贺兰山地区寒武—奥陶纪地史演化特征探析

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1、贺兰山地区寒武—奥陶纪地史演化特征探析　　摘要：贺兰山地区寒武-奥陶纪地层发育良好，层序完整。地层区划属华北地层区贺兰山小区。岩石地层序列自下而上由辛集组、朱砂洞组、陶思沟组、胡鲁斯台组、阿不切亥组、马家沟组、米钵山组构成。通过对各岩石地层单位沉积相及沉积环境的分析研究表明，贺兰山地区寒武-奥陶纪为陆表海沉积，其地史演化由陆源碎屑海岸—浅海陆棚—台地边缘浅滩—台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成。整个寒武纪时期基本以滨海-浅海为主，奥陶纪期间地壳缓慢下降，海侵逐渐扩大，奥陶纪中叶达到高潮形成次深海。奥陶纪晚期受构造运动的影响，地壳隆起，海水退去结束了陆表海沉

2、积，贺兰山地区进入风化剥蚀阶段。关键词：寒武-奥陶纪沉积相沉积环境演化贺兰山地区中图分类号：P53文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0114-027寒武纪—奥陶纪，贺兰山地区频临华北陆表海西缘，与华北腹地一样，发育一套由陆源碎屑海岸—浅海陆棚—台地边缘浅滩—台地潮坪相—陆棚内缘斜坡相组成的陆表海沉积。岩石地层单位自下而上由辛集组、朱砂洞组、陶思沟组、胡鲁斯台组、阿不切亥组、马家沟组、米钵山组构成，各时期的沉积相及沉积环境反映了当时的构造古地理环境，其垂向叠加反映了这一时期的地史演化特征。见图1。1沉积相及沉积环境1.1辛

3、集组沉积相及沉积环境辛集组属滨海浅滩相沉积。辛集期（沧浪铺晚期），海水沿华北陆块南缘进入贺兰山地区，直抵贺兰山中段苏峪口一带，沉积了一套滨海碎屑岩。从初期的冲刷海岸沉积开始，进而出现滨海浅滩高能环境下的砾-砂质鳞块岩、磷质砂岩、白云质砂岩等沉积，反映了一个海侵沉积序列。1.2朱砂洞组沉积相及沉积环境朱砂洞组属碳酸岩盐潮坪相沉积。朱砂洞期（龙王庙期），海水继辛集期侵入贺兰山中段后，海侵范围有所扩大，由辛集期的浑水海岸变为清水潮坪，随着环境趋向稳定和气候炎热干燥，形成了一套白云岩、灰质白云岩。岩石组合特征表明，朱砂洞期气候热燥，蒸发量较大，沉积环境为海水不

4、畅的半封闭海或局限海，除含叠层石外，其它生物很少。1.3陶思沟组沉积相及沉积环境陶思沟组属滨海浅滩相沉积。7陶思沟期（毛庄期），随着华北海侵范围的继续扩大，贺兰山中—北段等地均广泛为海水淹没，形成了一套滨海浅滩相沉积，岩石组合由陆源碎屑岩和少量碳酸盐岩组成，具有陆源碎屑海岸沉积特征。表明陶思沟期海水深度不大，水动力条件较强，古气候较为温暖。1.4胡鲁斯台组沉积相及沉积环境胡鲁斯台组属台地边缘浅滩相沉积。胡鲁斯台期（徐庄期），海侵继续扩大，形成一套台地边缘浅滩相沉积，由页板岩和砾屑灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩、薄层微晶灰岩等碳酸盐岩组成，具有浅海陆棚相沉

5、积特征。胡鲁斯台期沉积环境不稳定，在总的海侵沉积序列中，次级海侵、海退频繁，水动力条件较强，沉积物中近岸粗碎屑物质较少，碳酸盐岩和泥质岩均发育。三叶虫、腕足类化石丰富，古气候较为温暖，在初期和晚期曾有过短暂的炎热气候，沉积了紫红色页岩。1.5阿不切亥组沉积相及沉积环境阿不切亥组具台地边缘浅滩相—陆棚内缘斜坡相沉积特征。7阿不切亥期（张夏—两河口早期），海侵持续时间长，贺兰山地区沉积厚度较华北本部大，由深灰色中层—块状（白云石化）微晶鲕粒灰岩、深灰色薄层泥质条带微晶灰岩及少量竹叶状灰岩、砾屑灰岩组成。表明阿不切亥期早期（张夏期）海侵不断扩大，水动力逐渐增

6、强，为搅动较强的台地边缘高能浅滩沉积环境。之后（崮山期）沉积环境动荡，次级海侵、海退频繁。中—晚期（长山—凤山期），水体变浅，水动力作用减弱，气候干热，属潮间—潮上低能环境沉积。岩石、生物地层之特征表明，从阿不切亥中期—晚期，岩石中鲕粒灰岩减少，灰岩、白云岩、竹叶状灰岩增多，生物上三叶虫、腕足类个体变小，并出现叠层石。说明阿不切亥中期—晚期处于海退环境，水动力条件逐渐变弱，海水由动荡变得相对稳定，气候由温暖变为干燥炎热。1.6马家沟组沉积相及沉积环境马家沟组为台地潮坪相沉积。马家沟期（两河口晚期—大弯早期），海侵达继续扩大，沉积了以碳酸岩盐为主的马家沟

7、组，属碳酸岩盐台地潮坪相沉积。1.7米钵山组沉积相及沉积环境米钵山组属次深海大陆斜坡相沉积。7米钵山期（大弯晚期—庙坡期），海侵达到高潮，范围扩大，华北海与祁连海连通，大体在大弯期末—牯牛潭期初始，直到宝塔期，贺兰山地区南北发生了明显的分化，贺兰山南段沉积的米钵山组属大陆斜坡下部的深海—次深海沉积。沉积地球化学证据表明，米钵山组的物源具有活动陆缘及岛弧性质，综合考虑贺兰山地区所处的区域构造背景，物源可能来自南部的北祁连地区；生物地层表明，大弯期末开始牙形石动物种群由华北型转向华南型，反映了海侵方向有了明显的变化，海水由南向北侵入，体现了两个不同地层分区

8、之沉积特点。故在空间上构成南北深而中段浅的强烈坳陷盆地格局，见图2。2地质演化历史7贺兰山地区