左景勛 朱學(xué)劍 陳泳霖 翟文建

關(guān)鍵詞 碳同位素組成；寒武紀(jì)苗嶺世；生態(tài)環(huán)境；海平面升降；豫北和魯西地區(qū)

0 引言

1 地質(zhì)背景

華北地區(qū)寒武紀(jì)第二世及其以前基底處于隆起狀態(tài)，主體遭受風(fēng)化剝蝕作用，外圍接收陸源碎屑沉積[20]；寒武紀(jì)第二世晚期，隨著海平面上升，古隆起邊坡地帶逐漸為海水淹沒(méi)，受潮汐作用的影響，形成以陸源碎屑為主夾碳酸鹽巖的潮坪相沉積組合。寒武紀(jì)苗嶺世時(shí)期，大規(guī)模的海侵使華北地臺(tái)除西部鄂爾多斯外幾乎全部淪為陸表海環(huán)境，潮坪、鮞粒灘、開(kāi)闊碳酸鹽巖臺(tái)地、微生物巖（礁）、淺海陸棚等沉積環(huán)境分異形成[21-22]。寒武紀(jì)芙蓉世早期，區(qū)域性隆升作用導(dǎo)致華北地臺(tái)南部碳酸鹽巖臺(tái)地[23]海水變淺（圖1），沉積了以白云巖為主的巖性，不同于其北部和東部地區(qū)的沉積組合[24-25]；寒武紀(jì)晚期，華北地臺(tái)南緣由于揚(yáng)子板塊向華北板塊的深俯沖隆升加劇，發(fā)生了區(qū)域白云巖化作用或造成局部沉積缺失。開(kāi)闊碳酸鹽巖臺(tái)地、微生物巖（礁）、淺海陸棚等沉積環(huán)境分異形成[21-22]。寒武紀(jì)芙蓉世早期，區(qū)域性隆升作用導(dǎo)致華北地臺(tái)南部碳酸鹽巖臺(tái)地[23]海水變淺（圖1），沉積了以白云巖為主的巖性，不同于其北部和東部地區(qū)的沉積組合[24-25]；寒武紀(jì)晚期，華北地臺(tái)南緣由于揚(yáng)子板塊向華北板塊的深俯沖隆升加劇，發(fā)生了區(qū)域白云巖化作用或造成局部沉積缺失。

魯西地區(qū)唐王寨剖面為華北寒武系崮山組和崮山階的標(biāo)準(zhǔn)剖面。剖面上寒武系張夏組三段、崮山組、炒米店組出露較好。寒武系張夏組明顯地劃分為三個(gè)巖性段，一段為中厚層狀鮞?；?guī)r夾藻灰?guī)r，二段為黃綠色頁(yè)巖夾薄層狀灰?guī)r，三段為中厚層狀藻灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r。張夏組三段由兩個(gè)大的沉積韻律構(gòu)成，韻律下部為鮞?；?guī)r，上部為藻灰?guī)r[26]。崮山組下部以灰色頁(yè)巖為主，夾灰色透鏡狀泥晶灰?guī)r、生物屑灰?guī)r、竹葉狀礫屑灰?guī)r；上部以灰色薄層狀泥晶灰?guī)r為主夾深灰色頁(yè)巖、竹葉狀礫屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r；炒米店組下部為中、厚層狀竹葉狀礫屑灰?guī)r與薄層狀泥晶灰?guī)r組成的韻律層；中部為竹葉狀礫屑灰?guī)r與泥灰?guī)r、竹葉狀礫屑灰?guī)r與疊層石灰?guī)r組成韻律層；上部為泥晶灰?guī)r夾板片狀礫屑灰?guī)r。這種沉積組合反映在寒武紀(jì)苗嶺世和芙蓉世早期魯西地區(qū)古地理位置比較接近外海，海水深度較大，并頻繁遭受風(fēng)暴潮汐作用的影響。

豫北地區(qū)寒武紀(jì)苗嶺世、芙蓉世時(shí)期靠近華北地臺(tái)腹地，海水深度較小。與魯西地區(qū)寒武系相比，巖性差異稍大，表現(xiàn)在張夏組中部為中薄層狀生物擾動(dòng)灰?guī)r，上部為鮞粒灰?guī)r夾疊層石灰?guī)r；崮山組厚度極小，底部為頁(yè)巖，中部為礫屑灰?guī)r，上部為疊層石灰?guī)r；炒米店組下部為灰色薄層狀灰?guī)r，中部為生物擾動(dòng)灰?guī)r，上部為白云巖。與魯西唐王寨剖面相比，豫北地區(qū)崮山組、炒米店組微生物灰?guī)r、風(fēng)暴礫屑灰?guī)r的夾層較薄、較少，頁(yè)巖較少，白云巖較多，反映其沉積環(huán)境、水動(dòng)力能量有著較大的差別。

華北寒武系產(chǎn)豐富的三葉蟲(chóng)化石，魯西張夏階包括Eosoptychparia?Manchuriella 帶、Crepicephalina 帶、Amphoton 帶、Taitzuia ? Poshania 帶、Redlichaspis 帶，Liaopeishania 帶和Damesella paronai 帶[27]；崮山階包括Blackwelderia paronai 帶和Neodrepanura premesnili帶[28]；長(zhǎng)山階包括Prochuangia-Paracoosia 帶、Chuangia 帶、Changshania 帶、Eochuangia 帶、Maladioidella 帶、Kaolishania 帶[29]。寒武系張夏階底界與國(guó)際寒武系苗嶺統(tǒng)鼓山階底界基本一致，Damesella 帶相當(dāng)于苗嶺統(tǒng)古丈階Lejopyge laevigata帶上部層位[30]（表1）。

最新研究指出，魯西地區(qū)崮山階含牙形石Westergaardodina orygma 帶、Westergaardodina matsushitai 帶和Muellerodus？ erectus帶，而Muellerodus？ erectus帶對(duì)應(yīng)于全球寒武系芙蓉統(tǒng)排碧階[31]。由于古地理位置的微小差異，豫北地區(qū)三葉蟲(chóng)化石帶與魯西地區(qū)稍有不同，張夏階包括三葉蟲(chóng)Crepicephalina ?Megagraulos 帶，Taizuia ? Poshania 帶，崮山階包括Blackwelderia 帶，Neodrepanura 帶，長(zhǎng)山階包括Chuangia 帶，Changshania 帶，Kaolishania 帶，鳳山階包括三葉蟲(chóng)Ptychaspis?Tsinania 帶，Quadraticephalus帶和Mictosaukia 帶[32]。上述寒武系三葉蟲(chóng)化石帶為豫北、魯西地區(qū)寒武紀(jì)苗嶺世至芙蓉世過(guò)渡時(shí)期碳同位素組成演化及生態(tài)環(huán)境變化對(duì)比研究提供了地層格架。

2 樣品制備及測(cè)試

魯西唐王寨剖面寒武系張夏組三段、崮山組、炒米店組露頭連續(xù)，層序清楚，巖石無(wú)變質(zhì)變形跡象，原始沉積構(gòu)造保存完好，指示碳酸鹽巖后期成巖作用十分微弱。對(duì)于此剖面的碳同位素組成演化趨勢(shì)，前人曾做過(guò)研究[33]。為了深入研究碳同位素組成的演化趨勢(shì)與海平面變化、古生態(tài)環(huán)境演化之間的關(guān)系，野外按2 m間距采取新鮮的碳酸鹽巖小標(biāo)本，并進(jìn)行連續(xù)編號(hào)。對(duì)于以頁(yè)巖為主的崮山組，采取其中的泥晶灰?guī)r透鏡體、或泥晶灰?guī)r薄層。對(duì)于礫屑夾層較多的炒米店組，在薄層泥晶灰?guī)r中采樣；室內(nèi)在均質(zhì)新鮮巖塊斷口上用直徑為1 mm的微細(xì)研磨鉆頭鉆取碳酸鹽巖粉末，粉末粒度為200目。在制取二氧化碳?xì)怏w樣品時(shí)，取碳酸鹽巖粉末85～110 μg，烘干去除水分。在溫度72 ℃、真空條件下，讓碳酸鹽巖粉末與105%的過(guò)磷酸反應(yīng)，并在真空條件下收集CO2氣體并純化，在MAT-253上測(cè)試并自動(dòng)換算成δ13C、δ18O。為了監(jiān)測(cè)樣品的測(cè)試精度，在CO2樣品制備與測(cè)試過(guò)程中，加入2件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品TB-1（δ13C=1.61‰，δ18O=-11.59‰）、TB-2（δ13C=-6.06‰，δ18O=-24.12‰）和1 件實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)樣品ISTB-1（δ13C= -10.63‰，δ18O=-18.63‰），標(biāo)準(zhǔn)樣品用量50～70 mg，采用VPDB標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試精度為0.02%。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

碳酸鹽巖的后期成巖作用對(duì)原始海相碳酸鹽巖碳、氧同位素組成會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，尤其是有大氣淡水參與的成巖作用，碳酸鹽巖的氧同位素組成的分餾現(xiàn)象會(huì)更顯著。相比而言，碳酸鹽巖的碳同位素組成比較穩(wěn)定[34-35]。根據(jù)碳酸鹽巖的δ13C、δ18O值的相關(guān)性以及碳酸鹽巖的δ18O值高低，可判斷海相碳酸鹽巖的碳、氧同位素組成是否遭受強(qiáng)烈的后期成巖作用影響。魯西地區(qū)張夏組碳酸鹽巖的成巖系統(tǒng)有海水、大氣淡水、封存壓實(shí)鹵水和溫壓水系統(tǒng)[36]，其中淡水成巖作用的結(jié)果是常出現(xiàn)孔洞、裂隙充填物，因此，在碳酸鹽巖樣品采集和樣品加工過(guò)程中避免采取含方解石脈及孔洞充填物的巖塊。分析結(jié)果顯示，唐王寨剖面的δ13C分布于1.8‰～-1.5‰之間、δ18O分布于-7.0‰～-8.5‰之間，δ13C和δ18O的相關(guān)系數(shù)為0.18，數(shù)據(jù)點(diǎn)分布比較離散，二者相關(guān)性較?。▓D2），指示碳酸鹽巖的成巖作用微弱。

3 碳同位素組成演化趨勢(shì)

魯西唐王寨剖面寒武系的δ13C演化表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性（圖3）。張夏組三段δ13C呈下降趨勢(shì)，即由Amphoton ? Taitzuia 組合帶至Damesella paronai 帶頂部，δ13C 由1.62‰ 緩慢下降到0 附近。進(jìn)入崮山組Blackwelderia 帶，δ13C 分布于低值-0.51‰～0.16‰ 之間，在Blackwelderia 帶上部，δ13C 下降到最低值-0.51‰；在Neodrepanura premeslini 帶內(nèi)，δ13C基本上穩(wěn)定在0‰附近；在Diceratocephalus armatus 帶，δ13C呈波動(dòng)性上升趨勢(shì)，至三葉蟲(chóng)Chuangia 帶底部，δ13C達(dá)到0.5‰左右，Chuangia 帶中部δ13C上升至最大值1.68‰，表現(xiàn)出正漂移演化趨勢(shì)，隨后δ13C快速下降，至三葉蟲(chóng)Changshania 帶底部，δ13C下降到0.83‰，至Changshania ? Irvingella 帶下部δ13C 快速下降到-0.99‰，爾后開(kāi)始跳躍性回升至0.80‰，至Kaolishania 帶底部δ13C回落至0.50‰，Kaolishania 帶內(nèi)部δ13C穩(wěn)定在0.50‰左右。

在Ptychaspis?Tsinania 帶下部，δ13C首先由0.50‰下降到-0.55‰，然后又快速回升至1.56‰，隨后δ13C快速下降至-1.26‰又折返回升至1.67‰，最后穩(wěn)定在0.50‰左右。豫北寒武系張夏組、崮山組、炒米店組的δ13C演化表現(xiàn)為顯著的規(guī)律性[37]。由張夏組—崮山組—炒米店組下部，δ13C表現(xiàn)為3個(gè)高值區(qū)和2個(gè)低值區(qū)，δ13C高值區(qū)分布于張夏組下部、上部和炒米店組上部，δ13C達(dá)到的最大值分別為2.0‰、1.0‰、3.0‰；以炒米店組上部的δ13C最大，顯現(xiàn)出正漂移演化趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)于三葉蟲(chóng)Chuangia 帶。δ13C低值區(qū)分別分布于張夏組中部和崮山組，δ13C的最低值分別為-1.0‰和-0.5‰。

魯西唐王寨剖面寒武系δ13C的高值區(qū)分別分布在張夏組上部的Amphoton?Taitzuia 組合帶、炒米店組下部Chuangia 帶、炒米店組中部的Ptychaspis ?Tsinania 帶，δ13C 最大值分別達(dá)到1.62‰、1.68‰ 和1.56‰；以炒米店組下部Chuangia 帶的δ13C 值最大（1.68‰），表現(xiàn)出正漂移演化趨勢(shì)，可與豫北沙灘剖面炒米店組上部的正漂移對(duì)比（圖4）。豫北沙灘剖面δ13C最大正漂移出現(xiàn)在炒米店組上部，而魯西唐王寨剖面δ13C正漂移出現(xiàn)在炒米店組下部，碳同位素組成演化的等時(shí)性特點(diǎn)指出魯西炒米店組下部地層和豫北炒米店組上部地層為同期沉積。魯西唐王寨剖面δ13C的低值區(qū)分布于三葉蟲(chóng)Blackwelderia 帶，δ13C最小值為-0.38‰。豫北沙灘剖面δ13C的低值區(qū)也分布于Blackwelderia 帶內(nèi)，δ13C最小值為-0.30‰。華北傳統(tǒng)寒武系長(zhǎng)山階以三葉蟲(chóng)Chuangia 的出現(xiàn)為底界，接近于國(guó)際寒武系芙蓉統(tǒng)排碧階底界。因此，華北寒武系長(zhǎng)山階下部的δ13C正漂移可與華南地區(qū)寒武系排碧階的δ13C正漂移對(duì)比，也可與澳大利亞、美國(guó)西部、哈薩克斯坦、澳大利亞等地寒武系排碧階的δ13C正漂移[8]對(duì)比，說(shuō)明這次δ13C正漂移演化具有全球性特點(diǎn)。

4 碳同位素組成演化指示的生態(tài)環(huán)境意義

4.1 古海洋生態(tài)環(huán)境演化

在海洋碳循環(huán)過(guò)程中，浮游植物和大型藻類(lèi)通過(guò)光合作用將海水中的CO2合成有機(jī)質(zhì) [38]。海洋中浮游植物的生物量與海水深度、透光性、水溫及營(yíng)養(yǎng)鹽的豐度有關(guān)[39-40]，寬闊的海域、良好的透光性（水深小于200 m）、溫暖適宜的海水、豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽供給有利于浮游植物大量繁殖及生長(zhǎng)。浮游植物作為主要海洋初級(jí)生產(chǎn)力，它生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)的量占海洋有機(jī)物生產(chǎn)總量的99%以上[41]。浮游植物通過(guò)光合作用將大量的12C轉(zhuǎn)換成有機(jī)物質(zhì)，造成海水相對(duì)富含13C，此時(shí)沉積的海相碳酸鹽巖具有較高的δ13C值。因此，浮游植物在海洋碳循環(huán)中起著重要作用。

寒武紀(jì)微生物巖主要由附枝藻、腎形鈣藻、葛萬(wàn)藻形成的枝狀巖、凝塊巖、丘狀或柱狀疊層石礁灰?guī)r[42-43]組成。菌藻類(lèi)鈣化形成的微生物礁在華北寒武系第二統(tǒng)、苗嶺統(tǒng)、芙蓉統(tǒng)中均可見(jiàn)到[44-47]。華北寒武系第二統(tǒng)的微生物巖呈點(diǎn)狀、斑塊狀、或薄透鏡狀分布，規(guī)模及數(shù)量均有限，其基底常為透鏡狀礫屑灰?guī)r或鮞?；?guī)r；苗嶺統(tǒng)張夏組中的微生物巖表現(xiàn)為紋層狀藻灰?guī)r、凝塊石灰?guī)r、丘狀藻灰?guī)r，基底為鮞?；?guī)r，藻灰?guī)r厚度較大、層數(shù)多、丘體成群出現(xiàn)等特點(diǎn)，黏附了大量生物碎屑；唐王寨剖面芙蓉統(tǒng)炒米店組中的微生物巖主要表現(xiàn)為塊狀凝塊狀、丘狀、柱狀的疊層石灰?guī)r，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力；崮山組中微生物巖不發(fā)育，這與豫北沙灘剖面、北京西郊下葦?shù)槠拭鎇48]不同，反映古丈期晚期魯西地區(qū)海水相對(duì)較深，沉積物中泥質(zhì)成分較多，不利于藻類(lèi)生長(zhǎng)，而豫北及北京西郊等地海水相對(duì)較淺、透光性較好，適宜藻類(lèi)生長(zhǎng)。唐王寨剖面炒米店組下部微生物礁灰?guī)r主要由柱狀藻疊層石構(gòu)成，呈似層狀、層狀分布，其基底常為竹葉狀礫屑灰?guī)r。唐王寨剖面由張夏組上部至炒米店組下部，微生物巖演化表現(xiàn)為紋層狀、凝塊狀→丘狀或凝塊狀→巨型柱狀疊層石灰?guī)r。微生物巖的分布、形態(tài)特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、發(fā)育狀況取決于所處的海洋環(huán)境，隨著海水深度及水動(dòng)力條件的改變，底棲微生物群落亦發(fā)生變化。因此，微生物巖的出現(xiàn)與繁盛程度可以反映海洋環(huán)境的變化。

三葉蟲(chóng)、牙形石、腕足動(dòng)物等都屬于海洋后生動(dòng)物，它們的生存和發(fā)展依賴于海洋浮游植物，在寒武系張夏組頂部的Damesella ? Yabeia 帶內(nèi)，除Solenopariaagno 外，發(fā)生了三葉蟲(chóng)9科、球接子2屬絕滅事件；而且三葉蟲(chóng)Damesella 演化出多對(duì)尾刺，與張夏組中下部的三葉蟲(chóng)面貌差別較大，與崮山組的Blackwelderia、Neodrepanura 相似，說(shuō)明在張夏組沉積末期，食物供給出現(xiàn)問(wèn)題，演化出食肉海洋動(dòng)物，促使三葉蟲(chóng)朝著具有自身防御功能方向進(jìn)化，而不具自身防御功能的三葉蟲(chóng)可能因?yàn)槭澄锏亩倘被虮黄渌橙鈩?dòng)物捕食而絕滅。張夏組和崮山組的分界面為一個(gè)生物絕滅事件層，同時(shí)，二者之間為一個(gè)三級(jí)層序界面（淹沒(méi)不整合界面），這次絕滅可能因?yàn)楹Ｆ矫娴目焖偕仙罅坷渌娜肭衷斐?。從巖性上來(lái)看，崮山組以灰綠色頁(yè)巖為主，夾薄層狀泥晶灰?guī)r，反映崮山組沉積時(shí)期大量溫度較低的淡水向海洋輸入，抑制了海洋浮游植物繁殖與生長(zhǎng)，海洋動(dòng)物的食物鏈可能出現(xiàn)危機(jī)，大多數(shù)三葉蟲(chóng)科因食物匱乏而死亡，部分進(jìn)化為食肉動(dòng)物，與此同時(shí)，也有部分三葉蟲(chóng)進(jìn)化出具有防御功能的器官。另外，苗嶺統(tǒng)古丈階的牙形石、腕足、三葉蟲(chóng)動(dòng)物群與芙蓉統(tǒng)排碧階的不同，它們都在古丈階與排碧階之交發(fā)生了顯著的群落演替[49-50]，在Blackwelderia 帶內(nèi)達(dá)到鼎盛的德氏蟲(chóng)科（Damesenidae）在Chuangia 帶底部絕滅，取而代之的是篙里山蟲(chóng)科（Kaolishaniidae）和長(zhǎng)山蟲(chóng)科（Changshaniidae）。在古丈階與排碧階之交，牙形石動(dòng)物群Laiwugnathus 屬絕滅，Westergaardodina 屬銳減， Proomeotodus 屬、Distacodtus 屬和Prosagittodontus 屬等大量出現(xiàn)，因此，古丈階和排碧階之交是寒武紀(jì)海洋生物演化史上的一個(gè)重要時(shí)期。

豫魯?shù)貐^(qū)海相碳酸鹽巖的δ13C演化趨勢(shì)與生物群落演化具有較好的耦合性（圖5）。張夏組三段下部，藻凝塊巖發(fā)育，δ13C 表現(xiàn)出較高的值，從Amphoton?Taitzuia 組合帶開(kāi)始δ13C表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，到張夏組Damesella?Yabeia 帶頂部，δ13C降到0‰到附近，至Blackwelderia 帶中部，δ13C下降到最低值（-0.38‰）。崮山組沉積初期，隨著海平面快速上升、海水加深，浮游植物的生長(zhǎng)與發(fā)育受到限制，導(dǎo)致了崮山組底部多科三葉蟲(chóng)大絕滅及三葉蟲(chóng)德氏蟲(chóng)科的出現(xiàn)，此時(shí)沉積的海相碳酸鹽巖具有較低的δ13C 值。到Chuangia帶底部，三葉蟲(chóng)德氏蟲(chóng)科絕滅，而篙里山蟲(chóng)科（Kaolihsaniidae）和長(zhǎng)山蟲(chóng)科（Changshaniidae）大量出現(xiàn)；牙形石Laiwugnathus屬絕滅，Westergaardodina屬銳減，Proomeotodus 屬、Distacodtus 屬和Prosagittodontus屬等大量出現(xiàn)，δ13C表現(xiàn)為正漂移演化趨勢(shì)，δ13C上升到最大值（1.81‰），這次正漂移開(kāi)始于崮山階Neodrepanura 帶上部，至Chuangia 帶δ13C 上升到峰值。δ13C的正漂移演化趨勢(shì)與古丈階/排碧階之交德氏蟲(chóng)絕滅后新三葉蟲(chóng)屬、牙形石動(dòng)物群的大量出現(xiàn)耦合。

4.2 海平面升降變化

華北地區(qū)寒武系層序研究取得重要進(jìn)展[51-59]，華北地區(qū)寒武紀(jì)由初期的海侵到末期的海退形成一個(gè)完整的II級(jí)層序，由于海水周期性的侵入、退出變化又形成了數(shù)個(gè)為不同性質(zhì)界面分開(kāi)的III級(jí)層序。華北地區(qū)張夏組以上劃分為4個(gè)三級(jí)層序，傳統(tǒng)張夏組、崮山組、長(zhǎng)山組和鳳山組各劃分出1個(gè)三級(jí)層序，各三級(jí)層序的沉積結(jié)構(gòu)相似，每個(gè)層序的海侵體系域（TST）不發(fā)育或較薄，高水位體系域（HST）厚度較大。

寒武系苗嶺統(tǒng)張夏組上部到芙蓉統(tǒng)炒米店組下部劃分為4個(gè)三級(jí)層序（圖5），張夏組上部為三級(jí)層序III1的高水位體系域，由2個(gè)向上變淺的四級(jí)層序IV1、IV2組成，每個(gè)四級(jí)層序的下部為鮞?；?guī)r、上部為藻紋層灰?guī)r（圖6a，f）。崮山組構(gòu)成了三級(jí)層序III2。III2和 III1之間的層序界面為張夏組與崮山組之間的巖性分界面，為侵蝕面，亦為淹沒(méi)不整合層序界面，即“3”型層序界面（SB3），它接近三葉蟲(chóng)Blackwelderia paronai 帶底部。此界面之上為深水陸棚相頁(yè)巖，界面之下為潮間帶高能環(huán)境的疊層石灰?guī)r，二者突變接觸，反映存在地層間斷。

層序III2 對(duì)應(yīng)寒武系崮山組，是一個(gè)海侵體系域不發(fā)育、高水位體系域（HST）厚度較大的三級(jí)層序。由四級(jí)層序IV3、IV4組成，其中，四級(jí)層序IV3的下部為灰綠色鈣質(zhì)頁(yè)巖，為最大海泛期深水陸棚相沉積（CS）、上部為灰色薄層狀泥晶灰?guī)r；IV4的下部為灰色鈣質(zhì)泥巖夾泥晶灰?guī)r，上部為灰色薄層狀泥晶灰?guī)r，見(jiàn)柱狀疊層石灰?guī)r（圖6g）；層序III2的沉積特征指示海侵較快、海退較慢的一次海平面升降事件。

層序III3與III2之間的界面為沉積間斷面（SB2），與崮山組與炒米店組分界面一致，在崮山組頂部表現(xiàn)為微弱的侵蝕面，附近灰?guī)r層具沉積變形及軟沉積構(gòu)造，三葉蟲(chóng)Prochuangia 帶缺失，致使三葉蟲(chóng)Chuangia 帶的底部直接與三級(jí)層序界面重合。在該界面之下三葉蟲(chóng)德氏蟲(chóng)科絕滅，牙形石Laiwugnathus 屬絕滅，Westergaardodina 屬銳減，界面之上篙里山蟲(chóng)科（Kaolihsaniidae）和長(zhǎng)山蟲(chóng)科（Changshaniidae）、牙形石Proomeotodus 屬、Distacodtus 屬和Prosagittodontus 屬等大量出現(xiàn)。界面之上為III3層序的海侵體系域（TST），由四級(jí)層序IV5構(gòu)成，IV5下部為灰色鈣質(zhì)泥巖，中部為灰色泥晶灰?guī)r、深水相竹葉狀礫屑灰?guī)r（圖6c，h），上部為淺水相礫屑灰?guī)r夾藻灰?guī)r（圖6b），頂部為疊層石礁灰?guī)r（圖6d，e）。由下向上生物灰?guī)r表現(xiàn)為藻凝塊灰?guī)r—丘狀疊層石灰?guī)r—柱狀疊層石礁灰?guī)r，上部風(fēng)暴礫屑灰?guī)r中的礫屑出現(xiàn)鐵紅色氧化邊，指示海水逐漸變淺的沉積序列。

層序III4由四級(jí)層序IV6、IV7等構(gòu)成；IV6底部為褐黃色厚層狀灰?guī)r，下部為含細(xì)礫微晶灰?guī)r，上部為薄層狀灰色微晶灰?guī)r，IV7下部為灰色厚層狀藻灰?guī)r，上部為灰色微晶灰?guī)r與風(fēng)暴礫屑互層，均為向上加深的沉積層序。

海相碳酸鹽巖的δ13C演化趨勢(shì)與海平面升降之間亦存在一定的耦合性。苗嶺世晚期，隨著海平面的下降，δ13C演化呈下降趨勢(shì)；魯西地區(qū)苗嶺世晚期（崮山組沉積時(shí)期），隨著快速海侵的發(fā)生及海平面的上升，δ13C先是下降到較低的值，至芙蓉世早期海平面達(dá)到較高位置時(shí)，海域面積最大，δ13C演化表現(xiàn)出顯著的正漂移演化趨勢(shì)。芙蓉世中期，風(fēng)暴潮汐作用強(qiáng)烈，海底沉積物頻繁遭受侵蝕和再沉積作用，不同時(shí)代和不同沉積環(huán)境的沉積物混合在一起，其碳同位素組分變化較大。海平面升降變化對(duì)淺海生態(tài)環(huán)境的影響最為顯著，海平面上升時(shí)期，海域面積逐漸擴(kuò)大，海洋生態(tài)環(huán)境得到改善，海洋浮游植物繁盛，同時(shí)有機(jī)碳的埋藏量加大，此時(shí)沉積的海相碳酸鹽巖δ13C表現(xiàn)為較高的值或正漂移演化趨勢(shì)。

5 結(jié)論

（1） 豫北魯西地區(qū)寒武系苗嶺統(tǒng)上部δ13C演化表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，芙蓉統(tǒng)下部δ13C呈上升趨勢(shì)，并表現(xiàn)出顯著正漂移，這次δ13C 正漂移出現(xiàn)在三葉蟲(chóng)Chuangia 帶內(nèi)，具有區(qū)域同時(shí)性之特點(diǎn)，并可與世界各地芙蓉統(tǒng)排碧階的碳同位素組成正漂移（SPICE）對(duì)比。

（2） δ13C演化趨勢(shì)與各種藻類(lèi)、三葉蟲(chóng)等后生動(dòng)物的繁盛與消亡相耦合，魯西地區(qū)苗嶺世晚期，出現(xiàn)各類(lèi)藻類(lèi)消失、三葉蟲(chóng)大規(guī)模絕滅，δ13C下降到最低值；芙蓉世早期，較多三葉蟲(chóng)科大量繁盛，δ13C上升到最大值，表現(xiàn)出顯著正漂移。

（3） δ13C演化趨勢(shì)與海平面升降、沉積環(huán)境演化相耦合，海侵初期δ13C較低，隨著海平面的上升δ13C呈增大趨勢(shì)，高水位早期為δ13C最高值時(shí)期，高水位晚期、或海平面下降期δ13C演化表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。