王小陽(yáng)，王振鴻，肖傳桃龔文平，李 超，田海艷

（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

1 泥盆紀(jì)與侏羅紀(jì)生物礁基本概況及演化

1．1 泥盆紀(jì)生物礁

早泥盆世以碎屑巖沉積為主，海平面上升，陸棚面積擴(kuò)大，水體加深，浪基面上升，光合作用所能到達(dá)的界面隨之上移，使下部水體光合作用減弱［1］，致使生物礁屬種較少。

中泥盆世后的海平面持續(xù)上升體急驟擴(kuò)展，使海域面積大增缺氧水臺(tái)地大范圍淹沒(méi)，中泥盆世早期隨著海侵規(guī)模的擴(kuò)大，在臺(tái)地內(nèi)部和邊緣底棲生物大量繁盛，碳酸鹽巖沉積良好，因此形成規(guī)模不等、數(shù)量眾多的生物礁。

晚泥盆世早期生物礁發(fā)育較好，隨著海侵規(guī)模的擴(kuò)大，出現(xiàn)大量碳酸鹽巖。然而晚期，全球海平面下降。造成地表大面積的暴露，加之藻類(lèi)迅速繁殖，導(dǎo)致表層海水缺氧。生物礁大量滅絕。

1．2 侏羅紀(jì)生物礁

侏羅紀(jì)生物礁在國(guó)內(nèi)報(bào)道很少，僅限于西藏地區(qū)，該處論述的生物礁產(chǎn)于班公錯(cuò)-怒江縫合帶一線(xiàn)［1-3］。侏羅紀(jì)生物礁的演化分為3個(gè)階段：奠基階段、發(fā)育階段和衰亡階段［2-4］。

1）奠基階段 奠基階段為礁基的形成階段，殘留海盆陸緣開(kāi)闊動(dòng)蕩的淺海環(huán)境，僅見(jiàn)少量造礁生物存在，水體能量較高，隨著海平面的上升水體能量變小，造礁生物增多并固著生活。

2）發(fā)育階段 發(fā)育階段造礁生物大量繁殖，生態(tài)環(huán)境變?yōu)闇嘏⑶鍧?、氧和光充足，循環(huán)較好的正常淺海，使得生物大量繁殖并固著生長(zhǎng)，構(gòu)成較堅(jiān)實(shí)的抗浪格架，并形成了障積巖隆礁。

3）衰亡階段 生物礁衰亡大多是由于盆地的下降速率大于或小于生物礁的生長(zhǎng)速率，從而產(chǎn)生海平面上升或下降，水體變深或變淺所致。

2 生物礁對(duì)比

2．1 巖相古地理?xiàng)l件

泥盆世時(shí)期，古大洋赤道暖流自東向西流動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的中后期碰到大陸轉(zhuǎn)向，在其附近形成溫暖的海域，為層孔蟲(chóng)的發(fā)展與生物礁的形成創(chuàng)造了有利條件。而現(xiàn)代珊瑚礁也多分布于大洋低緯西側(cè)。Thompson（1988）認(rèn)為生物礁生長(zhǎng)的最佳溫度為24～28℃［5］；Van Geldern（2006）探討泥盆紀(jì)氧同位素時(shí)認(rèn)為33℃是泥盆紀(jì)海洋存在生物的最高溫度［5］。

侏羅紀(jì)時(shí)期，藏北地區(qū)班公錯(cuò)-怒江縫合帶拼合后形成殘留淺海相盆地，該時(shí)期研究區(qū)為熱帶氣候，淺灘亞相的存在是生物礁發(fā)育的基礎(chǔ)，基底地形的形態(tài)控制了礁體的橫向延伸規(guī)模，相對(duì)海平面的變化不穩(wěn)定是導(dǎo)致生物礁在縱向上發(fā)育不連續(xù)和厚度不大等特征的主要因素。侏羅紀(jì)生物礁無(wú)論發(fā)育于何種沉積相帶內(nèi)，它們均構(gòu)筑于淺灘亞相基礎(chǔ)之上，礁基幾乎均由亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶生物屑灰?guī)r或亮晶核形石灰?guī)r組成，其中多發(fā)育交錯(cuò)層理。研究區(qū)生物礁在橫向上多具有橫向延伸規(guī)模小、數(shù)量多的特征，這種現(xiàn)象可能與當(dāng)時(shí)的古地理?xiàng)l件密切相關(guān)，當(dāng)班公錯(cuò)-怒江縫合帶拼合后，所殘留的盆地基底地形在拼合過(guò)程中受到較大影響而不平整，從而造成生物礁在橫向上規(guī)模較小而數(shù)量較多的特征［6］。

2．2 大地構(gòu)造條件

泥盆紀(jì)存在夷平的古陸，地勢(shì)又東北向西南傾斜。在早泥盆世初期，由于海浸擴(kuò)大、盆地沉陷、海水加深，致使光照不充分、鹽度加大。到早泥盆世晚期，大規(guī)模海侵導(dǎo)致海域迅速擴(kuò)大，促使碳酸鹽巖臺(tái)地廣泛分布。中泥盆世，受加里東運(yùn)動(dòng)的影響，沉積環(huán)境由海陸交替的碎屑巖急劇轉(zhuǎn)變?yōu)榭涨伴_(kāi)闊的海域沉積。隨后海侵進(jìn)一步擴(kuò)大，陸表海的發(fā)展達(dá)到鼎盛時(shí)期，晚泥盆世由于 “加里東運(yùn)動(dòng)”結(jié)束后造成全球范圍的海退，其結(jié)果是陸地面積進(jìn)一步擴(kuò)張，地形起伏復(fù)雜，氣候變得干燥炎熱。

侏羅紀(jì)時(shí)期研究區(qū)生物礁主要沿班公錯(cuò)-怒江縫合帶一線(xiàn)展布，并產(chǎn)于縫合帶以北的中段-東段地區(qū)，縫合帶東段經(jīng)歷了克拉通化階段、克拉通階段、怒江洋盆擴(kuò)張階段、俯沖消減階段、閉合碰撞階段和碰撞期后階段?？傊喙e(cuò)-怒江縫合帶在三疊侏羅紀(jì)時(shí)期是一個(gè)小洋盆，而且應(yīng)屬于中特提斯洋的一部分［7］。至于有關(guān)班公錯(cuò)-怒江縫合帶中段東段的拼合時(shí)間，根據(jù)研究區(qū)侏羅紀(jì)生物礁發(fā)育的層位及含礁地層與下伏地層的接觸關(guān)系，認(rèn)為該縫合帶在東段拼合于中侏羅世早期 （柳灣組沉積期），中段則拼合于中侏羅世末期或晚侏羅世初期 （沙木羅組沉積期之前），生物礁的生長(zhǎng)代表了班公錯(cuò)-怒江縫合帶拼合后的殘留盆地淺海相沉積［6］。

2．3 古生態(tài)及地理位置

泥盆紀(jì)是雙帶型四射珊瑚繁盛時(shí)期［8］，此外泥盆紀(jì)還是植物首次登陸的時(shí)期［1］，植物生長(zhǎng)范圍的擴(kuò)大和埋藏量的增加也有可能對(duì)海洋C含量的變化產(chǎn)生影響。泥盆紀(jì)生物礁多分布在南天山區(qū)、古特提斯區(qū)、華南區(qū)、華北北緣區(qū)、準(zhǔn)噶爾興安區(qū)和保山區(qū)［9］。

侏羅紀(jì)時(shí)期，班公錯(cuò)-怒江縫合帶南北兩側(cè)的崗底斯板塊和羌唐昌都板塊均發(fā)育熱帶生物群［10］，此外，在侏羅紀(jì)羌唐昌都板塊發(fā)育了較多的白云巖、灰?guī)r、紫紅色碎屑巖，早中侏羅世還發(fā)育了煤層和石膏沉積，晚侏羅世地層中也發(fā)育了煤線(xiàn)。上述特征表明，研究區(qū)在侏羅紀(jì)處于熱帶地理位置，為生物礁的發(fā)育創(chuàng)造了良好的條件［6］。侏羅紀(jì)生物礁多分布在西藏安多縣班公錯(cuò)-怒江縫合帶一線(xiàn)［3，6，11］。

2．4 造礁生物、附礁生物及相分異

泥盆紀(jì)造礁生物主要為層孔蟲(chóng) （Order Labechiida kuhn拉貝希層孔蟲(chóng)和Amphiporidae雙孔層孔蟲(chóng)）、珊瑚和少量苔蘚蟲(chóng)附礁生物，有珊瑚、腕足類(lèi)、腹足類(lèi)［12］、介形類(lèi)和雙殼類(lèi)，其次為有孔蟲(chóng)、頭足類(lèi)、海百合莖碎片、棘皮動(dòng)物及藻類(lèi)等。泥盆紀(jì)多為礁核相、礁坪和礁后瀉湖相［13］。

侏羅紀(jì)造礁生物主要為層孔蟲(chóng) （枝狀層孔蟲(chóng)Cladocoropsis和筒狀層孔蟲(chóng)Milleporidiumcylin-dricum）、六射珊瑚 （Actinastraea和 Schizosmilia rollieri）和固著雙殼類(lèi)［3，6，11］。附礁生物有雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)等［6］。侏羅紀(jì)多為障積巖相、障積-骨架巖相［2］。

2．5 礁的特征

泥盆紀(jì)生物礁有大有小，小的高數(shù)米至10余米［12］，大的隆起幅度可達(dá)900余米。形態(tài)主要有寶塔狀、丘狀、點(diǎn)狀、潛伏狀、馬蹄狀。從早泥盆世碎屑巖沉積，到中泥盆世碳酸鹽巖，再到晚泥盆世碎屑巖、淺水石灰?guī)r和白云巖沉積，泥盆紀(jì)礁巖有亮晶生物灰?guī)r、亮晶珊瑚-層孔蟲(chóng)灰?guī)r、薄殼節(jié)石泥晶灰?guī)r、生物屑泥晶灰?guī)r［9］。

侏羅紀(jì)生物礁整體規(guī)模比較小，高度多在1．5～3．5m，剖面上出露長(zhǎng)度20～50m，區(qū)域上延伸約10km［2-3，6］。形態(tài)主要為丘狀、面包狀、似層狀［2，14-15］，橫向上具指狀相變特征，分帶明顯。在侏羅紀(jì)發(fā)育較多白云巖、灰?guī)r、紫紅色碎屑巖，早中侏羅世還發(fā)育了煤層和石膏沉積，晚侏羅世地層中也發(fā)育了煤線(xiàn)。侏羅紀(jì)礁巖有亮晶砂屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、亮晶生屑砂屑灰?guī)r、亮晶核形石灰?guī)r、砂屑灰?guī)r［2-3，6］。

2．6 礁死亡原因

晚泥盆世末發(fā)生了F／F全球性生物絕滅事件，絕大多數(shù)泥盆紀(jì)淺海臺(tái)地相珊瑚都遭到破壞。主要原因是海平面快速下降，造成地表大幅度暴露，藻類(lèi)大量繁殖，致使水體缺氧［13］，海水物化條件惡化，不利于生物礁發(fā)展。另一種觀點(diǎn)是在泥盆紀(jì)世界范圍內(nèi)存在廣泛的熱液和火山活動(dòng)，該事件造成的海水酸化對(duì)晚泥盆世的海洋生態(tài)系造成重大創(chuàng)傷［16］，并直接導(dǎo)致鈣質(zhì)骨骼生物，如層孔蟲(chóng)珊瑚礁生態(tài)系徹底崩潰。

侏羅紀(jì)生物礁礁體衰亡的原因有2種：第1種是由于礁體賴(lài)以生存的環(huán)境變淺，水體能量增強(qiáng)，使得造礁生物大量減少直至消失，被淺灘環(huán)境所取代；第2種是由于礁體的生態(tài)環(huán)境突然變深，水體的循環(huán)、溫度、光線(xiàn)和氧的含量等環(huán)境因子均不適合造礁生物的生存，從而使得造礁生物大量減少甚至很快消失［2］。

3 結(jié) 論

1）泥盆紀(jì)生物礁數(shù)量多，侏羅紀(jì)數(shù)量相對(duì)較少。泥盆紀(jì)分布范圍廣，廣西、四川、湖南等均可見(jiàn)。侏羅紀(jì)僅在西藏地區(qū)有所記載。

2）泥盆紀(jì)礁體形態(tài)豐富多樣，侏羅紀(jì)比較單一。侏羅紀(jì)生物礁主要發(fā)育在藏北狹長(zhǎng)殘留洋盆內(nèi)，呈東西走向，緯度位置相近，因此形態(tài)單一。

3）泥盆紀(jì)生物礁規(guī)模較大，侏羅紀(jì)生物礁規(guī)模較小。泥盆紀(jì)大規(guī)模海侵，促使碳酸鹽巖臺(tái)地廣泛分布。侏羅紀(jì)班公錯(cuò)-怒江縫合帶構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，大地條件不穩(wěn)定，水體動(dòng)蕩，致使規(guī)模較小。

4）泥盆紀(jì)生物礁消亡主要原因是海平面下降導(dǎo)致水體缺氧，海底大量熱液活動(dòng)致使海水酸化。侏羅紀(jì)生物礁消亡則是由水體變化造成。

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