚度一般较小。其上为川西坳陷分布较为广泛的砾岩、砂砾岩为主的沉积地层,因此可以作为一个地质分界面,同时该界面也是一个明显的的岩石地层学分界面。据此,将须家河组四段与须家河组三段的分界面划分在须家河组中的大套砾岩、砂砾岩沉积底。

(3)须家河组五段-须家河组四段

须四段在孝泉、新场地区大约可细分为三段(由下到上分别称之为一亚段-三亚段),该段顶一般以厚层砂岩出现为界,之上为以泥页岩为主的须五段。一亚段以砾岩、砂砾岩和厚大砂岩为主,夹黑色页岩。该段中的砾岩层厚度变化大,西部厚,东部薄,单层砾岩厚度的变化特征也是西部厚,东部薄。本段厚度为210-220m。二亚段的岩性组合特征则以黑色页岩、部分碳质页岩为主,砂岩含量少。厚度为200-245m。三亚段以黑色页岩、部分碳质页岩为主,但其中的砂岩夹层多,单层砂岩厚度小。该段厚度在东、西部变化小,为240-245m。

(4)须家河组五段顶

须五段上部为深灰、黑色页岩,夹细、中粒岩屑石英砂岩、岩屑砂岩、粉砂岩、煤层(线)等;中、下部以黑色页岩、碳质页岩为主,夹粉砂岩、细粒岩屑砂岩、富岩屑砂岩、煤层(线)等,砂岩夹层厚度小。一般为512.5-574m。该段顶界主要通过以下标志与之上的侏罗系红层区分。

4.结论

总体而言,川西坳陷上三叠统划分为六套Ⅴ级层序、四套Ⅳ级层序、三套中型层序(Ⅲ),不同的层序其沉积物充填特征、生物组合表现以及发育的沉积体系亦不相同;研究区上三叠统须家河组从岩石组合特征上可以明显进行四分;对于川西坳陷须家河组以砂砾岩顶底为划分标志的段及岩石地层界面,穿时是绝对的,等时是相对的。

摘要：四川盆地川西坳陷上三叠统由于复杂的地层特征及沉积演化规律的多样性,其地层划分与对比方法众说纷纭,方案也比较多;主要体现在一直以来对盆地结构的认识不统一、分类比较混乱,因此对盆地整体进行分析和评价较为困难.本文旨在通过研究川西坳陷沉积地层的分布特征,结合层序地层对比,精细分析确定上三叠统层序地层格架与地层分布特征。

关键词：须家河组,层序地层,地层划分,沉积特征