我国古生界海相富有机质页岩沉积环境中，无论是在中国南方还是在塔里木地区，均存在多处局限海湾环境。
1.中国南方下志留统龙马溪组页岩沉积特征
我国南方古生界海相烃源岩发育的有利相带分布都与古大洋有密切联系，多种沉积相组合成不同时期的多个海湾体系。早志留世秦岭洋的向南侵入，形成北部海湾体系（图1—13）。在海湾体系中，地形分异大，隆凹相间，有利于烃源岩的发育。
四川盆地是中国三大克拉通盆地之一。晚奥陶世，盆地受周边挤压作用，黔中古隆起及川中古隆起继续隆升，围限了上扬子海域，使其成为局限海盆（图1—14）；到早志留世，为古隆起发育的高峰阶段，此时陆地边缘处于高度挤压状态，造山运动强烈，造成川中隆起的范围不断扩大，与黔中隆起、武陵隆起、雪峰隆起及苗岭隆起基本相连，形成了滇黔桂最大的隆起带，使得四川盆地及其周缘沉积环境为由古隆起带包围的一个局限陆棚环境，岩相为页岩、碳质页岩相；隆起边缘主要发育潮坪—潟湖相，岩相多为粉砂质、砂质页岩相。
图1—13 中国南方早志留世时期的海湾体系（梁狄刚等，2009）
综合习水骑龙村、綦江观音桥、桐梓代家沟、秀山溶溪、城口观音堂等十几条上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组野外露头剖面，总结出研究区五峰组—龙马溪组共有5种主要岩性：黑色页岩、硅质岩、斑脱岩、粉砂岩及生物灰岩。其中黑色页岩中笔石化石丰富［图1—15（a）（c）］，多见于五峰组下段及龙马溪组下段；粉砂岩中也含有明显的笔石化石［图1—15（g）］，主要发育于龙马溪组上段；生物灰岩发育在五峰组上段的观音桥段［图1—15（d）］；斑脱岩［图1—15（e）］与硅质岩［图1—15（f）］主要发育在四川盆地北缘，如城口、镇巴地区。
1）五峰组黑色页岩段
岩性主要为黑色页岩，碳质、钙质含量较高，四川盆地北缘见斑脱岩［图1—15（e）］，笔石化石丰富，又可称为笔石页岩；有机碳丰度较高，TOC含量大于2%；水平纹层发育［图1—16（g）］，反映出该段沉积时水体比较安静；镜下可见到硅质放射虫［图1—16（c）（d）］，在一定程度上表明沉积水体较深。
图1—14 四川盆地及其周缘晚奥陶世至早志留世古地理图（刘树根等，2013修编）
2）五峰组观音桥段
研究区五峰组上部的观音桥段普遍发育，厚度一般在0.3 m左右，在桐梓红花园附近最厚达6 m，TOC含量一般小于2%。岩性为生物灰岩［图1—15（d）］，以腕足类占优势，有少量腹足类、双壳类和珊瑚等。綦江观音桥野外露头观测中见到很多双壳类化石，习水骑龙村剖面岩石样品在镜下也可看到很多介壳类、腕足类及海百合等生物，秀山溶溪剖面岩石样品在镜下还可见典型的浅水苔藓虫［图1—16（b）］。
图1—15 四川盆地及周缘五峰组、龙马溪组野外照片（刘树根等，2013）
（a）习水骑龙村剖面龙马溪组黑色页岩；（b）石柱漆辽剖面龙马溪组黑色页岩中的结核；
（c）习水骑龙村剖面五峰组黑色页岩中的笔石化石；（d）綦江观音桥剖面的观音桥段生物灰岩；
（e）城口明中剖面五峰组黑色硅质岩和灰白色的斑脱岩；（f）南川三泉剖面龙马溪组砂岩和黑色页岩；
（g）彭水鹿角剖面龙马溪组灰黑色粉砂岩；（h）习水骑龙村剖面龙马溪组灰黑色页岩与粉砂岩条带
3）龙马溪组下段黑色页岩段
岩性主要为黑色页岩［图1—15（a）］、黑灰色粉砂岩［图1—15（g）］，厚度一般在50 m左右，笔石化石丰富，有机碳丰度较高，TOC含量大于2%。页岩厚度较薄，多发育纹层，粉砂岩中平行层理发育［图1—16（a）］，常见黄铁矿结核，表明该期水体较深，处于缺氧还原环境。在五峰组和龙马溪组下段，在部分地区（如四川盆地北缘城口、镇巴，南缘的桐梓等）可见到二十多层的斑脱岩层。斑脱岩是一种黏土岩，成分极其复杂，主要由火山喷发所产生的凝灰物质经沉积成岩及蚀变作用后形成，含有明显的锆石等重矿物。野外露头上可以看到明显的水平层理［图1—15（e）］、黄铁矿结核，镜下也表现出明显的纹层特征［图1—16（g）］。
4）龙马溪组上段非黑色页岩段
岩性为粉砂岩、灰色薄层钙质页／泥岩夹钙质粉砂岩透镜体［图1—15（h）］，生物仍以笔石为主，有机碳丰度低，TOC含量一般小于1%。在粉砂岩中可见明显的钙质纹层［图1—16（e）］，还可见到明显的侵蚀构造［图1—16（f）］，具有明显的浅水沉积特征。(www.xing528.com)
2.塔里木盆地中上奥陶统页岩沉积特征
塔里木盆地局限海湾陆棚环境主要分布在阿瓦提—柯坪—阿克苏一带的南天山洋南侧被动陆缘（图1—17），当时的时代为中晚奥陶世。据柯坪大湾沟剖面揭示，其岩相组成为黑色页岩夹薄层泥晶灰岩或泥晶灰岩透镜体（图1—18）。黑色页岩中含大量草莓状黄铁矿结核，代表一种滞流缺氧的陆棚海湾环境。
柯坪大湾沟剖面2002年被确定为上奥陶统底界全球辅助层型剖面，其中萨尔干组地质时代为中奥陶世与晚奥陶世过渡阶段。柯坪地区奥陶系地层层序如图1—19所示，萨尔干组上覆地层为上奥陶统坎岭组瘤状灰岩和泥晶灰岩，下伏地层为大湾沟组瘤状灰岩和泥晶灰岩。
萨尔干组岩石类型有两类，一是黑色钙质页岩，多呈页片状，水平微细层理发育，显微镜下多见霉球状黄铁矿，普遍含笔石；二是黑色页岩中少量薄层状或透镜状灰岩和泥灰岩，部分含有宏观藻类。表1—1中的泥晶灰岩样品有机碳含量介于0.10%～0.39%，其余样品为黑色页岩，有机碳含量0.65%～2.83%，平均为1.63%（图1—20，表1—1）。柯坪大湾沟剖面萨尔干组厚13.4 m，其中黑色页岩累计厚度11.12 m，其余为薄层状或透镜状泥晶灰岩。其页岩中有机碳的含量与海平面的上升具有较好的对应关系（图1—20）。
图1—16 四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组薄片照片（刘树根等，2013）
（a）秀山溶溪剖面龙马溪组黑色页岩的水平层理；（b）秀山溶溪剖面的观音桥段生物灰岩中的苔藓虫；
（c）习水骑龙村剖面五峰组硅质放射虫；（d）城口明中剖面五峰组硅质放射虫（见明显的黄铁矿化）；
（e）习水骑龙村剖面龙马溪组砂岩纹层；（f）秀山溶溪剖面龙马溪组粉砂岩的侵蚀构造；
（g）城口明中剖面五峰组斑脱岩的纹层；图中均为单偏光
图1—17 塔里木盆地中上奥陶统不同沉积背景泥质岩烃源岩的分布（于炳松等，2008）
图1—18 柯坪隆起大湾沟剖面萨尔干组黑色页岩露头
图1—19 柯坪地区奥陶系地层层序和萨尔干组黑色页岩有机碳含量（王飞宇等，2008）
图1—20 柯坪大湾沟剖面萨尔干组页岩海平面变化、总有机质含量、黏土矿物总量、碳酸盐矿物总量、石英与长石总量的关系（高志勇等，2012）
表1—1 柯坪大湾沟剖面萨尔干组样品岩石热解数据（王飞宇等，2008）
（续表）
*为泥灰岩样品。
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