北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征.pdf

卷期 年月沉积学报 妥北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征①咚再三李汉 业②兰州大学地质系,兰州,祖典本区早石炭世,秦岭海域海水以天水一静宁古海峡为通道侵入本区,向北、西超扭,形成“日型海清环境,沉积了以海清一泻湖徽相及潮坪相为主夹少碳酸盐台地相含煤岩系晚石炭世,海侵进一步扩大,红土洼期一羊虎沟期为“,”字型海湾,太原期,北祁连海与华北、华南及天山海域连成一片,沉积了滩相、湘坪相及三角洲相为主的含煤岩系沉积作用向银川以北、武威以西超筱关润北祁连东段古炭纪岩相古地理作者简介件再三男岁副教授沉积岩石学及岩相古地理北祁连东段指武威以东地区,区域构造上包括了北祁连加里东褶皱带及走廊过渡带的广大地区本文论及范围概括了西起甘肃古浪东至宁夏同心,北起甘肃民勤一内蒙古阿拉善左旗一线,南抵甘肃永登一靖远一线的广大区域,面积约区内石炭系发育齐全,出露良好,化石丰富是晚古生代重要煤炭资源基地之一地层的划分与对比本区地层区划属北祁连地区,包括了武威一中宁分区,走廊一六盘山分区及靖远一西吉小区本文将本区石炭系划分为下石炭统和上石炭统表根据岩性特征、生物组合及接触关系等,进行了全区地层的划分与对比石炭系研究的新进展主要如下前黑山组底部与下伏的晚泥盆世沙流水群连续或假整合接触,页岩中产亚鳞木、拟鳞木和古鳞木等植物化石。

灰岩中产腕足类￡优一“树‘左“组合年钱志铮报道了景泰黑 山发现杜 内期的沉积,命名前黑山组高联达,于磁窑大水沟在李星学划分的臭牛沟组下段建立 了抱粉组合带,与西欧杜 内期抱粉带对比,也相当贵州地区岩关期的沉积因此,将其从原臭牛沟组划分出来,命名前黑山组奥牛沟组相当于韦宪期的沉积,大致相当于贵州地区的大塘阶地层中动、植物化石丰富,并由下至上建立了、、及四个抱粉带近年,由于在臭牛沟组上段既隧石条带状灰岩中发现 了大量纳缪尔早期蜓类化石,故把这一段沉积划入靖远组纳绍尔期蜻远组和红土洼组近年,在年划分的靖远组下段和中段,发现了大量的菊石、抱粉、牙形刺及植物等化石,时代相当于纳缪尔早期带,将其单独划分为狭义的靖远组,置于下石炭统顶部①国家 自然科学羞金资助项 目⑧通迅联系人件再三沉积学报卷表北祁连东段石炭纪地层系统表年年代地层层西欧阶北祁连东段组上上上斯截芬阶阶太原组组石石石炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭炭统统统维斯发阶阶羊虎沟组组纳纳纳缪尔阶阶红土洼组组坛下下下下靖远组组石石石石石石石石石石石石石石石石石石炭炭炭韦宪阶阶奥牛沟组组统统统杜杜杜内阶阶前黑 山组组新义靖远组代表了臭牛沟组之上、红土洼组含带牙形刺灰岩之 下的一段沉积,并以产“,‘一阴菊石动物群和以蒯’,牙形刺动物群为特征,以产锉木、纤弱楔叶及多种网羊齿以及许多具维斯发期植物群和 以抱粉、组合为其生物群带 的判别标志纳缪尔早期带。

原靖远组 上段底部发现的相当于西欧棱菊石类月娜带的标志性牙形刺“,,上部有一带菊石,故将其命名为红土洼组该组相当于纳缪尔中晚期的沉积,代表晚石炭世早期的地层单元沉积相的划分及主要特征沉积相的划分本区为海陆交互相含煤岩系根据所处古地理位置,构造背景、岩石类型及结构构造特征,古生物组合、古生态及地球化学特征和沉积相的分异程度等,本区石炭系分为大陆相组和滨岸过渡相组,然后再划分个相区,个相、个亚相,其中某些亚相还划分出了微相表沉积相主要标志河道相以粗碎屑岩 为主,常见大型斜层理,底部有冲刷堤泛相砂岩粒度较细,泥质岩增多,有时夹薄煤层,水平层理及砂纹层理,常见植物化石微量元素一,,三角洲平原相 由三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲亚相构成垂向上 由下至上碎屑岩的粒度变粗,水平层理、砂纹层理一大型交错层理图版,、、常见前三角洲相,海相动物化石与植物化石共存三角洲前缘及三角洲平原相植物化石增多微量元素一,一滨海平原相区由潮坪、海滩 及碳酸盐台地相组成潮上及潮下亚相以泥质岩及碳酸盐为主图版,潮间带以中、细粒碎屑岩为主,成熟度较高,动、植物化石共生,潮汐层理发育图版,砂 岩粒度概率 曲线,以跳跃 组分 为主,斜率较陡悬浮组分一,斜率也较陡。

期终再三等 北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征表沉积相划分简表相相组组相区区相相亚相相微相相大大陆陆滨海冲海平原原河道未分分未分分堤堤堤堤泛曰曰曰曰滨滨滨三角洲平原原三角洲平原原泛滥盆地川川未分分岸岸岸过过过过过分流河道,渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡渡三三三三角洲前缘缘支间 湾圣圣圣河河河河河口坝遥遥遥远远远远远砂 坝,璧璧璧前前前前三角洲未分分分滨滨滨海平原原潮坪坪潮上,燕发坪,,, ,,泥泥泥泥泥泥坪,‘〕〕沼沼沼沼沼沼泽,潮潮潮潮潮间,未分分潮潮潮潮潮下,于于潮渠,于,’’海海海海海海湾一泻湖,全海海海海滩,未分分未分分碳碳碳碳酸盐台地地碳酸盐潮坪坪未分分互互互碳碳碳碳碳酸盐台地地地百百百百百去去去海滩相以中粒海绿石 石英砂岩为主 图版,,低角度冲洗交错层理粒度概率 曲线,跳跃组分达,斜率最陡 悬浮组分写,斜率也最陡碳酸盐台地相,主要为泥晶灰岩及生物碎屑灰岩,夹少量泥质岩水平微波状层理,海相动植物化石丰富,如蜒 类、珊 瑚、苔鲜、腕足、菊石及瓣 鳃类等,生物 分异度较高,含 遗迹化石‘砚图版,微量元素一,,岩相古地理基本轮廓前黑山期沉积范 围较小,它是对泥盆纪沉积填平 补齐的基础上发展起来的。

秦岭海槽的海水,经 天水一静宁海峡侵入本区,由北、西 浸漫,北部达 阿拉 善左旗,东达东经线 附近,南部 的海岸线在坪城一靖远一线,天祝磨石沟为西部沉积边界沉积区呈“门”字型海湾图区内地形分割较强,岩相古地理差异较大香山一带为古隆起,由一些岛屿组成 可能是走廊隆起带的东延部分,将本区分隔成南北两个 沉积区南部景泰一靖远拗陷,为北祁连加里东褶皱带的一部分下部 由堤泛相及潮上带组成,中上部为泥坪微相,灰岩、页岩夹白云质岩图版,及藻类灰岩等沉积 中心在磁窑,厚一卫宁拗陷为走廊过渡带的一部分,形成了海湾泻湖环境中一细粒砂岩与泥岩互层夹灰岩、白云岩及石膏,有的层位含食盐假晶海相动物化石少,种属单调,页岩中产植物化石及碎片一,沉积中心在单梁山一带香山岛屿周围的海岸线附近,为潮上蒸发 环境沉积了碎屑岩、泥质岩、灰岩 夹厚层石膏沉积学报卷层红水堡附近有许多矿点正在开采,甘塘一小红 山石膏矿工业价值最大此外下河沿、骡子沟及野 猫 子山等地也赋存石膏矿哈根高勒嗯“久弓为毛,’‘一陆,、‘,哑团口国回国画回国回替剥蚀区图北祁连东段早石炭世黑山期岩相占地理略图沉积相界线沉积等厚线月三角洲前缘相潮上燕发坪微相潮间坪亚相潮渠徽相海湾一泻湖徽相碳酸盐台地相海侵方向,相带的分布、拗陷带的展布均呈北西向 表明其控于区域构造线。

前黑 山期早期为干热的气侯条件,氧化一弱氧化环境后期转移为干热与湿热交替的气侯,弱氧化一弱还原环境奥牛沟期一靖远期沉积范围扩大,香山古岛下沉成为水下隆起,秦岭海水继续沿天一靖海峡侵入本区,向北部、西部形成超覆,是一次规模较大的海侵活动仍为“,”型海湾臭牛沟组为三角洲含煤沉积,垂向上显示 出向海推进的海退沉积层序靖远组 为纳缪尔早期沉积,下部是厚层碳酸盐台地相含隧 石条带灰岩厚层灰岩在靖远磁窑最厚一此外,在磨石沟、红水堡及校育川等地碳酸盐也较发育,并且灰岩中产丰富的海相动物化石上部为碳酸盐潮坪、碎屑岩和泥质岩沉积,夹薄煤层灰岩透镜体中产带菊石,页岩中产脉羊齿一 网羊齿植物化石组合靖远组沉积也较普遍,但厚度差别大、相变快,局地有缺失永 昌夹道可能为西部边界,牛首山为卫宁地区北部沉积边界本区的靖远磁窑、宁夏校育川及阎地拉图 等地拗陷较深,沉积厚度大,臭牛沟组一靖远组 的厚度分别为、米和来该期 由于基底断裂活动及差异沉降作用,形成了若干个小型拗陷其中磁窑、阎地拉图及红水堡为碳酸盐台地相沉积其它广大地区为潮坪环境,仅在东部及西南部海岸带发育了三角前缘相及潮下亚相沉积臭牛沟一靖远期为潮湿的热带气候,弱氧化一弱还原环境。

期终再三等北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征红土洼期一羊虎沟期秦岭海水继续侵入本区,沉积范围进一步扩大海水向东接近东经线,南部达永登一靖远一线以南纳缪 尔晚期 银北地区开始下沉,形成了宁夏海湾,接受了红土洼组及羊虎沟组的沉积,后者厚度偏大、沉积超筱普遍水昌红 山窑为红土洼组沉积的大致西部边界羊虎沟组在河西走廊沉积较普遍并超覆在较老的变质岩之卜呈一“型海湾图一⋯月书设‘泛授彭︸二⋯⋯‘咬召,二三 弓巨刁〔 刃〕 巨口二廷」,哈替阿于之产陆可⋯’·’那,’尔斯西缘众广议········⋯⋯剥蚀区图匕祁连东段晚期石炭世红上注期一羊虎沟期岩相古地理略图沉积相界线沉积等厚线月潮间坪亚相潮下亚相海滩相海侵方向一红水堡一拉牌水一上碱水一校育川一线为本区的障壁滩,是以碎屑岩为主的海滩相沉积由于相变,福禄村、响水及校育川等地缺失了红土洼组带化石的产出北部的卫宁地区为拗陷的中心,海湾一泻湖微相的补偿性沉积,总厚度在以上由于相变或构造的原 因,卫宁及其以北地区,也普遍缺失红土洼组底部带的沉积磁窑一福禄村一带为潮坪环境红 上洼期一羊虎沟期,气候湿热,雨量充沛,形成了多层薄煤景泰一靖远地区,羊虎沟期末,经历了一次上升运动。

福禄村一上碱水一磁窑一线以南地区缺失太原组的沉积二迭系大黄沟组假整合在羊虎沟组之上太原期景泰一靖远上升之后,太原期的沉积明显向北迁移部尔多斯西缘隆起开始下沉成为水下隆起华北海与祁连海湾间的挡水“闸门于已打开,形成 了与华北、华南及天山海域连通的海区,海侵扩大图北部古陆边缘为潮间一潮上带及沼泽相沉积,南部古陆边缘为三角洲及海湾一泻湖徽相沉积,中部一些地区为潮下亚相东部受鄂尔多斯西缘贺兰 山一六盘 山深断裂带活动的影沉积学报卷响,韦洲拗陷太 原组厚以上,为海湾一泻湖微相夹潮间一潮上带的沉积单梁山拗陷受沙坡头一同心一彭堡断裂控制,太原组厚达余米阿,位善、陆哈根离勒、味乙卜卜下沪二从砚确·食吴·山、⋯、 二首 禅‘旅······· ····⋯⋯香, 一喊‘之二户口户一·⋯’二“·⋯,·尸沪·⋯碧一之傲理月·益布,’’”“一”·⋯单梁山,一,牙 山 甲一一一’·穿’、沪替娜陇‘”‘布矛蟹笋一乞氛,’巨己 巨二〕二口‘匹」 【 工口呕工 习国习,,坛登,击卜」水六石一一剥蚀区图匕祁连东段晚石炭世太原期岩相古地理略图沉积相 界线沉积等厚线三角洲平原相三角洲前缘相潮上一潮间带潮下亚相海湾一泻湖微相海侵方向海侵方向的论证秦岭海水以天水一静宁海峡为通道侵入本区。

根据天祝磨石沟为前黑 山组沉积西部大致边 界此后臭牛沟组、靖远组及红土洼组等沉积渐次向西超覆同样,宁夏地区早石炭世 的沉积大致不超过牛 首山,而晚石炭世的红上洼组、羊虎沟组及太原组渐次向银北超覆例如,卫宁地区普遍发育的纳缪 尔期带,在牛首山超覆在老变质岩之再往北,又被纳缪尔期带、带 超覆在变质岩之上代替表明沉积层位,往北逐渐抬高陇西隆起东部的静宁界石堡、威戌、通 渭的何家山等地,有晚石炭世早期沉积在西秦岭北带的海相石炭系中也发现有真形菊石、比材菊石及 网纹菊石等纳缪 尔期化石此外,陕西凤县草凉释、天水社棠及武山新寺等地有纳缪 尔期含煤地层的分布在通渭一带还发育了海相二叠系、三叠 系石炭 系的沉积 中心 在景泰一磁窑及卫宁地区,碳酸盐沉积较其它地区层数多、总厚度大有关的地球物理资料认为,陇西隆起 的东界应止于武山附近并且天水一静宁一带表现 出南北 向断裂拗陷性质期作再二等北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征结语早石炭 世及晚石炭 世早一 中期,秦岭海水以天一静海峡为通道侵入本区,海侵逐渐扩大,形成超覆 晚石 炭世晚期,与华北、华南及 天水海域海水连通本区为一具海湾性质的陆表海域早石炭世,形成“,”字型海湾红几洼期羊虎沟期,牛首山以北贺兰 山地区下沉,接受沉积 形成宁夏海湾全区总体上构成“州”字型海湾。