重庆白庙子下三叠统嘉陵江组第三、四段碳酸盐岩成岩作用研究

　　摘 要：在前人研究基础上，以重庆白庙子剖面为例，根据野外地质剖面观察以及室内薄片鉴定、阴极发光分析，对研究区下三叠统嘉陵江组碳酸盐岩成岩作用进行研究，并初步探讨了嘉陵江组地层所经历的成岩阶段和成岩环境。结果表明，重庆白庙子剖面嘉陵江组碳酸盐岩主要经历了压实、压溶作用，胶结作用，重结晶作用，交代作用，溶蚀作用，破裂作用等成岩作用；论文格式研究区经历了准同生阶段的海底-海水潜流成岩环境、大气水成岩环境和成岩阶段的埋藏成岩环境。 

　　关键词：四川盆地；碳酸盐岩；嘉陵江组；成岩作用 

　　1 区域地质概况 

　　四川盆地东部华蓥山断裂以东与七耀山断裂之间展布着一系列北东-南西向、彼此平行的褶皱，华蓥山复式背斜就是其中之一，这些褶皱的特点是两翼较陡，顶部平缓，而向斜开阔，底部平坦，为典型的隔挡式褶皱。 

　　白庙子剖面位于重庆市北碚区，沿碚金公路，在白庙大桥至干洞子桥一带，地质构造上属于四川盆地东南部的华蓥山复式背斜的观音峡主轴背斜的西翼，该区构造线多以北东向为主。该剖面具有构造简单，野外露头良好，岩性稳定的特点，主要出露三叠系地层，其中出露的海相下三叠统嘉陵江组层序清楚完整，是研究嘉陵江组沉积特征及其沉积环境的良好场所。 

　　图1 重庆白庙子剖面交通位置图 

　　剖面嘉陵江组地层发育齐全，自下而上一般可分为4个岩性段：嘉1、嘉2、嘉3和嘉4，作者主要对研究区嘉3和嘉4两个岩性段进行了测量。 

　　（1）嘉三段以灰岩为主、岩性主要为青灰色微晶灰岩、生屑微晶灰岩，泥质灰岩，局部夹白云化灰岩；（2）嘉四段以白云岩和盐溶角砾岩为主，溶蚀垮塌现象严重，岩性主要为灰白-黄灰色白云岩，底部发育灰色结晶灰岩，顶部发育杂色盐溶角砾岩。 

　　2 成岩作用类型及其特征 

　　通过对白庙子剖面观察测量，以及室内薄片观察鉴定，研究得出嘉陵江组碳酸盐岩所经历的成岩作用类型主要有压实、压溶作用，胶结作用，重结晶作用，交代作用，溶蚀作用，破裂作用。 

　　2.1 压实和压溶作用 

　　压实作用又称为物理压实作用，是指碳酸盐沉积物在上覆层压力下发生孔隙流体减少、孔隙度降低，沉积物密度增加，体积减小，颗粒变形破裂的作用。压溶作用又称为化学压实作用，是指碳酸盐颗粒在压力作用下，在高压应力区发生溶解，通过流体迁移，在低压应力区进行沉淀，它可以看作是压实作用的继续和发展，在成因上同压实作用具有较强的联系。压实作用一般发生在早成岩阶段的浅埋藏环境中，而压溶作用多发生于较深的埋藏环境。 

　　在文章研究剖面中，岩石非常致密，很难见到孔隙，说明压实作用较强。常见的压实现象有：颗粒间呈线接触或凹凸接触，以及颗粒的定向和变形、颗粒断裂和破裂等。在泥晶灰岩中，泥晶基质围绕大的砾屑颗粒收敛弯曲（图版I-1）；在颗粒灰岩和白云岩中，可见颗粒呈点、线接触，并表现为一定的定向拉长排列，部分生屑、砂屑受机械应力而变形或破裂（图版I-2、图版I-3）。这些都是压实作用的证据。压溶作用主要发育在嘉三段的微晶灰岩中，最明显的特征是形成连续的锯齿状缝合线，多充填黑色沥青或有机物（图版I-4）。 

　　2.2 胶结作用 

　　胶结作用是一种孔隙水的物理化学和生物化学的沉淀作用，其作用结果是晶体在粒间孔隙中发生晶体生长，晶体作为胶结物把碳酸盐颗粒或矿物粘结起来使之变成固结的岩石（姜在兴，2003）。文章研究剖面的胶结作用主要发育在颗粒灰岩中，主要包括具世代结构的方解石胶结和共轴生长方解石胶结两种类型粒。 

　　2.2.1 粒间具世代结构的方解石胶结 

　　充填孔隙的方解石胶结物呈现出两个世代，方解石胶结物较干净明亮，晶粒大小从孔壁向中心由细变粗。第一世代方解石胶结物为纤维状、针柱状的方解石，围绕砾屑颗粒呈马牙状等厚环边生长；第二世代方解石胶结物主要为粉、细晶级方解石，围绕第一世代胶结物生长，靠近粒间孔近中部，晶体从孔隙边缘向中心变大，以它形为主，部分呈半自形，干净明亮（图版I-5、图版I-6）。 

　　根据前人的研究（Longman，1980；黄思静，2010），一般认为纤柱状方解石胶结物早期浅海海底潜流环境的产物，而晶粒状方解石胶结物一般淡水环境下的产物。另外，碳酸盐矿物阴极发光性主要与Fe2+、Mn2+含量有关，其中Fe2+作为猝灭剂，猝灭阴极发光，Mn2+作为激活剂，激活阴极发光（Pierson，1981；黄思静，1992）。阴极发光显示，第一世代的胶结物发光性相对较弱，表明Fe、Mn的含量更低，同时进一步说明两个世代胶结物形成阶段的不同。 

　　2.2.2 共轴生长的方解石胶结