湖南下寒武统层序地层特征与古环境演化变迁

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1、第38卷第3期2011年6月中国地质GEoLoGYINCHINAV01．38．No．3J吼．，2011湖南下寒武统层序地层特征与古环境演化变迁庞维华，丁孝忠1高林志，刘燕学，宗文明2逯永光，(1．中国地质科学院地质研究所，北京100037；2沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳110034)提要：湖南下寒武统发育完整．湘西北和湘中地区主要发育一套从黑色岩系到碳酸盐岩的地层序列，湘南地区相变为一套以杂砂岩和炭质板岩不等厚韵律层为主的地层序列．整体构成一个完整的二级层序，可进一步划分为6个三级层序，对应6个有序的海进～海退沉积旋回．其中三级层序的沉积体系域受沉积古

2、环境的影响由“凝缩段(cs)+高位体系域(HST)”和“海进体系域(TST)+凝缩段(CS)+高位体系域(HST)”两种垂向叠加形式组成，下寒武统的层序界面类型主要为Ⅱ型层序界面和淹没不整合型层序界面。在空间上，湘西北和湘中地区为由Nw向sE的缓坡环境，随着沉积环境逐渐加深．下寒武统沉积厚度逐渐变薄．至湘南地区沉积厚度增厚，沉积深海相厚层杂砂岩夹板岩，其相序变化系统记录了湖南省早寒武世复杂的被动陆缘古地理环境演化和变迁．其演化和变迁也反映了古环境演化对成矿作用的制约．关键词：下寒武统；层序地层；岩石地球化学；古环境演化中图分类号：P534．41文献标志

3、码：A文章编号：1000-3657(2011)-03-0560-17扬子地台大冰期(南华系)之后，从震旦系到下古生界为连续沉积的碳酸盐岩台地．震旦系上部留茶坡组硅质岩与寒武系底部牛蹄塘组硅质炭质页岩为整合接触关系。湖南下寒武统沉积相类型多样，不仅蕴藏大量的矿产资源，主要包括油气、石煤、磷矿、铅锌矿等多金属矿床以及稀有金属、稀土元素等，而且具有重要的解释古大陆旋回意义【H。本套地层为时空上连续的岩石地层序列．代表了震旦纪与寒武纪过渡时期大规模淹没事件之后的由碎屑岩相向碳酸盐岩台地过渡。并由NV4向sE沉积环境总体变深的沉积演化过程[51．同时古环境对沉积

4、矿产的赋存方式和分布规律具有强烈的制约作用。根据露头层序地层学的原理与方法[6-10]．笔者通过对湘西北地区的石门杨家坪和桃源马金洞剖面、湘中地区的安化桑坪溪和隆回羊岩口剖面以及湘南地区的江华悬水剖面等5条主要剖面和数条辅助剖面(图1)的观测和研究。从区域上对湖南下寒武统进行了野外露头层序地层学研究．划分了6个三级层序和若干个体系域，同时结合全球海平面的变化及构造运动等因素对其古环境演化进行分析．并在此基础上对各个层序的地球化学特征和成矿特征进行初步探讨。1区域地质概况研究区位于扬子陆块东南缘向华夏陆块的过渡区。自晚震旦世已形成稳定碳酸盐岩台地一浅海陆

5、棚一盆地的格局．到早寒武世早期．随着全球海平面快速上升，海底形成缺氧环境，此时期形成了南方广泛出露的覆盖在扬子陆块震旦纪地层之上的黑色岩系为主的沉积地层．反映了显生宙以来的最大的一次海侵In]。之后。即自筇竹寺晚期开始，本区构造及沉积环境出现了三分的格局，根据地层、岩性、沉积相及地质构造等特征．将研究区由NW向SE依次划分为湘西北(I)、湘中(II)、湘南(III)3个地层区【，，12](图1)：收稿日期：2011-03-01；改回日期：2011—04-15基金项目：中国地质调查局项目“中国地质构造区划与区域地质调查综合集成”(121201081103

6、3)资助。作者简介：庞维华，女，1984年，硕士生，从事区域地质学及沉积相分析研究；E—mail：weihuapang@yahoo．cn。通讯作者：丁孝忠，男，1963年，博士，研究员，从事区域地质综合研究与编图、盆地分析研究；E—marl：菇aozllo“gdin颤Dsilla．com。≈38#≈3M＆№*∞．Ⅻ☆FgA‰H#№H**‘j^W《*nⅡ＆囤Ⅲ$E园-E㈣囵-B雌#*[日l_m＆I团㈣蚍▲刺$例▲t■s±■日m▲女％●㈣∞▲IE自m■∞▲n十5^n《1％月jEHf“n*RI，R＆嗍Ⅱ*·¨目II^*#Ⅱ々RⅡ☆Ⅻ$女RFⅢ№月t自自F$m

7、‰m*j}mmHK∞(镕Ⅻ自*×#nm01988一p自ⅡⅡMm口1978镕镕)”⋯““。“””“⋯19”8“8I“Rr“。⋯lnal：：：=篇o。f：：：慧。“out篙h：誊1“978了”““”“⋯”‰n—Phyc州d—Ch雌l1)并珏西北地R(1)．自下衙上依献分为．牛蹄塘组把榔组、清虚澍组3十扑”。。‘(表I)。其中爿¨分R(I．)沉积特赶为牛蹄埔组上婴巾黑色硅质嵌抛质m岩组成．整合接触干下伏震口系灯韶组n云封之上：}巴样组以底部黑也泥版崭々下使牛蹄塘组黑色擞腰页措拱弁接触．沉积一龚下部钙质砂幔血崭上562中国地质2011年表1湖南下寒武统地层划分

8、对比简表Table1Stratigraphicdivisionandcorrelationin