王 瀚，李智武，劉樹(shù)根，宋金民，冉 波，賴 冬，韓雨樾

(成都理工大學(xué) 油氣成藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

現(xiàn)代海相風(fēng)暴沉積的研究起始于20世紀(jì)50—60年代，主要針對(duì)于赤道附近碳酸鹽巖區(qū)旋風(fēng)、颶風(fēng)及風(fēng)暴引起的沉積[1-2]。隨后，風(fēng)暴沉積在湖相地層中逐步被發(fā)現(xiàn)和研究[3]。而對(duì)于古代風(fēng)暴沉積的研究，起始于1970年，主要針對(duì)風(fēng)暴沉積特征及其地質(zhì)意義進(jìn)行系統(tǒng)的研究，如底沖刷、礫屑段及丘狀交錯(cuò)層理等典型沉積構(gòu)造的描述及成因分析[4-5]；一次完整風(fēng)暴作用在縱向上的沉積序列及平面上沉積展布特征的描述及其意義[6-7]；以及利用風(fēng)暴沉積對(duì)古氣候、古沉積環(huán)境的厘定[8]。寒武紀(jì)揚(yáng)子地臺(tái)處于赤道附近，為風(fēng)暴沉積發(fā)育最頻繁的時(shí)期[9]。許多國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)揚(yáng)子地臺(tái)寒武紀(jì)風(fēng)暴沉積發(fā)育環(huán)境[10]、沉積環(huán)境演化規(guī)律[11-12]、巖相古地理特征[13]及風(fēng)暴沉積對(duì)油氣儲(chǔ)集層的影響[13-14]進(jìn)行了研究。

四川盆地上寒武統(tǒng)洗象池組為重要的油氣儲(chǔ)備接替層系，在多口開(kāi)發(fā)井及探井中洗象池組獲得工業(yè)油氣流(如南充1井天然氣產(chǎn)量為3.55×104m3/d)，這些勘探成果展示出該層位具有較大的勘探遠(yuǎn)景。前人通過(guò)對(duì)川中地區(qū)洗象池組進(jìn)行分析，認(rèn)為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育內(nèi)緩坡高能顆粒灘微相，顆粒灘縱向上主要發(fā)育于向上變淺序列，整體呈北東向展布，平面上主要分布于水下高地或隆起[15-16]。四川盆地洗象池組大面積遭受剝蝕，而川東北地區(qū)地層發(fā)育較為完整，通過(guò)前期野外露頭觀察分析，洗象池組普遍存在瀝青分布，說(shuō)明曾存在油氣活動(dòng)，可能具有勘探前景。但目前對(duì)該地區(qū)洗象池組的沉積特征、古地理特征、儲(chǔ)層特征及勘探前景等方面的研究工作較為薄弱。本文通過(guò)野外露頭實(shí)測(cè)和室內(nèi)薄片鏡下鑒定，在揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)洗象池組發(fā)現(xiàn)了風(fēng)暴沉積，并進(jìn)行沉積特征描述，分析其縱向演化序列、風(fēng)暴沉積模式，這一發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)對(duì)該區(qū)洗象池組古地理背景及油氣勘探前景具有一定的指示意義。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于北大巴山逆沖推覆構(gòu)造帶前緣、城口斷裂帶南側(cè)的城口厚坪一帶，隸屬于揚(yáng)子地臺(tái)北緣(圖1a)。區(qū)內(nèi)寒武系發(fā)育齊全，自下而上可劃分為下寒武統(tǒng)麥地坪組、筇竹寺組及滄浪鋪組和龍王廟組、中寒武統(tǒng)陡坡寺組以及上寒武統(tǒng)洗象池組。前人研究表明，揚(yáng)子地臺(tái)北緣早寒武世麥地坪—筇竹寺期主要發(fā)育一套下部為深水陸棚相碳質(zhì)泥頁(yè)巖和上部為淺水陸棚相細(xì)碎屑巖的組合[17-18]。而上覆滄浪鋪組沉積期，受西側(cè)摩天嶺古陸抬升—?jiǎng)兾g的影響，揚(yáng)子地臺(tái)自西向東發(fā)育一套由陸相向海陸過(guò)渡相變化的以碎屑巖為主的沉積[17，19]。隨著古陸被夷平、陸源碎屑供給減少，使得龍王廟組—陡坡寺組—洗象池組沉積期整體表現(xiàn)為西高東低的大型緩坡背景碳酸鹽巖沉積[17-18，20-22]?？v向上，揚(yáng)子地臺(tái)寒武系至下奧陶統(tǒng)可劃分為3個(gè)完整的海侵(TST)—海退(HST)旋回，早寒武世初期麥地坪期和筇竹寺期發(fā)生最大海侵，沉積巨厚的深水—淺水陸棚細(xì)粒沉積，隨后滄浪鋪期大規(guī)模海退形成粗粒的陸相及海陸過(guò)渡相沉積；早寒武世龍王廟期發(fā)生第二次海侵，形成龍王廟組淺水碳酸鹽巖緩坡沉積，中寒武世陡坡寺期發(fā)生第二次海退，形成陸源碎屑含量較高的混合潮坪沉積；晚寒武世洗象池組沉積早期發(fā)生第三次海侵，以碳酸鹽巖緩坡沉積為主，而洗象池組晚期到早奧陶世，為陸源碎屑含量較高的混積潮坪，形成第三次海退序列[17-18]，同時(shí)在野外露頭可見(jiàn)洗象池頂部存在不整合面以及表生巖溶作用。本次風(fēng)暴沉積發(fā)育于第三個(gè)旋回的初始海侵(TST)期，位于洗象池組下部(圖1b)。

圖1 揚(yáng)子地臺(tái)北緣區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖及上寒武統(tǒng)洗象池組綜合柱狀圖

通過(guò)對(duì)揚(yáng)子地臺(tái)北緣洗象池組野外露頭進(jìn)行觀測(cè)或?qū)崪y(cè)，發(fā)現(xiàn)由西至東方向，從南鄭→南江→鎮(zhèn)巴→萬(wàn)源→城口地區(qū)，洗象池組地層厚度逐漸增加，洗象池組下部灰?guī)r段比例逐漸增大，且逐漸發(fā)育風(fēng)暴沉積，因此揚(yáng)子地臺(tái)北緣洗象池組沉積時(shí)期為一西高而東低的碳酸鹽巖緩坡沉積。進(jìn)而對(duì)城口厚坪地區(qū)洗象池組剖面進(jìn)行實(shí)測(cè)，其與下伏中寒武統(tǒng)陡坡寺組及上覆下奧陶統(tǒng)楊家壩組均為整合接觸，地層厚約140 m，其下部為厚約25 m的灰?guī)r段，發(fā)育明顯風(fēng)暴沉積，生物碎屑含量較高，且自下而上白云巖逐漸增多；而其上部約115 m厚的白云巖段，主要為砂屑白云巖、含砂砂屑白云巖、泥晶白云巖及砂質(zhì)泥晶白云巖，發(fā)育多個(gè)下細(xì)上粗的顆粒灘建造，顆粒灘頂部溶蝕孔洞發(fā)育，多為瀝青充填，因此城口厚坪洗象池組整體具有向上變淺的碳酸鹽巖緩坡沉積特征。

2 風(fēng)暴沉積構(gòu)造

風(fēng)暴沉積是在淺海地區(qū)以風(fēng)暴為驅(qū)動(dòng)力形成，能夠掏蝕、搬運(yùn)、簸選和懸浮顆粒，并沖擊、改造異地和原地沉積物，具有波浪和流動(dòng)雙重性質(zhì)并向海方向流動(dòng)的密度流[23]。根據(jù)風(fēng)暴沉積過(guò)程中形成的典型沉積構(gòu)造[7，9]，對(duì)研究區(qū)野外露頭及室內(nèi)鏡下進(jìn)行仔細(xì)觀察和描述，認(rèn)為研究區(qū)發(fā)育風(fēng)暴沉積，具有底沖刷、礫屑段(撕裂狀礫屑)及丘狀層理等典型風(fēng)暴沉積構(gòu)造。

2.1 底沖刷構(gòu)造

發(fā)育于風(fēng)暴序列的底部，為風(fēng)暴高峰期高流態(tài)渦流對(duì)下伏沉積物的沖刷、掏蝕、撕裂改造而形成的沖刷充填構(gòu)造，與下伏沉積物形成突變接觸面，與上覆風(fēng)暴間歇期的正常沉積呈明顯區(qū)別，是鑒定風(fēng)暴沉積和判別風(fēng)暴作用強(qiáng)度的典型沉積構(gòu)造[14]。研究區(qū)風(fēng)暴序列底部侵蝕沖刷面較為明顯，根據(jù)侵蝕沖刷面的形態(tài)及規(guī)?？梢赃M(jìn)一步分為3類(lèi)：

(1)高強(qiáng)度侵蝕面，其下切深度2～15 cm，寬度20～40 cm，局部發(fā)育渠模、“U”字形(圖2a)及高跟鞋構(gòu)造(圖2b)等沖刷溝槽，表明受風(fēng)暴渦流影響而沖刷、侵蝕作用最強(qiáng)，形成于風(fēng)暴高峰期，靠近風(fēng)暴中心；(2)低強(qiáng)度侵蝕面，下切深度1～3 cm，寬度5～10 cm(圖2c)，沖刷、侵蝕能力較弱，主要受面狀流—風(fēng)暴回流影響，形成于風(fēng)暴衰減期，逐漸遠(yuǎn)離風(fēng)暴中心；(3)平緩侵蝕面，幾乎未見(jiàn)明顯下切深度，與下伏沉積呈平緩狀突變接觸，形成于風(fēng)暴遠(yuǎn)端(風(fēng)暴浪基面附近)(圖3d，e)。

圖2 揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)上寒武統(tǒng)洗池組風(fēng)暴沉積野外和鏡下特征

a.“U”字形沖刷溝槽，黃色虛線為底沖刷面；b.高跟鞋構(gòu)造，黃色虛線代表風(fēng)暴掏蝕深度；c.低強(qiáng)度侵蝕面，沖刷面之上為生物碎屑呈正粒序堆積；d.長(zhǎng)條狀礫屑，呈斷續(xù)、破碎狀，礫屑根部與下伏沉積相連，白色箭頭為撕裂、破碎狀礫屑；e.礫屑呈菊花狀分布，礫屑內(nèi)部為亮晶砂屑白云巖，2×(-)；f.長(zhǎng)條狀礫屑呈倒“小”字形分布(黃色虛線)，底部礫屑呈疊瓦狀分布(白色虛線)；g.Ⅰ型丘狀層理，丘狀起伏較為明顯，對(duì)下伏沉積具有一定侵蝕能力；h.Ⅱ型丘狀層理，丘狀起伏程度較低

Fig.2 Field photos and microscopic characteristics of tempestites in the Upper Cambrian Xixiangchi Formation at the Chengkou area of the northern margin of the Yangtze Platform

2.2 礫屑段

礫屑段是風(fēng)暴沉積的重要識(shí)別標(biāo)志，本區(qū)礫屑段厚約10～20 cm，發(fā)育明顯的底沖刷面，大量長(zhǎng)條狀、撕裂狀、破碎狀及斷續(xù)狀礫屑近平行下伏層面分布(圖2d)?？梢?jiàn)礫屑呈撕扯狀、菊花狀(圖2e)、倒“小”字形分布，局部可見(jiàn)礫屑沿沖刷面底部呈疊瓦狀分布(圖2f)。礫屑由亮晶砂屑白云巖(或灰質(zhì)云巖)構(gòu)成，礫屑長(zhǎng)軸為2～20 cm，長(zhǎng)短軸比值為2～20，礫屑含量60%～80%，礫屑主要呈長(zhǎng)條狀，分選較差，以棱角狀、次棱角狀為主，基質(zhì)支撐，礫屑內(nèi)部砂屑顆粒分選較好、以亮晶膠結(jié)為主，底沖刷面下伏沉積巖性為亮晶砂屑白云巖或砂屑云質(zhì)灰?guī)r。

礫屑不同的排列方式反映了不同性質(zhì)的風(fēng)暴流，長(zhǎng)條狀礫屑為風(fēng)暴作用對(duì)原地半固結(jié)巖層進(jìn)行拍打、撕扯或扯起、擠壓、破碎，部分礫屑被帶走，剩余部分呈原地堆積，礫屑根部與下伏地層、礫屑與礫屑之間呈連接狀，此時(shí)風(fēng)暴沉積環(huán)境與背景沉積環(huán)境一致。部分礫屑呈撕扯狀、菊花狀或倒“小”字形分布，為風(fēng)暴渦流作用的典型沉積構(gòu)造。而礫屑呈疊瓦狀分布于沖刷面之上，為風(fēng)暴回流使得礫屑定向排列而形成。

2.3 丘狀交錯(cuò)層理

前人研究表明，丘狀交錯(cuò)層理是風(fēng)暴浪減弱時(shí)由弱振蕩流、擺動(dòng)流對(duì)高峰期沖刷、侵蝕及上揚(yáng)的沉積物進(jìn)行再沉積而形成[5]，其具有以下特征：對(duì)下伏沉積具有一定侵蝕能力的上凸下凹紋層，向上凸為丘狀(hummocky)交錯(cuò)層理，向下凹為洼狀(swales)交錯(cuò)層理，紋層傾角向凸起方向減小并收斂，使得紋層具有向丘狀部分變薄、向洼狀部分加厚的特征[5]。研究區(qū)風(fēng)暴丘狀交錯(cuò)層理較為發(fā)育，根據(jù)其特征，可以進(jìn)一步分為3類(lèi)：

(1)Ⅰ型丘狀交錯(cuò)層理，紋層傾角一般5°～15°，丘高約4～6 cm，波長(zhǎng)40～60 cm，主要發(fā)育于泥粒灰?guī)r，丘狀起伏較為明顯，對(duì)下伏沉積物具有一定的侵蝕能力(圖2g)；(2)Ⅱ型丘狀層理，紋層傾角一般3°～10°，丘高2～5 cm，波長(zhǎng)15～30 cm，丘狀起伏較低，主要發(fā)育于粒泥灰?guī)r，頂?shù)壮实途張A丘狀，對(duì)下伏沉積物侵蝕作用不明顯(圖2h)；(3)Ⅲ型丘狀層理，紋層傾角一般小于 5°，丘高小于1 cm，波長(zhǎng)7～10 cm，紋層厚度小于1 cm，起伏度不明顯，主要發(fā)育于泥晶灰?guī)r或砂質(zhì)泥巖中，未見(jiàn)明顯沖刷面。

總體來(lái)看，研究區(qū)丘狀層理起伏度及規(guī)模均較小，可能為淺水碳酸鹽巖遭受頻繁風(fēng)暴、波浪或潮汐的改造作用，破壞風(fēng)暴序列丘狀交錯(cuò)層理段，從而僅保存形成于較深水體的小型丘狀層理。

3 風(fēng)暴沉積序列

由于風(fēng)暴作用強(qiáng)度及距離風(fēng)暴中心遠(yuǎn)近的不同，相應(yīng)形成不同的風(fēng)暴沉積序列及巖性特征。一次典型的淺水碳酸鹽巖完整風(fēng)暴序列[7]，從下至上由以下5個(gè)沉積單元構(gòu)成：A.底沖刷和礫屑段；B.粒序段；C.平行層理；D.丘狀層理；E.泥質(zhì)泥晶灰?guī)r段。

通過(guò)對(duì)城口地區(qū)洗象池組剖面進(jìn)行實(shí)測(cè)，風(fēng)暴沉積發(fā)育于洗象池組下部，風(fēng)暴段總厚約9.5 m，由11個(gè)風(fēng)暴序列構(gòu)成，每個(gè)風(fēng)暴序列厚度在幾個(gè)至幾十個(gè)cm不等。由于研究區(qū)整體處于淺水碳酸鹽巖緩坡沉積，受風(fēng)暴、波浪或潮汐作用影響明顯，使得單一風(fēng)暴序列難以完整保存。根據(jù)野外剖面及室內(nèi)鏡下的詳細(xì)觀察，分析風(fēng)暴沉積特征，將風(fēng)暴沉積序列分為5種，分別反映形成于距離風(fēng)暴中心不同的沉積位置。

3.1 序列1

該序列主要由底沖刷+礫屑段A構(gòu)成，總厚約5～15 cm。礫屑由亮晶砂屑白云巖構(gòu)成，呈撕裂狀、破碎狀及菊花狀，礫屑根部與下伏沉積相連，底沖刷面下伏沉積為亮晶砂屑白云巖(圖3a)。

礫屑段與下伏沉積巖性一致，因此該風(fēng)暴序列為風(fēng)暴高峰期對(duì)正常浪基面之上(附近)內(nèi)緩坡內(nèi)碎屑灘進(jìn)行沖刷、拍打、破碎而以原地堆積為主。由于風(fēng)暴作用主要表現(xiàn)為離岸流，而此類(lèi)礫屑并未經(jīng)歷搬運(yùn)，因此代表了最淺的風(fēng)暴沉積[24]。

3.2 序列2

該序列由底沖刷+礫屑段A、粒序段B及泥晶白云巖段E構(gòu)成，總厚約20～40 cm。底沖刷和礫屑段A厚約5～25 cm，以低強(qiáng)度沖刷面為主，由亮晶砂屑白云巖、泥晶白云巖及亮晶砂屑灰?guī)r所構(gòu)成多種礫屑呈雜亂狀、放射狀、倒“小”字形或疊瓦狀分布(圖2f)，礫屑以橢圓狀為主，長(zhǎng)短軸比值為5～1，內(nèi)碎屑含量為60%～70%，分選中等—差，磨圓以棱角狀—次圓狀為主，泥晶顆粒結(jié)構(gòu)或顆粒結(jié)構(gòu)，基質(zhì)支撐或顆粒支撐，陸源碎屑石英含量高，下伏沉積為泥晶白云巖。中部發(fā)育粒序?qū)覤段，厚約15～25 cm，主要由砂屑白云巖和陸源碎屑石英構(gòu)成，呈明顯正粒序分布(圖3b)；頂部發(fā)育厚約1～3 cm的泥晶白云巖段E，局部可見(jiàn)波紋層理。

圖3 揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)上寒武統(tǒng)洗池組風(fēng)暴序列類(lèi)型

風(fēng)暴高峰期，卷入沿岸陸源碎屑，風(fēng)暴渦流對(duì)高能內(nèi)碎屑灘進(jìn)行侵蝕—搬運(yùn)，使得各種內(nèi)碎屑呈疊瓦狀→放射狀、菊花狀→粒序?qū)右?guī)律變化(圖2f)，反映風(fēng)暴流由風(fēng)暴回流→渦流→風(fēng)暴碎屑流逐漸演變過(guò)程[25]。隨著搬運(yùn)距離增加而內(nèi)碎屑相互摩擦和碰撞，使得分選、磨圓逐漸變好，相對(duì)于序列1原地撕裂狀礫屑而言，該類(lèi)礫屑沉積水體逐漸加深；隨著風(fēng)暴能量衰減、風(fēng)暴流流速降低或支撐力減弱，顆粒由于重力分異而快速沉降形成粒序?qū)覽26]，使得分選較好砂屑顆粒與陸源碎屑呈正粒序分布。風(fēng)暴平息期，正常沉積泥晶白云巖。根據(jù)風(fēng)暴演化規(guī)律及背景沉積特征，該風(fēng)暴序列形成于正常浪基面與風(fēng)暴浪基面之間靠近正常浪基面附近，為中緩坡上部沉積。

3.3 序列3

該序列由底沖刷段A、粒序段B、丘狀層理段D及泥晶灰?guī)r段E構(gòu)成，總厚約10～30 cm。底部發(fā)育底沖刷段A，底沖刷以低侵蝕平緩狀為主；中部粒序段B，總厚約10～20 cm，巖性為(亮晶)生屑砂屑灰?guī)r，可見(jiàn)大量生物碎屑與內(nèi)碎屑呈正粒序分布，內(nèi)碎屑含量30%～50%，生屑含量20%～30%，陸源碎屑含量較低，生物碎屑主要為雙殼類(lèi)、腕足類(lèi)，較為破碎(圖3c)，分選中等—較好，以圓狀—次圓狀為主，顆粒結(jié)構(gòu)或泥晶顆粒結(jié)構(gòu)，顆粒支撐或基質(zhì)支撐，下伏沉積為砂屑泥晶灰?guī)r或泥晶灰?guī)r；上部由丘狀層理D段(Ⅰ或Ⅱ型丘狀層理)和泥晶灰?guī)rE段構(gòu)成，總厚約3～7 cm，主要巖性為泥晶灰?guī)r、暗色泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，向上部泥質(zhì)含量增多(圖3c)。

僅發(fā)育平緩狀底沖刷面(A段)，說(shuō)明風(fēng)暴侵蝕能力逐漸減弱。以風(fēng)暴回流搬運(yùn)沉積作用為主[27]，重力分異沉積使得搬運(yùn)沉積物粒度逐漸變細(xì)，從而粒序段B底部以砂屑為主，因此表明距離風(fēng)暴中心愈遠(yuǎn)，沉積水體深度增加。由于逐漸遠(yuǎn)離陸源供給區(qū)，使得陸源碎屑減少，與此同時(shí)隨風(fēng)暴回流侵蝕、搬運(yùn)而至的大量發(fā)育于正常浪基面之下的淺水生物碎屑，也佐證沉積水體進(jìn)一步加深。頂部泥質(zhì)泥晶灰?guī)rE段相比于序列2更為發(fā)育。因此，序列3沉積水體逐漸加深，沉積環(huán)境處于正常浪基面與風(fēng)暴浪基面之間且靠近風(fēng)暴浪基面，為中緩坡下部沉積。

3.4 序列4

該序列由丘狀層理段D和泥質(zhì)泥晶灰?guī)rE構(gòu)成，總層厚約5～10 cm。下部丘狀層理(Ⅱ型或Ⅲ型丘狀層理)D段，波高1～3 cm，波長(zhǎng)4～8 cm，主要為粉屑—砂屑泥晶灰?guī)r，可見(jiàn)平緩狀侵蝕面(圖3d)；上部E段厚約2～8 cm，主要為泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，局部可見(jiàn)包卷層理。

在重力分異沉積作用下，隨著風(fēng)暴回流搬運(yùn)距離增遠(yuǎn)，僅剩余較細(xì)粒內(nèi)碎屑在風(fēng)暴遠(yuǎn)端振蕩流、擺動(dòng)流作用下形成丘狀層理(D段)，侵蝕作用較弱，風(fēng)暴平息之后恢復(fù)正常沉積，發(fā)育低能泥晶灰?guī)r或泥質(zhì)泥晶灰?guī)r(E段)，表明沉積水體較深，受風(fēng)暴擾動(dòng)作用較弱，接近于風(fēng)暴浪基面附近。

3.5 序列5

該序列主要發(fā)育E段，厚度最薄，為mm至cm級(jí)紋層，主要巖性為砂屑—粉屑泥晶灰?guī)r或砂質(zhì)泥晶灰?guī)r，可見(jiàn)砂屑—粉屑或陸源石英呈正粒序分布(圖3e)，缺失丘狀層理。表明此時(shí)處于風(fēng)暴回流最遠(yuǎn)端，流速最低，搬運(yùn)能力最弱，攜帶的內(nèi)碎屑(或陸源碎屑)以重力分異沉積為主，為風(fēng)暴浪基面之下的風(fēng)暴末端濁流沉積，為外緩坡沉積。

4 洗象池組風(fēng)暴沉積模式

風(fēng)暴沉積的發(fā)育特征主要受控于平均海平面(MSL)、正常浪基面(FWB)及風(fēng)暴浪基面(SWB)，風(fēng)暴高峰期高流態(tài)渦流對(duì)正常浪基面附近以及正常浪基面與風(fēng)暴浪基面之間底部沉積物進(jìn)行侵蝕—堆積，以風(fēng)暴回流攜帶碎屑流在重力分異作用下形成粒序段沉積于正常浪基面與風(fēng)暴浪基面之間區(qū)域，而以細(xì)粒碎屑與海水組成密度流在風(fēng)暴浪基面之下形成mm至cm級(jí)濁流[9]。

研究區(qū)從風(fēng)暴段底部至頂部，由風(fēng)暴沉積序列下部沉積單元向上部沉積單元逐漸過(guò)渡；整體巖性由白云巖—云質(zhì)灰?guī)r—灰?guī)r逐漸變化，內(nèi)碎屑顆粒減少、粒度變細(xì)，出現(xiàn)大量生物碎屑，陸源碎屑逐漸減少；風(fēng)暴序列厚度逐漸變薄(圖4a)。根據(jù)經(jīng)典淺水碳酸鹽巖風(fēng)暴沉積的發(fā)育模式[7]，綜合本區(qū)風(fēng)暴沉積特征，歸納出揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)洗象池組風(fēng)暴沉積模式：縱向上，風(fēng)暴沉積自下而上由序列1向序列5逐漸變化，而沉積環(huán)境由內(nèi)緩坡、中緩坡向外緩坡相快速變化，構(gòu)成向上變深的沉積序列(圖4b)，其中以中緩坡環(huán)境為主體；而橫向上，強(qiáng)烈風(fēng)暴渦流對(duì)內(nèi)緩坡高能內(nèi)碎屑灘進(jìn)行掏蝕、撕扯(序列1)，形成撕裂狀礫屑，以原地沉積為主，部分破碎顆粒與沿岸陸源碎屑一同向離岸方向搬運(yùn)。隨著遠(yuǎn)離風(fēng)暴中心，在風(fēng)暴渦流與風(fēng)暴回流(離岸流)的共同作用下，侵蝕—搬運(yùn)大量生物碎屑，使得絕大部分粗粒碎屑在中緩坡沉積下來(lái)(序列2，3)，成為沉積主體，而剩余細(xì)粒部分繼續(xù)向海方向搬運(yùn)?？拷L(fēng)暴浪基面附近，風(fēng)暴能量繼續(xù)減弱，在風(fēng)暴回流與風(fēng)暴震蕩流或擺動(dòng)流聯(lián)合作用下形成不具有侵蝕能力的由細(xì)粒碎屑構(gòu)成的小型丘狀層理(序列4)。在風(fēng)暴浪基面之下的外緩坡，隨著進(jìn)一步遠(yuǎn)離風(fēng)暴中心，風(fēng)暴能量急劇降低，以重力分異沉積為主，表現(xiàn)為mm至cm級(jí)的正粒序，為遠(yuǎn)源風(fēng)暴濁流體系(序列4)(圖4c)。

5 風(fēng)暴沉積的地質(zhì)意義

5.1 沉積學(xué)和古地理指示意義

由于風(fēng)暴巖沉積速率較快而持續(xù)時(shí)間較短[28]，且風(fēng)暴作用平面波及范圍較廣，使得一次風(fēng)暴作用形成的風(fēng)暴沉積可用于一定范圍內(nèi)橫向沉積追索和地層對(duì)比。在揚(yáng)子地臺(tái)內(nèi)，筆者先后在貴州松林剖面、四川萬(wàn)源曹家剖面、四川城口厚坪剖面洗象池組下部均發(fā)現(xiàn)風(fēng)暴沉積，表明揚(yáng)子地臺(tái)在洗象池期整體受風(fēng)暴作用影響，普遍發(fā)育風(fēng)暴沉積。因此該風(fēng)暴沉積段可以作為揚(yáng)子地臺(tái)洗象池組下部地層對(duì)比標(biāo)志層。

風(fēng)暴沉積序列縱向演化規(guī)律與海平面變化具有直接聯(lián)系?？焖俸Ｇ?TST)時(shí)風(fēng)暴沉積由淺水的原地型風(fēng)暴粗粒白云巖和異地型風(fēng)暴粗粒白云巖沉積，逐漸過(guò)渡為較深水的小型丘狀交錯(cuò)層理灰?guī)r和風(fēng)暴濁積灰?guī)r沉積，而海退(HST)時(shí)變化過(guò)程剛好相反[29]。揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)洗象池組風(fēng)暴段發(fā)育于洗象池組下部，自下而上風(fēng)暴段沉積環(huán)境由內(nèi)緩坡—中緩坡向外緩坡快速變化，風(fēng)暴段總體表現(xiàn)為向上變深的沉積序列。從而佐證了揚(yáng)子地臺(tái)上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)為一個(gè)完整的海侵(TST)—海退(HST)三級(jí)旋回[17]，而洗象池組下部風(fēng)暴序列代表了快速海侵體系域(TST)階段。

圖4 揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)上寒武統(tǒng)洗池組風(fēng)暴沉積特征、沉積序列及發(fā)育模式

風(fēng)暴沉積的發(fā)育與古地理背景密切相關(guān)。受風(fēng)暴作用影響，向開(kāi)闊海方向緩斜坡經(jīng)常遭受風(fēng)暴侵蝕作用，使得在正常浪基面附近侵蝕、上揚(yáng)—卷起的沉積物主要向正常浪基面之下的開(kāi)闊海搬運(yùn)[14]。宋金民等[9]對(duì)各個(gè)相帶中風(fēng)暴巖發(fā)育層段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出60%以上的風(fēng)暴巖發(fā)育于潮下帶和淺水陸棚相，而潮坪相與深水陸棚相次之。洗象池組沉積時(shí)期，受西部古陸抬升影響，揚(yáng)子地臺(tái)呈現(xiàn)為西南高、北東低的碳酸鹽巖緩坡沉積[16]，且由北東至南西方向發(fā)生海侵[17-18]，這就決定了風(fēng)暴侵蝕作用主要發(fā)育于城口以南西的內(nèi)緩坡相，并向城口以北東的中—外緩坡相搬運(yùn)。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，認(rèn)為平面上洗象池組在揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口以北東地區(qū)為中—外緩坡沉積，而城口以南西地區(qū)則主要為內(nèi)緩坡沉積，這為揚(yáng)子地臺(tái)北緣晚寒武世巖相古地理的恢復(fù)提供了重要約束。

5.2 對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的指示意義

揚(yáng)子地臺(tái)北緣洗象池組有效儲(chǔ)集層優(yōu)勢(shì)相帶為受波浪—潮汐等水動(dòng)力控制的高能顆粒灘微相，主要發(fā)育于正常浪基面之上(附近)的內(nèi)緩坡微高地貌地區(qū)[15-16，30]。而根據(jù)上述風(fēng)暴沉積對(duì)巖相古地理的約束，城口以南西地區(qū)主要為內(nèi)緩坡沉積，處于正常浪基面之上(附近)，為顆粒灘發(fā)育的有利相帶[31]，疊加洗象池組頂部不整合—暴露巖溶作用，具備發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的基本地質(zhì)條件。從而認(rèn)為，揚(yáng)子地臺(tái)北緣洗象池組在城口南西方向的川東北地區(qū)具備發(fā)育大規(guī)模優(yōu)質(zhì)顆粒灘型儲(chǔ)層的古地理背景。

6 結(jié)論

在揚(yáng)子地臺(tái)北緣城口地區(qū)洗象池組發(fā)現(xiàn)風(fēng)暴沉積，其典型的風(fēng)暴沉積構(gòu)造有底沖刷—充填構(gòu)造、礫屑段(風(fēng)暴撕裂構(gòu)造)及丘狀交錯(cuò)層理。

(1)將本區(qū)風(fēng)暴沉積分為5種風(fēng)暴序列：風(fēng)暴序列1，以底沖刷+礫屑段A為主；風(fēng)暴序列2，由底沖刷+礫屑段A、粒序段B及泥晶灰?guī)r段E構(gòu)成；風(fēng)暴序列3，由底沖刷段A、粒序段B、丘狀層理段D及泥晶灰?guī)r段E構(gòu)成；風(fēng)暴序列4，由丘狀層理段D與泥晶灰?guī)r段E構(gòu)成；風(fēng)暴序列5，由mm至cm級(jí)濁流序列段E構(gòu)成。

(2)風(fēng)暴段縱向演化序列：自下而上，由風(fēng)暴序列1至風(fēng)暴序列5逐漸變化，風(fēng)暴段沉積環(huán)境以中緩坡為主，且自下而上由內(nèi)緩坡→中緩坡→外緩坡逐漸變化，整體構(gòu)成向上變深沉積序列，代表了洗象池組下部的海侵體系域(TST)。

(3)揚(yáng)子地臺(tái)北緣洗象池組在城口以北東地區(qū)處于中—外緩坡地帶，而在城口以南西地區(qū)為內(nèi)緩坡地帶。因此，推測(cè)洗象池組在城口南西方向的川東北地區(qū)地區(qū)具備發(fā)育大規(guī)模優(yōu)質(zhì)高能顆粒灘型儲(chǔ)層的古地理背景。

致謝：成都理工大學(xué)田艷紅、肖斌、李澤奇、黃瑞、唐衛(wèi)、趙聰、姜巽等在野外工作及薄片鑒定方面給予很多幫助，審稿專(zhuān)家及編輯對(duì)稿件認(rèn)真審閱并提出了寶貴的修改意見(jiàn)，作者在此致以誠(chéng)摯謝意！