造山帶巖相古地理研究與實(shí)踐①——以甘肅省奧陶紀(jì)為例

牟傳龍　王啟宇,3　王秀平　陳小煒　周懇懇　葛祥英

(1.成都地質(zhì)調(diào)查中心　成都　610082；2.國(guó)土資源部沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　成都　610082;

3.山東科技大學(xué)　山東青島　266590)

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造山帶巖相古地理研究與實(shí)踐①
——以甘肅省奧陶紀(jì)為例

牟傳龍1,2王啟宇1,2,3王秀平1,2陳小煒1,2周懇懇1,2葛祥英1,2

(1.成都地質(zhì)調(diào)查中心成都610082；2.國(guó)土資源部沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成都610082;

3.山東科技大學(xué)山東青島266590)

摘要造山帶古地理的恢復(fù)與重建難度較大且尚無(wú)研究方法體系可循。選擇地處復(fù)雜中央造山帶的甘肅省奧陶紀(jì)為例，結(jié)合前人研究資料首次編制了早、中晚奧陶世的沉積構(gòu)造格架及沉積盆地類(lèi)型圖，分析了它們之間的空間配置關(guān)系。在“構(gòu)造控盆、盆控相”的思路控制下，以沉積巖性、結(jié)構(gòu)—構(gòu)造、古生物組合等為基礎(chǔ)，以?xún)?yōu)勢(shì)相原則，共劃分出濱淺海相、淺海陸棚相、開(kāi)闊臺(tái)地相、臺(tái)地邊緣淺灘相、潮坪相以及半深海(含斜坡相)—深海相等7類(lèi)沉積相類(lèi)型，采用“在同一板塊、構(gòu)造背景下形成的沉積盆地內(nèi)及空間連續(xù)配置的沉積盆地之間采用瓦爾特相律對(duì)古地理進(jìn)行合理的恢復(fù)；對(duì)不同的板塊及構(gòu)造背景下形成的沉積盆地或者是空間不連續(xù)配置的沉積盆地之間，古地理單元的恢復(fù)則按現(xiàn)今出露地層所反應(yīng)出的沉積環(huán)境忠實(shí)地表現(xiàn)，古地理單元之間可以不遵循瓦爾特相律”的方法恢復(fù)與重建了研究區(qū)的古地理面貌，編制了相應(yīng)的古地理圖。為造山帶巖相古地理的研究提供了一種編圖思路，具理論和實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞造山帶甘肅省奧陶紀(jì)構(gòu)造瓦爾特相律沉積相巖相古地理

0引言

地處非板內(nèi)[1]且具多期、多階段裂解、拼合的構(gòu)造演化特征的造山帶，后期經(jīng)過(guò)多期次的構(gòu)造改造、變質(zhì)以及大量“外來(lái)峰”、推覆體的影響，其古地理特征的研究在思路和方法上與傳統(tǒng)的一般基于穩(wěn)定的大陸克拉通及邊緣地區(qū)的古地理恢復(fù)與重建有很大的差異。針對(duì)造山帶內(nèi)可能大多出露“非史密斯型”地層的古地理特征的研究與編圖，Ogniben等[2]最先提出了造山帶地區(qū)的地層學(xué)工作不按巖相古地理復(fù)原的思路，但未探討古地理恢復(fù)與重建的方法原則；吳時(shí)國(guó)等[3]則強(qiáng)調(diào)古地磁學(xué)在造山帶古地理研究中的關(guān)鍵作用，初步提及了板塊構(gòu)造與古地理重建的重要性，但依然偏重于傳統(tǒng)古地理恢復(fù)的方法；李祥輝等[4]對(duì)龍門(mén)山中北段的泥盆系古地理在相應(yīng)地層探索性的復(fù)位與復(fù)原的方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了初步的嘗試，同樣是傳統(tǒng)古地理研究的思路；徐強(qiáng)等[5]則將造山帶的沉積學(xué)研究放置于全球的框架中，恢復(fù)在全球古地理控制下的構(gòu)造古地理演化；蔡雄飛等[6]對(duì)造山帶古地理的恢復(fù)則主要采用“反序“的方法，并認(rèn)為造山帶古地理不能在現(xiàn)代的地理底圖上僅根據(jù)現(xiàn)有地層產(chǎn)出狀態(tài)重造。吳根耀[7-8]則在重視構(gòu)造復(fù)位的基礎(chǔ)上以”反序—反轉(zhuǎn)構(gòu)造“的方法對(duì)造山帶古地理學(xué)進(jìn)行了闡述。于此，對(duì)于古地理重建中最難處理的造山帶古地理研究雖然不同的學(xué)者有著不同的研究方法與側(cè)重，但是從整體的研究成果來(lái)看，大都追求以符合瓦爾特相律的思路進(jìn)行研究與探討且依然處于探索階段。雖有少數(shù)偏重于大地構(gòu)造相方面的報(bào)告及圖集出版[9]，其余則大都處于文字描述討論為主階段而沒(méi)有形成“有型的”可以作為參考的圖件。且對(duì)“構(gòu)造—沉積盆地—沉積相”三者之間具有怎樣的主次關(guān)系以及原型沉積盆地與沉積相之間的正確配套研究甚少。

甘肅省地處西伯利亞板塊、華北板塊、塔里木板塊和揚(yáng)子板塊的交界地帶，其現(xiàn)今地質(zhì)特征主要基于古亞洲洋、北祁連早古生代洋盆及其俯沖消亡形成的增生楔、島弧、弧后洋盆、弧后盆地等組成的完整的溝弧盆體系基礎(chǔ)之上，由弧—陸、陸—陸碰撞演化發(fā)展形成了中國(guó)著名的“中央造山帶”，地質(zhì)條件復(fù)雜，古地理研究難度較大[10-12]。甘肅省奧陶紀(jì)處于構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，選擇其作為造山帶古地理研究與實(shí)踐的對(duì)象具不可替代的作用。

1構(gòu)造演化、沉積盆地類(lèi)型及地層

甘肅省主體位于秦祁昆多島弧盆系構(gòu)造區(qū)的中—北祁連和走廊地區(qū)，其北部位于古亞洲洋多島弧盆系構(gòu)造區(qū)的北山地區(qū)，南部位于西秦嶺地區(qū)，東部則處于穩(wěn)定的華北地臺(tái)的西緣。區(qū)內(nèi)具前寒武紀(jì)下元古界變質(zhì)結(jié)晶基底，整體上構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了震旦紀(jì)晚期-早奧陶世北祁連洋盆、古亞洲洋盆及西昆侖洋盆發(fā)展擴(kuò)張，中奧陶世—志留紀(jì)各洋盆俯沖消亡至造山的復(fù)雜過(guò)程；而奧陶紀(jì)則處于這一構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，總體特征為中—北祁連山區(qū)活動(dòng)強(qiáng)烈，北山地區(qū)次之，西秦嶺區(qū)晚期與北山地區(qū)相似，而隴東地區(qū)相當(dāng)平靜[13]。

1.1沉積盆地類(lèi)型及空間配置關(guān)系

早奧陶世早中期，北祁連及走廊地區(qū)繼承了寒武紀(jì)以來(lái)北祁連狹長(zhǎng)洋盆擴(kuò)張演化的歷史，擴(kuò)張發(fā)展至鼎盛[11,14]，以玉石溝—野牛溝—清水溝蛇綠巖結(jié)合帶代表洋盆發(fā)展消亡的最終痕跡[12,15-17]。該帶北側(cè)為華北板塊西緣的走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地，從北祁連東部老虎山早奧陶世硅質(zhì)巖及西部玉石溝一帶早奧陶世硅質(zhì)巖的形成環(huán)境分析可以得到佐證[18-19]，其上發(fā)育自寒武紀(jì)以來(lái)的海相碎屑巖—碳酸鹽巖組合。此時(shí)北祁連洋盆—走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地—華北克拉通盆地三者之間屬于同一構(gòu)造背景下形成的沉積盆地類(lèi)型，盆地之間是連續(xù)的空間配置關(guān)系?，F(xiàn)今緯度上位于走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地北側(cè)的阿拉善地塊，從現(xiàn)在的研究情況來(lái)看，其性質(zhì)不明，爭(zhēng)議較大，但可以確定的是與走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地之間的空間配置不連續(xù)(圖1)。

敦煌—北山地區(qū)沉積盆地類(lèi)型的發(fā)育主要受控于古亞洲洋盆的擴(kuò)張影響，發(fā)育與北祁連地區(qū)相似的空間連續(xù)配置的沉積盆地類(lèi)型：南側(cè)主要為敦煌地塊，向北依次發(fā)育敦煌被動(dòng)大陸邊緣盆地及古亞洲洋盆，明水古陸漂于古亞洲洋盆之中[20-22](圖1)。

夾持于北祁連洋與黨河南山—拉脊山洋之間的中祁連地塊，早奧陶世發(fā)育裂谷沉積盆地[9,11,14]，它與兩側(cè)的洋盆空間配置關(guān)系不連續(xù)。西秦嶺弧后盆地[9,14,23]同樣具有此特點(diǎn)。需要指出的是，巴顏喀拉—南秦嶺被動(dòng)大陸邊緣盆地[14,23]其隸屬板塊性質(zhì)不明且存在爭(zhēng)議，與其北側(cè)的東昆侖—南秦嶺大洋盆地之間做空間不連續(xù)配置處理(圖1)。

早奧陶世晚期開(kāi)始，北祁連弧后洋盆開(kāi)始向北俯沖，洋殼俯沖變質(zhì)產(chǎn)物藍(lán)片巖的變質(zhì)年齡為480～425 Ma[12]。在走廊南山一帶即玉石溝—野牛溝—清水溝結(jié)合帶以北與肅南—天祝一線以南之間，廣泛發(fā)育島弧型火山巖—碎屑巖建造組合，至晚奧陶世，火山—巖漿弧帶不斷向北擴(kuò)大和遷移。同時(shí)在走廊南山島弧帶弧后形成離散型活動(dòng)大陸邊緣，可能發(fā)育弧后盆地下的次級(jí)洋盆[18]，肅南—天祝蛇綠混雜巖帶則為這一弧后擴(kuò)張洋盆消減作用的產(chǎn)物，枕狀玄武巖年齡及放射蟲(chóng)性質(zhì)顯示為中晚奧陶世[15,24-25]。廣大走廊地區(qū)發(fā)育為弧后盆地，并在晚奧陶世晚期古浪運(yùn)動(dòng)及弧后次級(jí)洋盆俯沖—碰撞造山[15]的過(guò)程中逐漸演化為弧后前陸盆地?？傊?，奧陶紀(jì)時(shí)，該地區(qū)為北祁連弧盆系發(fā)育的鼎盛時(shí)期，地塊和島弧與洋盆的沉積間列是其最大特點(diǎn)；同時(shí)，整個(gè)演化是伴隨著兩次大規(guī)模的火山活動(dòng)(代表初始洋盆的初次俯沖消亡和次級(jí)弧后洋盆的俯沖消亡)及兩個(gè)碳酸鹽巖(準(zhǔn))臺(tái)地化的過(guò)程(圖2、表1)。從沉積盆地空間配置來(lái)看，從南至北發(fā)育北祁連消減洋盆→走廊南山島弧盆地→走廊弧后盆地→華北克拉通盆地，為一系列空間連續(xù)配置的沉積盆地(圖2)。

敦煌—北山地區(qū)中晚奧陶世沉積盆地類(lèi)型的發(fā)育受古亞洲洋盆的俯沖影響，在北山廣大地區(qū)主要為弧后盆地[20-22]沉積區(qū)，以南依然為敦煌地塊(圖2)。從沉積盆地的空間配置關(guān)系來(lái)看，弧后盆地與俯沖洋盆兩者之間缺失陸緣弧盆地的發(fā)育而不連續(xù)。

此時(shí)的中祁連地塊由于北祁連洋盆向南俯沖演化為陸緣弧盆地[9,14,23]，結(jié)合巖性及沉積演化序列來(lái)看應(yīng)主要受北祁連洋盆的影響，而與黨河南山—拉脊山洋盆的聯(lián)系甚微，前兩者在空間上應(yīng)屬于連續(xù)配置關(guān)系。西秦嶺地區(qū)在中晚奧陶世依然發(fā)育弧后盆地，雖然有證據(jù)表明其發(fā)育受東昆侖洋及秦嶺洋盆的俯沖影響，但在現(xiàn)今緯度上其與兩側(cè)的洋盆之間空間配置關(guān)系為不連續(xù)[9,14,23]。

1.2地層劃分對(duì)比

圖1　甘肅省早奧陶世構(gòu)造格架、沉積盆地類(lèi)型及空間配置關(guān)系圖(據(jù)潘桂棠等，2006；2013)[14,23]Fig.1　The relationship-map of structure, type of deposit-basin and spatial configuration of Early-Ordovician in Gansu Province(After Pan, et al., 2006; 2013)[14,23]

甘肅省內(nèi)奧陶紀(jì)地層出露齊全，但較為零星且差異較大，不同構(gòu)造單元、同一構(gòu)造單元內(nèi)的不同盆地(地區(qū))出露差異較大，一定程度上反應(yīng)了造山帶構(gòu)造的復(fù)雜性?？傮w上，整個(gè)研究區(qū)可以劃分為五個(gè)大的地層區(qū)(表1)：北山地層區(qū)，華北地層區(qū)，祁連地層區(qū)，西秦嶺地層區(qū)以及特提斯地層區(qū)，但主要出露于北山、華北及祁連地層區(qū)。北山地層區(qū)代表地層為中下奧陶統(tǒng)砂井群(也叫羅雅楚山群)，下巖組為一套灰綠色、黃褐色中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，夾有碳質(zhì)、砂質(zhì)頁(yè)巖，千枚巖及含礫長(zhǎng)石石英砂巖等；上巖組為一套含碳硅質(zhì)巖、硅質(zhì)板巖夾含砂質(zhì)灰?guī)r。晚奧陶統(tǒng)早期地層為一套錫林柯博組的硅質(zhì)巖夾砂巖、灰?guī)r；晚期地層為白云山組的灰?guī)r與砂質(zhì)礫巖、粉砂巖的不等厚互層，頂部見(jiàn)較厚的大理巖。

圖2　甘肅省中晚奧陶世構(gòu)造格架、沉積盆地類(lèi)型及空間配置關(guān)系圖(據(jù)潘桂棠等，2006；2013)[14,23]Fig.2　The relationship-map of structure, type of deposit-basin and spatial configuration of middle and Late-Ordovician in Gansu Province(After Pan, et al., 2006; 2013)[14,23]

祁連地層主要分布于北祁連地區(qū)，中祁連地區(qū)局部分布，相對(duì)于北山地區(qū)，祁連地層區(qū)各分區(qū)地層具良好的可對(duì)比性，反應(yīng)了祁連地區(qū)統(tǒng)一的“溝弧盆體系”。早奧陶世地層以陰溝群為代表，主要分布于中祁連的托萊山以及北祁連玉門(mén)陰溝地區(qū)，底部有一層較厚的火山角礫巖及綠色基性火山巖，向上則主要為一套細(xì)碎屑巖夾薄層的灰?guī)r及硅質(zhì)巖等。中奧陶世地層相對(duì)于早奧陶世地層而已，分布更加廣泛，從中祁連—北祁連都有分布，出露一套中堡群的火山巖，厚度在1 100～4 000 m不等，巖層中都夾有厚度不等的細(xì)碎屑巖和薄層灰?guī)r。晚奧陶世地層在整個(gè)祁連地區(qū)的可對(duì)比性更強(qiáng)，早晚期都為一套灰?guī)r夾少量細(xì)碎屑巖沉積，以玉門(mén)地區(qū)的妖魔山組(早期)和古浪地區(qū)的古浪組(晚期)為代表，而中期則為一套火山巖、火山碎屑巖夾少量碎屑巖及碳酸鹽巖。比較特別的是，在北祁連的斜壕地區(qū)，缺失第一套灰?guī)r相沉積，中期也非火山巖及火山碎屑巖沉積，而以中粗粒砂巖夾頁(yè)巖及泥質(zhì)灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r加頁(yè)巖為主；第二套灰?guī)r相沉積期則為泥頁(yè)巖與粉細(xì)砂巖的不等厚互層沉積(表1)。

對(duì)于構(gòu)造活動(dòng)相當(dāng)平靜的隴東地區(qū)，分屬與華北地層區(qū)，主要出露于平?jīng)龅貐^(qū)，整個(gè)奧陶紀(jì)除了中奧陶世晚期—晚奧陶世早期地層平?jīng)鼋M出露泥頁(yè)巖、粉砂巖等較細(xì)粒碎屑巖夾少量灰?guī)r外，其余層組都為一套灰?guī)r相沉積。往東至慶陽(yáng)地區(qū)，更接近華北克拉通地區(qū)，巖性則只出露早奧陶世下馬家溝組的白云巖夾云膏巖地層。而對(duì)于西秦嶺地區(qū)，地層僅見(jiàn)于迭部縣南奧陶紀(jì)下統(tǒng)及康縣大堡公社朱家壩奧陶紀(jì)上統(tǒng)地層，兩者都為一套板巖夾少量粉砂巖及極少量灰?guī)r層。特提斯地層區(qū)未見(jiàn)出露(表1)。

2沉積相類(lèi)型及特征

通過(guò)分析研究區(qū)大量的構(gòu)造、地層、沉積相及古地理等資料，在新思路下研究區(qū)奧陶紀(jì)的沉積相類(lèi)型可以劃分為濱—淺海相、淺海陸棚相、開(kāi)闊臺(tái)地相、臺(tái)地邊緣淺灘相、潮坪相、半深海相(含斜坡相)以及深海盆地相沉積(圖版Ⅰ)。其中，淺海陸棚相、半深海相(含斜坡相)及深海相又可以劃分為多種不同巖相類(lèi)型，如淺海陸棚相中可以細(xì)分為淺海陸棚碎屑巖相、碎屑巖—火山巖相、碎屑巖—碳酸鹽—火山巖相、碎屑巖—碳酸鹽相等。詳述如下：

(1) 濱—淺海相

以主要發(fā)育于中祁連—湟源地塊西段黨河南山北坡大部分地區(qū)及西寧一帶的鹽池灣組為代表，其實(shí)該組相變厲害，而濱淺海相沉積類(lèi)型主要見(jiàn)于黨河南山北坡的吾力溝至黑刺溝一帶，鹽池灣組中下部巖性為含礫細(xì)粒硬砂巖，含礫白云質(zhì)硬砂巖，中細(xì)粒石英長(zhǎng)石砂巖，常見(jiàn)波痕、斜層理等沉積構(gòu)造，產(chǎn)腕足類(lèi)和三葉蟲(chóng)化石，中下部巖性中含礫巖較多，應(yīng)屬于濱、淺海相逐漸過(guò)渡沉積。

(2) 淺海陸棚相

淺海陸棚相在研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，但由于研究區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造演化，巖相發(fā)育各不相同：①淺海陸棚相碎屑巖—火山巖巖相：主要發(fā)育于走廊弧后盆地地區(qū)，武威市至張掖市一帶出露面積最廣。以中—上奧陶統(tǒng)地層中堡群為典型代表，其由碎屑巖及火山碎屑巖組成，碎屑巖以砂巖、板巖為主，偶見(jiàn)礫巖及砂礫巖；板巖與砂巖常呈不等厚互層狀，見(jiàn)灰?guī)r與火山巖透鏡體及少量硅質(zhì)巖；火山巖有熔巖、凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r等及火山碎屑巖。見(jiàn)筆石、三葉蟲(chóng)、牙形刺及腕足類(lèi)等化石。②淺海陸棚相火山巖—碳酸鹽巖—碎屑巖巖相：主要發(fā)育于走廊南山陸緣弧盆地地區(qū)，主要出露在該帶的北西側(cè)，發(fā)育中—上奧陶統(tǒng)中堡群火山巖、火山碎屑巖及碎屑巖夾碳酸鹽巖透鏡體，其次為晚奧陶世中期的一些可以對(duì)比的未建組地層，發(fā)育永登—白銀地區(qū)的火山巖—火山碎屑巖及打柴溝地區(qū)的碳酸鹽—碎屑巖。③淺海陸棚相碎屑巖—碳酸鹽巖巖相：發(fā)育于走廊弧后盆地西緣(北祁連西段)的肅南以西和盆地東段的天祝地區(qū)，分別以上奧陶統(tǒng)南石門(mén)子組和扣門(mén)子組為代表，巖性都為一套灰色為主的灰?guī)r、粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、粉細(xì)砂巖及薄層的頁(yè)巖不等厚互層，在西緣地區(qū)頂部見(jiàn)火山巖發(fā)育。產(chǎn)珊瑚、腹足類(lèi)化石。同時(shí)，在北山地區(qū)，晚奧陶統(tǒng)的錫林柯博組及白云山組也發(fā)育一套碎屑巖與碳酸鹽巖的淺海陸棚相沉積組合。④淺海陸棚相碎屑巖沉積：早奧陶世北山被動(dòng)大陸邊緣盆地的羅雅楚山群(也稱(chēng)砂井群)及早奧陶世走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地的陰溝群為此類(lèi)巖相發(fā)育層組，前者以灰色的中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖(局部層段含礫)、碳質(zhì)、砂質(zhì)頁(yè)巖及硅質(zhì)、碳質(zhì)板巖為特征，見(jiàn)頭足類(lèi)及三葉蟲(chóng)發(fā)育，平行層理、水平層理局部發(fā)育。而后者除陰溝群底部發(fā)育一套火山巖外，其余層段以發(fā)育深灰色、灰黑色的泥頁(yè)巖夾灰?guī)r及粉細(xì)砂巖為主，見(jiàn)腕足類(lèi)、頭足類(lèi)及三葉蟲(chóng)化石，表現(xiàn)為淺海陸棚相沉積環(huán)境。

(3) 開(kāi)闊臺(tái)地相

在研究區(qū)內(nèi)分布局限。早奧陶世，在中祁連—湟源裂谷盆地的西北緣黨河南山北坡發(fā)育一套吾力溝群地層，厚度達(dá)300余米，其下部為一套灰色、灰白色的厚層狀灰?guī)r，上不為深灰色的灰?guī)r，產(chǎn)腕足類(lèi)化石，呈北西—南東向長(zhǎng)條狀展布，巖性穩(wěn)定，但延伸不遠(yuǎn)，至鹽池灣地區(qū)已未見(jiàn)出露。中奧陶世伊始，研究區(qū)整體沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，在其西緣的玉門(mén)市、肅南以及嘉峪關(guān)市等地沉積一套晚奧陶世早期地層妖魔山組，其沉積巖性等特征表現(xiàn)為開(kāi)闊臺(tái)地相沉積，但走廊弧后盆地區(qū)發(fā)育的妖魔山組和走廊南山陸緣弧盆地內(nèi)發(fā)育的妖魔山組又有不同，前者分布于嘉峪關(guān)市以南，冷龍嶺以北、安遠(yuǎn)等地，發(fā)育灰色巨厚層狀灰?guī)r，局部層段見(jiàn)泥質(zhì)灰?guī)r，底部見(jiàn)礫巖及角礫狀粒屑灰?guī)r。同時(shí)含豐富的底棲生物，是典型的沉積環(huán)境較為穩(wěn)定的開(kāi)闊臺(tái)地相沉積。而后者分布于玉門(mén)市以南和肅南縣以南地區(qū)，為一套致密灰?guī)r、不純灰?guī)r及結(jié)晶灰?guī)r，上部為厚層灰?guī)r，產(chǎn)三葉蟲(chóng)化石，但在肅南以南局部地區(qū)可見(jiàn)以板巖、長(zhǎng)石石英砂巖、中基性火山巖為主夾灰?guī)r透鏡體的層段發(fā)育，灰?guī)r透鏡體中產(chǎn)腕足化石。為什么前者發(fā)育的灰?guī)r較后者穩(wěn)定，厚度較大，無(wú)其他夾層？這可能是由于后者處于離俯沖消亡洋盆更近的走廊南山島弧帶以至于洋盆初始閉合階段沉積環(huán)境不穩(wěn)定，導(dǎo)致各地沉積組合有所差異。

其次，研究區(qū)東部中衛(wèi)—固原一線地區(qū)發(fā)育早奧陶統(tǒng)天景山組和米缽山組的厚層塊狀灰?guī)r，平?jīng)龅貐^(qū)發(fā)育早奧陶統(tǒng)麻川組、水泉嶺組及中奧陶統(tǒng)三道溝組的薄—厚層狀灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r等，都為典型開(kāi)闊臺(tái)地相沉積，體現(xiàn)出華北地臺(tái)西緣穩(wěn)定克拉通沉積環(huán)境。

(4) 臺(tái)地邊緣淺灘相

此類(lèi)沉積相只發(fā)育于走廊弧后盆地局部地區(qū)，分布十分局限。發(fā)育晚奧陶統(tǒng)古浪組和扣門(mén)子組，前者分布于冷龍嶺北部，極小面積出露，底部見(jiàn)暗紫紅色粗粒石英砂巖，厚度較小。向上則全部為灰白色厚層生物碎屑粉晶灰?guī)r，碎屑類(lèi)型主要以藻類(lèi)、海綿骨針為主。出露于門(mén)源西北部大梁地區(qū)的扣門(mén)子組同樣發(fā)育生物碎屑粉晶灰?guī)r，碎屑以腕足類(lèi)、藻類(lèi)、海綿骨針及介形蟲(chóng)殼體為主，局部出現(xiàn)小型的珊瑚礁體。底部有一層內(nèi)碎屑礫屑灰?guī)r，亮晶方解石膠結(jié)，可能屬于淺海風(fēng)暴沉積[28]。

(5) 潮坪相

該類(lèi)沉積相只分布于研究區(qū)東部的慶陽(yáng)地區(qū)，且只見(jiàn)于早奧陶統(tǒng)下馬家溝組淺黃灰色、灰褐色，淺灰色的云膏巖、紋層狀泥質(zhì)泥晶白云巖沉積。

(6) 半深海(含斜坡相)—深海相

該沉積相類(lèi)型在研究區(qū)一是主要沿著洋盆俯沖消亡的結(jié)合帶分布，如北祁連洋盆及消減洋盆，西起吊達(dá)坂—朱龍關(guān)，經(jīng)玉石溝—穿刺溝，東至大阪山一帶，主要有蛇紋石化斜輝橄欖巖、橄欖斜輝巖、蛇紋石化橄欖二輝巖等蛇綠巖及蛇綠混雜巖等，總體為深海盆地沉積。其次是洋盆俯沖形成的弧后海盆的擴(kuò)張裂陷地區(qū)，主要分布于武威市的西南部及門(mén)源大梁地區(qū)及其以東，前者出露上奧陶統(tǒng)斯家溝組深灰色薄層粉細(xì)砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖夾瘤狀灰?guī)r和斜壕組的黑色、灰黑色砂質(zhì)頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖夾灰黑色、黑色的粉細(xì)砂巖，巖層中以富硫、高碳、多含有機(jī)質(zhì)為特征，總體上表現(xiàn)出半深海—深海相沉積。后者出露中、上奧陶統(tǒng)大梁組和相變(在靖遠(yuǎn)一帶)的中堡群，顏色以灰黑色、黑色為主，出露灰?guī)r、千枚巖、板巖、頁(yè)巖、砂巖及礫巖等，其中發(fā)育鮑馬序列的a、b、c、d段發(fā)育，未見(jiàn)e段，為典型的高密度濁流半深海(含斜坡相)—深海相沉積[27]。三是分布于受洋盆發(fā)展消亡影響的中祁連—湟源裂谷盆地東北地區(qū)及走廊南山陸緣弧盆地區(qū)。前者發(fā)育次深?！詈Ｏ嗌澳噘|(zhì)、灰?guī)r、硅質(zhì)及火山巖沉積，出露于蘭州至永靖一帶的中、上奧陶統(tǒng)霧宿山群厚度大于6 000 m。發(fā)育水平層理，產(chǎn)三葉蟲(chóng)、筆石等化石等，是在相對(duì)平靜的環(huán)境下形成的產(chǎn)物。后者發(fā)育次深?！詈Ｏ嗷鹕綆r沉積，出露于盆地西北及東南一角，巖性以陰溝群頂部及中堡群的玄武巖、鞍山玄武巖、安山巖、英安巖等火山巖、火山碎屑巖為特征，厚度大于5 000 m，富含筆石、三葉蟲(chóng)及頭足類(lèi)化石等。

3古地理研究與編圖

3.1編圖思路及方法

本文對(duì)造山帶古地理的恢復(fù)與重建研究，主要基于作者自2008年以來(lái)所承擔(dān)的中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“中國(guó)巖相古地理編圖”及國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)“全國(guó)油氣基礎(chǔ)地質(zhì)編圖”工作中首次提出的“構(gòu)造控盆、盆控相、相控油氣基本地質(zhì)條件”的原創(chuàng)性編圖思路[29-30]，利用造山帶地區(qū)獨(dú)特發(fā)育無(wú)序疊置在一起的“非史密斯型”地層不遵循史密斯生物順序律和瓦爾特相律的特點(diǎn)，在“現(xiàn)今緯度上”采用“在同一板塊、構(gòu)造背景下形成的沉積盆地內(nèi)及空間連續(xù)配置的沉積盆地之間采用瓦爾特相律對(duì)其沉積相及古地理進(jìn)行合理的恢復(fù)與重建；但若是不同的板塊及構(gòu)造背景下形成的沉積盆地或者是空間不連續(xù)配置的沉積盆地之間，沉積相帶及古地理單元的恢復(fù)與重建則按現(xiàn)今出露地層所反應(yīng)出的沉積相忠實(shí)地表現(xiàn)，相帶之間可以不遵循瓦爾特相律，且以現(xiàn)今的構(gòu)造界線或是實(shí)際相界線如實(shí)分隔”的方法進(jìn)行造山帶的古地理編圖與研究。這一過(guò)程中，造山帶內(nèi)沉積相及巖相古地理的研究不可置否為研究重點(diǎn)，且依然采用優(yōu)勢(shì)相的原則進(jìn)行沉積相的分析及古地理單元的恢復(fù)，但注重沉積盆地屬性與沉積相之間的匹配關(guān)系，所以編圖單元內(nèi)的構(gòu)造演化及其控制下的原型沉積盆地類(lèi)型的恢復(fù)及它們之間的空間配置關(guān)系研究則是前提與基礎(chǔ)，它們的正確恢復(fù)與否，一定程度上規(guī)避了優(yōu)勢(shì)相原則下沉積相研究與沉積盆地屬性不相匹配、自相矛盾情況的發(fā)生。這不僅為造山帶這一復(fù)雜地帶的巖相古地理恢復(fù)提供了研究與實(shí)踐的方向及方法，而且具有學(xué)術(shù)上的可行性。

以北祁連及走廊地區(qū)為例，通過(guò)前人資料綜合分析認(rèn)為，早奧陶世時(shí)，存在北祁連洋盆，洋盆以北為華北克拉通板塊的走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地，三個(gè)沉積盆地之間為連續(xù)發(fā)育的空間配置關(guān)系，它們受同一構(gòu)造作用即北祁連洋盆的擴(kuò)張控制。從而本文對(duì)這些區(qū)域的古地理恢復(fù)與重建過(guò)程中，不管沉積盆地之間還是沉積盆地內(nèi)，沉積相帶的展布則嚴(yán)格按照瓦爾特相律進(jìn)行恢復(fù)研究。這在實(shí)際研究結(jié)果中得到了充分體現(xiàn)：區(qū)域內(nèi)西南緣為北西—南東走向的北祁連洋盆，巖性組合及沉積構(gòu)造分析認(rèn)為為次深?！詈３练e環(huán)境；緊鄰為走廊被動(dòng)大陸邊緣盆地，巖性組合及沉積構(gòu)造分析認(rèn)為盆地內(nèi)的自西南向東北依次發(fā)育大陸斜坡—次深海相及淺海陸棚相沉積環(huán)境；在區(qū)域最東緣則為華北克拉通盆地，該盆地西緣發(fā)育古陸及其邊緣潮坪相沉積。從這沉積相帶展布及古地理特征來(lái)看，該區(qū)域內(nèi)的各個(gè)相帶之間沒(méi)有跳相現(xiàn)象，且從洋盆至克拉通的沉積環(huán)境是逐步的由深變淺的(圖3)。

與之形成鮮明對(duì)比的是，中祁連地塊早奧陶世時(shí)發(fā)育裂谷盆地，其南北兩側(cè)分別為黨河南山—拉脊山洋盆及北祁連洋盆，屬于不同構(gòu)造演化背景下的產(chǎn)物。從沉積盆地屬性上來(lái)看，中祁連裂谷盆地與兩側(cè)的洋盆之間屬于空間不連續(xù)展布的關(guān)系。從而，在對(duì)其沉積相及古地理研究時(shí)，本文的方法是按巖性組合及沉積構(gòu)造所顯示的沉積相忠實(shí)的表現(xiàn)，沉積相帶可以不遵循瓦爾特相律。如圖4所示，在中祁連裂谷盆地內(nèi)，按現(xiàn)今出露地層實(shí)際恢復(fù)結(jié)果顯示其西南緣主要發(fā)育一套淺海陸棚及碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境，東北緣則發(fā)育大陸斜坡相沉積環(huán)境。而與之相鄰的地區(qū)則發(fā)育深海環(huán)境，從傳統(tǒng)的古地理研究來(lái)看，它們之間是跳相的，是不合理的。但本文的宗旨不按瓦爾特相律原地忠實(shí)恢復(fù)即可。

3.2古地理演化特征

奧陶紀(jì)作為研究區(qū)演化為造山帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，雖其古地理格局較為復(fù)雜，海陸分布變化較快，鑒于此，將在本文編圖思路下分不同的構(gòu)造單元進(jìn)行論述。

早奧陶世時(shí)，受洋盆擴(kuò)張的影響，研究區(qū)雖然總體上都為較單一的淺?！肷詈：Ｓ颦h(huán)境，但大部分古地理單元之間卻由于洋盆的存在可能相隔甚遠(yuǎn)，分屬于不同的構(gòu)造沉積單元及沉積體系。首先，研究區(qū)主體走廊地區(qū)由于北祁連洋盆的擴(kuò)張基本處于比較穩(wěn)定的被動(dòng)大陸邊緣盆地上發(fā)育陸棚—半深海古地理單元，見(jiàn)陰溝群一套泥頁(yè)巖為主夾薄層灰?guī)r地層(圖5)。需要注意的是，在整個(gè)走廊地區(qū)，陰溝群或與其相當(dāng)?shù)膶咏M底部都發(fā)育一層火山巖，基性為主，說(shuō)明在早奧陶世早期或之前，祁連地區(qū)的洋盆可能向北發(fā)生過(guò)一次俯沖，以托來(lái)運(yùn)動(dòng)為標(biāo)志，因而造成了這一穩(wěn)定被動(dòng)陸緣盆地之上短暫沉積了一套火山巖。體現(xiàn)出構(gòu)造—盆地—巖相(沉積相)三者之間的主次控制及緊密相連的關(guān)系。同時(shí)，與走廊地區(qū)同屬于華北地層大區(qū)的平?jīng)觥獞c陽(yáng)地區(qū)，地處華北穩(wěn)定克拉通盆地西緣，發(fā)育碳酸鹽巖潮坪和開(kāi)闊臺(tái)地沉積環(huán)境。整體上北祁連地區(qū)的古地理演化主要受北祁連洋盆的擴(kuò)張影響，區(qū)域內(nèi)從南至北,從西至東，古地理單元之間是連續(xù)展布發(fā)育，環(huán)境水體具由深變淺的特征。

中祁連地區(qū)整體古地理格局為東北低，西南高，同時(shí)西緣相對(duì)于東緣水體較淺，發(fā)育吾力溝群和鹽池灣組下部裂谷盆地型地層充填特征。除在黨河南山北坡吾力溝及周緣地區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地古地理單元外，由西南至東北發(fā)育陸棚—大陸坡環(huán)境，其分界線大致為三個(gè)泉—托勒—湟源—西寧—臨夏—康樂(lè)—隴西一線。從該地塊現(xiàn)今與兩側(cè)洋盆的古地理格局展布來(lái)看，兩者是不連續(xù)的。

圖3　北祁連地區(qū)早奧陶世沉積盆地空間配置關(guān)系對(duì)沉積相的控制關(guān)系圖Fig.3　Map of the relationship of deposit-basin spatial configuration controlling sedimentary facies of Early-Ordovician in North-Qilian Mountains area

圖4　中祁連地區(qū)早奧陶世沉積盆地空間配置關(guān)系對(duì)沉積相的控制關(guān)系圖Fig.4　Map of the relationship of deposit-basin spatial configuration controlling sedimentary facies of Early-Ordovician in Middle-Qilian Mountains area

圖5　甘肅省早奧陶世巖相古地理圖Fig.5　Map of the lithofacies-palaeogeographic of Early-Ordovician in Gansu province

敦煌—北山地區(qū)受古亞洲洋盆和阿爾金洋的擴(kuò)張影響，空間上是連續(xù)展布的古地理格局。其北部大部分范圍為淺海陸棚環(huán)境，在紅柳河—馬鬃山—公婆泉一線以北至紅石山為大陸坡—次深海環(huán)境，以北則為古亞洲洋域，南部的敦煌古陸則為它們提供物源供給。

西秦嶺地區(qū)，受昆侖洋盆向北俯沖作用控制，發(fā)育弧后盆地，除局部點(diǎn)上出露一套粉砂質(zhì)、碳質(zhì)及硅質(zhì)板巖外大部分地區(qū)缺失地層沉積，從其沉積巖性來(lái)說(shuō)，陸棚、次深海—深海兩種沉積環(huán)境都有可能，由于沉積構(gòu)造不發(fā)育，其古地理的恢復(fù)具有爭(zhēng)議。本文從“構(gòu)造控盆、盆控相”的角度分析，構(gòu)造背景是昆侖洋盆的向北俯沖而形成西秦嶺弧后盆地，在弧后盆地之上發(fā)育這么一套粉砂質(zhì)、碳硅質(zhì)板巖，深水陸棚相應(yīng)與前兩者的控制作用更加吻合。

中奧陶世，整個(gè)研究區(qū)的古地理單元除各大洋盆依然表現(xiàn)為次深?！詈３练e環(huán)境外大都為淺海陸棚且水體逐漸變淺，局部地區(qū)已出現(xiàn)構(gòu)造隆起為周緣提供近緣物源。這都?xì)w結(jié)于研究區(qū)及周緣各洋盆由擴(kuò)張轉(zhuǎn)為俯沖，開(kāi)始了陸塊之間的軟碰撞這一構(gòu)造背景的變化。各沉積盆地性質(zhì)已由被動(dòng)陸緣盆地轉(zhuǎn)變?yōu)橐躁懢壔∨璧貫橹?，沉積了一套火山巖、火山碎屑巖夾碎屑巖及灰?guī)r的不穩(wěn)定環(huán)境下的產(chǎn)物(圖6)。

北祁連構(gòu)造單元內(nèi)的演化最具說(shuō)明這一變化，受北祁連洋盆向北俯沖作用的影響，走廊地區(qū)此時(shí)開(kāi)始廣泛接受一套中堡群陸棚沉積環(huán)境下的巨厚的火山巖、火山碎屑巖夾少量變質(zhì)巖、碎屑巖及灰?guī)r的組合，整個(gè)地區(qū)表現(xiàn)為陸緣弧及其弧后盆地沉積特征：以肅南—天祝蛇綠巖帶為界，南為走廊南山島弧帶，發(fā)育中堡群海相火山巖及火山碎屑巖，火山巖厚度較大，在該帶東部局部地區(qū)碰撞造山，以南華山古隆起為標(biāo)志；北為走廊弧后盆地，火山巖厚度相對(duì)較小，碎屑巖及碳酸鹽巖夾層增多。華北西緣的平?jīng)?、隴縣等地發(fā)育潮坪相沉積，其北東慶陽(yáng)等廣大地區(qū)依然為古陸，為周緣提供物源。該構(gòu)造單元內(nèi)，整個(gè)北祁連地區(qū)及華北板塊的西緣之間，展現(xiàn)出向北俯沖的北祁連消減洋盆控制下的弧盆體系，古地理演化連續(xù)，沉積格局空間配置連續(xù)。

中祁連地區(qū)此時(shí)的古地理特征依然為東北低，西南高的格局，相對(duì)于北東，特別是東南部廣闊的淺海陸棚—大陸坡霧宿山群下部火山巖、硅質(zhì)板巖及變質(zhì)砂巖沉積，肅北—鹽池灣—湟源—西寧—康樂(lè)—隴西一線以西南為一套石英砂巖、含礫粗砂巖夾板巖、細(xì)砂巖及礫巖濱岸—淺海陸棚沉積環(huán)境，縱向上水體由西南向北東逐漸變深且具西北相對(duì)較淺，東南相對(duì)較深的橫向特征。結(jié)合兩側(cè)俯沖消減的北祁連洋和黨河南山—拉脊山洋，從古地理格局的空間配置來(lái)看應(yīng)為不連續(xù)展布，特別是地塊的南緣濱淺海環(huán)境直接與消減洋盆的次深?！詈－h(huán)境緊鄰。但從北緣地層發(fā)育及其沉積環(huán)境的解譯來(lái)看，中祁連地區(qū)受北祁連洋盆向南俯沖[14,23]作用的影響較大。

相對(duì)于以上各地區(qū)沉積環(huán)境出現(xiàn)的較大變化，巴顏喀拉—南秦嶺及北山地區(qū)的沉積環(huán)境變化甚微。前者依然發(fā)育火山巖、火山巖碎屑巖的淺海陸棚沉積環(huán)境。后者南側(cè)的敦煌古陸依然向周緣提供物源，古陸北側(cè)的大部分地區(qū)依然為淺海陸棚沉積，水體相對(duì)變淺；紅柳河—馬鬃山—公婆泉一線以北至紅石山發(fā)育大陸斜坡復(fù)理石沉積，往北古亞洲洋持續(xù)俯沖消減為殘留洋盆。

研究區(qū)晚奧陶世繼承了中奧陶世以來(lái)的構(gòu)造轉(zhuǎn)型及軟碰撞造山，殘留洋盆范圍繼續(xù)減小，海盆范圍有所增大，沉積環(huán)境一定時(shí)期內(nèi)相對(duì)趨于穩(wěn)定；同時(shí)局部范圍內(nèi)的拉張伸展作用使得如走廊弧后盆地的肅南—天祝等地出現(xiàn)微小型弧后洋盆，發(fā)育小范圍的深水盆地(圖7)。

圖6　甘肅省中奧陶世巖相古地理圖Fig.6　Map of lithofacies-palaeogeography of Middle-Ordovician in Gansu province

圖7　甘肅省晚奧陶世巖相古地理圖Fig.7　Map of lithofacies-palaeogeography of Late-Ordovician in Gansu province

北祁連走廊地區(qū)主體都為淺海陸棚沉積環(huán)境，但不同地區(qū)差異明顯，整體上古地理特征表現(xiàn)為西緣、西北緣水體相對(duì)較淺，為濱淺海、開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境，中東部，西南緣水體相對(duì)較深，為深水陸棚環(huán)境。走廊地區(qū)西北緣玉門(mén)、嘉峪關(guān)、肅南一帶以發(fā)育一套灰?guī)r夾凝灰質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)砂巖為主的開(kāi)闊臺(tái)地沉積環(huán)境。往東酒泉—民樂(lè)一線及張掖—武威—景泰一線的廣大地區(qū)為淺海陸棚沉積環(huán)境，但兩者表現(xiàn)出不同的沉積巖性：前者呈現(xiàn)長(zhǎng)石石英砂巖、泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾灰?guī)r，局部夾硅質(zhì)巖的巖性組合，相對(duì)于后者發(fā)育的泥灰?guī)r、頁(yè)巖及少量砂巖且底部發(fā)育一套砂礫巖層的巖性組合表現(xiàn)出水體相對(duì)較淺的沉積特征。值得注意的是，在該區(qū)中東部地區(qū)的古浪、武威等地周緣發(fā)育一套頁(yè)巖、局部碳質(zhì)頁(yè)巖夾粉砂巖次深海深水盆地沉積，究其原因，一種可能是北祁連洋盆向華北板塊的俯沖碰撞，使得這些地區(qū)處于碰撞帶中的局部相對(duì)凹陷地區(qū)，水體相對(duì)變深，發(fā)育次深海相沉積環(huán)境；二是北祁連洋盆俯沖形成的弧后盆地局部拉張伸展，發(fā)育微小型洋盆型相對(duì)深水沉積。本文認(rèn)為后者的控制因素占主要，但不排除前者因素的影響，特別是前者的控制作用在華北板塊西(南)緣體現(xiàn)的尤為突出的情況下：在平?jīng)鲆粠纬闪巳A北古陸邊緣相對(duì)深水的凹陷沉積區(qū)，發(fā)育次深海(斜坡)陸源泥質(zhì)巖為主夾碳酸鹽重力流沉積，發(fā)育黑色筆石頁(yè)巖，主要有黑色頁(yè)巖、泥巖、深灰色—黑色泥晶灰?guī)r、濁積砂巖等。臺(tái)緣斜坡→開(kāi)闊臺(tái)地依次靠近古陸發(fā)育，前者主要發(fā)育泥灰?guī)r、頁(yè)巖、砂屑灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r，后者主要發(fā)育灰?guī)r、白云巖，局部層段夾泥巖，灰?guī)r發(fā)育較多的生物。結(jié)合北祁連走廊南山地區(qū)發(fā)育的一套海相火山巖(Ovb)沉積，整個(gè)北祁連—走廊—華北西緣地區(qū)古地理展布從西南向至東北向，從西北緣至東南緣與北祁連洋盆向北俯沖這一構(gòu)造演化及其控制的沉積盆地類(lèi)型耦合良好，這一構(gòu)造單元內(nèi)，古地理格局空間上連續(xù)展布。中祁連地區(qū)雖處于陸緣弧盆地發(fā)育之中，但局部地區(qū)的沉積環(huán)境趨于相對(duì)穩(wěn)定，其古地理格局依然為東北相對(duì)低，西南相對(duì)高，同時(shí)西北緣相區(qū)相對(duì)于東南緣相區(qū)沉積環(huán)境水體較淺，即黨河南山北坡地區(qū)為水體更淺的濱淺海相對(duì)穩(wěn)定沉積環(huán)境，發(fā)育砂礫巖、砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖夾板巖等，而蘭州—白銀等地則為火山巖、火山碎屑巖夾灰?guī)r、變質(zhì)砂巖發(fā)育的深水陸棚相相對(duì)活動(dòng)的沉積環(huán)境，其往東至隴縣等地可能存在水體更深的次深?！詈－h(huán)境。

此時(shí)的北山廣大地區(qū)處于淺海陸棚沉積環(huán)境之中，主要受控于古亞洲洋盆持續(xù)俯沖消減的影響，敦煌古陸為其提供了豐富的物源，沉積了一套砂礫巖、粉砂巖及灰?guī)r的韻律沉積，垂向序列演化具水體逐步變淺的沉積特征，反映出與構(gòu)造相匹配的演化徑跡。但在盆地的西北緣紅柳河等地區(qū)，沉積了一套硅質(zhì)巖為主，局部有硅質(zhì)板巖夾粉砂巖及灰?guī)r地層，對(duì)此前人未做相應(yīng)研究，本文認(rèn)為由于板塊之間的碰撞造成的構(gòu)造擠壓使該地區(qū)海水相對(duì)變深而發(fā)育這么一套次深海環(huán)境下的產(chǎn)物。

西秦嶺弧后盆地范圍內(nèi)的合作—成縣等大部分地區(qū)未見(jiàn)沉積，依然處于隆升、剝蝕階段。盆地南緣東昆侖殘留洋盆的持續(xù)向北俯沖作用使得西秦嶺殘留海的火山巖物質(zhì)沉積依然豐富，沉積水體主要為淺海環(huán)境。而殘留洋盆本身，水體依然為次深?！詈－h(huán)境；文縣等地區(qū)受殘留洋盆俯沖作用影響較小，發(fā)育淺海陸棚灰?guī)r、砂巖夾硅質(zhì)巖沉積。

4結(jié)論及討論

(1) 甘肅省奧陶紀(jì)經(jīng)歷了早奧陶世北祁連洋盆、古亞洲洋盆及西昆侖洋盆發(fā)展擴(kuò)張，中晚奧陶世各洋盆俯沖消亡至造山的復(fù)雜構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換過(guò)程，結(jié)合前人研究資料首次編制了相應(yīng)的沉積構(gòu)造格架及沉積盆地類(lèi)型圖(圖1,2)，分析了它們之間的空間配置關(guān)系。

(2) 甘肅省奧陶紀(jì)共劃分出濱淺海相、淺海陸棚相、開(kāi)闊臺(tái)地相、臺(tái)地邊緣淺灘相、潮坪相以及半深海(含斜坡相)—深海相等7類(lèi)沉積相類(lèi)型，沉積相帶的識(shí)別與展布與構(gòu)造演化響應(yīng)較好，是與沉積盆地類(lèi)型吻合的綜合物質(zhì)表現(xiàn)。

(3) 采用在“現(xiàn)今緯度上”采用“在同一板塊、構(gòu)造背景下形成的沉積盆地內(nèi)及空間連續(xù)配置的沉積盆地之間采用瓦爾特相律對(duì)其沉積相及古地理進(jìn)行合理的恢復(fù)與重建；但若是不同的板塊及構(gòu)造背景下形成的沉積盆地或者是空間不連續(xù)配置的沉積盆地之間，沉積相帶及古地理單元的恢復(fù)與重建則按現(xiàn)今出露地層所反應(yīng)出的沉積相忠實(shí)地表現(xiàn)，相帶之間可以不遵循瓦爾特相律，且以現(xiàn)今的構(gòu)造界線或是實(shí)際相界線如實(shí)分隔”的方法以甘肅省奧陶紀(jì)為例對(duì)造山帶古地理特征進(jìn)行了研究與探討實(shí)踐，編制了相應(yīng)的古地理圖件(圖5,6,7)。

(4) 造山帶古地理的恢復(fù)與重建難度較大，研究方法體系尚未建立。本文的編圖思路及方法是對(duì)造山帶古地理研究的一種探討及嘗試，還需在以后的研究中進(jìn)一步總結(jié)與完善。

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圖版Ⅰ說(shuō)明　A.生物碎屑層，景泰縣紅柳泉奧陶系下統(tǒng)，陸棚相；B.泥巖層中發(fā)育的膏巖，景泰縣紅柳泉奧陶系下統(tǒng)，潮坪相；C.枕狀凝灰質(zhì)熔巖，永登縣石灰溝奧陶系下統(tǒng)，深海相；D.砂巖底部見(jiàn)溝模構(gòu)造，嘉峪關(guān)格辣子溝，斜坡—次深海相；E.中厚層狀灰黑色灰?guī)r，魚(yú)兒紅鄉(xiāng)上奧陶統(tǒng)，碳酸鹽巖臺(tái)地相；F.凝灰質(zhì)板巖夾硅質(zhì)巖，景泰縣米缽山中奧陶統(tǒng)，陸棚相；G.凝灰質(zhì)熔巖、凝灰?guī)r，見(jiàn)少量角礫，蘭州永靖霧宿山群，陸棚相；H.灰黑色、黑色泥巖，見(jiàn)極少量碳酸鹽角礫，景泰縣北，次深海相。

The Lithofacies-palaeogeographic Research and Practice of Orogenic Belt:An example of Ordovician in Gansu province

MOU ChuanLong1,2WANG QiYu1,2,3WANG XiuPing1,2CHEN XiaoWei1,2ZHOU KenKen1,2GE XiangYing1,2

(1. Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources, Chengdu 610082, China;2. Key Laboratory for Sedimentary Basin and Oil and Gas Resources ,MLR, Chengdu 610082, China;3. Shangdong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China)

Abstract:It’s difficult to restore and reconstruct the palaeogeographic of the orogenic belt, and there was no research method system to follow. Ordovician in Gansu province was the study target. Combined with the existing study, compiled the sedimentary tectonic map and the sedimentary basin type map of the Lower-Middle-Late Ordovician, the relationship of spatial disposition between them was analyzed. Under the “basin-controlling tectonic, facies-controlling basin” thought, on the basis of the sedimentary lithology, texture-structure and the paleontological, and using the dominant facies principle, littoral-neritic facies, shelf facies, open sea platform facies, platform margin shoals facies, tidal flat facies, bathyal facies (including slope facies) and abyssal facies were figured outin study area. “In the same plate and the same tectonic settings, or in the sedimentary basin which have the space connection configuration, the Walther facies law was used to restore the paleogeographic of the basin. However, restoring paleogeographic of the basin by the real sedimentary environment of the emergence stratums, Palaeogeographic units can’t follow the Walther facies law.” Under the guidance of the principle, Paleogeography of the study area was restored and rebuilt, also, the corresponding paleogeographic map was established. It provides a mapping train of restoring lithofacies-paleogeographic for orogenic belt, which has the theoretical and practical significance.

Key words:orogenic belt; Gansu province; Ordovician structure; Walther facies; sedimentary facies; lithofacies-palaeogeography

中圖分類(lèi)號(hào)P586P531

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

作者簡(jiǎn)介第一牟傳龍男1965年出生研究員沉積地質(zhì)與油氣地質(zhì)E-mail: cdmchuanlong@163.com

基金項(xiàng)目:國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2008ZX05043-005); 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(1212010916060)[Foundation: Major National Science and Technology Project, NO.2008ZX05043-005; China Geological Survey Project, NO.1212010916060]

收稿日期：2014-09-02； 收修改稿日期： 2014-11-06

doi:10.14027/j.cnki.cjxb.2016.01.001

文章編號(hào)：1000-0550(2016)01-0001-14