古強(qiáng),邢鳳存,錢紅杉,孫漢驍
1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院,成都 610059
2.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)),成都 610059
二疊紀(jì)—三疊紀(jì)生物大滅絕導(dǎo)致大量生物死亡及生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞,早三疊世全球變暖[1-4]、海水多次酸化[5-7]、風(fēng)化速率[8-12]及海洋沉積速率突增[13]等多個(gè)事件共存。在這一紊亂的時(shí)期,作為碳酸鹽巖組分的鮞粒廣泛發(fā)育于全球下三疊統(tǒng)地層[14-16],且因出現(xiàn)巨型鮞粒而受到廣泛關(guān)注。作為一種指相顆粒,鮞粒可通過原始礦物、圈層特征、形態(tài)特征、以及鮞粒組合特征指示古海洋條件,如水動(dòng)力、水深、鹽度、氣候條件以及敏感的水化學(xué)條件等[17-22]。直徑作為其最直觀的特征,常與水動(dòng)力條件及海水碳酸鹽飽和度相聯(lián)系。在鮞粒形成過程中物理環(huán)境與海水化學(xué)一樣重要[23-26]。鮞粒大小反映快速沉淀和磨損率之間的動(dòng)態(tài)平衡[18],與流速直接相關(guān)[27-29],直徑大表示更強(qiáng)的水動(dòng)力條件[30-31]。相對(duì)于鮞??倝勖黐32],鮞粒快速達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡大小,而后大小和形狀基本保持不變。研究發(fā)現(xiàn)早三疊世全球鮞粒和巨鮞的出現(xiàn)與富氧/缺氧及碳同位素?cái)_動(dòng)有很強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,是生物大滅絕的沉積響應(yīng),鮞粒的大小可能是一個(gè)量化生態(tài)系統(tǒng)破壞程度的沉積指標(biāo),巨鮞的出現(xiàn)可能代表遭受比其他地區(qū)更高的生態(tài)系統(tǒng)壓力[14,23]。Liet al.[33]通過建立鮞粒直徑數(shù)據(jù)約束下的鮞粒生長物理化學(xué)模型定量的分析了早三疊世海水化學(xué),得出早三疊世碳酸鹽飽和度可能達(dá)到現(xiàn)代的7倍,且pH值也大幅下降。因此對(duì)鮞粒粒度的精細(xì)研究,對(duì)恢復(fù)這一時(shí)期復(fù)雜的古環(huán)境具有重要意義。四川東北部下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞粒灘非均質(zhì)性強(qiáng)、沉積結(jié)構(gòu)復(fù)雜,前人已進(jìn)行了大量研究,但對(duì)鮞粒類型的細(xì)分、鮞粒類型的時(shí)空演化及鮞粒類型與水動(dòng)力條件(粒度)的相關(guān)性還需進(jìn)一步的精細(xì)研究。因此本文選取川東北萊溪、龍?zhí)洞寮棒~洞子飛仙關(guān)組剖面,通過野外實(shí)測、鏡下鑒定及粒度分析方法對(duì)其進(jìn)行研究。
早三疊世,上揚(yáng)子地區(qū)位于東特提斯,飛仙關(guān)組鮞粒發(fā)育與同時(shí)期全球熱帶—亞熱帶淺水臺(tái)地鮞粒沉積相對(duì)應(yīng)[14,23](圖1a)。研究剖面位于上揚(yáng)子地區(qū)開江—梁平海槽西側(cè),海槽的形成受南秦嶺洋的擴(kuò)張與收縮、“峨眉地裂”運(yùn)動(dòng)的影響,受海平面下降及沉積速率加快的共同影響而消亡于飛仙關(guān)期。開江—梁平海槽西側(cè)發(fā)育正常碳酸鹽巖臺(tái)地,東側(cè)與城口—鄂西海槽之間則具有孤立臺(tái)地性質(zhì)[34-40]。鮞粒主要發(fā)育于開江—梁平海槽兩側(cè)以及城口—鄂西海槽西部臺(tái)緣鮞粒灘(圖1b),少量形成于臺(tái)內(nèi)點(diǎn)灘[41-45]。開江—鄂西海槽西側(cè)為遷移型,白云石化作用弱,灘體厚度薄但明顯向東遷移;東側(cè)為加積型,白云石化作用強(qiáng)烈,鮞粒灘厚度大。鮞粒灘發(fā)育主要受海平面變化、古構(gòu)造、古風(fēng)向及差異沉降影響[41,46-49]。由于早三疊世處于“文石?!睍r(shí)期,文石優(yōu)先沉淀,穩(wěn)定性較差,后期常被成巖改造為穩(wěn)定的低鎂方解石或白云石。萊溪、龍?zhí)洞寮棒~洞子剖面位于開江—鄂西海槽西側(cè),飛仙關(guān)早期臺(tái)緣鮞粒灘發(fā)育,魚洞子剖面位于鮞粒灘主體區(qū),萊溪及龍?zhí)洞逦挥邗b粒灘邊緣帶。研究剖面白云石化作用較弱,可減小鮞粒原始空間尺寸被白云石化作用期間潛在的尺寸再生影響[50-51],從而提高本次研究的準(zhǔn)確性。
圖1 早三疊世全球鮞粒發(fā)育區(qū)及研究區(qū)飛仙關(guān)早期沉積相平面展布(a)二疊系—三疊系之交鮞粒全球廣泛發(fā)育(據(jù)Li et al.[14],Li et al.[23]修改);(b)研究區(qū)飛仙關(guān)早期沉積相展布(據(jù)邢鳳存等[41]修改)Fig.1 Lower Triassic global ooids development and sedimentary facies distribution in the study area during the early Feixianguan period
實(shí)測萊溪、龍?zhí)洞寮棒~洞子剖面,根據(jù)巖性、沉積結(jié)構(gòu)及構(gòu)造劃分層位,對(duì)鮞粒發(fā)育層位重點(diǎn)取樣。對(duì)巖石樣品進(jìn)行磨片并使用茜素紅染色,在偏光顯微鏡下對(duì)鮞粒進(jìn)行識(shí)別劃分。鮞粒粒度分析則利用徠卡偏光顯微鏡及川大圖像分析系統(tǒng)軟件對(duì)萊溪22 張、龍?zhí)洞?9張及魚洞子58張鮞粒發(fā)育薄片進(jìn)行鏡下鮞粒粒度測量。為了減小誤差,對(duì)粒度較大的鮞粒使用2 倍物鏡,10 倍目鏡,選取最能代表樣品鮞粒發(fā)育特征的3~5個(gè)視域進(jìn)行測量。粒度較小的鮞粒使用4倍物鏡,10倍目鏡進(jìn)行測量,每個(gè)樣品測量鮞粒數(shù)至少100。對(duì)所測得的鮞粒粒徑D使用Φ=-log2D 進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到轉(zhuǎn)化值Φ′,因?yàn)樗鶞y得值為鏡下值,所以再對(duì)Φ′使用弗里德公式Φ=0.902 7Φ′+0.381 5 進(jìn)行校正[52]。最后利用所得Φ 值進(jìn)行計(jì)算得到鮞粒樣品的平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度及峰度等粒度參數(shù),并繪制直方圖、頻率曲線以及概率累計(jì)曲線對(duì)粒度資料進(jìn)行圖解[53]。
鮞粒受沉積環(huán)境的影響而呈現(xiàn)出不同形態(tài),在已有研究的基礎(chǔ)上[18,30,54-56],綜合考慮鮞粒成因、原始礦物、圈層結(jié)構(gòu)、形態(tài)特征及成巖作用改造等多方面因素,將研究區(qū)內(nèi)鮞粒劃分為原生沉積的藻鮞、同心鮞、表鮞、復(fù)鮞、橢形鮞、巨鮞、偏心鮞及后生改造的泥晶鮞、偏心鮞、變形鮞、負(fù)鮞、單晶鮞、多晶鮞、白云化鮞、殘余鮞、破碎鮞(圖2)。研究發(fā)現(xiàn)偏心鮞在原生沉積及后生改造中都可形成,應(yīng)結(jié)合其組成礦物及圈層形態(tài)進(jìn)行識(shí)別。破碎鮞可根據(jù)破碎形態(tài)進(jìn)一步劃分為斷殼鮞、破裂鮞、錯(cuò)裂鮞及殘缺鮞。
圖2 鮞粒類型劃分方案Fig.2 Classification scheme of ooid types
3.1.1 原生沉積鮞粒
研究區(qū)內(nèi)藻鮞僅少量發(fā)育,形態(tài)常受控于核心,鮞粒邊界微起伏,鮞粒邊部顏色較深(圖3a),部分受海水纖狀環(huán)邊膠結(jié)及大氣淡水膠結(jié)(圖3b)。同心鮞粒徑較大,0.5~2 mm,鮞粒圈層結(jié)構(gòu)明顯(圖3c),可見櫛殼狀膠結(jié)及等粒狀大氣淡水膠結(jié),部分圈層或核受大氣淡水選擇性溶蝕再沉淀形成較粗晶粒(圖3d)。同心鮞重結(jié)晶作用受圈層結(jié)構(gòu)限制,而形成明暗相間的圈層(圖3e)。表鮞的粒徑變化較大,其形成受水動(dòng)力及核大小的影響,因此表鮞發(fā)育層位不能簡單的認(rèn)為水動(dòng)力小,而需要從鮞粒組合及表鮞核心大小等多方面來分析判斷(圖3f)。復(fù)鮞由兩個(gè)或多個(gè)鮞粒組成一個(gè)新的核心,被外部大的包殼所包圍形成,顆粒間灰泥充填,外部包殼最內(nèi)層可變厚度,這可能是由核心內(nèi)部顆粒之間的間隙確定的(圖3g,h)。橢形鮞受不規(guī)則核心形狀控制(圖3i),同沉積的其他類型鮞粒為球形。研究區(qū)巨鮞粒徑可達(dá)10 mm,相比于其他鮞粒其核心更大(圖3j),同心圈層發(fā)育,顆粒間灰泥填充,部分圈層及基質(zhì)重結(jié)晶(圖3k)。已有研究表明,其異常的粒徑可能是由于早三疊世大部分骨骼生物滅絕而導(dǎo)致的核心供應(yīng)減少、微生物的積極參與及海水碳酸鹽飽和度的快速增加形成[33,57-64],該地區(qū)此時(shí)可能遭受很高的生態(tài)系統(tǒng)壓力[14]。原生成因的偏心鮞同心層不對(duì)稱,主要是由于較低的水動(dòng)力使鮞粒懸浮生長受阻,導(dǎo)致包殼不對(duì)稱生長(圖3l)。
圖3 原生沉積鮞粒典型鏡下照片(a)圈層不規(guī)則起伏的藻鮞,單偏光,LTC-14;(b)受兩期膠結(jié)的藻鮞,單偏光,YDZ2-23-2;(c)同心鮞,單偏光,YDZ2-29-2;(d)核心被選擇性溶蝕再沉淀的同心鮞,單偏光,YDZ2-31-1;(e)同心鮞部分圈層發(fā)生重結(jié)晶作用,單偏光,YDZ2-29-1-1;(f)表鮞,單偏光,YDZ2-21-1;(g)復(fù)鮞發(fā)生重結(jié)晶作用,單偏光,YDZ2-27-1-1;(h)復(fù)鮞外部包殼最內(nèi)層可變厚度,單偏光,YDZ2-29-1-1;(i)具不規(guī)則核心控制的橢形鮞,單偏光,YDZ2-29-2;(j)以較大粒徑作為核心的巨鮞,單偏光,YDZ2-29-1-1;(k)灰泥充填的巨鮞,部分圈層及基質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶,單偏光,YDZ2-29-1-1;(l)偏心鮞,單偏光,YDZ2-30-1-1Fig.3 Typical photomicrographs of primary sedimentary ooids
3.1.2 后生改造鮞粒
泥晶鮞圈層結(jié)構(gòu)不發(fā)育,粒徑較小,0.1~0.5 mm。在浪基面以下發(fā)生泥晶化,整體顏色較深,保存完整(圖4a)。部分泥晶鮞顆粒間發(fā)育兩期膠結(jié),海水成因的纖狀環(huán)邊膠結(jié)以及等粒狀大氣淡水膠結(jié)(圖4b),部分中心部位發(fā)生重結(jié)晶作用。變形鮞為鮞粒受壓力發(fā)生塑性變形形成,因此在鏡下觀察時(shí)可見整個(gè)薄片的鮞粒都發(fā)生不同程度的變形(圖4c)。鮞粒受溶蝕形成負(fù)鮞,研究區(qū)內(nèi)負(fù)鮞粒徑較小,可見附著于內(nèi)壁或充填孔隙的瀝青(圖4d,e)。單晶鮞與多晶鮞多為負(fù)鮞接受大氣淡水再沉淀而形成(圖4f,g),可見示頂?shù)捉Y(jié)構(gòu)(圖4h),少數(shù)為重結(jié)晶作用形成。研究區(qū)白云石化作用較弱,見部分鮞粒外部同心層與基質(zhì)被白云石化的白云化鮞(圖4i),而殘余鮞則被完全白云石化后只能大概識(shí)別其輪廓(圖4j)。破碎鮞可根據(jù)其破碎特征劃分為斷殼鮞、破裂鮞、錯(cuò)斷鮞以及殘缺鮞(圖4k)。后生成因偏心鮞為鮞粒內(nèi)部圈層受到溶蝕,核心發(fā)生偏移后鮞粒內(nèi)部孔隙再次沉淀結(jié)晶形成,可通過鮞粒圈層特征識(shí)別(圖4l)。
圖4 后生改造鮞粒典型鏡下照片(a)泥晶鮞,圈層結(jié)構(gòu)不發(fā)育,單偏光,YDZ2-29-1;(b)受兩期膠結(jié)的泥晶鮞,單偏光,YDZ2-8-1-1;(c)變形鮞,單偏光,YDZ2-21-1;(d)負(fù)鮞,瀝青部分充填,單偏光,YDZ2-44-5;(e)鮞粒溶蝕形成鑄??祝瑔纹?,YDZ-11-2-10;(f)單晶鮞,單偏光,LX-35-T;(g)多晶鮞,單偏光,LX-35-T;(h)單晶鮞,具示頂?shù)捉Y(jié)構(gòu),單偏光,LTC-14;(i)白云化鮞,單偏光,YDZ-12-1;(j)殘余鮞,僅能大概識(shí)別形態(tài),單偏光,YDZ-12-1;(k)破碎鮞,見多種次級(jí)劃分類型,單偏光,YDZ2-27-1-1;(l)溶蝕再充填形成的后生偏心鮞,單偏光,YDZ2-27-1-1Fig.4 Typical photomicrographs of epigenetic ooids
3.2.1 龍?zhí)洞迤拭?/p>
龍?zhí)洞迤拭骢b粒主要發(fā)育于飛一段臺(tái)緣鮞粒灘,飛二段僅見少量臺(tái)內(nèi)點(diǎn)灘,鮞粒總含量向上呈減少再增加趨勢(圖5)。泥晶鮞垂向分布較廣,從底到頂其含量隨同心鮞的減少逐漸增加,常伴隨復(fù)鮞發(fā)育。同心鮞主要分布于飛一段下部,與破碎鮞的出現(xiàn)相吻合,而與表鮞的發(fā)育相反。負(fù)鮞同時(shí)或晚于同心鮞出現(xiàn),根據(jù)其特征,可推斷飛仙關(guān)早期龍?zhí)洞逦挥诤F矫娓浇畡?dòng)力較強(qiáng)且地層暴露遭受過大氣淡水選擇性溶蝕,同時(shí)單晶鮞的出現(xiàn)大多晚于負(fù)鮞,僅部分層段兩者共存,單晶鮞發(fā)育的樣品鏡下可見大氣淡水再沉淀形成的示頂?shù)捉Y(jié)構(gòu)(圖4h),且灰泥基質(zhì)僅見微弱重結(jié)晶作用(圖4f,g),因此單晶鮞的形成主要是受大氣淡水中溶解碳酸鈣再沉淀形成而不是因重結(jié)晶作用而形成。多晶鮞的分布和單晶鮞較為一致,但早于單晶鮞。橢形鮞分布較亂,在鮞粒灘與臺(tái)內(nèi)點(diǎn)灘中均發(fā)育。巨鮞發(fā)育于飛一段底部與其他類型鮞粒共生。剖面白云化作用弱,因此未見殘余鮞,僅在14層見極少白云化鮞。
圖5 龍?zhí)洞迤拭骘w仙關(guān)組鮞粒特征及沉積綜合柱狀圖Fig.5 Ooid characteristics and comprehensive sedimentary column of Feixianguan Formation in Longtancun
3.2.2 萊溪剖面
萊溪剖面鮞粒發(fā)育層位與龍?zhí)洞逑嗨疲b粒類型與龍?zhí)洞逵袇^(qū)別,且砂屑含量較高,鮞粒總含量向上逐漸減少(圖6)。剖面未見同心鮞,泥晶鮞分布廣泛,含量從飛一段底部向上逐漸減少。表鮞及復(fù)鮞僅發(fā)育于飛一段底部。飛一段底部及飛二段臺(tái)緣鮞粒灘均見到鮞粒,但飛二段巨鮞含量比飛一段低。剖面單晶鮞及多晶鮞發(fā)育,未見負(fù)鮞,但是根據(jù)剖面單晶鮞中示頂?shù)捉Y(jié)構(gòu)可以判斷單晶鮞成因與龍?zhí)洞逡恢?,多晶鮞發(fā)布較廣,常與單晶鮞及負(fù)鮞伴生。白云化鮞與殘余鮞在飛一段可見。破碎鮞主要發(fā)育在飛一段。藻鮞僅發(fā)育于39層。
圖6 萊溪剖面飛仙關(guān)組鮞粒特征及沉積綜合柱狀圖Fig.6 Ooid characteristics and comprehensive sedimentary column of Feixianguan Formation in Laixi
3.2.3 魚洞子剖面
魚洞子剖面鮞粒主要發(fā)育于飛二段(圖7)。泥晶鮞分布廣,但從底部向上其含量隨同心鮞含量的變化先減少再增加。顯現(xiàn)出與同心鮞發(fā)育相反的趨勢。剖面表鮞,復(fù)鮞及藻鮞發(fā)育較少,主要集中于22~28層。巨鮞在剖面內(nèi)發(fā)育較多,且巨鮞大多以同心層形式出現(xiàn),僅少量呈復(fù)鮞形式出現(xiàn)。剖面負(fù)鮞、單晶鮞及多晶鮞較為發(fā)育,且相關(guān)性較好。負(fù)鮞在飛二段頂部及其發(fā)育,形成大量鑄??住尉b與多晶鮞的發(fā)育與前兩個(gè)基本剖面一致,常伴生出現(xiàn)。破碎鮞與變形鮞發(fā)育段吻合,集中于飛二段下部,該層段鮞粒形成后遭受成巖壓實(shí)壓溶作用,鏡下可見縫合線穿過鮞粒。
圖7 魚洞子剖面飛仙關(guān)組鮞粒特征及沉積綜合柱狀圖Fig.7 Ooid characteristics and comprehensive sedimentary column of Feixianguan Formation in Yudongzi
鮞粒粒度與沉積環(huán)境水動(dòng)力條件具有很強(qiáng)的相關(guān)性[17-31],且已有相關(guān)工作者將粒度分析方法用于顆粒碳酸鹽巖及鮞粒碳酸鹽巖研究[65-67]。臺(tái)內(nèi)灘鮞粒發(fā)育較少且分布不連續(xù),因此以連續(xù)的臺(tái)緣鮞粒灘對(duì)鮞粒粒度的時(shí)空演化進(jìn)行研究。由于實(shí)測粒徑轉(zhuǎn)換為Φ 值,因此平均粒徑曲線變化趨勢與鮞粒平均粒徑大小變化相反,且前人通過分析確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差劃分碎屑巖分選性的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)碳酸鹽巖分選性劃分是不準(zhǔn)確的,因此通過鏡下鑒定來校正劃分標(biāo)準(zhǔn),鑒定結(jié)果與郭芪恒等[65]制定的下葦?shù)閺埾慕M鮞粒分選劃分標(biāo)準(zhǔn)基本一致,因此本文采用其劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)。
表1 鮞粒分選性劃分標(biāo)準(zhǔn)(據(jù)郭芪恒等[65])Table 1 Classification criteria for ooid sorting (after Guo et al.[65])
偏度同樣被用于判斷沉積物分選性,但具有兩種完全不同的含義。當(dāng)明顯不同的兩個(gè)或多個(gè)粒度總體混合時(shí),如果兩個(gè)或多個(gè)含量相等,雖然偏度趨于0,卻表現(xiàn)為差的分選,頻率曲線形態(tài)呈馬鞍狀雙峰或多峰對(duì)稱型[53]。在碎屑巖研究中偏度與標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)性較好,但是由于鮞粒的成因及粒度關(guān)系復(fù)雜,粒徑較大的鮞粒也能在弱水動(dòng)力條件下形成。因此在碳酸鹽巖的研究中,偏度對(duì)分選性的劃分作用較小,但通過與標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)合可用于推測頻率曲線形態(tài)。頻率曲線形態(tài)能反映沉積環(huán)境水動(dòng)力變化(圖8a),單峰表示水動(dòng)力條件穩(wěn)定,與反映沉積物搬運(yùn)方式的概率累計(jì)曲線(圖8b)具有很強(qiáng)的相關(guān)性,對(duì)樣品統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)單峰型主要對(duì)應(yīng)直線型,多峰型主要對(duì)應(yīng)三段型(圖9)。
圖8 粒度分析圖(a)單峰型與直線型,LTC18-2;(b)多峰型與三段型,LX-36-1Fig.8 Pixel diameters
圖9 曲線特征對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.9 Curve feature correspondence
對(duì)龍?zhí)洞迤拭骢b粒粒度參數(shù)進(jìn)行繪圖分析,通過相關(guān)性分析生成預(yù)測線,通過大數(shù)定律與中心極限定理擬合確定95%可信區(qū)及95%預(yù)測區(qū)。研究顯示剖面平均粒徑(Mz)曲線從底到頂逐漸增大,但由于轉(zhuǎn)換為Φ值,因此鮞粒實(shí)際平均粒徑為逐漸減小(圖10a)。鮞粒標(biāo)準(zhǔn)偏差逐漸減?。▓D10b),分選性由差到好。龍?zhí)洞艴b粒沉積偏度主要為正偏態(tài)(圖10c)。峰度顯示從底到頂鮞粒峰度由小變大(圖10d),與標(biāo)準(zhǔn)偏差變化相反(圖10e),與粒度變化相同。頻率曲線形態(tài)多為單峰型,少數(shù)呈雙峰及多峰型(圖5)。
圖10 龍?zhí)洞迤拭媪6葏?shù)散點(diǎn)圖(a)Φ值變化圖;(b)標(biāo)準(zhǔn)偏差變化圖;(c)標(biāo)準(zhǔn)偏差與偏度關(guān)系圖;(d)峰度變化圖;(e)標(biāo)準(zhǔn)偏差與峰度關(guān)系圖Fig.10 Scatter graphs of granularity parameters in Longtancun
萊溪剖面鮞粒從低到頂平均粒徑經(jīng)歷增大—減小—增大三次變化,粒徑增大的層段出現(xiàn)巨鮞(圖11a)。標(biāo)準(zhǔn)偏差與粒徑變化相同,呈現(xiàn)增大—減小—增大變化(圖11b)。偏度大部分為正態(tài),相關(guān)性較差,與龍?zhí)洞逡恢?,僅可用于判斷頻率曲線形態(tài)(圖11c)。峰度與平均粒徑變化一致(圖11d),與標(biāo)準(zhǔn)偏差負(fù)相關(guān)(圖11e)。頻率曲線形態(tài)與概率累計(jì)曲線各形態(tài)均出現(xiàn),但主要為單峰型對(duì)應(yīng)直線型,雙峰型對(duì)應(yīng)二段型,多峰型對(duì)應(yīng)三段型(圖6)。
圖11 萊溪剖面粒度參數(shù)散點(diǎn)圖(a)Φ值變化圖;(b)標(biāo)準(zhǔn)偏差變化圖;(c)標(biāo)準(zhǔn)偏差與偏度關(guān)系圖;(d)峰度變化圖;(e)標(biāo)準(zhǔn)偏差與峰度關(guān)系圖Fig.11 Scatter graphs of granularity parameters in Laixi
魚洞子剖面鮞粒從低到頂鮞粒平均粒徑與標(biāo)準(zhǔn)偏差向上減小(圖12a,b),分選性逐漸變好。偏度多為正態(tài)(圖12c),峰度向上減小,由于巨鮞的影響與前兩個(gè)剖面呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律(圖12d),與標(biāo)準(zhǔn)偏差呈負(fù)相關(guān)(圖12e)。頻率曲線主要為單峰型與雙峰型,多峰型僅少量出現(xiàn)。概率累積曲線主要為直線型與二段型,三段型較少出現(xiàn)。單峰型常與直線型伴生,二段型與雙峰型伴生(圖7)。
圖12 魚洞子剖面粒度參數(shù)散點(diǎn)圖(a)Φ值變化圖;(b)標(biāo)準(zhǔn)偏差變化圖;(c)標(biāo)準(zhǔn)偏差與偏度關(guān)系圖;(d)峰度變化圖;(e)標(biāo)準(zhǔn)偏差與峰度關(guān)系圖Fig.12 Scatter graphs of granularity parameters in Yudongzi
根據(jù)龍?zhí)洞?、萊溪及魚洞子剖面鮞粒類型及粒度時(shí)空演化對(duì)比分析,鮞粒類型及粒度參數(shù)與沉積環(huán)境具有較好的相關(guān)性。粒徑較大的同心鮞、較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差、多峰型頻率曲線及三段式概率累計(jì)曲線,通常指示鮞粒灘沉積環(huán)境中水動(dòng)力較強(qiáng)的活動(dòng)邊緣帶。但部分巨鮞由泥晶灰泥充填(圖3j)且含巨鮞的樣品粒度參數(shù)與無巨鮞的樣品差距較大,相關(guān)性較差(圖10~12),這也證實(shí)巨鮞的形成受微生物作用及海水碳酸鹽飽和度異常增大等多種因素的復(fù)合影響,而不僅僅只是水動(dòng)力變強(qiáng)的原因。因此在利用粒度參數(shù)分析有巨鮞發(fā)育的鮞粒灘沉積水動(dòng)力條件時(shí),需對(duì)鮞粒粒度參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析,去除相關(guān)性較差的樣品數(shù)據(jù)。泥晶鮞等粒度較小的鮞粒通常分選性較好,多為單峰與直線型,常發(fā)育于鮞粒灘沉積環(huán)境中水動(dòng)力弱、穩(wěn)定的穩(wěn)定鮞粒砂坪。龍?zhí)洞迤拭鎻牡椎巾斢赏孽b,負(fù)鮞、多晶鮞為主,轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗑b、單晶鮞、復(fù)鮞為主的同時(shí),鮞粒平均粒徑也逐漸減小,分選性由差變好,頻率累計(jì)曲線由多峰型為主變?yōu)閱畏逍蜑橹?,概率累?jì)曲線則由三段型向直線型轉(zhuǎn)變。鮞粒類型及粒度參數(shù)顯示,鮞粒灘水動(dòng)力逐漸減小,沉積環(huán)境由活動(dòng)邊緣帶轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定鮞粒砂坪沉積。萊溪剖面從底到頂粒徑增大再減小、頻率曲線呈多峰型—單峰型—多峰型及概率累計(jì)曲線由三段型—直線型—三段型指示萊溪剖面鮞粒灘水動(dòng)力減小再增大,沉積環(huán)境呈活動(dòng)邊緣帶—穩(wěn)定鮞粒砂坪—活動(dòng)邊緣帶旋回。魚洞子剖面巨鮞發(fā)育較多,整體上從底到頂由粒徑較大的同心鮞轉(zhuǎn)變?yōu)榱捷^小的泥晶鮞,水動(dòng)力逐漸減小,沉積環(huán)境由活動(dòng)邊緣帶轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定鮞粒砂坪沉積。但局部表現(xiàn)出異常的粒徑及曲線形態(tài),這是由于巨鮞的發(fā)育所導(dǎo)致的。
(1)川東北飛仙關(guān)組發(fā)育鮞粒有原生沉積的藻鮞、同心鮞、表鮞、復(fù)鮞、橢形鮞、巨鮞、偏心鮞及后生改造的泥晶鮞、偏心鮞、變形鮞、負(fù)鮞、單晶鮞、多晶鮞、白云化鮞、殘余鮞、破碎鮞。
(2)龍?zhí)洞屣w仙關(guān)組臺(tái)緣鮞粒灘由活動(dòng)邊緣帶轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定鮞粒砂坪沉積,水動(dòng)力減弱;萊溪呈活動(dòng)邊緣帶—穩(wěn)定鮞粒砂坪—活動(dòng)邊緣帶沉積旋回,水動(dòng)力降低再增加;魚洞子飛二段臺(tái)緣鮞粒灘沉積,向上水動(dòng)力逐漸變?nèi)酢?/p>
(3)鮞粒類型及粒度參數(shù)時(shí)空演化與水動(dòng)力具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,但在巨鮞發(fā)育的層段這種對(duì)應(yīng)關(guān)系可能會(huì)變差,這是由于巨鮞的形成可能主要是受微生物作用和碳酸鹽飽和度的快速增加影響,而不是水動(dòng)力的快速變化。因此在有巨鮞發(fā)育的層段利用鮞粒粒度分析沉積環(huán)境水動(dòng)力時(shí),不能簡單地認(rèn)為鮞粒粒徑大則代表水動(dòng)力更強(qiáng)。
致謝 感謝審稿專家給出的意見和建議。