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埃迪卡拉系微生物碳酸鹽巖沉積特征及其地質(zhì)意義:以川中磨溪8井區(qū)燈影組四段為例*

2022-04-06 08:28譚秀成趙東方羅文軍喬占峰
古地理學(xué)報(bào) 2022年2期
關(guān)鍵詞:云巖燈影塊石

羅 垚 譚秀成 趙東方 羅文軍 劉 耘 肖 笛 喬占峰 曾 偉

1 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都610500

2 中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西南石油大學(xué)研究分室,四川成都610500

3 中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院,四川成都610041

4 中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州310023

微生物巖廣泛發(fā)育于地質(zhì)歷史的各個(gè)時(shí)期(Riding,2002;Riding and Liang,2005),其成分多樣,包括鈣質(zhì)、鐵錳質(zhì)、磷質(zhì)、硅質(zhì)等(Centeno et al.,2012),又以微生物碳酸鹽巖最為普遍(楊孝群和李忠,2018)。作為沉積環(huán)境和生物化學(xué)過程相互作用的產(chǎn)物,微生物巖記錄了古環(huán)境演化的關(guān)鍵信息(戴永定等,1996;吳亞生等,2007)。從“微生物巖”(microbiolites)這一術(shù)語(yǔ)被正式提出以來(Burne and Moore,1987),地質(zhì)工作者針對(duì)其類型劃分(梅冥相,2007;吳亞生等,2018)、形成過程(Riding,2006;韓作振等,2009)、控制因素(Andres and Reid,2006;Woo et al.,2008)、古海水化學(xué)特 征(Webb and Kamber,2000;Kamber et al.,2014)、環(huán)境與生物的協(xié)同演化(Allwood et al.,2007)等做了大量的工作。此外,大量的研究實(shí)例表明,微生物碳酸鹽巖具有良好的油氣勘探前景(李凌等,2013;劉樹根等,2016),其生烴潛力(楊浩等,2007;佘敏等,2019)和油氣儲(chǔ)集意義(羅平等,2013;余浩元等,2018)也受到廣泛關(guān)注。雖然針對(duì)微生物巖國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究(Knoll et al.,2013;羅冰等,2015;陳婭娜等,2017),但截至目前,在微生物巖的相序特征及其沉積演化模式等方面依然存在爭(zhēng)議(羅平等,2013)。四川盆地埃迪卡拉系燈影組內(nèi)微生物碳酸鹽巖分布廣泛、類型眾多(方少仙等,2003;李凌等,2013),且高石梯—磨溪地區(qū)燈影組鉆井取心豐富,這為微生物碳酸鹽巖研究提供了良好的材料。鑒于此,文章以川中磨溪8井區(qū)燈影組四段(燈四段)微生物碳酸鹽巖為研究對(duì)象,開展細(xì)致的巖石學(xué)宏、微觀特征研究,明確微生物碳酸鹽巖類型及序列特征,構(gòu)建其發(fā)育模式,以期為進(jìn)一步豐富和完善不同時(shí)代的微生物巖沉積模式提供基礎(chǔ)材料和研究實(shí)例。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

在埃迪卡拉紀(jì)(震旦紀(jì)),揚(yáng)子區(qū)構(gòu)造背景主要為被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境(Jiang et al.,2003)。南沱冰期后,隨著陡山沱期氣溫的回升,冰川大面積融化,相對(duì)海平面迅速上升,使得上揚(yáng)子區(qū)發(fā)生大規(guī)模海侵(柳永清等,2003;余謙等,2011;張亞冠等,2015),以殘余古陸、濱岸—潮坪、陸棚和盆地沉積為主,巖性主要為白云巖、云質(zhì)灰?guī)r和泥頁(yè)巖,厚100~200m。至燈影期,沉積基準(zhǔn)面總體上西高東低,坡度極緩,自南西向北東水體逐漸加深(李英強(qiáng)等,2013;劉靜江等,2015;趙東方等,2018),四川盆地及周緣以發(fā)育大規(guī)模碳酸鹽巖臺(tái)地建造為特色,但受桐灣運(yùn)動(dòng)影響,該套地層遭受了不同程度的剝蝕,厚度變化較大,薄至50m,厚可高達(dá)1400m。燈影組自下而上可分為4個(gè)巖性段:燈一段以泥—粉晶云巖為主,夾少量微生物云巖;燈二段和燈四段主要為微生物云巖和泥—粉晶云巖,夾顆粒云巖(Zhao et al.,2020);燈三段則多呈現(xiàn)混積特征,主要發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)云巖,局部發(fā)育砂巖或砂質(zhì)礫巖(圖1)。本次主要研究對(duì)象為磨溪地區(qū)燈影組四段,區(qū)域構(gòu)造上位于川中古隆中斜平緩帶,以發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地微生物丘為主。

圖1 川中高石梯—磨溪地區(qū)埃迪卡拉紀(jì)燈影組四段沉積時(shí)期巖相古地理及燈影組巖性特征Fig.1 Lithofacies palaeogeography during the depositional stage of Member 4 of Ediacaran Dengying Formation and its lithologic characteristics in Gaoshiti-Moxi area of central Sichuan Basin

2 微生物巖類型

對(duì)于微生物碳酸鹽巖分類,學(xué)者們已提出了多種分類方案(Burne and Moore 1987;Shapiro,2000;Riding,2002;梅冥相,2007),但由于分類依據(jù)不同,造成微生物巖的分類方案分歧較大。在川中磨溪地區(qū)燈影組已識(shí)別出多種構(gòu)成微生物丘建造的巖石類型,筆者以巖心宏觀結(jié)構(gòu)和鏡下微觀組構(gòu)的特征為分類依據(jù),將其分為5大類10小類,主要為疊層石云巖類、凝塊石云巖類、(含微生物)泥晶云巖類以及微生物粘結(jié)顆粒云巖類,還含有少量的核形石及泡沫綿層石(表1,圖2)。

圖2 川中磨溪地區(qū)埃迪卡拉系燈影組巖石類型發(fā)育頻率Fig.2 Development frequency of rock types of the Ediacaran Dengying Formation in Moxi area of central Sichuan Basin

表1 川中磨溪地區(qū)埃迪卡拉系燈影組巖石類型Table 1 Rock types of the Ediacaran Dengying Formation in Moxi area of central Sichuan Basin

2.1 疊層石云巖

川中磨溪地區(qū)燈影組疊層石云巖按其紋層形態(tài)可分為平直狀和小型丘狀,因此,筆者以巖心上宏觀組構(gòu)的形態(tài)對(duì)其進(jìn)行分類和命名。鑒于巖心尺度有限,平直狀疊層石可能在野外宏觀上為丘狀疊層石。

平直狀疊層石云巖具紋層結(jié)構(gòu)。巖心上紋層大多整體光滑,呈平直狀—微波狀(圖3-a),單個(gè)紋層厚度多變,介于1~10mm之間,紋層橫向延續(xù)性好,可大致追蹤。顯微鏡下,明暗層間的界線多呈低幅度起伏,局部呈漸變的特征(圖3-b,3-c)。暗層為富有機(jī)質(zhì)層,主要由暗色微生物組構(gòu)和泥晶白云石構(gòu)成。亮層為基質(zhì)層,貧有機(jī)質(zhì),晶粒稍粗,基本為泥—粉晶白云石。

小型丘狀疊層石云巖在巖心及鏡下均可見明暗相間的紋層結(jié)構(gòu),紋層形態(tài)呈明顯的丘狀起伏(圖3-d)。單個(gè)丘的高度雖多變,但總體規(guī)模不大,多為分米級(jí),整體呈半球狀或?qū)捑彔町a(chǎn)出。單個(gè)丘內(nèi)紋層厚度具明顯的差異,薄僅1mm,厚者近于1 cm。相較于平直狀疊層石,小型丘狀疊層石紋層的橫向連續(xù)性較差。微觀下,小型丘狀疊層石的紋層多具有明顯的局部形變特征,呈揉皺起伏狀(圖3-e,3-f),并在紋層內(nèi)部形成類似小型格架狀的原生孔洞,孔洞多被粉—細(xì)晶白云石膠結(jié)充填。

圖3 川中磨溪8井區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段疊層石云巖類型Fig.3 Types of stromatolite dolomite in the Member 4 of Ediacaran Dengying Formation in Wellblock MX8 of central Sichuan Basin

疊層石云巖的形態(tài)結(jié)構(gòu)與沉積環(huán)境的水動(dòng)力條件密切相關(guān)(Logan et al.,1964;錢邁平,1991;朱士興,1993;錢邁平等,2002;范正秀等,2018)。平直狀疊層石中紋層呈平直狀分布,指示相對(duì)靜水的低能環(huán)境;小型丘狀疊層石中紋層形態(tài)呈揉皺起伏狀,規(guī)模不大,為中等水動(dòng)力條件下的產(chǎn)物。

2.2 凝塊石云巖

基于凝塊組構(gòu)形態(tài)多變,故將川中磨溪地區(qū)燈影組凝塊石云巖按其組構(gòu)形態(tài)分為3種,分別為格架狀、順層狀和分散狀凝塊石云巖。

分散狀凝塊石云巖具凝塊結(jié)構(gòu),凝塊組構(gòu)富有機(jī)質(zhì),色暗。單個(gè)凝塊普遍較小,多呈不規(guī)則的小型斑點(diǎn)狀(圖4-a),個(gè)別凝塊稍大,以微型團(tuán)塊集合體產(chǎn)出(圖4-b)。凝塊含量整體不高,但在基質(zhì)中的分布頻率卻有較大差異,局部可見分散凝塊富集產(chǎn)出、橫向延續(xù)性極差,具明顯的非均質(zhì)性。凝塊多呈孤立狀隨機(jī)漂浮于泥—粉晶白云石基質(zhì)中,構(gòu)成明顯的基質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)。凝塊與基質(zhì)間的界限相對(duì)模糊,呈現(xiàn)由凝塊到基質(zhì)漸變浸染特征。

順層狀凝塊石云巖具不規(guī)則條帶狀結(jié)構(gòu)。與疊層石云巖相似,都發(fā)育“明暗條帶”,但疊層石云巖“條帶”厚度均勻,橫向連續(xù)性好,而順層狀凝塊石云巖中的條帶形態(tài)很不規(guī)則,即使是同一條帶,其厚度變化也存在較大差異,橫向可追蹤性差(圖4-c)。單個(gè)條帶是由多個(gè)凝塊組成的集合體,呈明顯的定向性(圖4-d),內(nèi)部形成多個(gè)大小不一的似層狀原生孔洞。單個(gè)凝塊呈狹長(zhǎng)的不規(guī)則暗斑產(chǎn)出,局部相互連接纏繞形成小規(guī)模格架狀團(tuán)塊。

格架狀凝塊石云巖具凝塊—格架狀結(jié)構(gòu)。凝塊含量高,宏觀上可見淺色基質(zhì)呈點(diǎn)狀或帶狀分布于深灰色凝塊集合體中(圖4-f),鏡下可見凝塊相互聚集呈團(tuán)塊狀集合體,部分團(tuán)塊內(nèi)部可見生物粘附作用形成的顆粒(圖4-g)。這些微生物團(tuán)塊進(jìn)一步粘結(jié)纏繞生長(zhǎng)、相互連接,在三維空間中構(gòu)成網(wǎng)狀格架(圖4-e),內(nèi)部形成格架狀孔洞,并被多期膠結(jié)物充填。陰極發(fā)光下,格架狀結(jié)構(gòu)明顯可見,凝塊格架富有機(jī)質(zhì),發(fā)光性較強(qiáng),呈相對(duì)均勻的紅色,基質(zhì)發(fā)暗紅色光或不發(fā)光。特別是微生物粘結(jié)顆粒在陰極發(fā)光下非常明顯(圖4-h),這些顆粒大小不一,發(fā)光性相較于凝塊格架更為顯著,呈亮紅色光。

圖4 川中磨溪8井區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段凝塊石云巖類型及特征Fig.4 Types and characteristics of thrombolite in the Member 4 of Ediacaran Dengying Formation in Wellblock MX8 of central Sichuan Basin

微生物巖的形貌特征與沉積相帶的水動(dòng)力條件有較好有相關(guān)性(Mettraux et al.,2014)。對(duì)于凝塊組構(gòu)而言,凝塊呈分散狀在基質(zhì)中生長(zhǎng)表明其水動(dòng)力并不強(qiáng),順層狀則表明其需要一定的水動(dòng)力條件使其呈順層狀排列,而格架狀則以凝塊間相互連接構(gòu)成具有一定抗浪能力的格架體系,且凝塊組構(gòu)內(nèi)部可見粘結(jié)顆粒結(jié)構(gòu)(Riding,2002),表明其是在較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下形成的。

2.3 微生物粘結(jié)顆粒云巖

巖心上,純凈的顆粒云巖與微生物粘結(jié)顆粒云巖有時(shí)難以區(qū)分,但相較于前者,微生物粘結(jié)顆粒云巖有機(jī)質(zhì)含量更高,故顏色一般更暗(圖5-a)。微觀分析顯示,粘結(jié)顆粒色暗,大多顆粒并不直接接觸,接觸僅局限在微生物組構(gòu)內(nèi)部,整體呈漂浮狀產(chǎn)出,具明顯的微生物包覆特征。顆粒主要為內(nèi)碎屑,多為早期形成的微生物巖被波浪打碎后再沉積而成的,內(nèi)部可見微生物組構(gòu)(圖5-b,5-c)。顆粒之間可見明顯的微生物粘結(jié)痕跡,構(gòu)成顆粒支撐。顆粒間填隙物以亮晶白云石為主,溶孔發(fā)育。

2.4 其他類型微生物巖

研究區(qū)還發(fā)育少量泡沫綿層石和核形石等與微生物相關(guān)的微生物云巖。

泡沫綿層石具綿層結(jié)構(gòu)。微觀下,微生物組構(gòu)或以獨(dú)立球狀、橢球狀、不規(guī)則狀的“泡沫空腔”產(chǎn)出,或相互粘結(jié)聚集,呈不規(guī)則泡棉狀網(wǎng)絡(luò)(圖5-d)。單個(gè)泡沫大小不一,介于0.05~0.4mm之間,多為不規(guī)則圓形。泡沫之間為原生格架孔洞,可見多期次白云石膠結(jié)充填。

圖5 川中磨溪8井區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段其他巖石類型及特征Fig.5 Other rock types and characteristics of the Member 4 of Ediacaran Dengying Formation in Wellblock MX8 of central Sichuan Basin

核形石整體色暗,具包覆顆粒結(jié)構(gòu)。其大小不一,形態(tài)多樣,呈橢球狀、紡錘狀(圖5-e)。核形石由內(nèi)部的核心和外部的包殼組成,內(nèi)部可見微生物組構(gòu)呈團(tuán)塊狀分布。核形石之間的格架孔被多期次白云石所充填。

2.5 (含微生物)泥晶云巖類

研究區(qū)泥晶云巖有2種,分別為含微生物泥晶云巖和泥晶云巖。雖然含微生物泥晶云巖不屬于典型的微生物白云巖類型,但由于發(fā)育少量的微生物組構(gòu)而又明顯有別于純凈的泥—粉晶云巖。巖心上,含微生物泥晶云巖常與泥—粉晶云巖伴生,鏡下呈致密的泥—粉晶結(jié)構(gòu),可見少量有機(jī)質(zhì)組構(gòu)呈不太明顯的凝絮狀或紋層狀分布(圖5-f)。泥晶云巖則不具微生物痕跡,呈純凈的泥—粉晶結(jié)構(gòu)。

3 微生物巖建造序列及沉積模式

3.1 微生物丘相序特征

川中磨溪8井區(qū)燈影組四段可識(shí)別出多個(gè)與微生物丘密切相關(guān)的向上變淺序列,其單個(gè)旋回厚度不大,以米級(jí)為主,在縱向上頻繁疊置。核形石和泡沫綿層石發(fā)育頻率低(圖2),在微生物丘序列建造上不具普遍性。因此,向上變淺序列主要由(含微生物)泥晶云巖、疊層石云巖和凝塊石云巖3類構(gòu)成,伴以少量粘結(jié)顆粒云巖。完整的典型向上變淺序列自下而上由(含微生物)泥晶云巖(A段)、平直狀疊層石云巖(B段)、小型丘狀疊層石云巖(C段)、分散狀凝塊石云巖(D段)、格架狀凝塊石云巖(E段)、微生物粘結(jié)顆粒云巖(F段)等6個(gè)巖性單元構(gòu)成(圖7)。在沉積的單個(gè)微生物丘序列中,受相對(duì)海平面波動(dòng)影響,不一定會(huì)出現(xiàn)上述所有巖性組合類型,可能是其中幾類的縱向疊置,如A-C-E(圖6-a中Ⅰ,6-c)、A-C-D(圖6-a中Ⅱ)、B-D(圖6-a中Ⅲ)、B-C-D-E(圖6-b)、A-C(圖6-d中Ⅰ)、A-B-C(圖6-d中Ⅱ)和A-E(圖6-d中Ⅲ)等不完整的巖性單元構(gòu)成。序列頂?shù)捉砸阅龎K石云巖/(含微生物)泥晶云巖、疊層石云巖/(含微生物)泥晶云巖等不平整的巖性突變面或暴露面區(qū)分。

圖6 川中磨溪21井5084.4~5087.0m段沉積序列綜合柱狀圖Fig.6 Comprehensive histogram of 5084.4~5087.0m sedimentary sequence from Well MX21 in central Sichuan Basin

3.2 微生物碳酸鹽巖沉積模式

高石梯—磨溪地區(qū)燈影組四段沉積期古地理背景以淺水碳酸鹽巖臺(tái)地為主(圖1)(陳婭娜等,2017;周進(jìn)高等,2017),其微生物巖建造的組合類型及規(guī)模主要為在相對(duì)海平面升降引起的水體能量變化下的響應(yīng)。

上述已識(shí)別出的燈影組四段單個(gè)沉積旋回的巖石組合類型、厚度以及縱向上多個(gè)沉積旋回的頻繁疊置(圖6),不僅與相對(duì)海平面的頻繁升降有關(guān),還與相對(duì)海平面波動(dòng)下微生物丘建造的疊置遷移密切相關(guān)(李凌等,2013)。根據(jù)微生物丘垂向發(fā)育特征,總結(jié)歸納出研究區(qū)燈影組四段縱向上完整的向上變淺序列(圖7)和理想的微生物丘沉積模式(圖8)。微生物丘縱向上可分為丘基、丘核、丘蓋微相:丘基微相位于微生物丘底部,是微生物發(fā)展的初期和拓殖階段,微生物較缺乏,以發(fā)育泥晶云巖、含微生物泥晶云巖和疊層石云巖為主,是初始海平面擾動(dòng)背景下的產(chǎn)物;丘核微相形成于浪基面之上至平均海平面附近的相對(duì)高能區(qū)域,以垂向加積為主,微生物生長(zhǎng)開始繁盛,進(jìn)入微生物發(fā)展的泛殖階段,此時(shí)水體能量較高,沉積速率較快,微生物粘結(jié)、纏繞生長(zhǎng),形成具有一定抗浪能力的格架系統(tǒng),發(fā)育凝塊石云巖和微生物粘結(jié)顆粒云巖;丘蓋微相位于微生物丘的頂部,是微生物發(fā)展的衰亡階段,此時(shí)受海侵影響沉積水體加深,以發(fā)育貧微生物的泥晶云巖為主。由于研究區(qū)相對(duì)海平面波動(dòng)頻繁,往往不會(huì)出現(xiàn)丘蓋微相,或下一期微生物丘的丘基微相為上一期的丘蓋微相。

圖7 川中磨溪8井區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段不同巖性組合沉積旋回頻繁疊置Fig.7 Sedimentary cycles of different lithologic assemblages frequently superimposed in the Member 4 of Ediacaran Dengying Formation in Wellblock MX8 of central Sichuan Basin

圖8 川中磨溪8井區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段微生物丘沉積模式Fig.8 Microbialmound depositionalmodel of the Member 4 of Ediacaran Dengying Formation in Wellblock MX8 of central Sichuan Basin

4 地質(zhì)意義及啟示

4.1 對(duì)微生物碳酸鹽巖發(fā)育模式的補(bǔ)充與修訂

針對(duì)微生物碳酸鹽巖的發(fā)育模式,國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量工作(朱士興,1993;Jahnert and Collins,2012),但截至目前,大多數(shù)學(xué)者都把疊層石(錢邁平,1991;Guhey et al.,2011;范正秀等,2018)和凝塊石(Mancini et al.,2004)分開討論。由于對(duì)前寒武紀(jì)微生物巖(尤其是疊層石和凝塊石)的沉積模式缺乏系統(tǒng)的研究,學(xué)者們常通過借鑒現(xiàn)代微生物巖實(shí)例來討論古老深層微生物碳酸鹽巖的沉積模式(黃擎宇,2016;王文之,2016)。但需要注意的是,現(xiàn)代微生物巖沉積環(huán)境與元古代差別巨大(Lyons et al.,2009,2014;Zhang et al.,2016),因此是否能用“將今論古”的思維將現(xiàn)代沉積模式沿用于前寒武紀(jì)還有待進(jìn)一步證實(shí)。

筆者通過大量巖心及鏡下觀察發(fā)現(xiàn),在研究區(qū)發(fā)育的向上變淺序列中,疊層石皆發(fā)育于凝塊石下部(圖6,圖7)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者報(bào)道的中新元古代實(shí)例也能證實(shí)這一點(diǎn),如梅冥相(2014)將天津薊縣剖面霧迷山組劃分為若干個(gè)米級(jí)旋回,但自下而上都是以泥晶白云巖/泥質(zhì)白云巖—疊層石生物層—凝塊石生物丘構(gòu)成;從阿曼Qarn Alam地區(qū)新元古代野外露頭剖面的多個(gè)相序組合中可以看到,單個(gè)序列都是先沉積疊層石再發(fā)育凝塊石(Mettraux et al.,2014)(圖9)。而現(xiàn)代沉積實(shí)例證實(shí),凝塊石主要形成于水體較深的潮下帶環(huán)境,例如,對(duì)巴哈馬和鯊魚灣地區(qū)微生物巖的研究表明,凝塊石多發(fā)育于相對(duì)開闊的淺潮下帶環(huán)境(Burne and Moore,1987;Jahnert and Collins,2012)。鑒 于此,筆者認(rèn)為導(dǎo)致埃迪卡拉紀(jì)疊層石發(fā)育在凝塊石下部的主要原因可能是:(1)有研究表明,中元古代絲狀藍(lán)細(xì)菌多生長(zhǎng)在球狀藍(lán)細(xì)菌的下部(Knoll et al.,2013),并且凝塊結(jié)構(gòu)與球形菌占主導(dǎo)的微生物群落的同期生長(zhǎng)和鈣化作用相關(guān)(Aitken et al.,1989),而在疊層石中絲狀藍(lán)細(xì)菌占主導(dǎo)地位(Awram ik,1971);(2)前寒武紀(jì)和顯生宙沉積底質(zhì)的巨大差異,可能暗示微生物巖發(fā)育模式與現(xiàn)今并不一致,前寒武紀(jì)為微生物席底(Seilacher,1999),無后生動(dòng)物擾動(dòng),底質(zhì)具黏性,微生物席與水流相互作用形成大量纏繞、粘結(jié)的包覆結(jié)構(gòu),而現(xiàn)代為混合底質(zhì),后生動(dòng)物的擾動(dòng)強(qiáng),沉積物層容易被水流打散;(3)前寒武紀(jì)海水的化學(xué)性質(zhì)與顯生宙存在明顯差異(Sandberg,1983;Lowenstein et al.,2003;Dickson,2004),可 能 也是導(dǎo)致微生物巖發(fā)育模式不同于顯生宙的原因。由于缺乏直接的微生物證據(jù),并要經(jīng)歷了強(qiáng)烈的成巖作用,因此上述推論還有待今后進(jìn)一步研究才能得到合理的闡釋。

圖9 阿曼Qarn Alam地區(qū)新元古代微生物巖野外露頭相序組合類型及特征(據(jù)Mettraux et al.,2014;有修改)Fig.9 Types and characteristics of outcrop facies sequence assemblages of the Neoproterozoic microbialites in Qarn Alam area,Oman(modified from Mettraux et al.,2014)

綜上所述,依據(jù)現(xiàn)代觀察建立的微生物碳酸鹽巖發(fā)育模式并不適用于前寒武紀(jì),埃迪卡拉紀(jì)微生物碳酸鹽巖沉積發(fā)育模式還需進(jìn)一步厘定。此外,在疊層石和凝塊石共存的沉積環(huán)境中,兩者發(fā)育的水體深度并無定論,應(yīng)具體情況具體分析。

4.2 石油地質(zhì)意義

微生物碳酸鹽巖作為一類重要的儲(chǔ)集層,隨著國(guó)內(nèi)外油氣勘探實(shí)踐的深入已得到證實(shí),如美國(guó)墨西哥灣侏羅系(Mancini et al.,2004)、阿曼鹽盆上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)“Ara群”(Hudec and Jackson,2007)、東西伯利亞的中上元古界至下寒武統(tǒng)(Tull,1997)和中國(guó)渤海灣盆地中元古界霧迷山組(費(fèi)寶生和汪建紅,2005)等,都發(fā)現(xiàn)了以微生物巖為儲(chǔ)集層的大型油氣田。四川盆地?zé)粲敖M儲(chǔ)集層中微生物巖是重要的儲(chǔ)集巖類型,其儲(chǔ)集意義已得到廣泛認(rèn)可(李凌等,2013;趙文智等,2015;劉樹根等,2016)。磨溪8井區(qū)燈影組四段的原生孔洞大多被破壞,儲(chǔ)集空間類型以次生為主,包括凝塊間擴(kuò)溶格架溶孔(圖10-c)、微生物粘結(jié)顆粒殘余粒間孔(圖10-b)、紋層間殘余溶孔(圖10-e,10-f)以及具微生物粘結(jié)組構(gòu)間的順層殘余溶孔(圖10-a,10-d),表明與微生物巖相關(guān)的儲(chǔ)集空間類型多表現(xiàn)為組構(gòu)間的選擇性溶蝕(圖10)。

圖10 川中磨溪8井區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間類型Fig.10 Microbial carbonates reservoir space types in the Member 4 of Ediacaran Dengying Formation in Wellblock MX8 of central Sichuan Basin

燈影組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的發(fā)育主要與微生物丘高頻暴露及巖溶作用造成的不同程度改造有關(guān)?,F(xiàn)今保存的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層主要集中于單個(gè)向上變淺序列的中上部,雖單個(gè)旋回厚度不大,以米級(jí)旋回為主,但縱向上的頻繁疊置遷移呈現(xiàn)出“薄層多套”的特征,累計(jì)厚度可觀,具良好的相控性。據(jù)此認(rèn)為,微生物丘是燈影組儲(chǔ)集層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ),與微生物丘相關(guān)的沉積微地貌高地是燈影組儲(chǔ)集層發(fā)育的有利區(qū)帶。

5 結(jié)論與展望

1)四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)埃迪卡拉系燈影組四段發(fā)育的與微生物丘建造相關(guān)的巖類可分為5大類10小類,分別是:(1)平直狀疊層石;(2)小型丘狀疊層石;(3)分散狀凝塊石;(4)順層狀凝塊石;(5)格架狀凝塊石;(6)微生物粘結(jié)顆粒云巖;(7)泡沫綿層石;(8)核形石;(9)含微生物泥晶云巖;(10)泥晶云巖。研究區(qū)的向上變淺序列均由以上巖類有序組合構(gòu)成,且單個(gè)旋回厚度不大,以米級(jí)為主。

2)磨溪8井區(qū)燈影組四段微生物丘發(fā)育于碳酸鹽巖臺(tái)地相區(qū),不同類型微生物巖的形成與水動(dòng)力條件強(qiáng)弱有良好的相關(guān)性,且在相應(yīng)的沉積環(huán)境中大致呈分帶性分布。在此基礎(chǔ)上,建立了該時(shí)期的微生物碳酸鹽巖沉積演化模式:丘基以發(fā)育泥晶云巖、含微生物泥晶云巖和平直狀疊層石云巖為主;丘核以發(fā)育小型丘狀疊層石、凝塊石云巖和微生物粘結(jié)顆粒云巖為主。

3)埃迪卡拉紀(jì)微生物碳酸鹽巖沉積模式有待進(jìn)一步厘定。微生物碳酸鹽巖的相序結(jié)構(gòu)是沉積環(huán)境有序變化的結(jié)果,不同時(shí)代的微生物群落對(duì)應(yīng)的巖相相序有其共性,更有其特點(diǎn)。對(duì)不同時(shí)代的微生物巖類型的演化規(guī)律進(jìn)行研究,并建立其對(duì)應(yīng)的沉積模式,將有助于沉積微相的厘定及巖相古地理的精細(xì)刻畫。

4)磨溪8井區(qū)燈影組四段儲(chǔ)集層類型以孔洞型為主,儲(chǔ)集層分布具有明顯的相控性和旋回性,優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層主要發(fā)育于向上變淺序列旋回的中上部,縱向上頻繁疊置,薄層多套,累積厚度大。據(jù)此,微生物丘可作為燈影組儲(chǔ)集層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ),尋找與微生物丘相關(guān)的微地貌高地對(duì)燈影組儲(chǔ)集層有利區(qū)帶的預(yù)測(cè)有一定指導(dǎo)意義。

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