黔南惠水下石炭統(tǒng)上司組礁灘灰?guī)r微相

要樂(lè)，王向東，李越，郄文昆，林巍

1) 中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所，資源地層學(xué)與古地理學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京，210008 2) 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京，100049

內(nèi)容提要: 黔南惠水雅水剖面下石炭統(tǒng)上司組底部含有厚度約7m的生物沉積和建造灰?guī)r，為上下生屑灘夾含5m厚的珊瑚格架礁，微相類(lèi)型豐富，可劃分出4種類(lèi)型：① 泥粒狀灰?guī)r；② 粒泥狀灰?guī)r；③ 珊瑚障積巖；④ 層孔蟲(chóng)蓋覆巖。在生屑灘沉積生物碎屑泥粒狀灰?guī)r中，珊瑚、腕足類(lèi)、鈣藻、介形類(lèi)、海百合莖等破碎程度高，分選性低，為較強(qiáng)水動(dòng)力條件遠(yuǎn)距離或頻繁搬運(yùn)后快速沉積的產(chǎn)物，此時(shí)不適宜大型珊瑚原地生長(zhǎng)保存，僅見(jiàn)少量而單調(diào)的單體四射珊瑚和復(fù)體四射珊瑚。珊瑚格架礁以生物碎屑粒泥狀灰?guī)r、珊瑚障積巖為主，發(fā)育少量層孔蟲(chóng)蓋覆巖和藻類(lèi)粘結(jié)作用。腕足類(lèi)、鈣藻、有孔蟲(chóng)、海百合莖、介形類(lèi)、腹足類(lèi)較為豐富，苔蘚蟲(chóng)以及層孔蟲(chóng)的豐度未達(dá)到支撐程度，昭示珊瑚格架礁生長(zhǎng)期的水動(dòng)力條件減弱，為單體四射珊瑚、笛管珊瑚(Syringopora)和叢管珊瑚(Siphonodendron)為主體的珊瑚群落形成原地礁灰?guī)r創(chuàng)造了條件。

泥盆紀(jì)弗拉期(Frasnian)—法門(mén)期(Famennian)的生物滅絕事件對(duì)淺海底棲群落影響力度大且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)(杜遠(yuǎn)生等，1990；王向東和沈建偉, 2004)。早石炭世全球碳酸鹽巖以灰泥沉積最為常見(jiàn)，苔蘚蟲(chóng)和海百合碎片堆積加之菌藻類(lèi)粘結(jié)構(gòu)建的Waulsortian型泥丘或藻礁居多，缺乏后生動(dòng)物格架礁(Lees and Miller, 1985; West, 1988; Webb, 2002; 王向東和沈建偉, 2004)。與這段特殊時(shí)期的全球普遍實(shí)例相對(duì)應(yīng)，華南陸表海區(qū)后生動(dòng)物為造礁主體的實(shí)例也十分罕見(jiàn)(鞏恩普等, 1998, 2010; Gong Enpu et al., 2012)。目前僅在非常局限的地點(diǎn)報(bào)道存在維憲期的小型珊瑚礁(陳曉紅等, 2013)和苔蘚蟲(chóng)—珊瑚點(diǎn)礁(方少仙和侯方浩, 1986)。精確厘定華南賦存早石炭世生物礁地層的時(shí)限和礁灰?guī)r特征，并將這些實(shí)例納入全球同期生物礁宏演化的框架，則可為解析這一特定地史期海洋生物圈的群落景觀提供證據(jù)。本文通過(guò)對(duì)下石炭統(tǒng)上司組礁灘灰?guī)r微相特征描述，分析礁、灘形成過(guò)程中的古生態(tài)細(xì)節(jié)，從而認(rèn)識(shí)華南生物礁灘的沉積和建造方式。

1 礁灘灰?guī)r概況

圖1 (a)和(b) 黔南惠水雅水剖面位置，(b)是(a)中實(shí)線框放大；(c) 為(b)中虛線框放大的地質(zhì)圖(改自Wu Xianghe, 1987)；(d) 華南早石碳世大塘期古地理圖(改自馮增昭等, 1998)Fig．1 (a) and (b)are the location of the Yashui section from Huishui, South Guizhou, (b) is the amplification of the solid frame of (a); (c) the geological map of the amplification of the dashed frame of (b) (revised from Wu Xianghe, 1987); (d) the palaeogeographic map of the Datang Stage, early Carboniferous in South China (revised after Feng Zengzhao et al., 1998)

晚古生代聯(lián)合古大陸的拼接和多冰期氣候事件極大地影響了早石炭世的古地理、古氣候和古海洋的頻繁變化(Fielding et al., 2008; Wicander and Monroe, 2009)。華南早石炭世裂谷強(qiáng)烈活化(郄文昆和王向東, 2012)，導(dǎo)致沉積相分異甚強(qiáng)(馮增昭等, 1998)。其中，位于特提斯構(gòu)造域東端(秦建華等, 1996)的滇黔桂盆地就是裂谷作用的產(chǎn)物，其形成于早泥盆世晚期(杜遠(yuǎn)生等, 2009, 2013, 彭陽(yáng)等，2007，2013)，石炭紀(jì)—二疊紀(jì)繼承發(fā)展(梅冥相和李仲遠(yuǎn), 2004; 彭陽(yáng)等，2009)，至晚三疊世消亡(呂洪波等，2003；梅冥相等, 2003)。滇黔桂盆地周緣的滇黔桂湘時(shí)見(jiàn)分布廣泛的數(shù)個(gè)碳酸鹽巖臺(tái)地，臺(tái)地間可識(shí)別出斜坡相帶(馮增昭等, 1998; 劉超等，2014)。滇黔桂湘碳酸鹽巖臺(tái)地的下石炭統(tǒng)的碳酸鹽巖序列厚度偏大，而滇黔桂盆地則頻見(jiàn)較深水環(huán)境下的暗色細(xì)?；旌铣练e物(焦大慶等, 2003)。本文論及的礁灘灰?guī)r出露于黔南惠水縣雅水鎮(zhèn)北部(圖1 a, b)，層位是下石炭統(tǒng)維憲階上司組底部(圖1 c)，該剖面處于滇黔桂盆地北部且遠(yuǎn)離大陸物源區(qū)的滇黔桂湘碳酸鹽巖臺(tái)地沉積區(qū)(圖 1 d)。

雅水剖面下部為出露連續(xù)的下石炭統(tǒng)維憲階舊司組，以中厚層灰色泥粒狀灰?guī)r和粒泥狀灰?guī)r與薄層灰黃色泥巖或鈣質(zhì)泥巖互層為特征；上部為下石炭統(tǒng)維憲階上司組，其底部賦存厚約7m的礁灘灰?guī)r(圖2)。上司組最下部為灘相的灰色厚層泥粒狀灰?guī)r，含少量單體四射珊瑚和復(fù)體四射珊瑚(圖2a)；其上為厚層礁相灰?guī)r，出露寬度約10m，厚度約5m，主要造礁生物為單體四射珊瑚、笛管珊瑚(Syringopora)和叢管珊瑚(Siphonodendron)，珊瑚含量約40%～70%，且達(dá)到原地密集生長(zhǎng)程度。根據(jù)珊瑚類(lèi)群由下而上的縱向分布特征，可依次劃分為灰色厚層單體四射珊瑚建造型灰?guī)r(A)；灰色厚層單體四射珊瑚和橫板珊瑚建造型灰?guī)r(B)；灰色厚層單體四射珊瑚建造型灰?guī)r(C)；灰色厚層復(fù)體四射珊瑚建造型灰?guī)r(D)(圖2b)。礁相灰?guī)r之上為灘相的灰色中薄層泥粒狀灰?guī)r(圖2)。由下而上對(duì)14個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行樣品采集(樣品編號(hào)和采集層位如圖2所示)，并制作定向巖石薄片153片。

圖2 黔南惠水雅水剖面舊司組頂部和上司組底部巖性序列和采樣編號(hào)，右側(cè)照片(a)和(b)對(duì)應(yīng)左側(cè)柱狀圖中層位Fig. 2 Lithological sequences and sampling no.s from the top of the Jiusi Formation to the base of the Shangsi Formation at the Yashui Section from Huishui, South Guizhou．Horizons of the right side photoes (a) and (b) shown in the left side column

2 礁灘灰?guī)r微相

張園園等(2009)曾對(duì)礁灰?guī)r巖石學(xué)分類(lèi)進(jìn)行總結(jié)，并提出生物礁灰?guī)r普遍具有強(qiáng)烈的非均一性。本文的碳酸鹽巖微相鑒定以Dunham(1962)的分類(lèi)方案為基礎(chǔ)。根據(jù)顆粒與填隙物(基質(zhì)和膠結(jié)物)的組成比例劃分灰?guī)r類(lèi)型，其中原始沉積組分未被粘結(jié)的包括：泥狀灰?guī)r(mudstone)、粒泥狀灰?guī)r(wackestone)、泥粒狀灰?guī)r(packstone)和顆粒狀灰?guī)r(grainstone)；而原始沉積組分被原地生長(zhǎng)的各類(lèi)生物聚集則形成綁結(jié)巖(boundstone)，即是與原地生物群落構(gòu)建相關(guān)的、特別多見(jiàn)于生物礁相的灰?guī)r類(lèi)型。Embry和Klovan(1971)依照生物作用類(lèi)型對(duì)綁結(jié)巖做了進(jìn)一步分類(lèi)，次分為障積巖(bafflestone)、粘結(jié)巖(bindstone)。之后，Cuffey(1985)的礁灰?guī)r分類(lèi)中在綁結(jié)巖中引入蓋覆巖(coverstone)，即平板狀生物體(如層孔蟲(chóng))展布于生物骨架或碎片上加強(qiáng)礁灰?guī)r的固結(jié)能力。粘結(jié)巖與蓋覆巖相似，粘結(jié)生物群體整體形態(tài)上呈片狀，但粘結(jié)生物本身形態(tài)或許具有不規(guī)則性(Cuffey, 1985)。障積巖中生物體形態(tài)一般呈枝狀或塊狀(Embry and Klovan, 1971; Cuffey, 1985)。Insalaco(1998)及Riding(2002)分別基于造礁生物形態(tài)學(xué)、生長(zhǎng)—綁結(jié)以及充填膠結(jié)方式對(duì)礁灰?guī)r進(jìn)行了更加詳細(xì)的分類(lèi)，但目前在生物礁古生態(tài)學(xué)和巖石學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)尚未得以普遍推廣使用。

雅水剖面舊司組頂部至上司組底部由下而上的礁灘灰?guī)r微相類(lèi)型以及特征見(jiàn)表1，微相實(shí)例則分別示于圖3、圖4和圖5。自下而上描述如下。

表1黔南惠水雅水剖面上司組礁灘灰?guī)r類(lèi)型，微相類(lèi)型，造礁方式和生物顆粒。表中A，B，C和D與圖2中的相對(duì)應(yīng)

Table1Limestonecatalogues,microfaciestypes,reefbuildingmodeandorganicparticlesofthereefandbankfaciesfromtheShangsiFormationattheYashuiSectionfromHuishui,SouthGuizhou.HorizonsoftheA,B,C,andDinthetable1correspondtothecolumnoftheFig.2

組灰?guī)r類(lèi)型微相類(lèi)型造礁方式生物顆粒上司組灘相灰?guī)r生物碎屑泥粒狀灰?guī)r無(wú)海百合莖,有孔蟲(chóng),腕足類(lèi),藻類(lèi)等礁相灰?guī)rD叢管珊瑚障積巖;生物碎屑粒泥狀灰?guī)r、泥粒狀灰?guī)r叢管珊瑚障積叢管珊瑚,單體四射珊瑚,腕足類(lèi),腹足類(lèi),鈣藻,介形類(lèi),海百合莖等C單體四射珊瑚障積巖;層孔蟲(chóng)蓋覆巖單體四射珊瑚障積;層孔蟲(chóng)蓋覆單體四射珊瑚,鈣藻,層孔蟲(chóng),腕足類(lèi)等B笛管珊瑚障積巖;生物碎屑粒泥狀灰?guī)r笛管珊瑚障積;單體四射珊瑚障積單體四射珊瑚,笛管珊瑚,苔蘚蟲(chóng),介形類(lèi),腕足類(lèi),鈣藻等A單體四射珊瑚障積巖;生物碎屑粒泥狀灰?guī)r單體四射珊瑚障積單體四射珊瑚,笛管珊瑚,海百合莖,腕足類(lèi),鈣藻,介形類(lèi),有孔蟲(chóng)等灘相灰?guī)r生物碎屑泥粒狀灰?guī)r無(wú)珊瑚,腕足類(lèi),介形類(lèi),海百合莖,鈣藻,有孔蟲(chóng),海膽等舊司組灘相灰?guī)r生物碎屑粒泥狀、泥粒狀灰?guī)r無(wú)腕足類(lèi),介形類(lèi),鈣藻等

2.1 生屑灘(CYS-T)微相

CYS-T-1(圖3a)：生屑粒泥狀灰?guī)r、泥粒狀灰?guī)r。含腕足類(lèi)、介形類(lèi)、鈣藻等碎片，分選性中等且多強(qiáng)烈破碎，大部分顆粒略有定向排列但未達(dá)支撐程度，顆粒重結(jié)晶明顯；灰泥和粉砂屑充填，含微量石英細(xì)砂[樣品號(hào)：CYS-a-1；薄片號(hào)：a-1-1(4)]。

CYS-T-2(圖3b)：生屑泥粒狀灰?guī)r、粒泥狀灰?guī)r。含海膽刺、腕足類(lèi)、海綿骨針、有孔蟲(chóng)和鈣藻碎片，局部見(jiàn)細(xì)條狀生屑(多為珊瑚砂級(jí)碎片和海綿骨針)略呈包卷式圍繞粗生屑排列，可能是定向渦旋水流造成的，大部分顆粒重結(jié)晶；顆粒支撐，之間充填灰泥[樣品號(hào)：CYS-a-2；薄片號(hào)：a-2-1-4(3)]。

CYS-T-3(圖3c)：生屑泥粒狀灰?guī)r。含苔蘚蟲(chóng)、鈣藻、介形類(lèi)、海百合莖、腕足類(lèi)以及有孔蟲(chóng)等碎片，顆粒分選較差，除部分鈣藻和介形類(lèi)外，其它生屑強(qiáng)烈破碎，部分顆粒表面發(fā)生重結(jié)晶作用；生屑顆粒之間充填灰泥或粉砂屑，局部見(jiàn)少量亮晶方解石膠結(jié)[樣品號(hào)：CYS-a-2；薄片號(hào)： a-2-1-3(6)]。

CYS-T-4(圖3d)：生屑泥粒狀灰?guī)r。含珊瑚、腕足類(lèi)、介形類(lèi)、海百合莖等碎片，多強(qiáng)烈破碎且分選性較低，部分礫級(jí)珊瑚碎片周?chē)?jiàn)粒度均勻、大小約0.2mm的橢圓形灰泥團(tuán)粒聚集，其特征可類(lèi)比路鳳香和桑隆康(2002)討論某些無(wú)脊椎動(dòng)物(如蠕蟲(chóng)、腹足類(lèi)等)的糞團(tuán)粒成因；生屑顆粒之間充填灰泥，含少量亮晶方解石膠結(jié)[樣品號(hào)：CYS-1層上部；薄片號(hào)：1層上部-2(1)]。

圖3 黔南惠水雅水剖面舊司組頂部和上司組底部礁灘灰?guī)r微相Fig．3 Microfacies in the reef and bank limestones from the top of the Jiusi Formation to the base of Shangsi Formation at the Yashui Section from Huishui, South Guizhou (a): a-1-1(4); (b): a-2-1-4(3); (c): a-2-1-3(6); (d): 1層上部-2(1); (e): 2a-2-1(頂)(3); (f): 2b-1-1(2)

2.2 珊瑚格架礁(CYS-J)微相

CYS-J-1(圖3e)：生屑泥粒狀、粒泥狀灰?guī)r。含腕足類(lèi)、鈣藻、介形類(lèi)、有孔蟲(chóng)等碎片，大部分顆粒分選較差并達(dá)支撐程度，除有孔蟲(chóng)和部分鈣藻外，一般強(qiáng)烈破碎，部分在腕足類(lèi)殼內(nèi)見(jiàn)示頂?shù)讟?gòu)造，見(jiàn)鏈狀鈣藻碎片，其形態(tài)與早古生代的Halysis相似，但這個(gè)屬?gòu)奈丛谕砉派貙又袌?bào)道過(guò)；顆粒之間充填灰泥，含少量亮晶方解石膠結(jié)[樣品號(hào)：CYS-2a (頂)；薄片號(hào)：2a-2-1(頂)(3)]。

CYS-J-2(圖3f)：生屑粒泥狀灰?guī)r。見(jiàn)細(xì)礫級(jí)重結(jié)晶的鈣藻(可能為粗枝藻)碎片，顆粒分選性中等，因表面多強(qiáng)烈重結(jié)晶而難以判斷種類(lèi)；生屑顆粒間充填灰泥，局部見(jiàn)少量亮晶方解石膠結(jié)[樣品號(hào)：CYS-2b-1；薄片號(hào)：2b-1-1(2)]。

CYS-J-3(圖4a)：?jiǎn)误w四射珊瑚漂礫巖(Rudstone)。含單體四射珊瑚、橫板珊瑚、海百合莖、腕足類(lèi)等生物顆粒，這些生屑顆粒粒度偏粗，大者可達(dá)礫級(jí)，部分礫級(jí)單體四射珊瑚碎片周緣可局部障積灰泥、細(xì)砂級(jí)生屑、粉砂屑或細(xì)礫級(jí)生物碎片，單體四射珊瑚和橫板珊瑚骨骼空腔中見(jiàn)示頂?shù)讟?gòu)造；大部分生物顆粒間為灰泥和粉砂屑充填[樣品號(hào)：CYS-2b-2；薄片號(hào)：2b-2-2(1)]。

CYS-J-4(圖4b)：生屑粒泥狀灰?guī)r。生屑顆粒和灰泥中見(jiàn)顯著的生物擾動(dòng)潛穴，呈橢圓形，其長(zhǎng)軸傾斜或近水平，寬度變化較小，內(nèi)部被極粗砂級(jí)海百合莖、腕足類(lèi)等碎片以及細(xì)砂級(jí)生屑和粉砂屑充填，應(yīng)為某類(lèi)無(wú)脊椎動(dòng)物的棲居穴；生屑間有大量粉砂屑和少量灰泥充填，可與潛穴周?chē)幕夷嗝黠@區(qū)分，潛穴周?chē)奂懈缓袡C(jī)質(zhì)的暗色紡錘狀球粒，粒度均勻，大小約0.2mm，由于該黑色顆粒邊緣清晰，推測(cè)穴居生物離開(kāi)后，其空間為某些無(wú)脊椎動(dòng)物(如蠕蟲(chóng)、腹足類(lèi)等)的糞團(tuán)粒所充填[樣品號(hào)：CYS-2b-3；薄片號(hào)：2b-3-3(1)]。

CYS-J-5(圖4c)：生屑粒泥狀灰?guī)r。含苔蘚蟲(chóng)、腕足類(lèi)、鈣藻等生物顆粒，部分保存較好的苔蘚蟲(chóng)可達(dá)礫級(jí)，但總體含量較少，不是生物格架巖的主要成分；生物顆粒之間充填灰泥，部分生物顆粒表面有重結(jié)晶[樣品號(hào)：CYS-2b-4；薄片號(hào)：2b-4-1(8)]。

CYS-J-6(圖4d)：笛管珊瑚障積巖。原地生長(zhǎng)保存的笛管珊瑚(Syringopora)空腔內(nèi)充填亮晶方解石或灰泥，其枝體格架間障積介形類(lèi)、腕足類(lèi)、鈣藻等生物顆粒，并充填細(xì)砂級(jí)生屑、灰泥和粉砂屑，部分顆粒表面重結(jié)晶[樣品號(hào)：CYS-2b-4；薄片號(hào)：2b-4-2(2)]。

CYS-J-7(圖4e)：生屑粒泥狀灰?guī)r。具有明顯不分枝的柱形生物潛穴，一般直或略彎曲，水平或傾斜，可互相交插排列，內(nèi)無(wú)襯里，直徑2～3.5mm，粗細(xì)變化較小，內(nèi)被粗砂級(jí)苔蘚蟲(chóng)、腕足類(lèi)等生屑、細(xì)砂級(jí)生屑、粉砂屑和灰泥充填，充填物顆粒間見(jiàn)微亮晶方解石膠結(jié)，與潛穴周?chē)幕夷鄥^(qū)分明顯；推測(cè)這類(lèi)生物潛穴可能是楊式溥等(2004)描記的(Planolite)漫游跡。與圖4b中顯示的遺跡化石相似，這一潛穴周?chē)簿奂屑忓N狀不透明的球粒，粒度均勻，大小約0.2mm，這類(lèi)生物潛穴也屬某些無(wú)脊椎動(dòng)物在灰泥豐富沉積物中的棲居穴，之后被生物碎屑充填[樣品號(hào)：CYS-2b-4；薄片號(hào)：2b-4-4(1)]。

CYS-J-8(圖4f)：?jiǎn)误w四射珊瑚障積巖。單體四射珊瑚通過(guò)骨骼相互接觸形成珊瑚障積巖，珊瑚空腔內(nèi)被方解石膠結(jié)物和灰泥充填，之間見(jiàn)葛萬(wàn)藻(Girvanella)絲狀體粘結(jié)在珊瑚外壁之上，可加固珊瑚骨架的抵抗能力[樣品號(hào)：CYS-2b-5；薄片號(hào)：2b-5-1(3)]。

CYS-J-9(圖5a)：層孔蟲(chóng)蓋覆巖。含復(fù)體四射珊瑚、層孔蟲(chóng)、腕足類(lèi)等生物顆粒，見(jiàn)層孔蟲(chóng)利用礫級(jí)復(fù)體四射珊瑚碎片的硬底生長(zhǎng)形成蓋覆巖，這片蓋覆巖顯示原地保存，其邊緣沉積物制約層孔蟲(chóng)側(cè)向生長(zhǎng)；生物顆粒之間充填灰泥，顆粒表面發(fā)生微弱重結(jié)晶[樣品號(hào)：CYS-2b-5；薄片號(hào)：CYS-2b-5-3]。

CYS-J-10(圖5b)：生屑粒泥狀、泥粒狀灰?guī)r。含復(fù)體和單體四射珊瑚、腕足類(lèi)、腹足類(lèi)、鈣藻等生物顆粒，保存較好，可識(shí)別褶皺和光滑兩種腕足類(lèi)殼型，生物空腔內(nèi)被灰泥或粉砂屑充填，在光滑殼腕足類(lèi)空腔中的充填物具有明顯粒序韻律，反映充填過(guò)程中的階段性，腹足類(lèi)殼內(nèi)發(fā)育示頂?shù)讟?gòu)造，但其所指方向與目前層序方向相反，可能是該腹足類(lèi)殼體空腔被亮晶方解石充填后再次被搬運(yùn)翻轉(zhuǎn)后所致；大部分生屑未達(dá)到支撐程度，顆粒之間充填灰泥[樣品號(hào)：CYS-3-3；薄片號(hào)：3-1-4-1(1)]。

CYS-J-11(圖5c)：叢管珊瑚障積巖。原地生長(zhǎng)保存的叢管珊瑚(Siphonodendron)空腔間充填亮晶方解石，而枝體間障積豐富的灰泥，并有強(qiáng)烈破碎的珊瑚和腕足類(lèi)等粗砂—砂級(jí)生物顆粒充填，生物顆粒被灰泥和方解石膠結(jié)物充填[樣品號(hào)：CYS-3-1；薄片號(hào)：3-1-4-2(1)]。

圖4 黔南惠水雅水剖面上司組底部礁灘灰?guī)r微相Fig．4 Microfacies in the reef and bank limestones at the base of Shangsi Formation at the Yashui Section from Huishui, South Guizhou(a): 2b-2-2(1); (b): 2b-3-3(1); (c): 2b-4-1(8); (d): 2b-4-2(2); (e): 2b-4-4(1); (f): 2b-5-1(3)

CYS-J-12(圖5d)：叢管珊瑚障積巖。原地生長(zhǎng)保存較好的叢管珊瑚(Siphonodendron)空腔中充填灰泥和亮晶方解石，枝體間充填細(xì)砂級(jí)腕足類(lèi)、粉砂屑和灰泥[樣品號(hào)：CYS-3-3；薄片號(hào)：3-3-1(1)]。

CYS-J-13(圖5e)：叢管珊瑚障積巖。原地生長(zhǎng)保存較好的叢管珊瑚(Siphonodendron)格架，在側(cè)部以無(wú)性出芽繁殖方式生長(zhǎng)出新的珊瑚個(gè)體，這樣可以使珊瑚具有更大表面積，占據(jù)更大空間；局部珊瑚枝體折斷，空腔中充填亮晶方解石和灰泥，枝體間充填大量灰泥，含微量的介形類(lèi)、海百合莖、腕足類(lèi)碎片和粉砂屑[樣品號(hào)：CYS-3-3；薄片號(hào)：CYS-3-3-2]。

2.3 生屑灘微相

CYS-T-5(圖5f)：生屑泥粒狀灰?guī)r。含海百合莖，有孔蟲(chóng)，腕足類(lèi)，藻類(lèi)等碎片，除有孔蟲(chóng)外，一般強(qiáng)烈破碎，分選性中等，部分顆粒表面重結(jié)晶；顆粒之間被灰泥充填[樣品號(hào)：CYS-4-1；薄片號(hào)：4-1-1(4)]。

3 珊瑚格架礁群落的歷史定位和礁灘灰?guī)r構(gòu)建方式

泥盆紀(jì)弗拉期—法門(mén)期(F—F)生物大滅絕之前的中泥盆世大氣CO2濃度是當(dāng)今的14～24倍(Berner and Kothavala, 2001)，超溫室效應(yīng)導(dǎo)致海洋中大量碳酸鈣沉淀和鈣質(zhì)生物(珊瑚、層孔海綿、鈣質(zhì)微生物菌類(lèi)和藻類(lèi)等)高度繁盛，由這些生物造礁形成的礁相碳酸鹽巖在全球廣泛分布，涵蓋北美、俄羅斯地臺(tái)、西伯利亞地臺(tái)、西歐、澳大利亞以及華南等陸塊(Copper, 2002)，主要為珊瑚—層孔蟲(chóng)海綿礁(Yu Changmin and Shen Jianwei, 1998; 王向東和沈建偉, 2004)。F—F事件期間出現(xiàn)的缺氧(Joachimski and Buggisch, 1993; Bond and Wignall, 2005)、海退(Sandberg et al., 2002; Chen Daizhao and Tucker, 2003)和降溫(Copper, 1986; Averbuch et al., 2005; Chen Daizhao et al., 2005; Xu Bing et al., 2012)造成淺海區(qū)殼相底棲動(dòng)物，特別是喜暖型珊瑚—層孔蟲(chóng)動(dòng)物群急劇消失，而以疊層石或凝塊石、Waulsortian泥丘、藻礁等原始類(lèi)型群落呈現(xiàn)(Lees and Miller, 1985; Webb, 2002)。晚泥盆世—早石炭世經(jīng)歷了全球生物礁群落的復(fù)蘇—重建過(guò)程(王向東和沈建偉, 2004)，在杜內(nèi)期無(wú)后生動(dòng)物礁發(fā)育，隨后以珊瑚—苔蘚蟲(chóng)—海綿等為主的后生動(dòng)物礁復(fù)蘇和發(fā)展，并在維憲晚期達(dá)到繁盛階段(Webb, 2002)，與該期全球氣候逐漸變暖相一致(Bruckschen et al., 1999; Mii et al., 1999; Isbell et al., 2003; Buggisch et al., 2008; Fielding et al., 2008; Grossman et al., 2008)。與全球早石炭世生物碳酸鹽巖建造相對(duì)應(yīng)，華南早石炭世以后生動(dòng)物或藻類(lèi)為主造礁形成的礁或礁丘，以及Waulsortian泥丘實(shí)例也十分罕見(jiàn)(鞏恩普, 1997; 鞏恩普等, 2010; Gong Enpu et al., 2012)。目前僅有廣西柳州龍殿山杜內(nèi)晚期Waulsortian相碳酸鹽巖泥灘(Aretz et al., 2012)，廣西田林下垌維憲期珊瑚礁(陳曉紅等, 2013)和甘垌子維憲期苔蘚蟲(chóng)—珊瑚點(diǎn)礁(方少仙和侯方浩, 1986)，以及廣西來(lái)賓疊層石礁丘(Shen Jianwei and Qing Hairuo, 2010)報(bào)道。黔南維憲期上司組底部珊瑚格架礁的發(fā)育與全球早石炭世生物礁的演化可能具有同時(shí)性，反映了該期海洋處于溫暖時(shí)期。

通過(guò)對(duì)黔南雅水下石炭統(tǒng)維憲階上司組底部中的礁灘相碳酸鹽巖建造的微相研究，可識(shí)別其沉積微相包括下列類(lèi)型：

(1) 生屑灘有2種微相類(lèi)型：① 泥粒狀灰?guī)r；② 粒泥狀灰?guī)r。

(2) 生屑灘之間的珊瑚格架礁有4種微相類(lèi)型：①粒泥狀灰?guī)r；②泥粒狀灰?guī)r；③珊瑚障積巖；④層孔蟲(chóng)蓋覆巖(表1)。

珊瑚格架礁中綁結(jié)巖以珊瑚障積巖為主，原地生長(zhǎng)埋葬的珊瑚障積巖由叢狀或塊狀近直立原地生長(zhǎng)的單體四射珊瑚、笛管珊瑚(Syringopora)和叢管珊瑚(Siphonodendron)枝體與障積比例不等的灰泥、生屑或骨架相互支撐形成，可以使礁體具有更堅(jiān)硬骨架而抵抗風(fēng)浪。在珊瑚格架礁中還發(fā)育少量的層孔蟲(chóng)蓋覆巖和藻類(lèi)粘結(jié)作用，它們屬華南石炭紀(jì)礁體中常見(jiàn)的微相類(lèi)型(鞏恩普, 1997)。珊瑚格架礁中的珊瑚一般以無(wú)性出芽生長(zhǎng)方式繁殖(圖5e)，這是顯生宙以來(lái)重要的礁體構(gòu)建方式(Fagerstrom and West, 2011)，在加勒比?；钌汉鹘钢幸财鸬街匾饔?Foster et al., 2007)。這種無(wú)性出芽繁殖具有較高的生長(zhǎng)速率，能夠快速增加珊瑚體(Jackson et al., 1986)，不僅快速地?cái)U(kuò)大格架巖體積以占據(jù)有利的空間生態(tài)位，還通過(guò)障積海底生物碎片和部分灰泥使礁體結(jié)構(gòu)更加致密以增強(qiáng)抗浪能力(Fagerstrom and West, 2011)。珊瑚格架礁中的珊瑚障積巖、層孔蟲(chóng)蓋覆巖、藻類(lèi)粘結(jié)作用和珊瑚出芽生長(zhǎng)方式的微相特征均昭示礁相特征。

生屑灘微相類(lèi)型主要為生屑泥粒狀灰?guī)r，局部含少量生屑粒泥狀灰?guī)r(表1)，珊瑚、腕足類(lèi)、鈣藻、介形類(lèi)、海百合莖等生物顆粒破碎程度高而分選性低，據(jù)余素玉(1989)和Blomeier 等(2009)對(duì)生屑破碎程度和環(huán)境指標(biāo)的識(shí)別依據(jù)，上司組的生屑灘為經(jīng)歷過(guò)水動(dòng)力條件較強(qiáng)遠(yuǎn)距離或頻繁搬運(yùn)后的快速沉積產(chǎn)物，其所在的強(qiáng)水動(dòng)能區(qū)堆積速度通常偏高，而這一地帶短期堆積的顆粒在成巖固結(jié)之前被下一次風(fēng)浪沖蝕搬運(yùn)的幾率也偏大，所以最終的凈保存量也非異常偏大，在一定時(shí)限內(nèi)此灘相堆積區(qū)是不適宜珊瑚定殖且達(dá)到大型格架生長(zhǎng)階段，僅見(jiàn)少量而單調(diào)的單體四射珊瑚和復(fù)體四射珊瑚。

珊瑚格架礁則以生物碎屑粒泥狀灰?guī)r、珊瑚障積巖為主，次為少量層孔蟲(chóng)蓋覆巖，局部含少量生屑泥粒狀灰?guī)r(表1)，腕足類(lèi)、鈣藻、有孔蟲(chóng)、海百合莖、介形類(lèi)、腹足類(lèi)、苔蘚蟲(chóng)以及層孔蟲(chóng)多未達(dá)到支撐程度，這反映了珊瑚大量繁殖乃至達(dá)到造礁時(shí)的古環(huán)境重要指標(biāo)，即格架巖生長(zhǎng)與水動(dòng)力條件減弱有關(guān)(Morin et al., 1994)，另一重要的巖相特征顯示，整個(gè)珊瑚密集生長(zhǎng)的序列中鮮見(jiàn)顆粒灰?guī)r，可佐證該剖面是大量生屑經(jīng)頻繁搬運(yùn)后到達(dá)水動(dòng)力條件降低的區(qū)域與灰泥共同堆積所在，無(wú)風(fēng)暴級(jí)強(qiáng)水流沖蝕的海域?yàn)閱误w四射珊瑚、笛管珊瑚(Syringopora)和叢管珊瑚(Siphonodendron)群落發(fā)展創(chuàng)造了條件。在珊瑚格架礁之上的生屑灘中，有孔蟲(chóng)含量明顯增加(圖5f)，而在礁相環(huán)境中很少，這說(shuō)明有孔蟲(chóng)不是主要的附礁生物，而是灘相環(huán)境中的棲居者。

4 結(jié)論

黔南雅水早石炭世維憲期上司組珊瑚格架礁的發(fā)育與全球早石炭世生物礁的演化具有同時(shí)性，反映了該期淺海區(qū)處于溫暖狀態(tài)。該組底部礁灘灰?guī)r的微相類(lèi)型豐富，可劃分出4種類(lèi)型：① 粒泥狀灰?guī)r；② 泥粒狀灰?guī)r；③ 珊瑚障積巖；④ 層孔蟲(chóng)蓋覆巖，其中，生屑灘有2種微相類(lèi)型：① 泥粒狀灰?guī)r；② 粒泥狀灰?guī)r，生屑灘之間的珊瑚格架礁中有4種微相類(lèi)型：① 粒泥狀灰?guī)r；② 泥粒狀灰?guī)r；③ 珊瑚障積巖；④ 層孔蟲(chóng)蓋覆巖。

上司組中生屑灘以生物碎屑泥粒狀灰?guī)r為主，珊瑚、腕足類(lèi)、鈣藻、有孔蟲(chóng)、海百合莖等生物顆粒破碎程度大，分選性不好，為經(jīng)歷過(guò)水動(dòng)力條件較強(qiáng)遠(yuǎn)距離或頻繁搬運(yùn)后的快速沉積產(chǎn)物，該環(huán)境不適宜珊瑚大量繁殖，僅見(jiàn)少量單體四射珊瑚和復(fù)體四射珊瑚。上司組中珊瑚格架礁則以生物碎屑粒泥狀灰?guī)r、珊瑚障積巖為主，發(fā)育少量層孔蟲(chóng)蓋覆巖和藻類(lèi)粘結(jié)作用，腕足類(lèi)、鈣藻、有孔蟲(chóng)、海百合莖、介形類(lèi)、腹足類(lèi)、苔蘚蟲(chóng)以及層孔蟲(chóng)多未達(dá)到支撐程度，反映了水動(dòng)力條件減弱，為單體四射珊瑚、笛管珊瑚(Syringopora)和叢管珊瑚(Siphonodendron)為主體的珊瑚群落形成原地礁灰?guī)r創(chuàng)造了條件。