周 喆，喻美藝*，王 波，馬義波

(1.貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025;2.貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽(yáng) 550005)

畢節(jié)地區(qū)二疊系分布廣泛，發(fā)育較完整、層序清楚、化石豐富，是研究貴州二疊系沉積環(huán)境的良好區(qū)域。前人對(duì)畢節(jié)地區(qū)相鄰的黔北地區(qū)二疊世茅口期的巖相古地理環(huán)境進(jìn)行過(guò)較為深入的研究，研究都認(rèn)為黔北地區(qū)中二疊世茅口期的沉積相帶主要為黔北－川南局限臺(tái)地相和往黔中方向區(qū)域的較深水臺(tái)溝相［1－4］。而專門針對(duì)畢節(jié)地區(qū)二疊系茅口組沉積環(huán)境的研究，尤其是利用碳酸鹽巖微相分析手段進(jìn)行的研究并不深入，筆者選取一條剖面試圖進(jìn)行碳酸鹽巖微相研究和沉積環(huán)境分析，以豐富該地區(qū)的沉積古環(huán)境研究深度。

畢節(jié)地處滇東高原向黔中山原丘陵過(guò)渡的傾斜地帶，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺斷裂交錯(cuò)發(fā)育，主要包含兩個(gè)構(gòu)造單元:畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)，以北東向褶皺斷裂為主。威寧北西向構(gòu)造變形區(qū)，以北西向褶皺斷裂為主。該地區(qū)出露的巖石以沉積巖為主，占全地區(qū)總面積92.8%［5］。剖面位于畢節(jié)市青場(chǎng)鎮(zhèn)東南方向的燎原村附近(圖1)。

圖1 實(shí)測(cè)剖面位置示意圖

1 巖石巖性組合及特征

研究剖面為茅口組中上部的第二段和第三段，與下伏茅口組第一段的灰色厚層至塊狀泥晶灰?guī)r呈平行整合接觸關(guān)系，與上覆黃灰色，磚紅，墨綠色塊狀、碎渣狀峨眉山玄武巖呈平行不整合接觸關(guān)系。茅口組第二段其上下部分為灰色中至厚層硅質(zhì)灰?guī)r，中部為灰色薄層硅質(zhì)巖與粘土巖互層，整體風(fēng)化較為嚴(yán)重，但層次尚可辨識(shí)。茅口組第三段總體以深灰色厚層生物屑灰?guī)r為主要特征。剖面地層總厚度為163.15 m，剖面共取微相樣品13件，其具體巖性組合及特征見(jiàn)綜合柱狀圖(圖2)。

圖2 SPM069 燎原村剖面實(shí)測(cè)綜合圖

2 碳酸鹽巖微相類型及特征

結(jié)合沉積巖石學(xué)基本研究方法，通過(guò)微相分析，對(duì)該剖面采集的13 件巖石樣品制成薄片并進(jìn)行碳酸鹽巖微相分析，得出該剖面碳酸鹽巖的顆粒含量、生物顆粒類型組合以及填隙物組成(表1)。

根據(jù)鄧哈姆的碳酸鹽巖分類、命名［6］和碳酸鹽巖微相分析研究方法［7－9］，根據(jù)上表得到的數(shù)據(jù)，大致可歸納出9 種碳酸鹽巖微相類型，即:MF1－MF9。

MF1:生物屑泥?；?guī)r(圖3)

顆?？偤考s為55%～70%，其中以棘皮屑、藻屑、蜓屑、腕足、瓣鰓及介形蟲為主，偶見(jiàn)有孔蟲和苔蘚蟲和砂屑。填隙物為泥晶基質(zhì)。顆粒破碎磨蝕較強(qiáng)。可見(jiàn)少于1%的有機(jī)質(zhì)污染物及星點(diǎn)狀黃鐵礦。近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

MF2:棘皮屑生物屑泥粒灰?guī)r(圖4)

顆?？偤考s為60%，其中以大量棘皮屑為主，其次見(jiàn)有少量腕足、蜓屑及介形蟲屑。砂屑含量5%左右。填隙物為泥晶基質(zhì)。顆粒破碎磨蝕中等－較強(qiáng)。可見(jiàn)少量自生石英。生物顆粒延長(zhǎng)軸方向略具定向性?？梢?jiàn)少于1%的有機(jī)質(zhì)污染物及星點(diǎn)狀黃鐵礦。近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

表1 碳酸鹽巖微相分析匯總表

圖3 MF1:生物屑泥粒灰?guī)r(50×，正交光)

圖4 MF2:棘皮屑生物屑泥粒灰?guī)r(50×，正交光)

MF3:含生物粉屑粒泥灰?guī)r(圖5)

顆粒含量偏低，總含量約為23%，其中以棘皮屑、腕足屑為主，其次見(jiàn)有少量瓣鰓、介形蟲、有孔蟲屑及苔蘚蟲。砂屑含量2%。填隙物為泥晶基質(zhì)。顆粒破碎磨蝕強(qiáng)烈，生物十分破碎?？梢?jiàn)少于1%的星點(diǎn)狀黃鐵礦。生物顆粒延長(zhǎng)軸方向略具定向性。近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

MF4:生物屑顆?；?guī)r(圖6)

顆粒總含量約為60%，其中以棘皮屑、腕足屑及綠藻屑含量較多，其次有瓣鰓、紅藻屑、個(gè)體較大的有孔蟲及介形蟲.相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

圖5 MF3:含生物粉屑粒泥灰?guī)r(50×，正交光)

圖6 MF4:生物屑顆?；?guī)r(50×，正交光)

MF5:翁格達(dá)藻顆?；?guī)r(圖7)

顆?？偤考s為65%，其中以大量出現(xiàn)的翁格達(dá)藻屑和蜓屑為特征，其次為棘皮屑，還有少量腕足，介形蟲、有孔蟲和綠藻屑。大部分蜓的空隙由亮晶方解石填充。填隙物為大約25%左右的亮晶膠結(jié)物和10%左右泥晶基質(zhì)。顆粒破碎磨蝕弱－中等。相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

MF6:生物粉屑粒泥灰?guī)r(圖8)

顆?？偤考s為43%，其中棘皮屑含量較高，其次為藻屑、腕足、有孔蟲屑及介形蟲屑。砂屑含量2%左右。填隙物為泥晶基質(zhì)。顆粒破碎磨蝕強(qiáng)烈。填隙物可見(jiàn)少量自生石英及微量浸染狀有機(jī)質(zhì)。生物顆粒延長(zhǎng)軸方向略具定向性。近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

圖7 MF5:翁格達(dá)藻顆?；?guī)r(50×，正交光)

圖8 圖8:MF6:生物粉屑粒泥灰?guī)r(50×，正交光)

MF7:生物屑粒泥灰?guī)r(圖9)

顆?？偤考s為45%，其中生物屑含量相對(duì)較少，主要有棘皮屑、腕足、瓣鰓、有孔蟲屑及介形蟲屑。藻屑較破碎，無(wú)法識(shí)別種類。見(jiàn)有8%左右藍(lán)綠藻成因藻砂屑。填隙物為泥晶基質(zhì)。填隙物可見(jiàn)微量浸染狀有機(jī)質(zhì)和泥質(zhì)。顆粒破碎磨蝕較烈(以異地搬運(yùn)為主)。生物顆粒無(wú)定向性。近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

MF8:蜓顆粒灰?guī)r(圖10)

顆?？偤考s為60%，其中大量蜓屑的出現(xiàn)為特征，保存較好至一般，見(jiàn)有10%左右藍(lán)綠藻成因藻砂屑。其次為少量棘皮屑、有孔蟲、介形蟲和腕足屑，填隙以泥晶基質(zhì)為主，局部少量為亮晶膠結(jié)物。顆粒破碎磨蝕較強(qiáng)。生物顆粒延長(zhǎng)軸方向不具定向性。相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF18。

MF9:棘皮屑顆?；?guī)r(圖11)

圖10 MF8:蜓顆?；?guī)r(50×，正交光)

顆粒總含量約為70%，生物種類單一，其中棘皮屑約占62%，其余生物碎屑無(wú)法識(shí)別。填隙物為泥晶基質(zhì)。顆粒破碎磨蝕中等。相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)微相類型的SMF12。

圖11 MF9:棘皮屑顆粒灰?guī)r(50×，正交光)

3 沉積環(huán)境分析

根據(jù)碳酸鹽巖微相分析方法［7－9］，歸納出MF1－8 近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型SMF18，可代表的相帶為開(kāi)闊海臺(tái)地(FZ7)和局限海臺(tái)地(FZ8);MF9 近似于標(biāo)準(zhǔn)微相類型SMF12，可代表的相帶為開(kāi)闊海臺(tái)地(FZ7)、局限海臺(tái)地(FZ8)、臺(tái)地邊緣(FZ6)、臺(tái)地邊緣礁(FZ5)和斜坡(FZ4).結(jié)合之前碳酸鹽巖微相分析過(guò)程對(duì)生物組合類型、沉積環(huán)境水動(dòng)力條件、磨蝕程度、顆粒的定向性及水體循環(huán)等因素及該剖面地層特征等因素綜合考慮，可判斷該剖面的沉積環(huán)境為開(kāi)闊海臺(tái)地和半局限海臺(tái)地。

3.1 開(kāi)闊海臺(tái)地

(1)在出現(xiàn)高能亮晶生屑灰?guī)r時(shí)，個(gè)體較大的有孔蟲、蜓、綠藻及紅藻屑的百分比含量也隨之升高，對(duì)于微相類型MF4、MF5 中，紅藻(主要為翁格達(dá)藻)反映了一種水體開(kāi)闊、動(dòng)蕩、營(yíng)養(yǎng)豐富、氣候溫暖的淺海環(huán)境，尤其是當(dāng)翁格達(dá)藻大量出現(xiàn)時(shí)，能夠反映一種水深低于20 m，水動(dòng)力能量相對(duì)較高，近似于灘的沉積環(huán)境，而當(dāng)其零星分布在其他生物組合中，則反映了一種水體稍深，能量相比前者稍弱的環(huán)境［1］［3］。所以MF4、MF5 更近似于一種類似于灘相的相對(duì)高能的開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境。

(2)對(duì)MF1、MF2、MF6 來(lái)說(shuō)，其特征近似于標(biāo)準(zhǔn)微相的SMF18，生物豐度高－中等，生物組合類型較為豐富，但偶見(jiàn)少于1%的有機(jī)質(zhì)污染物及星點(diǎn)狀黃鐵礦，顯示其沉積環(huán)境相比前者水動(dòng)力稍弱，流動(dòng)性稍差的開(kāi)闊海臺(tái)地環(huán)境。

(3)MF8 中發(fā)現(xiàn)有亮晶膠結(jié)物和大量的蜓屑及藍(lán)綠藻成因的藻砂屑，其反映了一種相比MF4、MF5 沉積環(huán)境略深且水體動(dòng)力略弱的開(kāi)闊海臺(tái)地環(huán)境。

3.2 半局限開(kāi)闊海臺(tái)地

(1)微相類型MF3 所含生物顆粒較少，生物組合類型偏少，反映了一種水體閉塞、流動(dòng)性相對(duì)較差的水體，生物顆粒較破碎，初步判斷應(yīng)為不遠(yuǎn)處的異地搬運(yùn)再沉積所致，其中可見(jiàn)微量星點(diǎn)狀黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)浸染物。

(2)微相類型MF7 所含生物碎屑含量相對(duì)較低，生物類型組合相對(duì)貧乏，反映了一種水體相對(duì)MF3 較淺，水動(dòng)力能量相對(duì)前者稍偏高的環(huán)境。因見(jiàn)有藻砂屑和腕足、瓣鰓等生物因子，故可判斷為沉積環(huán)境是由一種水體相對(duì)較淺、水體通暢、循環(huán)良好的開(kāi)闊海臺(tái)地逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N水體不甚通暢的局限海臺(tái)地環(huán)境。

(3)微相類型MF9 所含生物顆粒含量較高，但生物組合類型單一，反映了一種閉塞、流動(dòng)性較差、水動(dòng)力相對(duì)較弱的環(huán)境，初步判斷應(yīng)為異地不遠(yuǎn)處搬運(yùn)至此地再沉積所致。

3.3 能量指數(shù)與沉積環(huán)境演化分析

通過(guò)對(duì)碳酸鹽巖微相的分析，可統(tǒng)計(jì)得出該剖面碳酸鹽巖的水動(dòng)力能量指數(shù)［7－8］(表1)，即能量指數(shù)GMR=顆粒(G)/灰泥(M)，具體數(shù)值詳見(jiàn)表1。

通過(guò)能量指數(shù)，可得到海水深度演化示意圖(圖2)，結(jié)合數(shù)據(jù)(表1)可以看出水體深度同碳酸鹽巖顆粒含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而水動(dòng)力強(qiáng)度與碳酸鹽巖顆粒含量呈正相關(guān)關(guān)系。即水體深度與水動(dòng)力強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

另外，茅口組第三段頂部經(jīng)出露地表暴露剝蝕后上覆峨眉山玄武巖，呈平行不整合接觸關(guān)系。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)畢節(jié)青場(chǎng)地區(qū)燎原村剖面進(jìn)行碳酸鹽巖微相綜合分析，研究得出以下結(jié)論:

(1)結(jié)合剖面的巖石組合特征和碳酸鹽巖微相分析，碳酸鹽巖微相類型可大致分為如下9 種:MF1 生物屑泥?；?guī)r、MF2 棘皮屑生物屑泥?；?guī)r、MF3 含生物粉屑粒泥灰?guī)r、MF4 生物屑顆?；?guī)r、MF5 翁格達(dá)藻顆?；?guī)r、MF6 生物粉屑粒泥灰?guī)r、MF7 生物屑粒泥灰?guī)r、MF8 蜓顆?；?guī)r、MF9棘皮屑顆?；?guī)r。

(2)通過(guò)對(duì)比生物組合類型、含量、薄片礦物成分并結(jié)合水動(dòng)力能量指數(shù)，可大致判斷出研究區(qū)域剖面主要為兩種沉積相帶:開(kāi)闊海臺(tái)地和半局限海臺(tái)地。

開(kāi)闊海臺(tái)地的生物組合類型較為豐富，生物豐度較高，廣泛發(fā)育紅藻、綠藻及藍(lán)綠藻成因的藻砂屑，反映了一種水體溫暖、流動(dòng)性好、水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)的環(huán)境特征。

半局限海臺(tái)地所含生物豐度偏低，生物組合類型相對(duì)較少，反映了一種水體循環(huán)相對(duì)不暢，水動(dòng)力較弱的環(huán)境，同時(shí)還具有一定的還原環(huán)境特征。這與前人在該相鄰地區(qū)所做的研究，對(duì)比生物組合類型及生物豐度等研究劃分的出來(lái)的相帶是相一致的。

(3)通過(guò)能量指數(shù)研究，發(fā)現(xiàn)水體深度與水動(dòng)力強(qiáng)度條件、顆粒含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

總體上來(lái)說(shuō)，該研究剖面所處的沉積環(huán)境應(yīng)為開(kāi)闊海臺(tái)地與半局限海臺(tái)地相互過(guò)渡的區(qū)域。

［1］貴州省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).貴州早二疊世巖相古地理研究及編圖專輯［J］.貴州區(qū)域地質(zhì)，1981，9(1).

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