狄勤松，徐錦龍，汪雅菲

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 安徽 合肥 230001）

0 引言

層序地層學(xué)作為一種具有完整理論體系的劃分、對(duì)比和分析沉積地層的新方法，為精確的地層劃分、對(duì)比、巖相古地理再造和油氣勘探提供了重要的理論和技術(shù)支撐，已成為指導(dǎo)地層研究和油氣勘探的重要理論和方法之一[1]。安徽南部的黃山區(qū)、涇縣地區(qū)上泥盆統(tǒng)分布廣泛，沉積環(huán)境獨(dú)特，沉積類型多樣，層序出露較好，一直倍受地質(zhì)界的關(guān)注，并取得了不少研究成果[2～5]。但上泥盆統(tǒng)沉積層序的級(jí)別劃分、不同相帶間的層序?qū)Ρ燃昂Ｆ矫孀兓万?qū)動(dòng)機(jī)制等研究方面，仍存在諸多不同認(rèn)識(shí)。

本文運(yùn)用層序地層學(xué)的原理和方法，以沉積相分析為基礎(chǔ)，對(duì)黃山區(qū)-涇縣及周邊地區(qū)5條晚泥盆世地層剖面的層序特征進(jìn)行了研究。在詳細(xì)的層序劃分與對(duì)比基礎(chǔ)上，結(jié)合巖相和沉積相分析，對(duì)該區(qū)晚泥盆世的沉積環(huán)境及演化進(jìn)行了探討。

1 地質(zhì)背景與地層劃分

研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊東部，在地層區(qū)劃上屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū)蕪湖-安慶地層小區(qū)。區(qū)內(nèi)泥盆系僅發(fā)育上統(tǒng)五通群，分為觀山組和擂鼓臺(tái)組，巖性穩(wěn)定、地層特征明顯、生物群?jiǎn)握{(diào)，整體為一套以濱海相為主，間有三角洲、沼澤等陸緣沉積序列。

丁文江[6]于浙江省長興縣煤山西北之五通山創(chuàng)名“五通山石英巖”，時(shí)代為泥盆紀(jì)。潘江[7]于南京龍?zhí)独薰呐_(tái)首次發(fā)現(xiàn)魚化石，并確定時(shí)代為晚泥盆世，將“五通砂巖”改稱“五通系”。李星學(xué)[8]改稱五通群，并劃分觀山組和擂鼓臺(tái)組。《長江中下游地層志》[9]稱為五通組與陳家邊組，五通組又分為擂鼓臺(tái)、觀山上下兩段；《安徽省巖石地層》[10]稱五通組，其下分為擂鼓臺(tái)、觀山兩段；1∶20萬安慶幅、旌德幅區(qū)域地質(zhì)測(cè)量報(bào)告[11]、《安徽地層志泥盆系和石炭系分冊(cè)》[12]、《安徽省區(qū)域地質(zhì)志》[13]、《江蘇省巖石地層》[14]、《浙江省巖石地層》[15]均稱為五通群，下分為觀山組、擂鼓臺(tái)組。1∶25萬安慶幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[16]、杜森官等[5]將原擂鼓臺(tái)組解體為晚泥盆世擂鼓臺(tái)組和早石炭世陳家邊組。本研究認(rèn)為晚泥盆世仍使用觀山組和擂鼓臺(tái)組更為合適，具體見表1。

2.1 觀山組

本組厚76.2m，底部為厚30cm的灰白、灰紫色中層含礫中粗粒石英砂巖（圖1A）。礫石成分主要為脈石英、巖屑砂巖、硅質(zhì)巖等，礫石含量30%～35%，礫徑2～15mm，局部可達(dá)5cm，礫石長軸具有一定的定向性，基本順層排列，次圓狀-圓狀，磨圓度中等-好，分選性差-中等；基質(zhì)主要為石英和少量巖屑，含量60%～65%。向上為灰白色厚層-塊狀中細(xì)粒石英砂巖夾青灰色中薄層粉砂巖、巖屑砂巖。見平行層理、板狀交錯(cuò)層理（圖1B）和羽狀交錯(cuò)層理（圖1C）、水平層理（圖1D）。產(chǎn)植物：Sphenopteridium sp.、Sublepidodendron sp.等化石。

圖1 晚泥盆世典型巖性與沉積構(gòu)造Fig.1 Typical lithology and sedimentary structure of late Devonian

2.2 擂鼓臺(tái)組

本組巖性差異較大，厚116.5～125.8m。在黃山區(qū)劉家地區(qū)，厚125.8m，分為上、下兩部分：下部為灰白色中厚層-中薄層細(xì)粒石英砂巖與灰黑色厚層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層（圖1E）；上部為灰黑、灰黃色厚層粉砂質(zhì)泥巖夾灰白色中厚層石英砂巖，局部呈互層狀產(chǎn)出，頂部見根土巖。局部發(fā)育斜層理，產(chǎn)植物：Sublepidodendron wusihense(Sze)、S.mirabile (Nath.) Hirmer、S.sp.、Sphenopteris taihuensis Sze、S sp.、Lepidostrobus grabaui Sze；腕足類：Lingula sp.等。在涇縣左家壩地區(qū)，厚116.5m，分為上、下兩部分：下部為灰白、淺灰色中厚層-厚層細(xì)粒石英砂巖夾透鏡狀鉛灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，向上粉砂巖逐漸變多，石英砂巖減少，呈現(xiàn)石英砂巖與粉砂巖互層；上部為灰綠、黃褐、灰紫色薄層泥質(zhì)粉砂巖夾石英砂巖、巖屑砂巖，向上泥質(zhì)成分逐漸做多，漸變?yōu)槟噘|(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖（圖1F），局部呈互層狀產(chǎn)出，見水平層理。

2.3 晚泥盆世沉積環(huán)境

研究區(qū)晚泥盆世沉積環(huán)境的認(rèn)識(shí)，早期曾認(rèn)為一套陸相的石英砂巖建造[12]，20世紀(jì)80年代后期，隨著下?lián)P子地區(qū)油氣盆地的研究不斷深入，張國棟[2]、趙澄標(biāo)[17]和朱立華等[4]等相繼對(duì)晚泥盆世五通組的沉積環(huán)境做了研究，并得出一批豐富的成果。

本研究通過詳細(xì)的剖面測(cè)量，依據(jù)其巖性、巖相、沉積構(gòu)造和古生物組合的的特點(diǎn)，大體將研究區(qū)晚泥盆世縱向上歸并為濱岸礫石灘-前、后濱帶-濱岸沼澤相-湖相沉積，改變了以往認(rèn)為陸相河流沉積的認(rèn)識(shí)。主要依據(jù)如下：發(fā)現(xiàn)植物化石和海相生物；石英砂巖的結(jié)構(gòu)成熟度、成分成熟度均難以用河流沉積解釋；區(qū)域上大面積分布、且?guī)r性差異較大，未見典型的河流相“二元結(jié)構(gòu)”；大量泥頁巖、粉砂質(zhì)頁巖和粉砂巖，局部顏色多變，應(yīng)為湖相-沼澤相為主，局部為前濱相沉積。

總之，晚泥盆世觀山組和擂鼓臺(tái)組作為分隔早、晚古生代承前啟后的沉積建造，對(duì)探討下?lián)P子區(qū)大地構(gòu)造演化、油氣盆地的形成與發(fā)展具有重要的理論與實(shí)踐意義[18]。

2 層序的劃分

層序是層序地層學(xué)研究的基本單元，指在一定年代地層格架內(nèi)，由一個(gè)成因上相關(guān)、內(nèi)部相對(duì)整合連續(xù)的地層單元，其頂、底被不整合面或與之相對(duì)應(yīng)的整合面所限定、重復(fù)出現(xiàn)并有成因聯(lián)系的、限制的巖石地層組合[19]。因此，層序劃分的關(guān)鍵是有關(guān)界面的識(shí)別和體系域的劃分，包括層序的底界面（SB）、初始海泛面（ffs）、最大海泛面（mfs）、低水位體系域（LST）、海侵體系域（TST）、凝縮段（CS）和高水位體系域（HST）。

根據(jù)露頭層序的關(guān)鍵界面、體系域特征、層序區(qū)域追蹤對(duì)比性，結(jié)合沉積特征，在本研究涉及的黃山區(qū)-涇縣地區(qū)晚泥盆世地層可劃分出1個(gè)二級(jí)層序（DS1）和4個(gè)三級(jí)層序（DSQ1-DSQ4）（圖2）。

2.1 二級(jí)層序

二級(jí)層序底界相當(dāng)于觀山組與唐家塢組/茅山組之間的界面，為Ⅰ型層序界面，界面常凹凸不平，巖相、沉積相、生態(tài)相截然突變，界面之上依次發(fā)育LST、TST和HST沉積。

圖2 研究區(qū)晚泥盆世層序劃分及特征Fig.2 Sequence division and characteristics of late Devonian in the study area

LST：觀山組底部灰白、灰紫色中層石英礫巖、含礫中粗粒石英砂巖。為一套濱岸礫石灘相底礫巖。相當(dāng)于DSQ1的LST。

TST：觀山組灰白、乳白色厚層-塊狀中細(xì)粒石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)粒巖屑砂巖，局部呈互層狀產(chǎn)出。為前濱-臨濱夾瀉湖相沉積。相當(dāng)于DSQ1和DSQ2的各體系域。

HST：擂鼓臺(tái)組下部為灰白、深灰色中薄層-薄層細(xì)粒石英砂巖與巖屑砂巖互層，局部夾泥質(zhì)粉砂巖，向上為淺灰、灰黃色中厚層-厚層泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層。整體為海陸交互相濱岸-海漫沼澤相沉積。相當(dāng)于DSQ3和DSQ4的各體系域。

2.2 三級(jí)層序

根據(jù)對(duì)基干剖面和輔助剖面，運(yùn)用露頭層序地層學(xué)的基本理論和研究方法，在詳細(xì)的巖石巖相學(xué)、沉積學(xué)和精細(xì)的地層劃分對(duì)比基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)晚泥盆世層序進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，共識(shí)別出4個(gè)三級(jí)層序（DSQ1-DSQ4）（圖2），若以測(cè)區(qū)晚泥盆世372.2～360Ma，相當(dāng)于12.2Ma，每個(gè)層序的時(shí)限相當(dāng)于3.05Ma，這與三級(jí)層序平均時(shí)間延續(xù)約為2～5Ma大致相當(dāng)[20]，但與上揚(yáng)子川滇黔桂地區(qū)的同級(jí)層序平均時(shí)間延續(xù)可能存在一定的差異，其原因可能為層序級(jí)別劃分和確定層序的標(biāo)準(zhǔn)不一致[21-22]有關(guān)。

2.2.1 DSQ1三級(jí)層序

該層序相當(dāng)于觀山組下部，底界為Ⅰ型層序，為構(gòu)造隆升成因，具體層序體系域格架如下：

LST：灰白、灰紫色中層石英礫巖、含礫中粗粒石英砂巖。

TST：灰白、乳白色厚層塊狀中粗粒石英砂巖，局部夾灰綠、青灰、灰紫色薄層泥巖。見平行層理。

HST：灰白色中厚層中粗粒石英砂巖、灰、灰褐色薄層巖屑石英砂巖，局部呈互層狀產(chǎn)出，偶夾灰黃色薄層泥質(zhì)粉砂巖。見平行層理。

2.2.2 DSQ2三級(jí)層序

該層序相當(dāng)于觀山組上部，底界為Ⅱ型層序，具體層序體系域格架如下：

LST：灰白色厚層-塊狀中粗粒石英砂巖，局部見少量礫石。偶見水平層理。

TST：灰白色厚層-塊狀細(xì)粒石英砂巖與灰綠、灰褐色厚層泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層。見平行層理。

CS：灰白色薄層中粒石英砂巖與青灰、灰綠色薄層泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層。

4.4.2 搭建網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)。利用網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺(tái)，進(jìn)行教師實(shí)踐指導(dǎo)、學(xué)生分組討論和實(shí)踐成果分享，引領(lǐng)學(xué)生在理解與合作的情感狀態(tài)下開展綜合實(shí)踐活動(dòng)；拍攝環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)習(xí)視頻，整合理論教學(xué)過程中已有的專題實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容資源(圖片、視頻、網(wǎng)頁等)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分享；通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的實(shí)踐互動(dòng)(如經(jīng)驗(yàn)分享、個(gè)案解析、成果展示等)。

HST：灰白色厚層-塊狀中細(xì)粒石英砂巖夾細(xì)粒巖屑石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。見平行層理和板狀交錯(cuò)層理。

2.2.3 DSQ3三級(jí)層序

該層序相當(dāng)于擂鼓臺(tái)組下部，底界為Ⅱ型層序，具體層序體系域格架如下：

TST：灰白、淺灰色中厚層-厚層細(xì)粒石英砂巖夾透鏡狀鉛灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

CS：鉛灰、淺灰色厚層泥質(zhì)粉砂巖夾深灰、灰黑色薄層粉砂質(zhì)泥巖和淺灰色薄層透鏡狀細(xì)粒巖屑石英砂巖。

HST：灰白、淺灰色厚層細(xì)粒石英砂巖，鉛灰、灰色厚層泥質(zhì)粉砂巖，局部呈互層狀產(chǎn)出。

2.2.4 DSQ4三級(jí)層序

該層序相當(dāng)于擂鼓臺(tái)組上部，底界為Ⅱ型層序，具體層序體系域格架如下：

TST：灰黑、淺灰色中薄層細(xì)粒巖屑石英砂巖與鉛灰、黃褐色薄層泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層。

CS：灰黃、灰紫、深灰色厚層粉砂質(zhì)泥巖夾灰黃、鉛灰色中薄層泥質(zhì)粉砂巖。

HST：淺灰、灰黃色中厚層-厚層泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層。

3 層序格架與對(duì)比

層序的形成是相對(duì)海平面變化的產(chǎn)物，其中，二級(jí)、三級(jí)層序所反映的相對(duì)海平面變化在區(qū)域上是一致的。因此，運(yùn)用二級(jí)、三級(jí)層序進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ?，能很好地揭示區(qū)域的地殼升降、海平面變化及其與沉積作用的關(guān)系，進(jìn)而探討層序發(fā)育的主控因素。因此，在三級(jí)層序劃分、特征分析的基礎(chǔ)上，選擇不同地區(qū)、不同相帶內(nèi)典型剖面進(jìn)行層序?qū)Ρ?，并建立層序地層格架，可以有效地提高區(qū)域地層對(duì)比精度，重塑巖相古地理和開展盆地演化分析等，為資源勘探評(píng)價(jià)提供相對(duì)可靠的地質(zhì)資料。

本文通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)5條剖面（北西-南東向）的層序地層對(duì)比分析，建立了研究區(qū)晚泥盆世層序地層格架（圖3）。

（1）晚泥盆世地層各完整剖面均可識(shí)別出4個(gè)三級(jí)層序。地層格架底界面為晚泥盆世觀山組底界面，為Ⅰ型層序界面。晚泥盆世與志留紀(jì)地層之間存在明顯的風(fēng)化暴露剝蝕面，見厚度不一的底礫巖；向上觀山組為灰白色厚層中細(xì)粒-中粗粒石英砂巖夾粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，代表了濱岸礫石灘-前濱砂壩-后濱相沉積；擂鼓臺(tái)組橫向上巖性多變，各剖面很難進(jìn)行良好的巖性對(duì)比，整體代表了后濱-濱岸沼澤-湖相沉積。

（2）觀山組與下伏地層為明顯的暴露不整合，底界面均見厚度不一的石英礫巖，且厚度不一，往北西石英礫巖的厚度變厚，可能指示了沉積物源來源于北西側(cè)。觀山組巖性相對(duì)較為單一，主體為石英砂巖，但厚度變化較大，往北西呈現(xiàn)變厚的趨勢(shì)，間接指示了物源方向。

（3）結(jié)合區(qū)域資料，二級(jí)層序在區(qū)域上常表現(xiàn)較為不整合接觸，包括研究區(qū)均可進(jìn)行較好的區(qū)域?qū)Ρ龋谎芯繀^(qū)三級(jí)層序巖性、巖相和沉積相多變，給層序分析帶來一定的困難，但總體仍可區(qū)域?qū)Ρ取?/p>

4 結(jié)論

（1）黃山區(qū)-涇縣地區(qū)的晚泥盆世地層可劃分

圖3 研究區(qū)泥盆系三級(jí)層序?qū)Ρ葓DFig.3 Correlation of third-order sequences of Devonian in the study area

出1個(gè)二級(jí)層序和4個(gè)三級(jí)層序，反映該區(qū)在該時(shí)期曾出現(xiàn)4次相對(duì)較大的海平面升降旋回。若以測(cè)區(qū)晚泥盆世372.2～360Ma，相當(dāng)于12.2Ma，每個(gè)層序的時(shí)限相當(dāng)于3.05Ma，這與三級(jí)層序平均時(shí)間延續(xù)約為2～5Ma大致相當(dāng)。

（2）通過對(duì)黃山區(qū)-涇縣地區(qū)5條剖面的層序地層對(duì)比分析表明：觀山組巖性相對(duì)單一，代表了濱岸礫石灘-前濱砂壩-后濱相沉積；擂鼓臺(tái)組橫向上巖性多變，各剖面很難進(jìn)行良好的巖性對(duì)比，整體代表了后濱-濱岸沼澤-湖相沉積；石英礫巖往北西方向呈變厚的趨勢(shì)，可能指示了沉積物源來源于北西側(cè)；二級(jí)層序可進(jìn)行良好的區(qū)域?qū)Ρ龋蝗?jí)層序巖性、巖相和沉積相多變，層序?qū)Ρ却嬖谝欢ǖ睦щy，但總體仍可區(qū)域?qū)Ρ取?/p>