賈 鵬，李 偉，盧遠(yuǎn)征，樊 茹，李 鑫，李 明，曾乙洋，劉 鑫

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油 西南油氣田公司，四川 成都 610000)

四川盆地中南部地區(qū)洗象池群沉積旋回的碳氧同位素特征及地質(zhì)意義

賈 鵬1，李 偉1，盧遠(yuǎn)征1，樊 茹1，李 鑫1，李 明1，曾乙洋2，劉 鑫2

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油 西南油氣田公司，四川 成都 610000)

四川盆地中南部地區(qū)寒武系洗象池群碳酸鹽巖的碳、氧同位素組成受后期成巖作用影響較小，基本保留了原始海洋的同位素組成，根據(jù)該地區(qū)采集的88個(gè)碳、氧同位素?cái)?shù)據(jù)，研究、討論了中上寒武統(tǒng)碳酸鹽巖不同尺度沉積旋回中的碳氧同位素組成、演化及地質(zhì)意義。研究表明，四川盆地寒武系洗象池群由下至上的地層序列中，碳、氧同位素具有明顯的旋回性演化特征：其δ13C值變化于-5.6‰～3.247‰之間，均值為-0.979‰，絕大多數(shù)的樣品都在-2‰～2‰的區(qū)間震蕩，δ18O值分布于-11.1‰～-5.2‰之間，均值為-6.934‰，主要集中在-9‰～-6‰的范圍內(nèi)波動(dòng)。通過對不同尺度沉積旋回碳、氧同位素?cái)?shù)據(jù)分析研究，認(rèn)為在體系域尺度沉積旋回中控制碳氧同位素組成特征的主因是海平面變化，在米級(jí)旋回中主要受高頻海平面變化、古氣候、古構(gòu)造等多方面疊加的影響；通過對碳、氧同位素?cái)?shù)據(jù)分析研究，首次明確了該地區(qū)芙蓉統(tǒng)的底界，為地層的劃分對比提供了有力證據(jù)；洗象池群早期和中期經(jīng)歷了短暫而快速的海侵后進(jìn)入緩慢的海退，在晚期緩慢海侵后的快速海退，碳同位素組成反映的海平面變化趨勢與沉積相演化一致。

四川盆地中南部；洗象池群；碳、氧同位素；沉積旋回；古環(huán)境；地質(zhì)意義

0 引 言

自顯生宙以來四川盆地經(jīng)歷了震旦紀(jì)—中三疊世的海相碳酸鹽巖臺(tái)地、晚三疊世—始新世的陸相碎屑盆地和漸新世以來的構(gòu)造盆地3大演化階段[1-2]。其中寒武系發(fā)育較完整，埋深一般在2 000～5 000 m，是四川盆地天然氣開發(fā)的重要層系，威遠(yuǎn)地區(qū)多口井在寒武系鉆獲工業(yè)氣流，川中高石梯、安平店、磨溪和龍女寺地區(qū)也在寒武系獲得低產(chǎn)氣流[3-4]。針對寒武系洗象池群，前人對其古生物、地層層序、巖相古地理及石油地質(zhì)進(jìn)行過研究[5-12]，但是穩(wěn)定同位素的研究開展較少。筆者針對這一層系系統(tǒng)采集了四川盆地中南部地區(qū)兩口井一個(gè)野外剖面的碳酸鹽巖樣品，進(jìn)行了碳氧同位素測定。第一，討論了這套地層的碳氧同位素演化特征，并綜合運(yùn)用海相沉積物的沉積特征及化石族群等資料恢復(fù)古環(huán)境變遷與演化。第二，通過對碳、氧同位素?cái)?shù)據(jù)分析研究，首次明確了該地區(qū)芙蓉統(tǒng)的底界，為地層的劃分對比提供了有力證據(jù)。第三，運(yùn)用同位素將不同級(jí)別沉積旋回與同位素的組成結(jié)合，直接闡述了與巖性巖相變化的聯(lián)系，這尚屬首次。第四，本研究在本區(qū)首次拓展到米級(jí)旋回尺度上，對其形成機(jī)理進(jìn)一步研究。因此，此次研究不僅能提供該區(qū)洗象池群地層碳氧同位素的新數(shù)據(jù)，并且對不同尺度沉積旋回形成機(jī)理及其碳氧同位素對應(yīng)關(guān)系也具有參考價(jià)值。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是我國西部一個(gè)大型含油富氣的盆地，面積約為18.8×104km2，擁有極為豐富的天然氣資源。在前震旦系變質(zhì)巖和火成巖的基底上，沉積了厚達(dá)6 000～12 000 m的海相和陸相地層。四川盆地中南部地區(qū)地理位置位于川中及川南，系指北起儀隴、平昌，南至樂山、宜賓，西起成都、梓潼，東至合川、渠縣的廣大地區(qū)。構(gòu)造位置處于龍泉山斷裂與華鎣山斷裂之間[13]，二級(jí)構(gòu)造單元上屬于川中低緩構(gòu)造帶及川西南低緩褶皺帶[14-15](圖1)。

盆地內(nèi)下寒武統(tǒng)筇竹寺組黑色頁巖是盆內(nèi)生烴能力最強(qiáng)、分布范圍最廣的一套重要烴源巖，位于其上的寒武系相關(guān)層位的儲(chǔ)層具有優(yōu)先捕獲油氣的優(yōu)勢。其中洗象池群為一套海相碳酸鹽巖沉積，巖性以灰色、淺灰色的薄-厚層的白云巖為主，厚度自北西向南東方向增厚，而在南西-北東方向上保持穩(wěn)定。西部的古隆起長期存在，而東南部毗鄰江南斜坡，整個(gè)地勢近乎單斜。在古陸邊緣的臺(tái)地區(qū)，洗象池群厚度保持在200～250 m之間，向東南持續(xù)增加，至秀山-沿河一帶厚達(dá)1 000 m以上，至湘西厚度更大，但隨著白云巖含量占比減少，灰?guī)r含量占比增加，巖性組成與洗象池群的差異也越來越大。

2 樣品、測試方法

本研究樣品采自四川盆地中南部地區(qū)寒武系的野外剖面及巖心樣品，采樣位置如圖(1)所示。同位素樣品主要選取未經(jīng)蝕變的新鮮巖樣，為降低后期成巖蝕變作用對碳、氧同位素原始組成信息的影響，盡可能避免方解石脈、重結(jié)晶及巖石后期風(fēng)化等發(fā)育部位，盡量反映原始沉積特征。

圖1 四川盆地中南部地區(qū)構(gòu)造背景、野外剖面及井位位置圖(SRTM數(shù)據(jù))Fig.1 Tectonic setting and locations of profile and wells in central-southern Sichuan Basin

實(shí)驗(yàn)樣品共88塊，采自四川盆地洗象池群華鎣山野外剖面、威寒1井巖心樣品及廣探2井巖屑樣品。選取未經(jīng)蝕變的細(xì)粒碳酸鹽巖全巖試樣，經(jīng)切片觀察后取新鮮部分，無污染磨制成200目以下粉末，后裝入試管并在烘箱中烘干，再在真空中與100%的無水正磷酸反應(yīng)24 h(25 ℃)制備出CO2氣體，在Thermo Scientific MAT 253穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀上進(jìn)行測試，并以VPDB標(biāo)準(zhǔn)(Vienna Pee Dee Belemnite)給出。δ13C和δ18O值測量精度為0.1‰。

3 測試結(jié)果

測試結(jié)果(表1)統(tǒng)計(jì)表明：四川盆地中南部地區(qū)洗象池群碳酸鹽巖δ13C值變化于-5.08‰～3.25‰之間，均值為-0.979‰，絕大多數(shù)的樣品都在-2‰～2‰的范圍內(nèi)，與正常海相碳酸鹽巖0±2‰的范圍基本一致。δ18O值分布于-11.1‰～-5.2‰之間，均值為-6.934‰，主要集中在-9‰～-6‰的范圍內(nèi)(圖2)。同位素組成與全球寒武系碳酸鹽巖的同位素組成基本一致。海相碳酸鹽巖在成巖過程中，碳酸鹽巖中碳、氧同位素組分與流經(jīng)巖石孔隙介質(zhì)中的碳、氧同位素組分發(fā)生分餾作用，特別是氧同位素更易遭受后期蝕變作用影響，另外，碳酸鹽巖的δ18O>-10.0‰或-11.0‰[16]也可作為判斷碳酸鹽巖成巖較弱的標(biāo)志。獲得的威寒1井、廣探2井和華鎣田壩剖面的δ18O值主要分布在-8‰～-6‰之間(圖2)。如果多條海相地層剖面相同時(shí)期的δ13C演化趨勢越相似說明原始同位素組成信息保留得越好[17]。

4 碳氧同位素演化特征

在柱狀剖面圖上可以看出四川盆地寒武系洗象池群碳酸鹽巖同位素組成明顯的變化規(guī)律(圖3)。洗象池群下部早期δ13C值升高后進(jìn)入波動(dòng)期(華鎣山田壩剖面未出露此段層位)，δ13C值是早期一個(gè)短暫的正向漂移到緩慢降低的一個(gè)過程；洗象池群中下部的δ13C整體較為穩(wěn)定，波動(dòng)幅度很小，早期抬升后呈現(xiàn)緩慢降低趨勢；洗象池群中上部出現(xiàn)了顯著的δ13C正漂移事件，異常幅度可達(dá)4‰，該事件在全盆地具有很強(qiáng)的可對比性，都是δ13C值快速增加，達(dá)峰值后再緩慢降低。洗象池群上部的特征是先升高、后震蕩中保持平穩(wěn)、至頂部又迅速降低的一個(gè)過程。氧同位素組成整體上有小幅度增加的趨勢，但是變化幅度不大，基本保持穩(wěn)定。

表1 川中地區(qū)寒武系洗象池群碳酸鹽巖碳、氧同位素測試數(shù)據(jù)表

圖2 四川盆地中南部洗象池群碳酸鹽巖δ13C與δ18O值相關(guān)圖Fig.2 The relationship between δ13C and δ18O values of the Xixiangchi Group carbonate rocks in central-southern Sichuan Basin

圖3 四川盆地中南部地區(qū)洗象池群碳氧同位素組成特征及海平面變化圖 Fig.3 Carbon and oxygen isotopic composition and evolution and sea-level change chart of the Xixiangchi Group in centralsouthern Sichuan Basin

5 不同沉積旋回中的碳氧同位素組成

5.1 體系域旋回

這種大尺度上的旋回特征主要是緣于本區(qū)寒武紀(jì)沉積時(shí)期的海進(jìn)與海退變化，從而形成了以臺(tái)地碳酸鹽巖為主的旋回層序[18]。參考前人曾對此層段的古生物、地層層序、巖相古地理的研究，及筆者對該區(qū)域的地層巖性、測井及碳氧同位素特征研究，將洗象池群地層大致劃分為4個(gè)三級(jí)層序：Ⅲ1旋回層序、Ⅲ2旋回層序、Ⅲ3旋回層序和Ⅲ4旋回層序(圖3)。

5.1.1 Ⅲ1旋回層序

Ⅲ1旋回層序的δ13C值首先由-4‰左右(均值)正向偏移近4‰，然后逐漸降低至-4‰左右。δ13C曲線變化的特點(diǎn)就是早期短暫的正向漂移或震蕩中逐漸降低的一個(gè)過程。δ18O值在廣探2井中變化不大，基本保持穩(wěn)定，在威寒1井中，洗象池群下部出現(xiàn)一個(gè)尖峰。

由此可以推斷，在洗象池群沉積期間，海平面經(jīng)歷了一個(gè)較為完整的沉積旋回，在海侵體系域(TST)中，主要發(fā)育砂屑云巖、凝塊云巖、云質(zhì)泥巖，其中夾雜礫屑云巖，整體表現(xiàn)為退積式疊加方式，表明當(dāng)時(shí)海平面不斷抬升，水體變深，水體能量較強(qiáng)。高位體系域(HST)中，沉積物主要發(fā)育有灰質(zhì)云巖、泥質(zhì)云巖及粉晶云巖，在早期，由于海平面小幅度抬升，有利于碳酸鹽巖沉積物的形成堆積，主要沉積物是粉晶、微晶云巖，可見灰質(zhì)及砂屑云巖，總體上以加積式和進(jìn)積式為主要沉積特征。晚期主要以泥晶云巖為主，在威寒1井取心中普見波狀、脈狀層理和生物潛穴，逃逸跡極為典型，還見干裂與針孔構(gòu)造，表明此階段海平面不斷下降，水體變淺甚至有暴露。總之洗象池群沉積初期經(jīng)歷了快速而短暫的海平面抬升、水體能量回升、再到震蕩中下降的一個(gè)過程。

5.1.2 Ⅲ2旋回層序

洗象池群中下部碳酸鹽巖構(gòu)成了Ⅲ2三級(jí)旋回層序。旋回內(nèi)部早期δ13C值早期升高后整體較為穩(wěn)定，異常幅度在1‰以內(nèi)，在晚期，δ13C值逐漸降低。

在此旋回海侵體系域(TST)中，底部由泥晶云巖與砂質(zhì)云巖間互向上變?yōu)橐幌盗械念伾顪\相間的具有泥質(zhì)紋層的粉晶、泥粉晶云巖，在威寒1井中早期發(fā)現(xiàn)具有正遞變層理的礫屑云巖條帶和石英砂質(zhì)條帶，表現(xiàn)為退積式疊加方式，且δ13C值由-4‰(均值)增加至-2‰(均值)，表明此時(shí)的海平面是逐漸上升，水體逐漸加深，代表的是海侵時(shí)期的沉積特征。中后期海退體系域(HST)中，沉積物主要為粉晶、泥粉晶云巖且砂屑云巖的含量逐漸增多，代表后期水體變淺，是海退時(shí)期的沉積特征。

5.1.3 Ⅲ3旋回層序

洗象池群中上部，出現(xiàn)了顯著的δ13C值正漂移事件，δ13C值達(dá)到峰值2‰左右，異常幅度可達(dá)4‰，且該事件在全盆地具有很強(qiáng)的可對比性。在晚期，δ13C值震蕩中逐漸斷降低。

在此旋回海侵體系域(TST)中，底部沉積了一套灰白色含泥云巖夾條帶狀泥質(zhì)云巖、云質(zhì)泥巖，δ13C值由-2‰左右正向漂移近4‰幅度到達(dá)2‰左右，表明此階段海平面繼續(xù)抬升，水體不斷加深，生物繁盛，大量有機(jī)質(zhì)快速埋藏。中后期海退體系域(HST)中，δ13C值從2‰開始降低，至-1‰附近震蕩，并在中上部與上部的界限處出現(xiàn)明顯負(fù)向偏移，華鎣山野外剖面中發(fā)現(xiàn)δ13C值發(fā)生負(fù)向偏移處有干裂印模。沉積物主要是泥粉晶云巖，含膏云巖、藻紋層及少量泥質(zhì)條帶云巖，整體呈加積-進(jìn)積式疊加序列。

5.1.4 Ⅲ4旋回層序

Ⅲ4旋回層序中δ13C值從-1‰處逐漸升高至1‰左右，然后逐漸降低，在寒武系與奧陶系的邊界處負(fù)向偏移達(dá)到-4‰左右。在此旋回海侵域(TST)中，沉積物主要發(fā)育灰白色灰色粉屑云巖及泥晶云巖，其中在華鎣山野外剖面中可以發(fā)現(xiàn)砂屑粉屑較多。表明海平面上升，水體能量較大。在高位域(HST)中，沉積物主要以淺灰、灰白色泥晶云巖為主，含有藻紋層。此時(shí)海平面較為動(dòng)蕩且不斷降低。

在海平面上升階段，高生物生產(chǎn)率將海水中的16O轉(zhuǎn)移到生物類脂中，而海水中的重氧同位素會(huì)增多，使得在洗象池群下部層段的中下部中δ18O出現(xiàn)一個(gè)尖峰，這個(gè)尖峰與δ13C值成同步波動(dòng)，說明在洗象池群下部層段的中下部沉積環(huán)境較為穩(wěn)定，這才有可能兩種元素呈現(xiàn)較好的相關(guān)關(guān)系。而在洗象池群其他層段碳氧同位素之間的相關(guān)性并不明顯，說明控制兩者的因素并不相同，沉積微環(huán)境復(fù)雜多變。

5.2 米級(jí)旋回

米級(jí)旋回被定義為露頭上能直接識(shí)別的數(shù)厘米至數(shù)米厚、成因相關(guān)的巖相單元所構(gòu)成的地層序列[19]。前人曾總結(jié)了碳酸鹽巖米級(jí)旋回分類體系并將碳酸鹽巖米級(jí)旋回劃歸為4大類，(1)環(huán)潮坪型碳酸鹽巖米級(jí)旋回；(2)L-M型碳酸鹽巖米級(jí)旋回；(3)潮下型碳酸鹽巖米級(jí)旋回；(4)深水非對稱性碳酸鹽巖米級(jí)旋回[20-22]?；谇叭说睦碚摷叭A鎣山野外剖面的觀察及描述，發(fā)現(xiàn)在研究區(qū)洗象池群中以環(huán)潮坪碳酸鹽巖米級(jí)旋回最為典型。

早期由READ以潮坪碳酸鹽相序模式的形式進(jìn)行描述和總結(jié)，并有國內(nèi)外許多學(xué)者對潮坪碳酸鹽巖米級(jí)旋回進(jìn)行過研究，旋回頂部有明顯的白云石化以及喀斯特化作用，代表了該類型旋回的界面以瞬時(shí)暴露間斷面為特征[22-25]。該剖面米級(jí)旋回的主要包括三種巖相類型：洗象池群中下部的砂屑云巖+泥粉晶云巖、洗象池群中部的粉細(xì)晶云巖+砂屑云巖及洗象池群上部的泥粉晶云巖+粉屑云巖+砂屑云巖。

洗象池群中下部的米級(jí)旋回中，底部的砂屑云巖δ13C值為-1‰，到泥粉晶云巖稍有降低(-1.1‰)，再到砂屑云巖稍有升高(-0.9‰)，而δ18O值則由-7.1‰降至-7.7‰再升至-7.2‰。相比與碳同位素，氧同位素值更能反映巖性的旋回特征，表明在此段米級(jí)旋回中，這種變化主要由小級(jí)別的高頻率海平面變化導(dǎo)致[26]。在洗象池群中部的米級(jí)旋回中，底部的粉細(xì)晶云巖δ13C值為0.4‰，到上層的砂屑云巖大幅度升高至1.8‰，再到上層的砂屑云巖升至2.2‰。δ18O值由-7.48‰小幅度抬升至-7.2‰左右。對比巖相及碳氧同位素特征，可見此段海平面上升是導(dǎo)致前期碳同位素大幅度升高的原因之一，因δ18O值變化不大，筆者認(rèn)為在海侵的背景下，大氣中碳同位素分餾不會(huì)有太大變化，那么海洋中生物生產(chǎn)力的分餾作用可能導(dǎo)致了沉積碳酸鹽巖中碳同位素?cái)?shù)值的變化。洗象池群上部的米級(jí)旋回中，巖相由底部向上為泥粉晶云巖、粉屑云巖及砂屑云巖，δ13C值分別為-1.5‰、-0.9‰、-1.0‰、-0.1‰，對應(yīng)的δ18O值為-7.1‰、-6.6‰、-6.7‰、-6.3‰。因此，碳氧同位素與巖性之間呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性，說明在該段碳酸鹽巖沉積期間，海平面逐漸上升[27-28]?？傮w而言，海平面的升降變化是控制華鎣山野外剖面米級(jí)旋回的主要因素之一，但是由于受古氣候、古構(gòu)造等多方面原因影響，使得一些沉積旋回的影響因素也復(fù)雜多變。

6 地質(zhì)意義

6.1 四川盆地芙蓉統(tǒng)底界的確定

圖4 重要剖面芙蓉統(tǒng)底部的碳同位素演化特征對比Fig.4 Comparison of carbon isotopic evolution characteristics of important sections at the bottom of the Furongian Series

四川盆地芙蓉統(tǒng)底界長期沒找到確定的方法，對科研及生產(chǎn)產(chǎn)生了較大影響，本文從碳同位素變化上找到了可靠的劃分依據(jù)。最新的國際、國內(nèi)寒武系劃分標(biāo)準(zhǔn)將傳統(tǒng)的中上寒武統(tǒng)劃分為第三統(tǒng)和芙蓉統(tǒng)，芙蓉統(tǒng)相當(dāng)于傳統(tǒng)上寒武統(tǒng)除底部以外的絕大部分層位。上揚(yáng)子地臺(tái)大部分地區(qū)的中上寒武統(tǒng)連續(xù)沉積了大套白云巖，尤其川中地層小區(qū)，很少發(fā)現(xiàn)化石，其界線難以確定。其中穩(wěn)定碳氧同位素在寒武紀(jì)劃分對比中具有重要作用，采集的盆地內(nèi)兩口井和一個(gè)野外剖面碳氧同位素資料中，發(fā)現(xiàn)了顯著的δ13C正漂移事件，異常幅度可達(dá)4‰，此事件為四川盆地寒武系中上寒武統(tǒng)的地層劃分提供了有力證據(jù)，筆者據(jù)此將洗象池群上部劃為芙蓉統(tǒng)，下部為第三統(tǒng)，且該事件(SPICE事件)在全球具有很強(qiáng)的可對比性及重要意義。

芙蓉統(tǒng)底界排碧階普遍發(fā)育一次顯著的正漂移，漂移幅度達(dá)3‰～4‰，如哈薩克斯坦南部的Kyrshabakty剖面，澳大利亞昆士蘭西北部地區(qū)的Core剖面、美國大盆地中的Shingle Pass剖面[29]，以及我國湘西桃源瓦兒崗、貴州巖孔等剖面(圖4)。這次顯著的碳同位素正漂移事件基本上開始于Marjumiid生物層(三葉蟲Damesellidae的絕滅層位)結(jié)束于Pterocephalid生物層，處于兩次三葉蟲絕滅層[30-37]之間。碳同位素組成的正漂移開始處為全球寒武系第三統(tǒng)與芙蓉統(tǒng)的分界位置。其中芙蓉統(tǒng)底部SPICE同位素事件是一次顯著的碳同位素正偏事件，是識(shí)別芙蓉統(tǒng)(大致相當(dāng)于傳統(tǒng)的上統(tǒng))的重要標(biāo)志，尤其對于缺乏化石或不同生物區(qū)系情況下尤為重要。

6.2 碳氧同位素組成、演化與沉積環(huán)境變化及海平面的關(guān)系

四川盆地中南部地區(qū)洗象池群的沉積環(huán)境經(jīng)歷了潮間潮下淺灘—潮間潮上帶—瀉湖—潮間潮上帶—潮間潮下淺灘的演化過程。相對應(yīng)這種沉積環(huán)境演化的碳氧同位素特征也相應(yīng)表現(xiàn)出中等—低—高—低—中等的演化過程。

圖5 威寒1井巖心照片及沉積相劃分Fig.5 The core photograph and sedimentary facies division of Weihan 1 well

以威寒1井為例(圖5)，洗象池群下部δ13C值由海侵期的-2‰升至0附近，其底部為白云石膠結(jié)物支撐的顆粒(鮞粒)白云巖，海侵域中上部演化為微晶云巖夾鮞粒云巖薄層，δ13C值在-1‰至0之間震蕩；其高位域演變?yōu)槌遍g潮上帶，沉積微相為膏云坪、顆粒云坪與泥(砂)云坪、云泥坪，δ13C值降-4‰；洗象池群中部δ13C值由-4‰升至2‰再降至-1‰，期間分別經(jīng)歷了海侵期瀉湖亞相與高位域潮間潮上帶的演化，前者以淺灰色云質(zhì)泥巖、具深灰色泥質(zhì)條帶或紋層的粉晶云巖夾礫屑、砂礫屑、砂屑白云巖，以及具正遞變層理的石英砂巖條帶為特征；后者以具干裂構(gòu)造，普見波狀、脈狀、透鏡狀層理和生物潛穴逃逸跡極為典型的黑灰色泥紋層泥晶云巖與砂質(zhì)云巖不等厚間互，以及膏云巖(均已去膏化而變?yōu)榘自剖瑑H殘存具硬石膏結(jié)核形態(tài)的假形)為特征。洗象池群上部由潮上帶變?yōu)橐詼\灰、灰白色泥晶云巖和灰白色團(tuán)塊狀泥晶云巖夾礫屑云巖沉積的潮間潮下帶為特征，對應(yīng)的δ13C值由-1‰升至1‰。

四川盆地海相碳酸鹽巖碳氧同位素變化趨勢和巖性反映的海平面變化有著復(fù)雜而緊密的聯(lián)系(圖3)。整體而言，碳氧穩(wěn)定同位素曲線都表現(xiàn)出了與沉積特征一致的海平面變化趨勢，即洗象池群經(jīng)歷早期的短暫而快速的海侵后進(jìn)入緩慢的海退，而后進(jìn)入相對較穩(wěn)定期，中期再次經(jīng)歷一次快速而短暫的海侵后緩慢海退，中后期海平面動(dòng)蕩中緩慢抬升，末期又快速降低，形成一次大的海退事件。

7 結(jié) 論

四川盆地中南部寒武系洗象池群碳酸鹽巖碳、氧同位素地球化學(xué)分析方法在地層劃分對比、反映古海洋沉積環(huán)境及古海平面變化方面具有重要的意義。

(1)從洗象池群沉積由初期到晚期，碳氧同位素特征表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在缺少化石的情況下，SPICE事件的發(fā)現(xiàn)，首次明確了四川盆地芙蓉統(tǒng)底界，且為地層劃分對比提供了有力依據(jù)。

(2)碳同位素的正向漂移區(qū)多半為潮間潮下帶或?yàn)a湖沉積環(huán)境，與海平面抬升、海水變淡、生物產(chǎn)率升高相關(guān)，其中δ13C值最大、最顯著的一次正向飄移發(fā)生在洗象池群沉積中期；碳同位素的低值區(qū)多為潮間—潮上沉積環(huán)境，與海平面的下降、海水鹽度增高、生物產(chǎn)率降低有關(guān)。洗象池群沉積期間，古海平面變化表現(xiàn)為：早期的短暫而快速的海侵，之后進(jìn)入緩慢的海退期，而后進(jìn)入相對較穩(wěn)定期，中期再次經(jīng)歷一次快速而短暫的海侵后緩慢海退，中后期海平面動(dòng)蕩中緩慢抬高，末期又快速降低，形成一次大的海退事件，其中碳同位素反映的海平面變化趨勢與沉積相演化一致。

(3)在體系域尺度旋回分析中，認(rèn)為海平面變化是控制該層系碳酸鹽巖碳氧同位素組成特征的主要因素。在米級(jí)尺度的旋回分析中認(rèn)為，高頻海平面的升降變化是控制華鎣山野外剖面米級(jí)旋回的主要因素之一，但是由于受古氣候，古構(gòu)造等多方面原因影響，使得一些沉積旋回的影響因素也復(fù)雜多變。

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Carbon and Oxygen Isotopic Compositions and Their Evolution Records of the Xixiangchi Group in Sedimentary Sequences of Central-southern Sichuan Basin and Their Geological Implications

JIA Peng1,LI Wei1,LU Yuanzheng1, FAN Ru1,LI Xin1,LI Ming1,ZENG Yiyang2,LIU Xin2

(1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development，Beijing 100083，China;2.PetroChinaSouthwestOil&GasFieldCompany,Chengdu,Sichuan610000,China)

The carbon and oxygen isotopes of the Xixiangchi Group in the Cambrian carbonate rocks of central-southern Sichuan basin are less modified by post-depositional diagenesis, and thus provide helpful insights into the original ocean. Based on the carbon and oxygen isotope data collected in this area, the carbon and oxygen isotopic compositions, evolution and geological significance of the Middle and Upper Cambrian sedimentary cycles are studied and discussed. Research suggests that the C and O isotopic profile has obvious cyclicity evolution in stratigraphic sequence.δ13C shows a shift from -5.6‰ to 3.247‰ with a mean value of -0.979‰ and most of the samples are in the range of -2‰ to 2‰.δ18O shows arrange from -11.1‰ to -5.2‰ averaging at -6.934‰ and most of the samples are in the range of -9‰ to -6‰. Through the analysis of carbon and oxygen isotope data of sedimentary cycle in different scale, variation of sea level is the main controlling factor of cyclic sequence. The meter-scale cyclic sequence is formed under mixing effect of highly-frequent sea-level change, paleo-structures and paleo-climate. Carbon and oxygen isotope analysis shows that the boundary between the Third Series and the Furongian Series is defined, which provides strong evidence for the division and correlation of the strata. Theδ13C shows Xixiangchi Group underwent a slow regression after a rapid transgression in the early and middle stages and in the late stage entered a rapid regression after a slow transgression. Sea level changes suggested by carbon isotope distribution are consistent with the evolution of sedimentary facies.

central-southern Sichuan basin; Xixiangchi Group; carbon and oxygen isotopes; sedimentary sequence;paleoenvironment; geological implication

2016-06-05；改回日期：2016-07-15；責(zé)任編輯：孫義梅。

國家科技重大專項(xiàng)“海相碳酸鹽巖油氣資源潛力與大油氣田形成條件、分布規(guī)律研究”(2011ZX05004-001)。

賈 鵬，男，博士研究生，1987年出生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事沉積學(xué)、層序地層學(xué)等方面的研究工作。Email：jiapeng7819@163.com。

P629；TE121.3

A

1000-8527(2016)06-1329-10