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在巖石體系中,呈瘤狀形態(tài),且具有相似產(chǎn)出特征的巖石,稱之為瘤狀灰?guī)r,屬于常見性碳酸巖石。在我國,瘤狀灰?guī)r的分布十分廣泛,地層層位也較多,按照不同地質(zhì)歷史發(fā)展時期,鹽酸巖石具有不同程度的地層發(fā)育,在地質(zhì)發(fā)展時期貫穿了全過程。筆者根據(jù)自身多年的巖石研究經(jīng)驗,主要分析瘤狀灰?guī)r的分類及成因[1]。
瘤狀灰?guī)r作為一種常見的碳酸巖石,在碳酸鹽地層中,具有不同程度發(fā)育特點,在我國不同區(qū)域,例如北方、南方區(qū)域都有瘤狀灰?guī)r的產(chǎn)生,特別是南方泥盆系中廣泛分布,其分類、成因受到了學者廣泛重視[2]。
第一,結(jié)構(gòu)成因分類。按照結(jié)構(gòu)成因,瘤狀灰?guī)r主要分為普通性、壓扁性、連續(xù)性3種瘤狀結(jié)核。普通性瘤狀結(jié)核,也稱不連續(xù)結(jié)核體,主要由富灰泥質(zhì)所構(gòu)成,風化后,結(jié)核體按照不規(guī)則狀態(tài),分布在灰泥基質(zhì)中。連續(xù)性的瘤狀結(jié)核,主要因長時期的成巖過程,使得結(jié)核體生長、發(fā)育,逐漸形成連續(xù)性巖化結(jié)核層,瘤狀結(jié)核主要以群集方式出現(xiàn),有時也以單層出現(xiàn),在泥灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖中產(chǎn)生;壓扁性的瘤狀結(jié)核,主要由富黏土質(zhì)、壓扁結(jié)核所構(gòu)成,通過溶解層劃分,可劃分為復合溶解層、簡單溶解層。
第二,排列式分類。根據(jù)瘤體排列方式以及斷面形態(tài),瘤狀灰?guī)r可劃分為順層串珠、斷續(xù)串珠、雜亂狀3種灰?guī)r。順層串珠型的瘤體,主要呈串珠狀順層排列,瘤體基本上被隔開,連續(xù)成層;斷續(xù)型的串珠瘤體,主要通過灰泥基質(zhì)隔開,處于互相孤立狀態(tài),加上瘤體呈順層分開狀態(tài),可通過瘤體拼合成層;雜亂狀的瘤體,在灰泥基質(zhì)中懸浮分布,邊緣也較為平整。
第三,生物成分分類。按照瘤狀灰?guī)r構(gòu)造、分布層以及生物成分,主要分為3類形態(tài):其一,生物骨架體,巖體中的層孔蟲以及群體珊瑚,通過藍綠藻的包裹,形成粘結(jié)灰泥。在層內(nèi)包含許多泥質(zhì);其二,由藍綠藻對生屑進行包裹,產(chǎn)生瘤狀灰?guī)r,主要在泥巖中進行順層分布,如果發(fā)育良好,可產(chǎn)生藻丘,或者藻球;其三,生屑泥晶和泥晶灰?guī)r共同形成瘤狀灰?guī)r。
第四,泥灰比值分類。按照泥灰比含量,瘤狀灰?guī)r主要分類為富灰型、過渡型以及富泥型3類:富灰型瘤狀灰?guī)r,具有灰?guī)r含量較高,呈成層產(chǎn)出特點,表面有小丘狀凸起,基質(zhì)層按照瘤體形態(tài)起伏,成層性較差,地層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)灰包泥特點;過渡型瘤狀灰?guī)r,從側(cè)面觀察,主要呈現(xiàn)長透鏡狀以及長條狀,具有連續(xù)分布特點,在局部會產(chǎn)生熔斷、壓斷問題,具有良好的成層性;富泥型瘤狀灰?guī)r,泥頁巖含量比灰?guī)r含量超出許多,以疙瘩形態(tài)進行斷續(xù)分布,呈雜亂性特點,具有良好的成層性,且順層能夠連續(xù)發(fā)育[3]。
第五,形態(tài)特征分類。按照形態(tài)特征,可將瘤狀灰?guī)r劃分為5類類型:其一,壓扁瘤體形態(tài),灰?guī)r瘤體主要呈長扁豆狀,在同一層內(nèi),瘤體大小較為均勻,主要以平行層面方式排列,在剖面上,呈現(xiàn)波狀起伏條帶,加上表面較為光滑,基質(zhì)界線也十分清晰;其二,揉皺角構(gòu)造,瘤體主要呈現(xiàn)不規(guī)則彎曲形態(tài),在泥巖中以撕裂狀斷續(xù)進行分布,水平紋理可繞過碎塊;其三,壓溶瘤構(gòu)造,主要是壓溶土膜上進行發(fā)育,具有互相交切分割的特點,瘤體呈不規(guī)則形態(tài),以平行層面方式進行排列;其四,干裂角構(gòu)造,呈現(xiàn)次棱角狀態(tài),由粉晶方解石、微晶以及生物碎屑所構(gòu)成;其五,粗屑結(jié)構(gòu),主要呈現(xiàn)卵圓形狀態(tài)。
在巖體體系中,瘤狀灰?guī)r主要由基質(zhì)、瘤體所構(gòu)成,按照瘤狀灰?guī)r泥質(zhì)含量、層數(shù)變化分析,如果巖段中,泥質(zhì)含量較多,那么層數(shù)也較多,瘤體結(jié)構(gòu)也較為明顯;如果巖段中,泥質(zhì)含量較少,則層數(shù)較少,瘤體結(jié)構(gòu)不顯著。處于不同地質(zhì)發(fā)展時期,瘤狀灰?guī)r差異也不相同[4]。
首先,壓扁型灰?guī)r。主要是由泥晶、淺灰色微晶所構(gòu)成,其礦物主要是陸源碎屑和方解石,呈條帶狀或扁豆狀形態(tài),瘤體占56%左右的瘤體體積,大小約為1cm~2.5cm,在瘤體中還包含由三葉蟲、腕足、雙殼以及介形蟲等生屑,基質(zhì)顏色為黃綠色和灰色。
其次,串珠型灰?guī)r。該類瘤體灰?guī)r主要由泥晶和白色亮晶構(gòu)成,其礦物包含了陸源碎屑、方解石成分,呈現(xiàn)疙瘩形態(tài),瘤體占55%的瘤體體積,大小約為1.2cm~2.8cm,基質(zhì)顏色為黃綠色。
再次,角狀灰?guī)r。該類瘤體灰?guī)r主要包含泥晶、微晶和藻粉砂屑,呈次棱角形態(tài),包含了生物屑、鐵泥質(zhì)等成分,以纏繞瘤體和細脈的方式進行分布??梢哉f,在不同地質(zhì)發(fā)展時期,瘤狀灰?guī)r的特征存在較大差異,主要是巖石厚度和顏色,以及瘤體成分和大小形態(tài)。瘤狀灰?guī)r特征的差異性,對其形成成因差異、環(huán)境差異具有代表性。
針對瘤狀灰?guī)r,在多年研究中,其成因多種多樣,主要有如下成因:
第一,成巖分異作用。由于泥質(zhì)的均勻分布,產(chǎn)生碳酸鹽的沉淀物,通過化學分異反應(yīng),在成巖時大小不一的碎屑,產(chǎn)生瘤體[5]。
第二,海底溶解。如果泥灰質(zhì)處于較深的水盆地內(nèi),通過沉積作用,加上海底的底流作用,溶解了弱固結(jié)、未固結(jié)沉淀物,其他未被溶解粘土礦物,就形成灰?guī)r。如果未經(jīng)過海底底流沖擊,則物質(zhì)會很快速度沉積、固結(jié),通過擠壓作用,產(chǎn)生瘤體。通過海底的溶解作用,瘤狀灰?guī)r的發(fā)育較多。
第三,壓溶作用。在成巖過程中,發(fā)育成網(wǎng)狀縫合線群,對泥灰質(zhì)沉積物進行分割,進而形成瘤體,且呈大小不一狀。
第四,海底膠結(jié)。處于深水環(huán)境內(nèi),通過洋流作用、底流作用,使得沉積被中斷,在沉積截面,產(chǎn)生不均勻膠結(jié)作用,進而產(chǎn)生瘤狀灰?guī)r。
第五,滑塌作用。如果深水坡度較大,在灰?guī)r沉積過程中,由于互層分布,斜坡產(chǎn)生水下滑塌,由于灰?guī)r的脆性較大,容易產(chǎn)生破碎,出現(xiàn)揉皺變形,對灰質(zhì)團塊進行包裹,就會產(chǎn)生串珠型和扁豆型瘤狀灰?guī)r。
第六,差異壓實成因。由于灰質(zhì)薄層、泥質(zhì),以互層狀態(tài)進行分布,通過成巖壓實作用,使得泥質(zhì)層出現(xiàn)受壓流動,而鈣質(zhì)層被拉斷,產(chǎn)生瘤狀灰?guī)r。差異壓實在瘤狀灰?guī)r形成的重要原因之一,在沉積學中,將成巖分異與差異壓實劃分為瘤狀灰?guī)r形成的兩大類型。
第七,暴露成因。由于灰?guī)r處于暴露干裂狀態(tài),產(chǎn)生腐蝕移位,在后期通過沉積物進行充填膠結(jié)而成。對于暴露成因,各類假說都具有一定的根據(jù),在不同時代和不同地域,瘤狀灰?guī)r的暴露特點也呈多樣性,不屬于特定環(huán)境產(chǎn)物。
第八,生物鉆孔。針對碳酸鹽沉積物,在沉積以后,若大量底棲生物開展鉆孔活動時,會形成一個不規(guī)則通道,白云石、泥沙進行填充后,產(chǎn)生基質(zhì),有些碳酸鹽未被鉆孔擾動,就會形成瘤狀體,且呈不規(guī)則狀態(tài)。
瘤狀灰?guī)r,作為常見性的碳酸鹽灰?guī)r,具有良好的縫合線發(fā)育,張性裂縫、斜交和層面垂直較為常見,通過縫合線構(gòu)造,為油氣運移提供運輸通道,還能為油氣創(chuàng)造儲集空間,因此加大瘤狀灰?guī)r的研究,可為油氣儲備、運輸提供廣闊的研究前景。