东海陆架盆地南部下寒武统中生界古地理背景探讨

东海陆架盆地南部下寒武统中生界古地理背景探讨

在东海地盾盆地南部，有许多油气发现，中生面的勘探深度大，中生面广，为中生面。然而，由于埋深大、钻探稀疏、分布不均、地震资料质量差等原因，这项研究的水平很低，尤其是对古代地理背景的了解还不清楚，这限制了对其今后的发展。相比之下,邻区陆域露头较为丰富,提供了可信的数据资料。事实上,闽浙地区中生界发育了广泛的暗色沉积岩,包括大套的黑色泥岩,这些暗色沉积岩提供了丰富的古生物、有机地化、岩石矿物方面的指相标志,对海侵活动和烃源岩的研究至关重要。目前来看,中生界的暗色沉积岩主要集中在下侏罗统和下白垩统。相比下侏罗统,下白垩统的沉积更为广泛,指示标志更为丰富,可信度也更高,所以笔者选择以白垩纪为时窗,研究海侵活动。考虑到该地区白垩系类型较为复杂,岩性及厚度多变,古生物化石分布不均,在大量野外剖面观测研究的基础上,调研并充分利用前人研究成果及五六十年来累积的露头数据,对该区白垩纪沉积环境进行厘定和划分,确定海水入侵及海相、海陆过渡相、陆相的过渡演化。李兼海1层序划分与沉积特征东海陆架盆地位于欧亚板块、太平洋板块与印度板块之间东海陆架盆地南部白垩系自下而上划分为渔山组、闽江组及石门潭组。根据地层发育特点,进行层序地层划分(表1)。层序1为渔山组,低位域为灰绿色厚层砾岩、中砂岩与紫红色泥岩互层,为滨岸三角洲沉积;海侵域为粉砂岩、细砂岩与泥岩互层,为浅海相沉积;高位域为黄绿色薄层细砂岩和粉砂岩互层,为滨岸相沉积。层序2为闽江组,低位域和海侵域为灰细砂岩和粉砂岩互层,为浅海的潮间带—潮下带沉积;高位域为黄绿色薄层细砂岩和粉砂岩互层,为滨岸相沉积。层序3为上白垩统石门潭组,主要岩性为凝灰岩、火山喷发玄武岩和灰黄色泥岩互层,为火山喷发相。2有关岩石学和矿物在早白垩世,研究区的海侵/海相依据十分丰富,有福建武夷山指示海相环境的褐藻和红藻;浙东鲋鲚鱼化石(ParaclupeaChetungensis);寿昌中鲚鱼化石(MesoclupeaShouchangensis)、秀丽华夏鱼(Huashiagrocila);沿海地区丰富的藻叠层石、藻灰结核、鲕粒灰岩、生屑灰岩以及指示潮汐作用的各种沉积构造的石浦灰岩;台湾地区的菊石、丁丁虫化石;花东海盆的放射虫化石等。另外还有指示海侵影响的有机地化指标及指示咸水环境的微量元素(图1)。2.1水体石针迹和沉积环境谢小敏等张弥曼等台湾PK-2井的1961.8m处发现了菊石化石(图3b),LinDeschamps等对X井在上白垩统钻取的岩心进行观察发现,其主要发育Planolites组漫游迹和Skolithos组石针迹(图4a),这2种遗迹共生出现,反映了水体能量中等到较高能的浅水环境特征,底层由干净的、分选良好的砂组成。砂的稳定性差,时常被较强的水流或波浪扰动和移动,甚至受到快速侵蚀和加积。指示其沉积环境为潮间带下部到潮下浅水,如海滩的前滨带和临滨带,类似的环境还有潮坪、潮汐三角洲和河口湾点砂坝等较高能的地区。在岩心中还发现了丁丁虫化石(图4b),长管状,生物壳壁长1800μm,宽300μm,内部被粉砂岩充填(图4c),壳壁在正交偏光下全消光,应为有机质(图4d),指示沉积环境为浅海或近岸水体。2.2海相和陆相沉积的环境有机地球化学研究表明,大量生物标志物特征指示还原环境以及低等水生藻类和海相底栖宏观藻类的有机质生源特征,反映了海相和陆相沉积的双重影响。Pr/Ph比值较低(<1.0)所反映的强还原环境、C2.3海绿石的沉积特征海绿石是常见的海相指相矿物之一,可根据其中氧化钾含量将海绿石的形成演化划分为初生、低成熟、成熟和高成熟4个阶段根据海绿石的成因可将其划分为原地与异地2种。原地海绿石没有经过搬运作用的改造,保留了形成时期的物理化学条件、沉积特征及古海洋条件根据海绿石的形态,可将其分为生物状海绿石和颗粒状海绿石2种类型,颗粒状海绿石又可分为团粒状、具碎屑假象和胶结物状海绿石3种笔者利用极其珍贵的少量海域钻井实物,在其中的火山岩屑沉积内发现了丰富的海绿石矿物颗粒,单偏光显微镜下观察,样品中海绿石多为墨绿色、颗粒状的集合体,具集合偏光,其形态呈圆形或椭圆形,接触边界较为清晰,属于团粒状海绿石(图5)。通过电子探针化学成分定量分析,确定岩心中海绿石的氧化钾含量约为7%,属于成熟阶段海绿石(K2.4石生物组合根据古生物综合地层对比,浙江象山石浦镇发现的“石浦灰岩”属下白垩统。“石浦灰岩”具有陆相、海相化石共生的特点:发育了龙介科虫管遗迹化石和藻叠层石生物组合,包括锥状中华角管虫、簇状簇管虫等,指示沉积环境为咸水区域;发育丰富的藻灰结核和鲕粒灰岩,指示动荡水动力沉积环境(图6);发育丰富的沉积构造,如大型交错层理等沉积构造(图7a)。“石浦灰岩”内的微量元素Sr/Ba比值介于0.3~0.8之间X井所取岩心整体为灰白色粉砂岩系,夹薄、黑色泥质岩层;发育有浪成波状层理、非对称潮汐韵律层理、透镜状层理和压扁层理,还发育丰富的生物扰动构造和生物钻孔(图7b),指示为滨浅海沉积环境。3海洋侵蚀的时空特征和泉岩的意义3.1陆相、海侵层与海底上述海侵标志丰富庞杂,仔细梳理并综合分析不难发现,各类标志的空间分布具有明显的规律性:典型深海相标志为花东海盆发现的放射虫;浅海或半深海标志的有台湾岛发现的菊石和瓣鳃类,以及东海陆架盆地钻井岩心揭示的沉积构造、海相成因海绿石;海陆过渡相标志的有浙江石浦灰岩、浙东付鲚鱼;陆相海侵层标志的有福建武夷山的红藻、褐藻及线叶植物。各类指标指示的沉积环境呈现纯海相—咸水—半咸水—淡水的有序过渡的关系,而微量元素揭示的水体盐度的变化也呈现类似的规律。可以确定,研究区在早白垩世发生过海侵事件。综上所述,总结出东海陆架南部陆域—海域早白垩世海侵证据(表3)。在白垩纪时期,北港隆起隆升成陆,整个西部地区全部变为陆地,陆相湖盆沉积和火山喷发堆积广泛发育,闽浙隆起区的地貌格局以火山间盆地为主。在海侵期,海水沿SE—NW方向,从山间缺口漫溢进入淡水湖盆,造成火山弧内的山间盆地咸化,以致出现了海相付鲚鱼化石与淡水类秀丽华夏鱼化石产于同一时期相邻地层,海相红藻、褐藻与过渡相线叶植物、陆相高等植物化石产于同一地层的现象(图1)。3.2东海陆架盆地周边陆域烃源岩海侵对烃源岩形成的影响主要表现在有机质丰度和类型上,而烃源岩的另一重要评价指标———成熟度则主要受构造运动和成岩作用控制。海侵作用会使得沉积介质适度咸化,这种条件有利于藻类等类脂物的保存和生烃转化,致使有机质丰度增加。海侵作用对烃源岩类型的影响表现在:海侵作用带来了大量海生藻类生物,为烃源岩的形成提供了很好的成油母质,使得有机质类型变好,进而生烃潜力、产物的类型及性质均变好裘松余等对东海陆架盆地南部周边陆域烃源岩研究分析,闽浙地区白垩系潜力烃源岩集中分布在下白垩统,属于火山洼地烃源岩层系海平面较低的时期,海岸线远在东海陆架盆地东部,陆域火山带几乎不受海水影响。在陆域,山间湖泊水位低,为淡水的小型湖泊体系,主要发育了边缘相的粗碎屑沉积体系,细粒沉积往往为粉砂质泥岩和泥质粉砂岩,且其分布相当局限,往往呈现弱还原或弱氧化色,有机质含量低,没有烃源岩潜力;至于较为纯粹的泥岩则更为稀少。在大的海侵阶段,海水越过浙闽隆起带的低洼部位,造成山间湖泊的水面急剧扩大,水深加大,限制了粗粒碎屑的补给和分布;而湖盆的适度咸化使得生物大量繁盛,造就了湖盆中央的持续的强还原环境,有利于有机物质的保存、积累,形成潜在烃源岩。浙闽隆起带有利烃源岩位于易于遭受海侵影响的湖盆中,而这可能和区域断裂造就的东西向的洼地有关。4岩石学和生物学特征综上所述,根据古生物化石、岩石学、地球化学、指向自生矿物等证据综合分析,东海陆架南部周边陆域在早白垩世遭受过海侵事件。海侵方向大致为由SE至NW方向。沿海侵方向,岩