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【摘要】 湖北刘家场地区中寒武统覃家庙群地层中,发生了覃二段的长石石英砂岩与其上下的岩层——覃一段、覃三段、覃四段的白云岩之间的混合沉积,这种现象十分罕见,本文首次对该混合沉积进行了具体描述和成因探讨,认为与小型的造山运动有关。
【关键词】 刘家场 中寒武统 覃家庙群 覃二段 混合沉积 造山运动
前言
混合沉积作为一种新的沉积类型目前已经引起沉积学界的关注[1,2]。混合沉积可分为狭义的和广义的,狭义的是指陆源碎屑与碳酸盐组份的混合(在同一岩层内),而广义的混合则包括了狭义的和陆源碎屑与碳酸盐层构成交替互层或夹层的混合[2]。本文将首次对湖北松滋刘家场地区的中寒武统覃家庙群中的陆源碎屑砂岩与海相碳酸盐岩的混合沉积进行研究。
1. 研究区概况
本文研究区位于湖北松滋刘家场地区,该地区在地层区上属于扬子地层区,上扬子地层分区。在大地构造位置上属扬子稳定陆块中段,区内地层自震旦系——第四系均有出露,发育齐全 [3]。
2. 剖面概况
湖北刘家场地区寒武系地层发育完全,其中覃家庙群总体为局限台地相碳酸盐岩沉积。其又可分为四段:覃一段为灰色、浅灰色薄至中厚层白云岩、泥质白云岩,下部以灰黄色薄层状和含泥质较多为特征,并含石盐、石膏假晶,上部为灰色、浅灰色中至厚层状泥晶、粉晶白云岩;覃二段为灰黄色、黄褐色薄至中层状长石石英砂岩;覃三段为灰至深灰色中至厚层状白云质灰岩、白云岩,夹少量泥质白云岩,夹数层砂屑、砾屑、粉屑白云岩、白云质灰岩,可见较多的波状、柱状叠层石;覃四段为灰色、灰黄色中至厚层状白云岩、泥质白云岩与深灰色中——厚层白云岩互层。
3. 覃家庙群中的混合沉积
3.1混合沉积描述
覃一段为一套厚约100m的灰色、浅灰色薄至中厚层泥晶白云岩、泥质白云岩,该泥质白云岩单层厚度为5~50cm不等,水平层理发育,在泥质白云岩可见较多的石盐、石膏假晶,可推之为蒸发环境下形成的,另外,在灰色薄层的含泥云岩的底面上,可见明显的干涉波痕的印模构造(见图1),且两者波痕的夹角较大,多在80~85度之间。在覃一段中,没有找到任何生物化石或生物遗迹。分析该沉积环境为局限台地相中低能的泻湖环境,而且是咸化泻湖。
覃二段一改覃一段的沉积面貌,由碳酸盐岩直接相变为陆源碎屑岩沉积。覃二段为一套厚约5~10m的灰黄色、黄褐色薄至中层状的长石石英砂岩。该长石石英砂岩中长石含量约为20%左右,石英含量约为75%~80%,岩屑含量低于5%,此外,在长石石英砂岩中可见明显的低角度交错层理以及平行层理(见图2),该低角度交错层理的层系界面以低角度相交,交角为5~10度左右。此外,在该段中也未见明显的生物化石或生物遗迹。由岩性特征和特征性的沉积构造——低角度交错层理以及平行层理可以推出该沉积环境为无障壁海岸相的前滨——后滨亚相。
覃三段的岩性特征为灰色中层白云岩、泥质白云岩,以泥、粉晶结构为主,夹有数层砂、砾屑白云岩。沉积构造主要为平行层理和槽状交错层理,还可见大量的波状、柱状叠层石,除此之外,未见其他明显的生物化石或生物遗迹。可推出其为潮间带中下部和潮下带上部环境。
覃四段的岩性特征为浅灰色、灰黄色中厚层状白云岩、泥质白云岩与深灰色中厚层白云岩互层。沉积构造主要为水平层理和平行层理,还可见柱状叠层石,除此之外,未见其他明显的生物化石或生物遗迹。由此可推出其为潮间带下部环境。
3.2混合沉积成因讨论
覃二段与其上下的岩层——覃一段、覃三段、覃四段的岩性完全不同。覃二段的长石石英砂岩中的石英含量高,可以推知物源地与本工区的距离较远,使得沉积分异作用进行的较完全。覃二段的沉积环境与覃一段相比,由局限台地的泻湖环境变为无障壁海岸的前滨——后滨亚相,水体(海平面)有少许的下降,而且将局限台地与开阔台地分隔开的大型浅滩、坝“突然消失”;覃三段与覃二段相比,其沉积环境由无障壁海岸相的前滨--后滨环境又变为局限台地相的潮间带中下部和潮下带上部环境,可见水体又开始加深,而且将局限台地与开阔台地分隔开的大型浅滩、坝又“突然出现”,与覃一段相比,水体深度稍浅一点。覃四段与覃三段相比,水体再一次变浅一点。
从总体而言,从覃一段到覃四段,海平面经历了先降、后生、再降的变化,特别是覃一段到覃二段的变化是研究的重点,从覃一段到覃二段海平面下降,但沉积环境从有障壁海岸的局限台地变为无障壁海岸环境,而且根据前人研究,覃一段与覃二段之间为整合接触,并没有特别指出为不整合关系,在其间也确实没有大型的构造运动发生。
但是,经过笔者在刘家场地区对覃一段与覃二段的产状进行实际测量,发现重要结论:a.在渔麻村公路旁,找到了覃一段与覃二段的地质分界点,覃一段的产状为倾向220度,倾角23度,覃二段的产状为倾向240度,倾角14度;b.在和尚天坑公路旁,也找到了覃一段与覃二段的地质分界点,覃一段的产状为倾向350度,倾角57度,覃二段的产状为倾向357度,倾角50度。由此可知,覃一段与覃二段之间其实不是完全的整合关系,其倾角可相差7~10度,为平行不整合关系。
综合前面的各个现象和地质特征,笔者推测可能是:由于离工区较远的地区发生小型构造运动(造山运动),使得物源的形成,物源经过较长距离的搬运到达工区,形成覃二段的长石石英砂岩。该造山运动对工区的沉积环境造成了一定的影响,使得泻湖内靠陆一侧的海岸发生轻微的抬升,即倾角变大了5~10度,由此使得海平面相对下降,其泻湖的障壁物可能是生物礁,生物礁由于海平面下降以及由于陆源碎屑砂的大量供应而水体变得浑浊而停止生长、死亡,从而沉积环境由有障壁海岸的局限台地变为无障壁海岸环境。到覃三段发生沉积时,可能是陆源供应受到抑制(并无构造运动,可能河流改道等),海平面重新上升使得生物礁重新生长、繁殖,使得本区又形成局限环境。当然,其混合沉积的成因还有待进一步的研究。
参考文献:
[1] 张雄华.混积岩的分类和成因[J].地质科技情报,2000,19(4):31-34.
[2] 沙庆安.混合沉积和混积岩的讨论[J].古地理学报,2001,3 (3):63-66.
[3] 李建明,龚文平等主编.鄂西南松宜地区地质及教学实习指南[M].江汉石油学院,2000.
【关键词】 刘家场 中寒武统 覃家庙群 覃二段 混合沉积 造山运动
前言
混合沉积作为一种新的沉积类型目前已经引起沉积学界的关注[1,2]。混合沉积可分为狭义的和广义的,狭义的是指陆源碎屑与碳酸盐组份的混合(在同一岩层内),而广义的混合则包括了狭义的和陆源碎屑与碳酸盐层构成交替互层或夹层的混合[2]。本文将首次对湖北松滋刘家场地区的中寒武统覃家庙群中的陆源碎屑砂岩与海相碳酸盐岩的混合沉积进行研究。
1. 研究区概况
本文研究区位于湖北松滋刘家场地区,该地区在地层区上属于扬子地层区,上扬子地层分区。在大地构造位置上属扬子稳定陆块中段,区内地层自震旦系——第四系均有出露,发育齐全 [3]。
2. 剖面概况
湖北刘家场地区寒武系地层发育完全,其中覃家庙群总体为局限台地相碳酸盐岩沉积。其又可分为四段:覃一段为灰色、浅灰色薄至中厚层白云岩、泥质白云岩,下部以灰黄色薄层状和含泥质较多为特征,并含石盐、石膏假晶,上部为灰色、浅灰色中至厚层状泥晶、粉晶白云岩;覃二段为灰黄色、黄褐色薄至中层状长石石英砂岩;覃三段为灰至深灰色中至厚层状白云质灰岩、白云岩,夹少量泥质白云岩,夹数层砂屑、砾屑、粉屑白云岩、白云质灰岩,可见较多的波状、柱状叠层石;覃四段为灰色、灰黄色中至厚层状白云岩、泥质白云岩与深灰色中——厚层白云岩互层。
3. 覃家庙群中的混合沉积
3.1混合沉积描述
覃一段为一套厚约100m的灰色、浅灰色薄至中厚层泥晶白云岩、泥质白云岩,该泥质白云岩单层厚度为5~50cm不等,水平层理发育,在泥质白云岩可见较多的石盐、石膏假晶,可推之为蒸发环境下形成的,另外,在灰色薄层的含泥云岩的底面上,可见明显的干涉波痕的印模构造(见图1),且两者波痕的夹角较大,多在80~85度之间。在覃一段中,没有找到任何生物化石或生物遗迹。分析该沉积环境为局限台地相中低能的泻湖环境,而且是咸化泻湖。
覃二段一改覃一段的沉积面貌,由碳酸盐岩直接相变为陆源碎屑岩沉积。覃二段为一套厚约5~10m的灰黄色、黄褐色薄至中层状的长石石英砂岩。该长石石英砂岩中长石含量约为20%左右,石英含量约为75%~80%,岩屑含量低于5%,此外,在长石石英砂岩中可见明显的低角度交错层理以及平行层理(见图2),该低角度交错层理的层系界面以低角度相交,交角为5~10度左右。此外,在该段中也未见明显的生物化石或生物遗迹。由岩性特征和特征性的沉积构造——低角度交错层理以及平行层理可以推出该沉积环境为无障壁海岸相的前滨——后滨亚相。
覃三段的岩性特征为灰色中层白云岩、泥质白云岩,以泥、粉晶结构为主,夹有数层砂、砾屑白云岩。沉积构造主要为平行层理和槽状交错层理,还可见大量的波状、柱状叠层石,除此之外,未见其他明显的生物化石或生物遗迹。可推出其为潮间带中下部和潮下带上部环境。
覃四段的岩性特征为浅灰色、灰黄色中厚层状白云岩、泥质白云岩与深灰色中厚层白云岩互层。沉积构造主要为水平层理和平行层理,还可见柱状叠层石,除此之外,未见其他明显的生物化石或生物遗迹。由此可推出其为潮间带下部环境。
3.2混合沉积成因讨论
覃二段与其上下的岩层——覃一段、覃三段、覃四段的岩性完全不同。覃二段的长石石英砂岩中的石英含量高,可以推知物源地与本工区的距离较远,使得沉积分异作用进行的较完全。覃二段的沉积环境与覃一段相比,由局限台地的泻湖环境变为无障壁海岸的前滨——后滨亚相,水体(海平面)有少许的下降,而且将局限台地与开阔台地分隔开的大型浅滩、坝“突然消失”;覃三段与覃二段相比,其沉积环境由无障壁海岸相的前滨--后滨环境又变为局限台地相的潮间带中下部和潮下带上部环境,可见水体又开始加深,而且将局限台地与开阔台地分隔开的大型浅滩、坝又“突然出现”,与覃一段相比,水体深度稍浅一点。覃四段与覃三段相比,水体再一次变浅一点。
从总体而言,从覃一段到覃四段,海平面经历了先降、后生、再降的变化,特别是覃一段到覃二段的变化是研究的重点,从覃一段到覃二段海平面下降,但沉积环境从有障壁海岸的局限台地变为无障壁海岸环境,而且根据前人研究,覃一段与覃二段之间为整合接触,并没有特别指出为不整合关系,在其间也确实没有大型的构造运动发生。
但是,经过笔者在刘家场地区对覃一段与覃二段的产状进行实际测量,发现重要结论:a.在渔麻村公路旁,找到了覃一段与覃二段的地质分界点,覃一段的产状为倾向220度,倾角23度,覃二段的产状为倾向240度,倾角14度;b.在和尚天坑公路旁,也找到了覃一段与覃二段的地质分界点,覃一段的产状为倾向350度,倾角57度,覃二段的产状为倾向357度,倾角50度。由此可知,覃一段与覃二段之间其实不是完全的整合关系,其倾角可相差7~10度,为平行不整合关系。
综合前面的各个现象和地质特征,笔者推测可能是:由于离工区较远的地区发生小型构造运动(造山运动),使得物源的形成,物源经过较长距离的搬运到达工区,形成覃二段的长石石英砂岩。该造山运动对工区的沉积环境造成了一定的影响,使得泻湖内靠陆一侧的海岸发生轻微的抬升,即倾角变大了5~10度,由此使得海平面相对下降,其泻湖的障壁物可能是生物礁,生物礁由于海平面下降以及由于陆源碎屑砂的大量供应而水体变得浑浊而停止生长、死亡,从而沉积环境由有障壁海岸的局限台地变为无障壁海岸环境。到覃三段发生沉积时,可能是陆源供应受到抑制(并无构造运动,可能河流改道等),海平面重新上升使得生物礁重新生长、繁殖,使得本区又形成局限环境。当然,其混合沉积的成因还有待进一步的研究。
参考文献:
[1] 张雄华.混积岩的分类和成因[J].地质科技情报,2000,19(4):31-34.
[2] 沙庆安.混合沉积和混积岩的讨论[J].古地理学报,2001,3 (3):63-66.
[3] 李建明,龚文平等主编.鄂西南松宜地区地质及教学实习指南[M].江汉石油学院,2000.