奧陶紀地層沉積相探析
——以湖北宜昌地層沉積相分析為例

張 揚，汪 文，陳綠森

（湖北省地質局第七地質大隊，湖北 宜昌 4430000）

奧陶紀地層沉積相探析
——以湖北宜昌地層沉積相分析為例

張 揚，汪 文，陳綠森

（湖北省地質局第七地質大隊，湖北 宜昌 4430000）

湖北西部宜昌市，位于長江中游和上游的相交之地，在地質學的奧陶紀時期屬于碳酸鹽臺地，其地層相對完好，具有極豐富的各類化石。通過內業研究與外業調查，對比研究沉積相，綜合以前各類研究取得的成果，建立奧陶紀的沉積相模式，從而恢復當時的沉積環境，對其海水升降及地理演化得以清楚地了解和掌握。

奧陶紀；地層；沉積相；探析

1 奧陶紀時期地層的基本特點

1.1 奧陶紀其地層厘定

奧陶系的沉積序列包括了交替沉積物、介殼化石和筆石等，此外也包含了冷水類型的北大西洋生物種群、暖水類型的北美大陸的生物種群。自上世紀40年代始，對奧陶系有著專門研究的專家開始對該區域地層的劃分方面展開詳盡的研究。進入21世紀之后，此項研究呈現出新的局面。關于區域性的而且是不同年代的地層劃分已經正式形成方案，盡管在方案中存在著個別概念的分野，但是具有中國特色的地層劃分模式已經正式形成，而且這種劃分基本上可以與當今世界科技領先國家并駕齊驅。

1.2 奧陶紀的地層剖面

（1）宜昌地區奧陶紀具有相當簡單的剖面結構，具有發育相對完整的地層，也具有比較豐富的各種類型的化石。這是一種極具科學研究價值的剖面結構，因為它符合典型的剖面構造特征。從巖性的組合情況來看，這是一種易于風化和泥質較高的晶灰巖，顏色為黃綠色、淺紫灰和淺灰綠色，形狀為層狀與瘤狀，性質為泥晶灰巖。

（2）從礦物學的特點來看，作為泥晶結構的一種它是由生物碎屑所組成，宏觀上呈現一種瘤狀與塊狀特征，生物碎屑的含量在3.1%，海膽刺與海百合莖是其中的主要成分，亦有少量的鈣質和腕足類屑組成。生物化石的含量達2%，大部分為雙殼類、帶蟲孔、富含少量介型蟲的化石和鈣質。其余的94.9%則為含有硅酸鹽的礦物。這種礦物的顆粒0.03毫米以下，呈現為泥晶狀。

2 沉積相模式與沉積環境的剖析

2.1 沉積相模式剖析

奧陶紀這一典型的地質時代更迭，緣于地史上海洋對大陸的侵襲。當這一歷史時期到來之時，地球上最為廣大的地區悉為海水所淹沒，唯日岡瓦納與東歐地臺這兩塊大陸一南一北遙相呼應，系僅存的大陸地帶。地殼的差異性運行有所減弱，隨著古生代的到來結伴而行。對風化侵蝕的規避，使得地勢上起伏并非明顯，大面積的淺海因此而形成，厚度上、巖相上都沒有太大的變化，占主要成分的是碳酸鹽，異常活躍的為無脊椎生物。而宜昌地區，沉積的性質為陸表海性，海底較地勢也較為平緩，海水較淺、分布較廣，這充分印證了這種構造是相對穩定的。

2.2 沉積環境的剖析

宜昌巖石類型為亮晶鮞粒灰巖、生物屑灰巖、砂屑灰巖，顏色為淺灰色與灰色，形態呈現出中層狀的特征。生物屑和鮞粒大量增加，是該地區最為突出的特征之一。通過對鮞粒灰巖的觀測，鮞粒圈正好可以通過其發育情況反映出水的動態變化情況。通過研究發現鮞粒形成在先，而一些膠結物則形成在后。含量較高的顆粒基本出現在亮晶沙屑灰巖之中，不僅靡圓度好，而且分選也較好。渾圓程度高的骨屑出現在亮晶的生物碎屑的火山巖之中，簸選較為充分這一特點被凸顯出來。絕大部分的生物以碎片的形式存在著，包括海百合、瓣腮類、腕足類等，埋藏的地點分布不均。在地層的發育出現的波痕不對稱，層理呈槽狀交錯，波脊出現分岔。

3 奧陶紀地層古地理演化分析

通過對沉積相進行分析，宜昌地區存在著海水的或進或退經常反復出現的現象。總體而言呈現的狀況是海水經常大量的入侵，致使水的深度不斷加劇。在全球范圍內的海洋退水作用的發生，出現在寒武紀的晚些時期。海臺地相居于優勢地位的白云巖的產生則是寒武系剖面之特征。關于沉積相的分布，奧陶系的剖面沉積，可以總體上歸為海平面的四大回旋，亦即海水的4次大的進退過程。

3.1 第一次進退過程

第一次大的回旋，亮晶沙粒屑灰巖出現在界底為其特征。其發育情況為，最底部為細晶白云巖，中部為生物屑灰巖、礫屑、亮晶沙屑，最頂部為白云巖。層理表現為生物潛穴、水平層理、交錯層理，環境為碳酸鹽臺地。

3.2 第二次進退過程

第二次大回旋，這一階段的標志是鮞粒灰巖，發育情況為礫屑灰巖、亮晶砂屑，沉積環境為礁灘相。這反映了向淺海陸棚相的逐漸發展，海水逐漸變深的過程。

3.3 第三次進退過程

第三次回旋，以生物屑灰巖和亮晶砂屑的出現為標志，由上而下分別為深色黏土巖、泥晶流狀灰巖、泥頁巖和沉積瘤狀灰巖，環境為淺海陸棚相沉積，顯現出海水由淺而深的過程。

3.4 第四次進退過程

第四次回旋，其特征為瘤狀灰巖。海平面在一定程度上有所回升，泥質的含量亦相應增多，具有碳酸鹽臺地潮下帶沉積特點。

4 結束語

奧陶紀的宜昌呈現出陸表海的特點，海底部的坡度平緩，水位也不高，分布的范圍較大。從地質構造看，較為穩定。位于淺海的碳酸鹽沉積為其成了占居主要地位的沉積模式，依次能夠區劃出的沉積相為局限海臺地相、開闊海臺地相、臺地邊緣淺灘相、臺地邊緣生物礁相、盆地邊緣相、陸棚內盆地相六大類。在這一地質時期，其地質過程大致呈現出自碳酸鹽臺地相至淺海陸棚相逐漸過渡的一個過程。

[1]汪嘯風,StougeS.陳孝紅,等.全球下奧陶統-中奧陶統界線層型候選剖面——宜昌黃花場剖面研究新進展[J].地層學雜志.2005,(S1).

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P53

A

1006-6012（2016）11-0248-01