皖南地區(qū)志留系霞鄉(xiāng)組沉積層序和沉積環(huán)境分析

王俊濤

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽　合肥　230001）

皖南地區(qū)志留系霞鄉(xiāng)組沉積層序和沉積環(huán)境分析

王俊濤

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽合肥230001）

通過對皖南地區(qū)霞鄉(xiāng)組地層及剖面的沉積序列研究，將霞鄉(xiāng)組劃分為2個海侵-海退層序，并根據(jù)層序?qū)Ρ龋J(rèn)為霞鄉(xiāng)組下部為一海退層序，上部為一高位體系域，并建立了霞鄉(xiāng)組的潮坪海岸進積型沉積相層序模型.

海侵-海退層序；層理；高位體系域；志留系；霞鄉(xiāng)組

皖南地區(qū)志留系分布廣泛，發(fā)育齊全，其地層屬于揚子地層區(qū)（圖1），主要由海灘相和陸棚相的碎屑巖組成［1］.霞鄉(xiāng)組是安徽區(qū)調(diào)隊1965年在1：20萬旌德幅工作時所創(chuàng)建，前人對該區(qū)的霞鄉(xiāng)組有一定的研究，主要是在古生物、巖石地層、生物地層以及巖相古地理等方面［1、2、7、8］，但對層序地層和沉積環(huán)境尚未進行系統(tǒng)的總結(jié)和深入研究，而且對層序地層的劃分也存在著分歧,無法進行對比.本文是在總結(jié)前人資料的基礎(chǔ)上，通過在該地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作,擬通過研究桃?guī)X-桃坑剖面的沉積層序，以野外實際觀察的資料為依據(jù)，對該區(qū)層序地層和沉積環(huán)境進行分析和探討.

圖1　皖南地區(qū)志留紀(jì)地層分區(qū)圖

1　地層及沉積特征

根據(jù)巖性、巖相和生物群等特征，可以將區(qū)內(nèi)志留系劃分為下?lián)P子地層分區(qū)和江南地層分區(qū)［2］（圖1）.本文研究的重點主要為江南地層分區(qū)的霞鄉(xiāng)組.霞鄉(xiāng)組下伏地層為長塢組，上覆地層為河瀝溪組，與上下地層均呈整合接觸.

霞鄉(xiāng)組的標(biāo)準(zhǔn)剖面在安徽省寧國縣胡樂司北約五畫里的霞鄉(xiāng)附近，其上部地層因褶皺而不完整，故以太平縣桃?guī)X-桃坑剖面作為輔助剖面.該剖面（圖2）（地層描述省略）下伏為長塢組砂頁巖，上覆為河瀝溪組細砂巖.霞鄉(xiāng)組厚1323m，根據(jù)巖性和古生物特點，可分為上下兩部分，下部為灰綠、黃綠色中厚層泥質(zhì)細砂巖、粉砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖、頁巖，往上部泥質(zhì)成分增高，砂頁巖呈互層出現(xiàn)；上部巖性較為穩(wěn)定，為灰綠、灰黃、青灰、灰色薄層含粉砂質(zhì)頁巖夾粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖.

2　層序劃分

在桃?guī)X霞鄉(xiāng)組剖面上頂?shù)R全，出露完整，因此可以按照沉積層序模式對其進行地層層序的劃分［3、4］，也可進行海侵-海退層序的劃分［5］.根據(jù)對霞鄉(xiāng)組地層序列的描述，并與鄰區(qū)剖面進行對比，本文采用海侵-海退層序的劃分，可將其劃分為2個沉積旋回或海侵-海退層序（圖2）.

圖2　皖南太平縣桃?guī)X-桃坑霞鄉(xiāng)組剖面沉積層序

2.1海侵-海退層序Ⅰ

海侵-海退層序Ⅰ位于霞鄉(xiāng)組下部，厚456.1m（第1-14層）.底部為薄片狀砂頁巖，與長塢組粉砂頁巖呈整合過渡，是該層序的底界；頂部為淺灰色粉細砂巖.在霞鄉(xiāng)組下部5-6層中具有壓扁層理或脈狀層理（圖3C），7-8層具有波狀層理（圖3F），10層為厚層狀粉砂頁巖，塊狀層理，從下到上，泥質(zhì)成分逐漸增加，巖性逐漸過渡，至此，代表了海侵最高位；之后為粉砂質(zhì)泥頁巖，具有透鏡狀層理（圖3B）.從巖性和沉積構(gòu)造上看，下部構(gòu)成了一個完整的進積型（海退）沉積.

2.2海侵-海退層序Ⅱ

海侵-海退層序Ⅱ位于剖面上部，厚866.9m.底界為層序Ⅰ粉細砂巖之頂，巖性均為厚層狀粉砂質(zhì)頁巖，塊狀構(gòu)造、水平層理（圖3A），連續(xù)過渡，夾厚層狀粉砂巖（21層）.無明顯的地表暴露標(biāo)志，在其他剖面上表現(xiàn)為較深水沉積的薄層狀黑色含炭質(zhì)泥頁巖，難以從地層結(jié)構(gòu)及頂界標(biāo)志等特征上識別該層序.在鄰區(qū)剖面上及頂部河瀝溪組巖性向?qū)Ρ冉Y(jié)果表面，霞鄉(xiāng)組與上覆地層見未見明顯的地表暴露標(biāo)志，說明霞鄉(xiāng)組上部應(yīng)為1個3級海退層序或沉積層序.

圖3　皖南地區(qū)霞鄉(xiāng)組沉積特征

3　沉積環(huán)境分析

經(jīng)中加里東運動后，志留紀(jì)開始海水僅在下?lián)P子海入侵，沉積區(qū)受北東東向的古構(gòu)造控制，在東至-石臺-宣城一線的東南側(cè)，長期存在著凹陷帶，屬于下?lián)P子陸棚相區(qū)，南北兩側(cè)分別為江南古島和淮陽古陸［1］.根據(jù)桃?guī)X剖面的沉積層序特征霞鄉(xiāng)組下部主要為潮坪沉積為主，形成脈狀層理-波狀層理-透鏡狀層理組合.在剖面底部，在潮流活動期（漲潮流和退潮流），砂以小波痕形式搬運和沉積，先形成小波痕的砂層（圖3E），而泥質(zhì)仍保持著懸浮狀態(tài).而當(dāng)潮流平靜的時候，海水中懸浮的泥開始沉積在小波痕的表面，形成“蓋層”，這就是壓扁層理，這種層理一般出現(xiàn)在中潮坪的下部.波狀層理一般是在潮流活動期，砂質(zhì)和泥質(zhì)成分大致相當(dāng)而形成的，一般在中潮坪上部.透鏡狀層理是在砂的供給不足，泥質(zhì)沉積條件較好的情況下形成的，一般出現(xiàn)在高潮坪.根據(jù)沉積構(gòu)造和自下而上層序特點，霞鄉(xiāng)組下部主要表現(xiàn)為進積型（海退）潮坪海岸沉積相層序，因而根據(jù)對剖面層序和沉積環(huán)境的分析，建立了霞鄉(xiāng)組的沉積模型（圖4）.

霞鄉(xiāng)組上部為大套的灰黑色、深灰色含炭質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)頁巖和粉砂巖，巖性單一，無明顯變化，塊狀構(gòu)造，具水平層理，反映為弱動力的低潮坪，為一退積型沉積相層序.

圖4　潮坪海岸進積型沉積相層序模型

4　討論與結(jié)論

志留紀(jì)時由于揚子板塊與華夏板塊的匯聚作用,使下?lián)P子?xùn)|南邊緣處于前陸盆地的形成階段,早志留世早期的下?lián)P子?；旧侠^承了晚奧陶世晚期晚時的格局，在最初，沉積范圍僅限于黃山、寧國一帶，為一殘存的海灣帶，之后，沉積范圍向北擴大到東至-貴池-和縣一線，伴隨著沉積盆地的演化,自下而上可分為2個三級層序組：層序Ⅰ由霞鄉(xiāng)組底部黑色頁巖組成,應(yīng)代表海平面下降時的陸架邊緣沉積物,在皖南地區(qū)的霞鄉(xiāng)組沉積了厚度巨大的濁積巖為低水位楔形體，沉積了較厚的泥砂質(zhì)型陸棚沉積（相當(dāng)于霞鄉(xiāng)組下段），反映了當(dāng)時海水較淺，砂巖層面上有不對稱波痕，波峰，波谷均較圓滑，且江南古島的風(fēng)化剝蝕作用較為強烈，碎屑物來源豐富，一面下沉，一面快速堆積，為早志留世的第一次海侵.沉積盆地隨著東南逆沖帶的推進，上揚子邊緣前陸受負荷撓曲而后退,由于上揚子邊緣升降翹起,早志留世中期（相當(dāng)于霞鄉(xiāng)組上段），揚子海已構(gòu)成一個較均一的整體，均為泥砂質(zhì)型陸棚相沉積，巖性均一，無明顯變化，早志留世早期末的李氏鋸筆石帶時為海平面持續(xù)上升至最高點的非補償性的凝縮段沉積［7］，霞鄉(xiāng)組中段至上段為淺海陸棚至過渡帶為加積性、進積性沉積層序結(jié)構(gòu)，為高水位體系域沉積.

致謝：地調(diào)院陳秀其高工、夏立元高工，以及葛海影、汪雅菲等同志參加了野外工作，在此致以衷心的感謝.

〔1〕安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局.安徽省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1987.

〔2〕安徽省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊.安徽省地層志留系分冊［M］.合肥：安徽省科學(xué)技術(shù)出版社，1988.1-77.

〔3〕PosamentierHW，VailPR.EustatiControlson ClasticDepositionII-SequenceandSystemsTract Models［J］.Sea-Level Changes：An Integrated Approach.SEPM Spec.Pub.1988，42：125-154.

〔4〕van Wagoner J C，Posamentier H W，Mitchum R M，etal.AnOverviewoftheFundamentalsSequence Stratigraphy and Key Definitions［J］.Sea-Level Changes：An Integrated Approach.SEPM，Spec.Pub.1988：42：39-46.

〔5〕WeiJiayong，LiaoNengmao，YuYouyi.Triassic Transgssive-Regressive Sequences in Guizhou-Guangxi Region，South China［J］.Journal of China University of Geosciences，1996，7（1）：112-121.

〔6〕王良忱，張金亮.沉積環(huán)境和沉積相［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.70-100.

〔7〕吳躍東，江來利，等.皖西南地區(qū)南華紀(jì)-志留紀(jì)層序地層分析［J］.沉積與特提斯地質(zhì)，2003，23（1）：45-52.

〔8〕杜森官.安徽中南部震旦紀(jì)-三疊紀(jì)二級層序的劃分［J］.安徽地質(zhì)，1999（1）：14-20.

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A

1673-260X（2016）09-0116-02

2016-04-11

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目（12120114019801）；安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局科技項目（KJ2012-01）