晚三叠世龙门山前陆盆地南部黑色页岩的沉积特征与形成机制

论文摘要

论文以晚三叠世龙门山前陆盆地南部须家河组的黑色页岩为重点研究对象,采用沉积特征分析、岩石组分分析和细粒沉积岩的地球化学分析等方法开展研究。以晚三叠世龙门山前陆盆地及其周缘沉积-构造演化为主线,研究黑色页岩及其夹层中的震积岩和重力流沉积特征,黑色页岩的物源和沉积环境,以及黑色页岩的形成条件与前陆盆地演化过程之间的相互关系。依据前陆盆地系统的理论和“将今论古”原则,通过回答黑色页岩的5个基本问题（泥质来源、如何搬运、氧化还原条件、沉积速率、有机质的富集条件）,综合分析后提出晚三叠世龙门山前陆盆地不同发展阶段的海相和陆相黑色页岩的形成机制。论文主要取得了如下成果和认识:1、龙门山前陆盆地南部须家河组黑色页岩的发育特征与前陆盆地的演化密切相关。须一段黑色页岩沉积时龙门山仍位于水下,沉积速率慢,页岩厚度小;龙门山隆起后开始为须三段和须五段的黑色页岩沉积提供物源和有机质,沉积速率快,页岩厚度增大。须一段的黑色页岩为海相沉积,初始生产力高,有机质充足,TOC相对较高;须三段和须五段沉积期,龙门山整体隆起后黑色页岩转为陆相沉积,陆源碎屑成分增加,TOC有所降低。须一段页岩有机质成熟度主要受控于龙门山断裂带的构造活动和热事件;须三段和须五段页岩分布向盆地内转移,有机质成熟度受到喜山期形成的大凉山褶皱带影响,在靠近大凉山的区域Ro更高。2、在须家河组黑色页岩的夹层中识别出大量的软沉积变形构造和重力流沉积。根据沉积特征判断,这些变形构造多为地震成因,从须一段下部开始出现,并在须四段和须五段中集中出现,因此认为从晚三叠世卡尼期开始龙门山断裂已经发生碰撞,到瑞替期龙门山构造活动强烈。根据重力流沉积与震积岩在地层中的分布和叠置关系,分析后认为晚三叠世龙门山前陆盆地的重力流多由地震或洪水诱发,重力流沉积物在三角洲前缘到深湖广泛分布。重力流为盆地带来大量的有机质和营养物质,具有快速沉积的特点,对于盆地内须家河组黑色页岩的形成具有重要影响。3、通过401个薄片的砂岩组分分析及细粒沉积岩的地球化学特征分析后认为诺利期后的须家河组物源主要来自再旋回造山带的碎屑岩。须家河组下部细粒沉积岩的微量元素和稀土元素特征、REE球粒陨石标准化配分模式以及锆石年龄分布模式与松潘甘孜褶皱带中上三叠统碎屑岩相似,表明从诺利期开始,龙门山前陆盆地须家河组黑色页岩的物源主要来自由松潘甘孜褶皱带形成的早期的龙门山,并有少量物源来自扬子板块西缘。依据微量和稀土元素比值特征及构造背景判别图解,认为在卡尼期松潘甘孜东缘已发生挤压褶皱并逆冲在扬子板块西缘之上,到诺利期形成龙门山古岛弧并为前陆盆地提供物源,逆冲断裂为茂汶断裂。4、通过对黑色页岩中环境敏感元素的地球化学分析,并结合古生物组合和岩石矿物组合的特征,本文认为须二段之后黑色页岩逐渐转为陆相沉积,沉积水体古盐度明显降低,为半咸水淡水,总体呈弱氧化,古气候属于温暖潮湿的热带亚热带气候,植被繁盛,初始生产力高,沉积速率较快。晚三叠世晚诺利期-瑞替期龙门山前陆盆地的沉积环境与现今的里海具有部分相似性。5、卡尼期龙门山前陆盆地内形成的黑色页岩（须一段下部）为海相沉积,古地磁分析表明,龙门山地区地理环境与印度西海岸相似,季风盛行,季风造成的上升洋流带来了大量的有机质和营养盐,并增强了水体的还原性。上升洋流模式是海相黑色页岩形成的主要原因。到诺利期和瑞替期,黑色页岩（须三段和须五段）转为陆相沉积,沉积水体为弱氧化条件,黑色页岩是在充足的有机质供给和快速沉积作用下形成。其中,重力流为沉积盆地带来了大量的碎屑物、营养盐和有机质,同时也加速了其下伏湖相黑色页岩的埋藏和保存,降低了有机质的氧化分解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题依据及研究意义
•     1.1.1 黑色页岩的研究意义
•     1.1.2 晚三叠世龙门山前陆盆地南部的研究意义
•     1.1.3 黑色页岩形成机制的研究意义
•   1.2 研究现状与主要问题
•     1.2.1 前陆盆地黑色页岩研究现状与问题
•     1.2.2 龙门山前陆盆地研究现状与问题
•     1.2.3 龙门山前陆盆地黑色页岩研究现状与问题
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 研究思路与技术路线
•   1.5 完成工作量
•   1.6 论文成果及创新点
• 第2章 区域地质概况
•   2.1 龙门山前陆盆地的构造位置
•   2.2 龙门山前陆盆地演化史
•   2.3 上三叠统地层概况
• 第3章 黑色页岩的发育特征
•   3.1 上三叠统层序格架与黑色页岩分布特征
•   3.2 黑色页岩的埋深和厚度
•   3.3 黑色页岩的岩石矿物组成
•   3.4 有机质丰度及类型
•   3.5 有机质成熟度
• 第4章 黑色页岩的沉积特征
•   4.1 黑色页岩的沉积构造
•   4.2 海相黑色页岩沉积相分析
•   4.3 陆相黑色页岩沉积相分析
•     4.3.1 湖泊相
•     4.3.2 辫状河三角洲相
•   4.4 软沉积变形构造与震积岩
•     4.4.1 软沉积变形构造
•     4.4.2 震积岩的时空分布与前陆盆地演化
•   4.5 湖相重力流沉积
•     4.5.1 滑塌
•     4.5.2 碎屑流
•     4.5.3 浊流和异重流沉积
•     4.5.4 泥质重力流的成因与分布
•     4.5.5 重力流沉积对黑色页岩形成的影响
• 第5章 黑色页岩的物源分析
•   5.1 岩石组分分析
•   5.2 地球化学分析
•     5.2.1 微量、稀土元素与物源分析
•     5.2.2 微量、稀土元素与构造背景
•   5.3 物源与构造背景综合分析
• 第6章 黑色页岩的沉积环境分析
•   6.1 古盐度
•   6.2 古氧化还原
•   6.3 古气候
•   6.4 古生产力
•   6.5 沉积速率
•   6.6 黑色页岩沉积环境综合分析
• 第7章 晚三叠世龙门山前陆盆地黑色页岩形成机制
•   7.1 海相黑色页岩形成机制
•   7.2 陆相黑色页岩形成机制
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 博士论文

作者: 陈斌

导师: 李勇

关键词: 晚三叠世,龙门山,前陆盆地,须家河组,黑色页岩

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 成都理工大学

基金: 国家自然科学基金项目《龙门山冲断带(中段)异地系统晚三叠世地层标定与原型盆地恢复》(编号:41372114),国家青年基金项目《龙门山前陆盆地南部晚三叠世沉积--物源体系及其构造动力学指示》(编号:41502116),国土资源部地质调查项目《四川省重点地区油气资源调查评价与区块优选》(编号:WT【2015】-044)下属子课题——龙门山前缘油气勘探新领域研究(编号:12120115004501-01)

分类号: P618.13

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000007

总页数: 126

文件大小: 17570K

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