奧陶紀(jì)地層沉積相探析
——以湖北宜昌地層沉積相分析為例

張 揚(yáng)，汪 文，陳綠森

（湖北省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，湖北 宜昌 4430000）

奧陶紀(jì)地層沉積相探析
——以湖北宜昌地層沉積相分析為例

張 揚(yáng)，汪 文，陳綠森

（湖北省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，湖北 宜昌 4430000）

湖北西部宜昌市，位于長江中游和上游的相交之地，在地質(zhì)學(xué)的奧陶紀(jì)時(shí)期屬于碳酸鹽臺(tái)地，其地層相對完好，具有極豐富的各類化石。通過內(nèi)業(yè)研究與外業(yè)調(diào)查，對比研究沉積相，綜合以前各類研究取得的成果，建立奧陶紀(jì)的沉積相模式，從而恢復(fù)當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境，對其海水升降及地理演化得以清楚地了解和掌握。

奧陶紀(jì)；地層；沉積相；探析

1 奧陶紀(jì)時(shí)期地層的基本特點(diǎn)

1.1 奧陶紀(jì)其地層厘定

奧陶系的沉積序列包括了交替沉積物、介殼化石和筆石等，此外也包含了冷水類型的北大西洋生物種群、暖水類型的北美大陸的生物種群。自上世紀(jì)40年代始，對奧陶系有著專門研究的專家開始對該區(qū)域地層的劃分方面展開詳盡的研究。進(jìn)入21世紀(jì)之后，此項(xiàng)研究呈現(xiàn)出新的局面。關(guān)于區(qū)域性的而且是不同年代的地層劃分已經(jīng)正式形成方案，盡管在方案中存在著個(gè)別概念的分野，但是具有中國特色的地層劃分模式已經(jīng)正式形成，而且這種劃分基本上可以與當(dāng)今世界科技領(lǐng)先國家并駕齊驅(qū)。

1.2 奧陶紀(jì)的地層剖面

（1）宜昌地區(qū)奧陶紀(jì)具有相當(dāng)簡單的剖面結(jié)構(gòu)，具有發(fā)育相對完整的地層，也具有比較豐富的各種類型的化石。這是一種極具科學(xué)研究價(jià)值的剖面結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗系湫偷钠拭鏄?gòu)造特征。從巖性的組合情況來看，這是一種易于風(fēng)化和泥質(zhì)較高的晶灰?guī)r，顏色為黃綠色、淺紫灰和淺灰綠色，形狀為層狀與瘤狀，性質(zhì)為泥晶灰?guī)r。

（2）從礦物學(xué)的特點(diǎn)來看，作為泥晶結(jié)構(gòu)的一種它是由生物碎屑所組成，宏觀上呈現(xiàn)一種瘤狀與塊狀特征，生物碎屑的含量在3.1%，海膽刺與海百合莖是其中的主要成分，亦有少量的鈣質(zhì)和腕足類屑組成。生物化石的含量達(dá)2%，大部分為雙殼類、帶蟲孔、富含少量介型蟲的化石和鈣質(zhì)。其余的94.9%則為含有硅酸鹽的礦物。這種礦物的顆粒0.03毫米以下，呈現(xiàn)為泥晶狀。

2 沉積相模式與沉積環(huán)境的剖析

2.1 沉積相模式剖析

奧陶紀(jì)這一典型的地質(zhì)時(shí)代更迭，緣于地史上海洋對大陸的侵襲。當(dāng)這一歷史時(shí)期到來之時(shí)，地球上最為廣大的地區(qū)悉為海水所淹沒，唯日岡瓦納與東歐地臺(tái)這兩塊大陸一南一北遙相呼應(yīng)，系僅存的大陸地帶。地殼的差異性運(yùn)行有所減弱，隨著古生代的到來結(jié)伴而行。對風(fēng)化侵蝕的規(guī)避，使得地勢上起伏并非明顯，大面積的淺海因此而形成，厚度上、巖相上都沒有太大的變化，占主要成分的是碳酸鹽，異常活躍的為無脊椎生物。而宜昌地區(qū)，沉積的性質(zhì)為陸表海性，海底較地勢也較為平緩，海水較淺、分布較廣，這充分印證了這種構(gòu)造是相對穩(wěn)定的。

2.2 沉積環(huán)境的剖析

宜昌巖石類型為亮晶鮞?；?guī)r、生物屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r，顏色為淺灰色與灰色，形態(tài)呈現(xiàn)出中層狀的特征。生物屑和鮞粒大量增加，是該地區(qū)最為突出的特征之一。通過對鮞粒灰?guī)r的觀測，鮞粒圈正好可以通過其發(fā)育情況反映出水的動(dòng)態(tài)變化情況。通過研究發(fā)現(xiàn)鮞粒形成在先，而一些膠結(jié)物則形成在后。含量較高的顆?；境霈F(xiàn)在亮晶沙屑灰?guī)r之中，不僅靡圓度好，而且分選也較好。渾圓程度高的骨屑出現(xiàn)在亮晶的生物碎屑的火山巖之中，簸選較為充分這一特點(diǎn)被凸顯出來。絕大部分的生物以碎片的形式存在著，包括海百合、瓣腮類、腕足類等，埋藏的地點(diǎn)分布不均。在地層的發(fā)育出現(xiàn)的波痕不對稱，層理呈槽狀交錯(cuò)，波脊出現(xiàn)分岔。

3 奧陶紀(jì)地層古地理演化分析

通過對沉積相進(jìn)行分析，宜昌地區(qū)存在著海水的或進(jìn)或退經(jīng)常反復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象?？傮w而言呈現(xiàn)的狀況是海水經(jīng)常大量的入侵，致使水的深度不斷加劇。在全球范圍內(nèi)的海洋退水作用的發(fā)生，出現(xiàn)在寒武紀(jì)的晚些時(shí)期。海臺(tái)地相居于優(yōu)勢地位的白云巖的產(chǎn)生則是寒武系剖面之特征。關(guān)于沉積相的分布，奧陶系的剖面沉積，可以總體上歸為海平面的四大回旋，亦即海水的4次大的進(jìn)退過程。

3.1 第一次進(jìn)退過程

第一次大的回旋，亮晶沙粒屑灰?guī)r出現(xiàn)在界底為其特征。其發(fā)育情況為，最底部為細(xì)晶白云巖，中部為生物屑灰?guī)r、礫屑、亮晶沙屑，最頂部為白云巖。層理表現(xiàn)為生物潛穴、水平層理、交錯(cuò)層理，環(huán)境為碳酸鹽臺(tái)地。

3.2 第二次進(jìn)退過程

第二次大回旋，這一階段的標(biāo)志是鮞?；?guī)r，發(fā)育情況為礫屑灰?guī)r、亮晶砂屑，沉積環(huán)境為礁灘相。這反映了向淺海陸棚相的逐漸發(fā)展，海水逐漸變深的過程。

3.3 第三次進(jìn)退過程

第三次回旋，以生物屑灰?guī)r和亮晶砂屑的出現(xiàn)為標(biāo)志，由上而下分別為深色黏土巖、泥晶流狀灰?guī)r、泥頁巖和沉積瘤狀灰?guī)r，環(huán)境為淺海陸棚相沉積，顯現(xiàn)出海水由淺而深的過程。

3.4 第四次進(jìn)退過程

第四次回旋，其特征為瘤狀灰?guī)r。海平面在一定程度上有所回升，泥質(zhì)的含量亦相應(yīng)增多，具有碳酸鹽臺(tái)地潮下帶沉積特點(diǎn)。

4 結(jié)束語

奧陶紀(jì)的宜昌呈現(xiàn)出陸表海的特點(diǎn)，海底部的坡度平緩，水位也不高，分布的范圍較大。從地質(zhì)構(gòu)造看，較為穩(wěn)定。位于淺海的碳酸鹽沉積為其成了占居主要地位的沉積模式，依次能夠區(qū)劃出的沉積相為局限海臺(tái)地相、開闊海臺(tái)地相、臺(tái)地邊緣淺灘相、臺(tái)地邊緣生物礁相、盆地邊緣相、陸棚內(nèi)盆地相六大類。在這一地質(zhì)時(shí)期，其地質(zhì)過程大致呈現(xiàn)出自碳酸鹽臺(tái)地相至淺海陸棚相逐漸過渡的一個(gè)過程。

[1]汪嘯風(fēng),StougeS.陳孝紅,等.全球下奧陶統(tǒng)-中奧陶統(tǒng)界線層型候選剖面——宜昌黃花場剖面研究新進(jìn)展[J].地層學(xué)雜志.2005,(S1).

[3] ThijsR.A.VANDENBROUCKE,陳旭,JacquesVERNIERS.中國宜昌王家灣晚奧陶世五峰組幾丁蟲的初步研究[J].古生物學(xué)報(bào),2005,(2).

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1006-6012（2016）11-0248-01