賀蘭山地區(qū)寒武奧陶紀(jì)地史演化特征探討

1、賀蘭山地區(qū)寒武奧陶紀(jì)地史演化特征探討摘要:賀蘭山地區(qū)寒武-奧陶紀(jì)地層發(fā)育良好，層序完整。地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)賀蘭山小區(qū)。巖石地層序列自下而上由辛集組、朱砂洞組、陶思溝組、胡魯斯臺(tái)組、阿不切亥組、馬家溝組、米缽山組構(gòu)成。通過對(duì)各巖石地層單位沉積相及沉積環(huán)境的分析研究表明，賀蘭山地區(qū)寒武-奧陶紀(jì)為陸表海沉積，其地史演化由陸源碎屑海岸一淺海陸棚臺(tái)地邊緣淺灘一臺(tái)地潮坪相一陸棚內(nèi)緣斜坡相組成。整個(gè)寒武紀(jì)時(shí)期基本以濱海-淺海為主,奧陶紀(jì)期間地殼緩慢下降，海侵逐漸擴(kuò)大，奧陶紀(jì)中葉達(dá)到高潮形成次深海。奧陶紀(jì)晚期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，地殼隆起,海水退去結(jié)束了陸表海沉積，賀蘭山地區(qū)進(jìn)入風(fēng)化剝蝕階段。關(guān)鍵詞:寒武-奧陶

2、紀(jì)沉積相沉積環(huán)境演化賀蘭山地區(qū)寒武紀(jì)一奧陶紀(jì),賀蘭山地區(qū)頻臨華北陸表海西緣，與華北腹地一樣，發(fā)育一套由陸源碎屑海岸一淺海陸棚一臺(tái)地邊緣淺灘一臺(tái)地潮坪相一陸棚內(nèi)緣斜坡相組成的陸表海沉積。巖石地層單位自下而上由辛集組、朱砂洞組、陶思溝組、胡魯斯臺(tái)組、阿不切亥組、馬家溝組、米缽山組構(gòu)成，各時(shí)期的沉積相及沉積環(huán)境反映了當(dāng)時(shí)的構(gòu)造古地理環(huán)境，其垂向疊加反映了這一時(shí)期的地史演化特征。1沉積相及沉積環(huán)境1.1辛集組沉積相及沉積環(huán)境辛集組屬濱海淺灘相沉積。辛集期（滄浪鋪晚期），海水沿華北陸塊南緣進(jìn)入賀蘭山地區(qū)，直抵賀蘭山中段蘇峪口一帶，沉積了一套濱海碎屑巖。從初期的沖刷海岸沉積開始,進(jìn)而出現(xiàn)濱海淺灘高能環(huán)境下

3、的礫-砂質(zhì)鱗塊巖、磷質(zhì)砂巖、白云質(zhì)砂巖等沉積，反映了一個(gè)海侵沉積序列。1.2朱砂洞組沉積相及沉積環(huán)境朱砂洞組屬碳酸巖鹽潮坪相沉積。朱砂洞期（龍王廟期），海水繼辛集期侵入賀蘭山中段后，海侵范圍有所擴(kuò)大,由辛集期的渾水海岸變?yōu)榍逅逼?，隨著環(huán)境趨向穩(wěn)定和氣候炎熱干燥，形成了一套白云巖、灰質(zhì)白云巖。巖石組合特征表明，朱砂洞期氣候熱燥，蒸發(fā)量較大，沉積環(huán)境為海水不暢的半封閉?；蚓窒藓?除含疊層石外，其它生物很少。1.3陶思溝組沉積相及沉積環(huán)境陶思溝組屬濱海淺灘相沉積。陶思溝期（毛莊期），隨著華北海侵范圍的繼續(xù)擴(kuò)大，賀蘭山中一北段等地均廣泛為海水淹沒，形成了一套濱海淺灘相沉積，巖石組合由陸源碎屑巖和少量

4、碳酸鹽巖組成，具有陸源碎屑海岸沉積特征。表明陶思溝期海水深度不大，水動(dòng)力條件較強(qiáng)，古氣候較為溫暖。1.4胡魯斯臺(tái)組沉積相及沉積環(huán)境胡魯斯臺(tái)組屬臺(tái)地邊緣淺灘相沉積。胡魯斯臺(tái)期（徐莊期）,海侵繼續(xù)擴(kuò)大，形成一套臺(tái)地邊緣淺灘相沉積,由頁板巖和礫屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、薄層微晶灰?guī)r等碳酸鹽巖組成，具有淺海陸棚相沉積特征。胡魯斯臺(tái)期沉積環(huán)境不穩(wěn)定，在總的海侵沉積序列中，次級(jí)海侵、海退頻繁，水動(dòng)力條件較強(qiáng),沉積物中近岸粗碎屑物質(zhì)較少，碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖均發(fā)育。三葉蟲、腕足類化石豐富，古氣候較為溫暖，在初期和晚期曾有過短暫的炎熱氣候,沉積了紫紅色頁巖。1.5阿不切亥組沉積相及沉積環(huán)境阿不切亥組具臺(tái)地邊

5、緣淺灘相一陸棚內(nèi)緣斜坡相沉積特征。阿不切亥期（張夏一兩河口早期）,海侵持續(xù)時(shí)間長，賀蘭山地區(qū)沉積厚度較華北本部大，由深灰色中層一塊狀（白云石化）微晶鮞?；?guī)r、深灰色薄層泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r及少量竹葉狀灰?guī)r、礫屑灰?guī)r組成。表明阿不切亥期早期（張夏期）海侵不斷擴(kuò)大，水動(dòng)力逐漸增強(qiáng)，為攪動(dòng)較強(qiáng)的臺(tái)地邊緣高能淺灘沉積環(huán)境。之后（崮山期）沉積環(huán)境動(dòng)蕩，次級(jí)海侵、海退頻繁。中一晚期（長山一鳳山期），水體變淺，水動(dòng)力作用減弱,氣候干熱,屬潮間一潮上低能環(huán)境沉積。巖石、生物地層之特征表明,從阿不切亥中期一晚期，巖石中鮞粒灰?guī)r減少，灰?guī)r、白云巖、竹葉狀灰?guī)r增多，生物上三葉蟲、腕足類個(gè)體變小，并出現(xiàn)疊層石。說明阿不切

6、亥中期一晚期處于海退環(huán)境，水動(dòng)力條件逐漸變?nèi)酰Ｋ蓜?dòng)蕩變得相對(duì)穩(wěn)定,氣候由溫暖變?yōu)楦稍镅谉帷?.6馬家溝組沉積相及沉積環(huán)境馬家溝組為臺(tái)地潮坪相沉積。馬家溝期（兩河口晚期一大彎早期）,海侵達(dá)繼續(xù)擴(kuò)大，沉積了以碳酸巖鹽為主的馬家溝組，屬碳酸巖鹽臺(tái)地潮坪相沉積。1.7米缽山組沉積相及沉積環(huán)境米缽山組屬次深海大陸斜坡相沉積。米缽山期（大彎晚期一廟坡期）,海侵達(dá)到高潮，范圍擴(kuò)大，華北海與祁連海連通,大體在大彎期末一牯牛潭期初始，直到寶塔期，賀蘭山地區(qū)南北發(fā)生了明顯的分化，賀蘭山南段沉積的米缽山組屬大陸斜坡下部的深海一次深海沉積。沉積地球化學(xué)證據(jù)表明，米缽山組的物源具有活動(dòng)陸緣及島弧性質(zhì)，綜合考慮賀蘭山

7、地區(qū)所處的區(qū)域構(gòu)造背景，物源可能來自南部的北祁連地區(qū)；生物地層表明，大彎期末開始牙形石動(dòng)物種群由華北型轉(zhuǎn)向華南型，反映了海侵方向有了明顯的變化，海水由南向北侵入，體現(xiàn)了兩個(gè)不同地層分區(qū)之沉積特點(diǎn)。故在空間上構(gòu)成南北深而中段淺的強(qiáng)烈坳陷盆地格局，見圖2。2地質(zhì)演化歷史賀蘭山地區(qū)寒武紀(jì)一奧陶紀(jì)巖石地層單位的時(shí)空分布表明，賀蘭山中一北段屬華北區(qū)海侵范圍，滄浪鋪晚期一龍王廟期，海水沿華北陸塊南緣進(jìn)入賀蘭山地區(qū)，直抵賀蘭山中段蘇峪口一帶，沉積了一套濱海碎屑巖（辛集組）碳酸巖鹽（朱砂洞組）。反映了一個(gè)海侵沉積序列，從初期的沖刷海岸沉積開始，進(jìn)而出現(xiàn)濱海淺灘高能環(huán)境下的礫-砂質(zhì)鱗塊巖、磷質(zhì)砂巖、白云質(zhì)砂巖等

8、沉積，隨著環(huán)境趨向穩(wěn)定和氣候干熱，出現(xiàn)碳酸巖鹽潮坪相沉積。龍王廟期末一毛莊期，隨著華北區(qū)海侵范圍逐步擴(kuò)大，整個(gè)賀蘭山中-北段及相鄰地區(qū)均為海水淹沒，形成了一套陸源碎屑巖和碳酸鹽巖組成的濱海淺灘相沉積（陶思溝組）。徐莊期海侵范圍繼續(xù)擴(kuò)大，形成一套由頁板巖和碳酸鹽巖組成的臺(tái)地邊緣淺灘相沉積（胡魯斯臺(tái)組）。到張夏期海侵達(dá)到高潮，祁連海與華北海連通整個(gè)賀蘭山地區(qū)為碳酸巖鹽臺(tái)地沉積。張夏期一鳳山期，海侵持續(xù)時(shí)間長,形成了一套臺(tái)地邊緣淺灘相一陸棚內(nèi)緣斜坡相沉積（阿不切亥組）。奧陶紀(jì)初期，海侵進(jìn)一步擴(kuò)大，海侵范圍幾乎含蓋整個(gè)賀蘭山地區(qū)，形成了以碳酸巖鹽為主的臺(tái)地相沉積（馬家溝組）。大彎期末一廟坡期,賀蘭山南

9、段沉積環(huán)境有了明顯變化，于馬家溝組之上沉積了米缽山組，其厚度在2000m以上，以碎屑巖、泥巖為主夾灰?guī)r透鏡體，屬次深海大陸斜坡沉積。3結(jié)語綜上所述，賀蘭山地區(qū)寒武-奧陶紀(jì)古地理環(huán)境為海洋，形成了一套完整的陸表海沉積，持續(xù)時(shí)限達(dá)88Ma。在此期間海侵-海退頻繁，構(gòu)成了多旋回沉積特征。整個(gè)寒武紀(jì)時(shí)期基本以濱海-淺海為主,奧陶紀(jì)期間地殼緩慢下降，海侵逐漸擴(kuò)大，奧陶紀(jì)中葉達(dá)到高潮形成次深海。奧陶紀(jì)晚期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，地殼隆起,海水退去結(jié)束了陸表海沉積賀蘭山地區(qū)進(jìn)入風(fēng)化剝蝕階段。參考文獻(xiàn)顧其昌寧夏回族自治區(qū)巖石地層M.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1996:5-45.寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.1:250000吉蘭泰幅區(qū)域