Fine-grained sedimentary characteristics and influencing factors of the Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery
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摘要: 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组页岩气资源丰富,已成为盆地重要的页岩气开发层段之一。受控于复杂的沉积格局,该区筇竹寺组粉砂质页岩纵向储层的岩相多样,非均质性强,制约了页岩气勘探和开发,因此亟需对其沉积特征、沉积相带和沉积模式开展研究。基于前期构造、层序地层研究认识,通过对矿物岩石、钻测井、地球化学和古生物等主要资料开展精细分析,明确四川盆地及其周缘早寒武世为海洋—古陆联合影响、水体深度中等、还原作用普遍发生的沉积背景,认为筇竹寺组主要沉积于滨岸相和陆棚相,并以陆棚相为主体,包括浅水陆棚亚相和深水陆棚亚相。通过对波浪和潮汐联合作用、海水蒸发作用、悬浮作用、上升洋流以及沉积古地貌等细粒沉积影响因素开展分析,结合沉积物空间分布特征,建立了四川盆地及其周缘筇竹寺组细粒岩沉积模式,即沉积初期差异沉降作用显著,层序厚度变化大,不同地区沉积特征及影响因素差异较大;沉积中期差异沉降作用不断减弱,层序厚度差异持续减小;沉积末期稳定沉降,进入“广盆”阶段,层序厚度趋于一致。Abstract: The Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery is rich in shale gas resources, and it has become one of the important shale gas development intervals in Sichuan Basin. Controlled by complex sedimentary setting, the silty shale reservoir in Qiongzhusi Formation has various lithofacies and strong heterogeneity longitudinally, which restricts the exploration and development of shale gas. Therefore, it is urgent to study the sedimentary characteristics, sedimentary facies and sedimentary models. Based on the previous understanding of tectonic setting and sequence stratigraphy, and through detailed analysis of rock data, well logging data, geochemistry data and paleontology data, this paper clarifies the Early Cambrian sedimentary background of combined ocean-paleoland influence, moderate water depth and widespread reduction of Sichuan Basin and its periphery. The paper also believes that the Qiongzhusi Formation is mainly deposited in shore facies and continental shelf facies. The continental shelf facies are dominated, including shallow water continental shelf subfacies and deep water continental shelf subfacies. Based on the analysis of the combined action of wave and tide, seawater evaporation, suspension, rising ocean current, sedimentary paleogeomorphology and other fine-grained sedimentary influencing factors, and combined with the spatial distribution characteristics of sediments, the fine-grained sedimentary model of the Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery is established, i.e., in the early stage of sedimentation, the effect of differential sedimentation is significant, the sequence thickness varies greatly, and the sedimentary characteristics and influencing factors differ greatly in different regions. In the middle stage of sedimentation, the effect of differential sedimentation is diminished and the difference of sequence thickness decreases continuously. In the late stage of sedimentation, with steady sedimentation, it enters the "open basin" stage, and the sequence thickness tends to be consistent.
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页岩油气勘探开发实践表明,页岩油气是我国油气发展的重要战略接替资源[1-4]。随着页岩油气资源勘探开发的日益深入,页岩等细粒沉积岩的沉积环境和沉积相研究显得尤为重要,细粒沉积岩主要形成于陆相湖盆和海相陆棚环境[5-7]。目前对海相陆棚沉积环境和沉积相带的总体认识较为明确[8-11],但不同沉积环境和相带的沉积物特征、沉积动力和影响因素等仍需深化研究。中国石化与中国石油近期勘探实践表明,四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组海相页岩和粉砂质页岩具有巨大的天然气勘探开发潜力[12]。前期研究揭示,筇竹寺组页岩和粉砂质页岩在研究区广泛分布,受控于复杂的沉积格局和沉积背景,储层的岩相多样、非均质性强,因此,必须加强对沉积环境、沉积分异和沉积相带的研究。前人将筇竹寺组划分为3个三级层序,并建立了层序地层充填和分布模型[13];将沉积相划分为滨岸、陆棚、潮坪、浅水缓斜坡等[8-9, 14-15]。本文在充分调研的基础上,利用研究区40余口重点钻井、9条野外露头剖面、458 m岩心和350余件分析测试资料,对筇竹寺组底部、中部和顶部层序开展岩石学、储层地质学、地球化学和古生物学分析,进而对筇竹寺组细粒岩开展沉积背景、沉积特征、沉积相带和影响因素研究,在明确不同类型沉积物发育和分布特征的基础上,探讨了沉积动力机制和影响因素分布规律,以期为该区筇竹寺组页岩和粉砂质页岩气的勘探开发提供理论支持。
1. 区域地质概况
四川盆地隶属于扬子板块,面积约18×104 km2,是经过多旋回构造运动形成的大型叠合盆地[16],从古生代到新生代,主要经历了持续拉张作用、裂谷作用、逆冲推覆作用、剪切和块断作用[17]。四川盆地于晚震旦世到早寒武世间,在罗迪尼亚超大陆裂解以及冈瓦纳大陆聚合的影响下,形成了以拉张为主、弱挤压为辅的构造演化模式[18-19]。受桐湾运动和兴凯地裂运动共同作用影响,四川盆地形成了凹凸相间的构造地貌[20]。
四川盆地下寒武统筇竹寺组底部岩性为灰黑色泥页岩,中上部为黄灰色泥质粉砂岩、粉砂岩至细砂岩。筇竹寺组与下伏灯影组白云岩或是麦地坪组含磷地层呈不整合接触,与上覆沧浪铺组紫红色砂质泥岩、泥质粉砂岩呈整合接触[21];地层基本位于5 000 m以下的深度,向边缘埋藏深度变浅,在四川盆地的北部、北东部、东南边缘均有出露[14]。
受古地理构造分异的影响,下寒武统沉积厚度及沉积相在不同区域具有差异(图 1)。在早寒武世,上扬子地区的海水自东南方向快速侵入,海平面迅速上升,沉积中心为大面积的缺氧深水陆棚环境,发育自下而上粒度变粗的碎屑岩沉积构造;随后海平面缓慢降低,沉积水体整体由深变浅,自南向北发育深水陆棚—浅水陆棚—滨岸相沉积序列[14, 22]。
图 1 四川盆地及其周缘早寒武世构造—沉积分区(a)及地层综合柱状图(b)据参考文献[13]修改。Figure 1. Tectono-sedimentary compartmentalization (a) and composite stratigraphic column (b) of Early Cambrian in Sichuan Basin and on its periphery2. 早寒武世沉积背景和物源分布
2.1 沉积背景
主要通过对构造—沉积演化阶段、层序发育模式、地球化学微量元素特征等资料开展综合分析,认为四川盆地及其周缘筇竹寺组形成于陆棚环境,受海洋—古陆的双重影响,水体深度中等,还原作用普遍发生。
2.1.1 由深变浅的水体
沉积古地貌和岩性变化均可以有效揭示沉积水深。四川盆地筇竹寺组沉积期古地貌揭示了中央拉张槽(中部坳陷区)的存在[23],槽内沉积水体深度更大,西部井研—犍为地区、威远地区、中东部合川—重庆地区、宜昌地区沉积古地貌相对较高(图 1),沉积水体相对更浅,往北至南江地区、东南遵义—铜仁地区水体深度显著增大。筇竹寺组底部层序以泥岩为主,中部层序发育砂泥混合沉积物,顶部层序广泛发育砂岩,从岩性变化角度反映了沉积水体由深变浅。
2.1.2 缺氧、贫氧的环境
V/(V+Ni)值广泛运用于古水体氧化还原环境的判别中,一般来说,V/(V+Ni)值大于0.57时,可以认为沉积水体总体处于缺氧环境;V/(V+Ni)值小于0.46时,则认为沉积水体总体处于氧化环境[24-26]。本文选取的样品分布于四川盆地及其周缘不同区域,具有一定的广泛性,不同井不同层段的V/(V+Ni)值基本都在0.60以上[14](表 1),揭示筇竹寺组总体沉积于贫氧—缺氧的环境[25]。纵向上,沉积水体还原性往上趋于减弱,指示了闭塞—开阔的沉积环境变迁;横向上,往研究区东南方向,V/(V+Ni)值略有增大,显示了还原作用的增强[14]。
表 1 四川盆地金石103井下寒武统筇竹寺组古沉积环境特征参数Table 1. Characteristic parameters of palaeosedimentary environment of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation of well Jinshi 103, Sichuan Basin小层 深度/m V/10-6 Ni/10-6 Cu/10-6 Sr/10-6 V/(V+Ni) Sr/Cu ⑩ 3 311.28 180.293 55.297 17.549 116.256 0.77 6.62 ⑩ 3 315.52 210.778 55.958 31.345 107.639 0.79 3.43 ⑨ 3 318.41 208.376 53.080 21.578 107.465 0.80 4.98 ⑧ 3 319.94 115.484 39.144 14.123 102.772 0.75 7.28 ⑧ 3 323.07 99.285 30.944 7.744 100.677 0.76 13.00 ⑧ 3 325.99 95.073 28.141 7.601 105.979 0.77 13.94 ⑧ 3 328.90 100.586 29.846 9.874 103.631 0.77 10.50 ⑧ 3 331.23 116.127 35.442 14.208 105.087 0.77 7.40 ⑧ 3 334.07 118.749 37.268 16.940 111.147 0.76 6.56 ⑧ 3 335.33 54.843 15.657 0.978 268.689 0.78 274.73 ⑧ 3 335.78 87.297 33.195 10.695 120.504 0.72 11.27 ⑧ 3 338.01 95.264 45.662 8.576 115.595 0.68 13.48 ⑧ 3 340.51 66.339 31.094 8.292 115.888 0.68 13.98 ⑧ 3 343.66 77.381 25.393 16.091 124.225 0.75 7.72 ⑧ 3 347.23 86.371 31.834 18.969 112.161 0.73 5.91 ⑦ 3 350.79 77.195 30.035 16.456 90.101 0.72 5.48 ⑦ 3 353.98 82.511 25.800 11.766 96.746 0.76 8.22 ⑦ 3 356.91 83.564 26.924 17.329 97.351 0.76 5.62 ⑦ 3 358.88 112.316 36.080 10.068 101.996 0.76 10.13 ⑦ 3 361.03 83.078 28.532 9.385 90.710 0.74 9.67 ⑦ 3 363.51 73.694 21.072 16.024 99.154 0.78 6.19 ⑦ 3 366.07 82.574 24.828 20.081 98.036 0.77 4.88 ⑦ 3 368.06 80.668 19.907 9.763 108.221 0.80 11.08 ⑦ 3 371.64 42.354 14.082 13.257 135.664 0.75 10.23 ⑦ 3 371.93 28.204 6.191 7.040 633.781 0.82 90.03 ⑦ 3 375.55 65.363 21.404 11.128 98.299 0.75 8.83 ⑦ 3 380.17 54.001 18.172 10.274 109.910 0.75 10.70 ⑦ 3 381.24 35.768 10.501 9.238 260.266 0.77 28.17 ⑦ 3 382.12 72.238 21.454 8.459 98.015 0.77 11.59 ⑦ 3 384.78 52.836 16.622 11.955 130.520 0.76 10.92 ⑦ 3 386.76 57.358 18.925 14.382 118.872 0.75 8.27 ⑥ 3 387.43 74.626 22.609 18.000 112.244 0.77 6.24 ⑥ 3 389.99 42.945 15.504 22.558 144.806 0.73 6.42 ⑥ 3 393.06 75.975 26.994 18.380 106.818 0.74 5.81 ⑥ 3 395.01 73.371 27.334 24.749 114.175 0.73 4.61 ⑥ 3 396.47 78.329 29.942 25.627 115.300 0.72 4.50 ⑥ 3 399.60 62.603 24.005 24.784 122.893 0.72 4.96 ⑥ 3 401.72 36.382 12.630 14.342 418.348 0.74 29.17 ⑥ 3 402.11 78.028 30.731 26.748 110.617 0.72 4.14 ⑥ 3 405.30 71.137 27.759 29.608 126.599 0.72 4.28 ⑥ 3 407.76 70.669 27.384 26.816 123.850 0.72 4.62 ⑥ 3 410.42 82.292 33.020 24.367 118.619 0.71 4.87 ⑥ 3 413.61 80.841 33.055 25.457 111.132 0.71 4.37 ⑥ 3 415.99 56.943 22.008 20.749 81.005 0.72 3.90 ⑥ 3 418.49 58.751 21.244 20.129 140.282 0.73 6.97 ⑥ 3 420.97 55.366 19.509 19.378 465.100 0.74 24.00 ⑥ 3 423.70 72.458 27.837 29.814 127.499 0.72 4.28 ⑤ 3 424.97 86.498 32.863 28.169 123.178 0.72 4.37 ④ 3 425.35 57.187 23.740 23.136 135.665 0.71 5.86 ④ 3 425.85 28.551 11.217 16.613 193.505 0.72 11.65 ④ 3 427.62 57.776 22.570 22.544 130.102 0.72 5.77 ④ 3 431.17 52.846 19.470 26.750 130.842 0.73 4.89 ④ 3 434.30 82.680 28.266 30.390 137.213 0.75 4.52 ④ 3 436.49 73.621 25.011 33.137 134.850 0.75 4.07 ④ 3 439.33 46.104 15.780 20.280 452.599 0.75 22.32 ④ 3 442.17 64.535 23.825 31.711 146.865 0.73 4.63 ④ 3 444.55 49.354 17.338 29.056 292.644 0.74 10.07 ④ 3 448.71 69.603 28.005 28.975 131.115 0.71 4.53 ④ 3 452.26 61.793 25.784 44.558 175.310 0.71 3.93 ④ 3 454.93 48.091 18.449 34.470 744.439 0.72 21.60 ④ 3 456.89 40.980 14.861 43.586 552.092 0.73 12.67 ④ 3 458.65 40.503 14.203 31.974 811.738 0.74 25.39 ④ 3 460.42 77.353 31.188 31.760 129.324 0.71 4.07 ④ 3 464.38 57.627 24.352 35.870 134.986 0.70 3.76 ④ 3 468.07 59.947 23.919 35.570 599.082 0.71 16.84 ④ 3 469.67 63.507 25.168 29.315 613.789 0.72 20.94 ③ 3 472.52 68.071 28.793 34.142 123.033 0.70 3.60 ③ 3 475.59 49.295 19.883 44.946 626.026 0.71 13.93 ③ 3 477.22 46.551 17.592 53.001 746.369 0.73 14.08 ③ 3 479.44 58.968 25.137 48.741 535.179 0.70 10.98 ③ 3 481.71 76.540 32.351 40.683 123.124 0.70 3.03 ③ 3 484.74 84.534 32.336 31.005 132.385 0.72 4.27 ③ 3 487.60 48.759 18.901 13.706 477.886 0.72 34.87 ③ 3 491.80 77.063 30.578 24.066 133.348 0.72 5.54 ③ 3 493.59 53.007 21.856 17.319 412.855 0.71 23.84 ③ 3 498.82 54.744 19.630 24.153 118.781 0.74 4.92 ③ 3 500.59 90.144 35.181 21.086 111.186 0.72 5.27 ③ 3 503.69 67.087 22.012 26.264 115.028 0.75 4.38 ③ 3 506.65 75.234 25.176 16.946 143.367 0.75 8.46 ③ 3 508.14 76.857 28.337 19.070 109.465 0.73 5.74 ③ 3 510.80 40.923 15.036 7.462 496.879 0.73 66.59 ③ 3 511.99 53.556 23.779 14.225 348.273 0.69 24.48 ③ 3 513.36 78.059 28.153 21.031 98.588 0.73 4.69 ③ 3 515.78 53.208 20.328 10.992 335.272 0.72 30.50 ③ 3 517.93 47.835 19.571 10.860 360.657 0.71 33.21 ③ 3 520.68 80.902 31.324 21.494 94.306 0.72 4.39 ③ 3 523.49 44.091 15.578 12.731 437.622 0.74 34.37 ③ 3 524.20 66.836 20.889 15.532 158.716 0.76 10.22 ③ 3 526.79 55.028 21.228 17.713 153.999 0.72 8.69 ③ 3 529.69 76.346 28.981 20.037 107.170 0.72 5.35 ③ 3 532.28 87.187 32.199 25.724 102.471 0.73 3.98 ② 3 534.17 81.552 31.605 24.257 129.159 0.72 5.32 ② 3 537.15 77.304 29.961 22.813 113.391 0.72 4.97 ② 3 539.33 96.096 33.516 20.945 99.819 0.74 4.77 ② 3 541.46 105.609 35.314 27.288 115.022 0.75 4.22 ② 3 545.02 81.909 29.168 21.655 104.683 0.74 4.83 ② 3 547.23 79.236 26.998 33.465 117.236 0.75 3.50 ② 3 550.30 77.673 28.153 19.913 118.972 0.73 5.97 ② 3 551.97 107.470 38.969 24.410 103.200 0.73 4.23 ② 3 554.34 78.379 30.700 18.978 105.869 0.72 5.58 ② 3 556.72 135.836 59.448 35.471 95.915 0.70 2.70 ② 3 558.66 57.912 18.605 33.175 123.505 0.76 3.72 ② 3 560.70 82.122 28.497 23.125 112.306 0.74 4.86 ② 3 562.82 75.539 25.222 27.259 97.379 0.75 3.57 ② 3 564.71 59.124 18.270 26.422 125.230 0.76 4.74 ② 3 565.89 39.798 17.600 13.372 433.486 0.69 32.42 ② 3 566.70 67.981 23.494 31.206 113.678 0.74 3.64 ② 3 569.46 165.825 50.105 19.119 87.081 0.77 4.55 ② 3 571.22 60.938 18.558 19.365 136.401 0.77 7.04 ② 3 573.14 79.354 24.442 17.288 219.451 0.76 12.69 ② 3 575.24 131.468 36.592 10.948 98.236 0.78 8.97 ② 3 576.13 82.646 23.205 20.951 105.444 0.78 5.03 ② 3 577.15 90.161 25.281 25.734 114.309 0.78 4.44 ② 3 579.23 114.157 24.434 25.126 101.654 0.82 4.05 ② 3 581.32 102.075 40.429 31.835 105.115 0.72 3.30 ② 3 582.54 98.650 28.489 34.226 104.825 0.78 3.06 ① 3 585.05 64.677 19.704 18.500 349.630 0.77 18.90 ① 3 587.41 416.338 53.845 49.820 94.602 0.89 1.90 ① 3 590.13 657.144 122.117 39.422 81.559 0.84 2.07 2.1.3 由湿转旱的古气候
沉积物中喜干型微量元素Sr与喜湿型微量元素Cu的比值,对古气候具有灵敏的指示[27]。Sr/Cu值大于5.0表明干旱、炎热的古气候,分布于1.3~5.0表明温暖、潮湿的古气候。研究区筇竹寺组沉积期总体为干旱—潮湿交替的气候[14],自下往上,Sr/Cu值逐渐增大,反映了古气候逐渐变干旱的趋势(表 1)。
2.2 物源分布
四川盆地及其周缘存在多个古陆,主要分布在北部和西部(图 1)。目前来看,西部康滇古陆供源显著,对研究区影响最大;摩天岭古陆影响次之;北部汉南古陆、宣汉—开江古隆起和司上—万源古隆起的影响较弱[13]。受碎屑物质差异搬运和沉积的影响,筇竹寺组西部更为富砂,又被称为九老洞组。
考虑到华南地块四面环海[28-30]、上扬子地区陆棚沉积较为开阔、震旦纪至寒武纪无植被等因素,认为四川盆地及其周缘筇竹寺组沉积期广泛分布的粉砂质和局部可见的细砂质沉积物,主要形成于海浪对近古陆滨岸的频繁拍打,以及受气候变化和开阔海面联合影响形成的风暴作用。
3. 细粒沉积典型标志
四川盆地及其周缘筇竹寺组主要沉积泥页岩类、粉(细)砂岩类和碳酸盐岩类,发育不同的沉积标志。
3.1 颜色
一般灰绿色、绿色、杂色等为氧化色,指示陆棚中浅水区域;灰黑色、深灰色等为弱还原色,深黑色、黑色等为强还原色,指示陆棚中、深水区域(图 2)。
图 2 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组沉积构造a.深灰色粉砂质泥岩,水平层理,黄铁矿顺层理分布,普仁1井,3 958.1 m;b.灰色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层,黄铁矿结核,金页1井,3 409.94 m;c.深灰色粉砂质泥岩夹灰色泥质粉砂岩,生物潜穴,金石103井,3 334.61 m;d.浅灰色泥质粉砂岩,生物扰动强烈,金石103井,3 358.83 m;e.灰色泥质粉砂岩,水平层理,金页1井,3 521.2 m;f.灰色泥质粉砂岩,波状层理,金页1井,3 522.3 m;g.深灰色泥岩和灰色粉砂质泥岩互层,透镜状层理,金石103井,3 321.1 m;h.黄铁矿结核,层理绕结核而过,金石103井,3 315.0 m;i.灰黑色粉砂质泥岩和灰白色粉砂质泥岩互层,微型断层和褶皱,金页2井,3 725.95 m。Figure 2. Sedimentary structures of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery3.2 宏观沉积构造
研究区目的层岩心资料有限,金石103井等关键井的岩心上常见2大类沉积构造(图 2)。一是层理构造,包括水平层理、块状构造、脉状层理、波状层理、透镜状层理等。水平层理揭示静水环境下悬浮沉积作用;块状构造可能与重力流形成的快速堆积有关;后3类层理常出现在潮汐环境,多指示潮汐作用。二是同生变形构造,包括火焰状构造、包卷层理、生物扰动、泄水构造、砂球等。同生变形构造可能与地幔上涌形成的地震或火山作用有关,也可能与生物活动或重力流存在关联。
3.3 微观沉积结构
近年来,细粒岩的纹层研究愈发受到重视[31-33],无论是岩心还是镜下观察到的各类纹层及其相关特征,都能在一定程度上反映沉积环境。筇竹寺组不少外观相似的样品镜下特征存在显著差异,指示了完全不同的沉积环境。镜下观察到的微观沉积结构,主要包括无明显分异的块状微结构、杂乱分异的块状微结构、水平微结构、近平行微结构、递变微结构、软变形微结构等(图 3)。无明显分异的块状微结构不显纹层,为沉积物搅浑后悬浮堆积形成,缺乏机械分异现象;杂乱分异的块状微结构与前者相似,纹层不发育,该结构片状颗粒相对更多,随机杂乱分布;水平微结构富黏土质,多见颗粒水平分布;近平行微结构富长英质,颗粒平行或低角度定向分布;递变微结构来源于机械分异和堆积,颗粒形成多期韵律,每期厚度1.5~2 mm;软变形微构造规模较小,常见泄水通道等。
图 3 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组微观沉积结构a.无明显分异的块状微结构,峨边葛村剖面,TOC含量为0.1%,隐见搅浑现象;b.杂乱分异的块状微结构,峨边葛村剖面,TOC含量为0.1%,片状碎屑随机定向(红色双向箭头);c.水平(红色双向箭头)微结构,峨边葛村剖面,TOC含量为0.34%;d.近平行(红色双向箭头)微结构,城口红坪村剖面,TOC含量为0.15%,粉砂质含量高,粒度粗,成层性好,长石含量高,陆源碎屑供给明显;e.递变微结构,城口红坪村剖面,TOC含量为0.13%,多期韵律(黄色三角),每期厚度1.5~2 mm,底部突变接触(橙色实线);f.软变形微结构,城口红坪村剖面,TOC含量为0.34%,规模较小,长英质和黏土搅浑(白色虚线),可能由泄水作用形成。Figure 3. Microscopic sedimentary structures of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery3.4 颗粒几何学标志
扫描电镜广泛运用于细粒岩颗粒自身几何形态(粒径、扁平度、棱角性、凸度、圆度)以及颗粒之间的接触关系研究[34]。本文计算了金页2井和长沟村野外露头剖面19块粉砂质泥岩样品的扁平度和圆度;针对筇竹寺组细粒岩样品,通过扫描电镜得到细粒沉积颗粒的微观图片,利用多尺度多视域拼接技术,将得到的微观照片进行整合处理,再利用Image J、Matlab等软件分析颗粒识别图像,从而得到颗粒微观上的几何特征参数,形成微观形貌参数平均值统计数据(表 2)。
表 2 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组粉砂质泥岩颗粒主要几何学参数Table 2. Main geometric parameters of silty pmudstone articles in Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery钻井/剖面 样品号 沉积环境 扁平度 圆度 金页2井 9 水体相对浅、弱氧化—还原为主 1.72 0.64 11 1.70 0.64 12 1.66 0.65 18 1.78 0.62 19 1.82 0.62 21 1.84 0.61 22 2.16 0.58 36 1.76 0.63 37 1.77 0.62 38 1.77 0.63 平均值 1.80 0.62 长沟村剖面 23 水体相对深、安静、还原为主 1.99 0.58 31 2.38 0.56 32 1.85 0.61 33 1.70 0.64 34 1.86 0.61 35 1.87 0.61 44 1.70 0.64 45 1.80 0.61 平均值 1.89 0.61 贫氧环境沉积的颗粒粒度小,呈扁平状;相对富氧环境沉积的颗粒粒度稍大,圆度略有增加。从颗粒之间的接触关系来看,扁平度高的颗粒形成集合体,定向排列,指示了相对深水环境中缓慢的沉积过程;相对粗粒、更圆的颗粒形成集合体,定向性弱,记录了更为动荡的沉积环境。
3.5 古生物标志
四川盆地及其周缘的筇竹寺组中可见大量海洋古生物化石,主要包括三叶虫、藻类、海绵骨针、腕足类和软舌螺等。一般来说,古生物形成和演化更多地与地史年代有关,但地史年代的变迁又与地球环境变化紧密关联。因此,古生物标志在一定程度上也能反映沉积的古环境背景。软舌螺在麦地坪组和筇竹寺组中下部占比较高,这些生物以底栖固着生长为主,既可出现在局限的海水中,也适应广阔的海洋环境。随着时间推移,至筇竹寺组沉积中后期,三叶虫大量出现,它们以浮游和游泳等运动方式生存,代表着相对广阔的海洋环境(图 4)。
4. 细粒沉积类型及分布
四川盆地及其周缘筇竹寺组细粒岩以粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩为主,主体属于碎屑岩陆棚。综合考虑沉积物源影响、水体深度、氧化还原作用和岩相序列,在沉积标志识别和解释的基础上,将筇竹寺组沉积相类型划分为滨岸相和陆棚相。
4.1 滨岸相
研究区的滨岸相围绕西部和北部的古陆分布,主体处于氧化—弱还原环境;沉积物粒度粗,以灰绿色、杂色粉砂岩为主,有机质含量低。研究区钻井和野外露头均相对远离古陆,揭示的细砂岩分布也极为有限(仅西部靠近稳定供源区康滇古陆的峨边葛村和雷波肖滩露头发现薄层细砂岩),滨岸相的存在主要基于沉积模式的推测,认为其对筇竹寺组整体沉积影响较弱。
4.2 陆棚相
陆棚沉积相根据水体深度不同划分为深水陆棚和浅水陆棚2个亚相,还可以根据岩性差异进一步划分出砂泥质、炭泥质、泥质、灰泥质等浅水或深水陆棚[15]。四川盆地及其周缘面积广大、岩相复杂,本文主要基于掌握的实际资料,将筇竹寺组的沉积相划分为浅水陆棚亚相和深水陆棚亚相(图 5),并探讨不同亚相中对沉积作用和沉积分异产生影响的地质因素。
4.2.1 浅水陆棚亚相
浅水陆棚亚相位于正常波基面与风暴浪基面之间(图 5),水体总体较浅,受氧化作用影响显著;沉积物以灰绿色、绿色、杂色等氧化色为主,有机碳含量低。沉积底形平缓,水体较为动荡,能量相对较强,发育粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩,可见多种类型的层理。靠近西部康滇古陆地区,可见细砂岩,中部地区亦可见碳酸盐沉积物或富碳酸盐胶结沉积物。从岩相组合来看,浅水陆棚主要发育砂质浅水陆棚、泥质浅水陆棚和碳酸盐质浅水陆棚。
砂质浅水陆棚主要发育浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩和砂泥互层粉砂岩,纵向上主要分布于筇竹寺组中—上段,横向上分布广泛。泥质浅水陆棚以灰色粉砂质泥岩、深灰色泥岩为主,夹薄层粉砂岩,纵向上主要分布于筇竹寺组下段,横向上主要分布于川东北和“中央拉张槽”。碳酸盐质浅水陆棚主要发育富碳酸盐胶结的泥岩和粉砂岩以及相对厚层(数米)的灰岩和白云岩,纵向上主要分布于筇竹寺组上段,横向上主要分布于中—东部隆起区。
4.2.2 深水陆棚亚相
深水陆棚位于风暴浪基面以下,往大陆斜坡逐渐变深(图 5)。深水陆棚的沉积水动力条件总体很弱,发育细粒的泥岩和页岩。较深的水体提供了较强的还原条件,沉积物以深灰色、黑灰色为主,而有机质在该安静、还原环境中更易富集和保存,有机碳含量相对更高。前期研究认为,筇竹寺组沉积期深水陆棚环境中沉积磷质、硅质,还发育碳酸盐质沉积物和重力流砂体[8-9, 14];考虑到筇竹寺组和下伏富含磷质、也含硅质的麦地坪组界限不易区分[13],以及全区仅少量钻井揭示重力流砂体[8],总体认为四川盆地及其周缘筇竹寺组深水陆棚亚相以泥质沉积物为主。
筇竹寺组可以划分为3个三级层序,每个三级层序的底部对应深水陆棚亚相,形成了井研—犍为地区①、⑤、⑨号富有机质泥页岩层[4]。其余层段也发育深水陆棚沉积物,平面上主要分布于绵阳—资阳—泸州一带以及贵阳—常德西南等地区[15]。
4.3 细粒沉积时空分布
四川盆地及其周缘筇竹寺组可以划分为3个三级层序,每个三级层序在不同时期的分布和充填特征存在差异[13, 37]。
筇竹寺组底部层序主要分布于中部坳陷区、北部坳陷区和西部隆起区。受基准面变化和可容空间大小的控制,西部隆起区主要发育浅水陆棚亚相,康滇古陆提供碎屑供给,经由海风和波浪—潮汐联合作用搬运至此并堆积,在海侵时期受海平面上涨影响,逐渐过渡为深水陆棚亚相(图 6)。北部坳陷区以深水陆棚亚相为主要沉积类型,反映了更为充裕的可容空间。中部坳陷区和北部坳陷区类似,以深水陆棚亚相为主。
筇竹寺组中部层序主要分布于中部坳陷区、北部坳陷区和西部隆起区,钻井和野外露头资料揭示,其还在中部隆起区和东部隆起区之间的低洼地带局限分布。中部坳陷区以深水陆棚亚相为主。受可容空间增长速率持续减小的影响,西部隆起区发育浅水陆棚亚相,沉积粉砂岩、泥质粉砂岩和碳酸盐胶结粉砂岩,反映了地势相对高点在海平面动荡过程中的沉积多变性(图 6)。北部坳陷区继承了底部层序的沉积特征,以深水陆棚亚相为主要沉积类型。
筇竹寺组顶部层序形成于上扬子地区“广盆”阶段[13],所有构造—沉积分区内的钻井和露头皆揭示了该套层序的存在。中部坳陷区、西部隆起区、北部坳陷区均以浅水陆棚亚相为主要沉积类型(图 7),粉砂质含量较高,物源供给来自于西部和北部诸古陆。中部隆起区北部存在宣汉—开江古隆起[38],其西南部高石梯—磨溪地区单井上粉砂质含量相对较高,再往南粉砂质供给不足,沉积碳酸盐质粉砂岩(林1井)和灰岩(丁山1井)。东部隆起区与中部隆起区类似,碎屑物质供给不足,筇竹寺组顶部发育灰岩(宜地2井)或灰质泥岩(宜页1井)。
4.4 陆棚细粒岩沉积的影响因素
陆棚沉积的水动力条件复杂而多样,常受潮汐、海流和风暴的控制,发育一定规模的交错层理[10]。浅水陆棚的沉积物来源,一是陆源物质越过滨岸带沉积而成;二是原地生成,如生物沉积、火山沉积和自生沉积[10]。
4.4.1 古陆和古地貌的影响
古陆对四川盆地及其周缘筇竹寺组细粒沉积的影响存在强—中—弱程度差异[13],主要表现为西部康滇古陆碎屑供给能力最强(图 1),持续性地提供砂和粉砂。虽然推断古陆周缘均分布滨岸相沉积物,但峨边葛村和雷波肖滩剖面的筇竹寺组更高的细砂岩含量,则揭示了西部地区更广的滨岸相分布范围。
在远离古陆的陆棚主体区,沉积物分异主要受控于4类地貌分区,分别为近海平缓区、近海局部凸起区、近海局部洼陷区和近斜坡区(图 8)。近海平缓区和局部凸起区沉积水体较浅,属于浅水陆棚亚相,其中近海平缓区主要发育波浪、潮汐影响的砂质沉积物,有机碳含量较低;相对较高的局部凸起区,由于蒸发、底部灯影组碳酸盐岩供源等多因素影响,易于发育碳酸盐质沉积物,有机碳含量同样低。近海局部洼陷区和近斜坡区沉积水体较深,属于深水陆棚亚相,其中局部洼陷区沉积环境相对闭塞、局限,水体安静,以悬浮载荷为主,发育具水平层理的泥岩和粉砂质泥岩,有机碳含量较高;近斜坡区主要发育海流、洋流影响的泥质沉积物,有机碳含量最高。
图 8 陆棚及其沉积地貌示意据HECKEL(1972),转引自参考文献[26]。Figure 8. Conceptual model for continental shelf and its sedimentary geomorphology4.4.2 波浪和潮汐的影响
上扬子地区筇竹寺组沉积期,研究区主体处于陆棚环境,海水很浅,西部和北部发育供源能力强弱不一的古陆,西部井研—犍为地区钻井和峨边葛村露头、北部天星1井和南江长沟村露头等均揭示沉积物以粉砂岩为主,推断古陆难以形成大面积的河流、三角洲沉积体。海面上温度、湿度的变化很容易形成风场,而早寒武世尚无大规模植被发育,海风畅通无阻,波浪作用较强。海风侵蚀古陆,形成粉砂,提供物源,粉砂在海洋中悬浮沉降,与泥质共同沉积形成层理或各类微观沉积结构;波浪(受海风影响)和潮汐(受月球影响)反复冲刷古陆,形成长英质细粒碎屑(图 9),是为本区内另一类型物源。这2类物源提供的沉积物堆积于富氧环境,颜色以灰色、浅灰色为主,粉砂质含量较高,可见平行层理、透镜状层理、波状层理和脉状层理,薄片观察可见低角度微结构、近平行微结构、递变微结构,反映了定向牵引流的改造和悬浮作用的影响。从颗粒几何特征来看,细粒度(>10 μm)似圆棱角状颗粒占比较多。由于沉积水体较浅,氧化作用显著,加之波浪和潮汐的反复淘洗,不利于有机质的保存,该影响下形成的沉积物有机碳含量较低,TOC含量大多小于0.45%。
图 9 四川盆地金石103井不同影响因素下下寒武统筇竹寺组细粒岩组分对比3 521 m,波浪和潮汐的影响,深灰色粉砂质泥岩和灰色泥质粉砂岩互层,TOC含量为0.23%;3 335 m,海水蒸发的影响,灰色富碳酸盐细粒岩,TOC含量为0.12%;3 578.5 m,悬浮作用的影响,深灰色粉砂质泥岩,TOC含量为0.45%。Figure 9. Comparison of fine-grained rock composition of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation of well Jinshi 103 in Sichuan Basin under different influencing factors4.4.3 海水蒸发的影响
在浅水陆棚亚相中,与蒸发作用密切相关的碳酸盐质粉砂岩或碳酸盐岩分布较少,这与其形成条件较为苛刻有关。水体较浅、水温适中、古陆影响较弱的地带是碳酸盐质粉砂岩或碳酸盐岩沉积的主要区域。沉积岩颜色较浅,以灰色、浅灰色为主,反映了氧化作用的影响;部分手标本特征常和受波浪—潮汐扰动影响形成的岩石相近,X衍射测试则揭示其富碳酸盐质(图 9)。常见水平层理、块状层理等沉积构造;镜下可见长英质碎屑颗粒被大量方解石胶结物胶结。受到氧化作用的影响,蒸发环境下形成的岩石TOC含量较低,普遍小于0.45%。海水蒸发作用主要记录在筇竹寺组顶部层序中,这与筇竹寺组沉积期由湿转旱的古气候相关。
4.4.4 悬浮作用的影响
在远离古陆的局部洼陷地区,风浪作用不易到达,沉积水体长期安静,粉砂供给较为贫乏,泥质沉积物便以悬浮方式不断堆积,形成灰色、深灰色泥页岩。由于缺乏单向、双向水流的持续作用,岩石多发育块状层理,同沉积期亦可发生软变形,形成变形构造。
镜下观察可见块状微结构、搅浑微结构和递变微结构;颗粒多呈中细粒(2~8 μm)扁平状。较深的水体易于还原作用的发生,岩心可观察到黄铁矿(图 9),受此影响的沉积物TOC含量相对更高,一般大于0.45%。
4.4.5 上升洋流的影响
在中部隆起区东南缘和东部隆起区,筇竹寺组内往往发育一套高有机碳含量的岩层。该套岩层TOC含量多大于2%,甚至可达8%。从微观沉积结构来看,其呈极细颗粒(<2 μm)扁平状,定向排列,以泥页岩为主。
发育高TOC岩层的丁山1井和渝参9井地处中部隆起区,该区几乎不发育筇竹寺组中下部层序[13];至筇竹寺组顶部层序沉积期,上扬子地区处于广盆阶段,纵向上沉降已经较为稳定且均匀,推断TOC的显著增高与横向上所处的地理位置有关。中部隆起区东南缘和东部隆起区均靠近中—上扬子东南部深水斜坡相区,该套富有机质泥页岩应该受到了东南部扬子地块沉积中心形成的上升洋流的影响。前期研究已经表明,上升洋流能够提高古生产力、促进还原环境的形成,对有机质生成和保存具有积极影响[27, 39-40],是海洋中局部高TOC区形成的重要因素之一。
调研发现,震旦纪—寒武纪洋流存在从上扬子地区东南部往西方向活动的轨迹,即研究区东南部为洋流注入来源[28-30];同时,相较于狭窄的中部坳陷区和北部坳陷区,中部隆起区东南缘和东部隆起区南部可供洋流活动的范围更为广阔,洋流更易形成。生物标志化合物也反映了上升洋流的影响[41],湄潭地区地处中部隆起区东南缘,生物标志化合物揭示母质为海洋来源,处于半深水环境;地处中部坳陷区南部、东部隆起区西侧的松林地区生物标志化合物反映了陆源母质的影响,说明研究区东南部洋流的影响可能未触及中部坳陷区。上扬子地区筇竹寺组沉积期海风的影响显著,巨大波浪往下挤压下伏海水和沉积物,待风力降低,海水发生回弹,形成的负压力可以促使深部洋流往浅层运动。
5. 细粒沉积模式
四川盆地及其周缘筇竹寺组沉积初期差异沉降作用显著,层序厚度变化大[13],受此影响,不同地区沉积特征及影响因素差异较大。西部隆起区受到西侧古陆持续供源的影响,加之隆起区仅能提供有限的可容空间,沉积亚相以浅水陆棚为主,且受波浪和潮汐联合影响显著;较浅水体的不断搅动,使得沉积环境富氧,广泛发育低TOC含量的粉砂岩,往西(峨边葛村剖面露头)局部见细砂岩。北部坳陷区和中部坳陷区发育深水陆棚亚相,尤其在北部坳陷区,受上升洋流的影响,在低洼地带沉积高TOC泥页岩。其余低洼地区未受到上升洋流影响,在深水陆棚亚相中沉积中等TOC泥页岩(图 10a)。
筇竹寺组沉积中期差异沉降作用不断减弱,层序厚度差异持续减小,可容空间增长速率减缓,坳陷区洋流的影响逐步消退。但沉积格局还是多多少少继承下来,原先洋流影响发生在地形低洼地带,随着洋流影响的消退以及水体相对变浅,这些低洼地带发育的深水陆棚亚相泥岩TOC含量有所降低(图 10b)。安静环境下悬浮载荷影响的范围有所扩大,在中部隆起区和东部隆起区之间,亦发育深水陆棚亚相泥页岩。在西部隆起区,虽然海平面持续上涨,但由于可容空间增长速率较慢,雅安一带仍未接受沉积,证据便是汉深1井不发育筇竹寺组中部层序[13]。
筇竹寺组沉积末期,上扬子地区稳定沉降,进入“广盆”阶段,层序厚度趋于一致,平面上沉积微相变化不大,可容空间增长速率较慢。自西往东,受波浪和潮汐联合影响的浅水陆棚亚相覆盖了大部分研究区;在北部坳陷区继承性发育深水陆棚亚相;中部坳陷区深水陆棚亚相的分布范围较前期进一步缩小,仅分布在自贡一带;由于地形影响,靠近古陆的雅安地区虽然已被海水淹没,但与外界沟通不畅,形成局限、安静、受悬浮作用影响显著的沉积环境(图 10c)。在丁山1井区,受控于沉积地形较高和碎屑物质供给较少,非常局限地发育受蒸发作用显著影响的碳酸盐质沉积物。
6. 结论
(1) 结合四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组构造背景和层序特征的调研,开展研究区早寒武世沉积背景研究,明确筇竹寺组沉积于贫氧和缺氧的环境,沉积水体由深变浅,所处古气候由湿转旱。西侧康滇古陆为主要碎屑供源区,粉砂质碎屑经由海洋、风等载体进入沉积区。
(2) 基于颜色、宏观沉积构造、微观沉积结构、颗粒几何学和古生物等特征,在四川盆地及其周缘筇竹寺组内划分出滨岸相和陆棚相,进一步将陆棚相划分为浅水陆棚亚相和深水陆棚亚相。浅水陆棚亚相主要发育粉砂质泥岩和砂泥互层泥岩,也可见富碳酸盐沉积物,TOC含量总体较低;深水陆棚亚相主要发育泥页岩,TOC含量总体较高。
(3) 波浪和潮汐联合作用、海水蒸发作用、悬浮作用、上升洋流以及沉积古地貌是影响四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组细粒沉积的关键因素。基于细粒沉积特征、影响因素和沉积相带空间分布的认识,建立了四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组细粒岩沉积模式。
利益冲突声明/Conflict of Interests所有作者声明不存在利益冲突。All authors disclose no relevant conflict of interests.作者贡献/Authors’ Contributions熊亮和邓虎成参与研究设计和论文审核;吴冬、魏力民和王同参与论文写作和修改;周桦、曹凯旋和解馨慧参与实验设计;马若龙和钟雨萄完成实验操作。所有作者均阅读并同意最终稿件的提交。The study was designed and examined by XIONG Liang and DENG Hucheng. The manuscript was drafted and revised by WU Dong, WEI Limin and WANG Tong. The experiments were designed by ZHOU Hua, CAO Kaixuan and XIE Xinhui. The experimental operation was completed by MA Ruolong and ZHONG Yutao. All the authors have read the last version of paper and consented for submission. -
图 1 四川盆地及其周缘早寒武世构造—沉积分区(a)及地层综合柱状图(b)
据参考文献[13]修改。
Figure 1. Tectono-sedimentary compartmentalization (a) and composite stratigraphic column (b) of Early Cambrian in Sichuan Basin and on its periphery
图 2 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组沉积构造
a.深灰色粉砂质泥岩,水平层理,黄铁矿顺层理分布,普仁1井,3 958.1 m;b.灰色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层,黄铁矿结核,金页1井,3 409.94 m;c.深灰色粉砂质泥岩夹灰色泥质粉砂岩,生物潜穴,金石103井,3 334.61 m;d.浅灰色泥质粉砂岩,生物扰动强烈,金石103井,3 358.83 m;e.灰色泥质粉砂岩,水平层理,金页1井,3 521.2 m;f.灰色泥质粉砂岩,波状层理,金页1井,3 522.3 m;g.深灰色泥岩和灰色粉砂质泥岩互层,透镜状层理,金石103井,3 321.1 m;h.黄铁矿结核,层理绕结核而过,金石103井,3 315.0 m;i.灰黑色粉砂质泥岩和灰白色粉砂质泥岩互层,微型断层和褶皱,金页2井,3 725.95 m。
Figure 2. Sedimentary structures of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery
图 3 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组微观沉积结构
a.无明显分异的块状微结构,峨边葛村剖面,TOC含量为0.1%,隐见搅浑现象;b.杂乱分异的块状微结构,峨边葛村剖面,TOC含量为0.1%,片状碎屑随机定向(红色双向箭头);c.水平(红色双向箭头)微结构,峨边葛村剖面,TOC含量为0.34%;d.近平行(红色双向箭头)微结构,城口红坪村剖面,TOC含量为0.15%,粉砂质含量高,粒度粗,成层性好,长石含量高,陆源碎屑供给明显;e.递变微结构,城口红坪村剖面,TOC含量为0.13%,多期韵律(黄色三角),每期厚度1.5~2 mm,底部突变接触(橙色实线);f.软变形微结构,城口红坪村剖面,TOC含量为0.34%,规模较小,长英质和黏土搅浑(白色虚线),可能由泄水作用形成。
Figure 3. Microscopic sedimentary structures of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery
图 8 陆棚及其沉积地貌示意
据HECKEL(1972),转引自参考文献[26]。
Figure 8. Conceptual model for continental shelf and its sedimentary geomorphology
图 9 四川盆地金石103井不同影响因素下下寒武统筇竹寺组细粒岩组分对比
3 521 m,波浪和潮汐的影响,深灰色粉砂质泥岩和灰色泥质粉砂岩互层,TOC含量为0.23%;3 335 m,海水蒸发的影响,灰色富碳酸盐细粒岩,TOC含量为0.12%;3 578.5 m,悬浮作用的影响,深灰色粉砂质泥岩,TOC含量为0.45%。
Figure 9. Comparison of fine-grained rock composition of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation of well Jinshi 103 in Sichuan Basin under different influencing factors
表 1 四川盆地金石103井下寒武统筇竹寺组古沉积环境特征参数
Table 1. Characteristic parameters of palaeosedimentary environment of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation of well Jinshi 103, Sichuan Basin
小层 深度/m V/10-6 Ni/10-6 Cu/10-6 Sr/10-6 V/(V+Ni) Sr/Cu ⑩ 3 311.28 180.293 55.297 17.549 116.256 0.77 6.62 ⑩ 3 315.52 210.778 55.958 31.345 107.639 0.79 3.43 ⑨ 3 318.41 208.376 53.080 21.578 107.465 0.80 4.98 ⑧ 3 319.94 115.484 39.144 14.123 102.772 0.75 7.28 ⑧ 3 323.07 99.285 30.944 7.744 100.677 0.76 13.00 ⑧ 3 325.99 95.073 28.141 7.601 105.979 0.77 13.94 ⑧ 3 328.90 100.586 29.846 9.874 103.631 0.77 10.50 ⑧ 3 331.23 116.127 35.442 14.208 105.087 0.77 7.40 ⑧ 3 334.07 118.749 37.268 16.940 111.147 0.76 6.56 ⑧ 3 335.33 54.843 15.657 0.978 268.689 0.78 274.73 ⑧ 3 335.78 87.297 33.195 10.695 120.504 0.72 11.27 ⑧ 3 338.01 95.264 45.662 8.576 115.595 0.68 13.48 ⑧ 3 340.51 66.339 31.094 8.292 115.888 0.68 13.98 ⑧ 3 343.66 77.381 25.393 16.091 124.225 0.75 7.72 ⑧ 3 347.23 86.371 31.834 18.969 112.161 0.73 5.91 ⑦ 3 350.79 77.195 30.035 16.456 90.101 0.72 5.48 ⑦ 3 353.98 82.511 25.800 11.766 96.746 0.76 8.22 ⑦ 3 356.91 83.564 26.924 17.329 97.351 0.76 5.62 ⑦ 3 358.88 112.316 36.080 10.068 101.996 0.76 10.13 ⑦ 3 361.03 83.078 28.532 9.385 90.710 0.74 9.67 ⑦ 3 363.51 73.694 21.072 16.024 99.154 0.78 6.19 ⑦ 3 366.07 82.574 24.828 20.081 98.036 0.77 4.88 ⑦ 3 368.06 80.668 19.907 9.763 108.221 0.80 11.08 ⑦ 3 371.64 42.354 14.082 13.257 135.664 0.75 10.23 ⑦ 3 371.93 28.204 6.191 7.040 633.781 0.82 90.03 ⑦ 3 375.55 65.363 21.404 11.128 98.299 0.75 8.83 ⑦ 3 380.17 54.001 18.172 10.274 109.910 0.75 10.70 ⑦ 3 381.24 35.768 10.501 9.238 260.266 0.77 28.17 ⑦ 3 382.12 72.238 21.454 8.459 98.015 0.77 11.59 ⑦ 3 384.78 52.836 16.622 11.955 130.520 0.76 10.92 ⑦ 3 386.76 57.358 18.925 14.382 118.872 0.75 8.27 ⑥ 3 387.43 74.626 22.609 18.000 112.244 0.77 6.24 ⑥ 3 389.99 42.945 15.504 22.558 144.806 0.73 6.42 ⑥ 3 393.06 75.975 26.994 18.380 106.818 0.74 5.81 ⑥ 3 395.01 73.371 27.334 24.749 114.175 0.73 4.61 ⑥ 3 396.47 78.329 29.942 25.627 115.300 0.72 4.50 ⑥ 3 399.60 62.603 24.005 24.784 122.893 0.72 4.96 ⑥ 3 401.72 36.382 12.630 14.342 418.348 0.74 29.17 ⑥ 3 402.11 78.028 30.731 26.748 110.617 0.72 4.14 ⑥ 3 405.30 71.137 27.759 29.608 126.599 0.72 4.28 ⑥ 3 407.76 70.669 27.384 26.816 123.850 0.72 4.62 ⑥ 3 410.42 82.292 33.020 24.367 118.619 0.71 4.87 ⑥ 3 413.61 80.841 33.055 25.457 111.132 0.71 4.37 ⑥ 3 415.99 56.943 22.008 20.749 81.005 0.72 3.90 ⑥ 3 418.49 58.751 21.244 20.129 140.282 0.73 6.97 ⑥ 3 420.97 55.366 19.509 19.378 465.100 0.74 24.00 ⑥ 3 423.70 72.458 27.837 29.814 127.499 0.72 4.28 ⑤ 3 424.97 86.498 32.863 28.169 123.178 0.72 4.37 ④ 3 425.35 57.187 23.740 23.136 135.665 0.71 5.86 ④ 3 425.85 28.551 11.217 16.613 193.505 0.72 11.65 ④ 3 427.62 57.776 22.570 22.544 130.102 0.72 5.77 ④ 3 431.17 52.846 19.470 26.750 130.842 0.73 4.89 ④ 3 434.30 82.680 28.266 30.390 137.213 0.75 4.52 ④ 3 436.49 73.621 25.011 33.137 134.850 0.75 4.07 ④ 3 439.33 46.104 15.780 20.280 452.599 0.75 22.32 ④ 3 442.17 64.535 23.825 31.711 146.865 0.73 4.63 ④ 3 444.55 49.354 17.338 29.056 292.644 0.74 10.07 ④ 3 448.71 69.603 28.005 28.975 131.115 0.71 4.53 ④ 3 452.26 61.793 25.784 44.558 175.310 0.71 3.93 ④ 3 454.93 48.091 18.449 34.470 744.439 0.72 21.60 ④ 3 456.89 40.980 14.861 43.586 552.092 0.73 12.67 ④ 3 458.65 40.503 14.203 31.974 811.738 0.74 25.39 ④ 3 460.42 77.353 31.188 31.760 129.324 0.71 4.07 ④ 3 464.38 57.627 24.352 35.870 134.986 0.70 3.76 ④ 3 468.07 59.947 23.919 35.570 599.082 0.71 16.84 ④ 3 469.67 63.507 25.168 29.315 613.789 0.72 20.94 ③ 3 472.52 68.071 28.793 34.142 123.033 0.70 3.60 ③ 3 475.59 49.295 19.883 44.946 626.026 0.71 13.93 ③ 3 477.22 46.551 17.592 53.001 746.369 0.73 14.08 ③ 3 479.44 58.968 25.137 48.741 535.179 0.70 10.98 ③ 3 481.71 76.540 32.351 40.683 123.124 0.70 3.03 ③ 3 484.74 84.534 32.336 31.005 132.385 0.72 4.27 ③ 3 487.60 48.759 18.901 13.706 477.886 0.72 34.87 ③ 3 491.80 77.063 30.578 24.066 133.348 0.72 5.54 ③ 3 493.59 53.007 21.856 17.319 412.855 0.71 23.84 ③ 3 498.82 54.744 19.630 24.153 118.781 0.74 4.92 ③ 3 500.59 90.144 35.181 21.086 111.186 0.72 5.27 ③ 3 503.69 67.087 22.012 26.264 115.028 0.75 4.38 ③ 3 506.65 75.234 25.176 16.946 143.367 0.75 8.46 ③ 3 508.14 76.857 28.337 19.070 109.465 0.73 5.74 ③ 3 510.80 40.923 15.036 7.462 496.879 0.73 66.59 ③ 3 511.99 53.556 23.779 14.225 348.273 0.69 24.48 ③ 3 513.36 78.059 28.153 21.031 98.588 0.73 4.69 ③ 3 515.78 53.208 20.328 10.992 335.272 0.72 30.50 ③ 3 517.93 47.835 19.571 10.860 360.657 0.71 33.21 ③ 3 520.68 80.902 31.324 21.494 94.306 0.72 4.39 ③ 3 523.49 44.091 15.578 12.731 437.622 0.74 34.37 ③ 3 524.20 66.836 20.889 15.532 158.716 0.76 10.22 ③ 3 526.79 55.028 21.228 17.713 153.999 0.72 8.69 ③ 3 529.69 76.346 28.981 20.037 107.170 0.72 5.35 ③ 3 532.28 87.187 32.199 25.724 102.471 0.73 3.98 ② 3 534.17 81.552 31.605 24.257 129.159 0.72 5.32 ② 3 537.15 77.304 29.961 22.813 113.391 0.72 4.97 ② 3 539.33 96.096 33.516 20.945 99.819 0.74 4.77 ② 3 541.46 105.609 35.314 27.288 115.022 0.75 4.22 ② 3 545.02 81.909 29.168 21.655 104.683 0.74 4.83 ② 3 547.23 79.236 26.998 33.465 117.236 0.75 3.50 ② 3 550.30 77.673 28.153 19.913 118.972 0.73 5.97 ② 3 551.97 107.470 38.969 24.410 103.200 0.73 4.23 ② 3 554.34 78.379 30.700 18.978 105.869 0.72 5.58 ② 3 556.72 135.836 59.448 35.471 95.915 0.70 2.70 ② 3 558.66 57.912 18.605 33.175 123.505 0.76 3.72 ② 3 560.70 82.122 28.497 23.125 112.306 0.74 4.86 ② 3 562.82 75.539 25.222 27.259 97.379 0.75 3.57 ② 3 564.71 59.124 18.270 26.422 125.230 0.76 4.74 ② 3 565.89 39.798 17.600 13.372 433.486 0.69 32.42 ② 3 566.70 67.981 23.494 31.206 113.678 0.74 3.64 ② 3 569.46 165.825 50.105 19.119 87.081 0.77 4.55 ② 3 571.22 60.938 18.558 19.365 136.401 0.77 7.04 ② 3 573.14 79.354 24.442 17.288 219.451 0.76 12.69 ② 3 575.24 131.468 36.592 10.948 98.236 0.78 8.97 ② 3 576.13 82.646 23.205 20.951 105.444 0.78 5.03 ② 3 577.15 90.161 25.281 25.734 114.309 0.78 4.44 ② 3 579.23 114.157 24.434 25.126 101.654 0.82 4.05 ② 3 581.32 102.075 40.429 31.835 105.115 0.72 3.30 ② 3 582.54 98.650 28.489 34.226 104.825 0.78 3.06 ① 3 585.05 64.677 19.704 18.500 349.630 0.77 18.90 ① 3 587.41 416.338 53.845 49.820 94.602 0.89 1.90 ① 3 590.13 657.144 122.117 39.422 81.559 0.84 2.07 表 2 四川盆地及其周缘下寒武统筇竹寺组粉砂质泥岩颗粒主要几何学参数
Table 2. Main geometric parameters of silty pmudstone articles in Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Sichuan Basin and on its periphery
钻井/剖面 样品号 沉积环境 扁平度 圆度 金页2井 9 水体相对浅、弱氧化—还原为主 1.72 0.64 11 1.70 0.64 12 1.66 0.65 18 1.78 0.62 19 1.82 0.62 21 1.84 0.61 22 2.16 0.58 36 1.76 0.63 37 1.77 0.62 38 1.77 0.63 平均值 1.80 0.62 长沟村剖面 23 水体相对深、安静、还原为主 1.99 0.58 31 2.38 0.56 32 1.85 0.61 33 1.70 0.64 34 1.86 0.61 35 1.87 0.61 44 1.70 0.64 45 1.80 0.61 平均值 1.89 0.61 -
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