摘 要:六盤山地區(qū)白堊紀(jì)六盤山群地質(zhì)時(shí)代為早白堊世,地層發(fā)育良好,層序完整。地層區(qū)劃屬秦祁昆地層區(qū)祁連—北秦嶺地層分區(qū)。巖石地層序列自下而上由三橋組、和尚鋪組、李洼峽組、馬東山組、乃家河組構(gòu)成。通過對各巖石地層單位沉積相及沉積環(huán)境的分析研究表明,白堊紀(jì)六盤山群地層發(fā)育演化大致經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期:白堊紀(jì)初期(三橋期)以陸相沖積扇主,早期(和尚鋪期—李洼峽期)發(fā)育了河流相—濱淺湖相沉積,氣候由干熱逐漸轉(zhuǎn)向溫濕;中期(馬東山期)湖泊發(fā)育到鼎盛時(shí)期,此時(shí)湖水最深,湖面最廣,發(fā)育半深湖—深湖相沉積;晚期(乃家河期)為湖泊衰亡期,發(fā)育半深湖相—咸化湖泊相沉積。乃家河期末,晚期燕山運(yùn)動(dòng)使盆地抬升,湖泊迅速消亡,結(jié)束了早白堊世六盤山盆地的沉積演化歷史。
關(guān)鍵詞:白堊紀(jì) 沉積相 沉積環(huán)境 地史演化 六盤山地區(qū)
中圖分類號(hào):P53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)06(c)-0139-02
六盤山地區(qū)位于寧夏南部,地層區(qū)劃屬秦祁昆地層區(qū)祁連—北秦嶺地層分區(qū)。白堊紀(jì)六盤山群地層發(fā)育良好,層序完整,其地質(zhì)時(shí)代為早白堊世,屬內(nèi)陸湖泊(凹陷盆地)沉積體系,發(fā)育沖積扇相、河流相、湖泊相及咸化湖相。巖石地層序列自下而上由三橋組、和尚鋪組、李洼峽組、馬東山組、乃家河組構(gòu)成。各時(shí)期的沉積相及沉積環(huán)境反映了當(dāng)時(shí)的構(gòu)造古地理環(huán)境,其垂向疊加反映了這一時(shí)期的地史演化特征。
1 沉積相特征
1.1 三橋組沉積相
三橋組以粗碎屑巖為主體,具沖積扇亞相沉積特征,可細(xì)分為扇根和扇端亞相。
(1)扇根亞相。
三橋組主體屬扇根亞相沉積。組成巖性較為單一,為灰、深灰色塊狀粗—中礫巖、灰色厚層—巨厚層狀粗礫巖、紫紅色塊狀—厚層狀巨礫巖、巨—粗礫巖及粗礫巖。礫石雜亂排列,無定向性,局部略具疊瓦狀排列,有時(shí)顯示正粒序?qū)?,礫巖呈雜基支撐、基地式膠結(jié)類型,為白云質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。
(2)扇端亞相。
主要由紫紅色中—細(xì)礫巖、含礫長石石英砂巖夾少量粉砂質(zhì)泥巖組成。礫巖特征與扇根亞相礫巖相似,只是粒度細(xì)一些;長石石英砂巖多呈透鏡狀,時(shí)含細(xì)礫,發(fā)育平行層理、大型板狀斜層理。
1.2 和尚鋪組沉積相
和尚鋪組由砂巖及少量礫巖、泥(頁)巖組成,具有辮狀河亞相沉積特征,據(jù)巖石組合特征、沉積構(gòu)造可細(xì)分為辮狀河道亞相、心灘亞相和辮狀河道間亞相。
(1)辮狀河道亞相。
主要發(fā)育于和尚鋪組下部和中部。由灰、深灰、紫紅色厚—巨厚層砂礫巖、中—粗礫巖及細(xì)礫巖構(gòu)成。礫巖常呈透鏡狀,發(fā)育底蝕構(gòu)造,礫石呈疊瓦狀排列。
(2)心灘亞相。
主要發(fā)育于和尚鋪組上部,由紫紅色長石石英砂巖組成,發(fā)育平行層理,大型交錯(cuò)層理。
(3)辮狀河道間亞相。
由紫紅色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖組成,發(fā)育水平層理、沙紋層理。
1.3 李洼峽組沉積相
李洼峽組屬濱淺湖環(huán)境沉積,其巖性由蘭灰、淺黃灰、灰紫、紫紅色泥巖和淺灰、淺黃灰色中層狀鮞?;?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r及少量灰色中層狀粉砂巖、細(xì)砂巖組成。泥巖一般不顯層理呈塊狀層,有時(shí)略顯水平層理而顯示頁理,含植物、葉肢介化石;細(xì)—粉砂巖常呈中—薄層夾于泥巖中,發(fā)育水平層理、沙紋層理,層面具對稱的、不對稱的及不規(guī)則的小型波痕,含植物碎片;鮞?;?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r一般呈薄—中厚層狀,具水平層理、微波狀層理,含植物、葉肢介、介形蟲化石。
1.4 馬東山組沉積相
馬東山組屬半深湖—深湖環(huán)境沉積,其巖性以灰綠—蘭灰色泥巖、頁巖為主,夾灰—深灰色薄—中厚層砂屑灰?guī)r、鮞?;?guī)r、微晶灰?guī)r、泥灰?guī)r,偶夾有粉砂巖、細(xì)砂巖、油頁巖。碳酸鹽巖呈薄—中厚層狀,多具水平紋層、微波狀層理,頂面平直,底面凹凸不平,發(fā)育結(jié)核狀構(gòu)造;泥巖一般呈塊狀構(gòu)造,具球狀風(fēng)化,含植物碎片;頁巖較少,頁理不甚發(fā)育;粉砂巖、細(xì)砂巖發(fā)育水平層理、沙紋層理、小型槽狀交錯(cuò)層理,含植物碎片。
1.5 乃家河組沉積相
乃家河組屬半深湖—咸化湖泊環(huán)境沉積。其主體巖性為淺灰、淺灰綠、淺黃綠、淺蘭灰色泥(頁)巖、鈣質(zhì)泥巖和淺灰—深灰色泥灰?guī)r、鮞?;?guī)r、砂屑灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r,偶夾細(xì)—粉砂巖,在紅陽—硝口一帶上部發(fā)育膏巖及鹽巖沉積。泥巖、粉砂質(zhì)泥巖多呈塊狀層,有時(shí)略顯水平層理;粉砂巖、細(xì)砂巖呈中—薄層夾于泥巖、粉砂質(zhì)泥巖中,發(fā)育水平層理、沙紋層理;碳酸鹽巖主要為鮞?;?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥灰?guī)r,呈中厚—薄層狀,頂面平直,底面具波狀,有時(shí)發(fā)育水平層理。石膏巖為厚層—塊狀,泥質(zhì)含量高,時(shí)呈角礫狀;頁巖具水平層理,含植物、昆蟲化石。
以上特征表明,乃家河組由半深湖相逐漸向咸化湖泊相過渡,后期沉積了大量石膏巖及鹽巖,湖水不斷變淺,由還原環(huán)境逐漸變?yōu)閺?qiáng)氧化蒸發(fā)環(huán)境。
2 沉積環(huán)境及地史演化
侏羅紀(jì)未的早期燕山運(yùn)動(dòng)使六盤山地區(qū)抬升遭受短暫的剝蝕后,至早白堊紀(jì)盆地開始凹陷下沉,接受了凹陷型內(nèi)陸湖泊相沉積。從巖性組合、沉積特征及總體向上變細(xì)的垂向沉積序列看,六盤山群是在盆地持續(xù)下沉、湖水不斷加深、沉積物供給較為充足的條件下形成的,它的形成、演化受構(gòu)造、物源和氣候的控制。
盆地形成伊始(三橋期),接受了以粗碎屑巖為主的沖積扇相沉積,扇根比較發(fā)育,扇端不甚發(fā)育。西部沖積扇發(fā)育良好,分異明顯,沉積厚度大于731.7 m,礫巖中90%以上礫石來自于海原群的片巖、大理巖和加里東期花崗巖類,這說明物源區(qū)為北祁連造山帶。而東部沉積厚度僅為26.8 m,沖積扇分異分帶性不明顯,表明盆地邊緣較陡,屬陡岸近岸沉積,碎屑物多呈棱角狀也說明了這一點(diǎn)。從礫石絕大多數(shù)來源于早奧陶紀(jì)馬家溝組的碳酸鹽巖可知,盆地東部物源區(qū)為華北地臺(tái)。
這一時(shí)期主要是以砂巖為主的巖石類型,發(fā)育大型板狀斜層理、平行層理、槽狀交錯(cuò)層理。砂巖中成分復(fù)雜,主要有磁鐵礦、云母、石英等。碎屑分選差、磨圓度較差,上粗下細(xì)是粒度變化的主要趨勢。巖石沉積物以紅色為主,可見植物碎片,未見動(dòng)物化石。這些特征說明這一時(shí)期的氣候干燥炎熱,盆地東部由于物源區(qū)供給少,沉積物甚少。
李洼峽期,六盤山地區(qū)已演變?yōu)闉I淺湖環(huán)境,此時(shí)盆地表現(xiàn)為間歇性下沉,湖水時(shí)進(jìn)時(shí)退,在沉積物供給充足的條件下,沉積了以細(xì)碎屑巖、泥質(zhì)巖夾碳酸鹽巖的淺湖相沉積特征。李洼峽組中灰綠—蘭灰色泥(頁)巖和碳酸鹽巖約占總厚度的1/2~1/3,含有較為豐富的動(dòng)植物化石,這說明李洼峽期氣候變得溫濕。
馬東山期,盆地的下降速度越來越快,隨之而來的是湖水迅速加深,半深湖-深湖是這一時(shí)期六盤山地主的主要特征,隨著盆地的不斷下降,可容空間不斷加大,沉積物的供給速率逐漸變緩,廣泛沉積了以碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖為主的馬東山組,此時(shí)的氣候變得比較溫潤,生物種類多種多樣,有葉肢介、昆蟲、介形蟲、雙殼類、魚類以及各種植物和輪藻等。從顆粒灰?guī)r比較發(fā)育和少量油頁巖的出現(xiàn)可以判斷此時(shí)湖水不斷在加深。
乃家河期,盆地由半深湖環(huán)境向咸化湖泊環(huán)境轉(zhuǎn)化,與馬東山期相比,盆地的沉降速度不僅大大減小,并逐漸有了上升的趨勢,沉積物供給也逐漸增多,可容空間逐漸減小,沉積物越來越多,在此條件下,沉積了以泥質(zhì)巖為主夾碳酸鹽巖、石膏巖及鹽巖的乃家河組,屬湖泊衰亡期沉積,這從乃家河組自下而上碳酸鹽巖迅速減少,紫紅色巖層逐漸增多和頂部膏巖層增多可以證明這一點(diǎn),也表明乃家河晚期盆地逐漸抬升,湖水變淺并過渡為咸化湖泊,這一時(shí)期氣候逐漸變得干旱、炎熱。
3 結(jié)語
綜上,白堊紀(jì)六盤山群地層發(fā)育演化大致經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期:初期(三橋期)盆地內(nèi)地勢差異較大,氣候干旱炎熱,發(fā)育沖積扇相沉積;早期(和尚鋪期—李洼峽期)發(fā)育了河流相—濱淺湖相沉積,氣候由干熱逐漸轉(zhuǎn)向溫濕;中期(馬東山期)湖泊發(fā)育到鼎盛時(shí)期,此時(shí)湖水最深,湖面最廣,發(fā)育半深湖—深湖相沉積;晚期(乃家河期)為湖泊衰亡期,發(fā)育半深湖相—咸化湖泊相沉積。乃家河期末,晚期燕山運(yùn)動(dòng)使盆地抬升,湖泊迅速消亡,結(jié)束了早白堊世六盤山盆地的沉積演化歷史。
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