1、1996年9月j藕顯品粼蠹y第卯卷第3期北祁連東段早石炭世前黑山期巖相古地理主要特征.作再三（蘭州大學(xué)地質(zhì)系.甘肅蘭州，7 30000）本區(qū)地處北祁連加里東揩虢帶東部國(guó)藪自耨科學(xué)基金（8535hl號(hào)）及南京地質(zhì)古生物研究所“現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)開(kāi)放研究實(shí)臉室贊助工第893113 號(hào):原稿收到日次門99505-17,修改稿收到日期：1曬5-0919/9郭一06-w九早石城世前黑山期區(qū)內(nèi)為海灣性質(zhì)的陸表海域.前 黑山中期，秦嶺海水第一次侵入本區(qū)，形成海灣并逐步擴(kuò)大、超覆，形成了以障壁海岸環(huán)境為 主的由碑居巖.貝巖以及灰?guī)r組成的海陸交互相的沉積巖系,相區(qū)由三角洲平原相和俄海平 原相組成,前黑山組中段

2、含有石膏層，在中國(guó)的早石炭世沉積中很具特色.基底斷裂活動(dòng)造成 了本區(qū)沉積基底塊斷式差異沉降作用，因此,本區(qū)各地段的巖相古地理特征均差異很大: 關(guān)鍵詞 北祁連東段，前黑山組早石炭世，巖相.古地理,甘肅北祁連東段系指甘南武威以東，區(qū)域構(gòu)造上包括了北祁連加里東褶皺帶及走廊過(guò)渡 帶的廣大地區(qū)。本文論及的范圍西起天祝,東至同心一土坡一帶（東經(jīng)106”線附近工常起 坪城靖遠(yuǎn)一線，北至北緯38。線附近，面積約3700km,前黑山組是區(qū)內(nèi)石炭紀(jì)最早沉 積，出露良好，韻律清晰，化石豐富，易于對(duì)比。近年來(lái)，筆者對(duì)該區(qū)進(jìn)行了研究，先后實(shí)測(cè)了磁窯、井兒川,紅水堡、響水“下河沿、福 祿村等主干剖面，并觀察了校育川拉牌水

3、及磨石溝等剖面，采集了大量的沉積相標(biāo)本，并 進(jìn)行了室內(nèi)測(cè)試分析，通過(guò)礦物巖石學(xué)、沉積學(xué)、地球化學(xué)、古生態(tài)學(xué)、古構(gòu)造等方面的研 究,為本區(qū)巖相古地理研究提供了翔實(shí)的黃料.一、地層的劃分與對(duì)比1巖石地層特征前黑山組是北祁連地區(qū)石炭紀(jì)最早的巖石地層單元，以陸源碎屑及濱海碳酸鹽沉積 為主,夾海相及陸相泥巖及頁(yè)巖,底部通常為陸相薄層礫巖或含礫粗砂巖;與下伏晚泥盆 世沙流水群呈假整合或不整合接觸,有的地方還超覆在其它老地層之上.各地前黑山組巖件差異較大，其中以景泰響水、駱駝水及拉牌水等地海相碳酸鹽巖所 占比例校大i東部的靖遠(yuǎn)磁窯、寧夏的中衛(wèi)、中寧地區(qū)碳酸鹽巖相對(duì)減少，以砂、頁(yè)巖互層 占優(yōu)勢(shì).沉積厚50m3

4、00m,平均厚度160m180m,磁窯及單梁山一帶最發(fā)育,本區(qū)前黑山組根據(jù)巖石組合特征，旋回性及古生物化石特征，劃為3個(gè)巖性段，即前 黑山組下段、中段和上段（圖1兀下段以中粗粒碎屑巖為主，夾少量灰?guī)r及灰?guī)r透鏡體，厚 度較小中段以碳酸鹽巖為主，夾蒸發(fā)巖及藻類灰?guī)r，厚度較大上段砂、頁(yè)巖互層夾少量 石灰?guī)r,厚度與中段相仿.1994-2010 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 3期翟再三:北祁連東段早石炭世前窸山期巖相古地理主要特征195_ll_b1。聲閆

5、|】|5口 12% | 口口 m 5wj 15圖1北祁連東部早石炭世杜內(nèi)驗(yàn)前黑-山組柱狀對(duì)比圖1.石青12灰?guī)r進(jìn)鎮(zhèn)體.3.瓶瘩狀灰?guī)r，4.白云巖s.泥質(zhì)亞巖f &砂質(zhì)京巖？工藻類灰?guī)ri 3-頁(yè)巖:9.砂質(zhì)頁(yè)巖.10,砂巖* 11.含礫粗砂巖；12.臭牛溝蛆13.上泥盆統(tǒng)沙漉水群？ 14.上泥盆統(tǒng)中寧里t15.中奧陶統(tǒng)車輪溝組2地層時(shí)代前黑山組由錢志錚u976）建立,主要根據(jù)在景泰前黑山剖面中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)有獨(dú)特的小型 腕足類化石e或horistites heshanenstscleitothyrdina madia及苔輝蟲，介形蟲和植物化石 等*西安地質(zhì)學(xué)院（1989）在景泰福祿村剖面同層位建立了 e

6、ochoristites-schucherteua 合,證實(shí)前黑山組的存在及其時(shí)代為早石炭世杜內(nèi)期（tqum/i小口 age）.在靖遠(yuǎn)磁窯大水溝剖面t高聯(lián)達(dá)（1980,1985）對(duì)原臭牛溝組下段（李星學(xué)，1974）雜色 巖系進(jìn)行了抱粉分析，鑒定出33屬69個(gè)種，以單環(huán)室的抱子占優(yōu)勢(shì)，約點(diǎn)胞粉總量的 80% 口單環(huán)室胞子中t auroraspora和iphozonotriletes兩屬占絕大多數(shù)，并建立auroras- pora-lophonctril組合帶。大體上可以與西歐、北美、俄羅斯及澳大利亞等地杜內(nèi)階 的跑子組合對(duì)比，也大致相當(dāng)于我國(guó)西南地區(qū)巖關(guān)階,前黑山組還產(chǎn)亞鱗木，擬鱗木等早 石炭世

7、早期植物化石，因此，前黑山組為杜內(nèi)期沉積，二、沉積相1沉積相標(biāo)志本區(qū)前黑山組沉積最厚的地段是靖遠(yuǎn)磁窯一帶和寧寅衛(wèi)、寧北山，沉積厚度分別為 加2m、300m,向四周變薄，巖石類型及其環(huán)境含有變化,bl碎屑巖 前黑山組碎屑巖在剖面底部，以陸源礫巖及含礫粗砂巖為主,不整合于沙 流水群之上或超覆不整合在早古生代變質(zhì)巖之上（圖de中上部以中一細(xì)粒鈣質(zhì)膠結(jié)石 英砂巖為主,分選性及磨圓度中等一良好（圖版】，圖8）0雜砂巖較少，表明碎屑物在河口 地帶、三角洲前緣、堡島或潮汐三角洲受潮汐水流或;海浪簸選電12碳酸鹽巖 石灰?guī)r及白云巖主要位于前黑山組的中段，下段及上段莪少，并且以響 水、福祿村及紅水堡較發(fā)育（圖1

8、兀碧石類型較多,有礫屑灰?guī)r，生物碎屑泥晶灰?guī)r、亮晶 含砂新粒灰?guī)r及泥晶灰?guī)r等“藻類灰?guī)r有凝塊石灰?guī)r，疊層石灰?guī)r、團(tuán)粒泥晶灰?guī)r及核形 石灰?guī)r（圖版1，圖6）等.白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r及藻類白云巖（圖版i，圖5,7）在前黑山組 中段莪普遍，但在各剖面中厚度不等.在福祿村第22層和靖遠(yuǎn)石灰溝第3孱，藻類灰?guī)r中 含有大量的腕足類、苔蜂蟲等化石及生物碎屑，組成粘結(jié)格架或纏結(jié)格架.這是原地生成 的造架生物，可抗擊一定的風(fēng)浪，成為濱、淺海間的局部障壁,垠據(jù)它的規(guī)模及形態(tài)，應(yīng)屬 于發(fā)育早期的點(diǎn)礁圖2x1.3蒸發(fā)鹽巖石膏是本區(qū)的重要礦產(chǎn)，甘塘一小紅山石,膏礦已構(gòu)成大型工業(yè)礦床，石 膏礦層厚達(dá)35m80m,此外在中衛(wèi)

9、下河沿.騾子溝及野貓子山夾有大型石膏透鏡體，井 且灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖有增加，在云臺(tái)山，呂家新莊及梁水園子前黑山組中段局部 可見(jiàn)石膏層,紅水堡地區(qū)的大沙河，北沙組、小營(yíng)盤水及白茨水沙河等地也有小型石膏礦 在開(kāi)采，上述某些礦點(diǎn)及福祿村、余丁及閻地拉圖該層位內(nèi)的鈣質(zhì)頁(yè)巖中還產(chǎn)有石鹽及石 鹽假晶.表明上述層系在沉積過(guò)程中，含鹽度大大超過(guò)了正常值，14泥巖前黑山組以紫、雜色泥巖占優(yōu)勢(shì)，其上為薄層狀灰色、深灰色及黑色頁(yè)巖“頁(yè) 巖中以伊利石為主，高嶺石和綠泥石次之（表ix灰色頁(yè)巖中產(chǎn)植物化石及碎片：深灰色 泥巖中產(chǎn)小型腕足類、腹足類、介形類及雙殼類等化石,它們是廣鹽性底棲生物化石，形成 于含鹽度不正常

10、、海水流動(dòng)不暢的受局限環(huán)境。2微量元素磁窯大水溝，景泰福祿村及紅水堡剖面前黑山組泥巖微量元素分析結(jié)果如下（表1）工表1鴕黑山組部分剖面微量元素表剖 面層號(hào)-b/gasr/ba伊利石（川）64 7l 746 43123. j25.9n3. 30.1651.2破窯大水溝3-10.7136工20+2&52一】.353-l 33景泰福稀村”140. 08-71-100. 15-201理泰紅水建”al. 5由表1可知，多數(shù)b/ga在3. 34.5之間，福祿村及紅水堡剖面sr/ba變化區(qū)間較 大;大水溝剖面粘土礦物中伊利石為25.9%7l 43%,平均值52%。這些表明，前黑山期 沉積環(huán)境變化在海陸過(guò)渡環(huán)

11、境海洋環(huán)境.參考其它沉積特征，大水溝剖面的第6,9及 11層,可分別劃為“潮間潮上帶力/分支河道”及“潮間帶”環(huán)境,與區(qū)域沉積環(huán)境對(duì)比一*引自西安地質(zhì)學(xué)臟等門9的），僅供叁考.致“3沉積構(gòu)造前黑山組下段以斜層理為主，還有板狀單向斜層理、雙向交錯(cuò)層理及槽狀交錯(cuò)層理 等。反映了大陸水體在入海的河口地帶，河流牽引水流側(cè)向加積的結(jié)果。該組中段，特別 是井兒川，磁窯及下河沿等地,產(chǎn)較典型的砂紋層理（圖版i ,圖1,2九碳酸鹽巖發(fā)育的層 段，以激波狀層理及波狀層理多見(jiàn),它表現(xiàn)了沉積過(guò)程中受波浪或潮流影響的特征.三，沉積相的劃分根據(jù)上述沉枳相標(biāo)志，前黑山組沉積相帶、相及亞相劃分如下:三角洲平原相帶潮上蒸發(fā)坪

12、亞相 |潮坪相e潮間砂、泥混合坪亞相i 5濱海平原相帶i潮下亞相”潟湖泥巖-碳酸鹽巖相12藻礁相 口 3碳酸鹽臺(tái)地相 l四、巖相古地理基本特征1巖相古地理輪廓及其形成前黑山中期是一次最大的海侵活動(dòng)，以此編制前黑山期巖相古地理圖（圖2r本區(qū)北部為阿拉善古陸，東部為鄂爾多斯西緣古陸，南部為隴西古陸所環(huán)繞的具海灣 性的陸表海,周圉的古陸構(gòu)成了盆地的油源區(qū).北部古海岸達(dá)n3邛左右，東部在土坡一同 心一帶（e106口線附近），南部海岸線在永登一靖遠(yuǎn)一線區(qū)內(nèi)香山古品將本區(qū)分成南北兩 個(gè)沉積區(qū)，分別為北祁連沉積及走廊沉積區(qū).海湖,潮坪和陸棚海相間排列,三角洲展布于 盆地的周圍海岸帶附近，組成豐富多彩的古地理

13、景觀.北祁連早古生代歷經(jīng)了地槽發(fā)育階段，具地堡性質(zhì)，末期經(jīng)加里東運(yùn)動(dòng)，地堇系閉合, 結(jié)束了早古生代的發(fā)展史.晚古生代泥盆系陸相碎屑巖系為上疊地塹式沉積，具山間拗陷 性質(zhì).這種沉積作用，對(duì)加里東運(yùn)動(dòng)后北祁連崎岷不平的古地理環(huán)境起到了填平補(bǔ)齊的作 用?然而正是由于它的基底具有繼承性斷裂拗陷性質(zhì),平衡又被破壞,因此，泥盆系沉積在 北祁連與走廊地帶具有明顯的不均勻性。石炭紀(jì)的沉積及海侵活動(dòng)正是在這種泥盆紀(jì)不 均衡沉降作用下進(jìn)行的,前黑山期，基底是在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下，產(chǎn)生的平行于區(qū)域構(gòu)造線走向（nww 向）延伸的主干斷裂，將基底切割成南北斷陷沉降帶,它們之間的香山古島很可能是走廊 剝蝕帶的東延部分。

14、它們組成了北祁連東段以海灣為特征的古地理格局（圖2）,區(qū)內(nèi)不同 地段，其沉降幅度與速率、沉積厚度與相的組合特征均有很大的差異。2巖相古地理的演化前黑山早期，以河流的地質(zhì)作用為主,陸源碎屑以砂.礫巖為主，夾紫雜色泥巖.有些 底礫巖及砂巖成分雜，成熟度低，表明它們系近岸蝕源區(qū)的產(chǎn)物口有些地點(diǎn)（青羊山及以 北）沉積缺失1，總的看，它的厚度薄，沉積范圍小，不普遍.此后為短暫的，小規(guī)模的海侵,b陸古 - 5jj茅山 o阿拉詢地搜國(guó) ”， 入1 不氤,，中山o ,中、 ，中衛(wèi)大石共3、；.；【山w甘如香、吳忠多都kqn 山。0”屋二.磁密.由州限株村一船沖島f古陸，景界水隴16加a西11, j口a 3 位

15、” h rrrh ftti?e htthj圖北祁連東段早石炭世前黑山期巖相古地理概圖1 .古陸+ 2.沉積相界域1 3,沉積等厚線* 4.藻盛; 5.三角洲相茶潮上璃發(fā)評(píng)7 .潮間帶* 8.福湖相仇藻養(yǎng)相f 10,碳酸蕊臺(tái)地相海相石灰?guī)r多含泥砂或以透鏡體產(chǎn)出，說(shuō)明陸源物質(zhì)的帶入抑制了碳酸捻的沉積作用 干燥、炎熱的氣候條件，紫、雜色泥巖中多處可見(jiàn)干裂構(gòu)造.海水含鹽度不正常，除了僅在 陸相層產(chǎn)亞鱗木、古蕨等植物化石外，海相生物化石屬種單調(diào)、量少，前黑山早期沉積相、 厚度及其變化明顯受古地形控制.前黑山期中期，有一次規(guī)模較大的海侵活動(dòng)，海水廣布，形成了海相碳酸鹽巖系.在香 山古島西部及北部沉積了白云

16、巖、白云質(zhì)灰?guī)r和石膏-在剖面中白云巖發(fā)育的層段，石膏 層也發(fā)育，這是北祁連早石炭世前黑山中期具有特色的巖石地層單元口下部疙瘩狀灰?guī)r及 伴隨干裂（圖版，圖4）的產(chǎn)出，可能是碳酸鹽巖弱固結(jié)沉積物受干縮一淋濾作用后，經(jīng) 再膠結(jié)而形成的.其上為碳酸捻巖夾石膏層上海侵作用主要是向西北及東北超覆，前黑山 中段超覆在下段之上，.形成海侵層序.在靖遠(yuǎn)石灰溝和福祿村還形成了點(diǎn)礁，成為濱海地 帶障壁，故福祿村一靖遠(yuǎn)一線以南形成了潟湖一潮坪環(huán)境,當(dāng)時(shí)潮濕與干熱的氣候交替變 化-在濕熱氣候條件下形成的某些減酸鹽巖中，產(chǎn)有腕足類、苔醉蟲等窄捻性底棲生物，表 明它生存于含鹽度較為正常的海水中*夾有白云巖及石膏層的石灰?guī)r，

17、產(chǎn)雙殼類、腹足類 及介形蟲等廣鹽性底植生物化石及藻類化石，表明它處于干熱的戚化海環(huán)境“前黑山晚期形成的前黑山組上段為河流相夾潟湖一湖坪相沉積，海侵萎縮.頁(yè)巖中產(chǎn) 菱鐵礦結(jié)核，植物化石與腹足類、雙殼類及魚類共生，系過(guò)渡環(huán)境,最后地殼上升，海水退 出，結(jié)束了前黑山期的沉積u 3海侵方向1994-2010 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 206地 層 學(xué) 雜館卷本區(qū)西部天祝磨石溝,臭牛溝等地，僅保存本組下段沉積工中厚層狀細(xì)礫巖及含礫粗 砂巖，具低角度斜

18、層理，產(chǎn)植物莖干化石,厚度僅17m28m,為河道相沉積,由此向西（武 威士塔，肅南柴窩鋪，永昌紅山窯等）缺失前黑山組全部沉積口寧夏的衛(wèi)、寧地區(qū)，北部沉積 邊界不超過(guò)牛首山；由牛首山至賀蘭山地區(qū)，除前黑山組缺失外，其上的各組如紅土洼組， 羊虎溝組及太原組逐漸向北超覆，層位提高.早有炭世海水侵入北祁連東段，海水來(lái)自秦嶺海槽，已無(wú)爭(zhēng)議,但海水從哪個(gè)方向侵 入本區(qū)，通常有兩種看法:其一，秦嶺海槽海水可能在中祁連有較寬通道進(jìn)到古浪南部，井 向北東方向侵漫.這樣，北祁連東段便成為南祁連海的東延部分（西安地質(zhì)學(xué)院等，1989）1 其二,認(rèn)為天水二靜寧一帶有石炭紀(jì)納繆爾期地層零星出露，還存有海相二疊，三看系的

19、 分布，鄂爾多斯西緣深斷裂帶大致也從上述地區(qū)與西秦嶺走向斷裂帶交匯，可能構(gòu)成秦嶺 海水進(jìn)入本區(qū)的通道，海水向北及西侵入形成超覆（李星學(xué)等，1993）。孰是孰非，由于研究 程度不夠，難以定論,有待以后深入研究,五、結(jié)語(yǔ)1北祁連東段早石矍世前黑山期，是繼晚泥盆世沙流水群沉積之后的晚古生代第一次海 侵，沉積了海陸交互相巖系i2前黑山組含有膏鹽沉積,為本區(qū)的典型特征,3前黑山期古地理景觀是,周圍受古陸限制的、具有海灣性質(zhì)的陸表海環(huán)境孑4繼泥盆紀(jì)干熱氣候之后，早石炭世前黑山期是干熱與濕熱氣候交替變化階段，其后,整 木石炭紀(jì)為持續(xù)的濕熱氣候；5秦嶺海水侵入本區(qū)的海水通道確切位置及海侵方向，有待進(jìn)一步研究，

20、善 考 文 獻(xiàn)西安地質(zhì)學(xué)院菩的區(qū)甘南河西走廊東部地區(qū)石炭紀(jì)地層及沉積相和生幡條件的研究,西安；西北大學(xué)出版社李里學(xué).吳秀元.沈泄隆尊99上北都連山東段豺爆爾期地層和生物畔-群南：山東科學(xué)技術(shù)出版社, 1一4船. 性再二,l993,北祁連東段石炭紀(jì)古地理與構(gòu)造關(guān)系,初探-甘肅地質(zhì)學(xué)報(bào),加力：61-砧.佟再三,李漢業(yè)，1994北祁連東段石炭紀(jì)巖相古池理基本特征.沉積學(xué)報(bào)門工門3的一95.傅再三j9m.靖遠(yuǎn)磁窯早石熊世況積環(huán)境基本特征，蘭州大學(xué)學(xué)摘（.自然科學(xué)版），期口313 110.霍福臣，港行造,尤國(guó)林等j驕正寧艮地質(zhì)概說(shuō).北京：科學(xué)出版社. 11一工年+characteristics of l

21、ithofacies and pa 1 eogeographyof 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 th

22、e first fime invaded the eastern part of northern qilian mt. forming a gulf and then the invasion became progressively. （下轉(zhuǎn)第 206 頁(yè)）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 sc

23、ience shettgli冉出.,257015)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

24、dominated this area, with 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

25、pseudocandana longa and 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 environmentgt接第195頁(yè))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