湖南寒武系第三统混积岩沉积特征与成因探讨 - 中国地学期刊门户网.pdf

第６２卷　 第４期　　 地　质　论　评 　　　　 ＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＲＥＶＩＥＷ　　 Ｖｏｌ６２　Ｎｏ４ ２０１６年 ７月 Ｊｕｌｙ　２０１６ 湖南寒武系第三统混积岩沉积特征与成因探讨 梁薇，牟传龙，周恳恳，王瑞华，葛祥英，徐鹏辉，郑斌嵩，谭志远 中国地质调查局成都地质调查中心，成都，６１００８１ 内容提要：湖南地区寒武系第三统发育大量的混积岩及混积层系，其沉积特征、成因及时空分布，对研究寒武纪 中上扬子地区东南缘的沉积环境及碳酸盐台地的形成演化具有重要的意义。本文采用野外观察、微观岩石学分析 方法对混积岩时空分布、沉积特征、矿物组分进行了研究，首次系统总结了湖南地区寒武系第三统发育的混积层系 类型与组合方式，及其分布的６类不同的岩相分区，并按照成分分类依据划分出４种混积岩类型。研究表明，混积岩 分布在湘西北地区及湘中地区，靖州—涟源—隆回—宁乡一线以北的区域。混积层系的沉积特征表明，其形成于受 周期性强风浪、风暴作用影响的浅水混积陆棚环境或风暴浪基面以下的深水混积陆棚环境，主要成因为机械成因的 相缘渐变沉积混合及事件突变沉积混合。混积陆棚的存在，表明寒武纪第三世时期，中上扬子东南缘湘西北地区不 发育台缘相带，未建立起完整的镶边碳酸盐台地模式，而为相对平缓的碳酸盐岩为主的浅海混积陆棚模式，混有碎 屑岩沉积物。 关键词：寒武系第三统；混积岩；混积层系；沉积环境；碳酸盐台地演化 　　长期以来陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积作为两大 Ａｉｇｎｅｒ，２００３；张宁生等，２００６；Ｐａｌｅｒｍｏｅｔａｌ．，２００８） 沉积体系，沉积学家已经在各自的沉积相、沉积环境 ，亦有研究将混积岩与层序划分、古气候恢复等结合 方面做了深入研究，而对大量存在的碳酸盐和陆源 起来 （Ｃａｍｐｂｅｌｌ，２００５；Ｌｕｂｅｓｅｄｅｒａｅｔａｌ．，２００８； 碎屑的混合沉积研究较少。８０年代开始国外学者 ＧａｒｃｉａＧａｒｃｉａｅｔａｌ．，２００９；徐伟等，２０１４）。实际上， 就提出混积物的概念，并对混积岩的分类、成因等进 混合沉积对于了解沉积环境的构造运动、海（湖）平 行研究和讨论（Ｒｏｂｅｒｔｓ，１９８７；ＤｏｌｙｌｅａｎｄＲｏｂｅｒｔｓ， 面变化、沉积动力学、沉积速率、古气候、物源及其间 １９８８；Ｓａｒｇ，１９８８；Ｄｏｌａｎ，１９８９；Ｄａｖｉｅｓ，１９８９；Ｇａｒｃｉａ 的关系有着特殊的意义（张锦泉等，１９８９；江茂生 Ｈｉｄａｌｇｏｅｔａｌ，２００７）。Ｍｏｕｎｔ（１９８４）对混合沉积的定 等，１９９５，１９９６；郭福生等，２００３；董桂玉等，２００７， 义为硅质碎屑与碳酸盐在结构上的相互掺杂，而国 ２００９）。 内混积岩最早定义为同一岩层内陆源碎屑与碳酸盐 前期笔者在对湖南地区寒武系研究过程中，发 两种组分相互混合沉积的一类沉积岩（杨朝青， 现湘西北地区花垣排碧寒武系第三统主要的沉积 １９９０；郭福生等，１９９０）。这一概念后来被国内大多 物———条带灰岩是由灰岩条带（颗粒灰岩、泥晶灰 数学者衍生为指由碳酸盐与陆源碎屑结构混合组成 岩）与粉砂质条带［（纹层状）粉砂质灰岩］互层组 混积物以及纯碳酸盐与碎屑沉积物的互层、夹层及 成，为典型混积岩以及混积岩与碳酸盐岩互层的混 横向相变（张锦泉等，１９８９；沙庆安等，２００１），郭福 积层系，而非单纯的泥质条带灰岩，同时取得了其形 生等（２００３）称之为混积层系，混积岩与混积层系组 成于浅海陆棚沉积环境中的沉积证据（梁薇等， 成了广义的混合沉积的范畴（沙庆安，２００１）。国 ２０１２）。结合对砾屑灰岩沉积特征的研究，发现第 际上对于混积岩的研究除了对混积岩的概念、成分 三统发育不同组合的风暴沉积序列，砾屑灰岩及伴 比例、岩性命名等基本理论问题的讨论，仍有混积岩 生岩石组合是受强风浪或风暴作用的沉积物。研究 可以形成油气储层 的报道 （Ｐｏｅｐｐｅｌｒ