四川盆地震旦系灯影组葡萄状构造精细研究

Sedimentary fabric analysis of carbonate rock is an important research content in carbonate sedimentary research and has always received attention in academic circle. The botryoidal structure developed in Sinian Dengying Formation of Sichuan basin is a special sedimentary fabric in carbonate rock,which like grapes in morphology. This project takes botryoidal structures which developed in outcrops and well cores of Sinian Dengying Formation of Sichuan basin as the research object,select typical botryoidal structures to analyze their inner fabric and material composition on the basis of the temporal and spatial distribution and external morphological characters analysis. Emphasis is placed on the fine sampling analysis of rhythmic lamina’s fabric , the inner composition and geochemical characteristics,in order to clarify features of single lamina and rhythmic features of different laminae in vertical direction. Through comprehensive analysis of the geochemical composition of paleofluid, the characteristics of paleoenviroment and paleoclimate and the precipitation mechanism of the main components when single lamina formed, combined the periodic variation of rhythmic lamina’s fabric and material composition, to research the origin motivities and forming mechanism of botryoidal structures,and establish the genetic model of botryoidal structures of Sinian Dengying Formation of Sichuan basin finally. The research achievements have important significence on the enrichment of carbonate rock sedimentology theory.

碳酸盐岩组构是碳酸盐岩沉积学研究的重要基础和主要研究内容之一，历来受到学术界的重视。四川盆地震旦系灯影组发育的葡萄状构造就是一种特殊的碳酸盐组构，该组构因形态似葡萄而得名。本项目拟以四川盆地震旦系灯影组野外露头和岩心中发育的葡萄状构造为研究对象，在对其时空间分布和外部形态分析的基础上，选取典型的葡萄状构造，对其内部结构及其物质组成进行剖析；重点对韵律性纹层结构与纹层内部组分及其地球化学特征进行精细取样分析，研究其在单纹层上的特征和垂向上不同纹层的韵律性变化特征；综合分析单纹层形成时古流体的地球化学组成、古环境和古气候等特征及主要组成物质的沉淀机制，结合韵律性纹层结构和物质组成差异性变化的周期性，研究其成因动力，阐明葡萄状构造韵律性纹层叠置结构的建造机制，建立四川盆地震旦系灯影组葡萄状构造的成因模式。研究成果对于丰富碳酸盐岩沉积学基础理论具有重要的意义。

本项目在前人研究的基础上，利用葡萄状构造相关的野外露头、井下岩心和分析测试资料，系统解析葡萄状构造的产出状态和内部结构，并在其约束下分析葡萄状构造的物质组成和地球化学特征，进而采用宏观与微观相结合和地质与地球化学相结合的方法分析其建造机制。. 研究结果表明：葡萄状构造发育具有层位性和旋回性，产出场所主要有岩层层间、与岩层层面斜交的构造溶蚀缝和溶洞三种；其表面形态呈现葡萄状凸起，纵切面显示其内部结构是由间断分布的凸起基底和连续分布的弧形弯曲叠置纹层构成；纹层微结构主要有垂向、切向和不定向排列方式三种类型；其主要物质组成矿物为白云石和残余有机物质，部分样品中可见盐类矿物。碳氧同位素、微量元素、稀土元素等地球化学数据显示，葡萄状构造形成于温暖气候下的局限浅海水环境，且具有盐度高、缺氧的特征。在葡萄状构造建造初期，水体底部发育大量的菌藻，菌藻粘结了水体中沉淀的碳酸盐岩矿物，总体呈现呈层性的特征，由于菌藻参入形成了间断分布的凸起，后期沉积的纹层叠置于凸起之上，由于气候周期性变化，导致水体的物理化学条件发生周期性的变化，形成了纹层的周期性叠置，最终建造成葡萄状构造。. 葡萄状构造研究的科学意义主要体现在三个方面：一是地层意义:葡萄状构造形成于浅水的环境，可以作为层序界面的识别标志，且下覆地层容易发生溶蚀作用，对于岩溶型储集层寻找具有重要的指示；二是指向意义：顺层单向生长的葡萄状构造凸起方向指示地层的顶面；古环境意义：葡萄状构造的存在指示古环境为气候温暖、高盐度、缺氧的局限浅海水环境。