何 利，譚欽銀，王瑞華，程錦翔，王正和，宋春彥，

（1.成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，成都 610081；2.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，成都 610081）

奧陶系下統(tǒng)湄潭組系俞建章1933年創(chuàng)立，命名地點位于貴州湄潭縣城西北8km的五里坡，作為紅花園組之上、十字鋪組之下的一套碎屑沉積地層，沿用至今[1]。以頁巖的出現(xiàn)標定為湄潭組之底，湄潭組與下伏紅花園組的厚層生屑灰?guī)r在巖性上截然不同，為碎屑巖、粘土巖夾含時厚時薄的灰?guī)r，富含化石。

湄潭組上部發(fā)育灰色中厚層狀粉砂巖夾薄層狀泥巖及灰色薄層泥晶灰?guī)r，其沉積環(huán)境為陸棚-斜坡-三角洲。其中，陸棚相泥巖可作為油氣烴源巖和蓋層[2]，三角洲相砂體厚度規(guī)模較大，可作為油氣儲層。另外，滇東北威信、鹽津、鎮(zhèn)雄、昭通一帶的湄潭組砂巖中普遍含磷，局部地區(qū)富集成礦，形成黑色中厚層狀膠磷礦[3]。陳代演和王華（1997）[4]根據(jù)地球化學特征，認為湄潭組頁巖為遵義鋁土礦的主要成礦物源。因此，鑒于湄潭組在油氣地質(zhì)和礦產(chǎn)地質(zhì)中的重要性，有必要對其沉積環(huán)境、巖相古地理格局等進行深入研究。國內(nèi)一些學者對湄潭組的沉積環(huán)境[5-10]和生物地層學[1,11-18]進行過多方面的研究。值得一提，周洪慶和毛家仁（1997）[9]對貴陽烏當?shù)貐^(qū)早奧陶世湄潭組的沉積相進行過分析，認為主要為濱海相，梅冥相和曾羽（1990）[8]根據(jù)古生物組合及沉積巖石組合的時空分布特點將貴州湄潭組巖相古地理劃分為兩個沉積體系六個相。

圖1 研究區(qū)大地構造位置圖及地質(zhì)圖

1 地質(zhì)背景

武隆地區(qū)位于重慶市東南150km，早古生代所處大地構造位置為上揚子前陸盆地，北邊為川中隆起，南緣為黔中隆起和雪峰山隆起（圖1）。從早元古代就開始，上揚子地區(qū)便進入了古大陸與古海洋的多階段演化史，其板塊構造格局是以揚子板塊為相對穩(wěn)定的核心，周邊地區(qū)經(jīng)歷多期構造開合運動，各時代構造格局和沉積盆地的演化具有較強的繼承性，晚奧陶世－志留紀演化形成上揚子前陸盆地。其周緣的川中隆起、黔中隆起和雪峰山隆起成為上揚子前陸盆地重要的物源供給區(qū)。

武隆地區(qū)早古生代地層比較發(fā)育， 出露有寒武系、 奧陶系和志留系等。其中，奧陶系和志留紀地層最為發(fā)育，出露面積僅次于三疊系。早奧陶世湄潭組作為上揚子前陸盆地中一套碎屑巖系，與碳酸鹽巖為主的大灣組構成同時異相沉積。湄潭組的分布范圍相對于大灣組較局限，主要分布在黔東-川南一帶，與上覆地層十字鋪組及下伏地層紅花園組均為整合接觸關系。

2 剖面描述及樣品采集

黃巖剖面位于武隆縣江口鎮(zhèn)南東 18km，全長約 2km。該剖面湄潭組自下而上分可為三段，總厚247.8m。下段 115.31m，巖性為灰綠、黃綠色頁巖夾薄層含生屑泥晶灰?guī)r，為陸棚相淺水陸棚亞相及泥質(zhì)巖微相沉積；中段 8.02m，巖性為灰色中厚層狀瘤狀灰?guī)r夾薄層亮晶生屑灰?guī)r，為斜坡相上斜坡亞相瘤狀灰?guī)r微相沉積；上段 124.47m，巖性為黃灰色、灰色中層狀粉砂巖、細砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖、泥巖，為三角洲相三角洲前緣亞相水下分流河道、遠砂壩及泥質(zhì)巖等微相沉積。粒度分析樣品共計16件，主要采自湄潭組上段（圖2），巖性主要為含細砂粉砂巖、細砂質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)細砂巖。所有樣品均在中石化勝利油田分析完成，全部采用薄片粒度分析方法。

圖2 武隆黃巖剖面湄潭組地層柱狀圖

3 粒度特征分析

3.1 基本參數(shù)

?？撕臀值?Folk and ward )等認為通過平均粒徑Mz、標準偏差σ1、偏度Ski、峰度KG等參數(shù)可以反映粒度特征，進而判別其沉積物搬運時的水動力條件及沉積環(huán)境[19]。根據(jù)?？撕臀值碌墓接嬎愠鲣靥督M上部砂巖粒度參數(shù)（表1）。

表1 湄潭組上部砂巖粒度分析參數(shù)特征

平均粒徑(Mz)用來表示粒度分布集中趨勢的粒度參數(shù)。武隆黃巖剖面湄潭組上段砂巖樣品計算求得的平均粒徑數(shù)值范圍在3.85～4.54φ。

標準偏差(σ1)這一參數(shù)用來表示沉積物的分選程度。樣品HY12～HY19的σ1值為0.44～0.56，屬分選好-較好。樣品HY20～HY27的σ1值1.1至1.62，說明分選性較差。

偏度(Ski)用來度量粒度分布的不對稱性。除HY19和HY21偏度值為0.06和0.33近對稱及極正偏外，其余樣品的偏度值為0.12～0.29，為正偏。

峰度(KG)用來度量粒度頻率曲線的尖銳程度。值多在1.13 至1.61 之間，按峰度分級應屬于“尖銳”和“很尖銳”的范圍。

3.2 C-M圖

圖3 湄潭組上部砂巖C-M圖及粒度參數(shù)離散圖

C-M圖是應用巖石樣品的累積曲線上顆粒含量1%與 50%處對應的粒徑 C與 M值繪成的圖形。與Passega的牽引流沉積典型C-M圖對比發(fā)現(xiàn)，武隆黃巖湄潭組上段碎屑巖粒度分析C-M圖總體上為牽引流沉積模式（圖 2），PQ段以懸浮搬運為主，但含有少量滾動搬運組分，這一段的樣品代表水下分流河道沉積；QR段為遞變懸浮沉積，遞變懸浮搬運是指在流體中懸浮物質(zhì)由下向上粒度逐漸變細，密度逐漸變低，C與M成比例的增加，所以與C=M基線平行；C的最大值代表了水底的攪動強度較大與典型牽引流C-M圖對比可知，其數(shù)值偏大，可以得知盆地的相對較淺，QR段與C-M基線的距離近且C值與M值的差異較小，說明沉積物分選好，這一結論與前述粒度參數(shù)中標準偏差的數(shù)值較小及概率累積曲線中線段傾角較大等性質(zhì)是相互呼應的。其特征與三角洲前緣遠砂壩沉積特征較一致。

3.3 薩胡圖解

利用費里德曼（1967）的標準偏差與偏度離散圖對武隆黃巖剖面湄潭組上部砂巖進行了環(huán)境判別，所有樣品均落在了河流分布區(qū)（圖3）。水下分流河道的微相樣品分布在淺灘區(qū)和河流區(qū)分界線附近，分流間灣微相的樣品分布在河流區(qū)，離淺灘區(qū)稍遠。薩胡判別式為 Y=0.7215Mz-0.4030σ+6.7322Ski+5.2927KG，根據(jù)巖石樣品的粒度參數(shù)代入Y式計算得出Y均大于9.8433，為三角洲相沉積，其結論與離散圖解不謀而合。

3.4 粒度概率累積曲線

粒度概率累積曲線是用各粒級的累積重量百分比做成的圖形。它可以判斷沉積物的物質(zhì)來源、成因、沉積動力演變過程及沉積環(huán)境特征[19]。同時，前人對不同沉積環(huán)境粒度概率累積曲線的類型及特征作了大量的總結[20-26]。

在武隆黃巖湄剖面潭組沉積體系研究過程中，根據(jù)巖石樣品的粒度分析結果，應用粒度概率累積曲線組合特征識別出了三角洲前緣沉積環(huán)境及其微相三角洲前緣遠砂壩和水下分流河道微相。

1）三角洲前緣遠砂壩位于河口壩前方，以沉積薄中層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖，泥巖較少，粉砂和泥組成韻律層理，層面平直，發(fā)育沙紋層理、變形構造和包卷構造（圖4a），其累計概率曲線圖由跳躍總體和懸浮總體組成，缺少滾動總體，表現(xiàn)為兩段式（圖5b）。以跳躍總體占優(yōu)勢，約占90%～95%；跳躍總體曲線陡斜率為75°～80°，分選好，中等水流強度；截點φ值在 4.50～5.00；懸浮總體約占 10%，懸浮總體斜率非常小 5°～8°左右，分選差，反映沉積物入湖之后水流急劇降低。

圖4 湄潭組上部砂巖包卷層理及巖楔狀構造

圖5 湄潭組上部砂巖粒度概率累計曲線

2）三角洲前緣水下分流河道是三角洲平原水上分流河道的水下延伸部分，沉積物以砂和粉砂巖為主，少量泥質(zhì)，發(fā)育交錯層理、平行層理和楔狀構造（圖4b），其累計概率曲線圖也由跳躍總體和懸浮總體組成，缺少滾動總體，表現(xiàn)為兩段式（圖5a），以跳躍總體為主一般為75%～90%；跳躍總體曲線斜率為55°～60°左右，分選較好，細截點位于準值4.80～5.20，中等水流強度；懸浮總體為30%～35%，其斜率30°～35°，分選較差，反映了沉積物入湖后能力略有降低。由下到上個沉積特征變化小，反映了當時水動力條件變化不大。

4 討論

在湄潭組早期，武隆地區(qū)為淺水陸棚沉積環(huán)境，沉積了灰綠、黃綠色頁巖夾薄層含生屑泥晶灰?guī)r，以后主要發(fā)生沉積充填作用，環(huán)境逐漸變淺，由淺水陸棚向斜坡逐漸的演化。湄潭組中期，隨著海平面的下降，沉積了斜坡相的灰色中厚層狀瘤狀灰?guī)r夾薄層亮晶生屑灰?guī)r。在湄潭組晚期，隨著黔中古陸的抬升，古陸上的風化剝蝕作用加劇，大量陸源物質(zhì)傾注海盆，沉積作用加快，整個武隆地區(qū)湄潭組上段基本上為三角洲相沉積（圖5），發(fā)育包卷層理、交錯層理等，沉積了上部黃灰色、灰色中層狀粉砂巖、細砂巖夾灰黃色薄層狀粉砂質(zhì)頁巖、泥巖，下部為灰黃色薄層狀泥頁巖夾灰色中薄層狀粉砂巖，局部見粉砂巖、灰?guī)r團塊。在野外地質(zhì)調(diào)查過程中，對湄潭組進行了古流向測量，結果表明古流向多為北東向，局部向東及南東，并結合區(qū)域地質(zhì)資料推測武隆地區(qū)物源主要來自南西方向的黔中古陸。

圖6 湄潭組上部砂巖沉積相圖

5 結論

1）通過對武隆黃巖剖面湄潭組上段砂巖粒度資料分析：平均粒徑Mz范圍在3.85～4.54φ之間，屬于極細砂巖-粉砂巖；標準偏差σ1主要集中在兩段0.44～0.56與1.1～1.62之間，分選性分別為好～較好、較差；偏度Ski主要集中在0.12～0.29之間，多數(shù)為正偏態(tài)；峰度KG的值多在1.13～1.61之間，屬于尖銳-很尖銳的范圍；

2）根據(jù)薩胡（1964）的判別公式，樣品Y值大于9.8433，主要為三角洲沉積，C-M圖與之不謀而合。

3）武隆黃巖剖面湄潭組上段砂巖利用粒度分析資料及野外露頭資料來解釋沉積環(huán)境為三角洲前緣沉積，粒度概率曲線特征主要表現(xiàn)為不同的“兩段式”，分別表現(xiàn)出兩種沉積微相類型:三角洲前緣水下分流河道及遠砂壩沉積，

4）據(jù)古流相推測其物源可能來自黔中古陸。

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