門玉澎,張 茜,余 謙,張海全,康建威,閆劍飛,曹竣鋒

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,四川 成都 610081；2.沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610081）

中國(guó)南方晚二疊世是重要的聚煤期［1-4］。前人對(duì)康滇古陸東側(cè)晚二疊世宣威組和龍?zhí)督M沉積環(huán)境和暗色泥頁(yè)巖（含煤巖）分布做了詳細(xì)研究［5-7］,康滇古陸西側(cè)鹽源—麗江等地黑泥哨組沉積環(huán)境和暗色泥頁(yè)巖研究程度低。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)（頁(yè)巖氣勘查評(píng)價(jià)技術(shù)試驗(yàn)與應(yīng)用推廣）支持下,本文對(duì)康滇古陸西側(cè)鹽源—麗江等地上二疊統(tǒng)黑泥哨組沉積物充填特征和沉積環(huán)境進(jìn)行分析,總結(jié)暗色泥頁(yè)巖分布特征,為大涼山地區(qū)頁(yè)巖氣資源勘探奠定基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

康滇古陸西側(cè)二疊系地層被金河逆沖斷裂和小金河逆沖斷裂分隔為兩個(gè)地層小區(qū)（圖1）。金河斷裂以東為康滇古陸,小金河斷裂以北為松潘—甘孜地層區(qū)［8］,兩個(gè)斷裂夾持區(qū)域?yàn)辂}源—麗江地層區(qū)。除康滇古陸地區(qū)無(wú)上二疊統(tǒng)沉積外,其它地層區(qū)均有沉積。

圖1 研究區(qū)地層分區(qū)

鹽源—麗江地層區(qū)上二疊統(tǒng)黑泥哨組巖性由礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、煤巖、玄武巖、火山碎屑巖和灰?guī)r組成,厚度普遍大于800 m。下部普遍夾數(shù)層玄武巖或火山碎屑巖,向東部夾層減少［9］。據(jù)夏茂龍等［10］、張宏輝等［11］研究,峨眉山玄武巖共有四期噴發(fā)旋回,在鹽源—麗江地層區(qū)特征明顯。

松潘—甘孜地層區(qū)上二疊統(tǒng)赤丹潭組巖性由結(jié)晶灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、角礫灰?guī)r夾板巖、砂質(zhì)板巖組成,普遍具淺變質(zhì)特征［9］。

2 沉積充填特征與沉積環(huán)境

通過(guò)對(duì)鹽源小高山、甲米和寧蒗西漂落、宜底等地黑泥哨組沉積充填差異性分析,總結(jié)鹽源—麗江地層區(qū)沉積環(huán)境特征。

2.1 鹽源小高山黑泥哨組特征與沉積環(huán)境

小高山剖面黑泥哨組自下至上根據(jù)巖性特征分為三個(gè)巖性段（圖2）。

圖2 康滇古陸西側(cè)晚二疊世沉積相對(duì)比

一段巖性由底部砂礫巖和上部玄武巖組成。底部砂礫巖為峨眉山玄武巖三期和四期噴發(fā)間隙形成的濱岸近源沉積物。上部玄武巖為峨眉山玄武巖四期火山溢流相產(chǎn)物。

二段巖性由灰黃色、灰白色、灰綠色細(xì)砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)泥巖和煤巖構(gòu)成數(shù)個(gè)沉積韻律。泥巖中普遍發(fā)育水平層理,可見植物化石碎片和赤鐵礦結(jié)核。代表了古風(fēng)化殼之上沼澤—潮坪沉積環(huán)境（圖3a、圖3b）。

圖3 典型沉積特征圖版

三段巖性由灰綠色砂礫巖、砂巖組成數(shù)個(gè)沉積韻律,砂巖中發(fā)育斜層理。由小高山巖性剖面可看到,自下至上粒度變粗,礫石所占地層比例增多,代表了沉積環(huán)境由三角洲前緣向三角洲平原轉(zhuǎn)變的過(guò)程。

2.2 鹽源甲米黑泥哨組特征與沉積環(huán)境

鹽源甲米黑泥哨組自下至上分為三個(gè)巖性段（圖2）。

一段巖性與小高山地區(qū)相似,對(duì)比小高山地區(qū)多發(fā)育一套玄武巖。自下至上由砂泥巖-玄武巖和灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖-砂礫巖-玄武巖構(gòu)成兩個(gè)火山間斷和噴發(fā)旋回,代表了峨眉山玄武巖二期噴發(fā)后海侵形成沼澤,三期玄武巖噴發(fā)溢流—海侵潮坪（沼澤）,四期玄武巖噴發(fā)溢流的沉積充填過(guò)程（圖3c、圖3d）。

二段與小高山地區(qū)充填特征一致,以灰黃色、灰黑色細(xì)砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖和煤層組成數(shù)個(gè)沉積旋回,代表峨眉山玄武巖四期噴發(fā)后沼澤—潮坪沉積環(huán)境（圖3e、圖3f）。

三段由青灰色砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖構(gòu)成數(shù)個(gè)沉積旋回,向上部礫石含量增多,發(fā)育斜層理和植物化石碎片,代表晚期海退三角洲砂體充填特征（圖3g、圖3h）,與小高山地區(qū)充填特征一致。

2.3 寧蒗西漂落黑泥哨組特征與沉積環(huán)境

寧蒗西漂落黑泥哨組自下至上分為三個(gè)巖性段（圖2）。

一段巖性與鹽源地區(qū)相似,由三套玄武巖和灰?guī)r、粉砂巖、泥巖和煤線組成。自下至上由灰?guī)r-玄武巖-砂泥巖（含煤巖）-玄武巖-灰?guī)r-玄武巖組成三個(gè)火山間斷和噴發(fā)旋回,代表峨眉山玄武巖一期噴發(fā)后形成潮坪—玄武巖溢流（二期、三期、四期）的沉積充填過(guò)程。

二段巖性由砂礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤巖和灰?guī)r組成。下部由砂礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤巖夾灰?guī)r透鏡體構(gòu)成較完整的沼澤沉積序列,代表了玄武巖結(jié)束后早期海侵形成的沼澤—潮坪沉積環(huán)境。中部由灰?guī)r、泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖組成數(shù)個(gè)沉積序列,代表中期最大海泛形成潮坪—淺海臺(tái)地沉積環(huán)境。上部由灰綠色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾灰?guī)r透鏡體組成,代表晚期海退潮坪沉積環(huán)境。

三段巖性由砂礫巖、粉砂質(zhì)泥巖和煤層組成數(shù)個(gè)沉積韻律,代表黑泥哨組晚期海退形成沼澤—潮坪沉積環(huán)境。

2.4 寧蒗宜底黑泥哨組特征與沉積環(huán)境

寧蒗宜底黑泥哨組自下至上分為三個(gè)巖性段（圖2）。

一段巖性由火山角礫巖、凝灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖和砂巖組成三個(gè)火山噴發(fā)-間斷沉積旋回。下部由灰綠色砂巖、泥巖-火山角礫巖組成,代表玄武巖一期噴發(fā)后海侵至二期噴流沉積環(huán)境。中部由砂巖、泥灰?guī)r-火山角礫巖組成,代表二期噴發(fā)后海侵至三期噴流沉積環(huán)境。上部由泥灰?guī)r、凝灰?guī)r、泥巖組成,代表三期至四期玄武巖噴發(fā)期淺海沉積環(huán)境。

二段巖性由深灰色泥質(zhì)灰?guī)r夾砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖組成。巖性較為單一,代表區(qū)域淺海碳酸鹽巖沉積環(huán)境。

三段巖性由深灰色燧石灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r組成,代表區(qū)域淺海碳酸鹽巖沉積環(huán)境。

綜上所述,康滇古陸西側(cè)自西向東,黑泥哨組一段玄武巖或火山角礫巖由一套增加為三套,代表早期玄武巖噴發(fā)后西部海侵早于東部?；鹕絿姲l(fā)間斷,沉積物充填以砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤巖為主,代表了沼澤沉積環(huán)境。二段在小高山、甲米以及西漂落地區(qū)以砂礫巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖和煤層充填為主,總體為潮坪—沼澤沉積環(huán)境,西部宜底沉積物以泥質(zhì)灰?guī)r為主,代表了淺海碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境。三段在小高山和甲米以砂礫巖、粉砂巖充填為主,代表了晚期海退三角洲沉積環(huán)境,西漂落沉積物以砂巖、泥巖、煤巖充填,代表了潮坪—沼澤沉積環(huán)境,西部宜底沉積物以灰?guī)r為主,代表了淺海碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境。

3 沉積模式

根據(jù)小高山、甲米、西漂落、宜底黑泥哨組縱向充填序列,分別建立研究區(qū)晚二疊世峨眉山玄武巖四期噴發(fā)后以及晚期（長(zhǎng)興期）沉積模式（圖4）,預(yù)測(cè)暗色泥頁(yè)巖展布特征。

圖4 康滇古陸西側(cè)晚二疊世沉積模式

峨眉山玄武巖一期噴發(fā)后僅西部寧蒗宜底—西漂落地區(qū)海侵,沉積物以砂巖、泥巖、灰?guī)r為主,代表了早期海侵潮坪沉積環(huán)境。該期不發(fā)育暗色泥頁(yè)巖段。

峨眉山玄武巖二期噴發(fā)后,海侵上超至鹽源甲米地區(qū),自東向西呈古陸—沼澤—潮坪—碳酸鹽巖臺(tái)地展布。甲米—西漂落為沼澤—潮坪環(huán)境,沉積物中夾少量煤線和炭質(zhì)泥巖,厚度薄。西部宜底為淺海碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境。

峨眉山玄武巖三期噴發(fā)后,海侵上超至小高山地區(qū),自東向西呈古陸—沼澤—潮坪—碳酸鹽巖臺(tái)地展布。小高山—甲米為沼澤—潮坪環(huán)境,沉積物中夾炭質(zhì)泥巖和煤線,厚度薄。西部西漂落和宜底為淺海碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境。

峨眉山玄武巖四期噴發(fā)后,海侵上超至小高山以東地區(qū),自東向西呈古陸—沼澤—潮坪—淺海碳酸鹽巖臺(tái)地展布。小高山—甲米為沼澤—潮坪環(huán)境,沉積物中煤層和炭質(zhì)頁(yè)巖厚度增大,層數(shù)增多。西漂落早期為沼澤環(huán)境,后期為潮坪環(huán)境。宜底地區(qū)為淺海碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境。

黑泥哨組晚期（長(zhǎng)興期）整體為海退進(jìn)積沉積體系,在小高山—甲米地區(qū)為三角洲平原沉積環(huán)境,發(fā)育數(shù)個(gè)砂礫巖-細(xì)砂巖-粉砂巖沉積序列,不發(fā)育煤層和炭質(zhì)泥巖。在西漂落為沼澤—潮坪環(huán)境為主,由砂巖-粉砂質(zhì)泥巖-炭質(zhì)泥巖-煤層構(gòu)成數(shù)個(gè)沉積序列,發(fā)育煤層和炭質(zhì)泥巖。宜底地區(qū)仍為淺海碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境。

綜上所述,黑泥哨組一段包括峨眉山玄武巖一期噴發(fā)后沉積物至四期玄武巖,西部普遍含三套玄武巖或火山角礫巖,向東部至小高山僅含一套玄武巖。一段玄武巖段層間夾沼澤相炭質(zhì)泥巖和煤巖主要分布在西漂落—甲米地區(qū)。黑泥哨組二段包括四期玄武巖噴發(fā)后至長(zhǎng)興期早期沉積物,東部靠陸為沼澤環(huán)境,西部為淺海碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境,沼澤相炭質(zhì)泥巖和煤巖分布在西漂落—小高山地區(qū)。黑泥哨組三段為長(zhǎng)興期海退三角洲—淺海碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境,沼澤相炭質(zhì)泥巖和煤巖分布在西漂落地區(qū)。

4 暗色泥頁(yè)巖分布特征

本文暗色泥頁(yè)巖是由炭質(zhì)泥巖和煤層構(gòu)成的復(fù)合層段。

根據(jù)沉積充填模式,康滇古陸西側(cè)黑泥哨組暗色泥頁(yè)巖縱向上主要分布在二段和三段,平面上主要分布在小高山—甲米—西漂落地區(qū)（圖5）。

圖5 康滇古陸西側(cè)晚二疊世暗色泥頁(yè)巖厚度分布

小高山地區(qū)暗色泥頁(yè)巖段主要分布在黑泥哨組二段,巖性由炭質(zhì)泥巖和煤層組成,層間夾細(xì)砂巖、粉砂巖。暗色泥頁(yè)巖累計(jì)厚度26 m；有機(jī)碳含量介于0.56%～14.93%,平均含量為5.32%；鏡質(zhì)體反射率介于1.69%～1.88%,處于成熟階段；干酪根碳同位素表明干酪根類型為Ⅲ型。礦物組成以黏土為主,石英等脆性礦物含量低。厚度和有機(jī)地化特征表明該地區(qū)具有較好的頁(yè)巖氣資源潛力。

甲米地區(qū)暗色泥頁(yè)巖段主要分布在黑泥哨組二段和一段上部,巖性由炭質(zhì)泥巖和煤層組成,間夾砂巖、粉砂巖和泥巖。暗色泥頁(yè)巖累計(jì)厚度為23 m；有機(jī)碳含量介于1.06%～10.54%,平均含量為3.89%；鏡質(zhì)體反射率介于1.92%～2.06%,總體處于成熟階段；干酪根碳同位素表明干酪根類型為Ⅲ型。礦物組成以黏土為主,石英等脆性礦物含量低。厚度和有機(jī)地化特征表明該地區(qū)具有較好的頁(yè)巖氣資源潛力。

西漂落地區(qū)暗色泥頁(yè)巖段主要分布在黑泥哨組二段下部和三段上部。巖性由炭質(zhì)泥巖、煤層組成,間夾砂巖、粉砂巖。暗色泥頁(yè)巖累計(jì)厚度27 m；有機(jī)碳含量介于1.05%～15.21%,平均含量為3.84%；鏡質(zhì)體反射率介于1.41%～2.02%,總體處于高成熟階段；干酪根碳同位素表明干酪根類型為Ⅲ型。礦物組成以黏土為主,石英等脆性礦物含量低。厚度和有機(jī)地化特征表明該地區(qū)具有較好的頁(yè)巖氣資源潛力。

5 結(jié)論

（1）黑泥哨組一段峨眉山玄武巖段自西向東減少,沉積時(shí)限西部早于東部,沉積環(huán)境屬于火山噴流—火山間斷潮坪環(huán)境。黑泥哨組二段沉積環(huán)境自東向西呈古陸—沼澤—潮坪—淺海碳酸鹽巖臺(tái)地展布。黑泥哨組三段沉積環(huán)境自東向西呈三角洲—沼澤—潮坪—淺海碳酸鹽巖臺(tái)地展布。

（2）黑泥哨組暗色泥頁(yè)巖分布在沼澤—潮坪沉積相帶內(nèi)?？v向上主要分布在二段和三段下部,平面上主要分布在鹽源小高山和寧蒗西漂落—鹽源甲米地區(qū),厚度20～30 m,具有較好的頁(yè)巖氣資源潛力。