1、文章編號:1001-6112(200901-0046-04川西前陸盆地晚三疊世構造層序巖相古地理特征曾洪揚,陳洪德,林良彪,胡曉強(成都理工大學沉積地質研究院,成都 610059摘要:晚三疊世是川西前陸盆地形成、演化的重要時期。根據野外剖面、鉆井巖心和物探資料,參考前人研究成果,將川西前陸盆地上三疊統劃分為3個構造層序。以構造層序體系域為編圖單元,系統編制了川西前陸盆地晚三疊世的巖相古地理圖,揭示了該期巖相古地理演化規律。構造層序TS 1始于印支運動第 幕,川西地區處于淺海及海陸過渡環境,對應的地層是馬鞍堂組和小塘子組。構造層序T S2包含須家河組二段 三段,此期龍門山地區開始形成以逆沖推覆作

2、用為主的造山帶雛形,為川西前陸盆地形成期,沉積環境為海陸過渡相。構造層序TS3為川西前陸盆地發展期,發育的地層為須家河組四段 五段,受安縣運動的影響,龍門山逆沖褶皺成山,研究區為陸相沉積環境。構造運動是控制晚三疊世川西前陸盆地形成、演化的主要因素。關鍵詞:巖相古地理;構造層序;晚三疊世;川西前陸盆地中圖分類號:T E121.34 文獻標識碼:ATEC TO NIC AND SEQ UENC E BASED LITHO FAC IES PALEO G EO G RAPHIC FEA TURES OF LA TE TRIASS IC IN W ES TERN SIC HUAN FORELAND B

3、AS INZeng H ong yang,Chen H ongde,Lin Liangbiao,H u Xiaoqiang(I nstitute o f Sedimentary Geology ,Chengd u Univ ers ity of T echnology ,Chengdu,S ichuan 610059,ChinaAbstract:T he Late Triassic in the Western Sichuan Foreland Basin is a key to understand the evolutio n ary history o f this basin.U si

4、ng bore hole,outcrop,and seismostr atigr aphic data,the author s studied the tectonic sequence of the Upper T riassic in the W estern Sichuan Foreland Basin.The U pper Tr iassic w as divided into three tecto nic sequences.T aking the tecto no -sequence system tract as the m apping unit,it also syste

5、m atically m aped the litho facies paleogeog raphic char t and discussed the ev olutionary features.T he results indicated that Tecto nic Sequence 1(T S1includes Ma'a ntang Form ation and Xiao tangzi For matio n,and it evo lve from episode of Indo -Sinian Movement.T here w ere developed neritic

6、and marine-co ntinental tr ansition env ir onm ent in the W estern Sichuan Foreland Basin.T S2includes the Seco nd and T hird members o f the Xujiahe Fo rmation.T he Western Sichuan Foreland Basin started fo rming and developed marine-co ntinental tr ansition enviro nm ent in TS2.TS3includes the Fou

7、rth and Fifth member s o f the Xujiahe Form ation.Because of influence by the Anx ian M ovem ent,the Longm en shan Thrust Belt w as uplifted and fo rmed mountains,w hich changed the Western Sichuan Foreland Ba sin into a terrestrial sedimentary environment.The most im po rtant facto r co ntrolling t

8、he basin forma tion and ev olution of the Late T riassic in the Western Sichuan Fo reland Basin is tectonic activity.Key words:lithofacies paleog eography;tectonic sequence;Late Triassic;the Western Sichuan Foreland Basin 川西前陸盆地是指晚三疊世以來的四川盆地中西部地區,相當于四川盆地構造分區中的川西斷褶帶和川中地塊區的西部(圖1。關于川西前陸盆地形成、發展和演化歷史,在已有

9、的眾多研究成果中,絕大多數都認為主要是受板塊碰撞引起的擠壓構造背景條件控制的15。但對該盆地的形成起始時間和階段劃分,以及各演化階段的構造作用性質眾說紛紜69。而晚三疊世是川西盆地轉型的關鍵時期,對四川盆地來講,研究轉型后的盆地格局和沉積面貌是揭示盆地性質的重要手段。盡管前人已對川西地區晚三疊世的沉積、古地理研究較多1016,但是,應用構造層序的方法系統研究川收稿日期:2007-09-17;修訂日期:2009-01-15。作者簡介:曾洪揚(1972 ,男,博士研究生,主要從事沉積學研究。E mail:linlian gbiao 。基金項目:國家自然科學基金重點項目(40739901。第31卷第

10、1期2009年2月 石 油 實 驗 地 質PETROLEUM GEOLOGY &EXPERIMENTVo l.31,N o.1Feb.,2009 圖1 川西前陸盆地構造略圖51.巖石圈斷裂:!安寧河斷裂;龍門山斷裂;#城口斷裂;七躍山斷裂2.地殼斷裂:(1彭灌斷裂;(2熊坡斷裂;(3龍泉山斷裂;(4華鎣山斷裂;(5巫溪鐵溪斷裂;(6黃泥堂斷裂;(7峨嵋瓦山斷裂;(8甘洛小江斷裂;(9普雄普渡河斷裂3.蓋層斷裂(含基底斷裂;4.盆地范圍F i g.1 A sketch tectonic map of Western Sichuan Foreland Basin西前陸盆地的古地理展布和演化

11、的工作還較少報道。本文根據野外剖面、鉆井巖心和物探資料,參考前人研究成果,對川西前陸盆地上三疊統進行了構造層序的劃分,并以構造層序體系域為編圖單元,系統編制川西前陸盆地晚三疊世的巖相古地理圖,揭示其沉積演化規律。1 上三疊統構造層序劃分川西前陸盆地上三疊統巨厚的充填地層,伴隨周邊構造山系,特別是西緣龍門山推覆構造帶和北緣大巴山米倉山推覆構造帶多期次的擠壓推覆以及盆地的沉降,充填序列在垂向上周期性出現以礫巖為代表的盆緣巨厚沖積扇相楔狀體和盆內以黑色頁巖、泥灰巖為標志的最大湖侵層,在橫向上則表現為不同的沉積體系配置和沉降中心的遷移。垂向上的旋回性變化特點以及橫向上各種相帶的有規律組合,為研究川西前

12、陸盆地上三疊統層序地層提供了良好的條件。參考林良彪等17的研究成果,將川西前陸盆地上三疊統劃分為3個構造層序(TS1,TS2,TS3,每個構造層序分別以其中的最大湖泛面為界,劃分為2個體系域,即盆地擴張體系域(BE和盆地收縮體系域(BW(圖2。2 巖相古地理特征2.1 TS1期巖相古地理特征2.1.1盆地擴張體系域(T S1 BE期由于中三疊世末,以瀘州、開江為核心的水下 古隆起進一步上升為陸,形成瀘州和開江古隆起,圖2 川西前陸盆地上三疊統構造層序劃分17Fig.2 T he division of the U pper T riassic tecto nicsequence in the

13、Western Sichuan Fo reland Basin整個上揚子區的抬升進一步形成東高西低地勢,海水由東向西退縮17,研究區主要為潮坪沉積環境。在什邡金河一帶,發育灰色石英粉砂巖、深灰色泥巖互層夾生屑灰巖,見到大量海綿、珊瑚等海相化石,生屑以腹足、棘皮類為主,腕足、有孔蟲、介形蟲等次之;在安縣、雙魚石、南江、霧中山等地同樣發育有海相生物化石,局部發育有鮞粒灰巖(如綿竹漢旺。總之,川西地區是揚子地臺西部邊緣向特提斯海過渡的環境,水體表現為西深東淺,中部深南北淺。該期地層厚度最大的地區在都江堰和平落壩地區,厚度可達到200m以上,并向東、向北減薄尖滅(圖3。圖3 川西前陸盆地T S1盆地擴

14、張期巖相古地理Fig.3 L ithofacies paleog eog raphy of T S1 BEin the Western Sichuan Fo reland Basin%47%第1期 曾洪揚等.川西前陸盆地晚三疊世構造層序巖相古地理特征2.1.2 盆地收縮體系域(T S1 BW期卡尼克期末,松潘 甘孜地區在三疊系西康群沉積后,發生褶皺變形作用,但這次變形作用并未使松潘 甘孜地區露出水面,四川盆地西部水體與其西部的松潘 甘孜地區海水仍有聯系,變形作用對東側的四川盆地沒有重大影響。由于松潘 甘孜褶皺帶的形成,海水向東侵入,小塘子組沉積范圍較馬鞍塘組大,向東可達威遠、潼南、通江一帶18

15、;沉積以海陸交互相(三角洲的石英細砂巖、粉砂巖為主,含有豐富的雙殼類化石。在川西地區周圍有許多大小不等的河流注入,并在川西地區形成海相三角洲沉積。沿夾江 仁壽 簡陽 射洪一線以西為三角洲前緣亞相沉積,以東為三角洲平原亞相沉積。本期沉降中心在都江堰、邛崍等地,厚度300m 以上,并由西向東至川東和川南減薄,甚至尖滅(圖4。2.2 TS2期巖相古地理特征2.2.1 盆地擴張體系域(T S2 BE期大量的砂巖組分研究表明,本期龍門山逆沖推覆體開始逆沖推覆13,19,在研究區西部形成造山帶雛形,部分隆升幅度較大的地區開始露出海面并構成北東向展布的島鏈,形成了須二期的海灣,使得研究區普遍發育三角洲沉積,

16、形成了巨厚的砂體,自西向東減薄。除龍門山前緣局部發育海灣相外,研究區以發育海相三角洲為主,主體為三角洲前緣亞相沉積(圖5;物源仍主要來自東邊的川中古隆起和北邊的秦嶺造山帶,龍門山逆沖推覆帶提供的物源則次之13。本期地層厚度較大,沉降中心位于都江堰和安縣附近地區,厚度分別達700m 和900m 以上。圖4 川西前陸盆地T S1盆地收縮期巖相古地理F ig.4 L it ho facies paleo geo gr aphy of T S1 BW in the W estern Sichuan Fo reland Basin2.2.2 盆地收縮體系域(T S2 BW期受龍門山逆沖帶持續逆沖推覆的影

17、響,西邊的島嶼進一步的抬升擴大,大部分連綿形成小山脈,并為研究區提供了大量的沉積物質,砂巖組分的研究也支持了該觀點13。除局部地區仍與古特提斯海有通道溝通外,研究區基本結束了海相沉積,幾乎進入了以陸相沉積環境為主的演化期。T S2 BW 主要巖性為泥質巖,反映了物源的供應遠不如T S2 BE 充足。由于前陸劇烈撓曲,盆地下降速度大于沉積物補償速度,盆地呈饑餓狀態。盆地大部分地區為三角洲前緣亞相,而在簡陽、樂至、遂寧及南充等地則發育濱淺湖沉積(圖6。2.3 TS3期巖相古地理特征2.3.1 盆地擴張體系域(T S3 BE期受安縣運動影響,盆地北部在逆沖推覆作用下圖5 川西前陸盆地T S2盆地擴張

18、期巖相古地理Fig.5 L ithofacies paleog eog raphy of T S2 BEin the Western Sichuan Fo reland Basin圖6 川西前陸盆地T S2盆地收縮期巖相古地理F ig.6 Lithofacies paleog eog raphy of T S2 BWin the Western Sichuan Fo reland Basin%48% 石 油 實 驗 地 質 第31卷急劇抬升,龍門山、米倉山、大巴山連成一體,構成沉積盆地的西部和北部邊界。大量的粗碎屑物質向盆地內供給,在龍門山、米倉山前緣的廣元、江油、安縣一帶形成以礫巖和含礫砂巖

19、為主的沖積扇體,其中3個大型沖積扇主要在廣元、劍閣和江油一帶(圖7。砂巖組分研究也同樣表明13,此時龍門山業已褶皺成山,為研究區提供了大量的沉積物質。龍門山北段前緣發育了大量的礫巖層,礫石成分隨地點的不同各有差異,但從礫石成分分析,此時川西地區的礫石主要來自龍門山逆沖推覆帶。綿竹、梓潼一線以北,為三角洲平原亞相河道砂體及河漫砂、泥坪沉積,河道砂體大多為含礫砂巖,呈透鏡狀,具大型板塊交錯層理、槽狀交錯層理;河漫砂、泥坪及河漫沼澤為細 粉砂巖及泥巖夾煤線,縱向上二者為間互層。川西南段的邛崍、蒲江、新津一帶,受造山帶的逆沖推覆作用不大,主要為淺湖相的沉積特征,沉積物以粉砂巖或細砂巖與泥質巖不等厚互層

20、,是須三期淺湖相的繼續和發展。2.3.2 盆地收縮體系域(T S3 BW期本期繼承了B E 期的構造演化特征及沉積特征,沉積環境較為穩定,主要為濱淺湖相、湖相三角洲沉積,沉積范圍進一步擴大,已覆蓋整個四川盆地,但地層仍具有西厚東薄的沉積特征(圖8。受印支晚幕構造運動的影響,安縣 中壩構造 九龍山構造一線以北廣大地區遭受剝蝕,本期地層無保留。3 結論1參照前人研究成果,將川西前陸盆地上三疊統劃分為3個構造層序, 并以構造層序體系域為編圖7 川西前陸盆地T S3盆地擴張期巖相古地理F ig.7 Lithofacies paleog eog raphy of T S3 BE in the W est

21、ern Sichuan Fo reland Basin圖8 川西前陸盆地T S3盆地收縮期巖相古地理F ig.8 Lithofacies paleog eog raphy of T S3 BWin the Western Sichuan Fo reland Basin圖單元,首次系統編制了川西前陸盆地晚三疊世構造層序 巖相古地理圖。2構造層序TS1始于印支運動第 幕,對應的地層是馬鞍堂組和小塘子組,當時龍門山尚未形成,川西地區處于淺海及海陸過渡環境。構造層序T S2包含須家河組二段 三段,此期龍門山地區開始形成以逆沖推覆作用為主的造山帶雛形,部分隆升幅度較大的地區開始露出海面并構成北東向展布的

22、島鏈,島鏈以東開始形成以擠壓坳陷沉降為特點的川西前陸盆地,為海陸過渡相沉積環境。構造層序TS3始于&安縣運動、止于須家河期末,為川西前陸盆地發展期,發育的地層為須家河組四段 五段,受逆沖推覆作用的影響,龍門山褶皺成山,研究區為陸相沉積環境。參考文獻:1 童崇光.四川盆地油氣地質研究J .西安地質學院學報,1990,12(2:9172 何 鯉,劉莉萍,羅 瀟等.川西龍門山推覆構造特征及有利油氣勘探區塊預測J .石油實驗地質,2007,29(3:2472523 羅嘯泉,陳 蘭.川西坳陷形成演化及其與油氣的關系J.油氣地質與采收率,2004,11(1:2023,864 吳世祥,汪澤成,張 林

23、等.川西前陸盆地勘探思路分析J.石油與天然氣地質,2001,22(3:2102165 葉 軍.再議四川盆地西部坳陷深盆氣J .石油實驗地質,2008,30(2:1091206 郭正吾,鄧康齡,韓永輝等.四川盆地形成與演化M .北京:地質出版社,19967 劉樹根.龍門山沖斷帶與川西前陸盆地的形成演化M .成都:成都科技大學出版社,1993(下轉第53頁%49% 第1期 曾洪揚等.川西前陸盆地晚三疊世構造層序巖相古地理特征在四川盆地東南緣到鄂渝湘黔坳陷一帶或許具有勘探前景。中生代以來由于印度板塊向歐亞板塊的俯沖,以及揚子地塊向北西方向的匯聚,使岡底斯喜馬拉雅海受擠壓而回返上升、造山。推測在原海域

24、、海槽沉積物中的水合物油氣資源向溫度、壓力遞減方向遷移,即首先向羌塘唐古拉地塊的南部邊緣聚集。按地質年代中海洋水合物氣可向地臺方向遷移成藏的設想,設想隨著昆侖巴顏喀拉阿尼瑪卿海槽轉變為山脈,其古老海相沉積中的油氣應向羌塘唐古拉地塊的北緣,以及向塔里木、柴達木地塊的南緣遷移和聚集。依此推想,我國古老地臺區如羌塘唐古拉地塊、塔里木地塊、柴達木地塊、準噶爾地塊等都是油氣勘探遠景區,油氣運移由地塊邊緣逐步向中部隆起推進(如果存在中部隆起的話,但通常在地塊邊緣的沉積蓋層厚、油氣埋藏深、勘探難度大,而首先突破的常常是在地塊中部的隆起區。南海海域的現有勘探表明,其深水區的天然氣水合物已經遭受氣化逃逸,但在東

25、沙北坡海域大面積覆蓋的碳酸鹽結殼(430km2,自生碳酸鹽巖之下如能找到具有儲集、封蓋條件的勘探位置,不應排除發現正在形成或已經形成的可燃氣藏,并且在以后的地質歷史中也不應排除再遷移的可能。基于臺西南海域的天然氣水合物可以提供臺南地區泥火山氣源和形成氣田的認識,有理由設想臺灣南部已枯竭停產的氣井在關閉數年后可以重新獲得產量。參考文獻:1 Kvenvolden K A.氣體水合物概論J.趙國憲譯.海洋地質譯叢,1997,(2:17272 金慶煥,張光學,楊木壯等.天然氣水合物資源概論M.北京:科學出版社,20063 盧振權,吳必豪,金春爽.天然氣水合物資源量的一種估算方法:以南海北部陸坡為例J.石油實驗地質,2007,29(3: 3193234 馬 力,陳煥疆,甘克文等.中國南方大地構造和海相油氣地質M.北京:地質出版社,2004.4044135 鐘三雄,費立元,林曉武.深水海床地貌奇景初探J.地質,2005,24(4:10116 臺灣地質調查所資源地質組.臺灣西南海域蘊藏豐富的天然氣水合物J.地質,2006,25(3:11137 楊燦堯.臺灣的泥火山分布J.地質,2006,25