寧夏六盤山地區白堊紀地層沉積相、沉積環境及地史演化特征探討

摘 要：六盤山地區白堊紀六盤山群地質時代為早白堊世，地層發育良好，層序完整。地層區劃屬秦祁昆地層區祁連—北秦嶺地層分區。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、乃家河組構成。通過對各巖石地層單位沉積相及沉積環境的分析研究表明，白堊紀六盤山群地層發育演化大致經歷了四個時期：白堊紀初期（三橋期）以陸相沖積扇主，早期（和尚鋪期—李洼峽期）發育了河流相—濱淺湖相沉積，氣候由干熱逐漸轉向溫濕；中期（馬東山期）湖泊發育到鼎盛時期，此時湖水最深，湖面最廣，發育半深湖—深湖相沉積；晚期（乃家河期）為湖泊衰亡期，發育半深湖相—咸化湖泊相沉積。乃家河期末，晚期燕山運動使盆地抬升，湖泊迅速消亡，結束了早白堊世六盤山盆地的沉積演化歷史。

關鍵詞：白堊紀 沉積相 沉積環境 地史演化 六盤山地區

中圖分類號：P53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0139-02

六盤山地區位于寧夏南部，地層區劃屬秦祁昆地層區祁連—北秦嶺地層分區。白堊紀六盤山群地層發育良好，層序完整，其地質時代為早白堊世，屬內陸湖泊（凹陷盆地）沉積體系，發育沖積扇相、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、乃家河組構成。各時期的沉積相及沉積環境反映了當時的構造古地理環境，其垂向疊加反映了這一時期的地史演化特征。

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，有時顯示正粒序層，礫巖呈雜基支撐、基地式膠結類型，為白云質、鈣質膠結。

（2）扇端亞相。

主要由紫紅色中—細礫巖、含礫長石石英砂巖夾少量粉砂質泥巖組成。礫巖特征與扇根亞相礫巖相似，只是粒度細一些；長石石英砂巖多呈透鏡狀，時含細礫，發育平行層理、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，據巖石組合特征、沉積構造可細分為辮狀河道亞相、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—粗礫巖及細礫巖構成。礫巖常呈透鏡狀，發育底蝕構造，礫石呈疊瓦狀排列。

（2）心灘亞相。

主要發育于和尚鋪組上部，由紫紅色長石石英砂巖組成，發育平行層理，大型交錯層理。

（3）辮狀河道間亞相。

由紫紅色粉砂質泥巖、粉砂巖組成，發育水平層理、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、淺黃灰色中層狀鮞粒灰巖、礫屑灰巖、砂屑灰巖、微晶灰巖及少量灰色中層狀粉砂巖、細砂巖組成。泥巖一般不顯層理呈塊狀層，有時略顯水平層理而顯示頁理，含植物、葉肢介化石；細—粉砂巖常呈中—薄層夾于泥巖中，發育水平層理、沙紋層理，層面具對稱的、不對稱的及不規則的小型波痕，含植物碎片；鮞粒灰巖、礫屑灰巖、砂屑灰巖、微晶灰巖一般呈薄—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—中厚層砂屑灰巖、鮞粒灰巖、微晶灰巖、泥灰巖，偶夾有粉砂巖、細砂巖、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，發育結核狀構造；泥巖一般呈塊狀構造，具球狀風化，含植物碎片；頁巖較少，頁理不甚發育；粉砂巖、細砂巖發育水平層理、沙紋層理、小型槽狀交錯層理，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、鈣質泥巖和淺灰—深灰色泥灰巖、鮞粒灰巖、砂屑灰巖、砂質灰巖，偶夾細—粉砂巖，在紅陽—硝口一帶上部發育膏巖及鹽巖沉積。泥巖、粉砂質泥巖多呈塊狀層，有時略顯水平層理；粉砂巖、細砂巖呈中—薄層夾于泥巖、粉砂質泥巖中，發育水平層理、沙紋層理；碳酸鹽巖主要為鮞粒灰巖、礫屑灰巖、砂屑灰巖、泥灰巖，呈中厚—薄層狀，頂面平直，底面具波狀，有時發育水平層理。石膏巖為厚層—塊狀，泥質含量高，時呈角礫狀；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，由還原環境逐漸變為強氧化蒸發環境。

2 沉積環境及地史演化

侏羅紀未的早期燕山運動使六盤山地區抬升遭受短暫的剝蝕后，至早白堊紀盆地開始凹陷下沉，接受了凹陷型內陸湖泊相沉積。從巖性組合、沉積特征及總體向上變細的垂向沉積序列看，六盤山群是在盆地持續下沉、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，扇根比較發育，扇端不甚發育。西部沖積扇發育良好，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。從礫石絕大多數來源于早奧陶紀馬家溝組的碳酸鹽巖可知，盆地東部物源區為華北地臺。

這一時期主要是以砂巖為主的巖石類型，發育大型板狀斜層理、平行層理、槽狀交錯層理。砂巖中成分復雜，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，未見動物化石。這些特征說明這一時期的氣候干燥炎熱，盆地東部由于物源區供給少，沉積物甚少。

李洼峽期，六盤山地區已演變為濱淺湖環境，此時盆地表現為間歇性下沉，湖水時進時退，在沉積物供給充足的條件下，沉積了以細碎屑巖、泥質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巖為主的馬東山組，此時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。從顆粒灰巖比較發育和少量油頁巖的出現可以判斷此時湖水不斷在加深。

乃家河期，盆地由半深湖環境向咸化湖泊環境轉化，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，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，這一時期氣候逐漸變得干旱、炎熱。

3 結語

綜上，白堊紀六盤山群地層發育演化大致經歷了四個時期：初期（三橋期）盆地內地勢差異較大，氣候干旱炎熱，發育沖積扇相沉積；早期（和尚鋪期—李洼峽期）發育了河流相—濱淺湖相沉積，氣候由干熱逐漸轉向溫濕；中期（馬東山期）湖泊發育到鼎盛時期，此時湖水最深，湖面最廣，發育半深湖—深湖相沉積；晚期（乃家河期）為湖泊衰亡期，發育半深湖相—咸化湖泊相沉積。乃家河期末，晚期燕山運動使盆地抬升，湖泊迅速消亡，結束了早白堊世六盤山盆地的沉積演化歷史。

參考文獻

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