吐哈盆地大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖特征

徐希旺,陳世悅,王越,張關(guān)龍,鄢繼華,汪譽(yù)新,李佳,鄧遠(yuǎn)

1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580 2.中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院西部分院,山東東營(yíng) 257000

吐哈盆地大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖特征

徐希旺1,陳世悅1,王越1,張關(guān)龍2,鄢繼華1,汪譽(yù)新2,李佳2,鄧遠(yuǎn)1

1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580 2.中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院西部分院,山東東營(yíng) 257000

通過(guò)野外露頭詳細(xì)觀察、薄片鑒定、X射線衍射分析、微量元素分析等技術(shù)，對(duì)大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖礦物成分、沉積構(gòu)造、巖性巖相類型及沉積環(huán)境進(jìn)行研究。結(jié)果表明：塔爾朗組細(xì)粒沉積巖礦物成分以石英和方解石為主，含少量長(zhǎng)石及黏土礦物；沉積構(gòu)造類型包括較強(qiáng)水動(dòng)力下的粒序?qū)永?、小型交錯(cuò)層理、脈狀層理以及靜水環(huán)境下的紋層狀構(gòu)造；以顏色、礦物成分、沉積構(gòu)造等因素為依據(jù)將細(xì)粒沉積巖劃分為5種巖相，包括灰黑色薄層狀混合細(xì)粒巖相、深黑色頁(yè)狀黏土巖相、灰黑色紋層狀混合細(xì)粒巖相、灰色薄層狀粉砂巖相、灰白色頁(yè)狀灰?guī)r相；巖石類型包括碳酸鹽巖類、細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖類、細(xì)粒混合沉積巖類3種巖石類型。塔爾朗組細(xì)粒沉積巖沉積期溫暖濕潤(rùn)，整體上屬于還原的半咸水—咸水湖盆的產(chǎn)物。

細(xì)粒沉積巖;巖相特征;沉積構(gòu)造;大河沿地區(qū)

0 引言

隨著頁(yè)巖氣以及致密油等非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)，人們對(duì)細(xì)粒沉積巖的研究愈來(lái)愈重視。細(xì)粒沉積巖在陸相湖盆中廣泛分布，約占所有沉積巖的70%[1]。早在20世紀(jì)30年代，Krumbein[2]在進(jìn)行巖石粒度分析時(shí)便提出了“細(xì)粒沉積”這一概念，目前人們對(duì)細(xì)粒沉積已經(jīng)普遍接受，并廣泛應(yīng)用于油氣勘探中[3-6]。因此，對(duì)細(xì)粒沉積巖進(jìn)行精細(xì)研究在提高油氣產(chǎn)量方面具有重要意義。

長(zhǎng)期以來(lái)，塔爾朗組作為吐哈盆地大河沿區(qū)塊的烴源巖層段，具有厚度較大、分布廣、成熟度高的特點(diǎn)，目前已處于成熟階段，具有非常好的生烴潛力[7]。因此，前人多在烴源巖評(píng)價(jià)與成藏條件分析等方面做了較為細(xì)致的工作[7-10]。通過(guò)野外詳細(xì)描述與薄片鑒定發(fā)現(xiàn)，塔爾朗組中上段主要發(fā)育粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、頁(yè)巖等，其粒徑均小于0.062 5 mm，屬典型的細(xì)粒沉積巖[11]。但目前對(duì)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖性特征及其沉積環(huán)境尚未開展研究。

本文在對(duì)大河沿地區(qū)中二疊統(tǒng)塔爾朗組地層研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合二疊系大河沿地區(qū)的沉積構(gòu)造背景，對(duì)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖發(fā)育層段進(jìn)行精細(xì)研究，并通過(guò)野外系統(tǒng)取樣測(cè)試分析，對(duì)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖發(fā)育的礦物類型及賦存狀態(tài)、發(fā)育的結(jié)構(gòu)構(gòu)造等巖石學(xué)特征進(jìn)行初步研究；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合X射線衍射分析數(shù)據(jù)分析發(fā)育的主要巖石類型，并進(jìn)行巖相劃分，分析沉積環(huán)境，旨在為該地區(qū)的油氣勘探提供進(jìn)一步的沉積學(xué)依據(jù)與資料。

1 地質(zhì)背景

大河沿地區(qū)位于吐哈盆地西北緣，地理上位于吐魯番市的大河沿鎮(zhèn)及周邊地區(qū)，構(gòu)造位置上，夾持于北東—南西向展布的喀拉烏成山、近東西向展布的博格達(dá)山與托克遜凹陷之間，大河沿研究區(qū)分屬兩凸兩凹，即布爾加凸起、卡拉圖低凸、科牙依凹陷和托克遜凹陷[7](圖1)。 野外剖面的位置主要位于塔爾朗剖面，該剖面位于卡拉圖凸起東北緣，地理上處于大河沿鎮(zhèn)東北方向20 km處，該剖面細(xì)粒沉積巖發(fā)育較完整，露頭連續(xù)容易觀察。除塔爾朗剖面的細(xì)粒沉積巖出露較好外，位于艾維爾溝煤礦附近的艾維爾溝剖面出露也較好。

大河沿地區(qū)，二疊系自下而上依次發(fā)育下統(tǒng)伊爾希土組、中統(tǒng)大河沿組與塔爾朗組、上統(tǒng)梧桐溝組。伊爾希土組以沖積扇相與河流相等陸相沉積為主；中二疊統(tǒng)大河沿組整體為一套同構(gòu)造期快速堆積的近源粗碎屑河流、扇三角洲沉積，以礫巖和含礫粗砂巖為主，缺少泥質(zhì)沉積[8]；塔爾朗組沉積時(shí)期，吐哈盆地與準(zhǔn)噶爾盆地水體可能相通，屬于湖泛期，水體較深，為深湖—半深湖沉積，并伴隨有重力流沉積的濁積扇體；上二疊統(tǒng)梧桐溝組主要為三角洲相、曲流河相和濱、淺湖沉積[8](圖2)。

2 巖石學(xué)特征

2.1 礦物組成

通過(guò)巖石薄片鑒定發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)礦物成分多樣，并通過(guò)X射線衍射分析技術(shù)精確各種礦物的百分含量。大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖主要發(fā)育石英與方解石礦物，長(zhǎng)石、白云石及黏土礦物含量低于石英與方解石，并含有少量的方沸石、菱鐵礦、磷灰石等自生礦物。

石英含量一般在20%～40%(平均31.6%)，長(zhǎng)石含量一般為5%～25%(平均9.6%)，長(zhǎng)英質(zhì)礦物多以零星分布或均勻分布的形式賦存于黏土與泥晶方解石中，少見透鏡狀或團(tuán)塊狀分布的長(zhǎng)英質(zhì)礦物(圖3a，b，c)；方解石含量變化較大，0～98%均有發(fā)育，但大部分在40%左右(圖3d)，含量高達(dá)98%的樣品是由于受后期成巖作用的影響，方解石重結(jié)晶所導(dǎo)致(圖3e，f)；白云石含量一般小于20%(平均8.4%)，有少部分樣品白云石的含量較高，在70%以上，呈條帶狀產(chǎn)出(圖3g，h)；黏土礦物含量一般在10%～30%(平均16.2%)，常與長(zhǎng)英質(zhì)礦物、碳酸鹽礦物以混合形式賦存(圖3a，g)；除碳酸鹽、黏土、長(zhǎng)英質(zhì)礦物外，方沸石、菱鐵礦、磷灰石等自生礦物也比較常見，但含量較低，平均含量均不到1%(表1)。

由此可見，大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖與以黏土礦物為主的傳統(tǒng)意義上的泥巖有很大差別，并非以黏土礦物為主，而是由長(zhǎng)英質(zhì)礦物、碳酸鹽礦物、黏土礦物等其他自生礦物混合組成[12]。

2.2 沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造在一定程度上反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境，因此研究沉積構(gòu)造可以確定沉積介質(zhì)的營(yíng)力及流動(dòng)狀態(tài)，從而有助于分析沉積環(huán)境[13]。塔爾朗組細(xì)粒沉積巖中發(fā)育多種沉積構(gòu)造，包括牽引流作用成因的交錯(cuò)層理，重力流成因的粒序?qū)永?，靜水環(huán)境下受季節(jié)影響的紋層構(gòu)造等。

2.2.1 層理構(gòu)造

層理構(gòu)造是流體介質(zhì)攜帶沉積物流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的流跡外在的體現(xiàn)[13]。研究區(qū)發(fā)育的層理類型包括粒序?qū)永?、小型交錯(cuò)層理、脈狀層理等。

粒序?qū)永硎菓乙瓢徇\(yùn)的沉積物受重力作用，按粒度大小依次沉降形成，是濁積巖中的一種特征性層理[11]，研究區(qū)的粒序?qū)永碇饕獮檎Ｐ驅(qū)永?，由底部的粒度較粗細(xì)砂巖向上逐漸過(guò)渡為為粒度較細(xì)的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖(圖4a)。粒序?qū)永碇饕l(fā)育在塔爾朗組中下部的滑塌濁積扇中，屬重力流沉積的產(chǎn)物。

交錯(cuò)層理也是細(xì)粒沉積巖中較為常見的層理之一[11,14-15]，在塔爾朗組，交錯(cuò)層理以黏土礦物與長(zhǎng)英質(zhì)礦物混合的形式體現(xiàn)出來(lái)(圖4b)。細(xì)粒沉積巖中交錯(cuò)層理的成因是復(fù)雜多解的，濁流在水下向前推進(jìn)的過(guò)程中，由于水的混入與物源供應(yīng)的減少，使得濁流密度逐漸降低，當(dāng)降低到某一臨界值時(shí)，以懸移搬運(yùn)為主的重力流會(huì)向以推移方式為主的牽引流轉(zhuǎn)化，形成交錯(cuò)層理。除濁流成因外，交錯(cuò)層理也可以由風(fēng)暴作用形成[15-16]，另外，Schieberetal.[14]通過(guò)水槽實(shí)驗(yàn)證明，粒度小于10 μm呈絮狀物沉降的細(xì)粒顆粒可以表現(xiàn)為與粗粒碎屑水力等效的方式，也可以形成交錯(cuò)層理。根據(jù)層理的發(fā)育層位與其他沉積構(gòu)造的疊置、共生關(guān)系，結(jié)合沉積期背景，該細(xì)粒沉積巖中的交錯(cuò)層理應(yīng)為底流(牽引流)作用的結(jié)果，但該底流可能是由濁流在運(yùn)移過(guò)程中逐漸稀釋轉(zhuǎn)變而成的。

除以流動(dòng)成因的層理外，研究區(qū)塔爾朗組還發(fā)育脈狀層理(圖4c)，主要發(fā)育在塔爾朗組中下部，由細(xì)粉砂巖夾薄層狀、扁透鏡狀泥巖組成，泥巖層厚度0.5 cm左右，具有泥巖撕裂結(jié)構(gòu)，初步判斷其成因與濁流具有一定關(guān)系。塔爾朗組細(xì)粒沉積巖中還發(fā)育一種特殊的構(gòu)造類型，在細(xì)粒沉積巖中順層發(fā)育著透鏡狀、脈狀的重結(jié)晶方解石(圖4d)，在形態(tài)上與 “泥包砂”透鏡狀層理類似，但在組成成分與形成原因方面則完全不同。方解石透鏡體長(zhǎng)4～5 cm，寬0.5～1 cm，表面干凈明亮，是由鈣質(zhì)含量較高的細(xì)粒沉積巖在晚成巖期經(jīng)溶解和再沉淀所形成[17]，盡管這種構(gòu)造不是在沉積過(guò)程中形成，不能直接反映細(xì)粒沉積巖的形成環(huán)境，但可以在一定程度上有助于分析其湖盆水體性質(zhì)以及埋藏深度[18]。

2.2.2 紋層構(gòu)造

紋層的形成與湖水分層密切相關(guān)，并受氣候、水體性質(zhì)、陸源碎屑注入量及生物作用的影響[19]。因此，紋層的類型、厚度以及垂向疊置關(guān)系等信息可以反映沉積環(huán)境的變化[20-21]。

塔爾朗組細(xì)粒沉積巖中紋層發(fā)育，紋層類型包括黏土紋層、長(zhǎng)英質(zhì)紋層、隱晶方解石紋層與白云石紋層，幾種紋層在垂向上相互疊置形成混合紋層。長(zhǎng)英質(zhì)礦物與黏土礦物互層的現(xiàn)象最為常見(圖4e)，在野外露頭上，紋層呈平直狀，長(zhǎng)英質(zhì)礦物為灰白色，厚度比黏土礦物略大，一般在3～5 mm，黏土礦物則為黑色、灰黑色，兩者呈突變接觸。該紋層的成因與濁流有關(guān)，當(dāng)濁流攜帶較多的陸源碎屑物質(zhì)進(jìn)入湖盆的深處時(shí)，發(fā)育長(zhǎng)英質(zhì)紋層，當(dāng)濁流作用減弱或消失時(shí)，則發(fā)育黏土紋層。長(zhǎng)英質(zhì)礦物、碳酸鹽礦物與黏土礦物三者在垂向上相互疊置的現(xiàn)象也較為常見(圖4f)，在鏡下，碳酸鹽礦物呈亮黃色，與其他礦物之間界限清晰，厚度極小，不足0.01 mm，黏土礦物與長(zhǎng)英質(zhì)礦物厚度較大，并且兩者在成分上也具有一定的混合特征。該類紋層主要受氣候以及湖水分層的影響[22]。

3 細(xì)粒沉積巖巖相特征

巖相是沉積環(huán)境在巖性方面的綜合表現(xiàn)，是考慮了巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、成分等特征的巖石類型及其組合[23]。前人以顏色、礦物組分、沉積結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、有機(jī)質(zhì)豐度等特征為依據(jù)，分別對(duì)陸相和海相細(xì)粒沉積巖進(jìn)行了巖相的劃分[12,24-25]。本文參考前人劃分依據(jù)，以顏色、礦物成分、沉積構(gòu)造為劃分依據(jù)，將塔爾朗組細(xì)粒沉積巖劃分為5種巖相類型，分別為灰黑色薄層狀混合細(xì)粒巖相、深黑色頁(yè)狀黏土巖相、灰黑色紋層狀混合細(xì)粒巖相、灰色薄層狀粉砂巖相、灰白色頁(yè)狀灰?guī)r相。

3.1 灰黑色薄層狀混合細(xì)粒巖相

該巖相在塔爾朗組較為常見，在塔爾朗組上下均有發(fā)育，占整個(gè)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖的30%左右。整體呈灰黑色，薄層狀，層厚在1～5 cm不等，中間夾有薄層狀的方解石脈(圖5a)。在野外露頭上，巖石較松散，巖層易破碎為尖棱角狀碎塊(圖5b)。該巖相內(nèi)部結(jié)構(gòu)單一，但礦物成分復(fù)雜，由長(zhǎng)英質(zhì)礦物、碳酸鹽礦物及少量的黏土礦物混合形成，并且整體鈣質(zhì)含量較高。這種巖相發(fā)育在濁積扇的外扇中，受濁流的影響，陸源的長(zhǎng)英質(zhì)礦物含量較高。

3.2 深黑色頁(yè)狀黏土巖相

該巖相主要發(fā)育在塔爾朗組中上部，整體呈黑色、深黑色，頁(yè)理極為發(fā)育，硬度較小易碎，頁(yè)理之間界限較為清晰，其厚度在0.1～0.3 mm之間(圖5c)。頁(yè)狀黏土巖相內(nèi)部成分、結(jié)構(gòu)單一，常作為單一的巖相發(fā)育，但在地層中整體厚度較小，占整體細(xì)粒沉積巖的10%左右。該巖相指示湖水較為安靜的還原環(huán)境，水體不受外界因素的擾動(dòng)[12]，湖中生物的遺體可以在這種安靜缺氧的還原環(huán)境中得以較好的保存，在頁(yè)理發(fā)育面上可見菱形狀的魚類鱗片化石(圖5d)。

湖盆水體的氧化還原環(huán)境可以通過(guò)V/(V+Ni)值來(lái)判別[26-27]，V/(V+Ni)比值為0.4～0.6表示水體呈弱分層的貧氧環(huán)境，>0.84表示水體呈強(qiáng)分層的還原環(huán)境[28]，通過(guò)測(cè)定塔爾朗組細(xì)粒沉積巖中的V/(V+Ni)，其比值基本分布在0.77～0.94，平均值為0.836。說(shuō)明塔爾朗組細(xì)粒沉積巖形成于缺氧的還原環(huán)境中，這與深黑色頁(yè)狀黏土巖的沉積特征相一致。

3.3 灰黑色紋層狀混合細(xì)粒巖相

灰黑色紋層狀混合細(xì)粒巖相與上述的灰黑色薄層狀混合細(xì)粒巖相不同，其不僅在礦物成分具有混合現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)上也具有明顯的混合特征。該巖相是由長(zhǎng)英質(zhì)礦物、黏土礦物及碳酸鹽礦物在垂向上的相互疊置而構(gòu)成的。紋層平直，厚度較薄，在0.1～2 mm之間不等，且紋層間界限清晰(圖5e，f)。紋層在垂向上有多種組合形式，最常見的組合形式是黏土礦物與長(zhǎng)英質(zhì)礦物互層；黏土礦物、碳酸鹽礦物及長(zhǎng)英質(zhì)礦物三者互層。這一種巖相主要發(fā)育于相對(duì)封閉的半深湖—深湖環(huán)境中。由于季節(jié)性的變化，內(nèi)源結(jié)晶沉淀的碳酸鹽礦物與外源機(jī)械搬運(yùn)的黏土礦物、長(zhǎng)英質(zhì)礦物在在湖水分層的條件下在垂向上疊置，形成了在結(jié)構(gòu)與成分上均具有混合特征的紋層狀混合細(xì)粒沉積巖[15,22]。

3.4 灰色薄層狀粉砂巖相

灰色薄層狀粉砂巖相是塔爾朗組細(xì)粒沉積巖最為發(fā)育的巖相類型之一，占整體細(xì)粒沉積巖的40%以上。在野外露頭上，該巖相以灰色、土黃色為主，呈層狀、薄層狀產(chǎn)出，厚度在0.5～1 m之間(圖5g)。顆粒之間膠結(jié)作用弱導(dǎo)致巖石松散，內(nèi)部夾有薄層的方解石脈及泥巖條帶(圖5h)，可見有正粒序?qū)永戆l(fā)育。這種巖相整體粒度較其他巖相粒度較粗，水動(dòng)力較強(qiáng)，但內(nèi)部未見牽引流成因的層理發(fā)育，整體呈塊狀、薄層狀，初步推斷該巖相的發(fā)育與重力流沉積有關(guān)，當(dāng)水源充沛或洪水爆發(fā)時(shí)，水動(dòng)力較強(qiáng)，水體攜帶大量的陸源碎屑物質(zhì)可以進(jìn)入到湖盆深處，最終形成塊狀、薄層狀細(xì)粉砂巖沉積。結(jié)合微量元素分析，塔爾朗組細(xì)粒沉積巖的Rb /Sr值主要在0.2以上，整體上屬于溫暖潮濕的氣候環(huán)境[29]，為洪水成因的重力流沉積提供依據(jù)。

3.5 灰白色頁(yè)狀灰?guī)r相

該巖相在東營(yíng)凹陷沙河街組泥頁(yè)巖中較為常見[12]，在塔里木盆地的哈得油田砂巖中也比較發(fā)育，被稱作鈣質(zhì)夾隔層[18]。該巖相以方解石礦物為主，黏土礦物含量較低，長(zhǎng)英質(zhì)礦物基本不發(fā)育。顏色呈灰白色、淺灰色，產(chǎn)出狀態(tài)以脈狀、薄層狀為主，常賦存于灰黑色鈣質(zhì)含量較高的混合細(xì)粒沉積巖中，整體干凈明亮，層面光滑平直，晶形呈纖維柱狀垂直層面方向生長(zhǎng)(圖5i)?；野咨?yè)狀灰?guī)r多是富碳酸鹽、富有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒沉積物在晚成巖期的產(chǎn)物，沉積環(huán)境與半咸水湖、咸水湖相環(huán)境有關(guān)[12]。通過(guò)對(duì)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖進(jìn)行Sr/Ba值分析，得知Sr/Ba最大值達(dá)2.598，最小值為0.418，平均值為1.567，根據(jù)Sr/Ba大于0.6屬于半咸水環(huán)境的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[30]，判斷細(xì)粒沉積巖發(fā)育的湖盆水體環(huán)境為半咸水—咸水環(huán)境，這與頁(yè)狀灰?guī)r所反應(yīng)的沉積環(huán)境相一致。

4 細(xì)粒沉積巖分類及命名

由于細(xì)粒沉積巖粒度較細(xì)，僅用肉眼觀察與薄片鑒定難以識(shí)別確定礦物成分與百分含量，因此，無(wú)法對(duì)細(xì)粒沉積巖石進(jìn)行系統(tǒng)準(zhǔn)確的命名。本文在充分考慮前人對(duì)細(xì)粒沉積巖劃分方案的基礎(chǔ)上[11,31-32]，以X射線衍射分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以碳酸鹽礦物、黏土礦物以及長(zhǎng)英質(zhì)礦物為三端元對(duì)大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖進(jìn)行分類命名。

針對(duì)露頭剖面中細(xì)粒沉積巖較發(fā)育層位，連續(xù)系統(tǒng)選取68個(gè)樣品進(jìn)行X射線衍射分析，然后對(duì)68塊樣品的X射線衍射數(shù)據(jù)在細(xì)粒沉積巖三端元分類圖版上進(jìn)行投點(diǎn)(圖6a)。由三端元礦物成分投點(diǎn)圖可知(圖6b)，大河沿地區(qū)塔爾朗組細(xì)粒沉積巖主要發(fā)育3類巖石類型，包括碳酸鹽巖類、細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖類、細(xì)?；旌铣练e巖類，并且以碳酸鹽巖類與細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖類最為發(fā)育，分別占塔爾朗組細(xì)粒沉積巖總量的36.8%和48.5%，其次為細(xì)?；旌铣练e巖類，約細(xì)粒沉積巖總量的14.7%，而黏土巖類不發(fā)育。其中，碳酸鹽巖類細(xì)粒沉積巖包括灰(云)巖和長(zhǎng)英質(zhì)灰(云)巖兩種巖石類型，并以灰?guī)r為主；細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖類包括細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖、黏土質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖和灰(云)質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖三種巖石類型，以細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖與黏土質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖為主；細(xì)?；旌铣练e巖類包括長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)?；旌铣练e巖和灰(云)質(zhì)細(xì)?；旌铣练e巖兩種巖石類型，兩者含量相差不大(表2)。

通過(guò)細(xì)粒沉積巖分類命名得知，細(xì)粒沉積巖并非傳統(tǒng)意義上的泥頁(yè)巖、細(xì)粉砂巖，而是由多種礦物混合而成的粒度較細(xì)的沉積巖，其成分不僅包括黏土和長(zhǎng)英質(zhì)等陸源碎屑礦物，也包括盆地內(nèi)生的碳酸鹽、磷酸鹽以及有機(jī)質(zhì)等。以碳酸鹽礦物、黏土礦物以及長(zhǎng)英質(zhì)礦物為三端元的分類命名法，既可以研究細(xì)粒沉積巖的礦物成分，也可以進(jìn)一步根據(jù)礦物成分相對(duì)含量分析細(xì)粒沉積巖的沉積環(huán)境。長(zhǎng)英質(zhì)礦物含量相對(duì)較高的細(xì)粒沉積巖，如細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖與含少量黏土、碳酸鹽的細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖，常發(fā)育在重力流發(fā)育的前三角洲—半深湖區(qū)[32]，受重力流的影響，陸源碎屑物質(zhì)含量相對(duì)較高，在細(xì)粒沉積巖中表現(xiàn)為高長(zhǎng)英質(zhì)，低黏土、碳酸鹽；碳酸鹽礦物或黏土礦物含量相對(duì)較高細(xì)粒沉積巖，如灰?guī)r、長(zhǎng)英質(zhì)灰?guī)r，常發(fā)育在水動(dòng)力相對(duì)較弱的半深湖—深湖區(qū)[32]，水體相對(duì)安靜，陸源碎屑供給不足，黏土與碳酸鹽礦物沉積速率較低，且季節(jié)性紋層發(fā)育。

5 結(jié)論

(1) 塔爾朗組細(xì)粒沉積巖中發(fā)育多種礦物，以石英和方解石礦物為主，長(zhǎng)石、白云石及黏土礦物次之，還發(fā)育有少量的方沸石、菱鐵礦、磷灰石等自生礦物。沉積構(gòu)造類型包括較強(qiáng)水動(dòng)力下的粒序?qū)永?、小型交錯(cuò)層理、脈狀層理以及靜水環(huán)境下的紋層構(gòu)造。

(2) 以顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素為巖相劃分依據(jù)，將塔爾朗組細(xì)粒沉積巖劃分為5種巖相類型，包括灰黑色薄層狀混合細(xì)粒巖相、深黑色頁(yè)狀黏土巖相、灰黑色紋層狀混合細(xì)粒巖相、灰色薄層狀粉砂巖相、灰白色頁(yè)狀灰?guī)r相。根據(jù)每一種巖相發(fā)育特征，結(jié)合微量元分析得知，塔爾朗組細(xì)粒沉積巖沉積時(shí)期，整體上氣候溫暖濕潤(rùn)，湖盆水體為還原性的半咸水—咸水環(huán)境。

(3) 以碳酸鹽礦物、長(zhǎng)英質(zhì)礦物以及黏土礦物為三端元，對(duì)細(xì)粒沉積巖進(jìn)行分類命名，將塔爾朗組細(xì)粒沉積巖劃分為3類7種巖石類型，包括碳酸鹽巖類、細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖類、細(xì)?；旌铣练e巖類，其中以碳酸鹽巖類與細(xì)粒長(zhǎng)英沉積巖類為主，兩者約占細(xì)粒沉積巖整體的85%。

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Characteristics of Fine-grained Sedimentary Rocks in Taerlang Formation, Daheyan Area, Turpan-Hami Basin

XU XiWang1,CHEN ShiYue1,WANG Yue1,ZHANG GuanLong2,YAN JiHua1,WANG YuXin2,LI Jia2,DENG Yuan1

1. School of Geosciences in China University of Petroleum, Qingdao, Shandong 266580, China 2. West Branch of Exploration and Development Research Institute, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying, Shandong 257000, China

With the technologies of field outcrop section description, identification of thin sections, whole rock X-ray diffraction(XRD)analysis and trace element analysis, researchers have studied mineral components, sedimentary structures, rock types and sedimentary environment of fine-grained sedimentary rocks in Taerlang Formation , Daheyan Area. The results reveal that fine-grained sedimentary rocks are mainly composed of quartz and calcite, and still contain a small amount of feldspar and clay minerals. The types of sedimentary structures contain normal graded bedding, flaser bedding, cross-beddings structure under the strong hydrodynamic and laminated structures under static water environment. It develops carbonate rocks, felsic rocks and fine-grained mixed rocks, and it is divided into 5 types of lithofacies based on factors of color, mineral composition and sedimentary structure, including grey thin-layered mixed fine-grained lithofacies, deep-black laminated clay lithofacies, grey laminated mixed fine-grained lithofacies, grey thin-layered siltstone lithofacies, and off-white laminated limestone lithofacies. The period of fine-grained sedimentary rocks was warm and humid, which belong to quiet, reductive, semi-salt and salt basin.

fine-grained sedimentary rocks; lithofacies features; sedimentary structure; Daheyan area

1000-0550(2017)04-0705-09

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.04.005

2016-06-08； 收修改稿日期： 2016-08-30

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41372107)[Foundation: National Natural Science Foundation of China, No. 41372107]

徐希旺,男,1991年出生,碩士在讀,沉積學(xué),E-mail: S14010032@s.upc.edu.cn

P618.13

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