Classification and types of diagenetic lithofacies systems in the sedimentary basin
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摘要:
沉积盆地内成岩作用和成岩相系划分研究，不仅有助于提升对沉积盆地内金属矿产、非金属矿产、能源矿产(石油、天然气、煤和铀矿)等同盆共存富集与协同成岩成矿成藏作用等方面的研究水平，也有助于提升对沉积盆地形成演化历史、盆山和盆山原耦合转换等大陆动力学过程的深入研究。将沉积盆地内成岩作用和成岩相系划分与地球化学岩相学识别技术紧密结合，采用构造岩相学与地球化学岩相学研究思路和方法，以成岩事件序列为主线，将沉积盆地内成岩相系划分为：①成盆期埋深压实物理-化学成岩作用和成岩相系；②盆地改造期构造-热事件成岩作用与构造热事件改造成岩相系；③盆内岩浆叠加期构造-岩浆-热事件成岩作用和岩浆叠加成岩相系；④盆地表生变化期表生成岩作用和表生成岩相系。从地球化学岩相学成岩机理上，对成岩相系的成岩环境和成岩机理进行识别，促进非金属矿产、金属矿产-油气资源-煤-铀等同盆共存与协同富集成矿成藏机理研究和深部矿产资源预测。
Abstract:Classification of diagenesis lithofacies systems in sedimentary basin may help promote the research level of enrichment and synergistic diagenesis-mineralization for metallic and nonmetallic deposits and such energy mineral resources as oil, gas, coal and uranium deposits in the same basin; moreover, it may encourage researchers to get a better understanding of geodynamic process in basin evolution and formation, coupling transitions of basin-mountain, and coupling transitions of basin-mountain-plateau. In this study, systems of diagenetic lithofacies in the basin were categorized based on the principal line of diagenesis events in the basin, using means of tectonic lithofacies and geochemical lithofacies, and combining diagenesis and systems of diagenetic lithofacies with recognition technology of geochemical lithofacies. Systems of diagenetic lithofacies in the basin were classified into four systems, i.e., diagenesis system formed by buried compaction to chemical diagenesis at the stage of basin formation, renovated diagenesis system formed by tectonic-thermal events at the stage of basin renovation, magmatic superimposed diagenesis system formed by thermal events of tectonics-magmatism at the stage of magmatic intrusions in the basin, and supergene diagenesis system at the stage of supergene modification in the basin. Therefore, environments of diagenetic lithofacies and diagenetic mechanisms may be recognized from the mechanism of geochemical lithofacies. This may help promote the research level of enrichment and synergistic diagenesis-mineralization for metallic and nonmetallic deposits, such energy mineral resources as oil, gas, coal and uranium deposits and predication of deep mineral systems in the same basin.
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Key words:
- sedimentary basin /
- types of diagenetic lithofacies systems /
- diagenesis /
- classification
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表 1 沉积盆地内成岩相系类型及特征
Table 1. Classification and natures for system of diagenetic lithofacies in sedimentary basin
成岩期次与成岩相系 主要成岩相系类型 主要相类型与成岩环境 成盆期与埋深压实物理-化学成岩相系 酸性成岩相系 成盆期包括初始成盆期、主成盆期和盆地反转期前，在埋深压实成岩环境中形成有机酸型成岩相、无机酸型成岩相(图版Ⅰ-a)、复合酸型成岩相 碱性成岩相系 天然碱-碳氢钠石-碳酸钠钙石-小苏打型碱性成岩相形成于尾闾湖盆内；盆地压实流体形成了Fe-Mn-Ca-Mg碳酸盐型碱性成岩相(图版Ⅰ-b)、片钠铝石型碱性成岩相、富碱性木质素碱性有机质成岩相等 氧化-还原成岩相系 还原成岩相系(图版Ⅰ-c、d)、氧化成岩相系、氧化-还原成岩相系等形成于成盆期和盆地变形期过程中 酸碱耦合反应成岩相系 硅质热液角砾岩相(硅化灰岩-硅化白云岩)、天青石热水岩溶角砾岩相(图版Ⅰ-e)、热水岩溶白云质角砾岩、复合热液角砾岩相 化学溶蚀-充填成岩相系 碱性化学溶蚀-充填成岩相、酸性化学溶蚀-充填成岩相、酸碱反应-溶蚀-充填成岩相、水-岩-烃-流体-气相多重耦合反应相 同生断裂带-热化学反应界面相系 热水沉积岩相(硅质岩、钠长石岩、碧玉质钠长石岩等)、火山热水沉积岩相(钾长石岩等)、钠质热水同生角砾岩相(图版Ⅰ-f) 盆地变形期与构造成岩相系 构造压实固结成岩相系 在盆地反转构造带、山原转换构造带和盆山转换构造带等区域，形成构造驱动盆地流体发生成岩作用 节理-裂隙-劈理化成岩相系 在前陆冲断褶皱带、盆内断裂带和盆内褶皱带内，构造破裂面和劈理化相带(图版Ⅰ-g)为成矿流体充填作用提供了构造空间 碎裂岩-碎裂岩化相系 在盆内冲断褶皱带内形成断层相关褶皱(图版Ⅰ-h)和碎裂岩化相 碎斑岩化相-角砾岩化相系 在盆内层间和切层断裂内多期次碎裂岩化相叠加作用，形成构造碎斑岩化-构造角砾岩化相，层间滑脱构造带尤为显著 初糜棱岩化相-热流体角砾岩化相系 初糜棱岩化相-热流角砾岩化相系发育在脆韧性剪切带内，多伴随较强烈构造-热流体作用，热流体角砾岩化相为构造释压作用形成 糜棱岩相系 在韧性剪切带内发育糜棱岩相(图版Ⅰ-i)，与糜棱岩化相等有分带性 盆内岩浆叠加期与岩浆叠加成岩相系 壳源岩浆叠加相系 花岗岩等为主侵入岩类，形成岩浆热液角砾岩相(图版Ⅰ-j)、接触交代变质相系(矽卡岩相系)和接触热变质相系(角岩相系-角岩化相系) 幔源岩浆叠加相系 以碱性超基性岩、碱性岩和碳酸岩等为主要侵入岩类，受幔型断裂带控制，呈带状延伸、岩脉(图版Ⅰ-k)、岩枝群、小岩株群等，伴有小规模蚀变带 壳幔混源岩浆叠加相系 以碱性岩和碱性斑岩为主要侵入岩类，具有岩浆底拱侵位和幔型断裂释压上侵机制特征，伴随区域性构造-岩浆-热事件和陆内小型拉分盆地 岩浆事件驱动的深部热流体叠加相系 以隐伏侵入岩体为主，岩浆热液角砾岩(图版Ⅰ-l)发育面带状、线带状和弥漫状蚀变带，发育铁锰碳酸盐化蚀变相、角岩化相、硅化相等蚀变岩相 盆地表生变化期与表生成岩相系 古表生成岩相系 在盆内角度不整合面和古风化壳中，发育古土壤层、古粘土化风化层和古半风化层、古岩溶角砾岩(图版Ⅰ-m)，后期盆内流体叠加成岩作用显著 同构造抬升期表生成岩相系 干旱气候下为陆内粗碎屑岩，湿热气候下发育红土型厚层风化壳(图版Ⅰ-o) 盆地表生变化期表生成岩相系 以向下楔形尖灭表生裂隙和表生富集矿物为主，发育赤铜矿-铜盐-副氯铜矿等特殊矿物组合(图 1) 尾闾湖盆表生成岩成矿相系 在陆相尾闾湖盆(图版Ⅰ-o)中形成方解石-白云石相、石膏相和芒硝相、氯化物相 
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