0 引言

近年来在塔里木盆地顺南—古城地区奥陶系鹰山组地层获得了重大油气突破，如古城9井和顺南5井等^[1]，主要为鹰山组颗粒滩储层。颗粒滩储集层是碳酸盐岩中四大常见的储集层类型之一，并在碳酸盐岩储层中占到了约30%的比重^[2-4]，本文以露头区连续出露的鹰山组剖面进行研究，建立的鹰山组颗粒滩沉积模式对下一步油气勘探具有一定的指导意义。

在碳酸盐沉积中颗粒滩是指高能环境产生的碳酸盐颗粒沉积体，一般用术语“Shoal”或者“Bank”来表示，两者所指的物质基础主要为机械作用产生的碳酸盐砂（Carbonate sands）。在碳酸盐岩的研究中，“Bank”表示的含义较多且尚不统一，不同学者从不同的角度如地貌形态、内在成分、外部形态、内在结构、沉积环境等方面对其进行了定义。基本上，学者们在古地理研究中“Bank”多用来表示颗粒滩沉积，例如冯增昭（1987）按照沉积物所含颗粒的比例，将颗粒滩划为滩，准滩，雏滩等^[5]。经过Irwin（1965）、Laporte（1967）、Ahr（1973）、Wilson（1975）、Read（1982）、Tucker（1985）等学者对碳酸盐岩相模式的确立和完善^[6-10]，他们把颗粒滩（Shoal）确定为碳酸盐岩沉积相模式中的一个高能相带（shoal facies），如Wilson九个标准相带中的台地边缘颗粒滩相（Platform-margin sand shoals），因此Shoal表示的含义相对统一。

国内很多学者对古代颗粒滩进行了分类和亚环境的划分，例如根据颗粒滩的成分可以划分为内碎屑滩、鲕粒滩、生屑滩等；根据颗粒滩发育位置和环境可以划分为沿岸滩、障壁滩、台内滩、台缘滩、缓坡滩等；根据颗粒滩的水动力条件可以划分为潮控颗粒滩和浪控颗粒滩。亚环境类型多划分为滩主体（滩核）、滩翼、滩内（间）洼地等^{[5, 11-15]}。国外一些学者对现代颗粒滩进行了大量研究，尤其是对巴哈马地区发育的现代颗粒滩进行了较为全面的研究^[16-20]。本次研究将在吸收前人工作成果的基础上，尤其是前人对柯坪地区鹰山组地层已经取得的成果上，通过野外剖面考察和大量的镜下薄片观察，对鹰山组的颗粒滩进行了细致的研究，旨在恢复鹰山组颗粒滩的沉积环境和揭示其沉积模式。在柯坪地区主要选取了柯坪水泥厂剖面和蓬莱坝剖面这两条剖面作为研究基础，前人对水泥厂剖面研究较为详细，但对蓬莱坝剖面的鹰山组研究相对较弱。蓬莱坝剖面是一条沉积相演化层次清晰的剖面，可以清楚地把出露地层的鹰山组划分为下、中、上三段。柯坪水泥厂剖面鹰山组也可以划分为三段，但界限没有蓬莱坝剖面明显，并且两个剖面的第二段具有明显不同的沉积特征。

1 区域地质背景

柯坪地区是区域地质上柯坪断隆构造区的简称，是以阿克苏地区柯坪县为中心的古生代出露地层较全或埋藏较浅的地区。柯坪地区及邻区现今构造格局主要是新生代印度板块和欧亚板块碰撞后形成的一个构造变形区^[21]。该区主要发育以寒武系蒸发岩为滑动拆离面的薄皮构造为主，同时发育一些西北向的走滑断层，一些地区可见前寒武系—元古界结晶基底卷入的逆冲推覆构造^[21]。因此，寒武—奥陶系在该区分布广泛，出露相对完整，并且奥陶系中鹰山组地层出露良好（图 1）。塔里木盆地西北部鹰山组厚度变化较大，大部分露头区鹰山组厚度为138~198 m，巴楚县大阪塔格剖面厚约488 m，在覆盖区可达到700~800 m厚，总体表现为向北逐渐减薄的特征^[22]。鹰山组上覆地层为中奥陶统的大湾沟组或一间房组，平行不整合接触，在柯坪地区为大湾沟组，在巴楚地区表现为一间房组。鹰山组下伏地层为下奥通统蓬莱坝组，在柯坪地区为平行不整合接触，在巴楚地区一般为整合接触。鹰山组岩性主要为浅灰色泥晶球粒灰岩、泥晶粉屑砂岩、亮晶砂屑灰岩，偶夹薄层粉晶白云岩或灰质白云岩。该组最早是由周棣康（1991）将塔北地区上丘里塔格群自下而上拆分为蓬莱坝组、鹰山组、一间房组（大湾沟组）而确立的，并在柯坪县和乌什县交界处的鹰山北坡建立了鹰山组的标准剖面，鹰山组由此得名^[23]。后来，根据塔里木盆地牙形石化石带与湖北宜昌黄花场标准剖面中的牙形石进行对比，发现鹰山组沉积时代跨过了下中奥陶统的界限，沉积时代是属于早中奥陶世。这是因为塔里木盆地在奥陶纪为冷暖混合型气候带，没有发育标准剖面中作为中奥陶统和下奥陶统定界的牙形刺化石(Baltoniodus triangularis)，该化石为“北大西洋型冷水型”气候带化石^[24]。

从太古代到中元古代塔里木陆核逐渐发育成陆块，与周围的陆块在新元古代随着洋壳的闭合而汇聚形成Rodinia超大陆的一部分。在震旦纪—早奥陶世Rodinia超级大陆经历了裂解，并在塔里木陆块周围形成洋壳，这个阶段塔里木板块处于强烈的拉伸阶段，北昆仑洋和南天山洋逐渐扩张使得塔里木陆块成为了孤立台地而沉积了一套碳酸盐岩。在早奥陶世末期由于加里东运动的影响，塔里木陆块南部西昆仑洋由伸展体制转化为挤压环境。在中—晚奥陶世持续挤压环境下，西昆仑洋俯冲殆尽后两侧板块完成了拼合，此时塔里木陆块靠近南天山洋的一侧为被动大陆边缘。到了早古生代晚期南天山洋也逐渐闭合，挤压作用使得塔里木台地周缘开始隆升，从而陆源碎屑开始注入，研究区附近开始由清水碳酸盐环境转变为陆源碎屑陆表海环境。之后，塔里木板块经历了海西、燕山、喜山等运动使得塔里木盆地经历周缘前陆造山和盆内裂陷等过程，研究区在中生代基本上处于抬升阶段，普遍缺失中生界和古近系。新生代带喜山期构造活动强烈，在研究区附近在形成了一条北东向的柯坪塔格断裂，为前陆褶皱冲断带的前锋断裂，至此，基本上完成了现今的构造格局^{[21, 25-27]}。总体来看，鹰山组沉积时期柯坪地区及邻区位置靠近被动大陆边缘，构造背景是拉伸向挤压转换的阶段，经历了多期强烈的构造运动之后最终抬升到地表。

2 研究区沉积特征及沉积相

蓬莱坝剖面总厚度约为95m，产状相对稳定131°∠30°，根据岩石特征和相序结构可以将鹰山组划分为下、中、上三段（图 2）：下段以泥晶砂屑灰岩为主，中段主要发育亮晶砂屑灰岩和层纹石灰岩，上段主体发育似球粒泥晶灰岩。这三段在蓬莱坝剖面具有明显的界限（图 2a），而在柯坪水泥厂剖面不具有类似的沉积特征，其中最大的不同是柯坪水泥厂剖面缺少层纹石灰岩。

下段：以泥晶砂屑灰岩为主，砂屑粒级主要为中砂到粗砂。该段在蓬莱坝剖面发育的厚度约为35 m，从鹰山组下部开始发育，内部发育很多个泥晶粗砂屑颗粒灰岩旋回，相序结构如图 3a所示，主体为中—粗砂屑颗粒灰岩，底部为含砾粗砂屑灰岩和砾屑灰岩（图 2d-3），分选差的含砾粗砂屑灰岩可能出现在滩内洼地环境，而砾屑灰岩可能发育在滩翼环境，分选较滩内洼地好。该段底部还可见泥晶中—粗砂屑，夹少量扁平状的砾屑，与蓬莱坝组顶部的一套红褐色中晶白云岩古风化壳呈平行不整合接触。这段地层中发育多个厚约30 cm的旋回（图 2d），每个旋回里面里面有若更小的旋回，可达10 cm，总体表现为从中砂屑到粗砂屑向上逐渐变粗的旋回特征（图 2d-1）；有的旋回中颗粒粒度变化不明显，表现为粒度变化不大的砂屑灰岩（图 2d-2）。该段下部还含有少量的陆源泥质和石英，可以大致推测研究区当时离风化剥蚀区相对较近。

中段：岩性主要为亮晶砂屑灰岩和层纹石灰岩，砂屑粒级为细砂到中砂。该段厚度约为37 m，发育多个厚度约为25 cm的小旋回（图 2c）。每个旋回具有相似的相序结构：底部出现一套薄层砾屑灰岩和含砾砂屑灰岩，主要是滩翼和滩内洼地沉积物，往上突变为向上变粗的亮晶砂屑灰岩，再突变为一套层纹石灰岩（图 3b），有的旋回中缺失代表滩内洼地和滩翼沉积的含砾粗砂屑灰岩及砾屑灰岩，直接由层纹石灰岩突变为另一个旋回的亮晶颗粒灰岩。其中，亮晶细—中砂屑灰岩是高能环境的沉积，代表了滩主体，层纹石为浅水环境下发育的一套微生物岩（图 2c-2）；有的旋回中可以看到向叠层石过度的层纹石（图 2c-3）。

上段：该段厚度约为33 m，主要表现为一套块状和中—厚层状似球粒泥晶灰岩（图 2b，图 2b-1，图 2b-2），相序结构相对单一（图 3c）。在该相带中可见由扁平状砾屑组成的薄层砾屑灰岩（图 2b-3），主要为风暴作用在浅海环境中产生的。这套碳酸盐岩沉积环境的水体相对于下段和中段较深，水体能量不如中、下段强烈，属于浪基面以下的浅海环境。

柯坪水泥厂剖面厚度约为200 m，相比较而言沉积特征没有蓬莱坝剖面明显（图 4），但是也可以大致划为三段。从鹰山组底部往上60 m是第一段，主要为泥晶砂屑灰岩；第二段表现为泥晶砂屑灰岩和亮晶砂屑灰岩交互出现，厚度约为90 m；第三段为含生物碎屑似球粒泥晶灰岩，厚度约为50 m，没有发现像蓬莱坝剖面出现的层纹石灰岩。在柯坪水泥厂具有风暴成因的砾屑灰岩主要分布在第三段，第一段和第二段分布较少，而蓬莱坝剖面（图 4）整体都分布有较多风暴成因的砾屑灰岩，中段尤为发育。

通过对颗粒滩沉积的野外观察可以总结出研究区鹰山组颗粒滩相沉积主要有三个亚相：滩主体、滩翼、滩内洼地。其中滩主体主要为向上变粗的亮晶砂屑灰岩（图 2d-1），滩翼为一套砾屑灰岩，而滩内洼地为层状的细—中砂屑灰岩，岩石颜色多偏向深灰色（图 2d-3）。颗粒滩的亚相划分在现代颗粒滩中也可以得到很好的印证，如通过对小巴哈马滩研究后发现颗粒滩的滩主体分选最好，而滩翼分选较差，多为不等粒砂屑灰岩^[18]。从颗粒滩的三个亚相在剖面上的分布来看，分布最多的是滩主体，滩翼和滩内洼地较少，可以说明研究区颗粒滩的迁移幅度不大，主要位于颗粒滩主体位置。

3 碳酸盐颗粒类型、岩石类型及微相类型

碳酸盐颗粒物质是颗粒滩的重要组成部分，具有不同的类型。至今已有很多学者对碳酸盐颗粒进行了大量的研究，葛利普（1904）最早从碎屑的角度探讨碳酸盐岩成因问题，在对碳酸盐岩的分类中创立了砾屑灰岩（Calcirudite）、砂屑灰岩（Calcarenite）和泥屑灰岩（Calcilutite）等专业术语^[28]，把碳酸盐颗粒按粒径分为了砾屑颗粒、砂屑颗粒、泥屑颗粒，后来的学者又对其进行了进一步的细分。之后Illing(1954)将碳酸盐颗粒划为骨骼颗粒和非骨骼颗粒，又把非骨骼颗粒划分为鲕粒、粪球粒、团粒、晶粒、集合粒等^[29]。Folk（1959）将颗粒分为异化颗粒和无异化颗粒，异化颗粒包括内碎屑、鲕粒、化石、球粒等^[30]。Dunham（1962）以0.02mm为界将碳酸盐岩组分分为灰泥和颗粒，并按照支撑方式将碳酸盐岩分为：灰泥岩（Mudstone）、颗粒泥晶灰岩（Wackestone）、泥晶颗粒灰岩（Packstone）、颗粒灰岩（Grainstone）^[31]。由此可以看出，对碳酸盐颗粒的研究是碳酸盐岩岩石学和沉积学的基础。

通过对研究区鹰山组碳酸盐岩的微观研究，发现颗粒主要有四种类型：似球粒、内碎屑、葡萄石、团块、凝块。从薄片观察的统计来看，似球粒在鹰山组沉积的颗粒中占有较大的比例（40%），通过前人资料的对比和该地区地质背景的研究，推测研究区的似球粒主要以微生物似球粒为主，粒径一般在100 μm左右。鹰山组似球粒形态和组构具有多样性（图 5），反映了多种微生物作用。研究区的葡萄石（10%）和团块（5%）属于碳酸盐集合粒，可能是由原来的多个似球粒通过微生物的黏结、缠绕和泥晶化等作用转变而来，因为在镜下可以观察到原始的球粒结构以及残余球粒结构。团块和葡萄石的形成过程经历微生物黏结阶段、葡萄石阶段、团块阶段和成熟团块阶段，所以团块的微生物作用比葡萄石更强烈^[32]。葡萄石是一种浅水台内环境的指示器，大多只出现在台内环境，反映低等—中等的水动力条件、低养分、低沉积速率，在缓坡环境很少出现^[32]。一般把似葡萄石（Botryoidal grains）和葡萄石（Grapestones）统称为葡萄石，两者具有一定的区别，巴哈马滩上发育大量的葡萄石属于似葡萄石（Botryoidal grains）具有典型的包壳结构，而另一类葡萄石是由于碳酸盐颗粒弱固结之后被水动力打碎，但没有完全打散而形成外形像一串葡萄的集合粒。研究区的葡萄石与巴哈马滩的似葡萄石颗粒具有一定的差别，泥晶化程度高、不具有包壳结构。但研究区团块特征比较典型，具有光滑的外形轮廓、强烈的泥晶化作用以及具有中空的内部结构（图 5h）。该区鹰山组纯的泥晶灰岩很少，有的黏结紧密，容易误认为是泥晶灰岩，但在镜下均能看到似球粒结构（图 5i）。研究区内碎屑（40%）的原始组分多为似球粒、葡萄石、团块或者直接由碳酸盐灰泥半固结后打碎的碎屑，主要是机械改造作用为主的碳酸盐颗粒，是颗粒滩的主要组成部分。似球粒是低能浅海和潮下带碳酸盐岩台地常见组成部分，例如大巴哈马滩的浅海环境中出现了大面积的似球粒碳酸盐沉积物，尤其是细粒似球粒多出现在典型浅海、低能、局限的海洋环境^[33]。Flugel（2004）把似球粒按成因分为了四个大类和九个亚类^[32]，通过对鉴别特征的对比，发现研究区鹰山组中的似球粒主要为微生物似球粒。同时，在研究区鹰山组地层中也发现了很多与微生物相关的沉积组构（图 5d、图 5e、图 5f）。这些现象都表明研究区鹰山组当时可能是一个以发育微生物似球粒为主的浅海环境，由于水体深度和能量的差异，发育了两种以微生物似球粒为物质基础的颗粒滩：泥晶中—粗砂屑颗粒滩和亮晶细—中砂屑颗粒滩。

通过对鹰山组野外露头和镜下薄片观察可以看出主要有23种岩石类型（如表 1）：泥晶灰岩、似球泥晶灰岩、泥晶似球粒灰岩、泥晶细粒似球灰岩、定向窗格孔泥晶似球粒灰岩、不规则状窗格孔泥晶似球粒灰岩、泥晶团块灰岩、泥晶葡萄石灰岩、泥晶不等粒内碎屑灰岩、似球粒灰岩、砂屑灰岩、砾屑灰岩、内碎屑似球粒灰岩、团块灰岩、葡萄石灰岩、不等粒内碎屑灰岩、粒序结构细砂屑灰岩、块状似球粒黏结灰岩、纹层似球粒黏结灰岩、细纹层似球粒黏结灰岩、团块黏结灰岩、葡萄石黏结灰岩、晶粒白云岩等。根据Dunham对碳酸盐岩的分类，可以看出岩石主要以颗粒灰岩和黏结灰岩这两大类为主。

虽然研究区岩石种类较多，但多种岩性可能沉积于同一种环境中，因此需要对这些岩石进行镜下微相分析和总结。通过对研究区鹰山组野外露头和薄片中碳酸盐颗粒类型、基质类型以及组构特征的观察，发现研究区鹰山组可以归纳出9沉积微相类型（MF1～MF9）。

MF1：集合粒（泥晶）颗粒灰岩微相，该微相对应Wilson标准微相SMF17。岩性可以分为两种：一种是（泥晶）葡萄石灰岩（图 6a），大多数葡萄石边缘界限不清晰，颗粒大小不均一，葡萄石主要为由似球粒黏结组而成的集合粒；另一种是团块灰岩（图 6b），大多数颗粒都是光滑轮廓的团块，夹少量葡萄石。团块边缘泥晶化程度高，颗粒大小不均一，分选较差，有的团块经历了一定距离的搬运和改造。团块主要由似球粒和少量生屑黏结而成的，黏结程度比葡萄石高。大多数颗粒有早期海洋胶结物的犬牙状镶边。该微相是台内环境的指示器，一般只出现在台内环境，反映低等—中等的水动力条件、低养分、低沉积速率。该微相在研究区出露较少。

MF2：亮晶内碎屑灰岩微相，可以与缓坡模式标准微相RMF27对比。岩性主要有四种：细砂屑灰岩（图 6c）、不等粒砂屑灰岩（图 6d）、粒序结构细砂屑灰岩（图 6e）和砾屑灰岩（图 6f）。其中亮晶细砂屑灰岩，分选较好，亮晶胶结，泥晶含量很少，砂屑原始成分主要是似球粒，也有少量集合粒改造而来；不等粒砂屑灰岩主要为亮晶胶结，泥晶含量少，分选差，颗粒成分多样，由细砂屑、中砂屑、粗砂屑、葡萄石、团块等组成；粒序结构细砂屑颗粒灰岩，颗粒支撑，亮晶胶结，具有粒序结构，从下往上变粗的粒序结构；砾屑灰岩，主要为亮晶胶结，分选差，颗粒呈扁平或长条状，偶见白云石集合体，砾石边界凹凸不平整。该微相代表了中—高能环境，颗粒经过一定的搬运和淘洗，淘洗得比较干净，填隙物主要为亮晶方解石，分选相对较好。该微相是颗粒滩的主体，反映了颗粒滩受到水动力作用所形成的组构特征，巴哈马滩上的现代颗粒滩沉积物也表现出该微相的特征，相似度较大。

MF3：窗格孔泥晶颗粒灰岩微相，可以与标准微相SMF21对比。主要出现在两种岩石类型中：不规则窗格孔泥晶颗粒灰岩（图 6g）和平行窗格孔颗粒灰岩（图 6h）。其中不规则窗格孔泥晶颗粒灰岩的主要颗粒有砂屑、团块、生屑，如图 6g所示，以被亮晶充填小的孔洞（A1）和被亮晶充填大而不规则的孔洞（A2）为特征。围绕砂屑（B）、团块（D）、生屑（E）产生了强烈的泥晶化作用，与微生物作用有关；平行窗格孔颗粒灰岩的主要颗粒为似球粒，窗格孔延伸方向一致，形态相似，被亮晶充填。该微相代表水体循环通畅、营养物质供给充足的环境。

MF4：纹层状似球粒黏结灰岩微相，对应标准微相SMF19。纹层密集发育，由毫米级的亮晶似球粒纹层和泥晶似球粒纹层组成，该纹层的成因与微生物席的捕获和黏结活动有关。如图 6i所示，在安静的水动力条件下发育深灰色致密似球粒堆积的波状纹层，微生物黏结作用强烈，在动荡的水动力条件下发育堆积相对稀松的似球粒或似球粒组成的集合粒。该微相反映了一种水动力条件在短时间内频繁变化的环境。

MF5：似球粒（泥晶）颗粒灰岩微相，对应标准微相SMF16。岩石类型主要有两类：纹层似球粒（泥晶）颗粒灰岩（图 6j）和无纹层细粒似球粒（泥晶）颗粒灰岩（图 6k），其中纹层似球粒黏结岩的纹层比MF4微相中的纹层要宽，纹层主要由泥晶球粒层和亮晶球粒层组成，其中泥晶球粒灰层的球粒紧密堆积，大小80 μm左右，基质主要为泥屑，亮晶球粒层的球粒大小约为100 μm，堆积较稀松，颗粒支撑，有的可见向窗格孔过度的亮晶纹层；而细粒似球粒颗粒灰岩的颗粒大小相对均一，颗粒组分主要为似球粒，大小约为50 μm，为粉砂级，有的圆度好，有的不规则，边界均不清晰，颗粒支撑为主。该微相代表了较弱的水动力条件，属于低能环境。

MF6：似鲕粒灰岩微相，可与标准微相SMF11相对比。大多数包壳的核心为葡萄石和团块，外面有一圈较厚的泥晶圈层，由微生物的包覆作用形成。颗粒大小不均一，分选差，形状不规则。野外观察与鲕粒相似，具有微生物的包壳结构。该微相在研究区出露较少，仅在该剖面顶部发现（图 6l）。该微相指示了微生物发育的较高能浅海环境。在似鲕粒灰岩中有时可以看到较多的泥晶组分，很可能不是早期沉积作用产生的，而是后期微生物泥晶化后形成的。

MF7：似球粒泥晶灰岩微相，可与标准微相SMF23对比。基质主要为灰泥，颗粒主要为似球粒，含少量生物碎屑，支撑方式主要灰泥支撑（图 6m）。该微相代表浅海中较深水的环境。

MF8：泥晶砂屑灰岩微相。砂屑主要为半固结状态下打碎的碳酸盐灰泥，磨圆较好，填隙物主要为灰泥和部分亮晶（图 6n）。该微相颗粒的特征反映了颗粒经过一定的水动力的淘洗，但填隙物特征反映了淘洗之后被带入到了能量相对较低的地区，所以该微相可能是靠近高能区的深水环境，高能环境下形成的颗粒快速的进入到低能环境后的产物。

MF9：亮晶似球粒砂屑灰岩微相，无对应的标准微相。内碎屑原始组分多样，多为球粒、葡萄石或团块等改造形成的，磨圆较好和磨圆差的内碎屑颗粒共存（图 6o）。该微相代表的是靠近较高能环境的相对低能区。

通过对野外露头和室内薄片的研究，并进行沉积微相分析，研究区横向上可以划分为3个相带，每个相带都有不同的微相组合（图 7）。这4个相带分别为：高能颗粒滩相带、滩间洼地沉积相带、低能颗粒滩相带、正常浅海沉积相带。其中，高能颗粒滩相带中的微相有MF1、MF2、MF6、MF7、MF8、MF9，滩间洼地沉积相带中的微相类型有MF1、MF5、MF7，低能颗粒滩相带微相类型有MF2、MF4、MF6、MF8、MF9，正常浅海沉积相带微相类型有MF1、MF3、MF5、MF7。

4 研究区鹰山组台内滩沉积模式

研究区奥陶系鹰山组颗粒滩中的颗粒物质主要包括原地产生的和异地搬运的。在水体相对稳定时，原地微生物作用产生大量的似球粒和碳酸盐灰泥，当水体能量再次动荡变为高能水动力条件的时候，这些固结或者半固结状态下的沉积物被打碎成碳酸盐碎屑，即内碎屑（图 6n），在高能水体的淘洗作用下发育成颗粒滩的组成部分；异地搬运的主要是弱固结的似球粒、葡萄石、团块等沉积物被潮汐作用带到高能带，经过改造之后成为砂屑颗粒（图 6a，b），最后成为颗粒滩的一部分。

结合研究区鹰山组沉积特征、岩石学特征及沉积微相分析，总结了鹰山组台内滩的沉积模式和演化规律。柯坪地区奥陶系鹰山组在横向上可以划分出4个相带：高能颗粒滩相带、滩间洼地沉积相带、低能颗粒滩相带、正常浅海沉积相带，其中高能颗粒相带和低能颗粒滩相带各自都可以划分出3个亚相：滩主体、滩翼、滩内洼地（图 7）。从研究区剖面特征来看，鹰山组沉积可以划分为三个阶段，第一个阶段海平面相对稳定，水泥厂剖面位于高能颗粒滩环境，而蓬莱坝剖面位于低能颗粒滩环境，但总体都发育在一个以微生物似球粒为主的浅海环境中；第二阶段为海平面高频震动阶段，蓬莱坝剖面位置主要发育亮晶颗粒灰岩和层纹石灰岩，并随着海平面的波动，发育了很多小的旋回（图 2d-1、图 3a），而柯坪水泥厂剖面在低能颗粒滩环境和高能颗粒滩环境之间转换，在海平面变化的过程中高能颗粒滩和低能颗粒滩环境来回变换，因此形成的亮晶砂屑灰岩和泥晶砂屑灰岩互层的现象；在鹰山组发育的第三个阶段海平面大幅上升，虽然研究区还是处于浅水环境，但水体相对前两个阶段更深，主要沉积似球粒泥晶灰岩为主（图 7c）。

5 讨论

微生物作在寒武纪和早奥陶世具有重要的影响，对似球粒、黏结形成的团块和集合颗粒的形成是主要因素。但此时后生动物已然大爆发，对沉积物的形成和改造起着重要的影响，但尚未占到统治地位，这个时期的颗粒滩沉积具有浓重的微生物造岩的色彩。因此微生物作用形成的颗粒滩和后生动物作用形成的颗粒滩是两种不同类型的颗粒滩，柯坪地区在鹰山组沉积时期总体处于大面积发育微生物似球粒的浅水环境，该时期处于微生物主导的碳酸盐建造向后生动物主导的碳酸盐岩建造转换的阶段，微生物作用一方面为颗粒滩的发育提供了良好的物质基础，另一方面也控制了该时期颗粒滩的沉积特征。这种特征在水体安静和动荡交替时期可以得到明显的体现，如图 6i所示，在安静的水动力条件下发育深灰色致密似球粒堆积的波状纹层，微生物黏结作用强烈，在动荡的水动力条件下发育堆积相对稀松的似球粒或似球粒组成的集合粒，这种特征不同于完全由机械作用形成的颗粒滩。另外，在碳酸盐台地的迎风面和背风面所形成的颗粒滩类型也是不同的，其中最显著的例子是大巴哈马滩。在大巴哈马滩迎风面的水体流动速度可达40~80 cm/s，经常出现由大量鲕粒组成的颗粒滩，在背风面水流速度较低（ < 0.4 m/s）的地方经常出现大量的似球粒^[18]，如在安德罗斯岛西边的背风面发育了很多似球粒、葡萄石组成的低能颗粒滩，而在安德罗斯岛东边的迎风面高能带发育多为鲕粒滩^[17]。在柯坪地区没有发现典型的鲕粒滩，多为内碎屑颗粒滩，原始成分多为似球粒，这可能指示了一种台内的相对中低能的环境，也可能与微生物的黏结作用有关，使得颗粒的起动速度要求更快；除了水体能量对颗粒滩发育的影响之外，颗粒滩沉积的构造背景和初始地形对形成也有很大的影响，塔里木台地早—中奥陶统鹰山组沉积时期整体处在拉伸构造背景向挤压构造背景转换的重要阶段，相对海平面变化可能受到早—中奥陶世这种特殊构造背景的影响，具有某些特殊的颗粒滩展布规律，研究区构造和沉积之间的耦合关系有待进一步研究。

6 结论

本文通过对柯坪地区鹰山组岩石学、沉积相序和沉积微相等方面的深入研究，对鹰山组沉积环境和演化做了相对全面的恢复和总结，并建立了研究区颗粒滩的沉积模式。可以得出以下结论：

（1）研究区鹰山组主要有23种岩石类型：泥晶灰岩、似球泥晶灰岩、泥晶似球粒灰岩、泥晶细粒似球灰岩、定向窗格孔泥晶似球粒灰岩、不规则状窗格孔泥晶似球粒灰岩、泥晶团块灰岩、泥晶葡萄石灰岩、泥晶不等粒内碎屑灰岩、似球粒灰岩、砂屑灰岩、砾屑灰岩、内碎屑似球粒灰岩、团块灰岩、葡萄石灰岩、不等粒内碎屑灰岩、粒序结构细砂屑灰岩、块状似球粒黏结灰岩、纹层似球粒黏结灰岩、细纹层似球粒黏结灰岩、团块黏结灰岩、葡萄石黏结灰岩、晶粒白云岩等。根据Dunham对碳酸盐岩的分类，可以看出岩石主要以颗粒灰岩和黏结灰岩这两大类为主。

（2）研究区柯坪水泥厂剖面和蓬莱坝剖面鹰山组地层可以划为三段，蓬莱坝剖面鹰山组上段为中—厚层状似球粒泥晶灰岩颗粒滩主要发育在中下两段，中段为亮晶粉—细砂屑灰岩和层纹石灰岩互层出现，下段主要以含陆源泥质的微生物粗砂屑灰岩为主。柯坪水泥厂剖面也可以划为三段，但界限没有蓬莱坝剖面清晰，主体表现为中层状的亮晶砂屑灰岩和泥晶砂屑灰岩交互出现。但两者具有不同的相序结构，反映了两种不同的沉积环境和沉积过程。

（3）研究区总体为台内浅海环境，由于台地内部能量的差异，主要发育两种类型的台内滩：泥晶中—粗砂屑颗粒滩和亮晶细—中砂屑颗粒滩，其中前者代表中—低能浅海环境，后者代表高能浅海环境。在蓬莱坝剖面下段代表中—低能颗粒滩环境，中段代表高能环境，而在柯坪水泥厂的下段为中—低能环境，中段表现为高能和中—低能交替变化的一个环境。

（4）研究区奥陶系鹰山组横向上可以划分出4个相带：高能颗粒滩相带、滩间洼地沉积相带、低能颗粒滩相带、正常浅海沉积相带。其中，高能颗粒相带和低能颗粒滩相带各自都可以划分出3个亚相：滩主体、滩翼、滩内洼地，而且每个相带和亚相都具有不同的微相组合；在纵向上鹰山组发育可以分为三个阶段：海平面稳定阶段、海平面高频震荡阶段、海平面上升阶段。

（5）研究区鹰山组沉积时期微生物沉积作用起到了重要作用，沉积物的形成和改造与微生物活动密切相关；该时期后生动物已经出现，并且在第三段出现了较多的生物碎屑，沉积底质也同时开始受到它们的影响。

致谢: 在论文撰写过程中受到了吴朝东、杨式升、李洪辉、曹颖辉等专家的亲切指导，野外工作得到王石、王珊、林彤等的大力帮助，在此一并致以真诚的感谢。