柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖沉積特征及沉積演化

賀 萍，王青春，申方樂，惠 婧

HE Pinga，WANG Qing-chuna，SHEN Fang-leb, HUI Jinga

河北地質(zhì)大學(xué) a.地球科學(xué)學(xué)院，河北 石家莊 050031，b.華信學(xué)院，河北 新樂 050799

Hebei GEO University, Shijiazhuang 050031，China

柳江地區(qū)位于河北省秦皇島市以北約25 km，南北長近20 km，東西寬近12 km。柳江地區(qū)地層發(fā)育較為齊全，地質(zhì)現(xiàn)象豐富，是研究華北地臺古生界沉積地層的重要場所。管守銳[1-2]、馮增昭等[3-5]、王英華等[6]、鄭秀才等[7]、李相明等[8]均對華北地臺下古生界巖石學(xué)特征、沉積相和巖相古地理等進(jìn)行過研究。本文在前人研究基礎(chǔ)之上[1-14]，以野外實(shí)測剖面和巖礦鑒定為一手資料，對柳江地區(qū)奧陶系巖石學(xué)特征、沉積相類型和沉積演化特征等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并建立了沉積模式，為柳江地區(qū)早古生代巖相古地理特征研究及盆地演化分析提供了一定參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

柳江地區(qū)屬于華北地臺北緣燕山臺褶帶東段的山海關(guān)臺拱區(qū)[15-16]。燕山臺褶帶為準(zhǔn)地臺上活動性較強(qiáng)的二級構(gòu)造單元，向東延入遼寧省，北、西、南分別為內(nèi)蒙古地軸、山西斷隆和華北斷拗，彼此之間的分界線均為深大斷裂。山海關(guān)臺拱區(qū)是燕山臺褶帶東段的三級構(gòu)造單元，北、西、南均以斷裂為界，平面上呈指向西南的銳角三角形（圖1）。

圖1 柳江地區(qū)大地構(gòu)造位置圖（據(jù)文獻(xiàn)［15］修改）Fig.1 Geotectonic location map of Liujiang area

柳江地區(qū)與華北地臺的地質(zhì)演化基本一致，經(jīng)歷了基底形成、蓋層演化和構(gòu)造變形改造3個(gè)階段，即太古代—早元古代結(jié)晶基底形成期，中元古代—中生代蓋層形成期，印支期和燕山期褶皺侵入活動及喜山期強(qiáng)烈差異升降[14-16]。侏羅紀(jì)的燕山運(yùn)動，奠定了柳江地區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造格局的基本輪廓。柳江地區(qū)北、西、東三面由新太古界綏中花崗巖體和燕山期花崗巖體構(gòu)成，研究區(qū)內(nèi)部為新元古界、古生界和中生界構(gòu)成的低洼丘陵和平原，是一個(gè)西翼陡、東翼緩的較寬緩向斜構(gòu)造，稱為柳江向斜，由新元古界—中生界地層構(gòu)成，核部主要為二疊系，大多被侏羅系火山巖不整合覆蓋，兩翼主要為寒武系、奧陶系和石炭系。

2 野外剖面及地層特征

2.1 野外剖面特征

剖面位于秦皇島市海港區(qū)石門寨鎮(zhèn)以北亮甲山的南側(cè)，主要出露下奧陶統(tǒng)冶里組中、上部，亮甲山組全部和中奧陶統(tǒng)馬家溝組中、下部。各組地層之間的界線清晰，每組地層的巖性特征明顯，且規(guī)律性較強(qiáng)，易于識別，是一條較為標(biāo)準(zhǔn)的地層剖面[16]。本次實(shí)測剖面如圖2所示，具體剖面特征描述如下：

圖2 柳江地區(qū)亮甲山奧陶系實(shí)測地層剖面Fig.2 The measured stratigraphic section of Ordovician from Liangjiashan in Liujiang area

中奧陶統(tǒng)（O2）

馬家溝組（O2m）

中奧陶統(tǒng)馬家溝組與亮甲山組為整合接觸關(guān)系?？偤?8 m，未見頂。

（25）黃灰色含燧石結(jié)核灰質(zhì)白云巖，見丘狀、球狀疊層石。 14 m

（24）黃灰色中厚層白云質(zhì)灰?guī)r。 5 m

（23）黃灰色厚層細(xì)晶白云巖，夾灰色豹皮狀含燧石結(jié)核白云質(zhì)灰?guī)r。含頭足類化石；腹足類化石—蛇卷螺未定種。 7 m

（22）土黃色中厚層含燧石條帶白云質(zhì)灰?guī)r。含頭足類化石—鏈角石；腹足類化石—蛇卷螺未定種。2 m

下奧陶統(tǒng)（O1）

亮甲山組（O1l）

亮甲山組整合于冶里組之上?？偤?5 m左右。

（21）灰色中厚層泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。 0.6 m

（20）灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r。 2.5 m

（19）灰色中厚層泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。 2.9 m

（18）灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r。 6.5 m

（17）灰色泥晶灰?guī)r，上部為亮晶含生屑砂屑灰?guī)r。 7.1 m

（16）灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r，見白色方解石脈，含頭足類、海綿類和腹足類化石。 9.7 m

（15）灰色厚層泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r與礫屑灰?guī)r互層。 9.7 m

（14）灰色厚層泥晶灰?guī)r與豹皮狀灰?guī)r互層，含頭足類化石。 2.5 m

（13）灰色厚層泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。 0.5 m

（12）灰色厚層豹皮狀灰?guī)r，頂部為7 cm厚黃綠色薄層頁巖。 1.0 m

（11）灰色中厚層—薄層泥晶灰?guī)r與黃綠色薄層頁巖互層。 6.1 m

（10）灰色中厚層礫屑灰?guī)r。 1.5 m

（9）灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r。 1.0 m

（8）灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r，夾泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。 1.5 m

（7）灰色薄層含泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r，夾黃綠色薄層頁巖。 1.1 m

（6）灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r夾泥晶灰?guī)r，含頭足類化石；腹足類化石—蛇卷螺未定種。 0.8 m

冶里組（O1y）

由于被第四系沖積砂礫石覆蓋，未見冶里組底部。厚12 m左右。

（5）灰色厚層泥晶灰?guī)r，夾黃綠色薄層鈣質(zhì)頁巖。含三葉蟲、正形貝、筆石和介形蟲。 2.6 m

（4）灰色薄層含泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。 0.4 m

（3）深灰色厚層泥晶灰?guī)r。 1.9 m

（2）灰色中厚層礫屑灰?guī)r。 0.4 m

（1）深灰色中厚層泥晶灰?guī)r，夾蟲孔狀灰?guī)r，未見底部。 6.7 m

2.2 地層特征

通過野外踏勘、剖面測制及前人資料分析表明[11-12,16]，柳江地區(qū)下奧陶統(tǒng)冶里組主要在288高地、小王山和亮甲山出露；下奧陶統(tǒng)亮甲山組主要分布在亮甲山、小王山、潮水峪等地；中奧陶馬家溝組以亮甲山和北部茶莊北山發(fā)育較好。各組地層特征如下：

2.2.1 冶里組（O1y）

冶里組與下伏的上寒武統(tǒng)鳳山組呈整合接觸，以灰色礫屑灰?guī)r與鳳山組分界。冶里組下部為灰色中厚層泥晶灰?guī)r夾礫屑灰?guī)r、蟲孔狀灰?guī)r，蟲孔狀灰?guī)r中見蟲跡構(gòu)造；上部為灰色薄層含泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r、厚層泥晶灰?guī)r、含砂屑生屑泥晶灰?guī)r夾黃綠色薄層頁巖，含泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r層面可見干涉波痕（圖3a）。灰?guī)r中產(chǎn)三葉蟲化石，頁巖中產(chǎn)筆石、介形蟲、正形貝和腹足類化石。

2.2.2 亮甲山組（O1l）

亮甲山組與冶里組呈整合接觸，底部以中厚層豹皮狀灰?guī)r與冶里組分界。亮甲山組以灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r和含砂屑生屑泥晶灰?guī)r為主，下部夾少量灰色中厚層礫屑灰?guī)r和黃綠色薄層鈣質(zhì)頁巖，上部夾灰色豹皮狀含云灰?guī)r和亮晶含生屑砂屑灰?guī)r，頂部出現(xiàn)灰色粗粉晶白云巖。巖石中產(chǎn)頭足類化石—滿洲角石；腹足類化石—蛇卷螺；三葉蟲、介形蟲、古杯（圖3b）及海綿等化石。

2.2.3 馬家溝組（O2m）

馬家溝組與亮甲山組整合接觸，底部以土黃色含燧石條帶白云質(zhì)灰?guī)r與亮甲山組分界。馬家溝組主要為黃灰色白云質(zhì)灰?guī)r、灰色含燧石結(jié)核灰質(zhì)白云巖（圖3c）夾細(xì)晶白云巖、細(xì)晶—粉晶白云巖、含燧石結(jié)核豹皮狀白云質(zhì)灰?guī)r，頂部為含泥質(zhì)灰?guī)r，風(fēng)化后呈黃色。白云巖多具刀砍紋。該組產(chǎn)頭足類化石—阿門角石（圖3d）、鏈角石；腹足類化石—蛇卷螺（圖3e）、馬氏螺；三葉蟲等化石（圖3f）。馬家溝組上部見丘狀疊層石和球狀疊層石（圖3g，3h）。研究區(qū)在奧陶紀(jì)晚期上升為陸地，直到晚石炭世下降接受沉積，因此缺失了上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系和下石炭統(tǒng)。馬家溝組與上覆上石炭統(tǒng)本溪組為平行不整合接觸。

圖3 柳江地區(qū)奧陶系沉積構(gòu)造以及古生物特征Fig.3 The sedimentary structures and paleontologic features of Ordovician in Liujiang area

3 碳酸鹽巖類型及特征

通過野外觀察和室內(nèi)巖礦鑒定，發(fā)現(xiàn)柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖巖石類型豐富，共鑒定出16種類型。

3.1 礫屑灰?guī)r

研究區(qū)奧陶系灰色礫屑灰?guī)r夾于泥晶灰?guī)r中，或與泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r互層。巖石中礫屑含量90%左右，呈菊花狀或不規(guī)則狀雜亂排列。平面上，礫屑呈薄餅狀，剖面上呈狹長狀（圖4a），長軸長1～10 cm，短軸長0.5～2 cm。礫屑大小混雜，分選性差，呈棱角—次棱角狀。礫屑為泥晶灰?guī)r或微晶泥灰?guī)r經(jīng)破碎而成的。礫屑間充填泥晶方解石，且多發(fā)生白云石化，形成菱形白云石晶體，晶體具霧心亮邊環(huán)帶構(gòu)造（圖5a）。巖石中礫屑雜亂排列，而且分選性和磨圓差，推測為受風(fēng)暴作用形成的原地礫屑灰?guī)r。礫屑灰?guī)r主要分布在冶里組中，在亮甲山組中、下部也可見。

圖4 柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖巖性特征Fig.4 Lithologic characteristics of carbonate rocks of Ordovician in Liujiang area

3.2 亮晶含生屑砂屑灰?guī)r

灰色亮晶含生屑砂屑灰?guī)r中砂屑含量45%左右，主要為細(xì)砂屑，少量中砂屑，大小0.1～0.5 mm，分選性較好，圓狀，主要為泥晶灰?guī)r的碎屑（圖5b）；生物碎屑含量10%左右，主要為三葉蟲碎片，大小為0.2～1.2 mm；亮晶膠結(jié)物含量40%左右，為粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)；含少量泥晶方解石基質(zhì)。巖石以亮晶方解石膠結(jié)為主，并且生物碎屑較為破碎，推測為淺灘等高能環(huán)境的產(chǎn)物。亮晶含生屑砂屑灰?guī)r主要分布在亮甲山組上部。

3.3 含砂屑泥晶灰?guī)r

灰色含砂屑泥晶灰?guī)r具水平層理構(gòu)造。巖石中砂屑含量12%左右，粒徑為0.05～0.8 mm，主要為泥晶灰?guī)r的碎屑，分選性較好，次圓—圓狀；含少量生屑，含量低于8%，粒徑0.12～3.3 mm，主要為三葉蟲碎片，具玻纖結(jié)構(gòu)，少量介形蟲和腹足類化石。填隙物含量80%左右，主要為泥微晶方解石，含量為72%，局部發(fā)生白云石化作用，形成菱形白云石晶體；少量亮晶方解石膠結(jié)物，含量為8%（圖5c）。含砂屑泥晶灰?guī)r主要分布在亮甲山組。

方法1 第一步：運(yùn)用轉(zhuǎn)化劃歸的思想方法．將問題轉(zhuǎn)化為求方程f(x)-ax=0恰有兩個(gè)不同的實(shí)根時(shí)a的取值范圍．

3.4 含砂屑生屑泥晶灰?guī)r

深灰色含砂屑生屑泥晶灰?guī)r中生屑含量為15%左右，主要為三葉蟲碎片，粒徑為0.12～2 mm，玻纖結(jié)構(gòu)，含少量介形蟲、腕足類碎片；砂屑含量10%左右，粒徑為0.05～0.9 mm，分選性較好，呈圓狀，主要為泥晶灰?guī)r的碎屑。填隙物約占75%，主要為泥晶方解石，含量在65%以上，且部分發(fā)生重結(jié)晶作用；少量亮晶方解石膠結(jié)物（圖5d）。含砂屑生屑泥晶灰?guī)r主要分布在冶里組。

3.5 含生屑泥晶灰?guī)r

灰色含生屑泥晶灰?guī)r的礦物成分主要為方解石（92%），少量白云石（5%）和自生石英（3%）。石英呈細(xì)小粒狀，大小0.01～0.05 mm。結(jié)構(gòu)組分由生屑（15%）和泥晶方解石基質(zhì)（85%）組成。生屑主要為三葉蟲、介形蟲和藻類等。泥晶方解石局部發(fā)生重結(jié)晶作用（圖5e）。含生屑泥晶灰?guī)r主要分布在亮甲山組。

3.6 泥晶灰?guī)r

研究區(qū)奧陶系泥晶灰?guī)r新鮮面為青灰色，風(fēng)化后為灰色，呈中厚層塊狀構(gòu)造。泥晶灰?guī)r中含少量生屑，含量少于5%，生屑主要為介形蟲、三葉蟲。巖石發(fā)生了明顯的重結(jié)晶作用（圖4b）。泥晶灰?guī)r主要發(fā)育在冶里組和亮甲山組中。

3.7 蟲孔狀灰?guī)r

黃灰色蟲孔狀灰?guī)r的形成是由于灰泥沉積物中底棲生物鉆孔，孔道穿過了細(xì)層，并在成巖后得以保存，最終形成蟲孔狀灰?guī)r。蟲孔后期被泥質(zhì)充填，造成風(fēng)化后巖石表面常呈現(xiàn)出很多的土黃色蟲孔狀凹坑（圖4c）。蟲孔狀灰?guī)r常見于冶里組下部。

3.8 疊層石灰?guī)r

疊層石灰?guī)r呈灰色或黃灰色，疊層石呈丘狀和球狀。疊層石中的藻組分主要是絲狀或球狀的藍(lán)綠藻。丘狀和球狀疊層石形態(tài)反應(yīng)其形成于潮間帶低能環(huán)境。研究區(qū)奧陶系疊層石灰?guī)r主要分布在亮甲山剖面馬家溝組上部（圖4d）。

3.9 含云泥晶灰?guī)r

灰色含云泥晶灰?guī)r主要由泥晶方解石（88%）和白云石晶粒（10%）組成，少量生屑（2%）。白云石晶粒呈菱形，大小主要為0.1～0.2 mm。生屑主要為三葉蟲和介形蟲（圖5f）。含云泥晶灰?guī)r主要分布在馬家溝組底部。

3.10 豹皮狀含云灰?guī)r

豹皮狀含云灰?guī)r整體呈灰色，帶土黃色白云質(zhì)斑塊，白云質(zhì)斑塊分布不均勻（圖4e）。巖石為晶粒結(jié)構(gòu)，見多條方解石脈。礦物成分主要為方解石（80%），白云石（20%）。結(jié)構(gòu)組分主要由微粉晶方解石和細(xì)晶白云石組成。晶粒呈他形，等粒，大小為0.005～0.05 mm（圖5g）。白云質(zhì)花斑內(nèi)以自形白云石為主，保留有少量的方解石殘余晶體，表明為白云石不均勻交代方解石所致。研究區(qū)豹皮狀含云灰?guī)r主要呈中厚層狀，且可見正常海生物，如三葉蟲、頭足類和腕足類等，說明為潮下低能帶的產(chǎn)物。豹皮狀含云灰?guī)r主要分布在亮甲山組。

圖5 柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖顯微鏡下特征Fig.5 Microscopic characteristics of carbonate rocks of Ordovician in Liujiang area

3.11 白云質(zhì)泥晶灰?guī)r

白云質(zhì)泥晶灰?guī)r風(fēng)化面為土黃色，新鮮面為黃灰色，具水平層理構(gòu)造。礦物成分主要為方解石（70%）和白云石（30%），含微量氧化鐵礦物。礦物分布不均勻，白云石富集處為肉紅色，在顯微鏡下可見交代方解石的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)組分主要由泥晶方解石和白云石晶粒組成。白云石晶粒呈正方形或菱形，自形，等粒，大小為0.03～0.09 mm（圖5h）。白云質(zhì)泥晶灰?guī)r主要分布在馬家溝組上部。

3.12 泥灰?guī)r

3.13 灰質(zhì)白云巖

灰色灰質(zhì)白云巖中白云石含量在25%～50%之間，方解石含量50%以上。巖石中含較多黑色燧石條帶（圖4g），呈不規(guī)則條帶狀?；屹|(zhì)白云巖主要分布在馬家溝組上部，其上多是細(xì)晶白云巖。

3.14 粗粉晶白云巖

灰色粗粉晶白云巖具水平層理構(gòu)造。礦物成分主要為白云石，含微量氧化鐵礦物。白云石晶粒呈正方形或菱形，自形，等粒，大小主要為0.05～0.09 mm，主要發(fā)育在亮甲山組頂部（圖5i）。

3.15 細(xì)晶—粉晶白云巖

深灰色細(xì)晶—粉晶白云巖主要由粉晶白云石（70%）和細(xì)晶白云石（30%）組成，晶粒呈半自形—他形，不等粒，大小0.005～0.2 mm，晶粒間界線呈平直狀或弧形（圖5j）。細(xì)晶—粉晶白云巖主要發(fā)育在馬家溝組頂部。

3.16 細(xì)晶白云巖

灰黃色細(xì)晶白云巖為細(xì)晶結(jié)構(gòu)，是白云石交代鎂方解石后形成的巖石，常與白云質(zhì)灰?guī)r共生。細(xì)晶白云巖中常含黑色、灰黑色燧石結(jié)核或條帶（圖4h），分布在巖層內(nèi)。細(xì)晶白云巖主要分布在馬家溝組上部。

4 沉積相類型及特征

根據(jù)柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖沉積特征，綜合考慮區(qū)域地質(zhì)背景，認(rèn)為研究區(qū)碳酸鹽巖主要形成于潮坪相、局限臺地相和開闊陸棚相（圖6），可進(jìn)一步劃分為潮上帶、潮間帶、潟湖、淺灘、灘間海和淺海風(fēng)暴沉積等6種亞相類型[17-28]。

圖6 柳江地區(qū)奧陶系沉積相綜合分析圖Fig.6 Comprehensive sedimentary facies profile of Ordovician in Liujiang area

4.1 潮上帶

潮上帶處于最大高潮面和平均高潮面之間，只有在特大風(fēng)暴到來時(shí)，才有可能被海水掩沒，屬于長期持續(xù)的低能沉積環(huán)境[28]。潮上帶沉積主要分布馬家溝組中、上部。巖石顏色主要為黃灰色，巖性以含燧石結(jié)核灰質(zhì)白云巖為主，顆粒碳酸鹽巖不發(fā)育，生物化石稀少。

4.2 潮間帶

潮間帶處于平均高潮面和平均低潮面之間的近岸淺水地區(qū)，受潮汐作用，水位變化比較頻繁，處于間歇性暴露、高低能交替的沉積環(huán)境[28]。潮間帶沉積主要分布在馬家溝組下部和底部。巖石顏色主要為土灰色、黃灰色，巖性以含燧石條帶（或結(jié)核）白云質(zhì)灰?guī)r、細(xì)晶白云巖以及疊層石灰?guī)r為主，疊層石呈丘狀和球狀。巖石中水平層理發(fā)育，可見頭足類、腹足類、三葉蟲等生物碎屑，它們是由潮汐作用從下部帶到潮間帶沉積下來的。

4.3 潟湖

澙湖是水體受淺灘或者障壁島阻隔的局限臺地，由于水體循環(huán)受到限制，其鹽度一般高于正常海。研究區(qū)潟湖沉積主要分布在亮甲山組的頂部和中部。巖性以灰色、深灰色中厚層泥晶灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r為主，夾少量黃綠色薄層頁巖。巖石中底棲化石罕見。巖石內(nèi)部無層理，沒有層理的泥晶石灰?guī)r通常是蠕蟲類生物擾動所致，反映還原性略弱的貧氧還原環(huán)境。

4.4 淺灘

淺灘水體較為動蕩，是以顆粒石灰?guī)r為主的高能淺水環(huán)境。研究區(qū)淺灘沉積主要分布在亮甲山組上部。巖性以灰色亮晶含生屑砂屑灰?guī)r為主，砂屑分選性較好，呈圓狀。巖石中含少量三葉蟲碎片，為異地搬運(yùn)而來。

4.5 灘間海

灘間海處于正常浪基面之下，水體循環(huán)良好，海底富氧，生物化石較豐富。研究區(qū)灘間海沉積主要分布在冶里組上部，以及亮甲山組中、下部。巖性以灰色中厚—厚層泥晶灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r為主。巖石呈塊狀，內(nèi)部不顯層理。巖石中見頭足類、腹足類、三葉蟲、介形蟲、腕足類和海綿類等生物化石。

4.6 淺海風(fēng)暴沉積

開闊陸棚環(huán)境的水體相對較安靜，沉積的條帶狀灰?guī)r在風(fēng)暴作用下破裂形成灰?guī)r礫屑，當(dāng)風(fēng)暴過后，就會沉積下來，形成原地礫屑灰?guī)r。淺海風(fēng)暴沉積主要分布在亮甲山組中、下部和冶里組上部，巖性以灰色中厚層礫屑灰?guī)r為主，礫屑含量90%左右，礫屑之間主要為灰泥充填，顆粒支撐。礫屑成分為泥晶灰?guī)r。礫屑分選和磨圓均較差，呈雜亂或菊花狀排列。

5 沉積演化及沉積模式

對奧陶系沉積相在縱向上的演化規(guī)律進(jìn)行分析（圖6），表明研究區(qū)奧陶系沉積經(jīng)歷了兩次較大的海侵—海退過程，形成了兩個(gè)較長周期的沉積旋回。下部的沉積旋回變化從局限臺地沉積開始，海水逐漸加深變?yōu)殚_闊陸棚沉積，之后海水逐漸變淺，過渡到局限臺地沉積。上部的沉積旋回變化從局限臺地沉積開始，海水逐漸加深變?yōu)殚_闊陸棚沉積，然后海水逐漸變淺，過渡到潮坪沉積。

早奧陶世冶里期，研究區(qū)沉積了一套灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，上部夾礫屑灰?guī)r、黃綠色薄層頁巖，為局限臺地和開闊陸棚沉積。局限臺地幾乎不含生物化石，開闊陸棚富含三葉蟲、頭足類和腕足類等正常海生物化石。從縱向上相序演變來看，早奧陶世冶里期是一個(gè)海進(jìn)的過程。

亮甲山組沉積早期，研究區(qū)沉積了一套灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r夾礫屑灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，含頭足類、腹足類等化石，為開闊陸棚沉積。隨著海平面下降，沉積了一套灰色中厚層—薄層泥晶灰?guī)r與黃綠色薄層頁巖互層，生物化石罕見，為局限臺地沉積。亮甲山組沉積中期，沉積了一套灰色厚層—中厚層泥晶灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾亮晶含生屑砂屑灰?guī)r、礫屑灰?guī)r，富含三葉蟲、介形蟲、海綿類、頭足類和腹足類化石，為開闊陸棚沉積。亮甲山組沉積晚期，沉積了一套灰色中厚層豹皮狀灰?guī)r和泥質(zhì)條帶灰?guī)r，幾乎沒有生物化石，為局限臺地潟湖沉積。從縱向上相序演變來看，早奧陶世亮甲山期開闊陸棚沉積與局限臺地沉積交替出現(xiàn)，反映了兩次海平面升降變化的過程。

中奧陶世馬家溝期，研究區(qū)沉積了一套黃灰色中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖和細(xì)晶白云巖夾含燧石結(jié)核豹皮狀白云質(zhì)灰?guī)r和疊層石灰?guī)r，含頭足類、腹足類生物化石，水平層理發(fā)育，為潮坪沉積。從縱向上相序演變來看，從亮甲山組沉積晚期到馬家溝期海平面不斷下降。

綜上所述，建立了柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖沉積模式[28-34]（圖7）。研究區(qū)奧陶系向海方向依次為潮坪—局限臺地—開闊陸棚環(huán)境。潮坪環(huán)境位于最大高潮面和平均低潮面之間，地形平緩，以潮汐作用為主，可進(jìn)一步劃分為潮上帶和潮間帶。局限臺地位于平均低潮面之下，由于受淺灘遮擋，水體循環(huán)受限，造成海底貧氧或缺氧，鹽度多高于正常海水的鹽度，幾乎不含生物化石。開闊陸棚一般位于正常浪基面之下，水體循環(huán)良好，海底富氧，富含頭足類、海綿類等正常海生物化石，可進(jìn)一步劃分為淺灘、灘間海和淺海風(fēng)暴沉積。

圖7 柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖沉積模式圖Fig.7 Carbonate depositional model of Ordovician in Liujiang area

6 結(jié)論

（1）野外實(shí)測剖面分析和室內(nèi)巖礦鑒定表明，柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖種類多樣，共識別出16種巖石類型，主要有礫屑灰?guī)r、亮晶含生屑砂屑灰?guī)r、含砂屑泥晶灰?guī)r、含砂屑生屑泥晶灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、蟲孔狀灰?guī)r、疊層石灰?guī)r、含云泥晶灰?guī)r、豹皮狀含云灰?guī)r、白云質(zhì)泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、粗粉晶白云巖、細(xì)晶—粉晶白云巖、細(xì)晶白云巖等。

（2）柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖主要形成于潮坪相、局限臺地相和開闊陸棚相等3種沉積環(huán)境，主要發(fā)育潮上帶、潮間帶、潟湖、淺灘、灘間海和淺海風(fēng)暴沉積等6種亞相。

（3）柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖經(jīng)歷了兩次較長周期的海侵—海退過程，形成了兩個(gè)完整的沉積旋回：早奧陶世冶里期—亮甲山早期局限臺地→開闊陸棚→局限臺地沉積演化過程；早奧陶世亮甲山中期—中奧陶世馬家溝期局限臺地→開闊陸棚→局限臺地→潮坪沉積演化過程。據(jù)此，建立了柳江地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖沉積模式。