王傳尚，汪嘯風(fēng)，危 凱，曾雄偉，王建坡，李炎桂

古生物與地質(zhì)環(huán)境演化湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430205; 自然資源部三峽地層古生物野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站, 武漢 430205; 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心（中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心）, 武漢 430205

湘鄂西地區(qū)，尤其是三峽東部地區(qū)一直是我國(guó)志留紀(jì)地層劃分與對(duì)比的經(jīng)典地區(qū)。近年來(lái)，由于頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查的需求推動(dòng)（蔡全升等，2018），對(duì)黑色頁(yè)巖的研究成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)，志留系龍馬溪組下部含筆石頁(yè)巖中是否存在地層缺失以及所產(chǎn)筆石帶的劃分與對(duì)比問(wèn)題，成為黑色頁(yè)巖段地層高分辨率劃分對(duì)比、恢復(fù)黑色頁(yè)巖沉積期的古地理面貌、指導(dǎo)頁(yè)巖氣勘探實(shí)踐的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題；另一方面，隨著湘西原定為中志留統(tǒng)小溪組上部以及宜昌大中壩志留紀(jì)紗帽組中具有孔結(jié)構(gòu)的植物表皮的發(fā)現(xiàn)（王懌等，2010，2018），進(jìn)而認(rèn)為小溪組上部、甚至紗帽組可能是志留紀(jì)晚期的沉積產(chǎn)物，無(wú)疑是對(duì)華南志留紀(jì)的構(gòu)造古地理演化歷程的挑戰(zhàn)。因此，研究湘鄂西地區(qū)志留紀(jì)海平面變化及層序地層的劃分對(duì)比，不僅可以為華南油氣資源、特別是頁(yè)巖氣勘探選區(qū)提供科學(xué)依據(jù)，還將為重新構(gòu)建華南構(gòu)造古地理格局奠定理論基礎(chǔ)。

1 地層劃分對(duì)比

湘鄂西地區(qū)的志留系露頭分布范圍廣，發(fā)育了鄂西地區(qū)以宜昌王家灣-馬鞍山剖面、龔家沖剖面為代表，湘西地區(qū)以張家界溫塘剖面為代表的典型地層剖面。鄂西地區(qū)志留系自下而上劃分為龍馬溪組、羅惹坪組、紗帽組（湖北省地質(zhì)局三峽地層研究組，1978；汪嘯風(fēng)等，1987）和小溪組（王懌等，2018）。其中龍馬溪組分上、下兩段，下段為黑色筆石頁(yè)巖，含大量筆石，最底部為產(chǎn)Normalograptus persculptus帶的筆石頁(yè)巖，上段為含筆石的黃綠色頁(yè)巖沉積，該組與下伏五峰組平行不整合接觸，厚571 m。羅惹坪組下部泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾瘤狀或薄層狀灰?guī)r；上部為黃綠色灰質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r，富含珊瑚、腕足類(lèi)、三葉蟲(chóng)、鸚鵡螺等殼相化石及少量筆石，厚148.9 m。紗帽組分為三段，自下而上第一段為黃綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，化石較豐富。產(chǎn)筆石Climacograptus nebula、Oktavitessp. 、Pristiograptussp.等；第二段為黃綠色頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖夾棕紫色細(xì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖；第三段為黃綠色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及少許細(xì)砂巖，三段厚度合計(jì)479.4 m。汪嘯風(fēng)等（1987）所劃分的原紗帽組第四段為灰綠色夾紫紅色中厚層細(xì)粒石英砂巖夾中—薄層粉砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖，厚185.3 m，現(xiàn)依據(jù)王懌等（2018）的研究將其歸于小溪組。

湘西地區(qū)的志留系自下而上劃分為龍馬溪組、小河壩組、溶溪組、秀山組以及回星哨組和小溪組（張純臣，1997；王懌等，2010；戎嘉余等，2019）。其中龍馬溪組下段為黑色，風(fēng)化后為紫色、灰白色炭質(zhì)、硅質(zhì)頁(yè)巖；上段為灰綠色、灰色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾粉砂巖、砂巖；產(chǎn)筆石Pristiograptus leei、Demirastrites triangulatus等；與下伏奧陶系臨湘組或五峰組平行不整合接觸，厚530-754 m。小河壩組下部以灰色、灰綠色粉砂巖、細(xì)紗巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾粉砂巖、頁(yè)巖、碳酸鹽巖；上部以灰綠色、黃綠色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖為主，夾粉砂巖、砂巖，產(chǎn)腕足類(lèi)、珊瑚等；與下伏龍馬溪組整合接觸，厚170-749 m。溶溪組以紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾粉砂巖、細(xì)紗巖，產(chǎn)腕足類(lèi)Nalivkiniasp.、Leptostrophiasp.、Eospirifersp.以及雙殼類(lèi)等，與下伏小河壩組整合接觸，厚269-467 m。秀山組下段，與張純臣（1997）的辣子殼組相當(dāng)，為灰綠色薄-厚層狀石英細(xì)紗巖，灰綠色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾頁(yè)巖，產(chǎn)雙殼類(lèi)、腕足類(lèi)和三葉蟲(chóng)Encrinurus等，厚36-346 m；上段與張純臣（1997）的吳家院組相當(dāng)，以灰綠色、黃綠色頁(yè)巖、粉砂巖，夾灰?guī)r、生物灰?guī)r和砂巖，產(chǎn)筆石、腕足類(lèi)和三葉蟲(chóng)Coronocephalus以及幾丁蟲(chóng)Angochitina longicollis、Lambdachitina bipedata等，厚98-650 m。 回星哨組為紫紅色、黃綠、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾細(xì)紗巖，產(chǎn)腕足類(lèi)和幾丁蟲(chóng)Angochitina longicollis、E isenack itina venusta、Euconoch itina visbyensis等，厚1-246 m。小溪組以灰綠、灰黃色砂巖、石英砂巖為主，夾粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，產(chǎn)幾丁蟲(chóng)Eisenackitina venusta、Lambdachitina tabernaculifera、Lambdachitina crassispina等（耿良玉等，1999），與下伏回星哨組平行不整合接觸，其上為泥盆系平行不整合覆蓋，厚110-307 m。

盡管關(guān)于巖石地層的劃分與對(duì)比還存在一定的分歧，如陳公信和金經(jīng)煒（1996）、張純臣（1997）將龍馬溪組的概念做了較大變更，包含了奧陶系五峰組和龍馬溪組下段黑色頁(yè)巖，龍馬溪組上段則被厘定為新灘組。但考慮到龍馬溪組與五峰組之間存在古地理環(huán)境、古氣候和古生物的重大變革，且發(fā)育可作為標(biāo)志層的觀(guān)音橋?qū)?，不宜?jiǎn)單地將不同時(shí)期、不同沉積背景的黑色頁(yè)巖沉積合并處理；而龍馬溪組上段黃綠色頁(yè)巖與下伏黑色頁(yè)巖段為連續(xù)漸變沉積，二者的界線(xiàn)難以區(qū)分，因此，本文仍按湖北省地質(zhì)局三峽地層研究組（1978）、汪嘯風(fēng)等（1987）的意見(jiàn)作為鄂西志留系劃分對(duì)比的主要依據(jù)。關(guān)于小溪組的劃分對(duì)比問(wèn)題，自王懌等（2010）根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的植物化石對(duì)該組重新厘定以來(lái)，已陸續(xù)在貴州的石阡-印江地區(qū)、湖南的張家界、桑植、石門(mén)、保靖、永順、澧縣等地、江西武寧地區(qū)、安徽宿松地區(qū)和湖北的通山地區(qū)、宜昌地區(qū)發(fā)現(xiàn)了小溪組（王懌等，2018），重新厘定后的小溪組以黃綠色薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾灰綠色中厚層細(xì)砂巖或中薄層石英砂巖，發(fā)育大型蟲(chóng)管遺跡化石、植物類(lèi)表皮和線(xiàn)形植物化石，其頂?shù)捉缗c下伏和上覆地層均呈平行不整合接觸。

最近，戎嘉余等（2019）根據(jù)筆石、幾丁蟲(chóng)、牙形石、三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)及魚(yú)類(lèi)等化石的研究進(jìn)展，對(duì)我國(guó)志留紀(jì)的時(shí)間框架進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。但最新的研究成果未能納入討論，如關(guān)于宜昌地區(qū)魯?shù)て诤桶Ｂ∑诤谏?yè)巖中的沉積間斷尚未納入討論的范疇（Maletz et al., 2021）；陳孝紅等（2018）、Li Y G et al.（2021）對(duì)宜昌地區(qū)紗帽組幾丁蟲(chóng)的研究結(jié)果，即含化石的紗帽組頂部（4 段）的時(shí)代應(yīng)屬特里奇階晚期，與王懌等（2018）的認(rèn)識(shí)有很大分歧，也未能進(jìn)一步討論。因此，盡管本文暫采用王懌等（2018）的觀(guān)點(diǎn)，但根據(jù)最新的研究進(jìn)展，紗帽組四段的時(shí)代歸屬仍存爭(zhēng)議。總體上，筆者參考戎嘉余等（2019）的地層劃分對(duì)比方案，以筆石生物地層學(xué)為主構(gòu)建的時(shí)間標(biāo)尺，確立了我國(guó)志留系地層劃分對(duì)比的等時(shí)地層格架，將湘鄂西地區(qū)的地層劃分對(duì)比如圖1。

圖1 湘鄂西地區(qū)志留紀(jì)地層多重劃分與對(duì)比Fig. 1 The multiple classification and correlation of the Silurian strata in the western Hunan and Hubei Provinces

2 筆石生物地層研究與早志留世早期水下潛隆的識(shí)別

筆石生物地層學(xué)聚焦黑色頁(yè)巖地層劃分對(duì)比問(wèn)題，近年來(lái)取得了許多重要的研究進(jìn)展，陳旭等（2015，2017，2018）建立了揚(yáng)子區(qū)五峰組（WF）、龍馬溪組（LM）的筆石帶劃分方案，并對(duì)各筆石帶分別標(biāo)注代碼（如WF2代表五峰組第二個(gè)筆石帶Dicellograptus complexus帶，LM1代表龍馬溪組第一個(gè)筆石帶Metabolograptus persculptus帶，LM6代表龍馬溪組第六個(gè)筆石帶Demirastrites triangulatus帶等），被相關(guān)油氣勘探部門(mén)所采用，以之作為井下和露頭區(qū)五峰組、龍馬溪組進(jìn)行精細(xì)地層劃分和區(qū)域?qū)Ρ鹊摹皶r(shí)間標(biāo)尺”，為我國(guó)南方頁(yè)巖氣有利含氣層段的圈選和勘探開(kāi)發(fā)提供了指導(dǎo)（鄒才能等，2019）。

在湘鄂西地區(qū)，上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)（蘭多維列統(tǒng)）黑色頁(yè)巖頂?shù)捉缑婢哂袕?qiáng)烈的穿時(shí)性，而黑色頁(yè)巖內(nèi)部的沉積間斷則進(jìn)一步復(fù)雜化了其地層劃分對(duì)比，增加了有利層段識(shí)別的難度。五峰組黑色頁(yè)巖的底界大致以Dicellograptus complexus帶的底界為標(biāo)志，包含了凱替階上部和赫南特階。龍馬溪組黑色頁(yè)巖的底界，從Metabolograptus persculptus帶（LM1）底界開(kāi)始，因奧陶紀(jì)-志留紀(jì)之交沉積間斷的存在而顯示強(qiáng)烈穿時(shí)的特點(diǎn)（陳旭等，2001；樊雋軒等，2012；王懌等，2013；Wang C S et al., 2014；戎嘉余等，2019），由于該間斷發(fā)育于黑色頁(yè)巖內(nèi)部，筆石生物地層學(xué)成為標(biāo)定其分布范圍和時(shí)限最有效的手段。陳旭等（2018）建立了宜昌及周緣龍馬溪組黑色頁(yè)巖的圈層展布模式，其資料顯示龍馬溪組的黑色頁(yè)巖底界可從Metabolograptus persculptus帶上穿至Lituigraptus convolutus帶之底，在“宜昌上升”的中心部位，以五峰小河村為代表的狹小封閉范圍內(nèi)，LM7（Lituigraptus convolutus帶）直接覆于臨湘組之上, 五峰組、觀(guān)音橋?qū)蛹褒堮R溪組LM1-LM6的黑色頁(yè)巖全部缺失（圖2，紅圈的范圍）。而龍馬溪組黑色頁(yè)巖頂界可從Lituigraptus convolutus帶上延至Spirograptus turriculatus帶，同樣顯示了較為強(qiáng)烈的穿時(shí)性（樊雋軒等，2012；Wang C S et al., 2014；陳旭等，2017，2018）。筆者近年在湖南永順考察時(shí)，發(fā)現(xiàn)位于湘鄂交界的古隆起LM1-LM2帶沉積缺失區(qū)的范圍，可能較陳旭等（2018）所提出的范圍更廣，向南擴(kuò)展至永順-慈利一線(xiàn)（圖2，淺藍(lán)色虛線(xiàn)），為敘述方便，將“宜昌上升”在湘鄂西地區(qū)形成的不同階段的隆起統(tǒng)稱(chēng)“湘鄂西潛隆”。

圖2 湘鄂西地區(qū)水下潛隆分布范圍及其演變過(guò)程Fig. 2 The underwater uplifts and its evolution process in western Hunan and Hubei area1.鉆井；2.剖面或鉆井（據(jù)陳旭等，2018）；3.剖面；4.LM1-LM6帶沉積缺失區(qū)；5. LM1-LM3帶沉積缺失區(qū)（實(shí)線(xiàn)為有剖面或鉆井資料控制的范圍，虛線(xiàn)為推測(cè)的范圍，下同）；6.LM1-LM2帶沉積缺失區(qū)；7.推測(cè)新的LM1-LM2帶沉積缺失邊界；s1.永順城南剖面；s2.遠(yuǎn)安譚坪剖面；s3.宜昌丁家坡剖面；D1.鄂宜地1井；D2.鄂宜頁(yè)2井；D3.志頁(yè)1井

總體上，湘鄂西地區(qū)（特別是宜昌地區(qū)）筆石的研究程度很高，該地區(qū)早志留世黑色頁(yè)巖一直以來(lái)均被認(rèn)為是連續(xù)沉積。但根據(jù)筆者在宜昌地區(qū)實(shí)施的鄂宜地1井所獲得的筆石化石新資料，自下而上將該井上奧陶統(tǒng)-下志留統(tǒng)（蘭多維列統(tǒng)）黑色頁(yè)巖段的筆石化石劃分為Dicellograptus ornatus帶（凱替階上部）、Metabolograptus extraordinarius/Metabolograptus persculptus帶（赫南特階）、Akidograptus ascensus/Parakidograptus acuminatus帶、Cystograptus vesiculosus帶（魯?shù)るA中下部）以及Pribylograptus leptotheca帶（埃隆階下部）（Maletz et al., 2021）；令人意外的是，缺失魯?shù)るA上部Coronograptus cyphus帶-埃隆階下部Coronograptus gregarius帶。這一發(fā)現(xiàn)為該地區(qū)早志留世魯?shù)て?埃隆期之交古地理面貌的重建提供了新的材料，為頁(yè)巖氣勘探選區(qū)提出了新的研究課題。循著這一思路，筆者對(duì)遠(yuǎn)安譚坪剖面、黃花場(chǎng)丁家坡剖面及鄂宜頁(yè)2井、志頁(yè)1井等相關(guān)鉆井巖心中的筆石化石進(jìn)行了鑒定，初步在宜昌以北的地區(qū)識(shí)別出一個(gè)魯?shù)て?埃隆期之交的沉積間斷，因其主體位于宜昌的龍泉一帶，故將該隆起命名為龍泉潛?。▓D3，黃線(xiàn)圈定的范圍）。該潛隆的形成應(yīng)是中上揚(yáng)子區(qū)前陸盆地演化歷史的一部分，即因華夏板塊的擠壓，致使揚(yáng)子克拉通內(nèi)部撓曲變形，從而形成水下潛隆。與此同時(shí)，湘鄂西潛隆的范圍已大幅縮小至五峰小河村-漁洋關(guān)一帶（圖3）。

圖3 龍泉潛隆分布范圍Fig. 3 The distribution of the Longquan underwater uplift 1.鉆井；2.剖面或鉆井（據(jù)陳旭等，2018）；3.剖面；4.LM1-LM6帶沉積缺失區(qū)；5.魯?shù)て?埃隆期隆起區(qū)（龍泉潛?。┻吔纾?.推測(cè)的魯?shù)て?埃隆期隆起區(qū)（龍泉潛?。┻吔纾籹1.永順城南剖面；s2.遠(yuǎn)安譚坪剖面；s3.宜昌丁家坡剖面；D1.鄂宜地1井；D2.鄂宜頁(yè)2井；D3.志頁(yè)1井

3 海平面變化

Munnecke et al.（2010）和Calner（2008）分別從全球尺度討論了志留紀(jì)的海平面變化事件，并指出赫南特冰期之后，早志留世的古氣候仍然是控制大陸冰蓋發(fā)育和海平面升降的重要因素。根據(jù)來(lái)自岡瓦納超級(jí)大陸的利比亞南部、亞馬遜盆地、帕爾奈巴盆地和秘魯-玻利維亞南美洲盆地的數(shù)據(jù)，冰期峰值分別發(fā)生在埃隆期早期（gregarius-?magnus帶）、晚期（sedgwickii帶）和特列奇期晚期（lap-worthi-insectus帶）（圖4），但冰期峰值和Johnson（2009）的全球海平面變化的曲線(xiàn)并不完全契合，與曾慶鑾等（2015）關(guān)于湘鄂西志留紀(jì)的海平面變化也不相符，因此，早志留世的冰川作用對(duì)全球海平面變化的影響，尚待進(jìn)一步探討。

海洋生物對(duì)全球海平面變化的敏感性使之成為指示海平面變化的重要指標(biāo)，古生物學(xué)家從古生態(tài)的角度，特別是腕足類(lèi)底棲組合的分帶性，探討了海平面的變化，并取得了較為可靠的成果（戎嘉余等，1984；曾慶鑾等，2015，2016）。早志留世早期黑色頁(yè)巖沉積時(shí)期，宜昌地區(qū)腕足類(lèi)組合的生態(tài)位為BA6，指示外陸棚邊緣的沉積環(huán)境（曾慶鑾等，2016），較赫南特階BA3-BA4生態(tài)位而言，早志留世早期（魯?shù)て冢┑暮Ｆ矫娲蠓仙?，曾慶鑾等（2016）將本次海侵稱(chēng)為湘鄂西地區(qū)乃至華南發(fā)生的蘭多維列世第一幕大海侵。與這一幕大海侵相對(duì)應(yīng)，在古地理格局上，是湘鄂西潛隆區(qū)不斷為海水浸漫，其分布范圍大幅向中心縮減（圖2，3）。

在宜昌地區(qū)，龍馬溪組黑色頁(yè)巖段之上是黃綠色頁(yè)巖段的沉積，曾慶鑾等（2016）根據(jù)其中所賦存的腕足類(lèi)的研究，認(rèn)為在黃綠色頁(yè)巖段沉積期“Lingula”占據(jù)了宜昌地區(qū)底域生態(tài)位BA1，并將這一海退事件稱(chēng)為“蘭多維列世第一幕大海退”。而這一大海退事件與“桐梓上升”的時(shí)限（中-晚埃隆期）相契合，在上揚(yáng)子區(qū)的貴州北部和東北部、川南等地表現(xiàn)得更為明顯，有不少地方發(fā)現(xiàn)有風(fēng)化殼和泥裂等現(xiàn)象（戎嘉余等，2012）。

根據(jù)腕足類(lèi)底棲組合生態(tài)位的分析，宜昌地區(qū)龍馬溪組黃綠色頁(yè)巖段頂部為BA1（“Lingula”群落）-BA2（Nucleospira群落）；羅惹坪組下段為BA3，至羅惹坪組下段中部時(shí)，則進(jìn)一步演變?yōu)橐許pinochonetes-Spinolella-“Clorinda”群落為代表的BA4-5（曾慶鑾等，2016），顯示海平面持續(xù)上升，曾慶鑾等（2016）稱(chēng)之為華南蘭多維列世第二幕大海侵。其后，在宜昌地區(qū)紗帽組出現(xiàn)了Nucleospira、Katastrophomena和Nalivkinia等腕足類(lèi)化石，表明其生態(tài)位為BA2-BA1（戎嘉余等，1984；曾慶鑾等，2015），是海平面下降的生物響應(yīng)。

除上述兩次大規(guī)模的海侵事件外，在湘鄂西地區(qū)早志留世尚可識(shí)別出兩次海平面上升事件，一次是在龍馬溪組中上部埃隆期早期，以遠(yuǎn)源濁積砂巖為標(biāo)志，以含筆石頁(yè)巖作為海侵的開(kāi)始；一次是在特列奇期早期，以秀山組海侵序列及該組中部的灰?guī)r出現(xiàn)為標(biāo)志，以多門(mén)類(lèi)動(dòng)物（腕足類(lèi)、三葉蟲(chóng)、頭足類(lèi)、腹足類(lèi)、幾丁蟲(chóng)、牙形石等）的發(fā)育為特征，共可識(shí)別出4次海平面升降事件，并與下志留統(tǒng)（蘭多維列統(tǒng)）的4個(gè)三級(jí)層序?qū)?yīng)（圖4）。

圖4 志留紀(jì)海平面變化與宜昌古地理位置的變遷Fig. 4 The Silurian sea level changes and the palaeogeographic site changes of Yichang

4 湘鄂西地區(qū)志留系層序地層劃分與對(duì)比

調(diào)查區(qū)志留系層序地層學(xué)的研究，前人涉足的并不多，戎嘉余等（1984）、曾慶鑾等（2015，2016）根據(jù)對(duì)腕足類(lèi)底棲組合的研究，討論了上揚(yáng)子區(qū)早志留世海平面的變化，為本區(qū)志留系層序地層學(xué)的研究奠定了基礎(chǔ)。陳建強(qiáng)等（1998）開(kāi)展了這一地區(qū)的層序地層學(xué)研究，但其所劃分的早志留世的6個(gè)三級(jí)層序在時(shí)限上極不對(duì)稱(chēng)，其層序1與魯?shù)るA及埃隆階兩個(gè)階的時(shí)限相當(dāng)，為5.3 Ma的時(shí)間跨度，其上部的5個(gè)三級(jí)層序之和與特列奇階的時(shí)限相當(dāng)，時(shí)間跨度僅5.1 Ma，王鴻禎等（2000）出版的《中國(guó)層序地層研究》中，也采用了這一觀(guān)點(diǎn)。陳立德等（2002）基于峽東地區(qū)志留系的研究，劃分了3個(gè)三級(jí)層序。最近，Chen L et al.（2021）將龍馬溪組劃分為2個(gè)三級(jí)層序，其層序界面自下而上分別對(duì)應(yīng)于龍馬溪組底界、龍馬溪組黑色頁(yè)巖段與黃綠色頁(yè)巖段巖性轉(zhuǎn)換面。從上述研究可知，關(guān)于志留系層序地層的劃分，不同的研究者有不同的觀(guān)點(diǎn)，不僅難以實(shí)現(xiàn)高精度地層劃分與對(duì)比，還對(duì)頁(yè)巖氣勘探等生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)造成了困惑。筆者根據(jù)近年來(lái)生物地層學(xué)研究所取得的一系列進(jìn)展，在統(tǒng)一的年代地層、生物地層格架內(nèi)探討層序地層的劃分與對(duì)比，將調(diào)查區(qū)下志留統(tǒng)劃分為5個(gè)三級(jí)層序（圖4，5），自下而上分述如下：

SSQ1：底界與龍馬溪組底界一致，亦與海侵面重合，該層序跨越了奧陶紀(jì)最晚期的M.persculptus帶、整個(gè)魯?shù)るA以及埃隆階底部D.triangulatus帶下部，發(fā)育海侵體系域和高水位體系域。鑒于海侵域?yàn)橐惶缀谏假|(zhì)頁(yè)巖沉積，底部尚夾少量薄層硅質(zhì)巖，為局限盆地相的饑餓沉積，因此，該海侵體系域亦是凝縮沉積（CS）。該體系域的底界在峽東地區(qū)為一套連續(xù)的沉積序列，但在湖北長(zhǎng)陽(yáng)、興山、五峰，湖南石門(mén)、大庸、永順以及黔北遵義、湄潭等地，晚奧陶世晚期-早志留世最早期的沉積存在不同程度的缺失，大致在cyphus帶，海水浸漫整個(gè)中上揚(yáng)子區(qū)，因此，cyphus帶的沉積為本區(qū)最大海泛期的沉積。本層序的高位域大致與D.triangulatus帶中部對(duì)應(yīng)，該帶底部仍為黑色含碳質(zhì)頁(yè)巖，向上逐漸變?yōu)辄S綠色頁(yè)巖，為一明顯的向上進(jìn)積的沉積序列。

圖5 湘鄂西地區(qū)層序地層劃分與對(duì)比Fig. 5 The sequence stratigraphic classification and correlation in the western Hunan and Hubei region

該層序的高位域與SSQ2低位域之間，在宜昌龍泉一帶存在地層缺失（Maletz et al.，2021），盡管筆者已就該段地層缺失的范圍和時(shí)限做了初步調(diào)查，圈定了古隆起區(qū)的范圍（圖3），并將其命名為龍泉潛隆，但對(duì)該隆起的大地構(gòu)造意義、隆起的范圍和時(shí)限仍有待深入調(diào)查和研究。

SSQ2：底界與龍馬溪組下段頂部濁積巖的底界一致，形成低水位體系域、海侵體系域和高水位體系域。主要由龍馬溪組下段上部、龍馬溪組上段組成。底界位于筆石D.triangulatus帶內(nèi)部，頂界位于筆石S.sedgiwisckii帶下部。該層序的低水位體系域在湖北五峰、恩施、鶴峰等地，有較好的出露，其特點(diǎn)在各地略有差異，但其下部基本上均為遠(yuǎn)源濁流沉積，以在泥質(zhì)粉砂巖中夾條帶狀粉砂巖或二者呈互層的韻律沉積為主，平行層理發(fā)育，部分條帶狀粉砂巖中可見(jiàn)粒序?qū)永砘蛏臣y層理，并可見(jiàn)底沖刷現(xiàn)象，上部的濁流沉積在部分地區(qū)，如湖北宣恩、恩施等地可見(jiàn)由滑塌作用形成的包卷層理，并可見(jiàn)流水波痕。該層序的海侵體系域主要為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，形成多個(gè)向上變細(xì)的退積型沉積序列；在宜昌地區(qū)，該體系域因龍泉潛隆的存在，底界在魯?shù)て?埃隆期之交的沉積間斷面之上，大致位于Pribylograptus leptotheca帶（埃隆階下部）的黑色或灰色含碳質(zhì)頁(yè)巖之底部，其上漸變?yōu)辄S綠色頁(yè)巖。該層序的高水位體系域（HST）發(fā)育中薄層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，發(fā)育水平層理、透鏡狀層理或脈狀層理，生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育，多見(jiàn)生物鉆孔，垂直或斜交層面，為Skolithus遺跡相?？傮w上看，該高水位體系域?yàn)槎嗵咨澳嗥合嗟某练e序列疊置而成，其中夾有少量的潮下低能帶的泥巖沉積。

本層序是一個(gè)盆地快速充填的沉積序列，從深水相的濁流沉積迅速向潮坪相的砂泥巖沉積演變。

SSQ3：底界與羅惹坪組底部瘤狀灰?guī)r或小河壩組底部砂巖底界一致。本層序以海侵體系域作為開(kāi)始，結(jié)束于高水位體系域，海侵面與層序界面重合。

如前文所述，曾慶鑾等（2016）將本次海侵稱(chēng)為蘭多維列世第二幕大海侵。在峽東地區(qū)其TST的特征是以羅惹坪組底部薄層或瘤狀泥灰?guī)r的出現(xiàn)為標(biāo)志，其上相當(dāng)于羅惹坪組下段的地層為一套黃綠色粉砂質(zhì)泥巖夾少量薄層或瘤狀灰?guī)r，產(chǎn)豐富的腕足類(lèi)化石。同時(shí)，在該段中產(chǎn)有少量的筆石化石，也指示了海水加深的過(guò)程。隨著海水的不斷加深，在羅惹坪組中段逐漸由以泥巖沉積為主的混積陸棚轉(zhuǎn)化為以灰?guī)r沉積為主的混積陸棚環(huán)境，海水由渾水逐漸向清水過(guò)渡。該層序的高位域（HST）始于紗帽組一段，該段下部為產(chǎn)筆石化石的黃綠色泥巖，向上隨著粉砂質(zhì)的逐漸加入，其巖性為含粉砂質(zhì)泥巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖，為一個(gè)向上粒度逐漸變粗、水體不斷變淺的進(jìn)積型沉積序列，但在這一時(shí)期，仍有筆石化石的發(fā)現(xiàn)，同時(shí)，腕足類(lèi)底棲組合為BA2（曾慶鑾等，2015），顯示水體雖然逐步變淺，但其沉積相仍為淺水陸棚相。從腕足類(lèi)底棲組合特征看，這一海退在紗帽組二段仍然持續(xù)，該段腕足類(lèi)底棲組合為BA1-2（曾慶鑾等，2015）。因此，本層序的高位域?yàn)榧喢苯M一段和紗帽組二段。

在鄂西宣恩，湖南永順、龍山，渝東酉陽(yáng)，本層序的海侵體系域?yàn)樾『訅谓M下部的砂巖或灰?guī)r沉積。在鄂西鶴峰無(wú)灰?guī)r沉積，對(duì)應(yīng)于該灰?guī)r沉積的是黃綠色、灰綠色塊狀泥巖，不顯層理，產(chǎn)少量生物化石，包括三葉蟲(chóng)、頭足類(lèi)，個(gè)體較小，豐度較低。在龍山茅坪，該體系域底部為中厚層狀含大量珊瑚化石的生物碎屑灰?guī)r與其下部的中層狀粉砂巖形成的一個(gè)巖性轉(zhuǎn)換面；在宣恩高羅，該體系域的下部為淺海陸棚相生物碎屑泥晶灰?guī)r。該層序的高位域與峽東地區(qū)紗帽組一段—二段的沉積大致對(duì)應(yīng)，主要為一套濱淺海相的碎屑巖，發(fā)育波痕、透鏡狀層理、水平層理等，其間在部分地區(qū)尚發(fā)育了生物礁灰?guī)r，在湖南、渝東等地，其上部發(fā)育了溶溪組的紅層沉積，該紅層沉積除個(gè)別層位產(chǎn)少量腕足類(lèi)化石，其生態(tài)位為BA1外，絕大多數(shù)層位為潮上帶沉積，可見(jiàn)生物垂直鉆孔、鈣結(jié)殼等沉積或生物構(gòu)造，顯示水體進(jìn)一步變淺。

SSQ4：在湘西主要由秀山組和回星哨組組成。地層上跨越了筆石S.sedgiwisckii帶頂部至Monograptus crispus帶上部，地質(zhì)時(shí)代跨越了埃隆階頂部和特列奇階下部。秀山組底部的砂巖體是在海侵背景下的一套三角洲相的沉積，由多個(gè)三角洲沉積序列構(gòu)成，并逐漸向淺海陸棚相過(guò)渡，在秀山組中部夾灰?guī)r透鏡體或薄層灰?guī)r的沉積中，可見(jiàn)大量的生物化石，有三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)、幾丁蟲(chóng)、頭足類(lèi)、腹足類(lèi)等，顯示其沉積環(huán)境為正常的淺海環(huán)境。在酉陽(yáng)的興隆場(chǎng)剖面，該段尚見(jiàn)有少量的筆石化石和保存完好的三葉蟲(chóng)化石Coronocephalus rex,該段應(yīng)代表了最大海泛期的沉積。其高位域在秀山組上部，以灰?guī)r夾層大量出現(xiàn)為標(biāo)志，海退持續(xù)至回星哨組頂部，回星哨組即習(xí)稱(chēng)的“上紅層”，其沉積環(huán)境與溶溪組類(lèi)似，也就是說(shuō)，在秀山組中部海侵達(dá)到最大之后，本地區(qū)經(jīng)歷了一次較為強(qiáng)烈的海退，迅速由淺海陸棚相演變至潮坪相（潮上帶為主）。

在鄂西宜昌地區(qū)，該層序?yàn)榧喢苯M三段的黃綠色粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖及薄層細(xì)砂巖，與下伏紗帽組二段頂部的灰色含鐵質(zhì)鈣質(zhì)細(xì)砂巖形成巖性轉(zhuǎn)換面。其中所產(chǎn)腕足類(lèi)Nalivkinia是BA1生態(tài)位的典型代表（戎嘉余等，1984），在宜昌王家灣剖面，該段頂部為一套薄層粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖沉積，發(fā)育脈狀層理，波痕發(fā)育，為一典型的潮坪相沉積序列。在宜昌龔家沖剖面，紗帽組第三段可分為上下兩部分，其下部 84.5 m 以泥巖為主為本層序的海侵域，上部 87.8 m 厚地層中粉砂質(zhì)含量有所增加，表現(xiàn)為泥巖與泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層，其頂部為厚約10 m的潮坪相泥巖沉積，則為本層序的高位域。陳孝紅等（2018）根據(jù)龔家沖剖面的研究，在紗帽組三段識(shí)別出兩個(gè)幾丁蟲(chóng)帶Eisenackitina dolioliformis帶和E.causiata帶，其中海侵域大致對(duì)應(yīng)于Eisenackitina dolioliformis帶和E.causiata帶的下部，高位域與E.causiata帶的上部相當(dāng)，生物地層對(duì)比的結(jié)果表明，紗帽組三段的頂界或與筆石帶Oktavites spiralis帶對(duì)應(yīng)。

SSQ5：底界對(duì)應(yīng)于回星哨組頂部陸上暴露面。根據(jù)王懌等（2010，2018）關(guān)于小溪組時(shí)代的研究成果，該層序形成于晚志留世（Ludlow-Pridoli），與層序4之間存在長(zhǎng)時(shí)間的陸上暴露。在張家界溫塘剖面和永順紅巖溪剖面，小溪組發(fā)育較好，其海侵域（TST）由下部的中層狀或中厚層狀細(xì)粒石英雜砂巖和中部的灰綠色、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖沉積構(gòu)成向上變細(xì)的退積型沉積序列，在砂巖中產(chǎn)大量的管狀遺跡化石（“蟲(chóng)管砂巖”），在泥巖中見(jiàn)魚(yú)類(lèi)化石碎片（中華棘魚(yú)棘刺）、腕足類(lèi)化石等，表明這一時(shí)期海平面上升已到達(dá)淺海陸棚相，為海泛期的沉積。其后海平面再度下降，并再次沉積了以“蟲(chóng)管砂巖”為主的濱海相沉積。

該層序在鄂西由紗帽組四段組成，其高位域全部被剝蝕或未沉積，海侵域上部發(fā)育不完整。海侵面與層序界面重合，其底部的中薄層粉砂巖與其下的薄層泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖之間形成一個(gè)明顯的上超面(圖6），該上超面之下為潮坪相的沉積，發(fā)育脈狀層理、浪成波痕等沉積構(gòu)造；上超面之上可見(jiàn)流水波痕、球枕構(gòu)造或滑動(dòng)構(gòu)造所形成的包卷層理，標(biāo)志水體深度加深背景下的沉積。

圖6 宜昌王家灣剖面紗帽組四段底部的上超面Fig. 6 The onlap surface of the 4th Mb of Shamao Fm. in Wangjiawan section, Yichang

本層序的高位域可能發(fā)育不全，其頂部可能被剝蝕，其上為中泥盆世的濱海相石英砂巖不整合覆蓋，從而結(jié)束了本區(qū)加里東期的沉積演化歷史。

5 結(jié)論

在筆石生物地層學(xué)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了古隆起的刻畫(huà)、海平面的變化及層序地層劃分對(duì)比的研究，主要結(jié)論如下：

（1）通過(guò)筆石生物地層學(xué)的研究，初步在宜昌以北地區(qū)識(shí)別出一個(gè)魯?shù)て?埃隆期之交的沉積間斷，由于該沉積間斷所確定的潛隆范圍主體位于宜昌的龍泉一帶，故將其命名為龍泉潛?。徊⑻岢銮叭怂Χǖ南娑跷鹘唤绲貐^(qū)的奧陶紀(jì)-志留紀(jì)之交（LM1-LM2筆石帶的時(shí)限范圍）的潛隆范圍可能需向南擴(kuò)展至永順-慈利一線(xiàn)。

（2）綜合前人的資料，結(jié)合全球海平面變化、岡瓦納冰川作用、龍泉潛隆時(shí)限等的分析，探討了湘鄂西地區(qū)的海平面變化，在志留紀(jì)蘭多維列世共識(shí)別出4次海平面升降事件。

（3）根據(jù)海平面變化和沉積、生物的響應(yīng)，在統(tǒng)一的年代地層、生物地層格架內(nèi)探討了層序地層的劃分與對(duì)比，在湘鄂西地區(qū)共識(shí)別出5個(gè)三級(jí)層序，提高了區(qū)內(nèi)地層劃分對(duì)比的精度，為構(gòu)造古地理重建和頁(yè)巖氣勘探選區(qū)提供了依據(jù)。