四川盆地南部凯迪阶-埃隆阶层序地层与岩相古地理演化特征

以四川盆地南部110口页岩气评价井的岩性、沉积构造、笔石带、无机地球化学特征以及电性资料为基础,利用扫描电镜矿物定量分析技术,对上奥陶统凯迪阶—赫南特阶至留系兰多列维统鲁丹阶—埃隆阶进行层序划分并分析沉积特征与四级层序演化规律。目的层可以划分为SQ1、SQ2两个层序,依据奥陶系—志留系沉积背景、目的层伽马值以及铀与钍的质量分数之比可以识别5个最大海泛面和12个体系域,根据体系域及其组合,可划分8个四级层序,由老至新为Pss1—Pss8。确定了川南地区凯迪阶—埃隆阶优势页岩岩相的发育时期,预测了发育规模,最优质的岩相包括含白云石/方解石硅质页岩相、硅质页岩相、含黏土硅质页岩相、含长石硅质页岩相,主要发育在威远、渝西、泸州地区的Pss3—Pss5和长宁西部—泸州北部—渝西中部地区的Pss6以及长宁地区的Pss3—Pss4,次优质的硅质黏土质页岩相主要发育在Pss6的泸州地区南部—长宁地区(不含长宁西部)、威远地区东部—渝西地区北部以及泸州地区南部的Pss7、泸州地区北部—威远地区—渝西地区的Pss8。建立了川南地区凯迪阶—埃隆阶四级层序演化模型,Pss1—Pss8海平面经历6退5进,冰期后的第1次海侵SQ2-MFS1是级别最大的一次海泛面。图6表1参32.

中上扬子地区埃隆阶最厚斑脱岩层分布特征及地质意义

以野外露头和重点探井资料为基础,对中上扬子地区埃隆阶最厚斑脱岩层的分布特征及其在页岩气地质评价和"甜点层"预测中的独特作用进行了研究,初步获得3点认识:(1)埃隆阶最厚斑脱岩层在中上扬子地区大面积稳定分布,厚度为5~40cm,在大部分探区电性特征明显且易于识别,自然伽马值一般为188~235cps(或API),在川南、渝东等页岩气主要探区呈尖峰响应特征,在川中、川东北和中扬子等地区富有机质页岩段尖峰特征不明显或显低谷特征。(2)此斑脱岩层可以成为龙马溪组重点层段划分与区域对比的关键标志层。在野外和现场研究工作中,以此脱岩层为界向下搜寻半耙笔石的首现位置或其下方的首个伽马曲线低谷处,是确定鲁丹阶顶界的有效方法。(3)埃隆阶最厚斑脱岩层的出现,是扬子台盆区主体进入前陆挠曲强烈活动期和沉积速率显著加快期的重要标志,也是龙马溪组由富有机质、富硅质的岩相组合全面转向富黏土质岩相组合和富钙质岩相组合的沉积转折期,对五峰组—龙马溪组优质页岩的形成和分布具有重要控制作用。因此认为,该斑脱岩层出现以前是富有机质、富硅质页岩的主要形成期;在预测五峰组—龙马溪组"甜点层"空间展布时,必须考虑此斑脱岩层的控制作用;在中上扬子大部分地区,优质储层顶界的确定以不超过埃隆阶最厚斑脱岩层为宜。

鄂东武汉地区志留纪红层的发现及其地质意义

鄂东地区的志留纪地层为一套碎屑岩相沉积,因出露不佳且化石稀少,研究程度较低。本文报道了近期在武汉东部原划为“坟头组”的地层中新识别出来的一套紫红、红褐色夹少量黄绿色的碎屑岩组合,并将其厘定为清水组,相当于扬子地区的“下红层”,根据该组中新发现的三叶虫、腕足类、棘皮类和鱼类等化石,其时代相当于埃隆中晚期至特列奇早期。武汉地区清水组的发现说明了扬子地区的“下红层”在某些区域埃隆期就已沉积,即“下红层”的底界具有明显的穿时性,从埃隆中晚期穿时至特列奇早期。结合古流向和古地理分析,清水组下部的物源主要来自于东部,至上部才与扬子其他地区的“下红层”一样来自于南部的华夏古陆,物源区的不同可能也是造成武汉地区“下红层”底界明显低于其他地区的主要原因。

论广西运动的阶段性

广西运动从东南沿海的粤南经粤北、赣南、桂北至雪峰山东侧,其抬升的时间不断推迟,从桑比期Nemagraptus gracilis带至不早于鲁丹晚期Cystograptus vesicolusus-Coronograptus cyphus带的时间间隔范围内,体现了广西运动的抬升阶段不但有阶段性,而且还有方向性.在扬子地台上,广西运动的抬升阶段关联宜昌上升,表现为鲁丹期至埃隆期地层在扬子地台南部的穿时性缺失,其后特列奇初期下红层的分布,指示广西运动继续推动华夏古陆边界北移.泥盆系底部的不整合面大致可标定在志留纪普里道利世至泥盆纪初,代表广西运动最后造山作用的高潮阶段.

志留纪初宜昌上升及其周缘龙马溪组黑色笔石页岩的圈层展布模式

渝东、鄂西和湘西北志留系兰多维列统鲁丹阶至埃隆阶下部的地层存在不同程度的缺失,因此这一地区性的抬升被称为宜昌上升.本文通过丰富的剖面地层资料,阐明了宜昌上升的时空分布模式.由于与之相关的龙马溪组底部黑色页岩的不同程度的缺失,关系到对其中赋存的页岩气的勘探,因此,宜昌上升的分布模型对该地区及其周缘页岩气的勘探开发布局有指导作用.本文与"黔渝地区志留系龙马溪组黑色页岩的阶段性渐进展布模式"一文,共同提供了中国中上扬子区奥陶-志留系之交黑色页岩地层的一个完整的分布模式.

华南东部浙皖苏志留系唐家坞组、康山组和举坑组的时代问题

浙皖苏(主要包括浙北、浙西、皖南和苏南)志留系唐家坞组及其相关地层在命名、划分和对比上长期存在争议。根据新的化石证据和海相红层分布特点,借鉴上扬子区志留系岩石地层划分方案,本文为研究区志留系对比提出新的认识。本研究以志留系第一套红层(灰绿色为主,夹紫红色碎屑岩)的首现为唐家坞组、康山组和举坑组底界的识别标志,厘定各组的含义。唐家坞组以青灰色碎屑岩占优势(厚500~1000 m),紫红色岩层在下部发育,分布于浙江富阳、杭州、桐庐、建德和淳安等地。康山组为一套巨厚(厚逾2000m)、青灰或黄绿色为主、上下均夹紫红色的碎屑岩,分布在浙江安吉、长兴,以及江苏吴县、无锡等地。举坑组已知仅分布在命名地皖南黄山区,本文识别出举坑组下段(第一套红层)和上段(第二套红层),分别相当于康山组和茅山组,中段(不夹紫红色岩层)产秀山动物群特征分子王冠虫(Coronocephalus)等,其中、上段是否在黄山区以东地区发育,尚待深入研究。综合上述三组及其下伏地层(大白地组、河沥溪组等非紫红色碎屑岩)所产几丁虫、鱼类、三叶虫和腕足类等化石,将这三组的底界置于埃隆阶上部。皖苏侯家塘组(含少量紫红色碎屑岩)因底部产湖南笔石(Hunanodendrum)而暂归埃隆阶顶部—特列奇阶下部。生物地层新资料证实,本区志留系最高层位是举坑组上段(特列奇阶中上部),缺失特列奇阶顶部、温洛克统、罗德洛统和普里道利统。由此表明,本区与扬子其他地区志留系发育的同步性:温洛克世之前整个扬子台地已大规模上升成陆,此即扬子上升的开始。

再论华南志留系红层的时代

牙形刺P.eopennatus带的确立和P.celloni带、P.amorphognathoides带的细分,使华南Llandovery统的划分和对比发生了变化,以往归入P.celloni带的地层,极大多数都要归属到P.eopennatus带,层位变低。依据牙形刺生物地层的分析,溶溪组(下红层)的时代可能为埃隆期晚期,而不是特列奇期的早期;廻星哨组(上红层)的顶底界线都是穿时的,总的时限为P.eopennatus带上部到P.celloni带,也可上延到P.amorphognathoides带,但无文洛克世地层的证据。关底组和车家坝组属第三套红层,主要见于O.snajdri带至O.crispa带的下部,其时代为罗德洛世卢德福特期的晚期。扬子地台无文洛克世和罗德洛世高斯特期的沉积记录。

川东北地区下志留统龙马溪组上升洋流相页岩沉积特征

上升洋流相是海相富有机质页岩的重要沉积模式。依据川东北巫溪地区下志留统龙马溪组露头和钻井资料,对埃隆阶富有机质页岩开展了精细表征,初步认为巫溪地区埃隆阶显示出具有受上升洋流控制的沉积建造特征,并形成了4点认识:(1)岩性组合多样,自下而上出现厚层状碳质页岩夹硅质页岩、碳质页岩夹高自然伽马(GR为185～203cps)砂岩层、碳质页岩和黏土质页岩夹重晶石团块、黏土质页岩与高自然伽马砂岩层韵律层、厚层—块状黏土质页岩等多种深水岩相组合,较五峰组—鲁丹阶复杂。(2)具有低S/C值、高Mo含量,显示埃隆阶沉积期巫溪海域拥有低盐度、弱封闭的大陆边缘特征。(3)P、Fe、Ba等营养物质含量丰富,显示巫溪海域古生产力在奥陶纪和志留纪之交普遍较高,并在埃隆阶沉积期达到高峰,且明显高于同期台盆区。(4)沉积速率总体较快,大致呈现初期慢、中晚期快的特点,在埃隆阶沉积中期以后达到25.24～149.42 m/Ma,并控制形成厚18～50 m、TOC为2%～4%的富有机质页岩。由此判断,扬子海盆龙马溪组富有机质页岩除主体为静水陆棚相缓慢沉积外,在台盆区北缘埃隆阶及以上存在上升洋流相沉积。