广西来宾中二叠世碳酸盐岩沉积特征与孤立台地演化

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:shabi12345678
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台地沉积相模式和类型是碳酸盐岩沉积环境解释的基础,生物群落、岩性组合和微相特征保存了丰富的碳酸盐沉积物的环境信息,如水体能量水平、沉积速率、温度、盐度等。与碎屑岩不同,碳酸盐岩颗粒一般没有经过长距离搬运,几乎全是在靠近沉积的地点(除远洋沉积物)形成的。不同类型的生物碎屑代表了不同的沉积环境,如绿藻、珊瑚等主要代表温暖浅水环境;大量的腕足、苔藓虫则代表了较深的凉水环境;生物颗粒间的亮晶胶结代表了高能的浅滩环境;海绵-藻类-Tubiphytes障积组合指示生物礁的浅水环境。   孤立碳酸盐台地是发育于远离大陆的深水盆地内并被深水沉积所包围的一种浅水碳酸盐岩台地类型,与陆棚区的连陆碳酸盐台地有很大不同,大多数具有陡峭的边缘和通往深水盆地的陡斜坡。常见的孤立台地主要由大陆边缘拉伸破裂、陆缘撕裂块体向盆地滑移而形成,远离陆架的孤立碳酸盐台地通常与深水盆地海底火山喷发形成的隆起相关,基底发育厚层火山岩序列,台地上的地层沉积往往与周边地区的地层发育和沉积特征有显著差异。由于孤立碳酸盐台地通常远离陆架并被深水区所环绕,因此一般缺乏陆源碎屑供给,尤其不发育粗碎屑沉积。受特定的古构造背景与古地理环境条件影响,台地内部往往发育潮坪、浅滩、点礁、局限台地、开阔台地等,台地边缘多发育生物礁,形成镶边孤立台地,孤立台地斜坡上部常为塌积成因的砾屑灰岩、灰泥颗粒灰岩,斜坡下部多见重力流(碎屑流、浊流、颗粒流等)沉积和远洋悬浮沉积为主,向盆地方向,灰泥灰岩相对增多。   晚古生代黔桂地区在拉张伸展和沉降背景下,形成了许多规模不等的孤立碳酸盐台地,构成了“浅水碳酸盐台地—硅泥质较深水盆地”相互间列的古地理面貌。这些浅水碳酸岩台地在泥盆纪中晚期开始出现、石炭纪范围扩大,中-晚二叠世开始萎缩。国内多数对黔桂地区孤立碳酸盐台地沉积特征研究认为,泥盆世至早三叠世,黔桂盆地中的孤立台地基本都经历了从连陆台地、孤立台地到淹没台地的发育演化过程,反映了晚古生代古陆边缘拉张、裂解,盆地扩张、沉降的构造背景,同时认为该类孤立碳酸盐台地的发育演化模式具有普遍性,适用于黔桂盆地内晚古生代孤立碳酸盐台地的沉积特征和发育模式的解释。因此拉张伸展的区域构造背景和台缘同沉积断裂的差异升降对这一地区孤立碳酸盐台地演化发展的控制作用一直是关注和重视的焦点。   铁桥剖面位于来宾-合山孤立台地的东南边缘,二叠系地层连续且露头良好,是桂中地区地层和沉积环境研究程度较高的一个剖面,但是到目前为止有关茅口组沉积环境的解释仍存在明显的分歧和不确定。沙庆安等将茅口组中-上部这些巨厚层块状灰岩简单地归入深水斜坡和盆地相。邱振等虽然在114层中识别出大量原地浅水生物化石和碎屑(夹硅质团块或条带灰岩微相-3b),但是仍然将其解释为“上斜坡环境”。ChenZQ等将119层来宾灰岩解释为珊瑚-海绵生物丘相,邱振等在来宾灰岩上部观察到泥粒岩-颗粒岩,不过他们都将来宾灰岩解释为“上斜坡相(斜坡上部)”。由此可见,这两个巨厚层块状灰岩的成因解释是认识该剖面茅口期沉积环境演化的关键。   论文选取广西来宾铁桥剖面,以中二叠世茅口组沉积特征为重点,对岩相特征、化石组合和微相类型等进行了详细研究。主要包括台地-盆地转变过程中该台地边缘的沉积特征和相带构成,同时探讨了该孤立台地边缘沉积演化的主要控制因素。   首先,通过野外实地观察发现,114层巨厚层块状灰岩在露头上明显呈现透镜体状,而非层状。透镜体内部明显发育浅灰色亮晶生屑灰岩,指示水体能量较强的滩相沉积环境。透镜体核心部分微相类型体现了障积灰岩的特征。因此该块状灰岩透镜体属浅水生物碎屑滩-生物礁沉积体系。   其次,宏观和微相沉积特征表明,茅口期包括三个地层沉积旋回,下部地层(第1旋回)为典型的开阔台地相沉积,中上部地层以斜坡相和盆地相硅质岩、硅质灰岩为主,仅在第2-3旋回顶部出现巨厚层块状灰岩。相带分布的详细调查结果显示,第2旋回顶部的透镜状巨厚层块状灰岩(114层),主要由开阔台地相沉积构成,内部发育生物碎屑滩相沉积薄层和小的以障积岩为代表的海绵-钙藻生物礁,该滩、礁相沉积规模小且仅出现在海平面下降阶段。这种以盆地相和斜坡相硅质沉积为主,夹浅水灰岩透镜体的地层序列,是来宾-合山孤立碳酸盐台地在此期间萎缩的反映。   最后,铁桥剖面中二叠世茅口期地层序列记录的海平面变化周期,与扬子稳定地台区同期地层记录完全同步,甚至在海平面变化幅度上也无本质差别,意味着台缘同沉积断裂在该孤立碳酸盐台地演化中的作用并非如前人主张的重要;相反古海洋条件可能是该类孤立台地演化的主要影响因素,有待后续深入研究的证实。
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