寧夏六盤山地區(qū)白堊紀地層沉積相、沉積環(huán)境及地史演化特征探討

摘 要：六盤山地區(qū)白堊紀六盤山群地質時代為早白堊世，地層發(fā)育良好，層序完整。地層區(qū)劃屬秦祁昆地層區(qū)祁連—北秦嶺地層分區(qū)。巖石地層序列自下而上由三橋組、和尚鋪組、李洼峽組、馬東山組、乃家河組構成。通過對各巖石地層單位沉積相及沉積環(huán)境的分析研究表明，白堊紀六盤山群地層發(fā)育演化大致經(jīng)歷了四個時期：白堊紀初期（三橋期）以陸相沖積扇主，早期（和尚鋪期—李洼峽期）發(fā)育了河流相—濱淺湖相沉積，氣候由干熱逐漸轉向溫濕；中期（馬東山期）湖泊發(fā)育到鼎盛時期，此時湖水最深，湖面最廣，發(fā)育半深湖—深湖相沉積；晚期（乃家河期）為湖泊衰亡期，發(fā)育半深湖相—咸化湖泊相沉積。乃家河期末，晚期燕山運動使盆地抬升，湖泊迅速消亡，結束了早白堊世六盤山盆地的沉積演化歷史。

關鍵詞：白堊紀 沉積相 沉積環(huán)境 地史演化 六盤山地區(qū)

中圖分類號：P53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0139-02

六盤山地區(qū)位于寧夏南部，地層區(qū)劃屬秦祁昆地層區(qū)祁連—北秦嶺地層分區(qū)。白堊紀六盤山群地層發(fā)育良好，層序完整，其地質時代為早白堊世，屬內陸湖泊（凹陷盆地）沉積體系，發(fā)育沖積扇相、河流相、湖泊相及咸化湖相。巖石地層序列自下而上由三橋組、和尚鋪組、李洼峽組、馬東山組、乃家河組構成。各時期的沉積相及沉積環(huán)境反映了當時的構造古地理環(huán)境，其垂向疊加反映了這一時期的地史演化特征。

1 沉積相特征

1.1 三橋組沉積相

三橋組以粗碎屑巖為主體，具沖積扇亞相沉積特征，可細分為扇根和扇端亞相。

（1）扇根亞相。

三橋組主體屬扇根亞相沉積。組成巖性較為單一，為灰、深灰色塊狀粗—中礫巖、灰色厚層—巨厚層狀粗礫巖、紫紅色塊狀—厚層狀巨礫巖、巨—粗礫巖及粗礫巖。礫石雜亂排列，無定向性，局部略具疊瓦狀排列，有時顯示正粒序層，礫巖呈雜基支撐、基地式膠結類型，為白云質、鈣質膠結。

（2）扇端亞相。

主要由紫紅色中—細礫巖、含礫長石石英砂巖夾少量粉砂質泥巖組成。礫巖特征與扇根亞相礫巖相似，只是粒度細一些；長石石英砂巖多呈透鏡狀，時含細礫，發(fā)育平行層理、大型板狀斜層理。

1.2 和尚鋪組沉積相

和尚鋪組由砂巖及少量礫巖、泥（頁）巖組成，具有辮狀河亞相沉積特征，據(jù)巖石組合特征、沉積構造可細分為辮狀河道亞相、心灘亞相和辮狀河道間亞相。

（1）辮狀河道亞相。

主要發(fā)育于和尚鋪組下部和中部。由灰、深灰、紫紅色厚—巨厚層砂礫巖、中—粗礫巖及細礫巖構成。礫巖常呈透鏡狀，發(fā)育底蝕構造，礫石呈疊瓦狀排列。

（2）心灘亞相。

主要發(fā)育于和尚鋪組上部，由紫紅色長石石英砂巖組成，發(fā)育平行層理，大型交錯層理。

（3）辮狀河道間亞相。

由紫紅色粉砂質泥巖、粉砂巖組成，發(fā)育水平層理、沙紋層理。

1.3 李洼峽組沉積相

李洼峽組屬濱淺湖環(huán)境沉積，其巖性由蘭灰、淺黃灰、灰紫、紫紅色泥巖和淺灰、淺黃灰色中層狀鮞?；?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r及少量灰色中層狀粉砂巖、細砂巖組成。泥巖一般不顯層理呈塊狀層，有時略顯水平層理而顯示頁理，含植物、葉肢介化石；細—粉砂巖常呈中—薄層夾于泥巖中，發(fā)育水平層理、沙紋層理，層面具對稱的、不對稱的及不規(guī)則的小型波痕，含植物碎片；鮞?；?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r一般呈薄—中厚層狀，具水平層理、微波狀層理，含植物、葉肢介、介形蟲化石。

1.4 馬東山組沉積相

馬東山組屬半深湖—深湖環(huán)境沉積，其巖性以灰綠—蘭灰色泥巖、頁巖為主，夾灰—深灰色薄—中厚層砂屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、微晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，偶夾有粉砂巖、細砂巖、油頁巖。碳酸鹽巖呈薄—中厚層狀，多具水平紋層、微波狀層理，頂面平直，底面凹凸不平，發(fā)育結核狀構造；泥巖一般呈塊狀構造，具球狀風化，含植物碎片；頁巖較少，頁理不甚發(fā)育；粉砂巖、細砂巖發(fā)育水平層理、沙紋層理、小型槽狀交錯層理，含植物碎片。

1.5 乃家河組沉積相

乃家河組屬半深湖—咸化湖泊環(huán)境沉積。其主體巖性為淺灰、淺灰綠、淺黃綠、淺蘭灰色泥（頁）巖、鈣質泥巖和淺灰—深灰色泥灰?guī)r、鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、砂質灰?guī)r，偶夾細—粉砂巖，在紅陽—硝口一帶上部發(fā)育膏巖及鹽巖沉積。泥巖、粉砂質泥巖多呈塊狀層，有時略顯水平層理；粉砂巖、細砂巖呈中—薄層夾于泥巖、粉砂質泥巖中，發(fā)育水平層理、沙紋層理；碳酸鹽巖主要為鮞?；?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥灰?guī)r，呈中厚—薄層狀，頂面平直，底面具波狀，有時發(fā)育水平層理。石膏巖為厚層—塊狀，泥質含量高，時呈角礫狀；頁巖具水平層理，含植物、昆蟲化石。

以上特征表明，乃家河組由半深湖相逐漸向咸化湖泊相過渡，后期沉積了大量石膏巖及鹽巖，湖水不斷變淺，由還原環(huán)境逐漸變?yōu)閺娧趸舭l(fā)環(huán)境。

2 沉積環(huán)境及地史演化

侏羅紀未的早期燕山運動使六盤山地區(qū)抬升遭受短暫的剝蝕后，至早白堊紀盆地開始凹陷下沉，接受了凹陷型內陸湖泊相沉積。從巖性組合、沉積特征及總體向上變細的垂向沉積序列看，六盤山群是在盆地持續(xù)下沉、湖水不斷加深、沉積物供給較為充足的條件下形成的，它的形成、演化受構造、物源和氣候的控制。

盆地形成伊始（三橋期），接受了以粗碎屑巖為主的沖積扇相沉積，扇根比較發(fā)育，扇端不甚發(fā)育。西部沖積扇發(fā)育良好，分異明顯，沉積厚度大于731.7 m，礫巖中90%以上礫石來自于海原群的片巖、大理巖和加里東期花崗巖類，這說明物源區(qū)為北祁連造山帶。而東部沉積厚度僅為26.8 m，沖積扇分異分帶性不明顯，表明盆地邊緣較陡，屬陡岸近岸沉積，碎屑物多呈棱角狀也說明了這一點。從礫石絕大多數(shù)來源于早奧陶紀馬家溝組的碳酸鹽巖可知，盆地東部物源區(qū)為華北地臺。

這一時期主要是以砂巖為主的巖石類型，發(fā)育大型板狀斜層理、平行層理、槽狀交錯層理。砂巖中成分復雜，主要有磁鐵礦、云母、石英等。碎屑分選差、磨圓度較差，上粗下細是粒度變化的主要趨勢。巖石沉積物以紅色為主，可見植物碎片，未見動物化石。這些特征說明這一時期的氣候干燥炎熱，盆地東部由于物源區(qū)供給少，沉積物甚少。

李洼峽期，六盤山地區(qū)已演變?yōu)闉I淺湖環(huán)境，此時盆地表現(xiàn)為間歇性下沉，湖水時進時退，在沉積物供給充足的條件下，沉積了以細碎屑巖、泥質巖夾碳酸鹽巖的淺湖相沉積特征。李洼峽組中灰綠—蘭灰色泥（頁）巖和碳酸鹽巖約占總厚度的1/2～1/3，含有較為豐富的動植物化石，這說明李洼峽期氣候變得溫濕。

馬東山期，盆地的下降速度越來越快，隨之而來的是湖水迅速加深，半深湖-深湖是這一時期六盤山地主的主要特征，隨著盆地的不斷下降，可容空間不斷加大，沉積物的供給速率逐漸變緩，廣泛沉積了以碳酸鹽巖和泥質巖為主的馬東山組，此時的氣候變得比較溫潤，生物種類多種多樣，有葉肢介、昆蟲、介形蟲、雙殼類、魚類以及各種植物和輪藻等。從顆?；?guī)r比較發(fā)育和少量油頁巖的出現(xiàn)可以判斷此時湖水不斷在加深。

乃家河期，盆地由半深湖環(huán)境向咸化湖泊環(huán)境轉化，與馬東山期相比，盆地的沉降速度不僅大大減小，并逐漸有了上升的趨勢，沉積物供給也逐漸增多，可容空間逐漸減小，沉積物越來越多，在此條件下，沉積了以泥質巖為主夾碳酸鹽巖、石膏巖及鹽巖的乃家河組，屬湖泊衰亡期沉積，這從乃家河組自下而上碳酸鹽巖迅速減少，紫紅色巖層逐漸增多和頂部膏巖層增多可以證明這一點，也表明乃家河晚期盆地逐漸抬升，湖水變淺并過渡為咸化湖泊，這一時期氣候逐漸變得干旱、炎熱。

3 結語

綜上，白堊紀六盤山群地層發(fā)育演化大致經(jīng)歷了四個時期：初期（三橋期）盆地內地勢差異較大，氣候干旱炎熱，發(fā)育沖積扇相沉積；早期（和尚鋪期—李洼峽期）發(fā)育了河流相—濱淺湖相沉積，氣候由干熱逐漸轉向溫濕；中期（馬東山期）湖泊發(fā)育到鼎盛時期，此時湖水最深，湖面最廣，發(fā)育半深湖—深湖相沉積；晚期（乃家河期）為湖泊衰亡期，發(fā)育半深湖相—咸化湖泊相沉積。乃家河期末，晚期燕山運動使盆地抬升，湖泊迅速消亡，結束了早白堊世六盤山盆地的沉積演化歷史。

參考文獻

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