大湾沟剖面：“金钉子”辅助剖面

大湾沟剖面位于新疆维吾尔族自治区阿克苏市柯坪县印干村，为塔里木盆地奥陶系海相地层标准剖面。剖面由老到新出露奥陶系大湾沟组、萨尔干组、坎岭组、其浪组和印干组，上覆志留系，地层连续且接触关系清楚。剖面出现丰富的牙形类和笔石化石，地层得以精确对比，该剖面是我国西北地区最早确立的奥陶系标准剖面之一。

“金钉子”辅助剖面

大湾沟剖面在国际地质界已成为知名的剖面。1996年，第30届国际地质大会召开前夕，国际地层委员会奥陶系分会的主要成员考察了该剖面，一致认为该剖面发育了良好的笔石和牙形刺序列，地层出露连续。剖面不但代表了塔里木古板块，而且也可代表和对比与之相近的华南、哈萨克斯坦和波罗的海等古板块，在全球范围内有较广泛的代表性。因此，用它作为瑞典Fagelsang的上奥陶统底界的全球层型剖面和点位（GSSP，俗称“金钉子”）的辅助剖面。

国际地层委员会奥陶系分会于1995年在美国拉斯维加斯召开的第七届国际奥陶系大会上，确立了奥陶系的三统六阶划分方案，此后包括中国地层古生学家陈旭院士在内的上奥陶统底界国际工作组先后考察了美国亚拉巴马州的Calera剖面、中国新疆柯坪大湾沟剖面、中国甘肃平凉官庄剖面和瑞典的Fagelsang剖面。经过五年的对比研究，于2000年确立了瑞典的Fagelsang剖面为上奥陶统底界的全球层型剖面和点位，中国新疆大湾沟剖面和美国亚拉巴马Calera剖面为上奥陶统底界的两个全球辅助层型剖面。

2002年6月，由中国科学院南京地质古生物研究所、新疆维吾尔族自治区政府和柯坪县政府共同立碑，大湾沟剖面确认为“国际晚奥陶世地层底界层型辅助剖面”（图1）。

剖面化石丰富

大湾沟剖面上奥陶统萨尔干组为一套黑色笔石页岩夹含薄层或透镜状泥屑灰岩。詹士高、周志毅和陈旭等多位中国学者对剖面进行了研究，并发表了详细的剖面记录，作了笔石和牙形刺的分带和对比研究。国际工作组考察剖面后，陈旭院士等人又对其中的主要笔石属种，王志浩对其中主要的牙形刺属种进行了再研究。确认上奥陶统的底界在大湾沟剖面萨尔干组顶界之下2.81米处的Nj365层之底。上奥陶统的底界与笔石带的底界一致，以Nemagraptus gracilis（Hall）的首现为标志，这一界线略高于牙形刺带的分界。大湾沟剖面的这一界线和瑞典Fagelsang层型剖面以及美国Calera辅助层型的上奥陶统底界均可精确对比。

柯坪地区早奥陶世海水较浅，以灰岩为主，早期白云岩发育，主要处于半闭塞、开阔台地相区。中奥陶世至晚奥陶世早期为最大海侵期，沉积物以薄层泥质灰岩、瘤状灰岩和黑色页岩为主，属陆棚-斜坡相。晚奥陶世晚期发育了属浅海相的粉砂岩和砂质页岩互层沉积。而巴楚地区奥陶纪主要处于台地相区，以碳酸盐岩沉积为主，仅个别时期（如恰尔巴克期）接受了台缘斜坡相沉积。

大湾沟组岩性为灰、深灰色中薄层状含海绿石藻黏结瘤状生物灰岩、生物屑灰岩（图2）、泥质灰岩，夹不规则燧石条带，以富含多门类生物（屑）为特征，见大量角石、三叶虫等化石。

大湾沟组可分出两个牙形石带。上部牙形石带，曾见于湖北宜昌牯牛潭组、华北上马家沟组，大致相当于达瑞威尔期中期；下部牙形石带，为达瑞威尔期早期。头足类极其丰富，分异度也很高，不少分子常见于湖北大湾组和牯牛潭组。几丁石出现可与达瑞威尔期对比。综合而言，大湾沟组时限大致为达瑞威尔早中期。值得注意的是，张师本等还发现由海绵等组成的断续礁块，显示了由台缘相向斜坡相过渡的特点，为确定一间房组与大湾沟组的相变关系提供了证据。

萨尔干组与下伏大湾沟组连续沉积，上部灰绿色瘤状灰岩与坎岭组红色瘤状灰岩整合接触。岩性主要为黑色泥页岩，中部含钙质，下部含粉砂质，夹十余层薄层、透镜状沥青质粉晶灰岩，局部层段有少量硅质条带，属陆棚滞留盆地相。由于大湾沟组至萨尔干组地层连续，中、上奥陶统界线在盆地相萨尔干组内通过，多门类生物地层序列清晰，含丰富的笔石、三叶虫、牙形类化石，此外还见有无铰纲腕足类、疑源类、腹足类和双壳类等，已选定为上奥陶统底界全球层型辅助剖面。

剖面烃源岩发育

塔里木盆地台盆区古生界油气来源历来是业界争论的焦点，部分学者认为下寒武统玉尔吐斯组为台盆区主力烃源岩，但也有学者持不同观点，认为中上奥陶统也是台盆地区重要的烃源岩。中国石化西部分院分析认为，萨尔干组是塔里木盆地奥陶系优质烃源岩。其黑色泥页岩有机碳含量为0.56%～2.78%，17个样品的平均值为1.56%，氯仿沥青“A”介于470～2090ppm（百万分比浓度），14个样品的平均值为1188ppm，所夹泥灰岩的有机碳含量介于0.10%～1.52%。有机碳大于0.5%的烃源岩厚度为13米。塔里木油田分公司研究院分析认为，大湾沟剖面萨尔干组有机碳一般为0.13%～5.05%，平均可达2.24%，有机碳大于0.5%的烃源岩厚度为13.6米。据中国石化石油勘探开发研究院分析，大湾沟剖面萨尔干组有机质丰度较高，9件样品有机碳分布在0.08%～4.65%，平均为1.90%；其中页岩样品有机碳明显较灰岩样品高，有机碳最小值为1.41%，平均为2.86%。由此表明，萨尔干组烃源岩属优质烃源岩。

坎岭组整合于萨尔干组之上。下部厚6.4米为浅灰色、灰色中薄层状泥晶灰岩，近底部层间夹黑色泥岩条带或条纹，富含角石化石。上部厚13米为紫红色薄层条带状、瘤状、疙瘩状含泥质泥晶灰岩与钙质泥岩频繁互层，近顶部夹绿灰色钙质泥岩，生物更为丰富，产笔石、三叶虫、介形、头足、腕足、双壳、腹足类等。坎岭组与其浪组连续沉积，均属斜坡相沉积。

其浪组整合于坎岭组之上，与印干组整合接触，主要为灰、浅灰色中薄层状、条带状、瘤状或透镜状含泥质泥晶灰岩与灰、灰绿色钙质泥岩频繁互层。上部夹多层厚数十厘米（最厚0.45米）的砂屑灰岩和钙质细砂岩层，砂屑灰岩具正粒序递变层理，底面见槽模，属斜坡相沉积，与坎岭组沉积环境及所产化石基本一致。

无论是瘤状灰岩、灰岩还是钙质泥岩（或夹层），有机质丰度普遍较低，有机碳一般小于0.1%，20件样品中仅2件样品有机碳大于0.1%，总平均值仅为0.05%，为非烃源岩。

印干组与其浪组整合接触，其与上覆柯坪塔格组有明显沉积间断（图3）。主要岩性为灰黑色厚层状钙质、碳质、粉砂质页岩与泥灰岩互层，发育水平微细层理，含小球状白铁矿晶粒聚合体，属斜坡-盆地相沉积，含笔石、腕足类、几丁石、牙形石等生物化石，区域上厚度在34.4～97.9米。

印干组属较好的生油岩，中国石化西部分院取样分析结果表明：有机碳为0.63％，镜煤反射率为1.3％左右。另有资料显示，有机碳为0.3%～2.10%，平均0.61%，据中国石化石油勘探开发研究院分析，4件黑色泥页岩样品有机碳分布于0.42%～1.06%，平均为0.68%。

中－上奥陶统萨尔干组和印干组烃源岩是塔里木盆地重要的海相烃源岩组成部分。该套烃源岩在柯坪露头区的多个剖面均有出露，现今均处于成熟－高成熟阶段，地化分析表明其黑色泥页岩层为较好—优质烃源岩。

作者：中国石化无锡石油地质研究所 余琪祥