山东灵山岛早白垩世软沉积变形构造研究及其触发机制探讨

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作者葛毓柱
来源中国石油大学(华东)
出版年2017
摘要
山东省青岛市黄岛区灵山岛下白垩灵山岛组发育巨厚重力流沉积和丰富的软沉积变形现象。本文通过野外实地踏勘灵山岛船厂,灯塔和千层崖三个剖面对软沉积变形现象及其触发机制进行研究。三个剖面中岩性单元均可以大致分为厚层砂岩和砂页岩薄互层两类。根据内部沉积特征及其形成机制,厚层砂岩划分为三类:浊流沉积,砂质碎屑流沉积和再搬运变形沉积。其中,浊流沉积和再搬运变形沉积厚层砂岩主要在船厂和灯塔剖面分布,而砂质碎屑流沉积厚层砂岩主要在千层崖剖面分布。砂页岩薄互层根据变形与否可分为变形段和为变形段。变形段展现大量的软沉积变形构造,且软沉积变形的发育具有多形态,多尺度,多阶段的特点。不同的剖面中软沉积变形构造的类型和数量发生变化。船厂剖面中软变形构造最为丰富,大体可分为塑性变形和脆性变形两类,其中塑性变形包括滑塌褶皱,软布丁构造,脆性变形包括同沉积小断层。滑塌褶皱主要为平卧褶皱,但是沿着滑塌方向,褶皱类型由平卧褶皱向鞘褶皱转变,此外可见软布丁构造沿滑塌方向向同沉积小断层演化。此外,可见滑移面发育。灯塔剖面软沉积变形类型变少,以褶皱变形为主,褶皱类型主要表现为斜歪至平卧。千层崖剖面软沉积变形构造类型和数量均明显较少,以负载构造为主,褶皱变形少见。针对砂页岩互层非变形段沉积特征和厚度分布特征进行了研究。结果表明,非变性段砂岩层为浊流沉积所致,粒序层理常见,底部突变,顶部可突变也可渐变,底部与下伏页岩接触处发育小型火焰构造。此外,可见小尺度环形层理及变形层理。非变形段厚度分布具有反旋回性,每个旋回中自下而上砂岩层加厚。互层变形段和非变形段二者之间厚度数据分析表明,变形段可分为米级以下变形段和近米级和米级以上变形段,其中米级以下变形段岩性多为砂页岩互层,并且出现在非变形段砂岩厚度变薄和砂岩层层数增加的过程中,而近米级和米级以上变形段出现在非变形层砂岩厚度增加和砂岩层层数较少的过程中。根据厚层砂岩成因机制,软沉积变形构造类型及规模,大量黑色页岩发育,可见煤质体和黄铁矿,结合前人研究结果,认为研究区为深水斜坡沉积,且斜坡坡度应该较低以供大量沉积物堆积。且根据厚层砂岩类型,软沉积变形类型及分布特征,互层中砂泥岩比,推断船厂剖面和灯塔剖面位于斜坡下部,其中船厂剖面发育滑移面,应相对位于上部位置,而千层崖位于斜坡末端,此外背来石剖面可见滑塌断崖,应位于斜坡上部。这些剖面一起构成了一个完整的斜坡沉积体系,对于深水沉积研究及相关油气勘探具有重要的意义。此外,研究层位上部一套白色流纹岩可作为标志层,根据相对于标志层空间相对分布位置,也可判断出三个剖面自下而上分别为千层崖剖面,灯塔剖面和船厂剖面。研究可见,斜坡的存在及其坡度变化对于软沉积变形构造的发育和演化具有一定控制作用。但是,野外观察与沉积厚度数据表明,变形段软沉积变形构造的出现与过度沉积物卸载并无一定关系,因此推断为地震触发所致。而未变形段小型软沉积变形构造多分布于粒序砂岩底部或与粒序砂岩增厚相关,因此推断为沉积负载所致。

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