高建平， 周立發(fā)， 羅婷婷

(西北大學(xué)地質(zhì)系，陜西 西安 710069)

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鄂爾多斯及鄰區(qū)中新元古界沉積特征及巖相古地理研究

高建平， 周立發(fā)， 羅婷婷

(西北大學(xué)地質(zhì)系，陜西 西安 710069)

中新元古界在世界范圍內(nèi)都是一個沉積特征明顯的重要層系。鄂爾多斯及鄰區(qū)的中新元古代大致發(fā)育了穩(wěn)定型、過度型、活動型和冰川沉積型四種基本沉積類型。以不同構(gòu)造階段的地層沉積特征研究為基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造環(huán)境分析，通過編制巖相古地理圖的方式，重點對洛南斷裂以北的鄂爾多斯南緣及西南緣長城紀、薊縣紀和震旦紀的巖相古地理及其演化進行了研究。

鄂爾多斯盆地；中新元古界；沉積特征

1　長城紀巖相古地理特征及其演化

鄂爾多斯及鄰區(qū)長城紀的構(gòu)造-沉積格局是清楚的，自西南向東北依次分布著五個不同的沉積相區(qū)，它們是北祁連-北秦嶺深海盆地火山巖-碎屑巖相分布區(qū)，河西走廊深水陸棚碎屑巖分布區(qū)，西緣和南緣淺水陸棚碎屑巖-白云巖相分布區(qū)，盆地西部海岸砂巖相分布區(qū)，盆地東北部陸相砂巖分布區(qū)。

北祁連-北秦嶺深海盆地火山巖-碎屑巖相分布區(qū)大致以西南華山斷裂-洛南斷裂為北界。斷裂南北兩側(cè)的巖性組成、變質(zhì)程度、火山活動、構(gòu)造變形程度都有很大的差異，完全屬于不同的沉積組合類型，斷裂以北的長城系明顯屬于穩(wěn)定型的沉積組合，而斷裂以南則屬于活動型沉積組合。斷裂以南的活動型沉積組合以北祁連地區(qū)的海原群和北秦嶺地區(qū)的寬坪群為代表。

河西走廊深水陸棚碎屑巖分布區(qū)推測在西南華山斷裂-洛南斷裂以北和青銅峽-固原斷裂以南的西南緣地區(qū)沉積了一套深水陸棚或斜坡環(huán)境過渡型的碎屑巖沉積組合，由于后期地層的沉積疊加，使得這一地區(qū)的長城系并沒有出露。

西緣和南緣淺水陸棚碎屑巖-白云巖相分布區(qū)在青銅峽-固原斷裂以東和洛南-寶雞斷裂以北，馬家灘-環(huán)縣-鎮(zhèn)原-富平-永濟一線以西或以南的區(qū)域，沉積了以黃旗口群和高山河群為代表的長城系，巖相特征分析，整體屬于淺水陸棚碎屑巖-白云巖相，地層兩分明顯，下部以碎屑巖為主，向上逐步過渡為碎屑巖和碳酸鹽巖互層沉積。這個地區(qū)的長城系在地層的巖性組合上，明顯屬于穩(wěn)定型沉積組合，但是相對于盆地內(nèi)典型的穩(wěn)定型沉積組合，其沉積厚度明顯要大，尤其是南緣地區(qū)最為明顯。

盆地西部海岸砂巖相分布區(qū)由于后期地殼抬升，盆地西部海岸砂巖相區(qū)的沉積物遭到不同程度的抬升和剝蝕。目前的研究表明，這個地區(qū)僅保存了相當于黃旗口群下部沉積，而上部沉積保存不全。

盆地內(nèi)的長城系僅限于賀蘭山-西緣地區(qū)的黃旗口群、桌子山-伊盟隆起上的西勒圖族或長城系，不包括相當于南緣地區(qū)的熊耳群及其同時代的沉積物。

2　薊縣紀的巖相古地理特征及其演化

鄂爾多斯南緣及鄰區(qū)的薊縣系主要是一套以碳酸鹽鹽為主的沉積組合，且碳酸鹽巖以白云巖為主。薊縣系的白云巖在整個鄂爾多斯及鄰區(qū)都有廣泛分布，且在區(qū)域上有很好的對比性，尤其是以南緣地區(qū)的薊縣系龍家園組和巡檢司組為代表的硅質(zhì)條帶白云巖和硅質(zhì)條紋白云巖。

相對于長城紀來講，鄂爾多斯地區(qū)薊縣紀的構(gòu)造-沉積格局并無太大變化，只是由于長城紀末的地殼抬升，盆地沉積范圍有所收縮，主要變現(xiàn)為東北部古陸的形成。這個時期，自西南向東北依次分布著四個不同的沉積相區(qū)，它們是北祁連-北秦嶺深海盆地火山巖-碎屑巖相區(qū)，河西走廊臺地前緣白云巖相，西緣和南緣開闊海臺地白云巖-藻白云巖相，盆地西部海岸砂頁巖-白云巖相，盆地東北部隆起區(qū)。相對于長城系，碎屑巖相沉積的大規(guī)模較少，白云巖的特別發(fā)育為研究區(qū)薊縣紀沉積的基本特點。

北祁連-北秦嶺深海盆地火山巖-碎屑巖相分布區(qū)，西南華山斷裂-洛南斷裂依然是控制薊縣紀北祁連-北秦嶺深水海槽的重要邊界斷裂，斷裂以北主要發(fā)育穩(wěn)定型的沉積組合，斷裂以南主要發(fā)育活動型的沉積組合。根據(jù)洛南斷裂北側(cè)薊縣系的巖性組合特點，結(jié)合海原群和寬坪群上部、中部、和下部地層的系統(tǒng)研究，可以認為薊縣紀北祁連-北秦嶺地區(qū)仍然處于深水盆地環(huán)境，其內(nèi)堆積了一套基性火山巖-細粒碎屑巖-碳酸鹽巖的沉積組合。

西緣和南緣淺水陸棚碎屑巖-白云巖相分布區(qū)在青銅峽-固原斷裂以東和洛南-寶雞斷裂以北，鹽池-西峰-銅川-永濟一線以西或以南的區(qū)域，沉積了以王全口群和洛南群為代表的薊縣系，巖相特征分析，整體屬于開闊海臺地白云巖-藻白云巖相。以南緣地區(qū)的薊縣系為代表，地層兩分明顯，下部以西緣的王全口群和南緣地區(qū)的龍家園組、巡檢司組為代表的白云巖-藻白云巖相，向上逐步過渡以杜關(guān)組、馮家灣組為代表的碳酸鹽巖夾碎屑巖的沉積組合。在盆地內(nèi)，薊縣系主要為一套以硅質(zhì)條帶白云巖、硅質(zhì)條紋白云巖等為主的碳酸鹽巖巖系，在層位上相當于南緣地區(qū)的龍家園組和巡檢司組。這個地區(qū)的薊縣系在地層的巖性組合上，明顯屬于穩(wěn)定型沉積組合，但是相對于盆地內(nèi)典型的穩(wěn)定型沉積組合，其沉積厚度明顯要大，尤其是南緣地區(qū)最為明顯。

盆地西部海岸砂巖-白云巖相分布區(qū)，由于薊縣紀末的地殼抬升，使得研究區(qū)的薊縣紀地層保存欠佳。根據(jù)盆地內(nèi)鉆遇薊縣系的慶深1井的資料分析，下部以碎屑巖為主，上部主要為碎屑巖夾白云巖，石英砂巖為主體夾泥巖、含云泥巖、泥-粉晶白云巖的巖性組合，一致反映為海岸砂巖-白云巖相的組合特點。

薊縣系洛南群在甘肅華亭馬峽、平?jīng)龃笈_子、陜西洛南以及陜西隴縣峽口以西的景福山一帶有較大范圍的出露，地層發(fā)育良好，巖序清晰，接觸關(guān)系明了，為一套厚千余米的碳酸鹽巖系，含豐富的疊層石，其組合具有華北與華南過渡性特點。在小秦嶺地區(qū)，洛南群發(fā)育良好，厚近2 000 m，并向東、向北不斷減薄，逐漸缺失上部層段，至寧探1井只存在薊縣系下部龍家園組，因此在其西邊不遠鎮(zhèn)探1井可能只存在洛南群下部地層。

薊縣紀海侵繼續(xù)向東向北擴大，在西緣北部烏海摩爾溝剖面可以見到薊縣系王全口組底部含礫砂質(zhì)白云巖，其陸源物質(zhì)已經(jīng)大大減少。從洛南至慶陽、環(huán)縣、再到北部的蘇峪口，廣大地區(qū)整體上地形平緩，水體不深，屬于碳酸鹽潮坪沉積環(huán)境，受波浪、潮汐及間歇暴露的影響，形成一套特殊的巖相標志，主要為潮間帶沉積，同時也包括一部分潮上帶及潮下帶沉積。

3　震旦紀的巖相古地理特征及其演化

薊縣紀末的地殼上升在整個鄂爾多斯及鄰區(qū)表現(xiàn)得尤為明顯，主要是整個鄂爾多斯盆地區(qū)青白口系的缺失，同時震旦系也僅在鄂爾多斯西緣和南緣見有分布。鄂爾多斯地區(qū)震旦紀的構(gòu)造-沉積格局是清楚的，由于薊縣紀末的地殼抬升，盆地沉積范圍大范圍收縮，主要變現(xiàn)為東北部古陸的擴大。這個時期，自西南向東北依次分布著四個不同的沉積相區(qū)，它們是北祁連-北秦嶺深海盆地火山巖-碎屑巖相區(qū)，河西走廊前緣斜坡相，西緣和南緣冰磧礫巖-泥礫巖相，盆地隆起區(qū)。

至薊縣紀之后，晉寧運動使鄂爾多斯盆地上升，造成長期的沉積間斷，缺失青白口系。直到震旦紀羅圈期，才在盆地西、南緣蘇峪口-演武-慶陽-長武-彬縣一線以西沉積了一套沒有經(jīng)過充分分選快速堆積而成的混積堆積，主要為重力流沉積，同時不排除局部有冰川消融沉積的可能。應(yīng)是特殊構(gòu)造背景下特定沉積作用過程的反映。

在區(qū)域范圍內(nèi)，鄂爾多斯盆地西緣賀蘭山-青龍山-固原陰石峽地區(qū)的正目觀組，阿拉善地塊南緣龍首山的韓母山群，華北地塊南緣洛南北部的上張灣組及其洛南以東的羅圈組，盆地內(nèi)鎮(zhèn)探1井鉆遇的羅圈組，它們的巖性組合特點十分相似，應(yīng)屬于同時代、同類型沉積建造。

在固原陰石峽剖面，這里的震旦系厚度不大，僅十余米。但是巖性組合特征及其地層結(jié)構(gòu)關(guān)系十分明顯和清晰，主要表現(xiàn)為：一是與上覆寒武系和下伏薊縣系均為清晰的平行不整合接觸，可見厚約數(shù)十公分的風化殼；二是礫巖層自下而上呈粒序特點，下部(或底層)發(fā)育厚層塊狀的礫巖層，礫石多呈棱角狀或次棱角狀，分選和磨圓度極差，向上部礫石半徑明顯變?。蝗堑[石成分幾乎無例外地屬于下伏地層薊縣系的硅質(zhì)白云巖，由此可以判斷，這里的震旦系礫巖屬于就地和近源的沉積產(chǎn)物；四是膠結(jié)物以泥質(zhì)為主；五是陰石峽剖面的艱險西。

關(guān)于研究區(qū)震旦系礫巖層的成因一直存在較大爭議，歸結(jié)為冰磧和重力流之爭。在蘇峪口剖面、固原陰石峽剖面及鎮(zhèn)探1井取芯中發(fā)現(xiàn)這段沉積主要為深灰色、灰色、褐灰色礫巖夾褐灰色含礫中砂巖和深灰色泥質(zhì)沉積。角礫主要為硅質(zhì)巖及白云巖，大小一般3-8cm，在蘇峪口剖面的震旦紀碎屑流中可以見到較大的礫石。顆粒主要為棱角狀，分選差?；|(zhì)以泥質(zhì)、凝灰質(zhì)為主，砂質(zhì)次之。角礫形狀不規(guī)則，大小不一，棱角分明，排列雜亂無序。而且塊狀白云質(zhì)角礫巖相顯示了上述碎屑流的每一個特征，只是搬運距離較短。從其夾有的泥質(zhì)沉積及砂巖透鏡體來分析，可能有陸源物質(zhì)，形成于較淺的水體之中。

結(jié)論：根據(jù)鄂爾多斯及鄰區(qū)長城系、薊縣系、青白口系和震旦系的實際研究情況，結(jié)合前人已有研究成果，重點探討了洛南斷裂以北的鄂爾多斯南緣及西南緣長城紀、薊縣紀和震旦紀的巖相古地理及其演化。同時對這個地區(qū)的巖相標志如斜層理、波痕、干裂等進行了較詳細的觀察統(tǒng)計，在取得一定的實際資料的基礎(chǔ)上，通過編制巖相古地理圖的方式，刻畫了研究區(qū)高山河早、中、晚期的巖相古地理圖。初步研究表明，高山河群既有碎屑潮坪沉積，也有碳酸鹽潮坪沉積，洛南群則以碳酸鹽潮坪沉積為主。潮坪沉積在中新元古界中占有相當?shù)谋戎亍?/p>

[1]Grimes,A.&,&Doole.(1998).Exploring the relation ships between colour and international branding:Acrossculturalcom parison of the UK and Taiwan.Journal of Marketing Management,14,79-817.

[2]ItoE,YamamotoK,KobayashiY,HatakeyamaT,Polymer,1987,19,39.

[3]McMenamin,M.A.S.,MacMenamin,D.L.S.,1990.The Emergence of Animals:The Cambrian Break through.Columbia University Press,NewYork.

[4]Mosher,S.(1998),Tecton icevolution of the southern Lauren tian Grenvilleoroge nies belt,Geol.Soc.Am.Bull.,110,1357-1375.

[5]RoserBP,KorschRJ.1986.Determinationoftectonicsettingofsandstones-mudstonesuitesusingSiO2ContentandK2O/Na2Oratio.JournalofGeology,1986,94:635-650.

[6]ZhaoGC,WildeSA,CawoodPA,etal.1998.The rmalevolution of Archean base men trocks from theeastern sect1 of the North China craton and its bearing on tectonicsetting.International Geology Review,40:706-721.

[7]段吉業(yè),劉鵬舉,夏德馨，等.淺析華北板塊中元古代-古生代構(gòu)造格局及其演化[J].現(xiàn)代地質(zhì).2002,16(4):331-338.

[8]高林志,尹崇玉,王自強，等.華北地臺南緣新元古代地層的新認識[J].地質(zhì)通報.2002,21(3):130-135.

[9]高林志,章雨旭,王成述.天津薊縣中新元古代層序地層初探[J].中國區(qū)域地質(zhì).1996:64-74.

[10]吉利明,陳踐發(fā),鄭建京，等.華北燕山地區(qū)中新元古代沉積記錄及其古氣候、古環(huán)境特征[J].地球科學(xué)進展.2001,16(6):777-784.

[11]李儒峰.華北中、新元古界層序地層分析及其應(yīng)用[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).1998,22(01):8-13.

[12]李勇,丁蓮芳,錢壯志，等.新元古界生物多樣性及上元古系的命名[J].地質(zhì)科技情報.2000,19(4):45-49.

[13]陸松年,李懷坤,陳志宏，等.新元古時期中國古大陸與羅迪尼亞超大陸的關(guān)系[J].地學(xué)前緣.2004,11(2):515-523.

[14]陸松年.從羅迪尼亞到岡瓦納超大陸-對新元古代超大陸研究幾個問題的思考[J].地學(xué)前緣.2001,8(4):441-448.

[15]陸松年.新元古時期Rodinia超大陸研究進展述評[J].地質(zhì)論評.2012,44(5):489-495.

[16]馬潤華，等.陜西省巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社.1998:1-291.

[17]梅冥相,周洪瑞,杜本明，等.天津薊縣中新元古代沉積層序的初步研究——前寒武紀(1800～600Ma)一級層序劃分及其與顯生宙的一致性[J].沉積與特提斯地質(zhì).2000,20(4):47-59.

[18]孟祥化,葛銘,劉燕學(xué)，等.中朝板塊新元古代微亮晶(臼齒構(gòu)造)碳酸鹽事件、層序地層和建系研究[J].地層學(xué)雜志.2006,30(3):211-222.

[19]孟祥化,葛銘,任國選，等.宇地系統(tǒng)場沉積響應(yīng)范例:薊縣系霧迷山巨旋回層序及節(jié)律[J].地學(xué)前緣.2011,18(4):107-122.

[20]喬秀夫,高勁.中國北方青白口系碳酸鹽巖Pb-Pb同位素測年及意義[J]地球科學(xué).1997:78-94.

[21]喬秀夫,高林志.華北中新元古代及早古生代地震災(zāi)變事件及與Rodinia的關(guān)系[J].科學(xué)通報.1999,44(16):1753-1757.

[22]喬秀夫,馬麗芳.華北地臺中、晚、新元古代的地殼運動.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所文集(4).1982.

[23]喬秀夫.青白口群地層學(xué)研究[J].地質(zhì)科學(xué).1976:246-265.孫樞,陳志明,王清晨.豫陜中一晚元古代沉積盆地(二)[J].地質(zhì)科學(xué).1982:5-12.

[24]孫樞,陳志明,王清晨，等.豫陜中—晚元古代沉積盆地(二)[J].地質(zhì)科學(xué).1982,(1):5-12．

[25]孫樞,從柏林,李繼亮.豫陜中一晚元古代沉積盆地(一)[J].地質(zhì)科學(xué).1981:314-322.

[26]孫樞.豫陜中—晚元古代沉積盆地(一).地質(zhì)科學(xué).1981,4:314-322.

[27]王鐵冠,韓克猷.論中-新元古界的原生油氣資源[J].石油學(xué)報.2011,32(1):1-7.

[28]王曰倫，等.中國震旦亞界[M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社.1980:1-394.

[29]翟明國,胡波,彭彭，等.華北中—新元古代的巖漿作用與多期裂谷事件[J].地學(xué)前緣.2014,21(1):100-119.

[30]張本仁,韓吟文,許繼鋒，等.北秦嶺新元古代前屬揚子板塊的地球化學(xué)證據(jù).高校地質(zhì)學(xué)報.1998.4(4):369-382.

[31]張吉森,費安琦.陜西禮泉縣唐王嶺震旦紀晚期冰磧礫巖[J].地層學(xué)雜志.1981,5(1):10-15．

[32]趙澄林，等.華北中新元古界油氣地質(zhì)與沉積學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社.1997:1-261.

[33]周洪瑞,王自強,崔新省，等.豫西地區(qū)中、新元古代地層沉積特征及層序地層學(xué)研究[J].現(xiàn)代地質(zhì).1998,12(1):17-24.

[34]周洪瑞,王自強.華北大陸南緣中、新元古代大陸邊緣性質(zhì)及構(gòu)造古地理演化[J].現(xiàn)代地質(zhì).1999,13(3):261-267.

[35]周洪瑞.豫西地區(qū)中、新元古界層序地層研究及其區(qū)域地層對比意義[C].//現(xiàn)代地質(zhì)論文集.1999:221-222.

2016-03-03

高建平(1983-)，男，陜西榆林人，博士研究生，主攻方向：礦產(chǎn)普查與勘探。

P586

B

1004-1184(2016)04-0226-03