遼寧省寒武紀(jì)堿廠期巖相古地理分析

李紅梅，曲洪祥，趙秀，費(fèi)平，侯晶，劉爽

遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧大連116100

遼寧省寒武紀(jì)堿廠期巖相古地理分析

李紅梅，曲洪祥，趙秀，費(fèi)平，侯晶，劉爽

遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧大連116100

根據(jù)堿廠組巖性組合、沉積構(gòu)造、指相化石等特征，對(duì)該組形成的沉積環(huán)境和巖相古地理進(jìn)行較深入的分析與研究，可識(shí)別出開闊臺(tái)地相、局限臺(tái)地相、開闊陸棚相.

堿廠組；巖相古地理；開闊臺(tái)地相；局限臺(tái)地相；開闊陸棚相；遼寧省

0 引言

1 地質(zhì)背景

遼寧省早古生代寒武紀(jì)堿廠組（遼西地層小區(qū)稱昌平組）隸屬華北地層區(qū)，橫跨燕遼地層分區(qū)遼西地層小區(qū)和遼東地層分區(qū)［8］.前者本文稱為遼西沉積巖分區(qū)；后者細(xì)分為大連地層小區(qū)和太子河地層小區(qū)，本文分別稱為大連沉積巖分區(qū)和太子河沉積巖分區(qū).昌平組以發(fā)育灰色巨厚層夾中厚層白云質(zhì)灰?guī)r為主，底部常見白云巖，該組假整合于新元古代龍山組之上，厚度為7.6～115 m.堿廠組以發(fā)育厚層灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r、藻灰?guī)r為特點(diǎn)，在太子河地層小區(qū)該組假整合于新元古代康家組或橋頭組之上，厚度為43～141 m；在大連地層小區(qū)金州地區(qū)，該組假整合于寒武紀(jì)大林子組之上，而在復(fù)州地區(qū)該組則假整合于寒武紀(jì)大林子組（復(fù)州灣半拉島子）或新元古代甘井子組（復(fù)州灣袁家溝）或長嶺子組（泡崖鄉(xiāng)）之上，厚度為11～35 m.堿廠組屬早古生代寒武系第二統(tǒng)都勻階??中國地質(zhì)調(diào)查局基礎(chǔ)調(diào)查部，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所.《中國區(qū)域地質(zhì)志》工作指南.2012..

2 巖相古地理圖編制

2.1 等時(shí)面分析

由于遼寧省寒武紀(jì)沉積環(huán)境的水體不是很深，沉積界面大多位于氧化基準(zhǔn)面以上，因此可將氣候變化界面視為沉積等時(shí)面.利用巖石顏色提供的古氣候信息，作為等時(shí)面劃分編圖單元.寒武紀(jì)饅頭期（大后海段沉積時(shí)期）和大林子期沉積單元以紫、紅色調(diào)巖石為特征，是干旱燥熱氣候條件下形成的產(chǎn)物，而堿廠期則是以灰色調(diào)巖石為特點(diǎn)，故堿廠期頂、底界面分別為饅頭組底部和大林子組頂部.

2.2 沉積相和相界線

巖相古地理圖上的沉積相（亞相）是用優(yōu)勢法表示，即根據(jù)典型剖面上的占主導(dǎo)地位的沉積相類型作為該點(diǎn)的沉積相，然后劃分為若干個(gè)相（亞相）區(qū)，推定沉積相區(qū)界線.但是，由于任何沉積相都具有三維空間變化的特點(diǎn)，優(yōu)勢法成圖必然會(huì)部分地掩蓋、模糊，甚至漏掉一些沉積相信息，尤其是在縱向（時(shí)間）上的變化特點(diǎn).彌補(bǔ)的辦法是用編制各沉積巖盆地典型剖面沉積序列綜合柱狀圖的方法加以補(bǔ)充完善.

2.3 凹陷區(qū)與水下隆起區(qū)

沉積盆地凹陷區(qū)往往是指沉積中心區(qū)，又是沉積厚度最大的地區(qū)，但并非是盆地中心.水下隆起區(qū)是指沉積盆地上的原剝蝕區(qū)，當(dāng)沉積序列由渾水沉積轉(zhuǎn)為清水沉積時(shí)，即視為原剝蝕區(qū)已轉(zhuǎn)換為水下隆起區(qū).

2.4 古剝蝕區(qū)的含義

(4)礦區(qū)內(nèi)有集鎮(zhèn)、村莊和多個(gè)小煤礦分布，產(chǎn)生的生活污水大部分未經(jīng)處理直接排入地表水體，受生活污水影響，礦區(qū)內(nèi)的地表水體部分河段中污染因子總磷、糞大腸菌群超標(biāo)，地表水水質(zhì)超標(biāo)對(duì)礦區(qū)建設(shè)有一定的制約作用。

古陸泛指地史時(shí)期中各種形式的古老陸地，通常是面積廣闊的結(jié)晶巖分布地區(qū).《遼寧省區(qū)域地質(zhì)志》［6］編著“沉積作用”時(shí)，往往將與沉積時(shí)期中出露面積不大或是否為結(jié)晶巖分布區(qū)的陸地皆稱為古陸，而沒有分清是今剝蝕區(qū)，還是古剝蝕區(qū).古陸地形有兩種類型，即埋藏地形和再造地形，前者可以查明其具體分布形態(tài)，后者只能通過推斷而了解其概貌.由于沉積巖區(qū)后期的構(gòu)造作用或剝蝕作用的影響，判斷該區(qū)是零沉積還是零剝蝕，并恢復(fù)古剝蝕區(qū)及其界線往往是比較困難的.因此，本次編制巖相古地理圖以剝蝕區(qū)替代《地質(zhì)志》［6］稱謂的古陸.本文剝蝕區(qū)的含義是，不論面積大小或是否為古老結(jié)晶巖（變質(zhì)巖結(jié)晶基底）的地區(qū)，只要能提供(推斷)該期沉積物質(zhì)的場所均可視為古剝蝕區(qū)，簡稱為剝蝕區(qū).

圖1 遼寧省寒武紀(jì)堿廠期（昌平期）巖相古地理圖Fig.1 Lithofacies palaeogeographic map of Liaoning during the Cambrian Jianchangian（Changpingian）Age

3 堿廠期（昌平期）巖相古地理

新元古代震旦紀(jì)—早寒武世時(shí)期，華北陸塊遼寧大部處于風(fēng)化剝蝕和夷平作用階段，僅大連地區(qū)尚存一隅殘留海盆.早寒武世大林子期強(qiáng)干旱氣候結(jié)束后，全球海平面迅速上升，堿廠期是本區(qū)中元古代形成沉積蓋層以來最大的海侵事件之一，古地理面貌遂發(fā)生了根本性的改觀.盡管該期沉積盆地的相對(duì)海平面不是很深，但原綏中剝蝕區(qū)（青白口紀(jì)古陸［6］，下同）和岫巖剝蝕區(qū)已淪為海底隆起區(qū)，同時(shí)出現(xiàn)了本溪-桓仁海底凹陷區(qū).該期沉積厚度總體上較穩(wěn)定，一般為10～50 m.沉積中心位于本溪縣東部，沉積厚度可達(dá)141 m.海侵方向由SW→NE.巖相古地理特征如圖1.巖建造，形成于雛形開闊碳酸鹽臺(tái)地相、開闊陸棚相和局限碳酸鹽臺(tái)地相.而靠近剝蝕區(qū)之鞍山-桓仁一線附近，該組底部灰?guī)r中夾有石英砂巖，為渾水陸源碳酸鹽建造.堿廠期形成的氣候條件為溫暖潮濕氣候帶.

4 堿廠期（昌平期）沉積建造

由于前堿廠期地形地貌較為平緩，堿廠期海侵暢通無阻，朝陽-錦州-本溪-桓仁以南地區(qū)出現(xiàn)一片汪洋之景觀，迅速達(dá)到最大海泛期，大連地區(qū)則發(fā)育了凝縮段沉積（瘤狀灰?guī)r）.故該組以碳酸鹽巖沉積為主要特征，其巖性為泥晶灰?guī)r、藻灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、鮞?；?guī)r、白云巖等，為清水異地碳酸鹽建造和白云巖型蒸發(fā)

5 堿廠期（昌平期）主要沉積相

堿廠期氣候溫暖潮濕，以三葉蟲類化石出現(xiàn)為特征，并伴有腹足類、瓣腮類、棘皮類（始海百合）等化石，是寒武紀(jì)生物演化大爆發(fā)的開始.該期以清水碳酸鹽沉積為特征，沉積相類型簡單，可識(shí)別出開闊臺(tái)地相、局限臺(tái)地相和開闊陸棚相.各地層小區(qū)沉積序列時(shí)空分布特征如圖2.

5.1 開闊臺(tái)地相

大連地區(qū)開闊臺(tái)地相形成于堿廠早期，太子河地區(qū)則見于堿廠晚期，由臺(tái)地邊緣礁（灘）亞相、礁（灘）間海亞相和潮坪灘亞相組成.

（1）臺(tái)地邊緣灘（潮坪灘）亞相

圖2 遼寧省寒武紀(jì)堿廠期（昌平期）沉積序列綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive column of sedimentary sequence of Liaoning during the Cambrian Jianchangian（Changpingian）Age

堿廠組下部由灰色中厚層砂屑、生物屑灰?guī)r及含礫屑砂屑灰?guī)r組成，發(fā)育沖刷面、斜層理，為水體能量較高的臺(tái)地邊緣灘（潮坪灘）亞相形成的產(chǎn)物.該亞相沉積厚度不大（1～7 m），但遍布大連地區(qū).

（2）臺(tái)地邊緣礁（臺(tái)內(nèi)礁）亞相

太子河地區(qū)：堿廠組中部為深灰色巨厚層疊層石灰?guī)r，橫向上分布穩(wěn)定，顯示臺(tái)地邊緣礁的特點(diǎn).大連金石灘一帶：堿廠組下部為中厚層藻灰?guī)r，呈透鏡體產(chǎn)出（點(diǎn)礁大小2～3 m），礁體間為砂屑、鮞?；?guī)r充填，顯示了臺(tái)內(nèi)礁亞相沉積的特點(diǎn).

（3）臺(tái)內(nèi)礁（灘）間海亞相

堿廠組上部為薄層泥晶灰?guī)r和含燧石結(jié)核泥晶灰?guī)r，發(fā)育水平層理，具強(qiáng)烈的生物擾動(dòng)構(gòu)造，為潮下低能靜水礁（灘）間海亞相形成的產(chǎn)物.該亞相主要分布于太子河地區(qū).

5.2 局限臺(tái)地相

5.3 開闊陸棚相

當(dāng)堿廠期海侵達(dá)最大海泛面時(shí)，才能出現(xiàn)開闊陸棚相沉積.因此，開闊陸棚相在大連地區(qū)形成于堿廠晚期沉積，而太子河地區(qū)則見于堿廠早期沉積.開闊陸棚相由斜坡亞相和盆地亞相組成，前者為灰色條帶狀泥晶灰?guī)r、薄層泥晶灰?guī)r等潮下靜水泥沉積，后者則為灰綠色薄層瘤狀灰?guī)r、泥灰?guī)r等陸棚灰泥沉積，產(chǎn)三葉蟲化石.大連金石灘一帶灰綠色鈣質(zhì)泥巖中產(chǎn)豐富的棘皮動(dòng)物始海百合、三葉蟲等化石，化石保存完好，巖石具水平層理.以上特征均反映了開闊淺海陸棚相沉積特點(diǎn).

6 結(jié)論

（1）遼寧省寒武紀(jì)堿廠期（昌平期）沉積由開闊碳酸鹽臺(tái)地相、局限碳酸鹽臺(tái)地相和開闊陸棚相組成.

（2）堿廠期是遼寧省古生代首次發(fā)生廣泛海侵的時(shí)期，形成了該區(qū)的雛形局限碳酸鹽臺(tái)地——開闊碳酸鹽臺(tái)地相.

［1］聶振聲.本溪太子河流域早寒武世饅頭期巖相古地理特征與石膏普查［J］.遼寧地質(zhì)學(xué)報(bào),1984（1）:69—80.

［2］丁杰.遼西早寒武世老莊戶期巖相古地理及其地球化學(xué)特征［J］.遼寧地質(zhì),1986（1）:23—34.

［3］丁杰，王洪戰(zhàn)，范國清，等.太子河流域本溪期沉積相特征［J］.遼寧地質(zhì),1988（2）:136—146.

［4］范國清.遼寧石炭紀(jì)海侵［J］.遼寧地質(zhì),1987（2）:132—145.

［5］王洪戰(zhàn)，范國清，丁杰，等.遼東太子河流域石炭-二疊紀(jì)巖相古地理及鋁土礦成礦地質(zhì)條件［J］.遼寧地質(zhì),1991（1）:1—42.

［6］遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社, 1989.

［7］曲洪祥，鮑慶忠，董萬德，等.遼寧南華系的劃分及其特征［J］.地質(zhì)與資源,2011,20（6）:430—433.

［8］遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局.遼寧省巖石地層［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1997.

ANALYSIS ON THE LITHOFACIES PALEOGEOGRAPHY OF CAMBRIAN JIANCHANG FORMATION IN LIAONING PROVINCE

LI Hong-mei,QU Hong-xiang,ZHAO Xiu,FEI Ping,HOU Jing,LIU Shuang

Liaoning Institute of Geological Exploration,Dalian 116100,Liaoning Province,China

Based on the characteristics of lithological association,sedimentary structure and facies fossil,the sedimentary environment and lithofacies paleogeography of Cambrian Jianchang Formation are studied.The open platform facies, restricted platform facies and open shelf facies are identified respectively.

Jianchang Formation;lithofacies paleogeography;open platform facies;restricted platform facies;open shelf facies;Liaoning Province

1671-1947（2015）03-0169-04

P531

A

2014-12-15；

2015-04-13.編輯：張哲.

李紅梅（1969—）女，地質(zhì)工程師，從事地質(zhì)勘查工作，通信地址遼寧省大連市金州區(qū)五一路10號(hào)，E-mail//942282863@qq.com