奥陶纪地层沉积相探析——以湖北宜昌地层沉积相分析为例

张 扬，汪 文，陈绿森

（湖北省地质局第七地质大队，湖北 宜昌 4430000）

奥陶纪地层沉积相探析
——以湖北宜昌地层沉积相分析为例

张 扬，汪 文，陈绿森

（湖北省地质局第七地质大队，湖北 宜昌 4430000）

湖北西部宜昌市，位于长江中游和上游的相交之地，在地质学的奥陶纪时期属于碳酸盐台地，其地层相对完好，具有极丰富的各类化石。通过内业研究与外业调查，对比研究沉积相，综合以前各类研究取得的成果，建立奥陶纪的沉积相模式，从而恢复当时的沉积环境，对其海水升降及地理演化得以清楚地了解和掌握。

奥陶纪；地层；沉积相；探析

1 奥陶纪时期地层的基本特点

1.1 奥陶纪其地层厘定

奥陶系的沉积序列包括了交替沉积物、介壳化石和笔石等，此外也包含了冷水类型的北大西洋生物种群、暖水类型的北美大陆的生物种群。自上世纪40年代始，对奥陶系有着专门研究的专家开始对该区域地层的划分方面展开详尽的研究。进入21世纪之后，此项研究呈现出新的局面。关于区域性的而且是不同年代的地层划分已经正式形成方案，尽管在方案中存在着个别概念的分野，但是具有中国特色的地层划分模式已经正式形成，而且这种划分基本上可以与当今世界科技领先国家并驾齐驱。

1.2 奥陶纪的地层剖面

（1）宜昌地区奥陶纪具有相当简单的剖面结构，具有发育相对完整的地层，也具有比较丰富的各种类型的化石。这是一种极具科学研究价值的剖面结构，因为它符合典型的剖面构造特征。从岩性的组合情况来看，这是一种易于风化和泥质较高的晶灰岩，颜色为黄绿色、浅紫灰和浅灰绿色，形状为层状与瘤状，性质为泥晶灰岩。

（2）从矿物学的特点来看，作为泥晶结构的一种它是由生物碎屑所组成，宏观上呈现一种瘤状与块状特征，生物碎屑的含量在3.1%，海胆刺与海百合茎是其中的主要成分，亦有少量的钙质和腕足类屑组成。生物化石的含量达2%，大部分为双壳类、带虫孔、富含少量介型虫的化石和钙质。其余的94.9%则为含有硅酸盐的矿物。这种矿物的颗粒0.03毫米以下，呈现为泥晶状。

2 沉积相模式与沉积环境的剖析

2.1 沉积相模式剖析

奥陶纪这一典型的地质时代更迭，缘于地史上海洋对大陆的侵袭。当这一历史时期到来之时，地球上最为广大的地区悉为海水所淹没，唯日冈瓦纳与东欧地台这两块大陆一南一北遥相呼应，系仅存的大陆地带。地壳的差异性运行有所减弱，随着古生代的到来结伴而行。对风化侵蚀的规避，使得地势上起伏并非明显，大面积的浅海因此而形成，厚度上、岩相上都没有太大的变化，占主要成分的是碳酸盐，异常活跃的为无脊椎生物。而宜昌地区，沉积的性质为陆表海性，海底较地势也较为平缓，海水较浅、分布较广，这充分印证了这种构造是相对稳定的。

2.2 沉积环境的剖析

宜昌岩石类型为亮晶鲕粒灰岩、生物屑灰岩、砂屑灰岩，颜色为浅灰色与灰色，形态呈现出中层状的特征。生物屑和鲕粒大量增加，是该地区最为突出的特征之一。通过对鲕粒灰岩的观测，鲕粒圈正好可以通过其发育情况反映出水的动态变化情况。通过研究发现鲕粒形成在先，而一些胶结物则形成在后。含量较高的颗粒基本出现在亮晶沙屑灰岩之中，不仅靡圆度好，而且分选也较好。浑圆程度高的骨屑出现在亮晶的生物碎屑的火山岩之中，簸选较为充分这一特点被凸显出来。绝大部分的生物以碎片的形式存在着，包括海百合、瓣腮类、腕足类等，埋藏的地点分布不均。在地层的发育出现的波痕不对称，层理呈槽状交错，波脊出现分岔。

3 奥陶纪地层古地理演化分析

通过对沉积相进行分析，宜昌地区存在着海水的或进或退经常反复出现的现象。总体而言呈现的状况是海水经常大量的入侵，致使水的深度不断加剧。在全球范围内的海洋退水作用的发生，出现在寒武纪的晚些时期。海台地相居于优势地位的白云岩的产生则是寒武系剖面之特征。关于沉积相的分布，奥陶系的剖面沉积，可以总体上归为海平面的四大回旋，亦即海水的4次大的进退过程。

3.1 第一次进退过程

第一次大的回旋，亮晶沙粒屑灰岩出现在界底为其特征。其发育情况为，最底部为细晶白云岩，中部为生物屑灰岩、砾屑、亮晶沙屑，最顶部为白云岩。层理表现为生物潜穴、水平层理、交错层理，环境为碳酸盐台地。

3.2 第二次进退过程

第二次大回旋，这一阶段的标志是鲕粒灰岩，发育情况为砾屑灰岩、亮晶砂屑，沉积环境为礁滩相。这反映了向浅海陆棚相的逐渐发展，海水逐渐变深的过程。

3.3 第三次进退过程

第三次回旋，以生物屑灰岩和亮晶砂屑的出现为标志，由上而下分别为深色黏土岩、泥晶流状灰岩、泥页岩和沉积瘤状灰岩，环境为浅海陆棚相沉积，显现出海水由浅而深的过程。

3.4 第四次进退过程

第四次回旋，其特征为瘤状灰岩。海平面在一定程度上有所回升，泥质的含量亦相应增多，具有碳酸盐台地潮下带沉积特点。

4 结束语

奥陶纪的宜昌呈现出陆表海的特点，海底部的坡度平缓，水位也不高，分布的范围较大。从地质构造看，较为稳定。位于浅海的碳酸盐沉积为其成了占居主要地位的沉积模式，依次能够区划出的沉积相为局限海台地相、开阔海台地相、台地边缘浅滩相、台地边缘生物礁相、盆地边缘相、陆棚内盆地相六大类。在这一地质时期，其地质过程大致呈现出自碳酸盐台地相至浅海陆棚相逐渐过渡的一个过程。

[1]汪啸风,StougeS.陈孝红,等.全球下奥陶统-中奥陶统界线层型候选剖面——宜昌黄花场剖面研究新进展[J].地层学杂志.2005,(S1).

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1006-6012（2016）11-0248-01