宁夏贺兰山地区奥陶纪地层沉积环境演化规律探讨

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贺兰山地区三叠纪沉积特征及其地质意义

贺兰山地区三叠纪沉积特征及其地质意义
Sedimentarycharacteristicsandgeologicalsignificance ofTriassicintheHelanMountains
LIMeng1,LIWenhou1,ZHAOHongge1,RENZhanli1, WANGXing2,DUANYuliang1
(1.DepertmentofGeology/StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics,NorthwestUniversity,Xi′an710069,China; 2.QingdaoInstituteofMarineGeology,ChinaGeologicalSurvey,Qingdao266071,China)
Abstract:ThespecificprocessoftheevolutionoftheTriassicbasinintheHelanshanareahaslongbeencon troversial.Thetemporalandspatialevolutionofsedimentaryfeaturesisanimportantmeanstosolvethisprob lem.However,thedegreeofsedimentaryevolutionisrelativelylow.Basedonthesystematicanalysisofthe sedimentarycharacteristicsoftheTriassicinHelanMountainsandthelatestresearchresultsofbasintectonic
(1.西北大学 地质学系 /西北大学 大陆动力学国家重点实验室,陕西 西安 710069; 2.中国地质调查局 青岛海洋地质研究所,山东 青岛 266071)

宁夏银川盆地地质构造演化特征

宁夏银川盆地地质构造演化特征

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N2008N O .03SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N资源与环境宁夏银川盆地地质构造演化特征王美芳李慧勤(宁夏回族自治区地质调查院宁夏银川750021)摘要:银川盆地总体走向北北东向,为一夹持在贺兰山与鄂尔多斯盆地西缘断褶带之间的断陷盆地,是在贺兰构造带的基础上演化形成的地堑式盆地。

从三叠纪开始,由于阿拉善地块向东逆冲,形成贺兰山山前拗陷盆地和内陆盆地,侏罗纪末燕山运动,使现今贺兰山和银川地堑一起抬升,形成“银川古断隆”,渐新世“银川古断隆”开始解体,第三纪末银川盆地持续断陷,受青藏高原隆升朝北东方向挤压影响,银川盆地南部第四纪断裂边界开始活跃,从而加剧了银川盆地纵向断层的垂直断陷,基本形成了银川盆地同两侧地块明显分异的地貌格局。

关键词:宁夏银川盆地地质构造演化特征中图分类号:P9文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)01(c )-0148-02笔者在开展新一轮地质大调查项目——1:25万银川市幅区域地质调查时,针对银川盆地的地质构造及演化特征进行了专题研究,在资料收集、分析和野外实地勘查的基础上,对其沉积特征、构造特征、构造演化历史有了一个比较系统、完整的认识,现论述如下。

1概况银川盆地南起青铜峡,北至石嘴山,西依贺兰山,东靠鄂尔多斯盆地西缘,南北长165k m ,东西宽42—60km ,总面积7790k m 2,银川盆地在地质构造上被称为“银川地堑”[1]。

地质历史时期银川盆地经历了多次拉张与闭合过程,并伴随着一系列岩浆活动,特别是新生代时期受青藏高原抬升的影响,构造应力场发生了与中生代末截然相反的变化,由中生代末的N W -S E 向挤压应力场转变为新生代的NW -S E 向拉张应力场,在“古贺兰山”基础上沿先形成的NNE 向断裂破裂分化,盆地深部上地幔物质上涌和地壳减薄过程,加剧了盆地的拉张断陷作用,堆积了厚达7000余米的新生界沉积物[2]。

贺兰山地区寒武奥陶纪地史演化特征探讨

贺兰山地区寒武奥陶纪地史演化特征探讨

贺兰山地区寒武奥陶纪地史演化特征探讨摘要:贺兰山地区寒武-奥陶纪地层发育良好,层序完整。

地层区划属华北地层区贺兰山小区。

岩石地层序列自下而上由辛集组、朱砂洞组、陶思沟组、胡鲁斯台组、阿不切亥组、马家沟组、米钵山组构成。

通过对各岩石地层单位沉积相及沉积环境的分析研究表明,贺兰山地区寒武-奥陶纪为陆表海沉积,其地史演化由陆源碎屑海岸—浅海陆棚—台地边缘浅滩—台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成。

整个寒武纪时期基本以滨海-浅海为主,奥陶纪期间地壳缓慢下降,海侵逐渐扩大,奥陶纪中叶达到高潮形成次深海。

奥陶纪晚期受构造运动的影响,地壳隆起,海水退去结束了陆表海沉积,贺兰山地区进入风化剥蚀阶段。

关键词:寒武-奥陶纪沉积相沉积环境演化贺兰山地区寒武纪—奥陶纪,贺兰山地区频临华北陆表海西缘,与华北腹地一样,发育一套由陆源碎屑海岸—浅海陆棚—台地边缘浅滩—台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成的陆表海沉积。

岩石地层单位自下而上由辛集组、朱砂洞组、陶思沟组、胡鲁斯台组、阿不切亥组、马家沟组、米钵山组构成,各时期的沉积相及沉积环境反映了当时的构造古地理环境,其垂向叠加反映了这一时期的地史演化特征。

1 沉积相及沉积环境1.1 辛集组沉积相及沉积环境辛集组属滨海浅滩相沉积。

辛集期(沧浪铺晚期),海水沿华北陆块南缘进入贺兰山地区,直抵贺兰山中段苏峪口一带,沉积了一套滨海碎屑岩。

从初期的冲刷海岸沉积开始,进而出现滨海浅滩高能环境下的砾-砂质鳞块岩、磷质砂岩、白云质砂岩等沉积,反映了一个海侵沉积序列。

1.2 朱砂洞组沉积相及沉积环境朱砂洞组属碳酸岩盐潮坪相沉积。

朱砂洞期(龙王庙期),海水继辛集期侵入贺兰山中段后,海侵范围有所扩大,由辛集期的浑水海岸变为清水潮坪,随着环境趋向稳定和气候炎热干燥,形成了一套白云岩、灰质白云岩。

岩石组合特征表明,朱砂洞期气候热燥,蒸发量较大,沉积环境为海水不畅的半封闭海或局限海,除含叠层石外,其它生物很少。

1.3 陶思沟组沉积相及沉积环境陶思沟组属滨海浅滩相沉积。

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束马静辉;何登发【摘要】贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在.本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法,综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程.通过对该地区的野外地质调查,本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面,它们分别是:(1)T2-3/P平行不整合面;(2) J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面;(3) K1/AnK1高角度不整合面;(4) E3q/AnE3;(5) N1/AnN1;(6) Q/AnQ.在T3d3、J2y和K1变形前锋,可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层,其在形态上表现为超覆、削截,在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生.这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据.本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析.结果表明,裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世(168~159Ma)、早白垩世末(139 ~91Ma)、晚白垩世末(79~66Ma)、始新世(59~50Ma),反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件,且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应.同时,热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件.综合研究表明,该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始,早白垩世末构造运动最强烈,新生代又有所活动.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2019(035)004【总页数】22页(P1121-1142)【关键词】构造事件;贺兰山构造带;中新生代;不整合面;裂变径迹;热史模拟【作者】马静辉;何登发【作者单位】中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P542;P597.3构造事件(Tectonic Event)是指构造运动过程中某一短暂时期突然发生的、规模较大的、具有重大影响的、强烈的构造变动(万天丰,2011;陆松年等,2001;侯泉林,2018),是通过岩石、构造、地层等物质的存在和变化表现出来的,如构造变形、变位、岩浆的侵入、变质作用、不整合等(万天丰,2011)。

贺兰山地区寒武奥陶纪地史演化特征探讨

贺兰山地区寒武奥陶纪地史演化特征探讨

贺兰山地区寒武奥陶纪地史演化特征探讨摘要:贺兰山地区寒武-奥陶纪地层发育良好,层序完整。

地层区划属华北地层区贺兰山小区。

岩石地层序列自下而上由辛集组、朱砂洞组、陶思沟组、胡鲁斯台组、阿不切亥组、马家沟组、米钵山组构成。

通过对各岩石地层单位沉积相及沉积环境的分析研究表明,贺兰山地区寒武-奥陶纪为陆表海沉积,其地史演化由陆源碎屑海岸—浅海陆棚—台地边缘浅滩—台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成。

整个寒武纪时期基本以滨海-浅海为主,奥陶纪期间地壳缓慢下降,海侵逐渐扩大,奥陶纪中叶达到高潮形成次深海。

奥陶纪晚期受构造运动的影响,地壳隆起,海水退去结束了陆表海沉积,贺兰山地区进入风化剥蚀阶段。

关键词:寒武-奥陶纪沉积相沉积环境演化贺兰山地区寒武纪—奥陶纪,贺兰山地区频临华北陆表海西缘,与华北腹地一样,发育一套由陆源碎屑海岸—浅海陆棚—台地边缘浅滩—台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成的陆表海沉积。

岩石地层单位自下而上由辛集组、朱砂洞组、陶思沟组、胡鲁斯台组、阿不切亥组、马家沟组、米钵山组构成,各时期的沉积相及沉积环境反映了当时的构造古地理环境,其垂向叠加反映了这一时期的地史演化特征。

1 沉积相及沉积环境1.1 辛集组沉积相及沉积环境辛集组属滨海浅滩相沉积。

辛集期(沧浪铺晚期),海水沿华北陆块南缘进入贺兰山地区,直抵贺兰山中段苏峪口一带,沉积了一套滨海碎屑岩。

从初期的冲刷海岸沉积开始,进而出现滨海浅滩高能环境下的砾-砂质鳞块岩、磷质砂岩、白云质砂岩等沉积,反映了一个海侵沉积序列。

1.2 朱砂洞组沉积相及沉积环境朱砂洞组属碳酸岩盐潮坪相沉积。

朱砂洞期(龙王庙期),海水继辛集期侵入贺兰山中段后,海侵范围有所扩大,由辛集期的浑水海岸变为清水潮坪,随着环境趋向稳定和气候炎热干燥,形成了一套白云岩、灰质白云岩。

岩石组合特征表明,朱砂洞期气候热燥,蒸发量较大,沉积环境为海水不畅的半封闭海或局限海,除含叠层石外,其它生物很少。

1.3 陶思沟组沉积相及沉积环境陶思沟组属滨海浅滩相沉积。

中国奥陶纪古地理重建及其沉积环境与生物相特征

中国奥陶纪古地理重建及其沉积环境与生物相特征

中国奥陶纪古地理重建及其沉积环境与生物相特征
汪啸风
【期刊名称】《古生物学报》
【年(卷),期】1989(28)2
【摘要】奥陶纪是我国地史上最大的海侵时期。

奥陶纪地层在我国分布广泛、化石丰富,岩相、生物相分异明显。

不同地区岩相、生物相特征既受一定构造运动、古地理位置制约,又是说明和再造当时构造运动和古地理环境的主要依据之一。

本文试用活动论的观点探讨中国奥陶纪古地理格局及其沉积环境与生物相特征,以便阐明它们之间的相互关系。

【总页数】15页(P234-248)
【关键词】中国;奥陶纪;古地理重建;沉积环境;生物相
【作者】汪啸风
【作者单位】中国地质科学院宜昌地质矿产研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P534.42;Q911.642
【相关文献】
1.中国南方奥陶纪构造古地理及年代与生物地层的划分与对比 [J], 汪啸风
2.扬子区奥陶纪、志留纪四射珊瑚分类、生物地层与生物古地理新认识 [J], 何心一;陈建强
3.华南二叠纪-三叠纪之交微生物岩的古地理背景及沉积微相特征 [J], 何磊;王永标;
杨浩;廖卫;翁泽婷
4.定量岩相古地理学的代表作——《中国寒武纪和奥陶纪岩相古地理》 [J], 张鹏飞
5.河南西部及其邻近地区早第三纪生物地层特征与中国早第三纪生物古地理区系划分概要 [J], 杜恒俭;程捷;马安成;吴卫民
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贺兰山脉

贺兰山脉

贺兰山脉的土壤类型比较多样,并随着海拔的升高与植被类型一道呈现出有规律的变化。在东坡海拔1700米 以下、西坡海拔1900米以下的低山区和山前洪积冲积倾斜平原的草原与疏林草原植被下,分布着山地淡灰钙土和 粗骨土;海拔1700米或1900—3100米的森林和灌丛植被下,主要分布着山地灰褐土;3100米以上的亚高山灌丛草 甸植被下,则发育了山地草甸土。
资源状况
生物资源 土地资源
矿产资源 旅游资源
贺兰山脉(7张)贺兰山脉位于半干旱区向干旱区的过渡地带,周边地区皆是荒漠与半荒漠,它是兀立干旱背 景中的一个“湿岛”,因而,既是蒙宁两省区的生物资源宝库之一,也是生物多样性保护的重点区域。
贺兰山脉共有野生维管植物80科、324属、690种,占全国维管植物总科数的23%、总属数的10.1%、总种数的 2%,其中蕨类植物9科、10属、12种;裸子植物3科、5属、8种;被子植物68科、309属、670种。
贺兰山脉
昆仑山脉余脉
01 形成演变
03 地理环境
目录
02 区域位置 04 山脉关系
05 资源状况
07 生态保护
目录
06 历史文化
贺兰山脉,为昆仑山脉余脉,位于宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处,有广义和狭义之分,广义贺兰山 脉南北长约600千米,东西宽约300千米,面积15万多平方千米;狭义贺兰山绵延250余千米,东西宽16—25千米, 面积7100余平方千米。贺兰山脉主峰为俄博疙瘩,海拔3556.1米。
山脉关系
所属山脉
主要山脉
贺兰山脉为昆仑山脉余脉, 昆仑山脉是横贯中国西部的高大山脉,位于青藏高原北缘,西起帕米尔高原东 部,东到柴达木河上游谷地,全长2500余千米;南北最宽处在东经90°,达350千米,最窄处在东经81°附近, 为150千米。

宁夏贺兰山北段晚石炭—早二叠纪沉积环境演化特征

宁夏贺兰山北段晚石炭—早二叠纪沉积环境演化特征

宁夏贺兰山北段晚石炭—早二叠纪沉积环境演化特征作者:王学宁来源:《科技创新导报》2017年第33期摘要:依据岩石组合和生物组合特征,将宁夏贺兰山北段的晚石炭纪至早二叠纪地层划分为土坡组和太原组两个组级岩石地层单位;岩石组合以陆源碎屑岩、石英砂岩、泥(页)岩和少量碳酸盐岩及煤层(线)沉积为主;从岩石特征、地层层序、沉积相及沉积环境演化特点看,晚石炭纪本区基底拗陷下沉,以海进作用为主,海水由南西向北东方向侵进,形成南西—北东向狭长海域,随着盆地范围的不断扩大,形成了半封闭沉积环境的海湾,至早二叠纪早期演化为陆表海环境。

关键词:贺兰山北段晚石炭—早二叠纪岩石特征沉积环境演化中图分类号:Q914 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)11(c)-0051-03宁夏贺兰山北段晚石炭-早二叠纪地层发育齐全,依据岩石组合和生物组合特征,将其地层划分为土坡组和太原组两个组级岩石地层单位;其地层沉积范围基本一致,主要出露于胡鲁斯台、石炭井、李家沟、马莲滩和敖包图等地。

综合地层区划属于华北地层大区(V)之晋冀鲁豫地层区(V4)之华北西缘地层分区(V41)[1]。

1 岩石地层特征1.1 土坡组(C2t)岩性为灰—灰白色粗—细粒石英砂岩与深灰—黑灰色粉砂岩、粉砂质页岩、页岩、泥岩呈韵律状互层,夹灰—深灰色泥灰岩、生物碎屑灰岩透镜体及薄煤层[2]。

在胡鲁斯台和石炭井地区李家沟一带厚464.2m。

本组不整合于下伏地层之上,与上覆地层太原组呈整合接触。

其岩石组合特征是:中、上部为石英砂岩与粉砂岩、砂质页岩、页岩呈不等厚互层,下部为石英砂岩夹页岩及灰岩透镜体,为一套三角洲相的岩石地层组合。

1.2 太原组(C2P1t)本组与下伏的土坡组、上覆的山西组均为连续沉积。

本组在贺兰山北段沉积厚度110~180m,内蒙阿左旗胡鲁斯台沉积厚度412.89m,向北向南均有变薄趋势。

岩性主要以灰-灰黑色页岩、砂质页岩、泥岩为主,间夹浅灰色中厚薄层、中细粒石英岩状砂岩、石英砂岩、生物碎屑灰岩、含 2~4层可采煤层及薄煤层、煤线,在生物碎屑岩中富腕足类、蜓类等化石,页岩中富含植物化石。

贺兰山地区三叠纪沉积特征及其地质意义

贺兰山地区三叠纪沉积特征及其地质意义

贺兰山地区三叠纪沉积特征及其地质意义李蒙; 李文厚; 赵红格; 任战利; 王星; 段玉良【期刊名称】《《西北大学学报(自然科学版)》》【年(卷),期】2019(049)005【总页数】10页(P745-754)【关键词】贺兰山; 三叠纪; 沉积演化【作者】李蒙; 李文厚; 赵红格; 任战利; 王星; 段玉良【作者单位】西北大学地质学系/西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069; 中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】P531贺兰山地区中晚三叠世盆地的沉积特征研究是解决鄂尔多斯西北部沉积相空间展布规律的重要内容之一,其沉积特征的改变也是贺兰山地区古气候古地理条件改变的重要反应之一。

因此,研究区是研究构造、古地理和气候之间协同演化的理想场所。

贺兰山三叠纪盆地沉积学方面的系统研究相对较少,且主要集中在荒草滩—汝箕沟—二道岭一线。

叶连俊通过对贺兰山汝箕沟地区的研究认为,汝箕沟地区为鄂尔多斯盆地西北缘的边缘相沉积[1]。

孙国凡和刘景平研究认为,贺兰山晚三叠世盆地为准A型俯冲下的前渊盆地[2]。

柯保嘉等对贺兰山汝箕沟地区冲积扇沉积特征进行了详细研究,认为其是高渗流区域的筛积物,砾石沉积粒度具有明显的“双峰式”特征,即砾石支撑、砂质充填[3]。

柯保嘉等认为,香池、子沟一带,延长组二段及三段下部主要为碎屑流沉积,为冲积扇的扇根区;三段中上部依次出现扇中辫状河和扇端细粉砂岩沉积;四段沉积粒度下粗上细,总体属于辫状河沉积;五段为半深湖—深湖相,并发现了浊积岩沉积,同时推测贺兰山盆地与鄂尔多斯盆地二者分立[4]。

苏春乾和刘仿韩认为,纸坊组和延长组中段总体为冲积扇扇中相,通过粒度分析反映暴涨暴落的沉积特征,并识别出了冲积扇沉积体系、河流沙漠体系、湖泊体系3大类[5]。

魏红红等对汝箕沟地区上三叠统的研究认为,其沉积演化自下而上经历了冲积扇、辫状河、辫状河三角洲以及湖泊相沉积[6]。

贺兰山中段奥陶系米钵山组砂岩地球化学及构造背景分析

贺兰山中段奥陶系米钵山组砂岩地球化学及构造背景分析

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2 砂 岩 地 球 化 学 特 征
选 取 测 试地 球 化 学数 据 的砂 岩 样 品共 四件 , 分 别来 自三个 岩性 旋 回段 , 体 为第 5 1 、 9 2 具 、 4 1 、0层 各



件 ( ) 实 验 测 试 是 在 中 国地 质 大 学 ( 汉 ) 质 图2 。 武 地

工 _

过程 与 矿产 资 源 国家 重点 实 验 室完 成 , 据 特征 及 数 分析 如下 :
2 1 常 量 元 素 特 征 .
贺兰海 槽剧 烈拉 张沉 降 , 侵达 到高潮 , 积 巨厚 的 海 沉
图 1 贺兰 山 中段 米 钵 山组 分 布 图 ( 据黄 喜峰 等修 改 , 09 20)
Fi .1 Dit i u i n ma f M i o h n Fo ma i n i h d l e to ln M o n a n ( fe a g Xi n g s rb t p o b s a r to n t e mi d e s c i n Hea o u t i a t r Hu n f g,e 1 , e t a . 20) 0 9
颗 粒细 。由此 推 断 白杨 沟剖 面地 层应 为米钵 山组 的
中上部 地 层 , 作 过 程 中发 现 整个 地 区 缺失 下 部地 工
层。
磨 圆较 好 , 分选 性 、 熟 度 相对 提 高 , 远源 沉 积 为 成 以 主, 三旋 回段 岩石 特征具 相似性 ( 1 。反映 了贺 兰 表 )
第 3期
王 浩 霖 , : 兰 山 中 段 奥 陶 系 米 钵 山 组 砂 岩 地 球 化 学 及 构 造 背 景 分 析 等 贺

宁夏贺兰山北段侏罗纪沉积环境演化特征

宁夏贺兰山北段侏罗纪沉积环境演化特征

宁夏贺兰山北段侏罗纪沉积环境演化特征摘要:贺兰山北段侏罗纪地层发育良好,层序连续,其岩石地层序列自下而上可划分为延安组、直罗组和安定组3个组级岩石地层单位;岩石组合以陆源碎屑岩、粘土岩及煤层、煤线沉积为主;从岩石特征、地层层序、沉积相及沉积环境演化特点来看,侏罗纪沉积盆地为一构造断陷盆地,该盆地沉积相演化以断陷盆地的冲积扇—河流相开始,形成湖泊—河流相沉积体系;古气候从早期(中侏罗世早期)的潮湿气候逐渐演化为晚期的干旱炎热气候特征。

关键词:贺兰山北段侏罗纪岩石特征沉积环境演化Ningxia Helan Mountain northern section Jurassic sedimentary environment evolutionAbstract:Helan Mountain northern section Jurassic well developed,continuous sequence,its rock bottom stratigraphic sequence can be divided into Yan’an,Zhiluo and diazepam group 3 group-level lithostratigraphic units;Rock assemblage clastic rocks,clay rocks and coal seams,coal line sediments;from the petrology, stratigraphy,sedimentary facies and depositional environment evolution characteristics of view,Jurassic sedimentary basin is a tectonic rift basin,the basin facies evolution in rift basins of alluvial-fluvial began to form lakes-fluvial depositional system;paleoclimate from the early(early middle Jurassic) ofwet weather gradually evolved into the late dry and hot climate characteristics.Key words:Helan Mountains northern section Jurassic rock characteristics sedimentary environment evolution宁夏贺兰山北段的侏罗纪地层发育齐全,其岩石地层序列自下而上可划分为延安组、直罗组和安定组3个组级岩石地层单位,主要出露于汝箕沟、白芨芨沟、古拉本、红石岩、二道岭等地。

宁夏六盘山群沉积相、沉积环境演化分析

宁夏六盘山群沉积相、沉积环境演化分析

宁夏六盘山群沉积相、沉积环境演化分析作者:李银冰来源:《科技资讯》2013年第21期摘要:依据地层学、沉积学、沉积相、岩相古地理基本理论方法,分析了宁夏六盘山群岩性组合、沉积特征、岩相古地理及垂向沉积序列等沉积特征,确定了六盘山群是在盆地待续下沉、湖水不断加深、沉积物供给较为充足的条件下形成的,它的形成、演化受构造、物源和气候的控制,最终得出六盘山群沉积环境由氧化—还原—氧化,气候由干旱炎热—干热与温暖交替,沉积相由冲积扇—河流—湖泊—咸化湖泊。

至止晚期燕山运动使盆地抬升,湖泊迅速消亡,结束了早白垩世六盘山盆地的这一完整的沉积演化历史过程。

关键词:六盘山群沉积相岩相古地理燕山运动冲积扇沉积环境中图分类号:P54 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0134-031 沉积相、沉积环境早白垩世六盘山群属内陆湖泊(断陷盆地)沉积体系,发育冲积扇相、河流相、湖相及咸化湖相。

1.1 三桥组沉积相、沉积环境三桥组以粗碎屑岩为主体,具冲积扇亚相沉积特征,可细分为扇根和扇端微相。

(1)扇根微相。

较为发育,三桥组主体属扇根微相沉积。

主要发育于月亮山、窑山、炭山一带。

组成岩性较为单一,为灰、深灰色块状粗-中砾岩、灰色厚层-巨厚层状粗砾岩、紫红色块状-厚层状巨砾岩、巨-粗砾岩及粗砾岩。

砾石成份以灰黑色灰岩、灰红色花岗闪长岩为主,占90%以上,次为脉石英、硅质岩、偶见砂岩及灰白、灰绿色片岩砾石等;砾径在0.2~30 cm之间,以2~10 cm居多,砾石杂乱排列,无定向性,局部略具叠瓦状排列,有时显示正粒序层,砾岩呈杂基支撑、基地式胶结类型,为白云质、钙质胶结。

(2)扇端微相。

不发育,仅见于月亮山一带。

主要由紫红色中-细砾岩、含砾长石石英砂岩夹少量粉砂质泥岩组成。

砾岩特征与扇根微相砾岩相似,只是粒度细一些;长石石英砂岩多呈透镜状,时含细砾,发育平行层理、大型板状斜层理。

1.2 和尚铺组沉积相、沉积环境和尚铺组由砂岩及少量砾岩、泥(页)岩组成,具有辫状河亚相沉积特征,据岩石组合特征、沉积构造可细分为辫状河道微相、心滩微相和辫状河道间微相。

宁夏贺兰石矿地质特征及成因分析

宁夏贺兰石矿地质特征及成因分析

宁夏贺兰石矿地质特征及成因分析黄帅;杨国忠;于海滨【摘要】通过分析贺兰石矿的地质特征和演化过程,认为滨海-浅海相沉积为矿层的形成奠定了物质基础,后期的区域浅变质作用为矿层的形成提供了外部条件.该矿层赋存于中元古界长城系黄旗口组石英岩、石英砂岩夹砂质板岩地层中,岩性为粉砂质(砂质)泥质板岩,其原岩为滨海-浅海相沉积的粉砂质泥岩,后期经过区域热液活动使岩石发生了轻微的变质.【期刊名称】《宁夏工程技术》【年(卷),期】2015(014)004【总页数】4页(P300-302,306)【关键词】贺兰石;地质特征;滨海-浅海相沉积;变质【作者】黄帅;杨国忠;于海滨【作者单位】宁夏回族自治区有色金属地质勘查院,宁夏银川 750200;宁夏矿业开发勘查院,宁夏银川 750021;宁夏矿业开发勘查院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】P581产于贺兰山滚钟口、海拨2 600多m的贺兰石为宁夏“五宝”之首.其质地细腻,结构均匀,色泽古雅庄重、紫中嵌绿、绿中附紫,两色天然交错.最早对贺兰石及其刻砚记载的《宁夏府志》,在其“地理山川”一节里有这样的描叙:“笔架山在贺兰山小滚钟口,三峰矗立,宛如笔架,下出紫石可为砚,俗呼贺兰端.”近年来,贺兰石不仅用来雕刻砚台,块度大的还可用来雕刻屏风等大型工艺品,供人们观赏、收藏,其中有极具收藏价值的北京人民大会堂宁夏展厅的大幅竖屏、宁夏回族自治区党委的特大型插屏《塞上风光》等贺兰石雕刻品;块度小的,可制作印章、项坠等小型工艺品,深受人们喜爱.本文依据该区贺兰石的地质勘查成果资料,通过分析贺兰石矿的地质特征和演化过程,探讨了其成因.贺兰石赋存区域位于华北陆块区、鄂尔多斯内陆盆地、贺兰山隆起冲断带[1].在漫长的地质历史时期,该区经历了大规模的基性、中酸性岩浆侵入,区域变质作用、冰川活动、多次海进海退、皱褶隆起、陆相盆地沉积等一系列地质事件,形成了如今错综复杂的构造面貌.地层区划属中朝地层大区、华北地层区、华北西部地层分区、贺兰山地层小区.其基底由古元古代末期黑云斜长花岗岩构成,上覆元古界青白口系的浅变质岩,与下部呈不整合覆盖,再上为沉积了海相的寒武系和奥陶系,相继为中、晚石炭系至二叠系海陆交互相沉积;中、新生界均为陆相沉积[2].2.1 地层矿区内出露地层单一,仅为中元古界长城系黄旗口组及第四系,为一套浅变质的滨海-浅海相碎屑岩建造,其下部为石英砂岩、石英岩和粉砂质板岩,上部为硅质白云岩.依据岩石组合特征进一步划分为4个岩性段,自下而上为:第一岩段(Qbh1):下部为褐黄色—灰白色厚层细粒石英砂岩,中部为灰黑色、黄褐色、灰白色薄层石英岩、石英岩状砂岩,其间夹三层暗紫色、紫灰色砂质泥质板岩.石英岩状砂岩呈杂色薄层条带状互层,砂质泥质板岩为贺兰石矿层赋存层位.上部为紫红色、粉红色中厚—厚层状石英砂岩、石英岩状砂岩.上部的红层与中部杂色薄层条带状互层的石英岩、石英岩状砂岩是贺兰石找矿的特征标志之一,厚126.78m.本段与下伏古元古代末期黑云斜长花岗岩(Pt1γοβ)呈不整合接触.第二岩段(Qbh2):为灰白色中厚层状石英岩、石英岩状砂岩,厚33.26~68.97m.第三岩段(Qbh3):底部为紫红—褐红色含铁石英砂岩,向上为灰黑色石英砂岩、石英岩夹板岩、白云岩;中上部为灰色—灰黑色粉砂质板岩夹石英砂岩、白云岩.该岩段厚143.85m.第四岩段(Qbh4):肉红色中厚—厚层状含硅质条带白云岩,厚32.83m.2.2 构造区内褶皱构造不发育,主要为单斜构造,局部有挠曲,构成小褶皱.地层总体呈北东—南西走向,大口子沟以北,倾向北西,倾角一般为5°~36°,向上渐变陡,最大倾角45°;大口子沟以南受构造影响,倾向南东,倾角为10°~60°.区内断层构造比较发育,规模较大的断层多为近南北向的张性断裂(正断层)纵贯普查区,顺走向断续延伸长130~1 250m不等,断面东倾,倾角50°以上.其余断层均为次级断裂,呈北东、北西向展布,规模较小,一般走向长200~500m,断层性质多为平移断层.断层对贺兰石赋存层位黄旗口组破坏较大,多以断块形式产出.2.3 岩浆岩区内岩浆岩比较发育,主要有古元古代末期黑云斜长花岗岩(Pt1γοβ)和古生代早期辉绿岩脉(βμ).(1)黑云斜长花岗岩(Pt1γοβ):颜色呈灰—深灰色,中粒花岗结构,次为似斑状结构.主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英、黑云母,其次为磷灰石、电气石、黝帘石、绿帘石、锆石等,岩体的同化混染作用较为明显.(2)辉绿岩脉(βμ):在笔架山北部及大口子沟附近零星出露,形成于晚古生代;呈岩墙状产出,走向为北东向、北西向,走向长100~500m不等,出露宽5~20m.岩石为灰绿色,中细粒辉绿结构,块状构造.主要矿物为单斜辉石及基性斜长石.3.1 矿石成分分析3.1.1 矿石矿物成分矿石岩性为粉砂质(砂质)泥质板岩,主要矿物成分为黏土质矿物、绢云母和绿泥石,质量分数70%~95%,为原黏土矿物重结晶形成,细小鳞片状,受变质作用影响,呈定向排列,其中绢云母质量分数远高于绿泥石质量分数.次要矿物成分为石英、硅质碎屑、铁质尘粒细粒等砂质成分,呈次棱角状-次圆状,分布不甚均匀.矿石矿物成分及其含量、粒度是决定矿石质量的重要因素.黏土质矿物成分含量越高、砂质成分含量越低、砂质矿物粒度越细则矿石质地越致密、润泽、细腻、柔和、均一,但砂质成分含量过低或无则矿石硬度、刚性不足.矿石中紫色部分石英砂分布略稠密均匀,铁质尘粒、细粒密集浸染,以尘粒为主,粒径多在0.002~0.006 mm,少量较粗,最大0.12 mm.绿色部分局部有少量石英砂分布,粒径多在0.03~0.18 mm,少量为0.3~2.0 mm;铁质尘粒、细粒质量分数多在3%~5%.矿石中除绢云母、绿泥石、石英和铁质尘粒外,还含有白云母、长石及金属矿物,质量分数一般都小于1%;偶见极少量绿帘石、电气石和金红石,电气石呈细长柱状,分布不均匀,金红石呈细微针状,分布无明显规律.3.1.2 矿石化学成分矿石化学成分主要为SiO2,Al2O3,Fe2O3,K2O,总质量分数在90%以上.其中,SiO2质量分数52.50%~59.24%,平均为55.88%;Al2O3质量分数17.71%~21.56%,平均为19.01%;Fe2O3质量分数9.39%~12.43%,平均为10.90%;K2O质量分数4.60%~6.34%,平均为5.17%.其次为 TiO2,FeO,MnO2,MgO,CaO,Na2O,P2O5,SO3和烧失量等,其总质量分数小于10%;MgO质量分数1.53%~2.03%,平均为1.79%;烧失量平均值为3.48%;其他化学成分均低于1%(表1)[3].矿石光谱半定量全分析,其中,有害元素Pb,P2O5,As质量分数均小于检出值;放射性元素Yb平均质量分数为0.002%,Nb,Ta,U,Th质量分数均小于检出值.3.2 矿石结构构造矿石结构较为简单,没有明显变化.矿石主要成分为水云母和绿泥石,呈细鳞片状,约占83%以上,最高达96%,受变质作用影响,呈定向排列.次要矿物石英、赤铁矿呈微细颗粒分布于水云母和绿泥石中.矿石结构为变余泥质结构、变余砂质泥质结构,呈板状构造.3.3 矿石物理加工性能矿石吸水率均低于1%,矿石摩氏硬度为3~4,矿石密度平均为2.88 g/cm3,矿石抗压强度为54.10 MPa,抗拉强度5.09 MPa,抗剪强度12.83 MPa.3.4 矿石自然类型(1)紫色间灰绿色粉砂质板岩.矿石以紫色调为主(底色),嵌以不规则分布的灰绿色条带、斑点、斑块,偶见褐红色、翠绿色斑块(俗称红刚、绿刚).(2)紫色粉砂质板岩.矿石中铁质成分含量明显增高,结构构造上没有大的区别,只是其颜色比较单一,为紫色,没有其他颜色渗杂.(3)灰绿色粉砂质板岩.铁质含量较低,颜色比较单一,为灰绿色,分布范围较小. 以上3种矿石类型没有明显的界线可分,在相对较小的范围内,矿石可为紫色间灰绿色粉砂质板岩或紫色粉砂质板岩,若块度增大,矿石中有不同颜色渗杂,其就会变成另一种矿石类型[4].距今约13亿年前的中元古代,贺兰山地区为华北陆块西缘稳定陆缘(克拉通),早期华北克拉通西缘发生拉张沉陷形成贺兰山陆缘盆地,处于滨海-浅海位置,接受了巨厚的滨海-浅海相砂岩和碳酸岩沉积,为矿床的形成奠定了物质基础.新元古代,该地区抬升,遭受剥蚀.震旦纪,贺兰山局部地区发育山岳冰川.寒武纪—中奥陶世早期,华北陆块发生广泛海侵,位于西缘的贺兰山地区接受了一套台地滨浅海相含磷砾岩、长石石英砂岩、白云岩、白云质灰岩稳定型碎屑岩-碳酸盐岩建造.晚奥陶世,贺兰坳陷进一步沉陷,为次深海—深海环境,沉积了一套巨厚的浅变质长石石英(杂)砂岩夹板岩、碳酸盐岩及硅质岩,内部发育多个次级沉积旋回,总体构成一个巨旋回.晚三叠世—早白垩世时期,经历多期构造演化阶段,导致贺兰山逆冲构造系统雏形的形成.晚白垩世在印度板块北移过程中,该区处于构造平静、整体抬升剥蚀期,未接受沉积.始新世—全新世的喜马拉雅旋回中晚期,印度陆块与亚洲大陆碰撞的远程构造效应开启了贺兰山盆岭构造发展阶段的崭新时代,始新世时,构造活动渐趋活跃,贺兰山山麓地带开始沉降,形成新生代压陷或坳陷盆地[1].同时在整个演化过程中,经历了多次岩浆侵入,其中主要为加里东期侵入的基性—超基性脉(辉绿岩脉、辉绿玢岩脉),其次为华力西期英安质-流纹质凝灰岩喷发活动和印支-燕山期形成的玄武岩——基性熔岩.根据分析,贺兰石的原岩为滨海-浅海相沉积的粉砂质泥岩,从宏观上看,原岩的斜层理、波痕等沉积特征还保留得较为完好,含叠层石Cryptozoonf;在微观上,矿石主要矿物成分的黏土矿物部分仍保持隐晶质粒状结构,仅少量产生重结晶现象.贺兰石中的紫色主要是矿石中含铁质矿物所致;绿色部分一般情况下为还原环境下形成,反映了在动荡环境下沉积形成,成岩后期经过区域热液活动使岩石发生了轻微的变质.总之,滨海-浅海相沉积为矿层的形成奠定了物质基础,后期的区域浅变质作用为矿层的形成提供了外部条件.宁夏贺兰石矿赋存于中元古界长城系黄旗口组地层中,岩性主要为紫色间灰绿色粉砂质板岩、紫色粉砂质板岩,变余泥质结构、变余砂质泥质结构,块状构造.矿物成分为黏土质矿物、绢云母和绿泥石.矿床属滨海-浅海相沉积,后期经过区域热液活动使岩石发成了轻微的变质.【相关文献】[1]孟方,李天斌,尹秉喜,等.宁夏回族自治区区域地质志[M].内部资料,2009—2012:10-11.[2]顾其昌.宁夏回族自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1996:4-5.[3]赵福寿.宁夏贺兰石赋存特征及矿物成分分析[J].湖南环境生物职业技术学院学报,2012(1):1-3.[4]高金平.龚鹏.杨杰.宁夏小口子贺兰石资源地质特征及成因探讨[J].民营科技,2014(8):56-57.。

贺兰山地区大地构造研究进展和存在问题

贺兰山地区大地构造研究进展和存在问题

贺兰山地区大地构造研究进展和存在问题贺兰山在构造上位于阿拉善地块、鄂尔多斯地块的结合部位,是一个经历了长期构造演化的板内变形带,经历了多次开裂、闭合的“多旋回”构造活动。

很多学者认为:该地区新元古代至早古生代是“拗拉槽”。

林畅松等(1995)认为,初始的贺兰裂陷形成于中元古代,并将该“拗拉槽”分为两期发育阶段,中元古代发育阶段和早古生代发育阶段。

赵重远(1983)所著《鄂尔多斯地块西缘构造演化及板块应力机制初探》和张抗(1983)所著《论贺兰裂堑(Aulacogen)》两篇文章都有对于贺兰裂谷或贺兰裂堑(Aulacogen)和秦祁贺三叉裂谷系或祁连一贺兰三枝裂的描述和介绍。

《中国石油地质志卷十二长庆油田》(1992)也接受了贺兰拗拉谷的观点。

但是最近的很多研究进展都开始了对贺兰“拗拉槽”的质疑。

邸领军(2003)认为,贺兰山区原属长城系的黄旗口群,现已划归青白口纪;总体呈现北西向分布,厚度巨大的海原群现己归属蓟县系(顾其昌等,1996);已有的秦祁贺地区中、上元古界分布状况不支持“始生代贺兰裂堑”的存在;并认为海原群是秦一祁构造带与华北陆块之间发生的边缘裂陷槽,它与北秦岭的宽坪群、祁秦过渡带的陇山群、鄂尔多斯盆地西南部的官道口群可能是同时异相的岩层。

也就是说,在海原群发育期,贺兰山区处于古陆状态。

相反在黄旗口群、王全口群沉积时,贺兰山以南的大片地方却隆起成陆。

张进(2004)认为,贺兰山地区在早古生代经历了一个完整的从拉张到挤压的全过程,经历了一系列的构造变动,将该地区在早古生代称作贺兰拗拉槽并不正确,该期拉张可能是受其他机制控制的;就该问题,张进(2004)给出了四点否定贺兰拗拉槽存在的理由。

邸领军(2008)从地球物理场的弱磁特征、沉积环境特征、秦—祁构造活动带的北西西向构造形迹以及地层的差异性认证了贺兰拗拉槽并不存在。

由最初大家一致认为贺兰拗拉槽的存在,到现在很多人对之的否定,这对于贺兰山地区大地构造的研究是一种进步。

贺兰山地区寒武—奥陶纪地史演化特征探讨

贺兰山地区寒武—奥陶纪地史演化特征探讨


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层微晶灰岩等 碳酸盐岩组成 , 具 有 浅 海 陆 棚相沉积特征 。 胡 鲁 斯 台 期 沉 积 环 境 不 稳 定, 在总的海侵沉 积序列中, 次级海侵 、 海 退频繁, 水 动 力条 件较 强 , 沉 积 物 中近 岸粗 碎 屑 物 质较 少 , 碳 酸盐 岩 和 泥 质岩 均发 育 。 三叶 虫 、 腕 足类 化石丰富 , 古 气 候 较 为 温 暖, 在初 期 和 晚 期 曾有过 短 暂 的 炎 热 气 候 , 沉 积 了紫 红 色 页 岩 。 1. 5 阿不 切亥 组沉 积相 及沉积 环 境 阿不 切 亥组 具 台地 边 缘 浅 滩 相 一 陆 棚 内缘 斜 坡 相 沉 积特 征 。
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集 期 的 浑 水 海 岸变 为 清 水 潮 坪 , 随 着 环 境 沟 期海 水 深 度 不 大 , 水 动 力 条件 较 强 , 古气 候较为温暖 。 1. 斯 台 组 属 台 地边 缘 浅 滩 相 沉 积 。 妊 瓣 胡 鲁 斯 台期 ( 徐庄期) , 海侵继 续扩大 ,
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能源 与环境
贺 兰 山 地 区寒 武一 奥 陶 纪 地 史 演化 特征 探 讨
陆 彦 国 ( 宁夏 回族 自治 区国土资 源调 查监 测院 宁夏银 川 一 7 5 0 0 0 4 ) 摘 要: 贺兰 山地区寒 武一奥 陶纪地层 发育 良好 , 层序 完整 。 地 层 区划属华 北地 层 区贺兰 山小 区 。 岩石地 层序 列 自下 而上由辛集 组 朱砂 洞组 , 陶 思沟 姐 、 胡鲁 斯 台组 , 阿 不 切亥组 , 马家 沟组 , 米 钵 山组 构成 。 通 过对 各 岩石地 层 单位 沉积 相及 沉 积环境 的分 析研 究表 明 , 贺 兰山地 区寒 武一奥陶纪 为陆表海 沉积 , 其地 史演化 由陆 源碎 屑海岸一 浅海 陆棚一 台地 边缘l 浅 滩一 台地 湖坪 相一 陆棚 内孽斜坡 相 组成 。 - 整 个 寒武纪 时期基本 以滨海一浅海 为主 , 臭 陶纪期 间地 壳缓慢 下降 , 海侵逐 渐扩大 , 奥 陶纪 中叶达 到 高潮形成次 深海 。 奥陶纪晚期 受构遗运 动的影响 , 地 壳隆起 , 海 水 退 去 结 束 了陆 表 海 沉 积 , 贺 兰 山地 区 进 入 风 化 刺 蚀 阶 段 。 关键 词 : 寒武一奥 陶纪 沉积相 沉积环境 演化 贺兰山地 区 ・ 中 图分 类 号 : P 5 3 文献 标 识 码 : A 文章 编号 : 1 6 7 2 -3 7 9 1 ( 2 0 1 3 ) 0 7 ( a ) 一0 1 1 4 -0 2

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组物源及构造背景分析

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组物源及构造背景分析

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组物源及构造背景分析王振涛;周洪瑞;王训练;景秀春【摘要】鄂尔多斯盆地西缘贺兰山地区的樱桃沟组发育一套夹有碳酸盐滑塌重力流沉积的陆源碎屑岩.由于缺少可靠的物源数据,对早古生代鄂尔多斯盆地西缘的构造背景尚未有定论.本文对樱桃沟组碎屑岩进行了地球化学及岩石学分析,砂岩碎屑组分特征表明,该组源区大地构造背景为再旋回造山带.常量元素和微量元素地球化学特征表明樱桃沟组的物源呈现双物源的特点.更进一步,樱桃沟组的稀土元素配分模式对比表明了樱桃沟组碎屑岩的物源来自阿拉善古陆和/或北祁连造山带.综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征,经构造判别图解,认为樱桃沟组物源区主要为主动大陆边缘,也有来自被动大陆边缘的信息,表明贺兰山地区业已受到北祁连早古生代造山带的影响.樱桃沟组与研究区周缘造山带稀土元素配分模式对比研究显示,前者与其北西部阿拉善古陆和南西部北祁早古生代连造山带花岗岩露头稀土元素配分模式一致,均表现为轻稀土富集,重稀土亏损的右倾模式,具有轻微的Eu负异常和明显的Tm负异常,结合中奥陶世鄂尔多斯西缘古水流和碎屑锆石年龄分布特征,认为樱桃沟组的物源主要来自祁连造山带,部分来自阿拉善古陆.【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】13页(P205-217)【关键词】鄂尔多斯盆地;贺兰山地区;樱桃沟组;构造背景;物源【作者】王振涛;周洪瑞;王训练;景秀春【作者单位】中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE1210 引言分布于贺兰山阿拉善左旗地区的中奥陶统樱桃沟组发育一套夹有数套碳酸盐滑塌重力流沉积的陆源碎屑岩,前人[1~10]对该组的沉积学和古生物学研究颇多,但对其物源尚存不同认识:高振中等[7]依据浊积岩底面槽模、沟模、交错层理和少数砾屑灰岩中的叠瓦状构造判断贺兰山、胡基台(阿拉善左旗)一带的古流向,认为贺兰山海底扇的物源来自于其东部的鄂尔多斯古陆碳酸盐台地;林畅松等[3,6]、朱如凯等[5]、孟祥化等[8]、郭峰等[10]认为樱桃沟组为海底扇沉积,其物源来自阿拉善古陆。

宁夏贺兰山地区石炭纪沉积环境演化规律探讨

宁夏贺兰山地区石炭纪沉积环境演化规律探讨

宁夏贺兰山地区石炭纪沉积环境演化规律探讨李红霞;白生明;金学强;胡志瑞【摘要】通过对石炭纪地层单元的岩石特征、沉积特征和层序结构分析,认为宁夏贺兰山地区石炭纪地层发育良好,层序连续,其岩石地层序列自下而上可划分为土坡组和太原组;岩石组合以陆源碎屑岩、泥质岩和碳酸盐岩沉积为主;贺兰山地区石炭系沉积相演化序列总体呈后退型浅水三角洲沉积层序;在晚石炭世到早二叠世。

三角洲体系的沉积构成样式发生了明显变化,反映出早期受波浪作用较强、中期潮汐作用明显、晚期河流作用迅速增强的沉积演化规律.%Analysis of characteristics of the rocks of Carboniferous strata unit, the structure of sedimentary features and sequence shows that Carboniferous strata developed well and sequence continuously in Helan Mountains area, and litbostratigraphic sequences from bottom to up can be divided into the Tupo Fm and the Taiyuan Fm. The rock association mainly consists of terrigenous clastic rock, argillaceous rock and carbonate rock sedimentary. As to the rock characteristics, stratigraphic sequence, facies and environment evolution characteristics, Helan Mountains area of carboniferous sedimentary evolution of the sequence is a retreat-type shallow water delta sedimentary sequence in the genera]. In the late carboniferous to the early Permian, constituent style of deposition has changed significantly in the delta system, it shows a rule that there is strong wave action in early stage, tidal effects become obvious in middle stage, and fluvial sedimentary evolution increases rapidly in late stage.【期刊名称】《宁夏工程技术》【年(卷),期】2012(011)003【总页数】5页(P201-205)【关键词】贺兰山地区;石炭纪;岩石特征;地层层序;沉积环境;演化规律【作者】李红霞;白生明;金学强;胡志瑞【作者单位】宁夏回族自治区国土资源调查监测院,宁夏银川750004;宁夏回族自治区国土资源调查监测院,宁夏银川750004;宁夏回族自治区国土资源调查监测院,宁夏银川750004;宁夏回族自治区国土资源调查监测院,宁夏银川750004【正文语种】中文【中图分类】P534.45贺兰山不但是宁夏、内蒙古的自然分界,也是我国内流区和外流区的分界,起着扼制西北寒风侵袭银川平原、阻挡腾格里沙漠东移的天然屏障作用.其大地构造位于秦祁昆造山系(Ⅳ)和华北陆块区(Ⅱ)2个Ⅰ级构造单元的过渡地区,地处鄂尔多斯陆块(Ⅱ-5)、北祁连弧盆系(Ⅳ-1)与阿拉善陆块(Ⅱ-7)3个Ⅱ级构造单元的接合部位[1](图1).综合地层区划属华北地层大区(Ⅴ),总体上以贺兰山三关口向东南(牛首山以东、青龙山以西)至固原以东一线为界,西部属秦祁昆地层区(Ⅴ1)之祁连—北秦岭地层分区(Ⅴ12);东北-东部属晋冀鲁豫地层区(Ⅴ4)之华北西缘地层分区(Ⅴ41)和鄂尔多斯地层分区(Ⅴ44)[2].近年来,宁夏回族自治区国土资源调查监测院在贺兰山地区开展了1∶250 000及1∶50 000区域地质调查工作,取得了一些有价值的成果和资料.笔者在整理已有文献区域地质调查成果报告的基础上,对贺兰山地区石炭纪岩石地层沉积特征、层序结构、沉积相和沉积环境演化特点进行了分析.1 岩石地层特征宁夏贺兰山地区石炭纪地层主要分布于贺兰山北-中段胡鲁斯台、石炭井、李家沟、马莲滩和苏峪口响水—插旗口等地.各组岩石地层特征如下.1.1 土坡组(C2t)图1 贺兰山地区及邻区大地构造位置略图土坡组与下伏地层呈不整合接触,与上覆太原组呈整合接触.岩性为灰-灰白色粗-细粒石英砂岩与深灰-黑灰色粉砂岩、粉砂质页岩、页岩、泥岩呈韵律状互层,夹灰-深灰色泥灰岩、生物碎屑灰岩透镜体及薄煤层.灰岩产头足类、腕足类、腹足类及牙形石等动物化石,泥页岩产植物化石.贺兰山北段胡鲁斯台一带,土坡组厚464.2 m.下部岩性为中厚层石英砂岩、页岩夹中厚层生物碎屑灰岩(透镜体);中-上部岩性为中厚层中粗粒石英砂岩与页岩不等厚互层,夹少量灰黄色中厚层生物碎屑灰岩及二层烟煤.石炭井地区李家沟一带,本组厚464.2 m.岩性为页岩、粉砂岩、中厚层石英砂岩,夹中层生物碎屑灰岩、泥灰岩及薄煤层(线).砂岩普遍发育板状斜层理和平行层理.贺兰山中段苏峪口响水一带,土坡组厚159.19 m.下部岩性以厚层-块状砾岩、中层细粒石英砂岩为主;上部则以粉砂质页岩、页岩为主,夹泥灰岩及薄煤层.贺兰山南段科学山东麓一带,本组厚>365.29 m.上部岩性为细粒石英砂岩、泥质粉砂岩、页岩,夹少量灰岩透镜体;下部岩性为微晶灰岩、砂屑灰岩与石英砂岩、粉砂岩、页岩不等厚互层[3-4].综上所述,本组岩石组合特征:下部为石英砂岩夹页岩及灰岩透镜体,中、上部则为石英砂岩与粉砂岩、砂质页岩、页岩呈不等厚互层,其中砂岩单层稳定性均较好,普遍发育板状斜层理和平行层理,显示了一套三角洲的沉积环境.1.2 太原组(C2P1t)太原组与下伏土坡组、上覆山西组均为整合接触.岩性为深灰-灰黑色页岩、炭质页岩、粉砂质页岩、泥岩,夹灰-灰白色薄-中厚层中细粒长石石英砂岩、粉砂岩、灰-灰黄色生物碎屑灰岩及2~4层可采煤层.泥页岩含植物化石,灰岩含蜓类、腕足类、腹足类及牙形石化石.厚412.89 m.贺兰山北段胡鲁斯台一带,太原组厚412.89 m.岩性为页岩、砂质页岩,夹中厚-薄层中细粒石英砂岩、生物碎屑灰岩、可采烟煤层及薄煤层、煤线.贺兰山中段响水一带,太原组厚189.59 m.岩性以页岩为主,夹厚层-中薄层中粗粒石英砂岩、泥灰岩、生物碎屑灰岩及煤层.另据这一带煤田普查的地表资料表明,含煤12层,一般不稳定,厚0.3~2.4 m不等.贺兰山南段一带本组地表未出露.本组在一般情况下,以灰-灰黑色页岩、泥岩为主,夹灰岩透镜体和砂岩等,含可采煤层;野外宏观色调以灰黑色为主,其中所夹砂岩单层稳定性较差,且在剖面上页岩数量相对较少,在贺兰山地区以大量灰黑色页岩(泥岩)终结,以灰黄色厚层砂岩(底部有一层煤)的底界作为本组顶界、山西组底界.本组厚度变化小,一般为110~180 m,胡鲁斯台地区最厚达412.89 m[4-5].综上所述,太原组岩石组合以碎屑岩类和黏土岩类发育为特征,横向变化主要表现在有无碳酸盐岩夹层和含煤多少上.沉积厚度以内蒙古阿拉善左旗胡鲁斯台最大,向北向南均有变薄之趋势.2 基本层序2.1 土坡组基本层序土坡组基本层序见图2.图2 土坡组基本层序图(1)Ⅰ类.呈粉砂质泥(页)岩、粉砂岩、细砂岩-砂岩-页岩夹灰岩向上变粗再变细层序.该层序发育于下段至上段.层序厚20~100 m,以30~50 m为主.下部由浅灰、浅黄灰色粉砂质泥(页)岩、粉砂岩、中薄层细粒砂岩构成,向上变粗的特征明显,泥(页)岩含植物,粉砂岩、砂岩发育沙纹层理;中部为浅灰、浅黄灰、灰白色厚-中层含钙质中细粒石英砂岩、长石石英砂岩夹少量粉砂-细砂岩、泥(页)岩,向上变细的特征明显,含植物茎杆,发育槽状交错层理、板状斜层理(侧积交错层理)、平行层理、沙纹层理;上部以黑色页岩、炭质页岩为主,夹不稳定层状、透镜状灰岩,偶夹煤层(线),页岩含双壳类、头足类、昆虫、植物化石和菱铁矿结核、铁钙质结核及次生石膏等,灰岩含腕足类、双壳类、腹足类和头足类化石等.由下部向上变粗(粉砂质泥(页)岩-粉砂岩-细砂岩)特征明显,中部为明显向上变细的砂体,有时为数个砂体叠置的复合砂体.中部与下部呈侵蚀接触.上部厚度小于下部和中部.该类层序显示了三角洲前缘相沉积特征,下、中、上三部分分别属分支流河口沙坝、远沙坝与海盆沉积亚相[6].(2)Ⅱ类.呈砂岩-页岩夹灰岩向上变细层序.发育于下段和上段,层序厚15~105 m.下部为浅灰、浅黄灰、灰白色厚-中层含钙质中细粒石英砂岩、长石石英砂岩夹少量粉砂-细砂岩、泥(页)岩,为明显向上变细的砂体;上部以黑色页岩、炭质页岩为主,夹透镜状、不稳定层状灰岩,偶夹煤层(线).上部厚度大于下部,显示了三角洲前缘相沉积特征,下部和上部分属远沙坝与海盆沉积亚相.(3)Ⅲ类.呈砂岩-(粉砂岩)-泥(页)岩向上变细层序.该类层序不发育,仅见于上段.层序厚20~50 m.下部为浅灰、褐灰、灰白色中厚层含钙质中细粒长石石英砂岩,含植物茎杆,发育槽状交错层理、板状交错层理(侧积交错层理)、平行层理、沙纹层理,自下而上粒度由粗变细,成层厚度由厚变薄,层理构造由大型变为小型,显示水动力条件由强变弱;上部由浅灰、灰白、深灰色(炭质)泥岩、炭质页岩、煤层(线)组成,时见夹粉砂岩,含大量植物化石和钙质结核,上部厚度大于下部.该类层序显示了三角洲平原亚相沉积特征,下部和上部分属分支河道亚相和沼泽亚相.2.2 太原组基本层序太原组基本层序见图3.图3 太原组基本层序图(1)Ⅰ类.呈砂岩-粉砂岩-泥(页)岩向上变细层序.发育于太原组下部,层序厚10~15 m不等.层序自下而上由中厚层中粗粒、中细粒砂岩、中薄层细砂岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥(页)岩及煤层(线)构成,底部时见砾岩、砂砾岩,砂岩发育大型板状斜层理、槽状交错层理、平行层理.粉砂岩、泥(页)岩含丰富的植物化石.该类层序向上变细的特征明显,具三角洲平原相沉积特征,下部与上部分别属分支河道亚相和沼泽微相.(2)Ⅱ类.呈粉砂质泥(页)岩、粉砂岩、细砂岩-砂岩-泥(页)岩夹灰岩向上变粗又变细层序.发育于中-上部,层序厚10~55 m不等.层序下部为粉砂质泥(页)岩、粉砂岩夹中薄层细砂岩,细砂岩发育沙纹层理;中部为发育大型板状斜层理、槽状交错层理、平行层理的中厚层砂岩,底部时含砾岩,向上明显变细,时见夹粉砂岩;上部以黑色页岩、炭质页岩、泥岩等黏土岩类为主,夹灰色中厚层生物碎屑灰岩及煤层(线),页岩含双壳类及植物化石,灰岩含腕足类、蜓类、双壳类及虫迹等动物化石.该层序具三角洲前缘相沉积特征,下、中、上三部分分别属分支流河口沙坝、远沙坝与海盆沉积亚相[5].(3)Ⅲ类.呈砂岩-(泥)页岩夹灰岩向上变细层序.层序厚15~50 m,层序下部为一个或数个叠置的砂体,其特征与上述Ⅱ类层序中部砂体相似;上部以黑色页岩、炭质页岩为主,夹灰岩、煤层(线),其特征与上述Ⅱ类层序上部相似.下部厚度一般小于上部.该类层序较发育,具三角洲前缘相沉积特征,下部、上部分别属远沙坝亚相和海盆沉积亚相.3 沉积相分析3.1 土坡组沉积相土坡组主要由陆源碎屑岩、泥质岩和少量碳酸盐岩及煤层(线)组成,前二者分别约占总厚度的31%和67%,碳酸盐岩约占总厚度的2%.从沉积特点来看,土坡组具有三角洲沉积环境特征,具体可细分为三角洲前缘相和三角洲平原相,而前三角洲相不发育.3.2 太原组沉积相太原组主要以陆源碎屑岩和黏土岩为主,夹碳酸盐岩及煤层(线),前二者分别约占总厚度的36%和62%,碳酸盐岩、煤层(线)各占总厚度的1%左右.从沉积特点看,太原组仍属三角洲沉积环境特征,分为三角洲前缘相和三角洲平原相,而前三角洲相仍不发育.4 沉积相及沉积环境演化特点4.1 沉积相序演化特点贺兰山地区石炭系沉积相演化序列见图4.总体看来,这是一个后退型浅水三角洲层序.在寒武纪的古剥蚀面之上,从土坡组底部的沉积开始,以三角洲平原河道相沉积为底,到晚石炭世末太原组顶部的三角洲相结束,构成了一个大的海进旋回.这与区域上的研究成果完全吻合.根据三角洲推进-回缩的演化,可进一步分出6个亚旋回[5].图4 石炭系沉积相序图从亚旋回的韵律性的频繁交替出现可以看出,其沉积环境长期处于动荡状态.在三角洲平原沼泽相中的劣质煤线、煤层多次产出,却不能形成较厚的工业开采煤,也说明沼泽相未稳定发育形成成煤沼泽以前,就被三角洲平原河道微相或支流间湾微相,甚至前三角洲所取代.这种频繁交替的环境及沼泽化进程的短暂不利于成煤沼泽的形成.只有在太原组中有两次成煤沼泽出现,尤其是第二次成煤沼泽发育好,形成煤层最厚,且该成煤沼泽相未被三角洲平原河道相冲刷破坏,煤层之上直接由前三角洲相灰岩所覆盖,成为石炭系的主采煤层.沉积相序的这种演化特点不仅控制了沉积层的粒度分布规律,而且也控制了剖面沉积序列的出现规律.在三角洲的回缩阶段,即从下到上由三角洲平原河道微相-三角洲平原沼泽微相-支流间湾微相-(河口沙坝、前缘沙坝)-前三角洲相演化时,表现为向上变细的沉积序列,在三角洲平原亚相中也表现了向上变细的沉积序列(图5),反映了一般河流沉积的二元结构层.但在三角洲推进阶段,即从下到上由前三角洲相-三角洲前缘沙坝微相-三角洲平原亚相演化时,表现为向上变粗的沉积序列(图6),反映了三角洲沉积的三元结构层.本区沉积相序演化的另一个特点是在三角洲平原亚相中,分流河道砂岩与泥炭沼泽、分流间湾等沉积频繁交替,其泥岩、页岩含量比砂岩丰富,属于“泥”包“砂”式结构,显示出该三角洲平原河流沉积为网状河流型.从整个相序旋回曲线可以看出,该三角洲沉积中前三角洲相沉积及三角洲沙坝和河口沙坝微相沉积不发育,而广泛发育的是三角洲平原相沉积及三角洲前缘亚相中的支流间湾微相沉积,该特点也说明测区的三角洲为浅水型[2,5].图5 三角洲回缩阶段的沉积序列图6 内蒙古呼鲁斯台上石炭统上部三角洲相沉积序列4.2 沉积环境演化特点本区自晚奥陶世整体上升成陆,中间缺失上奥陶统至下石炭统的沉积.直到早石炭世晚期测区才重新下降,遭受海侵.海水自南-西南向北-北东方向直达贺兰山北段和内蒙古桌子山区,沉积了有三角洲沉积环境特征的土坡组和太原组.根据与本区石炭系有关的区域地质资料及石炭系地层发育情况,晚石炭世早期以前,祁连海区的东延部分景泰—中卫海湾向东大体只延伸到贺兰山南段,并未到达贺兰山中、北段.直到晚石炭世晚期,景泰—中卫海湾继续扩大,越过灵武、银川等地,到达贺兰山中、北段,使石炭系地层由南向北逐渐向上超出不同时代的老地层,在贺兰山地区内沉积了晚石炭世早期地层土坡组及晚石炭世-早二叠世早期太原组.晚石炭早-中期,贺兰山地区一直处于一个向南西开口的海湾,并靠近西北缘.因为在贺兰山地区胡鲁斯台一带土坡组出露较全,而在柴达朗沟一带缺失土坡组中下部地层,所以土坡组上部地层直接不整合于寒武系之上.显然此时海湾延伸到了胡鲁斯台,而未进入柴达朗沟一带.晚石炭世中期末,海水才进入柴达朗沟一带,但此时一起处于水下高能环境,其沉积厚度比胡鲁斯台一带薄得多.晚石炭世晚期,贺兰山地区海侵范围有所扩大,特别是海湾东部的鄂尔多斯古陆下陷,使原来的海湾与华北海连成一片.整个沉积格局发生了较大改变,使石炭系的格局变为一个广阔的海陆交互环境,而不再限于古海湾沉积环境.晚石炭世晚期至早二叠世早期,祁连海与华北海沟通,整个华北同祁连—走廊区一样,呈现为广阔的陆表海环境.在频繁的海水进退作用下,沉积了太原组.太原组以三角洲平原相为主,三角洲前缘相次之,前三角洲相发育差.早二叠世早期末,本区抬升隆起,海水退出,结束海相沉积历史.海水主要是由南-西南向北-北东方向侵进的,早石炭世晚期以海进作用为主,沉积环境基本为半封闭的海湾,沉积相以碎屑岸线为主.晚石炭世至早二叠世早期整体演化为陆表海环境,海水时进时退(总体处于海退),发育进积类的浅水河控,并受潮汐作用影响的三角洲沉积.早二叠世早期末,海水退出本区.5结语本文通过对石炭纪地层单元的岩石特征、沉积特征和层序结构分析,认为宁夏贺兰山地区石炭纪地层是由一套陆源碎屑岩、泥质岩、黏土岩及少量碳酸盐及煤层(线)组成的,具有三角洲沉积环境特征.从沉积相及沉积环境演化特点来看,该三角洲沉积中前三角洲相沉积、三角洲沙坝和河口沙坝微相沉积不发育,而广泛发育的是三角洲平原相沉积及三角洲前缘亚相中的支流间湾微相.在晚石炭世到早二叠世,三角洲体系的沉积构成样式发生了明显变化,反映出早期受波浪作用较强、中期潮汐作用明显、晚期河流作用迅速增强的沉积演化规律[6].【相关文献】[1] 潘桂棠,肖庆辉,陆松年,等.大地构造单元划分[J].中国地质,2009,36(1):1-28.[2] 宁夏回族自治区地质矿产局.宁夏回族自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1996:4.[3] 白生明,王成,杨国安,等.1∶250000吉兰泰幅(J48C001003)区域地质调查报告[R].银川:宁夏地质环境监测总站,2007.[4] 白生明,王成,杨国安,等.1∶250000 银川市幅(J48C002003)区域地质调查报告[R].银川:宁夏地质环境监测总站,2007.[5] 宁夏回族自治区地质矿产局.宁夏回族自治区地质志[M].北京:地质出版社,1990:278-287.[6] 刘宝 ,曾允孚.岩石相古地理基础和工作方法[M].北京:地质出版社,1985.。

贺兰山东北段中奥陶统克里摩里组地球化学特征及其沉积环境分析

贺兰山东北段中奥陶统克里摩里组地球化学特征及其沉积环境分析

贺兰山东北段中奥陶统克里摩里组地球化学特征及其沉积环境分析马学东;李明涛;马彦云;梁志荣;黄生金;何庆志;王成【摘要】探讨贺兰山东北段桌子山地区克里摩里组碳酸盐岩的地球化学特征和沉积环境.对克里摩里组碳酸盐岩样品进行常量和微量元素分析,并探讨元素、组分的富集规律,分析沉积环境.结果表明,样品中SiO2的质量分数与Al2O3,K2O,TiO2,V 的质量分数呈明显的正相关,与CaO的质量分数呈明显的负相关,显示陆源物质会抑制碳酸盐岩矿物的沉淀;由Sr,Nb的质量含量及wV/wV-Ni,wZr/wAl,wRb/wK,wSr/wHa可知,桌子山地区的克里摩里组形成于干燥气候下盐度较高的还原环境,且海水较深为暖水.【期刊名称】《宁夏大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】5页(P160-164)【关键词】贺兰山东北段;中奥陶统克里摩里组;地球化学特征;沉积环境【作者】马学东;李明涛;马彦云;梁志荣;黄生金;何庆志;王成【作者单位】宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021;宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021;宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021;宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021;宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川750021;宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021;宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】P591;P534.42;P597根据岩石的地球化学特征判别其沉积环境是沉积学研究的重要方面.元素在地质体中的迁移富集规律,不仅取决于自身的物理化学性质,还受到古环境、古气候的制约.沉积地层中元素的分配、元素间质量比值变化及不同元素的组合,在一定程度上指示着古气候环境的演化历史,因此可用元素的地球化学特征来判断和分析沉积环境[1-4].笔者用元素地球化学方法,分析元素地球化学特征与沉积环境的关系,为探讨该地区中奥陶世沉积环境提供参考.1 地质概况贺兰山北段大地构造处于柴达木-华北板块中部华北陆块西缘鄂尔多斯西缘元古代-早古生代裂陷带内,西邻阿拉善微陆块[5](图1).该地区综合地层区划属柴达木-华北地层大区华北地层区鄂尔多斯西缘地层分区桌子山-青龙山地层小区.奥陶纪研究区处于相对凹陷的构造位置,地层发育较全且保存较为完整[6].下—中奥陶统为一套台地相碳酸盐岩沉积,中—上奥陶统则为海相碎屑岩-碳酸盐岩建造,其岩石地层序列自下而上分为:下奥陶统三道坎组、桌子山组;中奥陶统克里摩里组;上奥陶统乌拉力克组、拉什仲组、公乌素组和蛇山组.克里摩里组与下伏桌子山组、上覆乌拉力克组均为整合接触,岩性主要为灰黑色薄层泥质条带灰岩、薄层微晶灰岩夹生物碎屑灰岩及少量灰黑色页岩,产笔石及腕足类化石.研究区内岩性和厚度变化不大.2 样品的采集和测试样品采自贺兰山东北段石峡谷地区的克里摩里组内,其中1~3号样品为同一剖面自下而上第7,9,12层.所有样品未经蚀变、矿化和次生风化作用,其岩性主要为微晶灰岩及薄层泥质条带灰岩,分析测试在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成.样品在粉碎前用去离子水清洗,粗碎后用玛瑙研钵研磨至200目,再用 HF-HNO3 混合酸分解.常量元素用Axiosmax X 射线荧光光谱仪测定,微量元素用X Serise 2 等离子体质谱仪测定.结果见表1~2,测试结果均在允许误差范围内.图1 研究区大地构造位置及地质简图表1 克里摩里组碳酸盐岩样品中主要成分的质量分数 %样品岩性SiO2Al2O3TiO2Fe2O3FeOCaOMgOK2ONa2OP2O51灰岩36.362.910.110.130.5531.390.681.480.060.0452灰岩17.582.230.060.220.3343.000.850.850.060.0433灰岩11.421.260.060.710.4447.030.610.360.040.0414灰岩28.162.830.110.561.4121.7312.401.160.05—31∗灰岩32.775.990.292.01—27.052.791.970.170.04037∗灰岩13.871.620.071.45—40.691.250.780.100.029 注:31∗,37∗号样品数据来源于文献[7].表2 克里摩里组碳酸盐岩样品中微量元素的质量含量 10-6样号岩性VMnSrBaRbZrNiNb1灰岩29.095.4413634.032.621.114.12.512灰岩30.596.0114868.326.422.215.61.933灰岩37.8544.042164.115.214.721.21.564灰岩30.4593.0208159.030.417.212.72.2531∗灰岩30.334.3599133.757.540.720.34.4037∗灰岩—3.148023.411.516.1—1.10 注:31∗,37∗号样品数据来源于文献[7].3 地球化学特征影响碳酸盐岩中各元素的质量分数主要有:原始沉积环境、陆源区及成岩作用.由上述分析结果得出各元素的富集机制及相互依存关系(表3).1)根据碳酸盐岩中wMn/wSr的大小判断采集样品的成岩蚀变程度.若wMn/wSr<3.0,样品没有或受到轻微成岩作用的影响[8-10].该实验中,wMn/wSr<3.0,平均值为0.75,表明在沉积成岩过程中,样品基本没有受到成岩作用的影响,可用于重建沉积时的古环境.2)SiO2的质量分数与Al2O3,K2O,TiO2的质量分数呈明显的正相关.这些元素主要集中赋存于陆源泥质中,代表了陆源泥质的组分,其中K是组成伊利石黏土的主要成分,Al和Ti容易被吸附于黏土矿物中,是黏土矿物的主要组分[4,11].同时,这些组分与CaO的质量分数呈明显的负相关,说明沉积环境中陆源物质会抑制碳酸盐岩矿物的沉淀[4].3)P2O5的质量分数与SiO2,Al2O3,TiO2, K2O的质量分数呈正相关,与CaO,MgO的质量分数呈负相关.由现代海洋测定的数据可知,海水中的P浓度极低,是不饱和的,在海水中不能以无机方式直接大规模地沉淀出来,且海水中P的直接物源是含磷的陆源碎屑和富含磷质的海洋生物[1,4],说明P主要来自于陆源.4)Sr的质量分数与CaO的质量分数呈正相关,表明Sr主要赋存于方解石矿物中.Sr主要以类质同象的形式分布在自然界的造岩矿物中.最初Sr多保存于文石矿物中,成岩作用过程中随着文石向更稳定的低镁方解石转变,Sr多存在低镁方解石中[1,12-13].同时,Sr的质量分数与MgO的质量分数呈明显的负相关,说明在后期的白云化过程中,Sr的质量分数不断减少.5)V的质量分数与SiO2,Al2O3,TiO2,P2O5的质量分数呈正相关,与CaO的质量分数呈负相关.因黏土矿物对V的吸附作用,V主要赋存于黏土矿物中.说明沉积环境中的陆源泥质会抑制碳酸盐矿物的沉淀[1,4].表3 克里摩里组碳酸盐岩中各组分质量分数的相关系数SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O5VMnSrBaRbZrNbSiO21.000 0.730 0.643 -0.006-0.8270.292 0.899 0.333 0.487 0.214 -0.191-0.2510.7460.783 0.564 0.744 Al2O31.000 0.977 0.558 -0.6670.162 0.932 0.812 0.218 0.182 -0.3400.026 0.171 0.978 0.955 0.979 TiO21.000 0.688 -0.6100.1250.875 0.861 0.104 0.146 -0.298-0.0820.093 0.927 0.936 0.954 Fe2O31.000 -0.166-0.0390.375 0.880 -0.600-0.370-0.336-0.123-0.4540.384 0.595 0.452 CaO1.000 -0.743-0.772-0.320-0.188-0.072-0.1030.468 -0.369-0.672-0.422-0.623MgO1.000 0.180 -0.134-0.2100.117 0.599 -0.505-0.0850.180 -0.0880.123 K2O1.000 0.703 0.247 0.052 -0.429-0.0670.455 0.921 0.8370.897 Na2O1.000 -0.316-0.290-0.6210.118 -0.1610.683 0.863 0.715P2O51.0000.868 0.287 0.244 0.561 0.415 0.214 0.388V1.000 0.551 0.0510.186 0.352 0.169 0.367 Mn1.000 -0.513-0.150-0.256-0.488-0.240Sr1.000 -0.2680.071 0.269 0.027 Ba1.000 0.265 0.052 0.241 Rb1.000 0.927 0.991Zr1.000 0.938 Nb1.000 注:P2O5的数据用5件样品单独计算.4 沉积环境由于元素的分布特征不仅与元素本身的地球化学性质有关,而且受形成环境的制约,在不同地区、不同层位以及不同岩性中表现出很大差异.元素的分布特征明显指示该地区克里摩里组沉积时的水体深度、氧化-还原环境和古气候等变化(图2).1)沉积过程中,V,Ni,Fe,Co等铁族和亲硫元素的再富集一般距源区较远,且与还原介质有关[14].通常认为,wV/wV-Ni≥0.46指示为还原环境,wV/wV-Ni≥0.54指示为强还原环境[15—16].由图2、表2可知,实际测定样品的wV/wV-Ni>0.54,说明当时的沉积环境为较强的还原环境。

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宁夏贺兰山地区奥陶纪地层沉积环境演化规律探讨摘要:贺兰山地区奥陶纪地层发育良好,特征显箸。

依据形成时间,其岩石地层序列自下而上划分为马家沟组、米钵山组2个组级岩石地层单位;出露于贺兰山中—南段,隶属华北西缘地层分区和祁连—北秦岭地层分区。

笔者认为奥陶纪初期,海侵进一步扩大,海侵范围几乎含盖整个本区,形成了以碳酸岩盐为主的台地相沉积。

后期沉积环境发生了明显变化,以碎屑岩、泥岩为主夹薄层灰岩、砾屑灰岩、角砾岩,属次深海大陆斜坡沉积。

从岩石地层、地层层序、沉积相及沉积环境相演化序列总体看来,反映了一个海侵沉积序列演化规律。

关键词:奥陶纪岩石地层地层层序沉积环境演化规律贺兰山地区
贺兰山不但是构成宁夏、内蒙古两省的自然分界,也是我国河流内流区和外流区的分界,起着扼制西北寒风侵袭银川平原、阻挡腾格里沙漠东移的天然屏障作用。

其大地构造位置位于秦祁昆造山系(Ⅳ)和华北陆块区(Ⅱ)2个Ⅰ级构造单元的过渡地区,地处鄂尔多斯陆块(Ⅱ-5)、北祁连弧盆系(Ⅳ-1)与阿拉善陆块(Ⅱ-7)3个Ⅱ级构造单元的接合部位[1](图1)。

综合地层区划属华北地层大区(Ⅴ),大体贺兰山三关口向东南(牛首山以东、青龙山以西)至固原以东一线为界,西部属秦祁昆地层区(Ⅴ1)之祁连—北秦岭地层分区(Ⅴ12);东北—东部属晋冀鲁豫地层区(Ⅴ4)之华北西缘地层分区(Ⅴ41)和鄂尔多斯地层分区(Ⅴ44)。

1 岩石地层
奥陶纪地层发育良好,层序特征明显,其岩石地层序列自下而上马家沟组、米钵山组。

1.1 马家沟组(Om)
马家沟组在贺兰山中—北段连续沉积于阿不切亥组之上,而在贺兰山南段本组未见底,与上覆米钵山组整合接触(局地断层接触)。

由碳酸盐岩台地潮坪相沉积组成。

马家沟组层序特征明显;主要反映了5个基本层序。

(1)厚层砂屑微晶灰岩—薄纹层含砂屑微晶灰岩—钙质板岩向上变细变薄层序。

(2)厚—巨厚层含燧石条带砾屑微晶灰岩—薄层泥质条带微晶灰岩—中厚层微晶灰岩、白云岩层序。

(3)厚—巨厚层微晶砂屑灰岩—中薄层疙瘩状微晶(砂屑)灰岩向上变细(薄)层序。

(4)中厚—巨厚层含砾屑砂屑灰岩—厚—巨厚层含燧石条带鲕粒灰岩层序。

(5)巨厚层含燧石条带微晶砂屑灰岩、微晶鲕粒灰岩—泥质斑纹
砂屑微晶灰岩层序。

1.2 米钵山组(Omb)
本组岩性为浅灰—灰绿色薄—中厚层浅变质长石石英(杂)砂岩与板岩、粉砂质板岩不等厚互层,夹灰色薄层灰岩、灰岩、厚层—块状砾岩、砾屑灰岩、含砾板岩透镜体。

其岩石组成较为庞杂,重力流和浊流沉积十分发育,岩相变化急剧,沉积厚度变化巨大,显示了典型的大陆斜坡相沉积特征。

米钵山组主要有下列7种基本层序。

(1)角砾岩层序。

(2)砾岩—板岩夹碳酸盐岩层序。

(3)含砾板岩—板岩夹碳酸盐岩层序。

(4)砂岩—板岩层序。

(5)块状砾屑灰岩—中厚层灰岩—薄层灰岩向上变薄变细层序。

(6)砾屑灰岩—板岩夹碳酸盐岩层序。

(7)板岩与灰岩互层层序。

2 沉积相、沉积环境及其演化
奥陶纪频临华北陆表海西缘,与华北腹地一样,发育一套由台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成的陆表海沉积。

2.1 马家沟组沉积相及沉积环境
马家沟组为台地潮坪相沉积,可划分为潮上带和潮间带两个亚相。

潮上带发育于马家沟组下部。

由浅灰、红灰、灰色薄—中层微晶—粉晶白云岩、角砾状白云岩、深灰色厚层微晶含灰质白云岩及少量浅黄灰、肉红色板岩组成。

白云岩发育层纹构造,显示潮汐作用微弱,水动力能量很低。

角砾状白云岩可能为沉积物脱水干涸而形成的角砾。

潮间带发育于中—上部。

由深灰色中厚层—块状(含泥质网纹)微晶灰岩及少量深灰色泥质网纹、斑纹灰岩组成。

马家沟期(两河口晚期—大弯早期),海侵达继续扩大,沉积了以碳酸岩盐为主的马家沟组,属碳酸岩盐台地潮坪相沉积。

2.2 米钵山组沉积相及沉积环境
米钵山组属次深海大陆斜坡相沉积,重力流沉积发育,可划分为浊
流和泥石流沉积。

浊流沉积该类沉积最为发育。

由灰绿色薄—中层浅变质中—细粒长石石英砂岩和灰绿—深灰色板岩、粉砂质板岩组成。

并可见由砂岩形成的粒序层理及不同粒度砂岩构成的韵律性较强的类复理石建造,发育鲍马序列(图2)。

鲍马序列厚度变化在0.3~1.5 m之间,其中砂岩与泥岩的比例变化在5∶1~1∶2之间,多数序列中砂岩类厚度比泥岩厚度大,表明浊流沉积时是高流速的,而且可能接近浊流的物源区。

从砂岩的成层厚度大、砂泥比值高(4∶1)等均可看出,米钵山组浊积岩是近源相的,属近基浊积岩。

泥石流沉积是米钵山组的主要沉积类型,由灰—灰绿色巨厚层—块状砾岩组成,其中砾石含量30%~70%不等,砾石成分以来源于台地上的各种灰岩为主,次为硅质岩、砂岩、板岩,砾径大小悬殊,一般5~20 cm,大者可达数米,有时见巨大岩块(漂砾),砾石磨园差,以棱角—次棱角状为主,大小混杂堆积,无定向,无层理构造,反映浊积水道在平面上的迅速迁移,具泥石流沉积的典型特征,有些砾石之长轴直立,反映出泥石流具有较高的粘度。

砾岩之填隙物为泥质、钙质和砂,基底—孔隙式胶结,杂基支撑。

砾岩体呈透镜状产出,底面常与下伏岩层(板岩、灰岩)呈斜切或截切关系(创蚀面),与上覆岩层截然。

含砾板岩之砾石含量<30%,显示不明显的递变层理和局部的砾石叠瓦状构造。

米钵山组除上述宏观沉积相外,在其中—上部还发育有块状砂岩
和下斜坡沉积(灰岩、板岩)。

前者主要为厚—巨厚层浅变质长石石英砂岩,粒序层理不发育,常与典型浊积岩共生,属浊积扇扇顶辫状水道沉积;后者由薄层微晶灰岩、砾屑灰岩、砂屑灰岩和板岩组成,薄层灰岩发育滑塌构造及层间揉皱,滑动岩层变形强烈,具有典型的斜坡相沉积特征。

米钵山期(大弯晚期—庙坡期),海侵达到高潮,范围扩大,华北海与祁连海连通,大体在大弯期末—牯牛潭期初始,直到宝塔期,本区南北发生了明显的分化,贺兰山南段沉积的米钵山组属大陆斜坡下部的深海—次深海沉积。

沉积地球化学证据表明,米钵山组的物源具有活动陆缘及岛弧性质,综合考虑贺兰山地区所处的区域构造背景,物源可能来自南部的北祁连地区;生物地层表明,大弯期末开始牙形石动物种群由华北型转向华南型,反映了海侵方向有了明显的变化,海水由南向北侵入,体现了两个不同地层分区之沉积特点。

故在空间上构成南北深而中段浅的强烈坳陷盆地格局。

3 结语
本文通过对奥陶纪岩石地层单位的时空分布分析,笔者认为奥陶纪初期,海侵进一步扩大,海侵范围几乎含盖整个本区,形成了以碳酸岩盐为主的台地相沉积(马家沟组)。

大弯期末—庙坡期,贺兰山南段沉积环境有了明显变化,于马家沟组之上沉积了米钵山组,其厚度在
2000 m以上,以碎屑岩、泥岩为主夹薄层灰岩、砾屑灰岩、角砾岩,属次深海大陆斜坡沉积。

参考文献
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