0 引言

物源分析一直是含油气盆地分析的重点^{[1, 2]}，可大致确定物源方向、搬运距离及母岩性质^[3]，有助于预测和落实沉积砂体的分布规律，也可粗略估计古沉积中心位置及其变化，有助于评价这一地区资源潜力。在地质历史过程中，盆山转换及剧烈的构造运动导致原有古地貌发生了变化，这一过程中形成的沉积岩蕴含大量与地壳发展演化密切相关的信息^{[4, 5]}。研究保存下来的沉积物结构、成分、充填样式，以及地球化学特征是物源分析的主要手段，具体有古流向测定、相带分析、古地貌恢复等宏观分析方法，岩屑类型对比分析、重矿物分析和粒度分析等微观方法，还有常量、微量、稀土元素、同位素、矿物和裂变径迹定年等地球化学分析判别方法^{[1, 2, 3, 6, 7, 8]}。

伊洛瓦底盆地位于缅甸中西部(图 1)，D区块位于盆地中部，被沙林、钦敦凹陷所夹，区内有许多人工井和油苗，区块以南分布有许多油田，与D区块相邻的有Letpanto油田。蓬当组是油田内始新统中产油的层位，也是D区块重点研究的层位之一。

图 1 缅甸区域构造地质图 Fig. 1 Structural and geological map of Myanmar

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前人对盆地构造演化及盆内部分区域的沉积物源有过研究，但由于构造运动剧烈且次数多，对于物源的认识存在较大差异。张舜尧等^[9]对D区块北部、东北部区块C-1及C-2进行物源分析后认为物源来自北部喜山、东部掸邦高地，并未考虑构造演化对物源变化的影响；谢楠等^[10]对D区块东部睡宝盆地进行物源分析后认为，北部喜山物源始于新近纪中新世，古近纪物源来自盆内火山弧和东部掸邦高地；赖生华等^[11]认为北部钦敦盆地物源主要来自北部喜山构造带，向南推进形成三角洲进积沉积；Allen等^[12]对缅甸西部若开山脉和海岸地区古－新近系物源进行研究后，认为喜山是否为盆内提供物源关键是时间界限问题；而喜马拉雅造山带古近纪的侵蚀证据至今未找到，而大量渐新统缺失在古近纪印度扇(Indus Fan)可找到对应沉积物^[13]；李红等^[14]认为始新统时期存在东西方向两个沉积体系，物源由东西两个方向供给，但这一时期西部隆升成陆与否并不清楚。

笔者在前人研究基础上,经过两次野外剖面观察和取样分析，通过砾石成分、砂岩格架成分、地球化学等对盆地D区块及其周缘进行古近系沉积物特征及物源分析，明确古近纪物源方向、类型及其演化，对前人分歧点进行明晰，为沉积相、资源潜力研究提供指导。 1 大地构造背景

伊洛瓦底盆地为南北走向，处于钦敦江、伊洛瓦底江流域，地貌上表现为被东部中缅山脉与西部印缅山脉所夹的中央低地，构造上位于掸邦高原与若开山脉之间，分别被盆地东、西的实皆与卡巴断裂所分，属于古－新近系盆地。盆内东西方向可分为西部深坳、中部火山弧隆起和东部浅坳3个部分^[15]。研究区位于盆地中部偏西，现今位于钦敦与沙林凹陷之间的高地，包含钦敦凹陷南部与沙林凹陷北部(图 2)。现今盆内火山弧向南可追踪到苏门答腊岛西部，具断续的链式分布特征，它由白垩纪－新近纪时期的基性、中性、酸性侵入岩和喷出岩组成^[16]。

1.上白垩统卡巴组；2.古新统庞吉组；3.始新统朗欣组；4.始新统提林组；5.始新统塔本组；6.始新统蓬当组；7.始新统尧河组；8.渐新统瑞泽道组；9.渐新统巴当组；10.渐新统鄂霍明当组；11.中新统赖特卡特组(沙林凹陷标贝组)；12.中新统拿特马组(库奥克可组)；13.中新统瑞塔敏组(奥博贡组)；14.上新统伊洛瓦底群；15.D区块；16.断层线；17.国界；18.逆断层；19.取样路线；20.井位。图 2 缅甸D区块区域构造地质图(据文献[16, 17]修改) Fig. 2 Structural map of Myanmar D block (modified after references [16, 17])

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在晚侏罗世或早白垩世开始直至古新世，印度板块与欧亚板块发生碰撞，并向北东发生俯冲^[18]，盆内出现火山岛弧和陆源型钙碱性岩石系列^[19]，并形成火山弧前、弧后盆地；始新世陆陆碰撞造成北部隆升，主要碰撞事件和若开山脉隆升发生在45~30 Ma^[10]，这一时期钦敦凹陷、沙林凹陷相连接，构造演化差异较小，同时沉积巨厚始新统，层位剥离从尧河组底开始^[18]；渐新世印度板块北部与欧亚板块陆陆碰撞造山，东西方向与西缅的地块也发生大规模的碰撞造山，盆地西部若开山脉开始隆升，造成中新世大部分地层缺失^[20]；中新世至今印度板块向北俯冲，盆地开始由微板块俯冲转为右行走滑拉分阶段，并形成南北分块的局势，现今的油气构造也形成于这一时期^[21]。 2 古近系概况

研究区沉积基底为三叠系－白垩系，由一套片麻岩、云母片岩、千枚岩等浅变质岩与深层侵入岩组成，出露于盆地东部^[19]；始新统从老至新为朗欣组、提林组、塔本组、蓬当组、尧河组，古新统为庞吉组(图 3)；渐新统在北部钦敦凹陷缺失，在沙林凹陷少量出露，包括瑞泽道组、巴当组、鄂霍明当组。

图 3 伊洛瓦底盆地古近系柱状图 Fig. 3 Cretaceous-Neogene generalized stratigraphic column of Irrawaddy basin

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庞吉组出露于研究区西部，底部发育厚层砾岩，砾石分选磨圆好，砂岩为粗、中粒岩屑长石砂岩，见有安山岩岩屑及晶粒化的凝灰质；朗欣组提林剖面部分层段具富长石的近源特征；提林组发育细、微粒及少量粗粒岩屑长石或长石岩屑砂岩，含少量砾岩,北部砂岩以细、中粒为主，可见分选磨圆较好的厚层细砂岩出露于研究区西部；塔本组以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主，北部砂岩以细、中粒为主，分选磨圆中等，含炭质泥岩、粉砂岩沉积，富含有孔虫，南部砂岩灰褐色，粒度较细，磨圆中等，富含云母，出现煤层；蓬当组沉积厚度向盆地东部边缘变薄，出露砂岩自东向西粒度变细，岩屑多为变质岩、火山岩来源，向上硅质岩、变石英岩物源含量增多，粒度也变细；尧河组主要分布于向斜中部，岩性以泥岩为主，整体砂岩含量少，砂岩以中－细粒岩屑石英杂砂岩、细粒岩屑长石砂岩为主，南部上尧河组沉积有煤层；瑞泽道组仅在研究区南部分布，粒度多为细粒、微粒，镜下鉴定有大量海相化石，底部粒度变粗，可见双向交错层理；巴当组出露区多为薄层炭质、灰质页岩，中细砂岩夹粉砂岩，含大量海相化石；鄂霍明当组砂岩以岩屑长石、长石岩屑砂岩为主，既有中粒、细粒，也有含砾不等粒，浅变质岩物源为主，其次为玄武岩、硅质岩物源。 3 碎屑成分 3.1 砾岩岩石学特征

庞吉组、提林组、蓬当组、尧河组均可见到砾岩发育。庞吉组砾岩磨圆、分选较好，粒径多为1~10 mm，成分以硅质为主，推测物源为中酸性火成岩(图 4a)；提林组砾岩磨圆中等至较好，粒径多为1~4 mm，成分以玄武岩、浅变质岩为主(图 4b)；蓬当组砾岩磨圆较好，分选较差－中等，粒径多为5~50 mm，砾石成分以浅变质岩、基性火山岩-玄武岩为主(图 4c，d)。蓬当组砾岩由东向西，砾岩厚度逐渐减小，砾石粒径由大变小，推断搬运距离较近，且自西向东离物源变远^[16]。砾岩特征表明其来自于不同岩石类型的物源，古新世物源来自于中、酸性火成岩或者更老的沉积岩，而始新世物源来自于浅变质岩及中、基性火成岩。在蓬当组、提林组中部分砾石成分为泥砾、钙砾屑。从砾石特点来判断，本区古近系石英岩、变砂岩等长英质砾石和中基性玄武岩砾石所占比例较大。

a.庞吉组安山岩砾石；b.提林组变砂岩砾石；c.蓬当组石英岩砾石；d.蓬当组玄武岩砾石。图 4 古近系砾石成分显微镜下照片 Fig. 4 Microscope photographs showing compositions of gravels from Paleogene

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对古近系砂岩样品进行碎屑颗粒体积分数统计，每个样品统计颗粒数量不少于350个，共计127个样品进行统计和投点，部分数据如表 1所示。显微镜下鉴定古近系砂岩除极少数样品外岩屑体积分数普遍大于30%(8%~97%，平均为54.1%)，岩屑类型有浅变质岩，中、酸、基性火山岩来源，少量的沉积岩岩屑，火山岩岩屑有玄武岩、安山岩、花岗岩来源，沉积岩岩屑主要为砂屑、泥砾等，其中石英岩岩屑阴极发光下鉴定发棕色光；长石体积分数的变化较大(1%~66%，平均为17.4%)，以钾长石居多，钾长石与斜长石的比值为10∶1~1∶1，钾长石阴极发光下鉴定发浅蓝色光；石英以单晶为主，单晶石英与多晶石英之比为8∶1~1∶1，石英体积分数变化较大(2%~92%)，平均体积分数较低(约29.5%)，单晶石英阴极发光鉴定多发蓝色、蓝紫色光，少量发棕色光，燧石发棕色光。颗粒磨圆度呈次棱角－次圆状、次圆状，分选中等－好，成分成熟度普遍较低，结构成熟度中等，说明沉积物搬运距离较近，沉积能量强－中。至提林组沉积时期开始石英含量开始显著增加，至尧河组最大，同时长石、岩屑体积分数开始减少。

本区重矿物大多形状不规则，非稳定矿物磁铁矿、绿帘石、赤褐铁矿、白钛矿占大部分重矿物组分，锆石作为一种重要的稳定矿物在本区体积分数并不高，多具环带结构和包裹体，应来自火成岩，尧河组以白钛矿和磁铁矿为主，蓬当组则以绿帘石和磁铁矿为主，塔本组磁铁矿、锆石、尖晶石居多，提林组和朗欣组各矿物成分体积分数较为相近，磁铁矿、石榴石和白钛矿稍多。

Dickinson等^[22]对于现代不同盆地边界的沉积物碎屑组分分析后发现，碎屑组分对于不同构造背景有一个系统的变化响应，通过对碎屑沉积物的岩石学研究可以揭示沉积物搬运过程的风化程度、沉积时期的大致构造背景、盆山演化关系等^{[2, 23, 24]}。从碎屑成分三角投影图(图 5)来看，古近系物源均来自弧造山带物源，全区没有碰撞造山带物源来源。古新统上部庞吉组物源：区块北部燧石、石英比例增大，有再旋回造山带物源特征，南部为过渡型岛弧来源，火山成因。朗欣组与庞吉组物源特征类似，出现切割型岛弧类型，再旋回造山带物源石英、燧石体积分数降低。提林组、塔本组物源判识较为集中，基本来自再旋回造山带物源，靠近切割型岛弧区域，塔本组燧石/石英值更大。由于出露范围最广，蓬当组在全区取样涉及范围最大，蓬当组物源既有再旋回造山带，也有切割型、过渡型、未切割型岛弧类型，反映了中央盆地内链状岛弧^[25]的特点，尧河组仅有一个样品点，落在再旋回造山带物源，石英/燧石值明显降低。

Qm.单晶石英；Qp.多晶石英，包括燧石；Q.石英(Q=Qm+Qp)；P.斜长石；K.钾长石；F.长石(F=P+K)；Lv.火山岩与变火山岩岩屑；Ls.沉积岩与变质岩岩屑；L.不稳定多晶岩屑(L=Lv+Ls)；Lt.多晶岩屑总量(Lt=L+Qp)。图 5 古近系碎屑成分三角投影图(据文献[22]修改) Fig. 5 Triangular Q-F-L,Qm-F-Lt,Qp-Lv-Ls plot showing mean framework modes for the Paleogene sandstone (modified after reference[22])

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岩石化学分析显示(表 2)：Mg、Fe、Mn、Al与Si明显负相关；古近系w(SiO₂)低至中等，与上陆壳值(UCC^[27])相当；w(Al₂O₃)(平均12.08%)较UCC低，反映黏土质量分数较高；w(MgO)(平均2.88%)略高于UCC，w(Fe₂O₃)(平均5.84%)比UCC稍低，镁铁质含量明显偏高，且变化范围较大。从w(TiO₂)、w(MgO)、w(CaO)和w(Na₂O)来看，砂岩成分与英安岩、花岗闪长岩接近。相比较砂岩，泥岩的w(SiO₂)、w(K₂O)、w(Al₂O₃)和K₂O/Na₂O值更高。

K₂O/Na₂O可以反映钾长石和云母与斜长石的相对含量，SiO₂与K₂O/Na₂O的相对关系可以反映不同构造背景下的物源特征^[28]。从海洋岛弧至大陆岛弧至主动大陆边缘，再到被动大陆边缘，w(Fe₂O₃+MgO)、w(TiO₂)、Al₂O₃/SiO₂降低，K₂O/Na₂O和Al₂O₃/(CaO+Na₂O)增大，大陆岛弧相较海洋岛弧有更低的w(Fe₂O₃+MgO)(5%～8%)、w(TiO₂)(0.5%～0.7%)、Al₂O₃/SiO₂(0.15～0.5)值，更高的K₂O/Na₂O(0.4～0.8)和Al₂O₃/ (CaO+Na₂O)(0.5～2.5)(Bhatia^[26])值。主量元素区分效果较差，但图 6中的特征值投点基本落在大陆岛弧和活动大陆边缘两类区域中，AD区域以外的点，特征值w(Fe₂O₃+MgO)、w(TiO₂)、Al₂O₃/SiO₂、K₂O/Na₂O等也符合大陆岛弧的特点。仅朗欣组与尧河组在w(TiO₂)-w(Fe₂O₃+MgO)投影图中落在大洋岛弧区域边界。

图 6 砂岩主量元素构造背景判别图(底图据文献[26]) Fig. 6 Major element composition plots of sands and sandstones for tectonic setting discrimination (base map from reference[26])

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微量元素和稀土元素在沉积搬运过程中，受水体影响较小，而且沉积后成岩作用，甚至变质作用对元素的相对含量仅有较小的影响，可用于指示物源区。砂岩中La、Ce、Nd、Y、Th、Zr、Hf、Nb、Ti和Sc等元素的不活泼性和在海水中的停留时间较短，对于判定板块构造背景和物源区作用很大^[29]。从表 3中可看出，Cr、Cu、Ge、Sr、Zr在砂岩样品中含量变化较大，泥岩中含量较为稳定。泥岩的Li、Be、Sc、Ga、Ge、Cu、Zn含量(表 3)及La/Co较高(表 4)，且与砂岩差别较大，Co/Th、Cr/Th值较砂岩低。Sc、V、Sr与Mg、Ti等镁铁质的含量呈现明显的正相关。Co/Th、Cr/Th、Cr/Zr特征值(6.60、41.30、1.85)明显高于上地壳值(1.65、8.8、0.48)，说明物源成分受镁铁质物源影响较大。La/Y与上地壳值接近(表 4)。

稀土总质量分数为(60.29～146.83)×10^-6，平均为92.5×10^-6，LREE相对富集，w(HREE)(11.23×10^-6)与w(LREE)(81.28×10^-6)均低于上地壳值(分别为14.03×10^-6、132.80×10^-6)。因为稀土元素易于在黏土粒级的颗粒上富集，所以泥岩的稀土质量分数比砂岩更高。与切割大陆岛弧稀土参数相比：w(La)、w(Ce)、w(∑REE)偏低(表 5)，Bhatia^{[26, 29]}所取砂岩样品为杂砂岩；泥质质量分数更高，仅泥岩样品MD-9落在这一范围。La/Yb值(平均10.82)、L/H值(平均7.14)均低于上地壳值(15.5、9.47)，L/H值落于大陆岛弧的范围，La/Yb值也与大陆岛弧的范围相当。除庞吉组以外，其他层位样品的w(Zr)值、w(Hf)值均低于上地壳值，Zr/Hf值(39.02～45.33)均高于上地壳值，并且Zr、Hf存在较大的亏损，指示基性岩物源成分较多。砂岩的Eu负异常较泥岩明显，总体上样品的Eu/Eu^*值除提林组样品以外其他样品均大于上地壳，平均为0.78(0.68～0.85)，与大陆岛弧安山岩异常值相近(Eu/Eu^*=0.79)，从安山岩、英安岩、花岗片麻岩至古老沉积岩，w(∑REE)、L/H值逐渐增大，Eu/Eu^*值逐渐降低，由此可见物源再旋回沉积物含量较少。所有样品(La/Yb)_N、L/H、Eu/Eu^*参数值均落在切割型大陆岛弧范围内。

将各样品稀土元素含量与球粒陨石含量对比进行标准化(标准采用Masuda等^[30]，6个Leedy球粒陨石平均值)，绘制在对数坐标上，得到本区稀土元素的配分模式曲线。稀土分配模式呈较低、平缓特征(图 7)，右倾特征轻稀土更为明显，LREE较HREE陡，整体上与大陆岛弧－安第斯安山岩的分配模式十分相近，庞吉组砂岩样品重稀土有明显的左倾，古近系不同层位砂岩、泥岩配分模式基本相同，仅有泥岩元素含量高于砂岩这点区别，说明这一时期物源未发生较大的变化，并无其他物源成分加入。

球粒陨石标准据文献[30]。图 7 伊洛瓦底盆地古近系碎屑岩REE分布模式 Fig. 7 The Paleogene clastic rock normalized rare earth element patterns

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从地层特征来看，庞吉组沉积时期盆内火山弧即已提供物源，从各层位砾石发育程度和朗欣组富长石特征来看，具有近源沉积的特征。大量海相化石与煤层的出现限定沉积环境为三角洲、滨岸相沉积环境，与前人^{[9, 14]}研究成果吻合。地面取样较多的蓬当组，自东至西粒度逐渐变细，说明有沉积物来自东边。推测可能存在2个物源：一是盆内火山弧，或未喷发的弧造山带；二是盆地东部的掸邦高地。蓬当组砾岩厚度和粒径变化指示了沉积物东部近源供给的可能性，砾石成分与碎屑岩骨架成分也具有一致性，主要有中酸性火成岩(庞吉组、蓬当组)、基性火成岩、浅变质岩等。磁铁矿与不稳定组分白钛矿的相对富集指示物源来自基性火成岩，而且指示物源较近。从重矿物中锆石特征来看，具环带结构和包裹体的特征，推测来自火成岩。石榴石与绿帘石的相对富集指示物源来自浅变质岩物源，这与镜下岩石学鉴定结果基本相同。

砂岩骨架成分分析结果显示古近系各时期物源具有一定的继承性，取样点的多少和分布范围也影响着落点区域。从各层位样品点三角投影图中可以看出，不同类型的大陆岛弧和再旋回造山带物源贯穿整套地层;可以判断，物源明显与盆地中央链状火山弧和被刺穿的基底变质岩、侵入岩有关，并且燧石与石英颗粒含量的相对高低可能与变质岩、侵入岩原岩成分有关，也可能与其他物源来源有关。由此确定来自2类物源：①再旋回造山带物源，但非碰撞造山带，主要是来自基底古老沉积物变质岩和结晶岩成分；②火山弧物源，在盆内南北向不同部位，存在切割、未切割、过渡型3类火山弧物源供给。第②点与前人^[25]认为盆内存在链状火山弧分布的观点吻合。投点分析结果与张舜尧等^[9]对C-1区块样品投点结果具有一致性，与前人构造演化研究结果具有一致性。物源演化的一致性也与稀土元素配分模式结果吻合，说明整个古近系沉积物供源区未发生变化。

稀土、微量元素分析结果显示沉积物来源与安山岩形成的构造背景一致，属于主动大陆边缘及岛弧环境;这与砾石成分、主量元素、砂岩骨架成分分析结果也较为吻合。所选样品分析结果显示均属于切割型大陆岛弧，这点与砂岩骨架成分有出入，可能与所选样品较少而存在一定局限性有关。

前人^[9]研究认为本区物源存在喜马拉雅造山带从北部提供物源的可能。假设若存在喜马拉雅造山带供源，则：①存在碰撞造山带来源的碎屑成分；②由北至南存在沉积物粒度逐渐变细的特征；③在始新世时期发生陆陆碰撞，导致北部钦敦凹陷隆升，并缺失渐新统，如存在喜马拉雅造山带北部物源，则在碰撞造山过程中，盆地北部由海转陆，会发生物源变化，也会导致沉积物地球化学特征变化。这3点根据前文研究结果均可予以否定。依据构造演化过程，现今走滑断层在不断右旋过程中，错开距离达数百千米^[21]，古近纪可能与北部并无直接联系，据此提出假设－喜马拉雅造山带物源供给通道从东部进入盆地，而非简单地来自北部。

盆地东边掸邦高地，由前寒武系结晶岩和古生界变质岩组成，二叠纪后出现花岗岩侵入体，侵入体周围发育大量变质岩系，白垩系主要在构造区西部少量出露，局部有古近－新近系沉积^[31]。本区石英以蓝紫色和棕色阴极发光为主，应主要来自深成岩和浅变质岩。古近纪至今伊洛瓦底江一直为伊洛瓦底盆地输送沉积物^[12]，东部掸邦高地为伊洛瓦底盆地提供石英、岩屑的可能性较大；且东部高地隆升较早，发育1 km以上的古生界和中生界^[21]，与伊洛瓦底盆地一直毗邻，通过伊洛瓦底江进行沉积物的输送入海也较为吻合本区的古地貌特点。位于盆地内的火山弧在印度板块向欧亚板块俯冲的过程中逐渐活跃，中基性侵入岩与喷发岩，以及中生代地层火山成因隆起均可为盆地内提供物源。盆内沉积的凝灰岩来自于盆内火山弧还是外火山弧需进一步验证。

Rowley^[32]和Aitchison等^[33]指出印度与欧亚板块碰撞始于65～70 Ma，真正的陆陆碰撞发生在47～22 Ma。渐新世以来，印度板块向缅甸北部俯冲，于中－晚始新统时期发生碰撞^[25]，盆地西部的若开山脉(Indo-Burma隆起)是否在这一时期为伊洛瓦底盆地提供物源？

盆地以西若开山脉内的喷出岩基本为海底喷出岩，呈中基性岩床、岩墙、蛇纹岩株^[25]。蛇绿岩带呈席状展布，陆相变质岩仰冲覆于蛇绿岩上，底部具有混杂岩及较年轻的始新－渐新世复理石沉积。复理石沉积物主要来自火山弧物源，夹杂少量再旋回陆源物质，但现有数据并不能确定古近纪时期的印度－喜山物源，这里的再旋回陆源物质很可能来自东部越过外弧沉积形成^[25]。王宏等^[18]研究成果表明，盆地东部东印缅山脉结合带沉积物为白垩纪－古新世远洋沉积和三叠纪、始新世－渐新世复理石建造，说明这一时期西部若开山脉并没有隆升成陆。如果若开山脉为东部提供物源，则存在海洋岛弧物源背景，经前文分析认为本区古近系的物源区构造背景为大陆岛弧和活动大陆边缘，并无海洋岛弧特征。据此可知，渐新世以前若开山脉不存在为研究区提供物源的可能，形成始新统三角洲沉积建造^[14]这一说法也不成立。 6 结论

1)缅甸D区块古近纪物源主要来源于东部掸邦高地结晶岩、变质岩和盆内断续式链状火山弧，依笔者研究和前人成果判断，西部若开山脉与北部喜山不存在直接的沉积物供给，存在喜马拉雅造山带供给沉积物汇入伊洛瓦底江从盆地东部进入研究区的可能。

2)物源区构造背景属于大陆岛弧和活动大陆边缘，古近系沉积过程中，并未发生明显的构造源区构造背景变化。

3)沉积物供给主要有中酸性火成岩、基性火成岩、浅变质岩，少量就地沉积物来源。

4)始新统沉积时期仅存在自西向东方向的物源供给，发育单个三角洲为东西向，南北方向可能存在多个三角洲，烃源岩主要为煤层，由于西部若开山脉沉积区域逐渐缩小，直至渐新世后隆升，泥质沉积物较少，西部地层大规模成烃可能性较低。