北川甘溪地區下泥盆統平驛鋪組層序特征

(1.成都理工大學 四川 成都 610059；2.西南石油大學 四川 成都 610500)

一、引言

川西地區的龍門山泥盆系是中國研究泥盆系地層的經典地區之一，并以北川甘溪剖面最具代表性。該剖面不僅泥盆系地層出露好、厚度大、化石豐富和門類齊全，生物地層、巖石地層、年代地層以及生態地層格架已有悠久的研究歷史，而且巖石或生物、年代地層單元劃分標志與區域對比依據充分。同時，該剖面泥盆系地層旋回性變化規律明顯，沉積相類型極其豐富多彩，多種沉積相類型均有不同程度的發育，因而又是開展露頭層序地層學研究的理想地區。結合前人研究成果，在巖石地層研究的基礎上，本文對平驛鋪組剖面進行了詳細的層序地層研究。

二、研究區概況

泥盆紀龍門山地區位于上揚子板塊北西邊緣，沉積盆地具被動大陸邊緣的拉張伸展型開闊海灣盆地性質。該地區的泥盆系地層可劃分為穩定型濱淺海和次穩定型半深海兩種沉積相區，北川甘溪剖面主體位于穩定型濱淺海沉積相區。沉積基底為淺變質的中志留統韓家店組陸棚相的砂泥質板巖和千枚巖，兩者呈微角度構造不整合接觸關系不僅泥盆系地層出露良好，沉積層序連續，而且剖面中無大的斷層和明顯的地層缺失。

下泥盆統平驛鋪組屬前濱到近濱以及湖環境，位于三角洲前緣的位置，可見豐富的楔狀交錯層理、水平層理以及砂紋層理。平驛鋪組上超于泥盆系基底的千枚巖地層之上，主要為一套海陸過渡相沉積，是泥盆系三級旋回高位體系域。發育砂巖頁巖互層、含碳質泥頁巖、硅質膠結致密的石英砂巖以及有透鏡狀，波狀，脈狀層理砂巖。沉積體系發育浪控三角洲和砂壩沉積，沉積構造豐富。

三、平驛鋪組層序特征

層序是指頂底以不整合面及與之可對比的整合面為界的、一套相對整一的、成因上有聯系的地層，它是層序地層學分析的基本地層單元。根據層序邊界類型、準層序的堆砌樣式及其在層序中的位置等標準，可將一個層序細分為低位體系域、海侵體系域和高位體系域，以及陸架邊緣體系域等基本類型。根據沉積濱線坡折帶處海平面沉降速率與盆地沉降速率之間的關系以及層序邊界類型，亦可將層序劃分為Ⅰ型和Ⅱ型兩種類型的層序。其中Ⅰ型層序由低位體系域、海侵體系域和高位體系域疊加組成，層序底界為Ⅰ型不整合界面及對應的整合面；Ⅱ型層序由陸架邊緣體系域和海侵體系域、高位體系域疊加組成，層序底界面為Ⅱ型不整合界面及對應的整合界面。

該剖面中均可見到Ⅰ型和Ⅱ型層序，體系域完整，演化規律明顯。據野外實測及露頭上層序界面的識別，認為平驛鋪組包括三個三級層序，桂溪段為Ⅰ型層序，木耳場段為Ⅱ型層序，觀音廟段、關山段為Ⅱ型層序，其體系域演化均為完整的三級層序體系域演化(圖1)。

(一)桂溪段。桂溪段為平驛鋪組的第一個三級層序，屬于Ⅰ型層序，相比Ⅰ型層序，Ⅱ型層序大部分為整合接觸，形成剝蝕，暴露下切，卸載形成低位扇，為陸棚邊緣體系域。主要劃分為高位體系域-海泛面-海侵體系，在桂溪段的高位體系域中主要發育碳質泥頁巖以及石英砂巖，主要發育砂壩沉積，沉積相主要為潮控三角洲相，適應砂巖具透鏡狀、波狀、脈狀層理。

(二)木耳廠段。該段為第二個三級旋回，屬于Ⅱ型層序，為障壁海岸沉積，側向延伸遠，一石英砂巖為主。往組段向上，沉積相變化為間灣三角洲-前濱，在高位體系域中由濱岸沉積向浪控三角洲的變化，其中最大海泛面的標志為發育陸棚相泥巖，濱前沉積體系中層面具有對稱浪成波痕的砂紋層理和楔形層理，流水細層的傾向以及流水方向是單一的，是定向的波紋，即浪成砂紋，往復“人”字型斜交。其中單向水流的特征包括板狀斜層理、細層傾向以及頂平下凹的槽模交錯層理。

(三)觀音廟段、關山段。此段為第三個三級旋回，屬于Ⅱ型層序，高級旋回最大，該體系中的高位體系域主要以前三角洲到三角洲前緣的席狀砂、厚層砂巖以及透鏡狀疊加為標志，沉積相演變為三角洲平原-河控三角洲，泥砂巖互層作為最大海泛面。

圖1 北川甘溪剖面泥盆系地層劃分、層序及相對海平面變化示意圖