何幼斌，蔣蕾，顧志翔，羅慈航，張欣茹

長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100

碳酸鹽巖油氣田是全球油氣最重要的組成部分。四川盆地寒武系碳酸鹽巖地層中已經取得了油氣重大突破[1-3]，在下寒武統(tǒng)龍王廟組(石龍洞組)發(fā)現(xiàn)了迄今為止國內最大的單體海相整裝天然氣藏——安岳氣田。前人通過對大量勘探資料的分析，基本明確了石龍洞組的地層特征、沉積相帶和成藏模式，認為石龍洞組沉積期具有碳酸鹽巖潮坪或碳酸鹽巖緩坡沉積背景[4-7]。對于四川盆地石龍洞組巖性分布規(guī)律的分析結果表明，在橫向上由北向南、由西向東砂巖夾層逐漸減少，碳酸鹽巖相對增多[8-11]。沉積古地貌、海平面變化及古水深等是影響巖性發(fā)育的主控因素[12]。目前研究成果和手段比較單一，多是通過巖石學特征及其古地理特征或比較少量的主微量元素及碳氧同位素分析測試結果，推斷影響灘體或白云巖發(fā)育的主控因素[12-14]；且主要以四川盆地或川東石龍洞組為研究對象，而對于重慶石柱-彭水地區(qū)石龍洞組巖石類型及分布研究較少[15]?；谇叭说难芯砍晒?，筆者通過對研究區(qū)石流村(石柱)和板凳溝(彭水)兩典型剖面的野外露頭資料、巖石薄片、碳氧同位素及微量元素等資料的綜合分析，對兩剖面石龍洞組的沉積相類型和特征及沉積特征的差異性進行了分析，對造成這些差異的主控因素進行了探討，以期進一步深化對該區(qū)石龍洞組沉積環(huán)境及其演化的認識，從而為區(qū)域上精細的巖相古地理研究和油氣儲層預測提供準確的沉積學依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況

重慶石柱-彭水地區(qū)地處重慶市與湖北省的交界處，構造上位于川東地區(qū)高陡構造帶的東南緣，橫跨石柱復向斜、齊岳山斷裂帶(見圖1)。從四川盆地的沉積演化來看，早寒武世筇竹寺期[13,15]，四川盆地為傾向SE的碎屑巖陸棚沉積，海水由SE方向侵入，物源主要來源于盆地西南部的康滇古陸、西北部的摩天嶺古陸和漢南古陸；滄浪鋪期盆地經陸棚碎屑巖填平補齊，地勢趨于平坦，總體具有為西北高、東南低的走勢，隨著海平面持續(xù)下降，主要為碳酸鹽巖臺地沉積[14,16]。

圖1 重慶石柱-彭水地區(qū)地理位置及區(qū)域構造圖Fig.1 Geographical location and regional structural map of Shizhu-Pengshui area of Chongqing

石龍洞組沉積期，重慶石柱-彭水地區(qū)整體地勢平坦，區(qū)內發(fā)生小幅度的差異升降運動，西北部以小幅度隆升為主，東南部以小幅度下降為主，形成總體西高東低的古地貌格局[17]。加之海平面持續(xù)下降，海水明顯變淺，研究區(qū)發(fā)育一套呈NE-SW向展布的碳酸鹽巖臺地沉積，自西向東依次發(fā)育局限臺地和開闊臺地[18]。地層厚度在55～270m之間，平均厚度160m，埋藏深度大，多在5300～6000m之間，與下伏天河板組、上覆高臺組均呈整合接觸[19](見圖2)。

圖2 板凳溝(a)、石流村(b)剖面石龍洞組沉積相柱狀圖Fig.2 Sedimentary facies column diagram of the Shilongdong Formation in the section of Bandenggou (a) and Shiliucun (b)

2 巖性特征

表1 石龍洞組主要巖石類型

綜合板凳溝(N29°42′13.1″ E108°15′56.6″)和石流村(N29°45′28.7″ E108°17′43.3″)剖面野外露頭剖面觀察和鏡下薄片鑒定資料，對研究區(qū)石龍洞組主要巖石類型(見表1)及其組合特征進行總結，結果顯示：底部以泥晶白云巖、粉晶白云巖為主，夾鮞粒石灰?guī)r；下部主要為泥-粉晶含云石灰?guī)r、泥晶石灰?guī)r；上部主要發(fā)育生屑石灰?guī)r、泥-粉晶云質石灰?guī)r，含生物碎屑云質石灰?guī)r，生物碎屑有三葉蟲、雙殼類、介形蟲、海綿類等；頂部主要發(fā)育泥質白云巖、泥晶石灰?guī)r、泥晶含云石灰?guī)r，夾鮞粒石灰?guī)r。其中純質的石灰?guī)r和白云巖發(fā)育程度低，而泥-粉晶含云石灰?guī)r、泥晶云質石灰?guī)r、粉晶白云巖是研究區(qū)石龍洞組最主要的巖石類型，在垂向上自下而上有3個由白云巖-石灰?guī)r構成的巖性組合。

2.1 板凳溝剖面巖性特征

根據(jù)巖石類型及其組合特征將板凳溝剖面分為3段，每一段依據(jù)巖性再分為2個亞段。

1)下段(1～5層)：下亞段(1～3層)，厚約11.2m，巖性主要為灰白色泥-粉晶白云巖、粉-細晶灰質白云巖。裂縫發(fā)育，往往被方解石或白云石充填(見圖3(a))，晶粒結構以次生白云石晶粒為主，還可見少量石膏，石膏晶體有時被白云石交代，僅在核心處殘余(見圖3(b))，在野外露頭上可見石膏溶孔(見圖3(c))。由石灰?guī)r發(fā)生白云巖化作用形成泥晶白云巖，且泥質含量較低，多在5%以下，發(fā)育于蒸發(fā)作用較強、水體較淺、能量較低的潮上帶環(huán)境。上亞段(4～5層)，厚約21m，巖性以深灰色泥晶石灰?guī)r、泥晶含云石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r為主體，夾泥-粉晶云質石灰?guī)r。鮞粒灰?guī)r為顆粒結構，顆粒主要為鮞粒，粒度0.2～1mm，約占45%，正常鮞顏色較暗(見圖3(d))，主要為亮晶膠結，可見2個世代的膠結物，部分區(qū)域可見泥晶膠結。發(fā)育于潮間帶、潮下帶上部。

2)中段(6～13層)：下亞段(6～10層)，厚約56m，主要由泥晶白云巖、粉晶云質石灰?guī)r、粉晶含灰白云巖、砂屑白云巖組成，偶夾含砂屑鮞粒石灰?guī)r。白云石晶粒直徑一般小于0.25mm，粉晶白云石呈他形-半自形，顯微鏡下白云石一般較臟，部分白云石可見霧心亮邊結構，原生孔隙少，構造微裂縫與溶蝕孔隙發(fā)育，多被較粗大的方解石充填，亦有被瀝青充填者(見圖3(e))。發(fā)育在潮上帶-潮間帶上部，水體較淺，海平面高度變化頻繁，與蒸發(fā)濃縮作用有關的白云巖化是其最主要的成因。各種結構和成因的石灰?guī)r經過重結晶作用和白云巖化作用形成少量更粗大的亮晶方解石晶粒和細晶白云石晶粒。砂屑粒徑0.1～0.2mm左右，分選中等-好，磨圓度高，約占5%，內部已被泥-粉晶白云石交代。上亞段(11～13層)，厚約13.6m，由泥晶含云石灰?guī)r、泥質條帶石灰?guī)r、砂屑含云石灰?guī)r、粉晶含云泥質石灰?guī)r等組成，且向上泥質含量逐漸增加，可見順層展布的溶蝕孔洞，除砂屑外亦可見藻屑，顏色較暗，有機質含量高，被白云巖化，藻類的形態(tài)多呈不規(guī)則狀(見圖3(f))，一般為亮晶膠結，多發(fā)育于潮間帶、潮下帶上部。

3)上段(14～19層)：下亞段(14～17層)，厚約38m，以粉晶含云泥質石灰?guī)r、泥晶石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r為主體，夾砂屑石灰?guī)r等，部分砂屑石灰?guī)r在后期成巖作用過程中，砂屑顆粒、膠結物或兩者均發(fā)生白云化作用，形成砂屑白云巖、砂屑灰質白云巖、砂屑含云石灰?guī)r、砂屑云質石灰?guī)r等，有時砂屑本身就由白云石組成(見圖3(g))。多發(fā)育于潮間帶環(huán)境。上亞段(18～19層)，厚約6.2m，以粉晶含灰白云巖、粉晶白云巖為主體，白云巖見膏溶現(xiàn)象。

注：(a)泥晶白云巖，可見裂縫及白云石晶粒，裂縫被白云石晶粒充填，板凳溝剖面下部，單偏光; (b)泥晶白云巖，白云石晶粒呈板狀假晶，石膏僅殘留在核心部位，板凳溝剖面底部，正交光; (c)白云巖中溶蝕孔洞，直徑數(shù)毫米至數(shù)厘米不等，板凳溝剖面底部; (d)鮞粒石灰?guī)r，主要為正常鮞，顏色較暗，亮晶膠結，可見2個世代，第一個世代呈櫛殼狀，第二個世代呈嵌晶粒狀，發(fā)育泥晶套，板凳溝剖面底部，單偏光; (e)泥晶含云石灰?guī)r，裂縫被瀝青充填，板凳溝剖面中部，單偏光; (f)亮晶粘結藻團粒含云石灰?guī)r，世代不明顯，藻屑內部主要為粉晶白云石，板凳溝剖面中上部，單偏光;(g)砂屑灰質白云巖，砂屑由方解石或白云石組成，板凳溝剖面頂部，單偏光; (h)灰色鮞粒石灰?guī)r，由下至上鮞粒變?yōu)樵寤医Y核，石流村剖面中上部; (i)鮞粒石灰?guī)r，可見正常鮞、橢形鮞、多晶鮞，左側鮞粒發(fā)生白云巖化作用，泥晶膠結，但鮞粒外圍可見等厚環(huán)邊亮晶方解石，右下角鮞粒核心為三葉蟲碎屑，發(fā)育泥晶套，石流村剖面中部，單偏光; (j)鮞粒石灰?guī)r，可見放射鮞、正常鮞，顏色較淺，泥晶膠結，發(fā)育泥晶套，石流村剖面底部，正交光; (k)格架含泥石灰?guī)r，生物格架為海綿類，殼壁為泥晶方解石，內部為亮晶方解石，石流村剖面中部，單偏光；(l)生屑云質石灰?guī)r，可見鉤狀三葉蟲胸甲碎屑，石流村剖面中上部，單偏光。圖3 板凳溝、石流村剖面石龍洞組野外露頭及鏡下照片F(xiàn)ig.3 Outcrops and microscopic photographs of the Shilongdong Formation in the Bandenggou and Shiliucun sections

2.2 石流村剖面巖性特征

根據(jù)巖石類型及其組合特征將石流村剖面也可分為3段，但每段所對應巖性與板凳溝剖面有所不同。

1)下段(1～7層)：下亞段(1～2層)，厚約5.5m，主要為泥質白云巖。上亞段(3～7層)，厚約16.7m，以泥晶-粉晶石灰?guī)r、泥質條帶石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r為主體，頂部鮞粒向上變?yōu)槎沽?見圖3(h))，泥-粉晶石灰?guī)r具晶粒結構，粒徑大小<0.005mm，晶粒含量5%～30%不等，晶粒主要為泥晶方解石，且泥質含量變化較大，在1%～45%范圍內，呈條帶狀分布，發(fā)育于水體較為安靜、能量低、循環(huán)良好、古鹽度正常的沉積環(huán)境，如潮下帶。鮞粒主要為正常鮞、放射鮞和橢形鮞，泥晶套發(fā)育。核心多為砂屑或生物碎屑，部分鮞粒發(fā)生白云石化(見圖3(i))，當白云石化進行得比較完全時，只殘留鮞粒的輪廓外影。放射鮞顏色較淺(見圖3(j))，發(fā)育2個世代的膠結物，第一世代呈馬牙狀或纖維狀圍繞在顆粒外緣，垂直顆粒壁生長，構成第一世代纖維狀等厚環(huán)邊膠結物，此類膠結物主要形成于海底成巖環(huán)境。第二世代膠結物為粒狀方解石，常見櫛殼狀膠結物之外形成第二世代或更晚期的鑲嵌狀膠結物，此類膠結物可能形成于淺埋藏階段。

2)中段(8～16層)：下亞段(8～13層中部)，13.4m，由泥-粉晶云質石灰?guī)r、泥晶含云石灰?guī)r、生物格架含泥石灰?guī)r等組成。含泥石灰?guī)r中生物格架為海綿類，大小往往在10mm以上，殼壁為暗色泥晶方解石，內部為亮晶方解石(見圖3(k))。常發(fā)育于潮下帶上部。上亞段(13層中上部～16層)，厚約12.4m，由生屑石灰?guī)r、泥晶含云石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r等組成。生屑碳酸鹽巖發(fā)育程度低，主要為生屑含云石灰?guī)r、生屑云質石灰?guī)r和少量生物格架含泥石灰?guī)r?；w粒以三葉蟲、介形蟲、雙殼類為主。比較完整的三葉蟲化石較為少見，多為三葉蟲胸甲碎屑，長度介于0.1～10mm不等，在偏光鏡下呈鉤狀或破碎呈長條狀(見圖3(l))。三葉蟲化石由方解石構成，部分被白云石后期交代，具玻纖結構。介形蟲化石的大小一般在0.1～2.0mm之間，殼體完整，殼壁之間主要被泥晶方解石充填。雙殼類化石長度大多在0.5mm左右，呈長條狀，由方解石構成，具殼壁晶粒結構。常發(fā)育于水體古鹽度正常、生物發(fā)育的潮間帶-潮下帶環(huán)境。

3)上段(17～20層)：下亞段(17層)，厚約5m，由泥質白云巖組成。常發(fā)育于潮坪環(huán)境。上亞段(18～20層)，厚約10m，由鮞粒石灰?guī)r、泥質條帶石灰?guī)r、含生屑泥晶云質石灰?guī)r等組成。從下亞段到上亞段泥質含量降低，顆粒粒度變大，由鮞粒變?yōu)槎沽＃@示水體變淺，水動力變強的趨勢。常發(fā)育于潮間帶、潮下帶等環(huán)境。

分析結果表明，板凳溝剖面主要為泥-細晶白云巖、泥-粉晶含云石灰?guī)r，次為粉晶云質石灰?guī)r、泥-細晶灰質白云巖、泥晶含灰白云巖及少量鮞粒石灰?guī)r、砂屑石灰?guī)r、砂屑白云巖，缺乏生屑碳酸鹽巖類，白云巖化作用明顯。而石流村剖面則以泥晶石灰?guī)r、泥-粉晶云質石灰?guī)r為主，次為泥晶含云石灰?guī)r、生屑含云石灰?guī)r、生屑云質石灰?guī)r、泥晶白云巖及少量砂屑云質石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r；白云石含量顯著低于板凳溝剖面且缺乏粉晶以上粒徑的白云石顆粒，泥質含量明顯高于板凳溝剖面，溶蝕作用不發(fā)育，反映了更深、更安靜的水體環(huán)境。

3 巖性差異的主控因素

由前述巖性特征分析可知，重慶石柱-彭水地區(qū)石龍洞組自西向東地層巖性有較大差別，同期地層，以板凳溝剖面為代表的西北區(qū)以白云巖為主，缺乏生屑碳酸鹽巖，白云巖化作用明顯。以石流村剖面為代表的東南區(qū)以石灰?guī)r為主，缺乏粉晶以上粒徑的白云石晶粒，泥質含量明顯高于西北區(qū)。形成此現(xiàn)象與沉積環(huán)境有密切關系，對此進行詳細探討。

沉積物對不同環(huán)境的響應可表現(xiàn)為不同的巖性組合形式，反之也可以根據(jù)不同的巖性組合來推斷當時的沉積環(huán)境。根據(jù)區(qū)域調查資料和巖石學特征等的綜合分析，以WILSON[20]碳酸鹽巖相模式為依據(jù)進行沉積相類型的劃分，研究區(qū)石龍洞組主要為碳酸鹽巖臺地相沉積，再根據(jù)沉積物特征的差異可進一步識別出潮坪、潟湖、灘間海、臺內灘等多種亞相。并進一步參考FIüGEL[21]的微相劃分方案，即按碳酸鹽巖的成分、生物化石、結構等顯微沉積特征進行碳酸鹽巖微相劃分。應用多個露頭剖面資料[11,16]繪制了重慶石柱與彭水地區(qū)沉積相圖(見圖4)。

圖4 重慶石柱-彭水地區(qū)石龍洞組沉積相平面圖(據(jù)任影等[14]修改)Fig.4 Sedimentary facies plan of Shilongdong Formation in Shizhu-Pengshui area of Chongqing (Modified according to literature[14] by REN Ying et al.)

3.1 局限臺地相

局限臺地相主要發(fā)育于以板凳溝剖面為代表的研究區(qū)西北部，位于碳酸鹽巖臺地向陸一側，多發(fā)育在潮間帶；由于淺灘的遮擋作用，水體循環(huán)受限，水體能量總體不高，古鹽度略高，相變頻繁；生物化石稀少，沉積物主要為泥晶白云巖、泥-粉晶含云石灰?guī)r、泥-粉晶含灰白云巖；局部見膏質白云巖、含泥質條帶泥晶白云巖及泥晶石灰?guī)r，整體上泥質、灰質含量低。根據(jù)巖石組合、沉積構造及古地貌差異進一步劃分出臺內灘、潟湖、局限潮坪亞相(見表2)。

3.1.1 局限潮坪亞相

局限潮坪位于局限臺地內潮間帶的地勢較高處，水體較淺，水位變化頻繁，常出露于海面，蒸發(fā)作用較強，古鹽度較高,生物發(fā)育程度低。沉積物主要是灰白色-深灰色粉晶含灰白云巖；各種結構和成因的灰?guī)r經過白云巖化作用形成泥晶-粉晶白云巖，偶見板狀石膏假晶(見圖3(f))，裂縫和溶洞(見圖3(c))較發(fā)育。

3.1.2 潟湖亞相

潟湖位于局限臺地內的低洼地帶，由于障壁島或淺灘的遮擋作用，潟湖與廣海的循環(huán)受限，水體循環(huán)受到限制，古鹽度增大，生物總類稀少，沉積物中缺乏化石。潟湖沉積以靜水沉積為主，巖石類型以灰色、深灰色泥-粉晶白云巖、泥質白云巖、含泥質條帶泥晶白云巖、膏質白云巖為主，夾薄層泥晶云質石灰?guī)r和泥晶石灰?guī)r，整體上灰質含量低。常見水平層理，生物擾動構造及生物潛穴。研究區(qū)板凳溝發(fā)育的潟湖厚度多為10～40m；根據(jù)組成潟湖亞相的物質成分，劃分出泥質潟湖、云質潟湖、泥云質潟湖、膏質潟湖、膏云質潟湖等微相類型。

3.1.3 臺內灘亞相

臺內灘一般發(fā)育于局限臺地上的海底高地，沉積水體能量較高，受潮汐和波浪作用的影響，以發(fā)育多種顆粒巖為特征，灘體的單層厚度多小于10m，分布面積較大。臺內灘巖石類型主要為砂屑白云巖、鮞粒白云巖、生屑白云巖等，生物組合為介形蟲、棘皮類等；發(fā)育交錯層理、沖刷面、粒序層理等沉積構造。根據(jù)顆粒成分可分出鮞粒灘、砂屑灘、生屑灘等微相類型。

3.2 開闊臺地相

開闊臺地主要發(fā)育于以石流村剖面為代表的研究區(qū)東南部，水體開闊循環(huán)良好，古鹽度正常，生物繁盛，如三葉蟲、雙殼類、介形蟲、有孔蟲、海綿類等，其中三葉蟲最為發(fā)育，巖石類型主要為灰色、深灰色中厚層泥晶-粉晶石灰?guī)r、薄-中層狀生屑石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r，見泥質條帶結構。包括淺灘和灘間海亞相(見表2)。

表2 石龍洞組主要沉積相類型及特征

3.2.1 灘間海亞相

灘間海亞相是指發(fā)育于淺灘之間的洼地，水體環(huán)境相對安靜，水動力較弱，整體上以還原環(huán)境下的靜水細粒沉積為主。由灰色、深灰色中-厚層狀泥晶石灰?guī)r、粉晶石灰?guī)r夾少量云質石灰?guī)r、生物擾動泥晶白云巖、含不規(guī)則泥質紋層泥晶白云巖和扁條狀泥晶白云巖組成；發(fā)育條帶狀構造、生物擾動斑、生物潛穴構造等是該亞相的典型特點。

3.2.2 淺灘亞相

淺灘亞相發(fā)育于開闊臺地內部，水體能量較高，沉積界面在平均浪擊面以上處于經常性、持續(xù)性地接受波浪和潮汐作用影響的高能波浪作用帶，因此有利于顆粒的沉積，有生屑灘、鮞粒灘等微相類型。相較于局限臺地的臺內灘亞相，淺灘規(guī)模更大、厚度更大。沉積物主要為生屑石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r，云質生屑石灰?guī)r，常與粉晶石灰?guī)r、粉晶含云石灰?guī)r伴生，局部發(fā)育藻石灰?guī)r夾層，可見波痕、波狀-柱狀疊層石構造，見雙殼類、介形蟲、海綿類、三葉蟲等生物碎屑(見圖3(k)、(l))。

平面上，根據(jù)區(qū)域地質資料，石龍洞組沉積期水體由研究區(qū)東南方向侵入[22,23]，板凳溝剖面相較于石流村剖面，離廣海更遠，水體深度相對較淺，加之其周緣發(fā)育整體呈條帶狀、地形上呈正凸起的臺緣灘，阻礙了海水的正常循環(huán)(見圖4)，整體處于局限臺地環(huán)境，因此以板凳溝剖面為代表的研究區(qū)西北部白云巖更為發(fā)育，而以石流村剖面為代表的研究區(qū)東南部則以石灰?guī)r為主。

總的來說，石龍洞組沉積期，早加里東運動逐漸增強[23]，海平面逐漸下降，研究區(qū)整體為一傾向南東的、呈北東-南西向展布的淺水碳酸鹽巖臺地(見圖4)。在局限臺地內部，受古地貌影響，地勢較高，水體較淺、水動力強，發(fā)育臺內灘沉積。局限臺地以東地區(qū)，面向廣海，水體深度增大，且循環(huán)正常，發(fā)育開闊臺地相; 研究區(qū)開闊臺地淺灘發(fā)育在局限臺地與開闊臺地的過渡帶，位于低潮面附近地勢較高，水體能量強，是灘體最為有利的發(fā)育區(qū)。

3.3 海平面變化、古溫度、古鹽度、古氧相特征

3.3.1 海平面變化特征

重慶石柱與彭水地區(qū)石龍洞組碳同位素δ13C相對穩(wěn)定，數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果顯示δ13C值變化區(qū)間在-6.9‰～1.2‰，主體分布在-3‰～1.2‰，大部分為負值，平均值為-0.846‰。整體經歷了3期海退-海侵作用，早-中期碳同位素曲線波動幅度大，但總是負漂移，僅在初期出現(xiàn)一次正漂移事件；反映出淺海貧氧-缺氧，生物數(shù)量降低。早-中期海平面頻繁波動，經歷的第1期海退-海侵作用及第2期海退作用持續(xù)時間較為短暫；中-晚期碳同位素曲線波動幅度小，僅出現(xiàn)一次負漂移事件，反映沉積后期海洋環(huán)境已趨于穩(wěn)定、波動較小，水體環(huán)境逐漸轉為氧化環(huán)境，生物多樣性增加；經歷的第2期海侵作用持續(xù)時間相對較長，第3期海退-海侵時間較為短暫(見圖5)。分析發(fā)現(xiàn)，石龍洞組中-下部地層中δ13C波動頻繁，負漂移事件均發(fā)生在海侵過程中，與石龍洞組沉積早-中期頻繁變化的海平面具有良好的對應關系。

3.3.2 古溫度特征

石龍洞組沉積期海水溫度分布在10.222～26.879℃，平均值為21.298℃，主體分布在20～26℃，說明當時研究區(qū)氣候溫暖或炎熱，與四川盆地在寒武系處于北緯30°、東經105°這一古板塊分析得出的結論相對應[22]。

3.3.3 古鹽度特征

古鹽度Z值分布范圍在120.288～129.338，說明石龍洞組沉積期處于海相環(huán)境。整體上石龍洞組的Z值底部高、中部低、頂部高。隨著沉積作用的進行，海水古鹽度逐漸降低，古鹽度在后期又呈現(xiàn)高值。在石龍洞組沉積末期出現(xiàn)古鹽度最高值(見圖5)。在平面上，結合前人研究成果，板凳溝、萬寶剖面[22]龍王廟組Z值平均值分別為128.198、127.383，略大于石流村的127.028和太原剖面[22]的127.286。說明板凳溝、萬寶剖面沉積水體古鹽度略高于石流村剖面、太原剖面。

Sr/Ba值可用于研究古海水深度[14]。分布在0.103～15.322，平均值為4.634，77%樣品的Sr/Ba>1，也說明石龍洞組整體形成于海相環(huán)境。垂向上Sr/Ba值同Z值自下而上變化趨勢一致。沉積水體古鹽度具波動性增大的趨勢。在沉積中期(6～11層)大氣淡水的影響較為顯著。

3.3.4 古氧相特征

V/(V+Ni)值可作為古氧相的有效判別指標[14]。分布在0.337～0.722，平均值為0.536，指示石龍洞組水體處于缺氧-貧氧環(huán)境。古氧相有3次由貧氧至缺氧的變化。

碳酸鹽巖微量元素比值及碳、氧同位素(δ18O)組成的變化，不僅體現(xiàn)了古海洋環(huán)境的變化，同時也為分析沉積充填特征提供了地球化學證據(jù)[24,25]。通過碳、氧同位素、Sr/Ba值和V/(V+Ni)值推斷古環(huán)境特征可知，重慶石柱-彭水地區(qū)石龍洞組沉積分為以下3個階段：以板凳溝剖面為例，沉積早期(1～5層)為該剖面的第一期海退-海侵作用，海平面波動性頻繁，水體古鹽度、溫度較高，處于貧氧環(huán)境，氣候較為干熱，上述環(huán)境有利于白云巖、云質石灰?guī)r的發(fā)育；沉積中期(6～13層)，第二期海退作用時間較短，發(fā)育有泥晶白云巖、云質砂屑石灰?guī)r，之后發(fā)生第二期海侵作用，持續(xù)時間較長，古鹽度略低，處于缺氧環(huán)境，有利于石灰?guī)r的發(fā)育；沉積末期(14～19層)發(fā)生第三期海退-海侵作用，持續(xù)時間均較短，海平面下降，貧氧環(huán)境，古鹽度增大，溫度相對穩(wěn)定，此時的沉積環(huán)境有利于云質石灰?guī)r、白云巖、灰質白云巖的發(fā)育。

平面上，石流村、太原剖面分別位于研究區(qū)北東向、南方，寒武紀海水由該研究區(qū)東南方向侵入，使得上述兩剖面更為鄰近廣海，水體深度相對較大，水體循環(huán)受到的影響相對較小，水體古鹽度相對較小，整體處于開闊臺地環(huán)境，因此白云巖發(fā)育程度低。板凳溝、萬寶剖面位于研究區(qū)北西方向，古鹽度較高，整體處于局限臺地環(huán)境在干熱氣候條件下，有利于白云巖的發(fā)育。

圖5 板凳溝剖面石龍洞組地球化學特征與古環(huán)境特征Fig.5 Geochemical characteristics and paleoenvironmental characteristics of Shilongdong Formation in Bandenggou section

局限臺地內的臺內灘沉積期所處的地勢相對較高，水體較淺，水動力較強，波浪的淘洗作用充分，沉積物以粗粒結構為主，沉積后期間歇性暴露于大氣淡水環(huán)境，構成局限臺地內灘體的各類顆粒碳酸鹽巖易發(fā)生白云石化和溶蝕作用，具備了形成孔隙性儲層的良好條件。

4 結論

1)重慶石柱-彭水地區(qū)石龍洞組在垂向上，自下而上有3個由白云巖-石灰?guī)r構成的巖性組合，橫向上西北區(qū)以白云巖為主，缺乏生屑碳酸鹽巖，白云巖化作用明顯。東南區(qū)以石灰?guī)r為主，缺乏粉晶以上粒徑的白云巖，泥質含量明顯低于西北區(qū)。

2)沉積期古地貌、海平面變化、古鹽度、古溫度及古氧相等共同控制了巖性差異發(fā)育。石龍洞組沉積期整體處于海相環(huán)境，以貧氧-缺氧為主,屬于溫暖或炎熱的亞熱帶氣候。海平面波動性下降，水體古鹽度、古溫度較高，貧氧環(huán)境，氣候較為干熱的環(huán)境有利于白云巖、云質石灰?guī)r等的發(fā)育；古鹽度低，處于缺氧環(huán)境，有利于石灰?guī)r的發(fā)育。

3)沉積環(huán)境是影響巖性差異發(fā)育的主控因素。綜合分析表明，西北區(qū)水體深度相對較淺，而古鹽度較高，其周緣發(fā)育條帶狀臺緣灘阻礙了海水的正常循環(huán)，整體處于局限臺地環(huán)境，在干熱氣候條件下有利于白云巖的發(fā)育。構成局限臺地臺內灘的各類顆粒碳酸鹽巖沉積后期間歇性暴露于大氣淡水環(huán)境，易發(fā)生白云石化和溶蝕作用，具備了形成孔隙性儲層的良好條件。東南區(qū)更為鄰近廣海，水體深度相對較大，水體循環(huán)受到的影響相對較小，水體古鹽度較低，整體處于開闊臺地環(huán)境，因此白云巖發(fā)育程度低。