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1、1996年9月J藕显品粼蠹Y第卯卷第3期北祁连东段早石炭世前黑山期岩相古地理主要特征.作再三（兰州大学地质系.甘肃兰州，7 30000）本区地处北祁连加里东揩虢带东部国薮自耨科学基金（8535Hl号）及南京地质古生物研究所“现代古生物学和地层学开放研究实脸室赞助工第893113 号:原稿收到日次门99505-17,修改稿收到日期：1晒5-0919/9郭一06-W九早石城世前黑山期区内为海湾性质的陆表海域.前 黑山中期，秦岭海水第一次侵入本区，形成海湾并逐步扩大、超覆，形成了以障壁海岸环境为 主的由碑居岩.贝岩以及灰岩组成的海陆交互相的沉积岩系,相区由三角洲平原相和俄海平 原相组成,前黑山组中段
2、含有石膏层，在中国的早石炭世沉积中很具特色.基底断裂活动造成 了本区沉积基底块断式差异沉降作用，因此,本区各地段的岩相古地理特征均差异很大: 关键词 北祁连东段，前黑山组早石炭世，岩相.古地理,甘肃北祁连东段系指甘南武威以东，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。本文论及的范围西起天祝,东至同心一土坡一带（东经106”线附近工常起 坪城靖远一线，北至北纬38。线附近，面积约3700km,前黑山组是区内石炭纪最早沉 积，出露良好，韵律清晰，化石丰富，易于对比。近年来，笔者对该区进行了研究，先后实测了磁窑、井儿川,红水堡、响水“下河沿、福 禄村等主干剖面，并观察了校育川拉牌水
3、及磨石沟等剖面，采集了大量的沉积相标本，并 进行了室内测试分析，通过矿物岩石学、沉积学、地球化学、古生态学、古构造等方面的研 究,为本区岩相古地理研究提供了翔实的黄料.一、地层的划分与对比1岩石地层特征前黑山组是北祁连地区石炭纪最早的岩石地层单元，以陆源碎屑及滨海碳酸盐沉积 为主,夹海相及陆相泥岩及页岩,底部通常为陆相薄层砾岩或含砾粗砂岩;与下伏晚泥盆 世沙流水群呈假整合或不整合接触,有的地方还超覆在其它老地层之上.各地前黑山组岩件差异较大，其中以景泰响水、骆驼水及拉牌水等地海相碳酸盐岩所 占比例校大I东部的靖远磁窑、宁夏的中卫、中宁地区碳酸盐岩相对减少，以砂、页岩互层 占优势.沉积厚50m3
4、00m,平均厚度160m180m,磁窑及单梁山一带最发育,本区前黑山组根据岩石组合特征，旋回性及古生物化石特征，划为3个岩性段，即前 黑山组下段、中段和上段（图1兀下段以中粗粒碎屑岩为主，夹少量灰岩及灰岩透镜体，厚 度较小中段以碳酸盐岩为主，夹蒸发岩及藻类灰岩，厚度较大上段砂、页岩互层夹少量 石灰岩,厚度与中段相仿.1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/3期翟再三:北祁连东段早石炭世前窸山期岩相古地理主要特征195_ll_B1。声闫|】|5口 12% |
5、口口 M 5wj 15图1北祁连东部早石炭世杜内验前黑-山组柱状对比图1.石青12灰岩进镇体.3.瓶瘩状灰岩，4.白云岩S.泥质亚岩f &砂质京岩？工藻类灰岩i 3-页岩:9.砂质页岩.10,砂岩* 11.含砾粗砂岩；12.臭牛沟蛆13.上泥盆统沙漉水群？ 14.上泥盆统中宁里T15.中奥陶统车轮沟组2地层时代前黑山组由钱志铮U976）建立,主要根据在景泰前黑山剖面中发现产有独特的小型 腕足类化石E或horistites heshanenstsCleitothyrdina madia及苔辉虫，介形虫和植物化石 等*西安地质学院（1989）在景泰福禄村剖面同层位建立了 Eochoristites
6、-SchucherteUa 合,证实前黑山组的存在及其时代为早石炭世杜内期（TQum/i小口 Age）.在靖远磁窑大水沟剖面t高联达（1980,1985）对原臭牛沟组下段（李星学，1974）杂色 岩系进行了抱粉分析，鉴定出33属69个种，以单环室的抱子占优势，约点胞粉总量的 80% 口单环室胞子中t Auroraspora和Iphozonotriletes两属占绝大多数，并建立Auroras- pora-Lophonctril组合带。大体上可以与西欧、北美、俄罗斯及澳大利亚等地杜内阶 的跑子组合对比，也大致相当于我国西南地区岩关阶,前黑山组还产亚鳞木，拟鳞木等早 石炭世早期植物化石，因此，前黑
7、山组为杜内期沉积，二、沉积相1沉积相标志本区前黑山组沉积最厚的地段是靖远磁窑一带和宁寅卫、宁北山，沉积厚度分别为 加2m、300m,向四周变薄，岩石类型及其环境含有变化,bl碎屑岩 前黑山组碎屑岩在剖面底部，以陆源砾岩及含砾粗砂岩为主,不整合于沙 流水群之上或超覆不整合在早古生代变质岩之上（图De中上部以中一细粒钙质胶结石 英砂岩为主,分选性及磨圆度中等一良好（图版】，图8）0杂砂岩较少，表明碎屑物在河口 地带、三角洲前缘、堡岛或潮汐三角洲受潮汐水流或;海浪簸选电12碳酸盐岩 石灰岩及白云岩主要位于前黑山组的中段，下段及上段莪少，并且以响 水、福禄村及红水堡较发育（图1兀碧石类型较多,有砾屑灰
8、岩，生物碎屑泥晶灰岩、亮晶 含砂新粒灰岩及泥晶灰岩等“藻类灰岩有凝块石灰岩，叠层石灰岩、团粒泥晶灰岩及核形 石灰岩（图版1，图6）等.白云岩及白云质灰岩及藻类白云岩（图版I，图5,7）在前黑山组 中段莪普遍，但在各剖面中厚度不等.在福禄村第22层和靖远石灰沟第3孱，藻类灰岩中 含有大量的腕足类、苔蜂虫等化石及生物碎屑，组成粘结格架或缠结格架.这是原地生成 的造架生物，可抗击一定的风浪，成为滨、浅海间的局部障壁,垠据它的规模及形态，应属 于发育早期的点礁图2X1.3蒸发盐岩石膏是本区的重要矿产，甘塘一小红山石,膏矿已构成大型工业矿床，石 膏矿层厚达35m80m,此外在中卫下河沿.骡子沟及野猫子山
9、夹有大型石膏透镜体，井 且灰岩、白云质灰岩及白云岩有增加，在云台山，吕家新庄及梁水园子前黑山组中段局部 可见石膏层,红水堡地区的大沙河，北沙组、小营盘水及白茨水沙河等地也有小型石膏矿 在开采，上述某些矿点及福禄村、余丁及阎地拉图该层位内的钙质页岩中还产有石盐及石 盐假晶.表明上述层系在沉积过程中，含盐度大大超过了正常值，14泥岩前黑山组以紫、杂色泥岩占优势，其上为薄层状灰色、深灰色及黑色页岩“页 岩中以伊利石为主，高岭石和绿泥石次之（表IX灰色页岩中产植物化石及碎片：深灰色 泥岩中产小型腕足类、腹足类、介形类及双壳类等化石,它们是广盐性底栖生物化石，形成 于含盐度不正常、海水流动不畅的受局限环
10、境。2微量元素磁窑大水沟，景泰福禄村及红水堡剖面前黑山组泥岩微量元素分析结果如下（表1）工表1鸵黑山组部分剖面微量元素表剖 面层号-B/GaSr/Ba伊利石（川）64 7L 746 43123. J25.9n3. 30.1651.2破窑大水沟3-10.7136工20+2&52一】.353-L 33景泰福稀村”140. 08-71-100. 15-201理泰红水建”Al. 5由表1可知，多数B/Ga在3. 34.5之间，福禄村及红水堡剖面Sr/Ba变化区间较 大;大水沟剖面粘土矿物中伊利石为25.9%7L 43%,平均值52%。这些表明，前黑山期 沉积环境变化在海陆过渡环境海洋环境.参考其它沉积
11、特征，大水沟剖面的第6,9及 11层,可分别划为“潮间潮上带力/分支河道”及“潮间带”环境,与区域沉积环境对比一*引自西安地质学脏等门9的），仅供叁考.致“3沉积构造前黑山组下段以斜层理为主，还有板状单向斜层理、双向交错层理及槽状交错层理 等。反映了大陆水体在入海的河口地带，河流牵引水流侧向加积的结果。该组中段，特别 是井儿川，磁窑及下河沿等地,产较典型的砂纹层理（图版I ,图1,2九碳酸盐岩发育的层 段，以激波状层理及波状层理多见,它表现了沉积过程中受波浪或潮流影响的特征.三，沉积相的划分根据上述沉枳相标志，前黑山组沉积相带、相及亚相划分如下:三角洲平原相带潮上蒸发坪亚相 |潮坪相E潮间砂、
12、泥混合坪亚相I 5滨海平原相带I潮下亚相”潟湖泥岩-碳酸盐岩相12藻礁相 口 3碳酸盐台地相 L四、岩相古地理基本特征1岩相古地理轮廓及其形成前黑山中期是一次最大的海侵活动，以此编制前黑山期岩相古地理图（图2r本区北部为阿拉善古陆，东部为鄂尔多斯西缘古陆，南部为陇西古陆所环绕的具海湾 性的陆表海,周圉的古陆构成了盆地的油源区.北部古海岸达N3邛左右，东部在土坡一同 心一带（E106口线附近），南部海岸线在永登一靖远一线区内香山古品将本区分成南北两 个沉积区，分别为北祁连沉积及走廊沉积区.海湖,潮坪和陆棚海相间排列,三角洲展布于 盆地的周围海岸带附近，组成丰富多彩的古地理景观.北祁连早古生代历经
13、了地槽发育阶段，具地堡性质，末期经加里东运动，地堇系闭合, 结束了早古生代的发展史.晚古生代泥盆系陆相碎屑岩系为上叠地堑式沉积，具山间拗陷 性质.这种沉积作用，对加里东运动后北祁连崎岷不平的古地理环境起到了填平补齐的作 用?然而正是由于它的基底具有继承性断裂拗陷性质,平衡又被破坏,因此，泥盆系沉积在 北祁连与走廊地带具有明显的不均匀性。石炭纪的沉积及海侵活动正是在这种泥盆纪不 均衡沉降作用下进行的,前黑山期，基底是在区域构造应力场作用下，产生的平行于区域构造线走向（NWW 向）延伸的主干断裂，将基底切割成南北断陷沉降带,它们之间的香山古岛很可能是走廊 剥蚀带的东延部分。它们组成了北祁连东段以海
14、湾为特征的古地理格局（图2）,区内不同 地段，其沉降幅度与速率、沉积厚度与相的组合特征均有很大的差异。2岩相古地理的演化前黑山早期，以河流的地质作用为主,陆源碎屑以砂.砾岩为主，夹紫杂色泥岩.有些 底砾岩及砂岩成分杂，成熟度低，表明它们系近岸蚀源区的产物口有些地点（青羊山及以 北）沉积缺失1，总的看，它的厚度薄，沉积范围小，不普遍.此后为短暂的，小规模的海侵,B陆古 - 5JJ茅山 O阿拉询地搜国 ”， 入1 不氤,，中山O ,中、 ，中卫大石共3、；.；【山W甘如香、吴忠多都KQN 山。0”屋二.磁密.由州限株村一船冲岛F古陆，景界水陇16加A西11, J口A 3 位” H rrrh fTT
15、i?E HTThJ图北祁连东段早石炭世前黑山期岩相古地理概图1 .古陆+ 2.沉积相界域1 3,沉积等厚线* 4.藻盛; 5.三角洲相茶潮上璃发评7 .潮间带* 8.福湖相仇藻养相F 10,碳酸蕊台地相海相石灰岩多含泥砂或以透镜体产出，说明陆源物质的带入抑制了碳酸捻的沉积作用 干燥、炎热的气候条件，紫、杂色泥岩中多处可见干裂构造.海水含盐度不正常，除了仅在 陆相层产亚鳞木、古蕨等植物化石外，海相生物化石属种单调、量少，前黑山早期沉积相、 厚度及其变化明显受古地形控制.前黑山期中期，有一次规模较大的海侵活动，海水广布，形成了海相碳酸盐岩系.在香 山古岛西部及北部沉积了白云岩、白云质灰岩和石膏-在
16、剖面中白云岩发育的层段，石膏 层也发育，这是北祁连早石炭世前黑山中期具有特色的岩石地层单元口下部疙瘩状灰岩及 伴随干裂（图版，图4）的产出，可能是碳酸盐岩弱固结沉积物受干缩一淋滤作用后，经 再胶结而形成的.其上为碳酸捻岩夹石膏层上海侵作用主要是向西北及东北超覆，前黑山 中段超覆在下段之上，.形成海侵层序.在靖远石灰沟和福禄村还形成了点礁，成为滨海地 带障壁，故福禄村一靖远一线以南形成了潟湖一潮坪环境,当时潮湿与干热的气候交替变 化-在湿热气候条件下形成的某些减酸盐岩中，产有腕足类、苔醉虫等窄捻性底栖生物，表 明它生存于含盐度较为正常的海水中*夹有白云岩及石膏层的石灰岩，产双壳类、腹足类 及介形
17、虫等广盐性底植生物化石及藻类化石，表明它处于干热的戚化海环境“前黑山晚期形成的前黑山组上段为河流相夹潟湖一湖坪相沉积，海侵萎缩.页岩中产 菱铁矿结核，植物化石与腹足类、双壳类及鱼类共生，系过渡环境,最后地壳上升，海水退 出，结束了前黑山期的沉积U 3海侵方向1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/206地 层 学 杂馆卷本区西部天祝磨石沟,臭牛沟等地，仅保存本组下段沉积工中厚层状细砾岩及含砾粗 砂岩，具低角度斜层理，产植物茎干化石,厚度仅17m28m,为河道
18、相沉积,由此向西（武 威士塔，肃南柴窝铺，永昌红山窑等）缺失前黑山组全部沉积口宁夏的卫、宁地区，北部沉积 边界不超过牛首山；由牛首山至贺兰山地区，除前黑山组缺失外，其上的各组如红土洼组， 羊虎沟组及太原组逐渐向北超覆，层位提高.早有炭世海水侵入北祁连东段，海水来自秦岭海槽，已无争议,但海水从哪个方向侵 入本区，通常有两种看法:其一，秦岭海槽海水可能在中祁连有较宽通道进到古浪南部，井 向北东方向侵漫.这样，北祁连东段便成为南祁连海的东延部分（西安地质学院等，1989）1 其二,认为天水二静宁一带有石炭纪纳缪尔期地层零星出露，还存有海相二叠，三看系的 分布，鄂尔多斯西缘深断裂带大致也从上述地区与西
19、秦岭走向断裂带交汇，可能构成秦岭 海水进入本区的通道，海水向北及西侵入形成超覆（李星学等，1993）。孰是孰非，由于研究 程度不够，难以定论,有待以后深入研究,五、结语1北祁连东段早石矍世前黑山期，是继晚泥盆世沙流水群沉积之后的晚古生代第一次海 侵，沉积了海陆交互相岩系i2前黑山组含有膏盐沉积,为本区的典型特征,3前黑山期古地理景观是,周围受古陆限制的、具有海湾性质的陆表海环境孑4继泥盆纪干热气候之后，早石炭世前黑山期是干热与湿热气候交替变化阶段，其后,整 木石炭纪为持续的湿热气候；5秦岭海水侵入本区的海水通道确切位置及海侵方向，有待进一步研究，善 考 文 献西安地质学院菩的区甘南河西走廊东部
20、地区石炭纪地层及沉积相和生幡条件的研究,西安；西北大学出版社李里学.吴秀元.沈泄隆尊99上北都连山东段豺爆尔期地层和生物畔-群南：山东科学技术出版社, 1一4船. 性再二,L993,北祁连东段石炭纪古地理与构造关系,初探-甘肃地质学报,加力：61-砧.佟再三,李汉业，1994北祁连东段石炭纪岩相古池理基本特征.沉积学报门工门3的一95.傅再三J9M.靖远磁窑早石熊世况积环境基本特征，兰州大学学摘（.自然科学版），期口313 110.霍福臣，港行造,尤国林等J骄正宁艮地质概说.北京：科学出版社. 11一工年+Characteristics of lithofacies and pa 1 eoge
21、ographyof the Early Carboniferous Qianheishan agein eastern part of Northern Qilian Mt.Tong ZaUsan（Defmrtmcnt af Geology, Lumhou Univcrsity TLanzhou730000）Abstract The Qianheishan Formation is equal to Tournaisiiin, During the middle Qian- heishan time,the marine water for the first fime invaded the
22、 eastern part of Northern Qilian Mt. forming a gulf and then the invasion became progressively. （下转第 206 页）Biostratigraphy and sedimentary environments of thePaleogene in the Shore Zone,ShandongXiu Sben-cheng Wu Shou-fa Fan Nai-min Li Bao-li Liu Ninglitstitut of Gfaiogical Science Shettgli冉出.,257015
23、)Abstract The principles of biostratigraphy , &jedimentology and element geochemistry are comprehensively applied to the study of the Paleogene of the Shore Zone of Shandong Province. During the deposition of the Kongdian to Bongyitig Formation * th巳 sediments of lake facies dominated this area, wit
24、h sediments of fluvial and alluvial facies occurring on some occasions. The Nos. 1 and 2 members of the Shahejie Formation include respectively five ( Ilyocyprimorpha jinanensis-rFuberacyproidcs sulcdta t Cyprin argara- Eucypris faviformis f Camarocypris elliptica-Ct Longa f Pseudocandana longa and
25、Virgato cypris triangularis communities) and three ostraced communities (Limnocypthere arma- ta-Pseudocanduna deplanata ? Miniocypris subtriangularis-Phacocypris panheensis and Xiyingia luminosa-Guangbeinia inzhenensis communities).Key words Shandong biostratigraphy Paleogene sedimentary environment
26、Gt接第195页)A sedimentary rock system of alternative marine-continental facies was formed in a barrier coast environment This rock system consists mainly of clastic rocks shale and limestanes The facies realm was made up of delta and seashore. The middle part of the Early Caboniferous Qianheishan Forma
27、tion contains gypsum, a typical sedimentary feature in the Early Carboniferous of China. Owing to the basement fault resulting in the subsidence of the sedimentary basement with a Mock difference,there are great differences in the Hthofacies and paleogeographic features among all sectors of this are
28、a.Key words Qianheishan Formation, lithofacies, paleogeography, North QiUian Mt., Gansu图版说明图 版 1 .上疑砂纹层理,潮坪相.磁窑大水沟,前黑山组中段层.2 .砂纹层理.潮汐砂坝相,红水保，前黑山组中段,6层,3 .脉状层理及透镜状层理，潮坪相.红水堡，前黑山组上段J3层.4 .修饰波痕及干裂.潮间上带.大水沟，前黑山组中段*6层.5,白云质灰岩之波状会.星石（LLH型）,德相“大水沟t前黑山组下段,2层.6 .砂质梭形石（SS-C型）,礁相，靖远石灰沟,前黑山钳中段,4层.7 .砂质细品白云岩，湖上带。大水沟，前黑山组中段，3层*（一38 .钙质邺粒石英砂岩，潮间带口红水鎏，前黑山组上段,14层，X401一）*1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/