蘇北盆地高郵—金湖凹陷古近系阜寧組細粒沉積巖紋層特征與成因*

李 維 朱筱敏 段宏亮 李鶴永 劉世麗

1 中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249 2 中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇揚州 225009

隨著非常規(guī)油氣勘探的興起，近年來人們逐漸認識到湖泊中看似均一的“泥巖”應(yīng)當被重新定義為細粒沉積巖，即粒徑小于0.0625imm的顆粒含量大于50%的沉積巖，其成分包括長石、石英、黏土礦物、碳酸鹽及有機質(zhì)等(姜在興等，2013)。國內(nèi)有關(guān)湖相細粒沉積巖的報道多集中在渤海灣盆地(王勇等，2015；張順等，2016)和鄂爾多斯盆地(袁選俊等，2015)，在巖相劃分(陳世悅等，2016；張順等，2017)、沉積微相與空間分布(張順等，2014a；吳靖等，2016；陳世悅等，2017；鄢繼華等，2017)、儲集層及含油氣特征(朱光有等，2005；鄢繼華等，2017)等方面取得了大量成果。諸多成果表明湖相細粒沉積巖普遍發(fā)育有不同紋層組成的水平層理，看似均一的水平層理細粒沉積巖在空間和時間尺度上都存在著不同數(shù)量級的差異性(Aplin and Macquaker，2011)，這些差異會影響非常規(guī)儲集層質(zhì)量(姜在興等，2013；陳世悅等，2016)。水平層理的發(fā)育與沉積過程和沉積環(huán)境密切相關(guān)，是值得深入研究的重要內(nèi)容。

以蘇北盆地高郵—金湖凹陷古近系阜寧組二段水平層理發(fā)育的細粒沉積巖為研究對象，基于29口井的高精度厘米級巖心觀察描述以及172塊細粒沉積巖樣品的X射線衍射全巖分析，從整體上把握了研究區(qū)水平層理細粒沉積巖的紋層基本特征并開展分類；在此基礎(chǔ)上通過81個普通薄片觀察，對比了各類水平層理細粒沉積巖中的紋層具體特征；此外，在172塊細粒沉積巖全巖分析樣品中，有58塊樣品同時開展了X射線衍射黏土及微量元素測試，用于古鹽度定量分析(附表1)。有132塊樣品開展了TOC測試，并對其中6塊典型樣品進行了掃描電鏡觀察，用于明確不同紋層組合中的有機質(zhì)含量及分布?；谏鲜鲑Y料研究認為：蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜寧組二段細粒沉積巖巖性復(fù)雜且碳酸鹽含量整體較高，發(fā)育有不同顏色紋層疊置，并根據(jù)紋層厚度將水平層理分為薄層狀構(gòu)造和厚層狀構(gòu)造，探討了紋層的成因機制及保存條件。

a—蘇北盆地構(gòu)造區(qū)劃，其中凹陷區(qū)古近系齊全，凸起區(qū)古近系戴南組缺失；b—蘇北盆地地層簡表；c—高郵—金湖凹陷亞段沉積體系亞段均為半深湖—深湖亞相)圖 1 高郵和金湖凹陷位置及古近系阜寧組二段沉積背景Fig.1 Location and sedimentary background of the Member 2 of Paleogene Funing Formation of Gaoyou and Jinhu sags

1 地質(zhì)概況

2 紋層基本特征及細粒沉積巖分類

本次對研究區(qū)共29口井(圖 1-c)進行了高精度厘米級巖心觀察描述和薄片觀察，以及相關(guān)地球化學分析?？紤]到水平層理細粒沉積巖的復(fù)雜性由紋層的物質(zhì)組成和紋層的組合樣式疊加產(chǎn)生(鄢繼華等，2015)，從巖性與沉積構(gòu)造2大方面把握阜二段水平層理紋層的基本特征，再結(jié)合鏡下觀察探討各類細粒沉積巖中的不同紋層特征。

圖 2 蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜二段水平層理細粒沉積巖巖性分類Fig.2 Types of fine-grained sedimentary rocks with horizontal bedding in the Member 2 of Funing Formation in Gaoyou and Jinhu sags，Subei Basin

2.1 巖性成分特征

阜寧組二段水平層理細粒沉積巖整體呈深灰色，但細化到紋層尺度，顏色則變得復(fù)雜，包括深灰色、灰色、灰白色、土黃色等。紋層的顏色與其巖性成分密切相關(guān)。根據(jù)國內(nèi)常用的巖性分類圖版(姜在興等，2013)，阜二段水平層理細粒沉積巖主要包括碳酸鹽巖、黏土巖和混合型細粒沉積巖，粉砂巖少見(圖 2)。對比發(fā)現(xiàn)，不同顏色紋層的宏觀組合樣式與其整體巖性成分特征對應(yīng)良好： 以淺色紋層為主或具明暗雙色紋層的細粒沉積巖(圖 3-a，3-d)碳酸鹽含量基本大于50%，但也有極少數(shù)樣品為粉砂巖(圖 4-a)；由2種以上顏色紋層組成的細粒沉積巖(圖 4-d；圖 5-c)各組分端元占比通常不超過50%，屬于混合型細粒沉積巖；以深灰色紋層為主的細粒沉積巖(圖 3-e；圖 5-d)基本為黏土巖，且?guī)r心通常破碎。

2.2 水平層理紋層厚度

阜寧組二段細粒沉積巖的宏觀沉積構(gòu)造包括水平層理和塊狀層理，也可見過渡層理、交錯層理及變形層理等。水平層理是研究區(qū)最常見的層理構(gòu)造，平行疊置的紋層是其基本特征。有學者根據(jù)紋層厚度大小將水平層理進一步細分為頁狀層理和紋理(張順等，2014b；陳世悅等，2016)。巖心觀察發(fā)現(xiàn)研究區(qū)細粒沉積巖水平層理單紋層厚度多為1～2imm，很少超過5imm，并且紋層的厚度與其形態(tài)特征關(guān)系密切，可一定程度地反映水動力條件差異。故根據(jù)紋層單層厚度將水平層理分為薄紋層狀構(gòu)造(紋層厚度小于1imm)和厚紋層狀構(gòu)造(紋層厚度大于1imm)2類。

單紋層厚度在1imm及以下的水平層理，其紋層在宏觀尺度下基本平直，指示了相對安靜的沉積水體。需要說明的是，本次在薄紋層狀構(gòu)造中也發(fā)現(xiàn)了罕見的小型交錯層理(圖 4-a，4-b)以及微型沖刷面(圖 4-e，4-f)。上述特征表明阜二段具薄紋層狀構(gòu)造的細粒沉積巖并非都是在完全靜水條件下懸浮沉積的。薄紋層狀細粒沉積巖的黏土礦物含量整體較高，均值約38%；碳酸鹽含量約29%(圖 2)。

單紋層厚度在1imm以上的水平層理，其紋層在宏觀尺度下整體平直，但局部常略呈波狀，甚至偶見小型交錯層理(圖 5-c)，反映沉積水體整體穩(wěn)定，但存在短暫動蕩。厚紋層狀細粒沉積巖的碳酸鹽含量整體較高，均值約40%；黏土礦物含量約26%(圖 2)。

2.3 細粒沉積巖分類

需要說明的是，在細粒沉積巖的分類研究中，TOC通常是非常重要的指標。有學者將有機質(zhì)作為一類組分端元(姜在興等，2013)，或在 圖 2 分類基礎(chǔ)上根據(jù)TOC指標開展進一步細分(張順等，2014)。本次對比發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)阜二段水平層理細粒沉積巖的TOC均值與其紋層厚度關(guān)系密切： 薄紋層狀細粒沉積巖TOC均值普遍較高(大于2%)，而厚紋層狀細粒沉積巖TOC均值明顯偏低(約1%)。故在巖石分類時未單獨考慮TOC指標。

3 薄紋層狀構(gòu)造中的紋層

3.1 碳酸鹽巖中的紋層

鏡下觀察發(fā)現(xiàn)研究區(qū)細粒沉積巖中的碳酸鹽組分多為化學成因，但亦有生物成因。由于指示的沉積環(huán)境不同，薄紋層狀碳酸鹽巖可進一步分為泥晶碳酸鹽巖和生物介殼富集的碳酸鹽巖2類。

表 1 蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜二段古鹽度特征及不同類型水平層理細粒沉積巖樣品分布Table 1 Palaeosalinity characteristics and distribution of different types of sedimentary rock samples with horizontal bedding in the Member 2 of Funing Formation in Gaoyou and Jinhu sags，Subei Basin

a—Lin1井巖心，2600.95im，紋層連續(xù)、略呈波狀；b—圖a的普通薄片(單偏光)，黏土夾層狀斷續(xù)分布于碳酸鹽層系之間，陸屑層狀富集，見微型沖刷面，碳酸鹽含量67.9%，長英質(zhì)含量13.2%，黏土及其他礦物含量18.9%；c—Z7井巖心，1913.16im，紋層整體平直，見小型交錯層理；d—圖c的普通薄片(單偏光，染色)，陸屑層狀富集、具正韻律，見生物介殼碎片定向排列，碳酸鹽含量31.7%，長英質(zhì)含量38.2%，黏土及其他礦物含量30.1%；e—W5井，938.9im，紋層平直連續(xù)，巖心破碎；f—圖e的普通薄片(單偏光，染色)，黏土 礦物與泥晶碳酸鹽組分垂向含量差異形成紋層，碳酸鹽含量18.7%，長英質(zhì)含量29%，黏土及其他礦物含量52.3%圖 5 蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜二段厚紋層狀構(gòu)造典型紋層特征Fig.5 Typical thick-laminated features of sedimentary rocks with horizontal bedding in the Member 2 of Funing Formation in Gaoyou and Jinhu sags，Subei Basin

3.2 混合型細粒沉積巖中的紋層

3.3 黏土巖中的紋層

3.4 (泥質(zhì))粉砂巖中的紋層

4 厚紋層狀構(gòu)造中的紋層

4.1 碳酸鹽巖中的紋層

4.2 混合型細粒沉積巖中的紋層

厚紋層狀混合型細粒沉積巖在整個阜二段均有發(fā)育(表 1)，平面分布亦較為廣泛，在高郵—金湖凹陷多口井中均有見到。該類巖石顏色整體偏黃，宏觀可見較厚(1～5imm)的紋層，基本平直、局部略呈波狀，可見小型交錯層理(圖 5-c)。鏡下見紋層主要由黏土—粉砂級別的石英、長石顆粒及泥晶碳酸鹽組成。部分樣品可見少量定向排列的破碎生物介殼，其產(chǎn)狀在不同紋層中存在差異(圖 5-d)： 在以泥晶碳酸鹽為主的紋層中，破碎的生物介殼水平排列，以懸浮沉積為主；而陸屑顆粒較多的紋層中可見產(chǎn)狀傾斜的破碎生物介殼，指示了水流的側(cè)向遷移。該類巖石有機碳含量偏低，TOC介于0.04%～1.72%之間，均值0.89%(27個樣品)。

需要說明的是，在具有厚紋層狀沉積構(gòu)造的巖石中，碳酸鹽巖與混合型細粒沉積巖是垂向快速過渡變化的。例如圖 5-c中顏色最淺的紋層(測試點A)實測碳酸鹽占比65.5%，長英質(zhì)占比14.1%，黏土及其他礦物占比20.4%，屬于碳酸鹽巖；其下顏色較深的紋層(測試點B)碳酸鹽占比31.7%，長英質(zhì)占比38.2%，黏土及其他礦物占比30.1%，屬于混合型細粒沉積巖。

4.3 黏土巖中的紋層

5 紋層成因探討

不同性質(zhì)的紋層記錄了特定的沉積環(huán)境，成因探討即是根據(jù)沉積記錄反推紋層沉積環(huán)境的過程。研究區(qū)紋層的差異性主要體現(xiàn)在2個方面： 一是物質(zhì)組成，二是結(jié)構(gòu)特征(紋層厚度)。諸多研究表明，湖泊沉積物中記錄的季節(jié)性氣候變化比其他氣候周期變化更明顯(Zolitschkaetal.， 2015)，紋層也因此具有很強的季節(jié)性意義。這種季節(jié)性紋層的組合稱為紋泥(varve)，最早用于描述冰湖沉積物(De Geer，2003)，如今已經(jīng)擴展到其他具有“年”旋回的沉積環(huán)境(李凱等，2017)。該術(shù)語多見于年代學和古氣候(李萬春等，1999;劉強等，2004)研究，亦能指導(dǎo)分析紋層的形成過程。此外前文已描述，雖然水平層理整體形成于穩(wěn)定的水體環(huán)境，但宏觀可見的交錯層理(圖 4-a；圖 5-c)與鏡下可見的微型沖刷面(圖 4-e，4-f；圖 5-b)仍然指示了水動力條件的變化。因此紋層的成因探討應(yīng)當圍繞其形成和保存2個方面展開。

5.1 紋層的形成

多種物質(zhì)組分，包括陸源沉積物(石英和長石顆粒、黏土礦物及有機質(zhì))、生物沉積物(生物格架/碎屑及生物生產(chǎn)的有機質(zhì))和內(nèi)生沉積物(主要是碳酸鹽)等的空間混合和垂向疊置，形成了高郵和金湖凹陷阜寧組二段水平層理細粒沉積巖中的各類紋層。在此過程中，一方面，水平層理的形成雖以懸浮沉積作用為主，但并不是連續(xù)緩慢堆積的過程，而是不同組分在一系列沉積事件中的記錄(Zolitschkaetal.， 2015)，包括徑流增加、藻華、碳酸鹽組分的強烈沉淀(Stockheckeetal.， 2012)，等等；另一方面，紋層的形成與湖水分層現(xiàn)象有關(guān)(王冠民和鐘建華，2004;陳世悅等，2017)，即湖水分層導(dǎo)致不同密度的物質(zhì)組分先后沉積。因此在分析紋層的形成時，需要分別探討不同物質(zhì)組分在湖泊中出現(xiàn)與沉積的過程。

5.1.1 碳酸鹽組分

較高的碳酸鹽含量是蘇北盆地乃至中國東部盆地古近系細粒沉積巖的普遍特征(陳世悅等，2016;張順等，2016;鄢繼華等，2017)。蘇北盆地阜寧組二段水體咸化(傅強等，2007)，有利于湖泊水體分層和碳酸鹽組分的大量出現(xiàn)；此外特定的沉積環(huán)境有利于介形蟲等生物的繁盛，可生產(chǎn)大量碳酸鹽生物格架。

1)干旱氣候有利于碳酸鹽生產(chǎn)并導(dǎo)致水體強分層，泥晶碳酸鹽顆粒季節(jié)性富集。

本次基于研究區(qū)阜寧組二段共93個樣品的X衍射全巖、X衍射黏土及微量元素測試數(shù)據(jù)，利用Couch法完成了古鹽度定量分析，發(fā)現(xiàn)阜二段沉積時期研究區(qū)水體古鹽度介于10.53‰～79.45‰之間，均值28.93‰。其中有26個樣點古鹽度介于25‰～35‰之間，屬于咸水；24個樣點大于35‰，屬于超咸水。阜二段沉積時期研究區(qū)或曾遭受黃海海侵(傅強等，2007)，這可能有利于碳酸鹽生產(chǎn)。但考慮到該時期金湖凹陷以西更加封閉的洪澤凹陷(圖 1-c)已出現(xiàn)石膏沉積(傅強等，2007;劉玉瑞，2016)，認為研究區(qū)阜二段大量咸水—超咸水樣品的出現(xiàn)應(yīng)當與氣候干旱有關(guān)，這也與中國東部古近紀階段性的干旱氣候(徐崇凱等，2018)相符。

研究區(qū)大量泥晶碳酸鹽顆粒的出現(xiàn)具有很強的季節(jié)性意義。一方面，干旱氣候下的古鹽度升高在夏季尤為顯著(Zolitschkaetal.， 2015)，且夏季水生生物繁盛也能誘發(fā)碳酸鈣沉淀(朱光有等，2005)；另一方面，古鹽度的增加使高鹽度(密度)的水體下沉，低鹽度水體上浮，進一步強化了水體分層。當水體分層時，高密度的碳酸鹽顆粒優(yōu)先沉淀，層狀富集形成紋層，因而泥晶碳酸鹽紋層具有季節(jié)性意義。

2)生物介殼季節(jié)性富集，夏季過高的水體鹽度不利于生物繁盛。

阜寧組二段細粒沉積巖中的生物介殼通常零星出現(xiàn)且破碎(圖 5-d)，完整生物介殼的大量富集僅在金湖凹陷閔橋地區(qū)被觀察到(圖 3-d)。閔橋地區(qū)阜二段沉積早期的火山噴發(fā)，一方面提供了大量營養(yǎng)物質(zhì)，另一方面玄武巖形成的水下低隆減少了金湖凹陷西部河流注入對該區(qū)的影響。上述條件形成了營養(yǎng)豐富的清水環(huán)境，有利于介形蟲生長，故而介殼化石在該區(qū)大量出現(xiàn)。

進一步分析發(fā)現(xiàn)，生物介殼的繁盛同樣具有季節(jié)性意義。鏡下可見介殼水平排列在黏土礦物含量較高的紋層中，而在泥晶碳酸鹽富集的紋層中卻未出現(xiàn)，二者組成層偶(圖 3-d)，說明夏季過高的水體鹽度不利于介形蟲生長。泥晶碳酸鹽顆粒和黏土—生物介殼的季節(jié)性沉積，最終產(chǎn)生了宏觀上明暗相間的紋層。

5.1.2 陸源碎屑

陸源碎屑主要從金湖凹陷西部等地區(qū)隨淡水注入湖盆(圖 1-c)，也有部分陸屑通過風力搬運進入湖盆。此外底流搬運也是紋層中陸源碎屑的供給方式(圖 4-a)，但在研究區(qū)相對少見。

1)周期性淡水注入控制陸源碎屑數(shù)量，水體分層使黏土礦物層狀富集。

湖泊沉積物中的陸源碎屑數(shù)量主要受控于河流徑流量，而研究區(qū)河流的徑流量應(yīng)當主要受控于季節(jié)性的降水量變化(張來明，2016)，陸源碎屑紋層的形成也因此具有季節(jié)性。在分層的湖泊中，河水多以平流或?qū)娱g流的方式輸入，并在一定條件下發(fā)生懸浮沉積(王冠民，2012)，因而阜二段陸源碎屑富集的紋層多具正韻律(圖 4-e，4-f；圖 5-d)，紋層底部長石、石英顆粒富集，而頂部黏土礦物富集。這是由于水體溫度在4i℃時達到最大，夏季表層水體溫度升高和冬季表層水體溫度降低均有利于湖水分層。因此夏、冬季節(jié)粉砂級石英和長石顆粒更易沉淀，而黏土礦物更可能懸浮在表層水體中，直到春季和秋季隨著水體分層的減弱才發(fā)生沉積。

2)風力搬運提供陸源碎屑顆粒。

除了河流作用，陸源碎屑也可能通過風力搬運進入湖泊，這在受河流注入影響較小的泥晶碳酸鹽紋層中尤為明顯(圖 3-b，3-d)。阜二段碳酸鹽紋層中常見零星分布的陸源碎屑(多為石英)顆粒，這類顆粒磨圓度較差且大小相近，很難用水流搬運模式去解釋，更可能與風力搬運有關(guān)。有觀點認為該類陸屑顆粒與季節(jié)性的風力變化有關(guān)(王冠民等，2007)。

5.1.3 有機質(zhì)

1)藻類的季節(jié)性繁盛。

阜二段沉積時期，高郵—金湖凹陷輪藻、藍綠藻(李道琪，1984)等生物的繁盛提供了大量有機質(zhì)，藻類勃發(fā)應(yīng)該與當時金湖凹陷閔橋地區(qū)持續(xù)的火山作用有關(guān)。除此之外，藻類繁盛還具有很強的季節(jié)性(王冠民和鐘建華，2004)，例如春秋兩季隨著湖水分層的減弱，底層營養(yǎng)物質(zhì)的上升有利于表層藻類的爆發(fā)。在掃描電鏡背散射照片中，有機質(zhì)與礦物顆粒具有截然不同的灰度，因而能被很好識別。圖 6是在中國石化無錫地質(zhì)所完成的大面積掃描電鏡背散射成像照片(Maps)，由近千張連續(xù)的掃描電鏡照片拼接而成，可在大范圍內(nèi)(本次觀察范圍1.5×1.9imm)觀察巖石的物質(zhì)組成和孔隙結(jié)構(gòu)。圖 6-a與圖 3-a來自同一塊薄紋層狀—泥晶碳酸鹽巖樣品，背散射照片中的有機質(zhì)已用藍色渲染，該類有機質(zhì)多被黏土礦物吸附(圖 6-b)，以有機質(zhì)—黏土復(fù)合體的形式存在(蔡進功等，2009)。有機質(zhì)層狀富集在碳酸鹽紋層之間，反映了湖泊藻類的季節(jié)性繁盛。

2)匯水區(qū)有機質(zhì)隨周期性淡水注入湖盆。

淡水攜帶陸屑進入湖泊的同時，也帶來了匯水區(qū)的有機質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，這在氣候濕潤時期尤為明顯(Zolitschkaetal.， 2015；鄢繼華等，2017)。圖 6-c為混合型細粒沉積巖樣品的Maps掃描電鏡照片?？梢娪袡C質(zhì)除了層狀富集，還大量分布在陸源碎屑富集的紋層中，與陸源碎屑共生(圖 6-d)，應(yīng)當與淡水注入有關(guān)。

湖泊紋層中的不同物質(zhì)組分，其產(chǎn)生(或注入湖泊)和沉積的過程均具表現(xiàn)出季節(jié)性特征，紋層也因此具有季節(jié)性意義。紋層中單一物質(zhì)的成因分析相對簡單，但實際情況中觀察到的紋層往往由多種組分混合形成(圖 4-e;圖 5-d)，不同紋層之間的界限也可能并不清晰(圖 4-c;圖 5-f)。有學者認為這是氣候和環(huán)境條件在單一季節(jié)時段內(nèi)仍然不斷變化的體現(xiàn)(Zolitschkaetal.， 2015)，也有學者將其解釋為水體弱分層的響應(yīng)(金忠慧，2017)。上述針對不同物質(zhì)組分在紋層中形成過程的分析是偏理論化的，但高郵—金湖凹陷阜二段的普遍規(guī)律是： 薄紋層狀構(gòu)造中單一紋層的物質(zhì)組成比厚紋層狀構(gòu)造更加簡單，并且不同紋層之間的界限更加清晰(圖 3，圖 4，圖 5)。與厚紋層狀構(gòu)造相比，薄紋層狀構(gòu)造應(yīng)當形成于季節(jié)性氣候變化更加顯著、水體分層程度更強的沉積環(huán)境。

a—He4井，2302.55im，掃描電鏡背散射照片(取自圖 3-a樣品)，已根據(jù)灰度差異染色，有機質(zhì)層狀富集；b—圖a的局部放大，有機質(zhì)層狀分布；c—D1井，1547.04im，掃描電鏡背散射照片，已根據(jù)灰度差異染色，有機質(zhì)星散狀分布；d—圖c的 局部放大，有機質(zhì)分布在陸屑顆粒間圖 6 蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜二段水平層理細粒沉積巖有機質(zhì)分布Fig.6 Distribution of organic matter in sedimentary rocks with horizontal bedding in the Member 2 of Funing Formation in Gaoyou and Jinhu sags，Subei Basin

5.2 紋層的保存

生物擾動、入湖河水及波浪的影響均不利于紋層的保存，只有沉積后不發(fā)生侵蝕、再懸浮或再沉積作用，反映原始環(huán)境特征的紋層才能被保存下來。現(xiàn)今見到的紋層厚度越小，表明其保存下來的氣候變化信息越豐富。水體深度越大或水體分層越明顯，紋層越容易保存。

5.2.1 水體深度

水平層理發(fā)育在正常浪基面以下，其中薄紋層狀構(gòu)造的形成深度應(yīng)當大于厚紋層狀構(gòu)造，其紋層特征的保存情況亦相對更好。薄紋層狀構(gòu)造中的紋層在宏觀尺度和微觀尺度下均基本平直，不同物質(zhì)組分在垂向上區(qū)分明顯(圖 3，圖 4)，紋層的季節(jié)性特征保存較好；厚紋層狀構(gòu)造在宏觀尺度下可略呈波狀或與小型交錯層理伴生，鏡下可見早期沉積的紋層被打亂、打斷(圖 5-b)，部分紋層記錄遭到破壞，保存相對較差。事實上紋層形成后遭受改造的現(xiàn)象是普遍存在的，即便是在薄紋層狀構(gòu)造中亦可能出現(xiàn)交錯層理(圖 4-a)，鏡下也能見到的微型沖刷面(圖 4-e)，表明顆粒在整體懸浮沉積的過程中仍然伴隨有側(cè)向遷移、并改造先前沉積的紋層，但這并不影響薄紋層狀構(gòu)造中紋層特征保存良好的整體規(guī)律。

由此可見，紋層厚度的增加往往伴隨紋層特征的破壞，而紋層厚度與水深密切相關(guān)，因此水體深度是研究區(qū)影響紋層保存狀況的重要因素。

5.2.2 水體分層程度

6 結(jié)論

1)蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜寧組二段細粒沉積巖巖性復(fù)雜且碳酸鹽含量整體較高，主要包括泥晶碳酸鹽巖、生物介殼富集的碳酸鹽巖、黏土巖和混合型細粒沉積巖，發(fā)育由不同顏色紋層疊置組成的水平層理。

2)根據(jù)紋層厚度將水平層理分為薄紋層狀構(gòu)造和厚紋層狀構(gòu)造2類。具薄紋層狀構(gòu)造的細粒沉積巖巖性復(fù)雜、TOC均值較高，其紋層在宏觀尺度下整體平直，在微觀尺度下界限分明，可發(fā)育微型沖刷面；具厚紋層狀構(gòu)造的細粒沉積巖碳酸鹽含量整體較高、TOC均值相對偏低，其紋層在宏觀尺度下局部可略呈波狀、偶見小型交錯層理，在微觀尺度下各組分相對混雜。

3)蘇北盆地高郵—金湖凹陷阜寧組二段細粒沉積巖紋層紀錄了其形成和保存2個方面的信息。紋層的形成通常具有季節(jié)性意義，具體包括2個方面： 一是陸源碎屑、碳酸鹽、有機質(zhì)等不同組分進入湖盆或在湖泊內(nèi)生產(chǎn)的過程受季節(jié)性氣候控制，二是不同物質(zhì)組分的沉積次序受季節(jié)性水體分層影響。紋層的保存與其形成后的水動力強度及水體分層情況有關(guān)，研究區(qū)較高的古鹽度有利于水體強分層，大于正常浪基面的水體深度應(yīng)是決定紋層保存情況的主要因素。