閆 臻 王宗起 張英利 向忠金 閆全人 王 濤

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所 北京 100037;2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 北京 100037)

北大巴山與志留紀(jì)火山作用相關(guān)的碳酸鹽巖沉積學(xué)特征及形成環(huán)境①

閆 臻1王宗起2張英利2向忠金1閆全人1王 濤1

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所 北京 100037;2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 北京 100037)

生物碎屑灰?guī)r、生物礁是造山帶內(nèi)最為常見的巖石類型之一,它們可以形成于多種構(gòu)造環(huán)境。研究這些巖石組合的結(jié)構(gòu)組成及生物賦存狀態(tài)可為古地理恢復(fù)及造山帶演化提供依據(jù)。分布于北大巴山地區(qū)與富TiO2堿性火山巖緊密相關(guān)的碳酸鹽巖組合長期以來被認(rèn)為是被動(dòng)陸緣臺(tái)地相組合。該套碳酸鹽巖組合主要由生物礁、生物碎屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、角礫灰?guī)r共同構(gòu)成。砂屑灰?guī)r及生物灰?guī)r中常伴隨有薄層凝灰?guī)r夾層;同時(shí)這些碳酸鹽巖中富含不同比例的火山碎屑成分,發(fā)育粒序?qū)永怼⑵叫袑永?、波紋斜層理和滑塌構(gòu)造。生物碎屑灰?guī)r通常與凝灰質(zhì)砂巖、泥巖構(gòu)成韻律層,火山質(zhì)碎屑在類巖石中主要表現(xiàn)為粒徑0.5～3 mm的棱角狀-次棱角狀玄武巖和凝灰?guī)r碎屑,具有近源沉積特征;生物礁中通常出現(xiàn)1～2.5 cm棱角狀-次棱角狀玄武巖碎屑,且在生物礁之間的砂巖夾層中含有豐富的0.5～1 mm的次圓狀玄武巖碎屑;砂屑灰?guī)r中含有棱角狀-次棱角狀玄武巖和輝石兩類碎屑,其中輝石碎屑粒徑通常為1～2 mm,同時(shí)該類巖石中還含有豐富的黃鐵礦,這些黃鐵礦通常因其粒徑變化而發(fā)育粒序結(jié)構(gòu)特征。角礫狀灰?guī)r可分別由砂屑灰?guī)r、生物礁及生物碎屑灰?guī)r構(gòu)成,也可由三者共同構(gòu)成,玄武巖碎屑僅出現(xiàn)于角礫狀生物礁灰?guī)r中。這些碳酸鹽巖中的生物化石具有曾經(jīng)歷過明顯的搬運(yùn)改造特征,其中生物碎屑灰?guī)r和砂屑灰?guī)r中的化石碎屑以次圓狀為主,生物礁中的生物化石平行于砂巖夾層分布且發(fā)生不同程度的壓扁和擠壓變形,巖石中普遍發(fā)育滑塌沉積構(gòu)造。這些特征共同表明,該套碳酸鹽巖與下伏的堿性玄武巖形成密切相關(guān),二者共同構(gòu)成了與現(xiàn)代大洋中典型洋島/海山相一致的結(jié)構(gòu)特征,且這些碳酸鹽巖多沿著下伏玄武巖的周邊沉積,具有深水-斜坡環(huán)境的沉積組合,同時(shí)因其中所包含的生物化石經(jīng)歷了一定距離搬運(yùn)作用而發(fā)生再沉積,進(jìn)一步表明這些生物發(fā)育時(shí)代可能要略微早于該套火山-沉積組合的形成時(shí)代。

生物礁 生物碎屑灰?guī)r 火山-沉積作用 洋島/海山 志留系 北大巴山地區(qū)

生物碎屑灰?guī)r、生物礁是造山帶內(nèi)最為常見的巖石類型之一。現(xiàn)代海洋地質(zhì)學(xué)研究表明,生物碎屑灰?guī)r、生物礁、濁積巖及滑塌堆積組合可形成于大陸邊緣陸棚及鄰區(qū),也可形成于海山、洋島、大洋高原和島弧環(huán)境并作為這些地貌單元的重要組成部分[1,2]。現(xiàn)代大洋深海鉆探(ODP)研究則進(jìn)一步表明,形成于海山、洋島及島弧環(huán)境的生物灰?guī)r、礁灰?guī)r中以富含火山碎屑成分為典型特征[3]而有別于陸緣淺水環(huán)境生物灰?guī)r、生物礁[2]。盡管海山、洋島、大洋高原以及島弧在板塊俯沖增生造山作用過程中通常被肢解和破壞,致使這些不同大地構(gòu)造相的巖石組合以構(gòu)造殘片/塊體形式散落于造山帶增生雜巖內(nèi)[4～6],但這些構(gòu)造殘片/塊體良好地記錄了古板塊和古地理格局演化。因此,通過鑒別和甄理造山帶內(nèi)碳酸鹽巖的賦存狀態(tài)并研究其組成和生物化石產(chǎn)態(tài),可為古地理格局恢復(fù)以及造山帶大地構(gòu)造相研究提供依據(jù)。

北大巴山地區(qū)志留系分布廣泛,地層發(fā)育相對(duì)齊全。在紫陽縣紅椿壩-嵐皋縣斷裂南北兩側(cè),志留系在巖性、巖相、古生物豐度、沉積環(huán)境及火山-巖漿作用等方面存在一定差異,前人曾對(duì)其古生物分布特征、相互關(guān)系、地層穿時(shí)性以及火山-巖漿作用地球化學(xué)特征進(jìn)行了不同程度研究[7～12]。其中沿著紅椿壩-嵐皋縣斷裂兩側(cè)出露的志留系(圖1)中有豐富的生物碎屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及富含生物化石碎屑的砂礫巖組合,其歸屬和時(shí)代長期以來存在較大爭議。1966年,陜西省區(qū)調(diào)隊(duì)在1/20萬《紫陽幅》地質(zhì)圖及說明書中將其歸為中志留統(tǒng);1988年,陜西省區(qū)調(diào)隊(duì)在進(jìn)行1∶20萬《紫陽幅》地質(zhì)圖修測過程中將該套組合與下伏的塊狀、枕狀玄武巖以及深綠-灰綠色厚-塊狀火山角礫巖、火山角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)砂巖等火山碎屑巖組合共同命名為“陡山溝組”,并根據(jù)其中的珊瑚和腕足類化石將其時(shí)代厘定為早志留世。1999年,陜西省地勘局地質(zhì)七隊(duì)在1∶5萬《嵐皋縣幅、洛河街幅、八仙街幅》地質(zhì)圖及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告中將該套組合命名為“滔河口組”;同年,陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院在1∶5萬《嵐河口幅、佐龍街幅》地質(zhì)圖及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告中則將嵐皋縣紅椿壩-嵐皋縣斷裂南側(cè)小鎮(zhèn)白崖埡九條溝一帶呈北西-南北向展布的生物碎屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及富含腕足、珊瑚、海百合莖、層孔蟲化石的火山質(zhì)砂巖、礫巖組合命名為“白崖埡組”,而將其下部深綠-灰綠色厚層輝石玄武巖、輝石玄武質(zhì)凝灰?guī)r、基性火山角礫巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、局部夾海相陸源碎屑巖和生物碎屑灰?guī)r組合命名為“滔河口組”,并認(rèn)為白崖埡組與滔河口組之間為整合接觸,且白崖埡組與上覆的富含中志留世筆石化石的陸源碎屑濁積巖之間為整合接觸,結(jié)合這些巖石組合內(nèi)的化石進(jìn)而分別將白崖埡組和滔河口組的形成時(shí)代厘定為早志留世晚期和早志留世。這些研究進(jìn)一步表明,前人逐漸將北大巴山地區(qū)的碳酸鹽巖組合與其下伏的火山巖組合分裂開來進(jìn)行對(duì)待,且主要集中于形成時(shí)代方面的研究,而相對(duì)缺乏對(duì)這些碳酸鹽巖組合的成分及其與下伏火山巖之間的有機(jī)成因聯(lián)系研究,進(jìn)而影響了該地區(qū)構(gòu)造環(huán)境的認(rèn)識(shí)。

圖1 北大巴山地區(qū)紅椿壩-嵐皋縣斷裂兩側(cè)早古生代碳酸鹽巖分布地質(zhì)簡圖(據(jù)1∶20萬《紫陽幅》地質(zhì)圖修改)① 陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局。1∶200000《紫陽幅》地質(zhì)圖修測,1988。Fig.1 Geologicalmap of early Paleozoic carbonates along the both sides of the Hongchunba-Langao fault in the North Daba Mountains(Modified after Geological Map of Ziyang,1∶200000)

本研究將對(duì)分布于紅椿壩-嵐皋縣斷裂兩側(cè)的碳酸鹽巖組合(白崖埡組)以及火山巖組合(滔河口組)中生物灰?guī)r透鏡體的野外產(chǎn)出狀態(tài)、空間分布、碎屑組成特征和化石賦存狀態(tài)進(jìn)行全面分析,并結(jié)合前人對(duì)下伏火山巖的研究結(jié)果,探討北大巴山地區(qū)火山-沉積作用形成構(gòu)造環(huán)境。

1 基本地質(zhì)特征

我們通過對(duì)嵐皋縣小鎮(zhèn)銀盤及民主鎮(zhèn)土包寨一帶進(jìn)行了詳細(xì)的野外地質(zhì)路線調(diào)查研究以及小鎮(zhèn)銀盤1∶1萬地質(zhì)圖填圖工作基礎(chǔ)上,綜合分析該區(qū)已有的各種地質(zhì)資料結(jié)果表明,分布于紅椿壩-嵐皋縣斷裂南側(cè)志留紀(jì)地層內(nèi)的生物碎屑灰?guī)r、生物礁或以透鏡體形式存在于基性火山巖、角礫狀火山熔巖以及火山質(zhì)濁積巖組合中,或被夾持于富含火山碎屑物質(zhì)的砂礫巖層中。其中前者主要見于嵐皋縣小鎮(zhèn)茨溝、民主鎮(zhèn)土包寨、滔河口以西的廟溝、四季河、柿坪及其以東芳流鄉(xiāng)一帶;后者見于嵐皋縣小鎮(zhèn)白崖埡九條溝、銀盤及楓樹村。

火山巖組合中的碳酸鹽巖類型為生物碎屑灰?guī)r和生物礁兩類,但以生物碎屑灰?guī)r為主。除了這兩類巖石以透鏡體形式被夾持于片理化細(xì)粒塊狀玄武巖中,生物礁也可以透鏡狀形式分布于生物碎屑灰?guī)r層間。生物碎屑灰?guī)r單層厚度一般為8～10 cm,而生物礁灰?guī)r透鏡體單層厚度為10～15 cm。該類碳酸鹽巖組合主要見于小鎮(zhèn)茨溝露頭(圖2a)。在小鎮(zhèn)楓樹村一帶,火山巖中的碳酸鹽巖透鏡體主要是生物碎屑灰?guī)r,二者之間為斷層接觸(圖2b),灰?guī)r兩側(cè)的火山巖為富含輝石斑晶(含量為15%;粒徑通常為3 mm)的塊狀玄武巖;該類灰?guī)r通常為厚層狀,露頭寬度為5.3 m。然而,在民主鎮(zhèn)土包寨一帶,生物礁灰?guī)r(圖2c)、生物灰?guī)r(圖2d)與巖屑晶屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、黑色薄層泥質(zhì)粉砂巖之間為整合接觸,以夾層形式分布于這些碎屑巖組合中。露頭上,凝灰?guī)r、粉砂巖、灰?guī)r組合與下伏的枕狀玄武巖、火山角礫巖組合構(gòu)成一個(gè)在剖面上具有向上熔巖減少以沉積巖為主的火山-沉積組合序列;枕狀玄武巖之上的火山角礫巖中可見豐富的海百合莖和少量珊瑚化石及化石碎屑。在小鎮(zhèn)白崖埡一帶,可見黃褐色粗砂巖、灰色中-厚層生物礁灰?guī)r、鈣質(zhì)粗砂巖、生物碎屑灰?guī)r組合構(gòu)成多個(gè)韻律層,單個(gè)韻律層厚度一般為6～ 10 m,直接整合于塊狀玄武巖之上。

圖2 北大巴山志留系中碳酸鹽巖產(chǎn)出特征野外露頭照片a.火山巖中生物碎屑灰?guī)r透鏡體(灰白色);b.灰?guī)r與火山巖(左)和礫巖(右)之間為斷層接觸;c.生物礁以夾層(箭頭所指)形式分布于深灰色凝灰?guī)r(左)及粗砂巖(右)層間;d.生物碎屑灰?guī)r(淺灰色)與黑色泥巖構(gòu)成韻律層;e.中-薄層生物碎屑灰?guī)r與薄層凝灰質(zhì)砂巖互層(箭頭所指)整合于淺灰色中厚層粗砂巖之上;f.生物碎屑灰?guī)r與富含火山巖巖屑粗砂巖構(gòu)成韻律層Fig.2 Photographs of Silurian carbonates in the North Daba Mountainsa.lenticular bioclastic limestone within volcanic rocks(pointed by arrow);b.fault between the limestone and volcanic beds(left)and conglomerate beds(right);c.biohermal limestone interlayer(pointed by arrow)between the deep-gray pyroclastic rocks(left)and coarse-grained sandstones(right);d.rhythmically thin alternating layers of light-gray bioclastic limestones and dark mudstones;e.alternating layers ofmedium-thinner bioclastic limestones and thinner pyroclastic sandstones(pointed by arrow) overlie the light-graymedium-thick coarse-grained sandstones conformably;f.alternating layers of bioclastic limestones and coarse-grained sandstoneswith abundant volcanic fragments

對(duì)于分布于黃褐色(新鮮面為灰綠色)砂、礫巖組合中的碳酸鹽巖而言,在研究區(qū)內(nèi)不同地段也呈現(xiàn)出不同的巖石組合類型。在小鎮(zhèn)銀盤一帶,露頭剖面上,下部表現(xiàn)為生物灰?guī)r(厚度為3.5 m)直接上覆于粗砂巖之上(圖2e),且薄層生物灰?guī)r(厚度一般為5 ～7 cm)與灰綠色薄層凝灰?guī)r互層;中部主要為厚層塊狀生物礁灰?guī)r(厚度一般大于3 m)與礫巖組合,雖然后期構(gòu)造作用破壞使得這些礁體的規(guī)模難以估測,但構(gòu)造塊體內(nèi)部仍然清晰保留著生物礁灰?guī)r與礫巖間整合接觸關(guān)系;上部為薄層生物灰?guī)r(露頭寬度為2.5 m),整合于含礫粗砂巖之上,并與含中志留世筆石化石的五峽河組之間為斷層接觸。在小鎮(zhèn)楓樹村露頭,可見生物灰?guī)r與凝灰?guī)r構(gòu)成韻律層(圖2f),露頭寬度約500 m,與灰綠色塊狀玄武巖之間為斷層接觸;白崖埡一帶,灰色含泥質(zhì)條帶生物灰?guī)r、厚層生物礁灰?guī)r則與上覆早志留世黑色含筆石碳泥質(zhì)板巖之間也為斷層接觸。在嵐皋縣滔河口一帶,砂屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r以夾層形式分布于礫巖、鈣質(zhì)粗砂巖之中。

此外,在小鎮(zhèn)銀盤一帶,可見角礫狀生物灰?guī)r與生物礁灰?guī)r以構(gòu)造透鏡體形式夾持于五峽河組黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、薄層硅質(zhì)巖中。在民主鎮(zhèn)銅硐灣一帶,生物礁灰?guī)r表現(xiàn)為角礫狀,與早志留世灰綠色薄層粉砂巖、泥巖之間為整合接觸,但與礫巖之間的關(guān)系因地表覆蓋則難以確認(rèn)。

總之,區(qū)域填圖表明,這些碳酸鹽巖在走向上分布十分不穩(wěn)定,絕大多數(shù)集中分布于火山巖周邊,并與凝灰質(zhì)砂礫巖、火山角礫巖的分布緊密相關(guān)。

2 碳酸鹽巖巖石學(xué)特征

通過野外露頭詳細(xì)觀察和手標(biāo)本的詳細(xì)研究,研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖可分為四類:(1)生物碎屑灰?guī)r,(2)生物礁灰?guī)r,(3)砂屑灰?guī)r,(4)角礫灰?guī)r。這四類巖石均未發(fā)生重結(jié)晶作用以及任何變質(zhì)變形作用的改造,因此野外及其容易辨認(rèn)。

(1)生物碎屑灰?guī)r

手標(biāo)本上,此類巖石以富含生物碎屑化石以及少量火山巖碎屑為典型特征。其中生物化石以珊瑚和海百合莖為主,并有少量苔蘚蟲,主要以化石碎片/屑形式存在。火山巖碎屑有玄武巖和凝灰?guī)r兩類(圖3a),其含量約為5%～6%,最高可達(dá)10%,主要為棱角狀-次棱角狀,粒徑一般為1～2.5 mm;這些火山巖屑實(shí)際上以“礫石”形式分布于此類碳酸鹽巖中,粒徑變化范圍較大(0.5～3 mm),具有近源沉積特征(圖4a)。該類巖石在研究區(qū)內(nèi)經(jīng)常與灰綠色薄層凝灰質(zhì)砂巖、黑色泥巖互層出現(xiàn)(圖2d,e);凝灰質(zhì)粗砂巖含有個(gè)體相對(duì)較小(一般小于2 cm)的珊瑚、海百合莖等化石碎屑,與生物碎屑灰?guī)r形成多個(gè)韻律層(圖3b),并在單個(gè)韻律層中發(fā)育底沖刷面及粒序?qū)?圖2f)等沉積構(gòu)造。

汽車英語教學(xué)中的任務(wù)是指“工作任務(wù)”。教學(xué)設(shè)計(jì)中的任務(wù)是基于對(duì)汽車行業(yè)工作場合的模擬，學(xué)生將來有可能從事類似的工作。

(2)生物礁灰?guī)r

剖面上,該類巖石通常以厚層塊狀形式位于生物碎屑灰?guī)r之上,其中分布有大量的珊瑚、海百合莖和苔蘚蟲,并在滔河口一帶還含有腕足類化石。這些化石相對(duì)于生物碎屑灰?guī)r中的化石而言,個(gè)體大(一般大于2 cm,最大可達(dá)11 cm),以平行于巖層層面生長為典型特征(圖3c),同時(shí)這些化石多呈現(xiàn)不同程度的壓扁、拉長以及扭曲變形特征。不同造礁生物之間膠結(jié)物為富含棱角狀-次棱角狀玄武巖巖屑(含量為5%;粒徑變化于1～2.5 cm)的粗砂以及凝灰質(zhì)成分。露頭上,此類巖石中未見火山巖礫石,但多見厚度為1～2 cm火山質(zhì)砂巖夾層(圖3e)。

相對(duì)于生物碎屑灰?guī)r而言,生物礁灰?guī)r中部分生物化石發(fā)生了重結(jié)晶作用,野外露頭及手標(biāo)本難以觀察清楚其結(jié)構(gòu)特征。該類巖石除了因生物化石個(gè)體大小差異形成的正粒序結(jié)構(gòu)特征外(圖3e),滑塌褶皺(圖3d)十分發(fā)育。此外,這些生物礁灰?guī)r之間的凝灰質(zhì)粗砂巖中常保存有部分個(gè)體相對(duì)完好的珊瑚、海百合莖等化石,并發(fā)育斜層里(圖3f)。該類巖石中的火山巖碎為次棱角狀-次圓狀,含量(圖4b,c)較低,粒徑相對(duì)較小,一般為0.5～1 mm,最大者可達(dá)3 mm;這些火山巖屑主要分布于生物化石間隙中,其長軸方向與生物化石生長方向相一致(圖4b)。

(3)砂屑灰?guī)r

砂屑灰?guī)r在研究區(qū)內(nèi)分布相對(duì)較少,主要見于嵐皋縣滔河口火山巖組合以及小鎮(zhèn)銀盤五峽河組中?；?guī)r中的砂屑主要為棱角狀-次棱角狀輝石及玄武巖碎屑,含量大于8%。輝石碎屑顆粒粒徑通常為1 ～2mm,最大者可達(dá)1.2 cm;玄武巖屑一般為1.5～2 mm,最大者為3 mm(圖4d);其含量一般不低于8%,局部露頭中其含量可能高達(dá)15%。該類灰?guī)r中含有少量珊瑚、海百合莖及腕足類化石碎屑,發(fā)育正粒序構(gòu)造。在小鎮(zhèn)銀盤露頭,砂屑灰?guī)r與薄層(2～3 cm)黑色碳質(zhì)泥巖構(gòu)成韻律層。這些砂屑灰?guī)r內(nèi)普遍發(fā)育團(tuán)塊狀、星點(diǎn)狀以及紋層狀黃鐵礦,黃鐵礦紋層寬度變化于0.5～3 cm。通常情況下,砂屑灰?guī)r層下部以富含粗?；樾己痛至?、團(tuán)塊狀黃鐵礦為特征,向上黃鐵礦隨著化石碎屑粒徑變小及其含量變少也發(fā)生相似變化特征,并在頂部逐漸過渡為平行紋層狀,從而在剖面上呈現(xiàn)“正粒序”結(jié)構(gòu)的分布特征(圖3g)。

(4)角礫灰?guī)r

該類巖石主要見于小鎮(zhèn)銀盤五峽河組中,與砂屑灰?guī)r一起構(gòu)成碳酸鹽巖透鏡體并夾持于黑色碳質(zhì)泥巖、粉砂巖。角礫可分別由砂屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、生物礁構(gòu)成,但區(qū)內(nèi)主要由砂屑灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r共同組成(圖3h),大小混雜,膠結(jié)物為灰色砂屑灰?guī)r,局部可見同沉積滑塌褶曲。然而,角礫全部為棱角狀生物礁灰?guī)r僅在銅硐灣一帶出現(xiàn),且其中富含(含量為15%)粒徑小于3 mm的棱角狀玄武巖碎屑(圖3i)。該類巖石中的角礫大小差異較大,以礫質(zhì)支撐為主(圖3h),分布于灰黑色生物礁灰?guī)r層之間,厚度為30～55 cm。

圖3 各類碳酸鹽巖成分野外露頭照片a.含火山巖碎屑(深灰色)生物碎屑灰?guī)r;b.具有韻律結(jié)構(gòu)生物碎屑灰?guī)r;c.具有定向排列分布特征的生物礁灰?guī)r;d.生物礁灰?guī)r中的滑塌構(gòu)造(箭頭指示);e.生物碎屑灰?guī)r中的凝灰?guī)r夾層(箭頭所指);f.發(fā)育斜層理鈣質(zhì)火山質(zhì)粗砂巖整合于生物碎屑灰?guī)r之上;g.發(fā)育粒序?qū)訕?gòu)造砂屑灰?guī)r,其中黃鐵礦紋層(箭頭所指)也具有粒序?qū)犹卣?h.同沉積礫巖,礫石由生物礁灰?guī)r(箭頭所指)及砂屑灰?guī)r共同組成,膠結(jié)物與含凝灰質(zhì)生物碎屑灰?guī)r相同;i.富含火山巖(玄武巖)碎屑(箭頭所指)的生物礁灰?guī)r.Fig.3 Photographs of limestoneswith different componentsa.bioclastic limestone with volcanic fragments(deep-gray);b.bioclastic limestone with rhythmically structure;c.biohermal limestone with orientational characters;d.slide deformation within biohermal limestone(pointed by arrow);e.pyroclastic interlayers(pointed by arrow)within bioclastic limestones;f.calcareous,volcanic sandstones with cross-bedding overly the bioclastic limestones conformably;g.sandy limestone with graded bedding,and pyrite lamination(pointed by arrow)also showing graded bedding; h.synsedimentary conglomerates with biohermal limestone(pointed by arrow)and calcarenitic limestone clasts;I.biohermal limestone containing abundant volcanic(basalt)fragments(pointed by arrow)

圖4 灰?guī)r顯微組分照片a,b.生物礁灰?guī)r;c.生物碎屑灰?guī)r;d.砂屑灰?guī)rFig.4 Photographs of limestonemicro-componentsa,b.biohermal limestone;c.bioclastic limestone,d.calcarenitic limestone

3 碳酸鹽巖中生物化石賦存狀態(tài)及地層形成時(shí)代

古生物化石的存在與否是確定地層形成時(shí)代的依據(jù)之一,然而這些古生物化石的賦存狀態(tài)以及所含化石的巖石同周邊巖層關(guān)系則是厘定地層形成時(shí)代的關(guān)鍵。在造山帶內(nèi),形成于被動(dòng)大陸邊緣、洋島、海山及島弧等環(huán)境的生物碎屑灰?guī)r及生物礁通常由于造山作用而發(fā)生肢解和破壞,并使其原始產(chǎn)態(tài)發(fā)生位移,從而使得其以各種塊體形式裹夾于相鄰沉積巖層內(nèi)。因此,在進(jìn)行造山帶內(nèi)地層時(shí)代研究時(shí),需要重點(diǎn)研究化石產(chǎn)態(tài)、含生物化石巖石與周邊巖石之間的接觸關(guān)系,進(jìn)而為地層形成時(shí)代確定提供可靠依據(jù)。

北大巴山滔河口組和白崖埡組灰?guī)r含有豐富的生物化石,包括珊瑚、層孔蟲、苔蘚蟲、腕足,前人曾對(duì)這些化石的種屬和形成時(shí)代進(jìn)行了研究。林寶玉[13]根據(jù)珊瑚化石Mesofavosite oculiporides(中巢珊瑚)、Halysites yumeuensis(鏈珊瑚)等將白崖埡組時(shí)代厘定為中志留世;雒昆利等[12]根據(jù)生物灰?guī)r中的珊瑚化石Riphaeolites regulariformis和苔蘚蟲化石Batostoma quijingense以及黑色頁巖內(nèi)筆石化石將北大巴山火山-沉積組合時(shí)代厘定為早志留世中、晚期;陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院①陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院。《嵐河口》(I49E021004)。《佐龍街》(I49E022004)1∶50000地質(zhì)調(diào)查報(bào)告。1999。根據(jù)生物灰?guī)r夾層中的早志留世珊瑚化石Fauosites nanshanensis Yu(南山蜂巢珊瑚),Almptexoides raritatulatus He(稀板似包珊瑚)化石和層孔蟲Cetexodi-ctyon sp。化石,將其與下伏的火山巖組合即滔河口組時(shí)代厘定為早志留世;同時(shí)根據(jù)砂礫巖中生物碎屑灰?guī)r夾層內(nèi)的珊瑚Mesofauosites sp。(中巢珊瑚)、Mesofauosites regalurifoymiscin(規(guī)則形中巢珊瑚)、Pilopngllia sp。(似皮珊瑚)、Palaeofauosites helitoieslin(日射形古巢珊瑚)、Try-plasm sp。(單體珊瑚)等化石,將白崖埡組時(shí)代定為早志留世晚期。陜西地勘局第七地質(zhì)隊(duì)①陜西省地勘局第七地質(zhì)隊(duì)?！秿垢蘅h》(I49E023004)、《洛河街》(I49E023005)、《八仙街》(I49E024005)1∶50000地質(zhì)調(diào)查報(bào)告。1999。根據(jù)凝灰質(zhì)生物碎屑灰?guī)r或生物礁中的珊瑚化石 Favosites nanshanensis Yu(南山蜂巢珊瑚)、Almptexoides raritatulatus He(稀板似包珊瑚)、Fletcherilla sichuanensis Lin (弗萊切爾珊瑚四川種)、Amplexoides sp。(似包珊瑚)、Heuolits decipiensmccoy(日射珊瑚)以及層孔蟲Inexodictyon sp。(紐層孔蟲)等將滔河口組時(shí)代厘定為早志留世。從這些資料來看,分布于北大巴山地區(qū)紅椿壩斷裂兩側(cè)的堿性火山巖及上覆的富含火山碎屑成分的碳酸鹽巖組合目前被多數(shù)研究者認(rèn)為是早志留世中-晚期產(chǎn)物,主要依據(jù)其中所產(chǎn)出的化石形成時(shí)代來得出該認(rèn)識(shí)的,相對(duì)缺乏這些化石的賦存狀態(tài)研究資料,導(dǎo)致該套組合的形成時(shí)代還存在有一定的分歧。

總之,目前已有資料共同表明這些碳酸鹽巖內(nèi)的化石組合包含有早志留世[12]和中志留世[13]兩個(gè)不同時(shí)代的珊瑚化石,且中志留世化石主要出現(xiàn)于白崖埡組中,早志留世化石主要出現(xiàn)于白崖埡組之下的滔河口組火山巖組合中。同時(shí),我們也于2008年夏天在小鎮(zhèn)銀盤村生物礁灰?guī)r(屬于白崖埡組)內(nèi)采獲早志留世晚期-中志留世哈氏珊瑚化石Mesofavosites khalfini Dziubo(經(jīng)西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所曹宣鐸研究員鑒定)。野外露頭和室內(nèi)顯微結(jié)構(gòu)分析綜合表明,北大巴山滔河口組及白崖埡組中灰?guī)r內(nèi)所含生物化石均以生物化石碎屑形式(圖2f,3b和4)存在為典型特征;生物礁灰?guī)r內(nèi)的珊瑚、海百合莖化石主要是平行于巖層層面分布和生長,同時(shí)這些化石具有被彎曲、拉長等構(gòu)造變形特征。這些基本地質(zhì)事實(shí)進(jìn)一步表明,北大巴山地區(qū)分布于紅椿壩斷裂兩側(cè)火山巖組合內(nèi)部及上覆碳酸鹽巖層中的生物化石及其碎屑并非原地生長而是曾發(fā)生一定距離搬運(yùn),具有異地搬運(yùn)再沉積特征[14～16],其自身生長時(shí)代并不能代表其所在的火山-沉積作用序列(即滔河口組和白崖埡組)的形成時(shí)代。因此,我們初步認(rèn)為北大巴山地區(qū)的滔河口組和白崖埡組共同代表的火山-沉積序列時(shí)代可能晚于中志留世。

4 沉積環(huán)境分析

研究區(qū)內(nèi)的生物灰?guī)r與凝灰質(zhì)砂巖往往構(gòu)成韻律層,其中生物灰?guī)r層內(nèi)因其中所包含的生物碎屑粒度變化而形成正粒序?qū)?圖3e和5a),且在其上覆砂巖層中發(fā)育斜層理(圖3f)。火山碎屑含量及粒度變化使得砂屑灰?guī)r層(圖3g)也以發(fā)育正粒序構(gòu)造為特征,同時(shí)其中所含黃鐵礦也表現(xiàn)為向上粒度逐漸變細(xì)而形成正粒序?qū)?。黃鐵礦在砂屑灰?guī)r中的最大粒徑為3 mm,且集中分布于巖層下部。發(fā)育正粒序?qū)訕?gòu)造的灰?guī)r厚度一般為4～6 mm,最大厚度為10 mm;其中的凝灰質(zhì)砂巖單層厚度則為1～2 mm,垂向上發(fā)育波紋斜層理構(gòu)造的泥質(zhì)粉砂巖及泥質(zhì)灰?guī)r厚度相對(duì)增大,變化于5～40 mm。正粒序?qū)印⒉y斜層理、平行層理構(gòu)造是砂屑灰?guī)r、鈣質(zhì)粉砂巖組合中最為常見的沉積構(gòu)造(圖5a,b)。這些沉積構(gòu)造組合表明北大巴山地區(qū)志留系生物碎屑灰?guī)r具有碎屑流/濁流沉積特征。其中發(fā)育粒序?qū)訕?gòu)造的生物碎屑灰?guī)r或砂屑灰?guī)r相當(dāng)于Bouma序列Ba段,其上覆的具有平行紋層構(gòu)造泥質(zhì)灰?guī)r相當(dāng)于Bb段,而發(fā)育波紋層理構(gòu)造的泥質(zhì)粉砂巖/泥質(zhì)灰?guī)r相當(dāng)于Bc段。垂向上,由生物碎屑灰?guī)r與凝灰質(zhì)泥巖主要構(gòu)成Bab組合,厚度一般為5～7 cm;砂屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及凝灰質(zhì)泥巖構(gòu)成Babcd組合,厚度一般變化于1.9～4.9 cm。然而,當(dāng)砂屑灰?guī)r底部出現(xiàn)角礫狀灰?guī)r時(shí),其上覆組合則表現(xiàn)為由砂屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖共同構(gòu)成厚度8～13 cm的Babc組合。

除了上述沉積構(gòu)造組合外,野外還可見到同沉積礫巖(圖3h)和發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理(圖5c)的砂礫巖。其中前者由生物礁灰?guī)r與砂屑灰?guī)r角礫構(gòu)成,在嵐皋縣芳流鄉(xiāng)中壩村以及小鎮(zhèn)銀盤村一帶均有出露,生物礁灰?guī)r露頭厚度為7.6 m,砂屑灰?guī)r露頭厚度為1.7 m?？臻g上,這些角礫狀生物灰?guī)r與上覆生物灰?guī)r之間為漸變過渡關(guān)系。在滔河口及白崖埡一帶,由同沉積角礫狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、沙屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r共同構(gòu)成的碳酸鹽巖透鏡體內(nèi)含有豐富的黃鐵礦紋層,以透鏡體形式夾持于富含中志留世筆石化石和黃鐵礦條帶(寬度5～8 mm)的黑色泥巖及凝灰質(zhì)粉砂巖組合中(五峽河組)。具有槽狀交錯(cuò)層理(圖5c)的砂礫巖主要見于小鎮(zhèn)銀盤村一帶,側(cè)向延續(xù)性差,分布局限,剖面上出露于碳酸鹽巖碎屑流之下;其中礫巖層中的礫石全部為橢圓-圓形玄武巖礫石,大小混雜,礫質(zhì)支撐為主,局部發(fā)育疊瓦狀構(gòu)造,而砂巖中的巖屑主要為棱角狀凝灰?guī)r和玄武巖碎屑;該套沉積組合可能代表了近岸斜坡水道沉積或潮下水道沉積。

圖5 碳酸鹽巖及鈣質(zhì)砂巖內(nèi)的沉積構(gòu)造a.具有正粒序?qū)訕?gòu)造生物碎屑灰?guī)r;b.具有正粒序?qū)?、平行層理及波紋層理構(gòu)造碳酸鹽巖濁積巖;c.鈣質(zhì)砂巖內(nèi)的斜層理Fig.5 Sedimentary structures of carbonates and calcareous sandstonesa.Normally graded-bedding of the bioclastic limestone;b.Carbonate turbidite with normally graded, parallel and wavy beddings;c.cross-bedding of calcareous sandstones

上述這些特征表明,北大巴山地區(qū)“下志留統(tǒng)”碳酸鹽巖具有碎屑流/濁流沉積特征,其中所包含的生物化石具有近源再沉積特點(diǎn),從而形成具有粒序?qū)永順?gòu)造的生物碎屑灰?guī)r。同時(shí),該套碎屑流沉積曾沿著古斜坡隆起邊緣形成。通過對(duì)碳酸鹽巖相鄰砂礫巖層內(nèi)斜層理測量,結(jié)果表明與這些碳酸鹽巖相關(guān)的砂巖、礫巖層組合形成于一火山作用凹地內(nèi),而這些碳酸鹽則主要形成于火山凹地周邊隆起位置,從而導(dǎo)致現(xiàn)今野外所觀察到的碳酸鹽巖多沿火山巖出露位置斷續(xù)分布特征,并在局部形成生物礁直接連續(xù)沉積于火山巖之上的特征。

5 形成構(gòu)造環(huán)境及大地構(gòu)造意義

空間上,北大巴山地區(qū)“下志留統(tǒng)”碳酸鹽巖與火山巖緊密相伴,其中含有豐富的火山巖碎屑組分;同時(shí)在這些生物灰?guī)r之間還發(fā)育含生物化石的凝灰質(zhì)粉砂巖夾層。表明這些碳酸鹽巖形成時(shí)曾伴隨有強(qiáng)烈的火山活動(dòng),進(jìn)而為碳酸鹽巖沉積提供了部分物質(zhì)來源,同時(shí)在生物活動(dòng)繁盛期火山作用相對(duì)較弱,其中的碎屑成分主要來自近源火山巖的剝蝕產(chǎn)物?，F(xiàn)代大洋盆地研究表明,淺水碳酸鹽巖、生物礁灰?guī)r、硅質(zhì)巖和碎屑沉積巖除了在海山、洋島和大洋高原之上及周圍形成外,還可形成于島弧環(huán)境[1]。相對(duì)于洋島/海山環(huán)境而言,潟湖和大陸邊緣斜坡沉積組合是島弧環(huán)境碳酸鹽巖的兩個(gè)重要沉積相組合,且在剖面上島弧巖石組合序列中缺乏灰?guī)r與火山碎屑巖互層沉積組合序列[1]。與島弧碳酸鹽巖相比較,北大巴山地區(qū)“下志留統(tǒng)”中的碳酸鹽巖主要為生物礁、生物碎屑灰?guī)r、淺海斜坡以及火山質(zhì)濁積巖的沉積組合,缺乏潮坪相和潟湖相沉積組合,顯然不屬于島弧構(gòu)造環(huán)境碳酸鹽巖,應(yīng)屬于洋島/海山組合序列。

傅力浦等[7]通過對(duì)北大巴山地區(qū)志留紀(jì)地層研究表明,早-中志留世時(shí)期北大巴山地區(qū)為連續(xù)海相沉積;黃月華等[17]根據(jù)紫陽縣蒿坪一帶火山巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和這些火山巖與相鄰沉積巖之間的關(guān)系,指出北大巴山地區(qū)早古生代火山巖為海底溢流噴發(fā)。巖石學(xué)和地球化學(xué)研究結(jié)果[10,17]表明,北大巴山地區(qū)早古生代火山巖為富鈦(TiO2含量通常大于3w t%)的堿性火山巖,形成于伸展背景環(huán)境;輝石單礦物地球化學(xué)成分研究則表明這些火山巖中形成于板內(nèi)環(huán)境。事實(shí)上,這些火山巖中含有豐富的鈦輝石和局部地段富含金云母也表明其具有深源特征。垂向上,由塊狀/枕狀粗粒堿性玄武巖、細(xì)粒堿性玄武巖、角礫狀玄武巖向上逐漸變?yōu)楦缓鹪颇?輝石晶屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、礫巖、含生物化石碎屑鈣質(zhì)砂巖、生物灰?guī)r的組合序列。沉積相分析表明,凝灰?guī)r、礫巖及生物灰?guī)r具有濁流沉積特征,并在凝灰?guī)r和生物灰?guī)r中發(fā)育滑塌沉積構(gòu)造。我們通過對(duì)火山巖之上砂礫巖的碎屑組成及古水流綜合分析,表明這些砂礫巖中富含豐富的輝石以及玄武巖碎屑,是下伏火山巖直接風(fēng)化產(chǎn)物,屬于近源沉積,且其上的生物灰?guī)r中也含有豐富的火山巖碎屑。這些特征表明,北大巴山地區(qū)早古生代沉積作用過程中伴隨有較強(qiáng)的火山作用,其巖石組合序列與現(xiàn)代大洋洋島/海山結(jié)構(gòu)特征[1,3,5,6]相一致。

近年來,在北大巴山地區(qū)早古生代火山-沉積序列中相繼發(fā)現(xiàn)了重晶石礦床、螢石礦床、與火山-巖漿作用相關(guān)的Zn-Cu礦床、構(gòu)造熱液相關(guān)Cu-Au礦床,其中重晶石礦床主要分布于寒武紀(jì)地層中,其它類型礦床主要分布于志留紀(jì)火山-沉積組合序列中。巖石地球化學(xué)和Si、O、Sr、Nd同位素研究[18]共同表明,北大巴山地區(qū)的重晶石礦床的形成與火山活動(dòng)緊密相關(guān)。志留系碳酸鹽巖碎屑流沉積與下伏的堿性火山巖、火山角礫巖及火山質(zhì)砂礫巖共同構(gòu)成了洋島/海山的巖石組合序列,其中的化石組合及其產(chǎn)態(tài)研究表明該洋島/海山火山沉積作用可能終止于晚志留世甚至泥盆紀(jì)。這些基本地質(zhì)事實(shí)進(jìn)一步表明,北大巴山地區(qū)在志留紀(jì)時(shí)期火山活動(dòng)強(qiáng)烈,從而為該區(qū)礦床形成提供物質(zhì)來源。

致謝 姜春發(fā)、高聯(lián)達(dá)研究員在野外給予指導(dǎo)和幫助;曹宣鐸研究員進(jìn)行了珊瑚化石鑒定;寫作過程中與陳俊璐博士進(jìn)行了探討;匿名評(píng)審者和貴刊編輯對(duì)本文提出了建設(shè)性修改意見。在此一并表示衷心感謝!

References)

1 Soja C M.Island-arc carbonates:characterization and recognition in the ancient geological record[J].arth-Science Reviews,1996,41: 31-65

2 Le Pichon de X。6000 Meters Deep:A Trip to the Japanese Trenches: Photographic Records of the Nautile Dives in the Japanese Subduction Zones[M].okyo:University of Tokyo Press,1988:1-103

3 Clift PD,ODP Leg 135 Scientific Party.Volcanism and sedimentation in rifting island-arc terrain:an example from Tonga,SW Pacific[C]∥Smellie JL,ed.Volcanism Associated with Extension at Consuming Plate Margins.Geological Society Special Publication,1995,81:29-51

4 Roberston A H F.Role of the tectonic facies concept in orogenic analysis and its application to Tethys in the Eastern Mediterranean region [J].arth Sciences Reviews,1994,37:139-213

5 Doubleday P A,Leat P T,Alabaster T,et al.Allochthonous oceanic basalts within the Mesozoic accretionary complexs of Alexander island, Antarctica:Remnants of proto-Pacific oceanic crust[J].ournal of Geological Society London,1994,151:65-78

6 Dobresov N L,Buslov M M,Uchio Yu.Fragments of oceanic islands in accretion collision areas of Gorny Altai and Salair,southern Siberia, Russia:Early stages of continental crustal growth of the Siberian continent in Vendian-Early Cambrain time[J].ournal of Asian Earth Sciences,2004,23:673-690

7 傅力浦,宋禮生。陜西紫陽地區(qū)(過渡帶)志留紀(jì)地層及古生物[J]。西北地質(zhì)科學(xué),1986,14:1-198[Fu Lipu,Song Lisheng.Stratigraphy and paleontology of Silurian in Ziyang region(transitional belt)[J].orthwest Geoscience,1986,14:1-198]

8 李育敬。陜西嵐皋下志留統(tǒng)滔河口組的建立及其與陡山溝組、白崖婭組關(guān)系的探討[J]。陜西地質(zhì),1989,7(2):7-14[Li Yujing.The establishment of the Lower Silurian Taohekou Formation and its relationship with the Doushangou and the Baiyaya Formations in Langao County of Shaanxi[J].eology of Shaanxi,1989,7(2):7-14]

9 李榮社。陜西紫陽-嵐皋地區(qū)志留紀(jì)巖石地層單位穿時(shí)性討論[J]。陜西地質(zhì),1990,8(12):59-64[Li Rongshe.On the diachronism of the Silurian lithostratigraphic units in the Ziyang-Langao area, Shaanxi province[J].eology of Shannxi,1990,8(12):59-64]

10 夏林圻,夏祖春,張誠,等。北大巴山堿質(zhì)基性-超基性潛火山雜巖巖石地球化學(xué)[M]。北京:地質(zhì)出版社,1994:1-80[Xia Linqi,Xia Zuchun,Zhang Cheng,et al.Petrogeochemistry of Alkali Basic,Ultrabasic Subvolcanic Complex from Northern Daba Mts.China[M].eijing:Geological Publishing House,1994:1-80]

11 周小康,張?jiān)聵?。陜西嵐皋地區(qū)早志留世滔河口組的厘定及其意義[J]。陜西地質(zhì),1996,14(1):42-48[Zhou Xiaokang,Zhang Yueshu.Determination of the Early Silurian Taohekou Formation in the Langao region,Shaanxiprovince and its significance[J].eology of Shaanxi,1996,14(1):42-48]

12 雒昆利,端木和順。大巴山區(qū)早古生代基性火成巖的形成時(shí)代[J]。中國區(qū)域地質(zhì),2001,20(3):262-266[Luo Kunli,Duanmu Heshun.Timing of Early Paleozoic basic igneous rocks in the Daba Mountains[J].egional Geology of China,2001,20(3):262-266]

13 林寶玉。中國志留系[M]。北京:地質(zhì)出版社,1984:73-80[Lin Baoyu.The Silurian System of China[M].eijing:Geological Publishing House,1984:73-80]

14 ZuffG G.On the use of turbidite arenites in provenance studies:critical remarks[C]∥Morton A C,Todd S P,Haughton P D W,eds.Developments in Sedimentary Provenance Studies.Special Publication of Geological Society,London,1991,57:23-29]

15 Cibin U,Spadafora E,Zuffa G G,et al.Continental collision history from arenites of episutural basins in the Northern Apennines,Italy [J].eological Society of America Bulletin,2001,113:4-19

16 閆臻,方愛民,潘裕生,等。西藏達(dá)金海相碎屑巖的組成、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造背景[J]。巖石學(xué)報(bào),2006,22(4):949-960[Yan Zhen,Fang Aimin,Pan Yusheng,et al.Detritalmodal,geochemical characteristics and tectonic setting of the Dajin marine clastic rocks, Tibet[J].cta Petrologica Sinica,2006,22(4):949-960]

17 黃月華,任有祥,夏林圻,等。北大巴山早古生代雙模式火成巖套以高灘輝綠巖和篙坪粗面巖為例[J]。巖石學(xué)報(bào),1992,8(3): 243-256[Huang Yuehua,Ren Youxiang,Xia Linqi,et al.Early Paleozoic biomodal igneous suit on North Daba Mountains-Gaotan diabase and Haopin trachyte as examples[J].cta Petrologica Sinica, 1992,243-256]

18 呂志成,劉叢強(qiáng),劉家軍,等。北大巴山下寒武統(tǒng)重晶石礦床賦礦硅質(zhì)巖地球化學(xué)研究[J]。地質(zhì)學(xué)報(bào),2004,78(3):390-406[Lü Zhicheng,Liu Chongqiang,Liu Jiajun,etal.Geochemical studies on the Lower Cambrian witherite-bearing cherts in the Northern Daba Mountains[J].cta Geologica Sinica,2004,78(3):390-406]

Sedimentary Features and Tectonic Environments of Silurian Volcanic-Related Carbonates in the North Daba M ountains

YAN Zhen1WANG Zong-qi2ZHANG Ying-li2XIANG Zong-jin1YAN Quan-ren1WANG Tao1
(1.Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037; 2.Institute of M ineral Resources,Chinese Academ y of Geological Sciences,Beijing 100037)

Bioclastic and biohermal limestones,which are widely exposed in the orogenic belt,should be formed in different tectonic environments.Identifying their composition and fossil occurrence state is of fundamental importance for palaeogeographical reconstructions and orogenic evolution.Carbonate rocks,which are closely related to alkaline basaltswith high TiO2abundance,have been regarded as platform deposits of passive margin in the North Daba Mountains.They are composed of biohermal limestone,bioclastic limestone,calcarenite,and marlstone with abundant bioclastic and volcanic fragments.Thinner pyroclastic interlayers generally occur in the calcarenite and bioclastic limestone assemblages.Graded,parallel,wavy beddings and slump structure are very common in the outcrops.Bioclastic limestone,tuffaceous sandstone and mudstone generally show rhythmic features.Volcanic fragmentswithin the bioclastic limestone aremainly composed of0.5 to 3 mm angular-subangular basalt and tuff,indicating proximal sedimentary deposits.Volcanic fragments of the biohermal limestone are dominated by 1～2.5 cm angular-subangular basalts and 0.5-1 mm subrounded basalt fragments are also abundant in the sandstone bedswhich are interbeded within the biochermal limestone beds.Two types of volcanic fragments occur in the calcarenite:basalt and pyroxene.They are angular and subangular,and pyroxene fragments range from 1 to 2 mm in size.Abundant pyrite grains in the calcarenite show normal graded structures because of their size variation.Breccia limestone is composed of calcarenite, biohermal and bioclastic limestones,and basalt fragments only exist in the breccia biohermal limestone.Fossil clasts/ fragments in the calcarenite and bioclastic limestone aremainly subrounded,suggesting that these fossil fragments had ever been transported for a long distance.Additionally,the growth orientation and distribution of fossils in the biochermal limestone are generally parallel to the sandstone interbeds,and slump structures are very common in this lithology.These characters coevally suggest that these carbonate assemblages are sincerely associated with the underlying basaltswith alkaline geochemical affinity spatially;they have the similar framework and constitute characters of modern oceanic island/seamountain.The carbonate generally developed around the underlying basalts and deposited in the deep-water and slope environments.Moreover,fossils within these carbonates should be derived from other place and weremodified during transport,indicating the ages of these fossils should be earlier to the age of carbonate rocks.

biohermal limestone;bioclastic limestone;volcano-sedimentation;oceanic island/sea Mountain;Silurian;North Daba Mountains

閆臻 男 1970年出生 博士 造山帶沉積學(xué) E-mail:yanzhen@mail.igcas.ac.cn

P588.24+5

A

1000-0550(2011)01-0031-10

①國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):40772137)、中國地質(zhì)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(編號(hào):J0709)、中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212010611807)和國家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2006BAB01A11)共同資助。

2009-11-05;收修改稿日期:2010-03-15