貴州大方地區龍潭組沉積相類型及其特征

趙 利，趙 聰，羅海金，姚華龍，魯 霞

（四川省核工業地質調查院，四川成都 610052）

1 地質背景

研究區位于揚子地臺西南部黔中隆起北緣，受區域構造應力場影響，研究區構造線方向與區域構造線一致，主要為北北東向和北東向[1，2，4，5，6]。構造發育以褶皺為主，斷層次之。研究區發育三套古生代暗色泥頁巖，分別為下寒武統牛蹄塘組（C1n）、中二疊統梁山組（P2l）和上二疊統龍潭組（P3l）。其中，龍潭組分為兩個巖性段：龍潭組第一段（P3l1）主要為灰、灰褐色泥頁巖、含炭質泥頁巖、黑色炭質頁巖、粉砂質泥巖，夾灰褐色薄-中層狀泥質粉砂巖、黃褐色菱鐵礦粉砂巖等，底部為一層黃褐色黏土巖，含灰巖礫石或團塊，具古風化殼特征。泥頁巖頁理層間常夾有堅直櫛羊齒、枝脈蕨、苛達木等植物和個別腕足類、雙殼類等化石。龍潭組第二段（P3l2）主要為灰、灰褐、灰綠色薄-中厚層狀粉砂巖、泥質粉砂巖、菱鐵礦粉砂巖與褐灰色泥巖、粉砂質泥巖、黑色炭質泥頁巖的韻律互層，夾數層中-厚層狀粉砂巖，含大量植物化石及腕足類、蜓類、藻類[3，9]。

2 沉積相標志

2.1 巖石學標志

2.1.1 巖石顏色 研究區龍潭組泥頁巖以暗色色調為主，包括黑色、灰黑色、深灰色及灰色等；（粉）砂巖以灰黃色、黃綠色及淺黃色為主。龍潭組底部為不整合面，發育黃褐色、灰黃色黏土巖風化殼。由于龍潭組賦多層煤，有機質含量高，雖長期暴露地表氧化，但仍基本保持原生顏色，可以反映原始的沉積環境為還原或強還原條件（見圖1a）。

2.1.2 巖石類型 研究區龍潭組以碎屑巖為主，少量碳酸鹽巖。碎屑巖主要包括泥質巖和砂巖兩大類，泥質巖包括泥巖和頁巖，頁巖類可細分為（含）炭質頁巖、鈣質頁巖、（含）粉砂質頁巖等；砂巖類主要包括粉砂巖和巖屑砂巖等。

2.1.3 沉積構造 沉積構造是沉積巖中最常見的宏觀特征之一，由沉積物的成分、結構、顏色不均一而形成，是劃分沉積相、判別沉積環境的重要標志[8，9]。研究區龍潭組泥頁巖段發育的沉積構造主要包括反映不同水動力條件的層理構造以及干裂和結核體構造（見圖1b、圖1c）。其中，層理構造主要有水平層理與平行層理、交錯層理、韻律層理，其次為透鏡狀層理、塊狀層理，主要發育于砂巖和泥沙混層中；黃鐵礦結核體主要發育于龍潭組煤層底板的泥巖中，指示中性缺氧還原水介質環境[3]。

2.2 古生物標志

研究區古生物化石種類較多，分布最廣的為有孔蟲、蜓類，其次是藻類、腹足、腕足、雙殼類、棘皮類等，植物化石主要見蕨類（見圖1d）。這些古生物化石指示了靜水環境下的近海相沉積產物。

2.3 地球化學標志

研究區黔金1井龍潭組微量元素測試結果顯示，龍潭組V/（V+Ni）比值主要在0.72～0.93，指示處于缺氧和靜水無氧環境；V/Cr比值介于1.28～4.31，平均值為2.17，顯示為貧氧環境；而Ni/Co比值在0.79~2.53，表現為有氧環境，可能與黃鐵礦的高含量有關，導致Ni/Co值異常。V/（V+Ni）和V/Cr值均顯示龍潭組的沉積環境為淺水的還原環境。

圖1 沉積相標志

3 沉積相類型及特征

通過區域地質資料對比、古構造、地層厚度、黑色泥頁巖厚度等因素分析，研究區受西部川滇古陸碎屑巖提供物源的三角洲沉積體系的入侵，龍潭組主要沉積于三角洲環境[7，8]。結合前述沉積相標志判別，研究區龍潭組三角洲相可以劃分為三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3種亞相（見表1）。

表1 大方地區泥頁巖發育段沉積相類型劃分

3.1 三角洲平原

3.1.1 分流河道 分流河道是三角洲平原沉積的骨架，以砂質沉積為主。研究區分流河道沉積主要為灰黃色、灰綠色中-厚層長石砂巖、巖屑砂巖和粉砂巖。長石和巖屑總含量與石英含量大致相等，表明其成分成熟度低；碎屑顆粒分選性差，大小不一，磨圓度較差，表明其結構成熟度較低。

3.1.2 天然堤 研究區天然堤發育在分流河道之側，巖性以粉砂巖、粉砂質泥頁巖為主，發育水平層理，可見少量的植物葉片化石，偶見典型的暴露成因標志“泥裂”。

3.1.3 泥炭沼澤和分流間洼地 兩者位于三角洲平原分流河道間的低洼地區，為停滯的還原環境。泥炭沼澤微相巖性主要為黑色（含）炭屑、炭質泥巖，頁巖及煤層。巖石中富含植物葉片化石以及豐富的黃鐵礦和菱鐵礦顆粒，塊狀層理、水平層理發育。

3.2 三角洲前緣

3.2.1 河口砂壩 為三角洲前緣典型的微相，其沉積物為砂和粉砂，是分支河流帶來的砂泥質隨著水流速度降低而堆積形成，分選及磨圓較好。砂巖呈中-厚層狀，見小型交錯層理和水平層理。由于河口砂壩是一個前積的過程，在剖面上表現為下細上粗的反粒序特征（見圖1c）。

3.2.2 遠砂壩 位于河口砂壩前較遠的部位，沉積物較河口砂壩細，以粉砂巖和泥質粉砂巖為主，剖面上泥質巖薄層自下而上呈現增多的趨勢，見小型交錯層理。含動物化石或碎屑，層面上常見炭化植物碎屑及生物擾動痕跡。

3.2.3 水下分流河道 水下分流河道是三角洲平原分流河道的水下部分，沉積物顏色較淺，巖石以泥質粉砂巖、細砂巖為主，局部含泥質、菱鐵質條帶，可見植物化石碎片和波狀層理。水下分流河道具有跟分流河道相似的“二元結構”，但其沉積物的粒級相比分流河道較細。

3.2.4 水下天然堤 水下天然堤是陸上天然堤的水下延伸部分，為水下分流河道兩側的沙脊，沉積物為極細的砂和粉砂，常具少量的黏土夾層。以波狀層理為主，局部可出現流水和波浪共同作用形成的復雜交錯層理，有時可見植物葉片化石（見圖1d）。

3.2.5 分流間灣 分流間灣為水下分流河道之間相對凹陷的海灣地區，與海相通。研究區分流間灣微相巖性主要為深灰色粉砂質泥巖、黏土巖，其次為泥質粉砂巖，見少量菱鐵礦、黃鐵礦及植物化石碎片，局部可見大量密集分布的遺跡化石，水平層理發育。

3.3 前三角洲

前三角洲位于三角洲前緣的前方，是三角洲體系中分布最廣、沉積最厚的地區。研究區前三角洲相區巖性主要為暗色黏土巖、泥巖及粉砂質黏土巖，偶見水平層理和透鏡狀層理，多見黃鐵礦結核體，發育雙殼類化石、生物潛穴及生物擾動構造。前三角洲的暗色泥質沉積物富含有機質，而且沉積速度和埋藏速度較快，有利于有機質轉化為油氣，可作為良好的生油（氣）層[10－12]。

4 結論

在區域地質資料分析、野外地質調查以及剖面、鉆井、測井等資料數據分析的基礎上，對研究區龍潭組沉積相標志的識別和研究顯示，龍潭組發育暗色泥頁巖，其沉積構造、古生物及地球化學標志反映研究區龍潭組泥頁巖沉積于淺水還原的水下三角洲環境。龍潭組海陸過渡三角洲沉積體系發育完整的三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲亞相，其中三角洲平原相主要發育有泥炭沼澤、分流間洼地、分流河道、天然堤、決口扇等沉積微相，三角洲前緣發育河口砂壩、遠砂壩、水下分流河道、水下天然堤、分流間灣微相，前三角洲主要為前三角洲泥。龍潭組富有機質泥頁巖的沉積環境及特征表明其具有生油（氣）的潛力，可以作為下一步油氣勘探的潛在目標層。