羌塘盆地西北部1:25万查多岗日-布若错幅布曲组

岩石薄片特征分析

苏桂芬  冯俊岭  徐艳秋

（中国地质调查局实物地质资料中心）

摘要：青藏高原中羌塘盆地西北部中侏罗统布曲组生物种类丰富，个体保存较完整，颗粒组分出现了较多鲕粒、藻粒、核形石等特征，为布曲组碳酸盐岩微相分析提供了有利条件。本文以室内镜下观察为主要技术手段，对中侏罗统布曲组碳酸盐岩的颗粒类型及岩石组合作了详细研究，可为该地区层序地层、岩相古环境及油气找矿等研究提供依据。

关键词：青藏高原 羌塘盆地西北 岩石薄片  颗粒类型 碳酸盐岩微相

碳酸盐岩微相是在薄片中的古生物学和岩石学的总特征。通过显微镜分析可以获得碳酸盐岩的生物组分、岩石组分、显微结构和原生沉积构造等沉积特征[1]，认识碳酸盐在微观上成因和结构的特殊性，是碳酸盐岩沉积学研究的重要方法和手段[2]。

实物中心收集保管了77档青藏高原1:25万区域地质调查资料，其中86幅有薄片实物资料。在查多岗日-布若错幅岩石薄片显微图像采集工作中，笔者发现青藏高原中羌塘盆地西北部布若错地区中侏罗统布曲组颗粒组分出现了较多鲕粒、藻粒、核形石等特征，生物类型丰富，部分个体完整，这些特征对于分析该地区碳酸盐岩微相有重要意义，可为布若错地区岩相古地理、层序地层学研究和油气勘查等提供基础资料。

1 区域地质概况

羌塘盆地位于青藏高原中北部，是青藏高原上最大的沉积残留盆地[3]。它发育于前古生界结晶基底和古生界褶皱基底之上，以中生界海相沉积为主的，由北羌塘坳陷、中央隆起带和南羌塘坳陷三个部分组成[4]。

研究区位于北羌塘凹陷带的西北部，夹于北部的可可西里-金沙江结合带与南部的羌塘中部中央隆起带之间，位于藏滇（中间）板块与华南板块的复合部位（图1）。该地区侏罗系发育比较完整，化石丰富，自下而上依次为那底岗日组、雀莫错组、布曲组、夏里组、索瓦组和雪山组，各组之间皆为整合接触。

二、地层剖面特征

在查多岗日-布若错幅布若错地区涉及的中侏罗统布曲组地层剖面有六条，其中以独雪山、雷音沟两地出露最为完整。为一套夹少量泥岩、页岩、白云质灰岩和砂屑的碳酸盐岩组合，与下伏雀莫错组和上覆夏里组的砂岩、泥岩整合接触。

本文主要针对独雪山剖面岩石薄片特征进行讨论。剖面中见该组的顶底面，控制厚度1092.3 m。岩层自下而上特点突出，显示一定的规律性：下部以较细的碳酸盐岩、深色薄层泥页岩为主，由深灰-黑色页岩、泥岩、泥灰岩与生物屑泥晶灰岩、生物屑灰岩、介壳灰岩夹少量鲕粒灰岩。总体以较细的低能沉积碳酸盐岩、含较多的深色薄层泥、页岩为特征；中-上部为深灰色鲕粒灰岩、核形石鲕粒灰岩、核形石灰岩、含核形石泥晶灰岩、砂屑灰岩、泥晶灰岩、球粒灰岩夹泥灰岩、泥岩、页岩，局部偶夹白云岩化灰岩，顶部出现数层介壳灰岩，总体上沉积颗粒较粗，以颗粒灰岩为主[5]。

图1 羌塘盆地构造及研究区位置简图（据[5]修编）

该组广泛发育由下往上变厚、变粗的多级次、多旋回碳酸盐岩沉积组合。岩层具水平层理、平行层理、沙纹层理、交错层理、粒序层理、水平虫迹等。

3 颗粒类型及特征

碳酸盐岩颗粒类型是划分微相类型、分析沉积环境的重要依据[6]。按照碳酸盐岩颗粒的成因机制与结构形态，在独雪山剖面中侏罗统布曲组中识别出5种颗粒类型：生物碎屑、藻类、核形石、鲕粒和陆源碎屑。

3.1 生物碎屑

布曲组生物化石在布若错地区分布广泛、种类丰富，薄片下个别形态完整，大部分为生物碎片。本文生物碎屑以独雪山为代表进行描述。该剖面生物均为浅水海相，种类包括腕足类、瓣鳃类、腹足类、有孔虫、介形虫、苔藓虫、棘皮类、藻类、珊瑚等。

3.1.1 腕足类

该生物在布曲组中分布广泛，含量高，个体均较大，在上层中含量最高，可达44%。腕足在薄片中大部分为碎片状（图2a和图2b），壳体较厚，弧度单一，内部特征明显，多见平行-倾斜片状结构和层纤结构，刺呈管状或圆环状，粒径大小悬殊不一，直径0.3~17 mm。

3.1.2 瓣鳃类

总体含量高，镜下见完整个体（图2c），大部分为半弧状、长条碎片状，大小不等，长径0.2~15 mm，双瓣大小、形状多数是相等的，但每一瓣两侧不对称。壳体薄厚均匀，多为亮晶方解石充填，具次生多晶结构。

3.1.3 腹足类

布曲组腹足化石分布较多，薄片下多见碎屑状，完整个体少见（图2d），其壳体呈螺旋状分布，壳体厚度较薄，多为亮晶充填，内部无隔壁，弯曲度较大，具次生晶粒结构。主要见于剖面的下部，含量低，多与瓣鳃类、腕足类共生。

3.1.4 棘皮类

主要包括海百合和海胆两类（图2e和图2f），以海百合茎为主，横切面呈圆状、椭圆状，中央孔径被亮晶充填，纵切面呈长方形板状，具明显的单晶结构；海胆碎片相对较少，外形呈圆形花瓣状或放射状，具网格单晶结构。棘皮类生物在布曲组分布广泛，但含量不高。

3.1.5 介形虫

镜下见较多完整个体（图2g），两瓣形状相似，大小稍不等，壳体较薄，具层纤-玻纤结构，波状消光明显，内部为亮晶方解石充填，有的内部为泥晶充填。该生物在剖面中分布广泛，主要集中于布曲组中部，含量较高。

3.1.6 有孔虫

个体较小，完整者少见，具微晶-隐粒结构，碎片发育不同程度泥晶化，见有古串珠虫（图2h）、球瓣虫等。该生物在剖面中分布较广，但含量低，一般不超过5%。

3.1.7 苔藓虫

个体变化较大，有的大而完整。呈网状、枝状、扇状、块状等，主要种类为变口目种类（图2i），虫室内多由泥晶方解石充填，虫室壁具平行片状结构，少量隐口目苔藓虫。该生物在剖面下层开始出现，位于布曲组的中下部，在此后的地层中频繁出现，只是含量均不高。

3.1.8 珊瑚

珊瑚呈椭圆或不规则外形，呈单体分布于岩内，薄片下少见，多为不完整碎屑状（图2j），因重结晶作用，内部结构不很清楚。该生物主要见于布曲组中部。

3.2 藻类 

3.2.1 蓝绿藻

薄片下呈细长条状并平行迭复定向分布（图2k），富集的藻类生物碎屑与泥晶方解石集合体呈微薄层状交替分布；另有细小碎屑无完整形态，零星分布于泥晶方解石集合体间；少量蓝绿藻在核形石边部断续围绕。主要见于剖面中部层位，位于布曲组中部，含量最高可达48%。另有其他藻类米齐藻（图2l）、管孔藻和隐藻等。

3.2.2 藻屑

以藻砂屑为主（图2g），少量藻砾屑。均呈圆状或椭圆状、次圆状、次棱角状、不规则状，大小不等，分布不均匀。成分为隐晶方解石集合体，局部见有圆形藻球粒与长石、石英碎屑混合分布。藻屑在布曲组各地层中不均匀零星分布，含量不高。

3.3 鲕粒

鲕粒呈圆状（图2m）、次圆状或次椭圆状，大小0.1~2 mm，呈单体或几个富集成堆分布，与藻砂屑、生物屑混合不均匀分布。鲕粒内核由生物屑及内碎屑组成，外围为宽窄不一的放射状纹层环绕，部分鲕粒放射状纹层中不均匀地具泥晶化，有的使鲕中纹层模糊不清。鲕粒的种类以鲕皮直径小于鲕核直径的薄皮鲕以及放射状鲕粒为主。在一些地层中见鲕粒与核形石共生，反映两者形成于相同的高能环境。

3.4 核形石 

核形石由核心和包壳两个基本单元组成[7]。核形石多呈圆状或椭圆状（图2n），大小3~12 mm不等，内核以生物碎屑为主和几个鲕粒、砂屑、泥晶混合组成。生物碎屑是各类正常海相生物骨屑，主要有腕足类、双壳类、棘屑、有孔虫、珊瑚等，其外围多由蓝藻或不规则状藻纹层环绕，与其它鲕粒、砂屑混合时多时少不均匀地分布。

另一种核形石外形极不规则，粗-细悬殊不一，大小2.7~18 mm不等，在特大的核形石内有次一级小核形石（2~3个）及少量生物屑、砂屑混合分布，外围藻丝纹层断续不完整环绕。

核形石及鲕粒主要见于布曲组的中部和上部，分布广泛，含量很高。

3.5 陆源碎屑  

砂屑呈圆状、次圆状或不规则-次椭圆状、次棱角状（图2o），大小多为0.08~0.8 mm，少量0.9~2 mm。以石英为主，少量长石碎屑，有的斜长石晶体可见聚片双晶；岩屑主要为泥质岩、泥灰岩和少量硅质岩碎屑，一般杂乱无定向分布。细长条片状、鳞片状云母与绿泥石、铁质矿物等，碎屑粒径为0.02~0.08 mm，相对富集并断续呈定向分布。

4 碳酸盐岩微相类型及特征

岩石特征和其内的颗粒类型是碳酸盐岩微相类型划分、沉积环境分析的重要依据[8]。独雪山剖面布曲组中的化石碳酸盐岩主要颗粒类型以生物碎屑、核形石和鲕粒为主，含部分藻类和少量陆源碎屑，有的岩石白云岩化，弱硅化及铁质交代等沉积期后变化发育。生物碎屑以双壳类、腕足类、腹足类、介形虫类、有孔虫类、棘皮类居多。本次化石碳酸盐岩微相的定名引用了Folk的分类观点和参数，主要依据余素玉[1]的分类方案。

4.1 颗粒含量大于50%的碳酸盐岩类（MG）

在颗粒含量不变时，依据填隙物由亮晶胶结物和泥晶基质的相对含量，分为泥晶和亮晶粒屑灰岩具体划分亚类，各类型依据薄片内出现的粒屑不同确定岩性微相。

4.1.1 泥晶粒屑灰岩亚类（MG1）

4.1.1.1 泥晶生物碎屑灰岩（MG1-1）

以生物碎屑颗粒为主，含量在30%以上（图3a），高者可达60%，主要以腹足、腕足类、介壳类为主，其次为棘屑、介形虫、瓣鳃、海百合、有孔虫类等。生物碎屑颗粒大小悬殊不一，大小0.3~15 mm，多为半自形-自形。部分生物屑内部已被细-中晶白云石集合体取代，但外形依然保留。粒屑还见有含有总和10~25%的球粒、鲕粒、藻屑、核形石、砂屑不均匀分布。填隙物以微晶为主，局部颗粒间有少量亮晶方解石相伴混合充填胶结。

4.1.1.2 泥晶介壳灰岩（MG1-2）

生物屑泥晶结构，生物碎屑介形虫、瓣鳃含量55~60 %，少量有孔虫、棘屑，含量均小于2%，以半弧形长条状介壳类为主（图3b），大小0.4~15 mm，长轴方向大致显定向展布。在生物碎屑间由泥晶方解石充填，局部泥晶中有泥质组份相伴混合分布。

4.1.1.3 泥晶鲕粒灰岩（MG1-3）

鲕粒泥晶结构，鲕粒约占50%~80%，磨圆度高，形状为圆形及长椭圆形，少数鲕粒稍有破碎，分选好，大小为0.1~0.6 mm，鲕粒内核由生物屑及内碎屑组成，大部分鲕粒放射状纹层中不均匀地具泥晶化，同心鲕、放射鲕及薄皮鲕等常见，还有少量的复鲕。鲕粒间均由泥晶方解石充填。粒屑还见有含有总和9~20%的生物碎屑、藻砂屑、褐铁矿、石英等零散分布。粒间以泥晶方解石为混合充填，具两个世代，也见少量亮晶相伴充填。有的生物屑含量10~15%，为泥晶含生物屑鲕粒灰岩。有的核形石含量23%，为泥晶核形鲕粒灰岩等。

有的因白云石化填隙物方解石绝大部分已被半自形中-细晶白云石取代，局部不均匀地残留有少量微晶方解石，形成白云石化泥晶鲕粒灰岩（图3c）。

4.1.1.4 泥晶核形石灰岩（MG1-4）

核形石泥晶结构，核形石含量25~45%，规则核形石呈次椭圆或不规则次圆状，大小2.5~8 mm，核形石内部主要由各类生物碎屑（图3d）及凝块、砂屑、泥晶混合组成，外由富有机质泥晶及隐藻相伴不完整环绕。不规则核形石，外形极不规则，粗细悬殊不一，大小2.7~18 mm，在特大的核形石内有次一级小核形石（2~3个）及少量生物屑、砂屑混合分布，外围藻丝纹层断续不完整环绕。填隙物均为含泥泥晶方解石混合充填。

有的岩石生物碎屑含量15~20%，见有腕足、介形虫、苔藓、海百合及有孔虫，呈不规则碎屑状，粒度0.15~2 mm，与少量砂屑混合相对均匀分布，形成泥晶生物屑核形石灰岩。有的岩石内藻砂屑含量近25%，定名为泥晶藻砂屑核形石灰岩。

4.1.1.5 泥晶藻粒灰岩（MG1-5）

生物屑泥晶结构，粒屑含量55~62%，藻屑含量38~48%，见有绿藻呈不规则碎块状（图3e），大小1.7~8 mm不等，在藻屑边部多可见不完整的纵向丝状体或圆孔，内部不均匀地有半自形晶粒状白云石取代。蓝绿藻，呈细长条状并平行迭复定向分布，大小在0.2 mm×0.6 mm~0.5 mm×2.1 mm。生物碎屑为介形虫、腕足、棘屑，少量砂屑零散分布。粒屑间由泥晶方解石及少量泥质组份相伴混合组成。局部微晶方解石集合体与藻类生物屑各自富集呈微薄层状交替分布，二者接触面清楚相对平直。

4.1.2 亮晶粒屑灰岩亚类（MG2）

亮晶胶结物的含量大于泥晶基质，粒屑含量大于50%，按照薄片类型以生物碎屑、鲕粒及核形石、藻屑颗粒及球粒，具填隙物由和泥晶相对进行划分，具体微相如下：

4.1.2.1 亮晶粒屑灰岩（MG2-1）

岩石各主要粒屑组分含量较接近，核形石20~25%、生物碎屑20-25%、鲕粒15~25%，砾-砂屑9~11%，粒度大小不一（图3f），直径0.2~10 mm，混合不均匀分布，部分生物屑因泥晶化边缘不均匀地具宽窄不一的泥晶套。粒屑间由亮晶方解石呈孔隙式充填胶结。

4.1.2.2 亮晶鲕粒灰岩（MG2-2）

鲕粒亮晶结构，鲕粒含量35~62%，外形以圆、椭圆形为主（图3g），粒径大小0.3~1.1 mm，相对均匀或富集成堆分布。内核多以各种生物屑为主，其他内碎屑次之。鲕皮直径小于鲕核直径，故属薄皮鲕为多，泥晶化鲕皮纹层多模糊不清。少量生物碎屑、核形石、藻砂屑相伴分布。粒屑间由大小不等纯亮晶方解石充填胶结，粒度0.08~1.5 mm，少量泥晶方解石相伴分布。有的生物碎屑15~30%，腕足碎屑明显粗大，少量瓣鳃、藻屑、海百合，大小在0.4~7.6 mm，长轴方向大致显定向分布，为亮晶生物鲕粒灰岩。有的填隙物方解石绝大部分被白云石取代，白云石含量20~25%，形成亮晶白云石化鲕粒灰岩。

4.1.2.3 亮晶生物屑藻砂屑灰岩（MG2-3）

生物屑-砂屑亮晶结构，混合不均匀分布（图3h）。藻砂（砾）屑47%，形态呈圆或椭圆状，大小在0.2~2 mm，砾屑2~4 mm，生物碎屑32%，有腕足、介形虫，棘屑，有孔虫、腹足、苔藓及蓝绿藻，生物屑因泥晶化，部分内部结构已不清楚。碎屑间由亮晶方解石呈孔隙式充填胶结。因后期白云石化作用，基质泥晶方解石绝大部分被细晶白云石和少量铁质取代，部分粒屑边部不同程度破坏，岩石转化为白云质生物屑藻砂屑灰岩。

4.1.2.4亮晶细砂质含生物屑球粒灰岩（MG2-4）

细粒砂质结构，生物屑-球粒亮晶结构（图3i），粒屑：藻砂屑、藻球粒38~42%，生物碎屑13~20%，见有腕足、介壳及棘屑、有孔虫等，砂屑18~30%，其中钾长石及斜长石5%，石英10%，岩屑（泥硅质）3%。颗粒间由大小不一的亮晶方解石和少量铁质呈孔隙式胶结。

长石、石英碎屑多呈棱角、次棱角状，大小0.08~0.3 mm，与圆形藻球粒混合相对均匀分布，球粒大小在0.05~0.2 mm。次圆长条状生物碎屑粒度0.15~0.6 mm，各粒屑相伴均匀分布，局部长轴方向略显定向性。整体分选、磨圆较好，粒间为亮晶胶结。

4.2 颗粒含量介于25~50%之间的碳酸盐岩类（GM）

在颗粒含量确定时，依据填隙物由亮晶胶结物和泥晶基质的相对含量，仅见有泥晶粒屑灰岩类，各类型依据薄片内出现的粒屑不同确定具体岩性亚类。

4.2.1 生物屑泥晶灰岩（GM1-1）

生物屑泥晶结构，主要组分为泥晶方解石和少量粘土矿物填隙于粒屑间。生物碎屑含量23~35%，有介壳、棘屑、有孔虫、介形虫、腕足、腹足类及苔藓等，大小悬殊不一（图3j），粒度0.2~9 mm不等，外形基本保留，均以半自形为主，多有不同程度的破碎，大部分内部已被白云石取代。在岩石薄片中还见少量藻屑、核形石、鲕粒、球粒及次圆状砂屑，其各粒屑含量一般小于5%，粒度0.1~0.6 mm，时有时无、时多时少不均匀分布，含量均小于5%。局部鲕粒含量13%，形成含鲕粒生物屑泥晶灰岩。

4.2.2 含生物屑核形石泥晶灰岩（GM1-2）

生物屑-核形石泥晶结构，核形石含量20~28%，形态次圆状、椭圆状或因内核生物屑而成不规则长条状（图3k），内核由一到多个生物或内碎屑组成，大小为3~9 mm。生物屑含量12~15%，有介形虫、苔藓、海百合及有孔虫等，多较强破碎。填隙物均为泥晶方解石组成。

4.2.3 含砂屑含粉砂泥晶灰岩（GM1-3）

粉砂泥晶结构，棱角状粉砂与泥晶方解石相伴混合相对均匀地分布（图3l），粉砂含量17~22%，粒径0.03~0.08 mm，成分以石英、长石为主，少量云母碎片。生物屑含量8%，为腕足和棘屑碎片，另外还含16~20%的藻砂屑及鲕粒，磨圆较好，直径0.2~0.8 mm。填隙物以泥晶方解石为主，局部粗粒砂屑间有白云石取代。

4.3 颗粒含量介于5~25%之间的碳酸盐岩类（MF）

4.3.1 含生物屑泥晶灰岩（MF1）

含生物屑泥晶结构，矿物组合单一，结构无明显差异，主要为致密微晶方解石集合体，少量生物屑（6~15%），见有棘屑、苔藓、腕足、介形虫及长条-半自形螺状腹足等生物碎屑（图3m），大小0.2~7.0 mm，部分生物壳内全被细晶白云石取代。并见少量不均匀分布的棱角状石英、细长片状云母，粒度0.05~0.6 mm。或由于纯灰岩被含薄泥质或更多夹层分隔，因收缩和膨胀而显大小不一的瘤状或透镜体，形成含生物碎屑瘤状泥晶灰岩。

4.3.2 含砂屑泥晶灰岩（MF2）

砂屑泥晶结构，以泥晶方解石集合体为主，少量陆源细粉砂屑（图3n），含量10%，呈圆或次圆状，成分主要为石英，大小0.08~0.2 mm。与不规则状生物屑（海百合、介壳）、石英细砂混杂多少不均匀分布。局部见有少量泥质、铁质相伴分布。

4.4 颗粒含量小于5%的泥晶灰岩（M）

组分单一，由致密泥晶方解石集合体组成（图3o），杂基支撑结构，深灰色或中薄层状，少量碎片状生物零星分布，见有腕足、棘屑、介壳碎屑，约占1~4%，粒度0.2~0.6 mm。可见不规则长条状（内由粉-微晶方解石充填）生物活动遗迹（潜穴）。岩石中常见水平层理。

综上所述，布若错地区布曲组碳酸盐岩颗粒可分为生屑、鲕粒、藻屑、核形石、陆源碎屑等5种类型，碳酸盐微相包含4类，颗粒大于50%时还可以进一步分出泥晶和亮晶两种亚类，种类比较齐全。

5 主要结论与认识

实物资料的二次开发与研究是实物保管单位的永久课题，本次基于查多岗日-布若错幅图像采集工作中的发现与总结，对羌塘盆地西北部布若错地区中侏罗统布曲组的碳酸盐岩微相进行了分析研究，具体认知如下：

1．研究区布曲组碳酸盐岩颗粒类型共有5种：生物碎屑，藻类，核形石，鲕粒，陆源碎屑，以鲕粒和核形石居多，生物碎屑分布广泛，种类齐全，少量完整。

2．按照碳酸盐岩灰泥与化石颗粒相对丰度等结构特征，本研究区划分出4种结构类型：颗粒含量大于50%的碳酸盐岩类、颗粒含量介于50%~25%之间的碳酸盐岩类、颗粒含量介于25%~5%之间的碳酸盐岩类和颗粒含量小于5%的碳酸盐岩。

3．研究区碳酸盐岩微相有泥晶生物碎屑灰岩、泥晶介壳灰岩、泥晶鲕粒灰岩、泥晶核形石灰岩、泥晶藻粒灰岩、亮晶粒屑灰岩、亮晶鲕粒灰岩、亮晶生物屑藻砂屑灰岩、亮晶细砂质含生物屑球粒灰岩、生物屑泥晶灰岩、含生物屑核形石泥晶灰岩、含砂屑含粉砂泥晶灰岩、含生物屑泥晶灰岩、含砂屑泥晶灰岩和泥晶灰岩等15种。

参考文献

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