寧夏賀蘭山地區(qū)奧陶紀(jì)地層沉積環(huán)境演化規(guī)律探討

苗軍 李紅霞 魏建成

摘要：賀蘭山地區(qū)奧陶紀(jì)地層發(fā)育良好，特征顯箸。依據(jù)形成時(shí)間，其巖石地層序列自下而上劃分為馬家溝組、米缽山組2個(gè)組級(jí)巖石地層單位；出露于賀蘭山中—南段，隸屬華北西緣地層分區(qū)和祁連—北秦嶺地層分區(qū)。筆者認(rèn)為奧陶紀(jì)初期，海侵進(jìn)一步擴(kuò)大，海侵范圍幾乎含蓋整個(gè)本區(qū)，形成了以碳酸巖鹽為主的臺(tái)地相沉積。后期沉積環(huán)境發(fā)生了明顯變化，以碎屑巖、泥巖為主夾薄層灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、角礫巖，屬次深海大陸斜坡沉積。從巖石地層、地層層序、沉積相及沉積環(huán)境相演化序列總體看來(lái)，反映了一個(gè)海侵沉積序列演化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：奧陶紀(jì) 巖石地層 地層層序 沉積環(huán)境 演化規(guī)律 賀蘭山地區(qū)

中圖分類號(hào)：P5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（b）-0023-02

賀蘭山不但是構(gòu)成寧夏、內(nèi)蒙古兩省的自然分界，也是我國(guó)河流內(nèi)流區(qū)和外流區(qū)的分界，起著扼制西北寒風(fēng)侵襲銀川平原、阻擋騰格里沙漠東移的天然屏障作用。其大地構(gòu)造位置位于秦祁昆造山系（Ⅳ）和華北陸塊區(qū)（Ⅱ）2個(gè)Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元的過(guò)渡地區(qū)，地處鄂爾多斯陸塊（Ⅱ-5）、北祁連弧盆系（Ⅳ-1）與阿拉善陸塊（Ⅱ-7）3個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元的接合部位[1]（圖1）。綜合地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)（Ⅴ），大體賀蘭山三關(guān)口向東南（牛首山以東、青龍山以西）至固原以東一線為界，西部屬秦祁昆地層區(qū)（Ⅴ1）之祁連—北秦嶺地層分區(qū)（Ⅴ12）；東北—東部屬晉冀魯豫地層區(qū)（Ⅴ4）之華北西緣地層分區(qū)（Ⅴ41）和鄂爾多斯地層分區(qū)（Ⅴ44）。

1 巖石地層

奧陶紀(jì)地層發(fā)育良好，層序特征明顯，其巖石地層序列自下而上馬家溝組、米缽山組。

1.1馬家溝組（Om）

馬家溝組在賀蘭山中—北段連續(xù)沉積于阿不切亥組之上，而在賀蘭山南段本組未見(jiàn)底，與上覆米缽山組整合接觸（局地?cái)鄬咏佑|）。由碳酸鹽巖臺(tái)地潮坪相沉積組成。

馬家溝組層序特征明顯；主要反映了5個(gè)基本層序。

（1）厚層砂屑微晶灰?guī)r—薄紋層含砂屑微晶灰?guī)r—鈣質(zhì)板巖向上變細(xì)變薄層序。

（2）厚—巨厚層含燧石條帶礫屑微晶灰?guī)r—薄層泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r—中厚層微晶灰?guī)r、白云巖層序。

（3）厚—巨厚層微晶砂屑灰?guī)r—中薄層疙瘩狀微晶（砂屑）灰?guī)r向上變細(xì)（?。有颉?/p>

（4）中厚—巨厚層含礫屑砂屑灰?guī)r—厚—巨厚層含燧石條帶鮞?；?guī)r層序。

（5）巨厚層含燧石條帶微晶砂屑灰?guī)r、微晶鮞?；?guī)r—泥質(zhì)斑紋砂屑微晶灰?guī)r層序。

1.2米缽山組（Omb）

本組巖性為淺灰—灰綠色薄—中厚層淺變質(zhì)長(zhǎng)石石英（雜）砂巖與板巖、粉砂質(zhì)板巖不等厚互層，夾灰色薄層灰?guī)r、灰?guī)r、厚層—塊狀礫巖、礫屑灰?guī)r、含礫板巖透鏡體。其巖石組成較為龐雜，重力流和濁流沉積十分發(fā)育，巖相變化急劇，沉積厚度變化巨大，顯示了典型的大陸斜坡相沉積特征。

米缽山組主要有下列7種基本層序。

（1）角礫巖層序。

（2）礫巖—板巖夾碳酸鹽巖層序。

（3）含礫板巖—板巖夾碳酸鹽巖層序。

（4）砂巖—板巖層序。

（5）塊狀礫屑灰?guī)r—中厚層灰?guī)r—薄層灰?guī)r向上變薄變細(xì)層序。

（6）礫屑灰?guī)r—板巖夾碳酸鹽巖層序。

（7）板巖與灰?guī)r互層層序。

2 沉積相、沉積環(huán)境及其演化

奧陶紀(jì)頻臨華北陸表海西緣，與華北腹地一樣，發(fā)育一套由臺(tái)地潮坪相—陸棚內(nèi)緣斜坡相組成的陸表海沉積。

2.1馬家溝組沉積相及沉積環(huán)境

馬家溝組為臺(tái)地潮坪相沉積，可劃分為潮上帶和潮間帶兩個(gè)亞相。

潮上帶發(fā)育于馬家溝組下部。由淺灰、紅灰、灰色薄—中層微晶—粉晶白云巖、角礫狀白云巖、深灰色厚層微晶含灰質(zhì)白云巖及少量淺黃灰、肉紅色板巖組成。白云巖發(fā)育層紋構(gòu)造，顯示潮汐作用微弱，水動(dòng)力能量很低。角礫狀白云巖可能為沉積物脫水干涸而形成的角礫。

潮間帶發(fā)育于中—上部。由深灰色中厚層—塊狀（含泥質(zhì)網(wǎng)紋）微晶灰?guī)r及少量深灰色泥質(zhì)網(wǎng)紋、斑紋灰?guī)r組成。

馬家溝期（兩河口晚期—大彎早期），海侵達(dá)繼續(xù)擴(kuò)大，沉積了以碳酸巖鹽為主的馬家溝組，屬碳酸巖鹽臺(tái)地潮坪相沉積。

2.2米缽山組沉積相及沉積環(huán)境

米缽山組屬次深海大陸斜坡相沉積，重力流沉積發(fā)育，可劃分為濁流和泥石流沉積。

濁流沉積該類沉積最為發(fā)育。由灰綠色薄—中層淺變質(zhì)中—細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖和灰綠—深灰色板巖、粉砂質(zhì)板巖組成。并可見(jiàn)由砂巖形成的粒序?qū)永砑安煌６壬皫r構(gòu)成的韻律性較強(qiáng)的類復(fù)理石建造，發(fā)育鮑馬序列（圖2）。鮑馬序列厚度變化在0.3～1.5m之間，其中砂巖與泥巖的比例變化在5∶1～1∶2之間，多數(shù)序列中砂巖類厚度比泥巖厚度大，表明濁流沉積時(shí)是高流速的，而且可能接近濁流的物源區(qū)。從砂巖的成層厚度大、砂泥比值高（4∶1）等均可看出，米缽山組濁積巖是近源相的，屬近基濁積巖。

泥石流沉積是米缽山組的主要沉積類型，由灰—灰綠色巨厚層—塊狀礫巖組成，其中礫石含量30%～70%不等，礫石成分以來(lái)源于臺(tái)地上的各種灰?guī)r為主，次為硅質(zhì)巖、砂巖、板巖，礫徑大小懸殊，一般5～20cm，大者可達(dá)數(shù)米，有時(shí)見(jiàn)巨大巖塊（漂礫），礫石磨園差，以棱角—次棱角狀為主，大小混雜堆積，無(wú)定向，無(wú)層理構(gòu)造，反映濁積水道在平面上的迅速遷移，具泥石流沉積的典型特征，有些礫石之長(zhǎng)軸直立，反映出泥石流具有較高的粘度。礫巖之填隙物為泥質(zhì)、鈣質(zhì)和砂，基底—孔隙式膠結(jié)，雜基支撐。礫巖體呈透鏡狀產(chǎn)出，底面常與下伏巖層（板巖、灰?guī)r）呈斜切或截切關(guān)系（創(chuàng)蝕面），與上覆巖層截然。含礫板巖之礫石含量＜30%，顯示不明顯的遞變層理和局部的礫石疊瓦狀構(gòu)造。

米缽山組除上述宏觀沉積相外，在其中—上部還發(fā)育有塊狀砂巖和下斜坡沉積（灰?guī)r、板巖）。前者主要為厚—巨厚層淺變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖，粒序?qū)永聿话l(fā)育，常與典型濁積巖共生，屬濁積扇扇頂辮狀水道沉積；后者由薄層微晶灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r和板巖組成，薄層灰?guī)r發(fā)育滑塌構(gòu)造及層間揉皺，滑動(dòng)巖層變形強(qiáng)烈，具有典型的斜坡相沉積特征。

米缽山期（大彎晚期—廟坡期），海侵達(dá)到高潮，范圍擴(kuò)大，華北海與祁連海連通，大體在大彎期末—牯牛潭期初始，直到寶塔期，本區(qū)南北發(fā)生了明顯的分化，賀蘭山南段沉積的米缽山組屬大陸斜坡下部的深?！紊詈３练e。沉積地球化學(xué)證據(jù)表明，米缽山組的物源具有活動(dòng)陸緣及島弧性質(zhì)，綜合考慮賀蘭山地區(qū)所處的區(qū)域構(gòu)造背景，物源可能來(lái)自南部的北祁連地區(qū)；生物地層表明，大彎期末開(kāi)始牙形石動(dòng)物種群由華北型轉(zhuǎn)向華南型，反映了海侵方向有了明顯的變化，海水由南向北侵入，體現(xiàn)了兩個(gè)不同地層分區(qū)之沉積特點(diǎn)。故在空間上構(gòu)成南北深而中段淺的強(qiáng)烈坳陷盆地格局。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)奧陶紀(jì)巖石地層單位的時(shí)空分布分析，筆者認(rèn)為奧陶紀(jì)初期，海侵進(jìn)一步擴(kuò)大，海侵范圍幾乎含蓋整個(gè)本區(qū)，形成了以碳酸巖鹽為主的臺(tái)地相沉積（馬家溝組）。大彎期末—廟坡期，賀蘭山南段沉積環(huán)境有了明顯變化，于馬家溝組之上沉積了米缽山組，其厚度在2000m以上，以碎屑巖、泥巖為主夾薄層灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、角礫巖，屬次深海大陸斜坡沉積。

參考文獻(xiàn)

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[4] 白生明，王成，等，1：25萬(wàn)吉蘭泰幅（J48C001003）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].銀川：寧夏地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，2007.

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