遼寧南部地區(qū)下寒武統(tǒng)饅頭組沉積環(huán)境及石膏找礦方向研究

石立國

遼寧南部地區(qū)下寒武統(tǒng)饅頭組沉積環(huán)境及石膏找礦方向研究

石立國

(阜新市國土資源局，遼寧 阜新 123000)

下寒武統(tǒng)饅頭組下部分布著一套層位穩(wěn)定的紫紅色、灰黃色白云質(zhì)礫巖和頁巖，礫石成分為疏松多孔的白云巖，具棱角狀或次棱角狀，角礫的粒度分選和磨圓差，填隙物與礫石成分相同。根據(jù)對頁巖和礫巖的組成、沉積特征的分析，其成因可能是組成礫巖的碳酸鹽巖含較高的鹽類經(jīng)次生變化形成的溶塌角礫巖。由于頁巖、溶塌角礫巖具穩(wěn)定的層位，含鹽類高，地下深部可能存在鹽巖(主要是石膏)，在一定埋深具有石膏找礦遠(yuǎn)景。

下寒武統(tǒng)饅頭組；沉積環(huán)境；石膏

筆者在遼寧地區(qū)進(jìn)行l(wèi)∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時，在下寒武統(tǒng)饅頭組下部發(fā)現(xiàn)一層位穩(wěn)定的紫紅色、黃綠色頁巖和白云質(zhì)礫巖和頁巖(礫石成分多為疏松多孔的白云巖，具棱角狀或次棱角狀，角礫的粒度分選和磨圓差，填隙物質(zhì)與礫石成分相同，均為白云巖)，后經(jīng)系統(tǒng)收集資料、研究，發(fā)現(xiàn)在遼寧的太子河地區(qū)和遼南復(fù)州地區(qū)均有此巖性層位。

1 下寒武統(tǒng)饅頭組在遼寧地區(qū)的分布

遼寧地區(qū)的下寒武統(tǒng)饅頭組分布較廣，本文討論分布于太子河西部的遼陽地區(qū)、遼南復(fù)州地區(qū)的饅頭組的地層。

遼陽地區(qū)：鏵子鎮(zhèn)以南的當(dāng)石嶺、五頂山、下平州等地；遼陽地區(qū)本組厚度一般為50～70m。

遼南復(fù)州地區(qū)：本區(qū)的下寒武系統(tǒng)饅頭組主要分布于瓦房店市及金州境內(nèi)，新金等地也有零星出露。地層系統(tǒng)、巖性、巖相古地理與太子河地區(qū)相似。其沉積特征整合于堿廠組之上。巖性為紫色頁巖與白云質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r互層，夾黃綠色頁巖，以紫色頁巖與堿廠組分界。厚106～233m。

2 頁巖、角礫巖分布特征

從遼東太子河流域的遼陽地區(qū)、遼南復(fù)州地區(qū)出露的饅頭組巖性特征來看，巖性與吉林通化地區(qū)和本溪地區(qū)基本相似，均有紫色頁巖，溶塌角礫巖主要分布在饅頭組的中部和下部，且紫色頁巖中多具食鹽假晶、波痕、干裂。兩個地區(qū)代表性剖面如下。

2.1 遼陽(太子河流域)地區(qū)

代表性剖面為太子河流域的新洞溝剖面(據(jù)遼寧省地質(zhì)志)地層如下：

上覆地層，毛莊組：紫色頁巖夾粉砂巖，底部有厚約0.5m的黃綠色頁巖。

饅頭組地層：①紫色頁巖，3.3m；②黃色頁巖、礫巖夾薄層泥灰?guī)r，19.9m；③黃綠色瘤狀泥灰?guī)r，8.2m； ④紫色粉砂質(zhì)頁巖夾黃綠色頁巖，29.3m；⑤黃色中厚層灰?guī)r，1.0m；⑥黃色薄層泥灰?guī)r，1.4m；⑦黃灰色及黑灰色薄層泥質(zhì)花紋灰?guī)r，5.7m。

饅頭組整合于堿廠組之上，厚37.1～110.1m。

2.2 復(fù)州地區(qū)

認(rèn)知行為治療，人際心理治療，行為心理治療，都對抑郁癥有確定的療效。其他類型心理治療的證據(jù)少。有一些比較研究表明認(rèn)知行為治療和第二代抗抑郁藥物具有相似療效，而副作用可能更低，此外，使用認(rèn)知行為治療所報告的抑郁復(fù)發(fā)率低于第二代抗抑郁藥物治療。因此，盡管第二代抗抑郁藥物通常是針對抑郁癥患者開出的初始治療方案，CBT依舊可作為初始治療的合理療法，并應(yīng)該被認(rèn)為是可用的第二代抗抑郁藥物的替代治療方法。

代表性剖面為瓦房店市磨盤山剖面(據(jù)遼寧省地質(zhì)志)。

上覆地層，毛莊組；下伏地層，堿廠組：黃綠色頁巖。饅頭組145.9m。

饅頭組地層：①紫色頁巖夾粉砂質(zhì)頁巖、礫巖，27.9m；②灰黑色中厚層白云質(zhì)灰?guī)r，34.3m；③黃綠色頁巖，8.9m；④紫色頁巖，上部夾泥灰?guī)r結(jié)核，13.7m；⑤灰色中厚層灰?guī)r及鮞狀灰?guī)r，33.6m；⑥灰、黑色頁巖，13.0m；⑦灰褐色薄層泥灰?guī)r，14.5m。

從以上資料可以看出：饅頭組中下部巖性主要為紫色、黃綠色頁巖和角礫巖，說明遼寧地區(qū)饅頭期的中早期沉積環(huán)境為濱海相，氣候干旱、炎熱。

3 沉積環(huán)境分析

遼寧地區(qū)寒武紀(jì)時期沉積，基本承襲了晚元古代構(gòu)造及古地理格局。早寒武世堿廠期的海侵形成了遼寧地區(qū)寒武紀(jì)的沉積格局范圍：半封閉的遼東太子河流域、遼南復(fù)州地區(qū)、遼西地區(qū)的海盆。在海盆西南部為山海關(guān)古陸，北部為內(nèi)蒙古陸、鐵嶺靖宇古陸，太子河流域南部為千山郎琳古陸。在海盆的西部(凌源老莊戶一帶、錦西一帶)、南部的旅大一帶與外海相通；在太子河、吉林通化至撫松一帶形成了封閉的滯留海灣。饅頭初期開始，氣候干旱、炎熱，在太子河流域、以及吉林通化地區(qū)海盆處于滯流狀態(tài)，水體能量較低，海水循環(huán)條件差。遼西地區(qū)、復(fù)州地區(qū)與遼東太子河流域及吉林通化地區(qū)相比，古地理環(huán)境相近。饅頭晚期海侵范圍增大，太子河流域地區(qū)、復(fù)州地區(qū)、遼西地區(qū)海水深度略有增加，接受潮下帶沉積。

3.1 沉積特征

按饅頭組巖相組合，饅頭組屬潮下—潮間—潮上正?；蛳袒癁a湖—潮上鹽泥坪灘沉積序列，時間上表現(xiàn)了明顯的旋回性。

潮下帶：相當(dāng)于威爾遜分類中的開闊海臺地相。因受海盆內(nèi)水下高地的阻隔，水流弱，故此相帶表現(xiàn)為低能環(huán)境的特點。沉積的巖石類型以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，并含燧石結(jié)核。呈中厚層狀產(chǎn)出。

潮間帶：相當(dāng)于威爾遜分類中的局限海臺地相。此相帶海水較淺與外海不暢通，循環(huán)受其影響有局限性。沉積的巖石類型主要以灰色、黃灰色、紫色泥質(zhì)白云巖和含砂泥質(zhì)白云巖為主，并見有石鹽假晶。

潮上帶：此相帶相當(dāng)于威爾遜分類中的地臺蒸發(fā)相。由于此帶蒸發(fā)作用強，鹽度高，故巖石顏色主要為紫紅色，巖性為粉砂質(zhì)泥晶白云巖、頁巖，并可見鳥眼構(gòu)造以及石鹽和石膏的假晶。

從上述3個相帶可以看出，海盆沉積以潮間帶和潮上帶為最發(fā)育，其沉積物以泥晶白云巖為主，含鹽度高，表明沉積環(huán)境長期成化，有利于鹽類的沉積。

3.2 蒸發(fā)巖沉積特點

根據(jù)鹽類沉積的順序，在碳酸鹽巖沉積過程中，首先沉積石灰?guī)r或白云巖，其后為石膏、石鹽，且石鹽的沉積厚度常大于石膏的沉積厚度。在通常的情況下，石膏或硬石膏沉積后仍有石灰?guī)r或白云巖的沉積，呈互層狀。依此遼寧地區(qū)下寒武統(tǒng)饅頭組中石鹽假晶的出現(xiàn)，其下可能有石膏的沉積，這主要在于海盆自堿廠期發(fā)生海侵之后，在饅頭早期隨著基底的上升和炎熱的氣候條件，海水的蒸發(fā)量大于補給量，使海水中鹵水濃度增大，鹽類結(jié)晶析出，因而在饅頭組中部、下部可能沉積鹽巖。

3.3 饅頭組頁巖、礫巖的沉積環(huán)境

遼寧地區(qū)下寒武統(tǒng)饅頭組剖面顯示的頁巖、礫巖，宏觀上為紫紅色和黃綠色，局部為暗灰色、雜色。頁巖多具食鹽假晶、波痕和干裂；礫石成分為紫色粉砂質(zhì)白云巖、褐黃色泥質(zhì)白云巖、暗灰色泥質(zhì)自云巖和紫紅色頁巖等。

依據(jù)威爾遜分類，饅頭組的頁巖主要為紫紅色、雜色，巖性為粉砂質(zhì)泥晶白云巖、頁巖，并可見烏眼構(gòu)造以及石鹽和石膏的假晶和波痕、干裂，表明當(dāng)時的沉積環(huán)境屬地臺蒸發(fā)相。氣候干旱、炎熱，蒸發(fā)量大于補給量，使滯流的海水中鹽類過于飽和而逐漸沉淀。

據(jù)遼陽地區(qū)礫巖下部的黃色礫屑泥質(zhì)白云巖的分析結(jié)果，B/Ga值為33，大于正常鹽度值(<3)，說明頁巖、礫巖含鹽度較高，可能存在鹽巖層位。

由于饅頭組在本區(qū)被其后的沉積巖覆蓋而保存下來，隨著后期的地質(zhì)構(gòu)造活動使饅頭組地層上升，受風(fēng)化剝蝕的影響形成各種裂隙，并在近地表的潛水作用下，使鹽類淋濾而溶解流失，從而產(chǎn)生了一定的空間。這種淋濾作用不斷進(jìn)行，鹽類溶失的空間也逐漸加大，因重力作用而產(chǎn)生塌陷。因此，可以認(rèn)為，在潛水帶內(nèi)鹽巖層經(jīng)溶失，其上部的沉積物在重力作用下也隨之塌陷，故而形成層位穩(wěn)定的溶塌角礫巖。

4 找礦方向探討

綜上所述，遼西地區(qū)、復(fù)州地區(qū)早寒武世饅頭期的巖相古地理與遼東本溪太子河流域早寒武世饅頭期的巖相古地理及吉林通化地區(qū)相似，都是處于干旱炎熱的氣候、蒸發(fā)量大于補給的半封閉海灣的古地理環(huán)境。吉林通化地區(qū)饅頭組下部亦為礫巖，上部為粉屑狀含鐵泥質(zhì)白云巖，與本區(qū)的巖石組合及序列更為相似。以上兩地區(qū)均發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)意義的石膏層。本溪地區(qū)的石膏礦體層位在地表的是一層溶塌角礫巖。遼西地區(qū)饅頭組下部亦有一層厚10～20m的灰黃色角礫巖，與本溪地區(qū)的石膏礦體層出露在地表的巖性相似。加之本區(qū)的石鹽假象、波痕及鳥眼構(gòu)造等具指相意義的礦物和標(biāo)志，以及本區(qū)地表見有淋失后呈疏松多孔的次生頁巖、灰?guī)r，說明本區(qū)地表的易溶鹽類組分已溶解流失，而在其一定埋深的地段可能存在石膏，因此遼寧地區(qū)饅頭組不僅具有成膏的有利條件，可望找到石膏礦床。

P588.212;P588.247

A

1007-9386(2012)03-0055-02

2011-12-22