黃樂清 劉 偉

(湖南省地質(zhì)調(diào)查院 長沙 410116)

?

湘西北龍山地區(qū)下奧陶統(tǒng)桐梓組潮坪風(fēng)暴巖的發(fā)現(xiàn)及其意義

黃樂清 劉 偉

(湖南省地質(zhì)調(diào)查院 長沙 410116)

報道了湘西北地區(qū)早奧陶世桐梓組地層中的風(fēng)暴巖，并對該套事件沉積體的區(qū)域展布及表現(xiàn)形式進行了系統(tǒng)闡述。通過對野外剖面的仔細觀測和室內(nèi)資料的綜合研究，普遍見指示潮坪環(huán)境的半球狀疊層石、羽狀交錯層理等，并識別出各種侵蝕—撕裂構(gòu)造、粒序?qū)永?、韻律層理、變形層理及沙紋—波狀層理等風(fēng)暴沉積標志，丘狀交錯層理常保存不全，綜合分析后認為該風(fēng)暴巖為潮坪風(fēng)暴沉積，并進一步劃分出4種類型的風(fēng)暴沉積序列。同時，區(qū)內(nèi)桐梓組見有大套滑塌重力流沉積，經(jīng)對比，可能為同一颶風(fēng)事件在不同環(huán)境中產(chǎn)生的不同物質(zhì)記錄。該套風(fēng)暴巖具有重要的地質(zhì)意義：風(fēng)暴沉積特征的變化蘊含了豐富的氣候變化信息，反映出晚寒武世至早奧陶世時期全球溫室繼承、轉(zhuǎn)型的一種氣候響應(yīng)。風(fēng)暴巖、風(fēng)暴濁積巖及滑塌角礫巖的發(fā)現(xiàn)，為該時期“鄂西臺洼”的存在提供了新的沉積學(xué)證據(jù)；也為區(qū)內(nèi)含礦段地層的精細劃分和對比提供實際參考；同時，對分析華南板塊的向北漂移提供了更仔細、更可靠的參考數(shù)據(jù)。

風(fēng)暴巖 風(fēng)暴沉積序列 桐梓組 龍山地區(qū) 湘西北

風(fēng)暴巖(tempestite)的概念由Kelling和Mullin[1]在20世紀70年代中后期首先提出。隨后，Aigner[2]對風(fēng)暴巖的定義進行了擴充，提出風(fēng)暴沉積(storm deposit)泛指所有受風(fēng)暴作用影響的沉積。與50年代鮑馬提出的濁流沉積理論一樣，這一理論被認為是沉積學(xué)研究一個里程碑性的事件[1-4]。20世紀80年代初期，隨著劉寶珺院士等[27]首次將“風(fēng)暴巖”這一概念引入國內(nèi)，早期眾多的學(xué)者，如劉寶珺、葉連俊、余林青、孟祥化等[27-29,32]開辟了我國風(fēng)暴巖研究的先河。后來的學(xué)者在風(fēng)暴巖概念的深化[17,23]、巖性特征[5-16,18]、典型沉積序列[5-15]、沉積模式[10-12,18,26]及地質(zhì)意義[4-6,10-12,15-16,18,20,26,41]等方面都作了大量研究，涵蓋了不同沉積環(huán)境(如淺海陸棚環(huán)境、潮坪環(huán)境及三角洲、湖泊環(huán)境)中風(fēng)暴巖沉積特點。這些研究成果極大地深化了對風(fēng)暴沉積的認識，推動了事件地層學(xué)和沉積學(xué)研究的進步。

然而，前人眾多的研究主要集中在風(fēng)暴相序完整的淺海陸棚區(qū)，對近岸的、易改造、難保存的潮坪環(huán)境中的風(fēng)暴巖研究較少，這是由于序列完整的潮坪風(fēng)暴巖較難發(fā)現(xiàn)，資料的欠缺使得潮坪風(fēng)暴沉積具一定研究價值。同時，對揚子地臺早古生代風(fēng)暴沉積的研究主要集中于寒武紀地層[10-14,18,27]，志留紀次之[15-16,20]，奧陶紀時期風(fēng)暴沉積的報道也僅見鄰區(qū)零星文獻[7-9]。尚未見有關(guān)于湘西北地區(qū)早奧陶世時期風(fēng)暴巖沉積的相關(guān)報道。

筆者在對湘西北龍山地區(qū)奧陶系桐梓組地層的調(diào)查中有幸發(fā)現(xiàn)了多期潮坪風(fēng)暴沉積，露頭清晰、層序完整，具典型的風(fēng)暴沉積構(gòu)造，諸如侵蝕—撕裂構(gòu)造、粒序?qū)永?、韻律層理、變形層理、沙紋—波狀層理及不明顯的丘狀交錯層理等風(fēng)暴沉積標志。該套風(fēng)暴巖的發(fā)現(xiàn)，不僅豐富了國內(nèi)關(guān)于潮坪風(fēng)暴沉積的研究材料、深化了湘西北地區(qū)早奧陶世兩河口期的古地理、古氣候、古構(gòu)造的理論認識，而且對探討該區(qū)風(fēng)暴沉積模式的空間變化、明確風(fēng)暴巖與成礦環(huán)境的聯(lián)系等具有實際意義。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于上揚子地塊東南緣、武陵山弧北西之桑石小區(qū)，是湘西弧形構(gòu)造帶的一部分，先后經(jīng)歷了武陵期、雪峰期至加里東期、海西期、印支期至燕山期4個大的發(fā)展階段[21-22]。早奧陶世兩河口時期，揚子地臺基本上繼承了晚寒武世的古地理格局，為典型的穩(wěn)定型碳酸鹽沉積建造序列(圖1)。隨著該時期海侵作用的加強，巖石特征、古生物面貌、沉積層序均發(fā)生了顯著改變，總體由一套含三葉蟲、腕足、頭足、雙殼類等生物化石的開闊—局限臺地相之石灰?guī)r超覆在上寒武統(tǒng)含三葉蟲的潮坪白云巖之上，海侵作用明顯。其頂部以一套區(qū)域展布穩(wěn)定的深灰色頁巖與上覆紅花園組分界(圖2)。區(qū)內(nèi)無巖漿活動，未見巖漿巖體。此外，桐梓組亦是區(qū)內(nèi)“江家埡式”層控型鉛鋅礦賦礦層位之一。

通過本次野外剖面測制工作，對龍山地區(qū)奧陶系桐梓組的巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造及序列進行了詳細研究，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)下奧陶統(tǒng)桐梓組為一套淺灰色中厚層—塊狀白云質(zhì)粉晶灰?guī)r、灰質(zhì)云巖夾顆粒(鮞粒、礫屑)粉晶灰?guī)r。局部夾滑塌、風(fēng)暴成因的角礫巖，發(fā)育羽狀交錯層理，藻疊層構(gòu)造普遍發(fā)育。以局限臺地之潮坪相為優(yōu)勢相沉積(圖1)。風(fēng)暴成因礫屑灰?guī)r多集中在該組地層的中上部(圖2)。

圖1 湘西北及鄰區(qū)早奧陶世桐梓期巖相古地理[22,45]及剖面位置圖Fig.1 The lithofacies and paleogeography of the Tongzhi Formation in North-west Hunan

2 風(fēng)暴沉積特征

風(fēng)暴作用作為一種陣發(fā)性高能事件，其獨特的水動力學(xué)特點及沉積機理形成別具一格的沉積構(gòu)造和沉積序列。如：丘狀交錯層理、侵蝕—撕裂構(gòu)造、粒序?qū)永砑吧臣y—波狀層理等典型沉積標志。

2.1 沖刷—充填構(gòu)造

沖刷—充填構(gòu)造包括了底沖刷面和渠鑄型構(gòu)造，是風(fēng)暴沉積作用的典型識別標志之一[5-6]。侵蝕面在區(qū)內(nèi)普遍可見。該面呈波狀起伏(圖3c、圖4)，波幅度較大，一般3～5 cm，少數(shù)達6～10 cm，波峰圓緩，波谷陡峭，反映風(fēng)暴渦流作用中等強度。沖刷面上、下巖性突變分界，其上常為淺色砂礫屑灰?guī)r或藻礫屑灰?guī)r，礫屑呈團塊狀、次棱角狀、竹葉狀等，集合體多以疊瓦狀排列，反映出后期定向牽引流的進一步改造。沿沖涮面偶見有渠鑄模構(gòu)造，是風(fēng)暴增長期和(或)高峰期的形成的強大渦流，旋切海底沉積物形成刨蝕坑，并經(jīng)后期充填形成，又稱之為口袋狀構(gòu)造。在研究區(qū)常見獨特的口袋狀構(gòu)造(圖3c)，這些“口袋”寬約8～16 cm，下切深度約3～5 cm，呈上寬下窄的漏斗形，渠壁傾角介于35°～60°之間，渠模內(nèi)充填發(fā)育波狀紋層的砂屑灰?guī)r。反映風(fēng)暴渦流的強度中等偏大。

2.2 撕裂構(gòu)造

風(fēng)暴撕裂構(gòu)造是風(fēng)暴作用過程中風(fēng)暴撕裂半固結(jié)的巖層而形成的構(gòu)造[18]。巖層中此類構(gòu)造主要見于礫屑堆積層中。礫屑常為斷開的條帶狀或角礫狀(圖3g)，與下伏巖層無明顯界線，呈有“根”連接。條帶呈彎曲、折斷或完全分離，沿裂縫可拼湊成一個完整體，撕裂特征明顯。有時可見被風(fēng)暴流帶來的灰?guī)r碎塊與粉、砂屑混雜堆積(圖3g,o)。風(fēng)暴撕裂構(gòu)造可能形成于風(fēng)暴作用仍較強的區(qū)域。與撕裂構(gòu)造伴生的有蠕動變形構(gòu)造，可能代表了風(fēng)暴衰減期對沉積物的改造。

2.3 遞變層理、韻律層理

該類型層理主要集中于風(fēng)暴序列底部，自下而上由礫屑灰?guī)r向砂屑灰?guī)r過渡構(gòu)成具二元結(jié)構(gòu)的遞變層理，垂向上多個粗尾遞變層理疊置復(fù)合而形成韻律層理(圖3f)。單個遞變層段厚約為8～14 cm，疊置面上風(fēng)暴巖掏蝕現(xiàn)象普遍，呈波狀，其波長不定，以2～4 cm為主，高約1～3 cm。礫屑灰?guī)r層中礫屑長軸約2～18 mm，大者可達50 mm，呈針狀、板條狀或竹葉狀，集合體呈菊花狀、倒“小”字型、放射狀(圖3e)，與潮道、濁流、震積等成因的礫屑相區(qū)分。

礫屑灰?guī)r的韻律性顯出該時期的風(fēng)暴事件頻繁。值得注意的是，礫屑灰?guī)r孔滲性較好，在該套風(fēng)暴礫屑灰?guī)r層中常見有后期的灰白色方解石充填(圖3m)，為區(qū)內(nèi)鉛鋅礦的沉淀提供了有利的場所。

2.4 沙紋交錯層理和丘狀交錯層理

研究區(qū)內(nèi)完整的丘狀交錯層理不甚發(fā)育，可能是在潮坪環(huán)境下，往復(fù)頻繁的水流作用破壞所導(dǎo)致。交錯層常以沙紋交錯層理產(chǎn)出，前積紋層成對排列成束狀層系，具定向性，上下層有截切關(guān)系；沉積界面呈波狀起伏，波峰、波谷均較圓緩(圖3d)，波形寬約8～15 cm，波幅較小，高約0.5～2 cm，其巖性以砂屑灰?guī)r為主，波谷常含一定量的粗屑，有時為透鏡狀灰?guī)r塊體。這種沉積構(gòu)造反映出風(fēng)暴浪衰減時定向水流的沉積特點，并迅速向正常沉積過渡。

2.5 其他沉積構(gòu)造

此外，桐梓組巖層中見有其他豐富的沉積構(gòu)造，如：塊狀層理、水平層理及滑塌構(gòu)造、火焰狀構(gòu)造、蠕動構(gòu)造等同沉積變形構(gòu)造。其中，塊狀層理常與侵蝕礫屑層相伴生，疊置于礫屑層之上，巖性常以粉—砂屑灰?guī)r為主，粒序特征不明顯(圖4c)，為風(fēng)暴回流期大量的顆粒質(zhì)卸載、堆積而成，顯重力流的性質(zhì)；水平層理見于泥—粉晶灰?guī)r中，為晴天正常海的背景沉積?；鷺?gòu)造以大量的塌積角礫出現(xiàn)為特征(圖3k)，角礫大小約2～50 mm，大者可達30 cm，成分以云質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r為主，多“懸浮”于泥晶灰?guī)r基質(zhì)中，塌積角礫之下的紋層有“被壓彎”的特點，可能是在一定坡度下，受風(fēng)暴觸發(fā)或震動后產(chǎn)生短距離滑塌便固結(jié)所形成的。蠕動變形構(gòu)造常與滑塌構(gòu)造相伴生，從形態(tài)上看，該構(gòu)造類似于“石香腸”構(gòu)造，成緊閉的“S”形，局部因受力過度而角礫化(圖3l)?；鹧鏍顦?gòu)造規(guī)模較小，“火焰”高約1～4 cm，呈尖舌狀植入上覆灰?guī)r層中(圖3g)。顯然，這種同沉積構(gòu)造反映了在風(fēng)暴沉積期后，由下伏飽含水份的塑性灰泥在不均勻的負荷作用下，向上擠入而形成舌狀體。另外，見有呈席狀分布的生物介殼層，厚約10～22 cm，以雙殼類為主，殼體優(yōu)選方向明顯，稍有破碎，與疊層石伴生(圖3i)，可能是被風(fēng)暴浪搬運至潮坪上的堆積物。

圖2 湘西北龍山地區(qū)桐梓組沉積—層序綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive column of Tongzhi Formation in Longshan, North-west Hunan

圖3 湘西北龍山地區(qū)桐梓組中的風(fēng)暴沉積構(gòu)造A.羽狀交錯層理；B.半球狀—柱狀藻疊層石；C.“口袋狀”底蝕構(gòu)造，橫向上與丘狀紋層伴生；D.丘狀—沙紋交錯層理，相互截切；E.“放射狀”礫屑，礫屑呈針葉狀，無磨圓；F.韻律層理，由遞變層理(放射狀礫屑層)疊置復(fù)合而成；G.風(fēng)暴撕裂構(gòu)造，各撕裂塊體可拼合成整體；H.濁積序列，呈條帶狀，底蝕現(xiàn)象明顯；I.成層展布、具優(yōu)選方位的貝殼層(黃圈內(nèi))；J.火焰狀構(gòu)造；K.滑塌角礫灰?guī)r特征；L.同沉積(蠕動)變形構(gòu)造，呈“S”形，變形強烈處呈角礫狀(鉛筆左側(cè))；M.礫屑灰?guī)r(方解石充填)；N.風(fēng)暴角礫特征(a為粒屑灰?guī)r碎塊，b為藻灰?guī)r碎塊)；O.角礫灰?guī)r。Fig.3 Storm sedimentary structures of the Tongzhi Formation in North-west Hunan

3 風(fēng)暴沉積序列

前人研究表明[9,17]，風(fēng)暴巖的剖面序列特征及橫向展布是其主要的識別標志，而某些沉積構(gòu)造只能作為輔助識別標志。通過綜合考慮各類風(fēng)暴沉積標志的組合關(guān)系，筆者將桐梓組上部的風(fēng)暴巖劃分為3個差別明顯的風(fēng)暴沉積序列類型及1個風(fēng)暴濁積序列。在測區(qū)內(nèi)主要發(fā)育正常風(fēng)暴序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等3種類型，序列Ⅳ主要出露于測區(qū)北部(龍山縣遼葉鄉(xiāng)一帶，剖面A)，常與滑塌角礫灰?guī)r層伴生(圖2、圖3H，k)。

3.1 序列Ⅰ

該類型風(fēng)暴在研究區(qū)最為發(fā)育，沉積序列厚約40～65 cm，以發(fā)育較厚的粗粒滯留沉積(A段)、遞變層理的粗顆?；?guī)r(B段)、沙紋交錯層理(C段)及疊層藻灰?guī)r(D段)為特征(圖4a)。該序列與理想的風(fēng)暴序列相比[2,48]，較為接近。其中，A段的底礫滯留沉積厚度較大，可達12～26 cm，占序列厚度近半。礫屑分布無規(guī)律，橫臥狀、近直立狀、倒八字排列等均可見到。礫屑呈灰色，無氧化圈，成分中多見云質(zhì)組分，大多與下伏背景沉積相似，形狀以長條形為主，大小混雜，磨圓度較差，亦見有撕裂狀構(gòu)造。礫屑間多充填有大量灰泥、灰砂，顯雜基支撐特點。總體屬近源沉積。B段為含陸源石英砂的粒屑灰?guī)r，顯粒序的特點。粒屑灰?guī)r中常見為角礫組分，與陸源石英砂混雜一起，反映出近岸帶物質(zhì)的混入。C段厚約5～10 cm，巖性為粉—砂屑灰?guī)r，發(fā)育有浪成沙紋層理及不完整的丘狀層理，丘狀層理常被浪成沙紋層理截切。D段位于沉積序列的頂部，疊層藻大多呈半球狀、穹狀或柱狀，個別直立的柱狀疊層藻因下一期的風(fēng)暴作用而被改造至傾斜或斜臥。疊層藻灰?guī)r的頂部常被下一期風(fēng)暴作用所刨蝕。

從上述風(fēng)暴沉積序列可以看出，該套風(fēng)暴巖是潮上帶或潮間低能帶的含白云質(zhì)灰坪、藻坪等沉積物遭受強大風(fēng)暴襲擊形成大量長條形礫屑及灰泥、灰砂，經(jīng)風(fēng)暴潮流短距離搬運后，由于重力作用，快速卸載，形成粗粒滯留沉積及粒序?qū)?。當風(fēng)暴渦流開始作用時，形成了具緩波狀丘狀層理，并被風(fēng)暴作用后期(衰退期)的回流所侵蝕，使得各前積紋層相互截切、疊置。因此，該套風(fēng)暴巖的沉積位置在水體較淺的潮間—潮上低能帶附近。

3.2 序列Ⅱ

該種類型的風(fēng)暴巖主要以發(fā)育具刨蝕底面的風(fēng)暴角礫灰?guī)r、遞變—韻律層理的砂—礫屑灰?guī)r為特征，不發(fā)育風(fēng)暴丘狀層理(圖4b)。沉積單元由A、B、D等3部分組成，垂向上呈現(xiàn)為不同組構(gòu)的礫屑粗顆粒有序疊置。A段(下部)為具刨蝕底面的風(fēng)暴角礫巖段，厚度介于5～14 cm，巖性主要為原地鏟蝕、撕裂的角礫灰?guī)r，角礫灰?guī)r與下伏巖層呈“有根”連接，各塊體間可拼合成整體，原地撕裂特征明顯。角礫成分與下伏層相同，主要有泥晶灰?guī)r、含云質(zhì)灰?guī)r等，角礫大小約2～40 mm，大者長徑可達20 cm，無磨圓，分選極差，排列方位無規(guī)律。B段(中部)據(jù)礫屑排列特點可分為2部分，B1為具遞變—韻律層理的砂礫屑灰?guī)r段，厚度約5～10 cm，其底界與A段呈波狀接觸，侵蝕面之上為最具特色的針葉狀礫屑，呈放射狀，橫臥或紊亂等多種方式排列 (圖3e)，往上隨風(fēng)暴能量的減弱而沉積砂屑灰?guī)r層，顯示風(fēng)暴遞變層的形態(tài)。部分B1層中的砂礫屑呈定向甚至疊瓦狀排列，即為B2段，該段巖性、厚度與B1段相似，不同之處是巖層中的礫屑稍有磨圓，礫屑呈橢球狀、竹葉狀、條帶狀，反向疊瓦狀組構(gòu)特征明顯，反映出潮道環(huán)境中的往復(fù)水流的改造作用。剖面上表現(xiàn)為多個Sb1～Sb2序列的沉積單元不等厚疊加，并構(gòu)成該風(fēng)暴沉積的主要部分。上述排列方式使巖石結(jié)構(gòu)具明顯的顆粒支撐、三角形或多邊形格架結(jié)構(gòu)，形成大小不等、形狀不規(guī)整的原始孔隙，并隨后被灰白色亮晶方解石充填(圖3m)。D段為泥晶灰?guī)r段，巖性單一，厚度約8～20 cm，反映風(fēng)暴間歇期(或停歇期)晴天的正常海水沉積。由于多期的風(fēng)暴沖刷，該段常常保存不完整。

根據(jù)該套風(fēng)暴巖中巖石顆粒成分單一、礫屑具反向疊瓦狀組構(gòu)特等顯著特點分析，該序列沉積位置在水體較淺的潮間高能帶附近。

3.3 序列Ⅲ

該種類型的風(fēng)暴序列以發(fā)育渠模侵蝕面、“放射狀”礫屑灰?guī)r及塊狀層理的粒屑灰?guī)r為特征(圖4c)。序列厚約40～60 cm，B段為覆于侵蝕面之上的放射狀礫屑灰?guī)r，厚6～14 cm，與下伏層紋石灰?guī)r層截然接觸，風(fēng)暴截切巖層明顯。礫屑層橫向上厚度不穩(wěn)定，呈透鏡狀展布。礫屑具典型風(fēng)暴沉積特點的放射狀、倒“小”字型、直立或橫臥狀等，礫屑個體較小，常為毫米至厘米級，巖石切面呈針葉形，局部見疊層石碎塊，呈“懸浮”狀保存于B段中(圖3n)。向上出現(xiàn)塊狀層理段，含礫屑砂屑結(jié)構(gòu)，為C段，該段厚約15～26 cm，是風(fēng)暴衰減后由于風(fēng)暴回流的攜帶或風(fēng)暴對海水剪切力的下降而使懸浮顆粒在重力作用下快速沉降形成。至頂部為D段，即正常藻紋層灰?guī)r段，紋層呈水平或微波狀，為風(fēng)暴退去、正常潮坪環(huán)境的沉積體。相比序列Ⅰ而言，缺少底部粗粒滯留沉積(A段)，添增了塊狀層理的粒屑灰?guī)r段，底部的放射狀排列的礫屑灰?guī)r段直接覆蓋在下伏紋層灰?guī)r之上，其異地礫屑特征明顯，反映水體更深、風(fēng)暴作用能量減弱的特點。該序列沉積位置在水體相對較深的潮間—潮下低能帶附近。

圖4 湘西北龍山地區(qū)桐梓組中的風(fēng)暴沉積序列a-1.風(fēng)暴序列Ⅰ露頭全貌；a-2. 序列Ⅰ頂部半球狀—波狀藻疊層石；a-3. 序列Ⅰ底部礫巖層，個別礫石近于直立；b-1.風(fēng)暴序列Ⅱ露頭全貌；b-2. 序列Ⅱ中顯定向—疊瓦排列的礫屑層(B2層)；b-3.序列Ⅱ底部呈放射狀排列的針狀礫屑層(B1層)；c-1.風(fēng)暴序列Ⅲ露頭全貌；c-2.序列Ⅲ定部的藻紋層，常呈柱狀—層狀，被顆?；?guī)r截切；c-3.針狀礫屑，集合體呈放射狀、橫臥、雜亂排列；d-1. 剖面A中風(fēng)暴濁積序列Ⅳ露頭全貌；d-2、d-3.條帶—侵蝕特征。Fig.4 Storm deposit sequences of the Tongzhi Formation in North-west Hunan

圖5 湘西北龍山地區(qū)風(fēng)暴巖的產(chǎn)出環(huán)境、水動力條件及沉積模式Fig.5 Sedimentary environment, hydrodynamic condition and mode in North-west Hunan

3.4 序列Ⅳ

該類型風(fēng)暴沉積序列僅在工作區(qū)北部發(fā)育(圖1、圖2中剖面A)，區(qū)域上呈線狀展布。以B、D段的交互疊置呈現(xiàn)出韻律層理為特征沉積，單個韻律厚約4～7 cm，使灰?guī)r層呈現(xiàn)大致平行的寬條帶外貌(圖4d)。下部單元B段巖性為砂礫屑灰?guī)r，風(fēng)化后砂感特征明顯，為該序列沉積的主體。具正粒序構(gòu)造，底蝕沖刷面構(gòu)造清晰，規(guī)模較小，呈尖谷或緩波狀，為較深水處的風(fēng)暴濁流沉積。D段為暗色微晶灰?guī)r，不顯層理，屬正常晴天的背景沉積。上述特征表現(xiàn)為不完整的濁積序列，與風(fēng)暴回流形成的密度流相關(guān)，進而在浪基面之下快速卸載形成的濁積序列。該濁積序列常與滑塌角礫灰?guī)r相伴生(圖3k、圖5)，顯然，該序列屬于風(fēng)暴觸發(fā)而形成的深水重力流。

4 討論

碳酸鹽風(fēng)暴巖作為一種突發(fā)性、瞬時性的事件沉積，不僅對古代海洋(或湖泊)的古氣候、古地理分析等方面具有明顯的指示作用，而且對區(qū)域上地層等時對比及探討成礦地質(zhì)環(huán)境之間也具有重要的參考價值。

4.1 對古氣候與古地理的指示

統(tǒng)計表明，近幾十年來，隨著氣候變暖，颶風(fēng)活動有增頻、加劇之趨勢。據(jù)文獻考證，歷史上造成死亡人數(shù)達10萬以上的臺風(fēng)災(zāi)難就有8次，經(jīng)濟損失無以數(shù)計[47]。臺風(fēng)異?；顒邮侨驓夂蜃兣?、還是臺風(fēng)年代際周期性變化的結(jié)果？現(xiàn)在依然是爭論的焦點[46]。由于臺風(fēng)器測資料年限太短，科學(xué)家們期許通過分析地質(zhì)記錄來重建古氣候而指導(dǎo)現(xiàn)代氣候的研究。寒武紀時期，揚子地臺廣布白云巖等蒸發(fā)型沉積物，碎屑巖區(qū)多見云母片[42]，表明氣候炎熱干燥。如前文所述，該時期風(fēng)暴活動頻繁；至早奧陶世，沉積體由蒸發(fā)臺地向局限潮坪—開闊臺地過渡，巖性為云巖與灰?guī)r的交互沉積，亦發(fā)育的風(fēng)暴沉積體疊置，暗示著早奧陶世延續(xù)了自寒武紀以來地球溫室效應(yīng)下的氣候特征。然而，前人基于沉積建造、生物類型、構(gòu)造—古地理等方面的變化，將上揚子地臺的奧陶系—志留系定義為一個不同于震旦系—寒武系的新的、完整的超層序[21,24,45]。且相比之下，早奧陶世時期的風(fēng)暴活動在其頻率、強度方面均不及寒武紀時期。因此，該時期亦是氣候轉(zhuǎn)型的重要時期，從而在這個角度上論證了氣候變暖進而使海水升溫是颶風(fēng)形成的關(guān)鍵因素之一。

同時，風(fēng)暴作為熱帶—亞熱帶海洋的一種熱帶氣旋，影響范圍多在緯度5°～30°間，主要形成于赤道附近5°～20°的區(qū)域，因此，風(fēng)暴巖的頻繁出現(xiàn)往往是低緯度熱帶氣候條件的標志[5,11]。關(guān)于華南奧陶紀的古緯度，劉育燕等[43]、吳漢寧等[44]對揚子陸塊的古地磁研究結(jié)果表明，奧陶紀時，揚子板塊在南緯6.2°～7.3°附近，并隨后向北漂移。通過研究區(qū)風(fēng)暴巖的規(guī)模和強度可以佐證早奧陶世桐梓組沉積時期揚子陸塊位于低緯度赤道附近颶風(fēng)帶控制地區(qū)，這也與古地磁的研究結(jié)論相一致。

4.2 地質(zhì)體劃分與對比

多數(shù)學(xué)者認為，風(fēng)暴沉積作為周期性的、瞬時的事件性沉積，作用面積廣而持續(xù)時間短，沉積特征又非常明顯，易于與其他沉積區(qū)分，因此風(fēng)暴沉積可作為上揚子?xùn)|南緣湘西北海盆范圍內(nèi)等時對比標志[4,23]，研究區(qū)桐梓組上部層段中的風(fēng)暴巖及該組上覆頁巖層，作為該時期區(qū)域上的地層等時對比的良好標志層。更具實際意義的是，區(qū)內(nèi)多個鉛鋅礦化點產(chǎn)出層位主要集中在桐梓組的上部，與該套風(fēng)暴巖具大致相同層位(圖2)，因此，風(fēng)暴沉積不失為在礦床勘探中對礦段進行精細劃分的一種實用輔助標志。

4.3 盆地構(gòu)造意義

部分學(xué)者認為，奧陶紀是區(qū)別于寒武紀的另一個超層序的開始[21,24,45]。劉寶珺等[21]最早提出早奧陶世，揚子板塊東南緣處在被動大陸邊緣向前陸盆地的過渡階段。周名魁等[22]認為早奧陶世時期在被動大陸邊緣持續(xù)較穩(wěn)的沉降過程中伴有一定的構(gòu)造活動，由板塊碰撞受擠壓引起板內(nèi)局部撓曲作用，在大陸斜坡中形成相對深陷的北東向長條形凹地。王劍等[24]依據(jù)早奧陶世區(qū)域上沉積的陸源碎屑、等深巖的變化特點等將早奧陶世劃入閉合造山階段應(yīng)。雷卞軍等[45]通過對鄂西兩河口期碳酸鹽重力流沉積的研究，提出了“鄂西臺洼”，并認為其向南延伸到研究區(qū)的鄰區(qū)(桑植)一帶。筆者在對湘西北龍山、桑植、保靖地區(qū)展開地質(zhì)調(diào)查時，亦發(fā)現(xiàn)了大量與同沉積斷裂活動有關(guān)的重力流沉積(圖3k)，反映出基地劇烈活動或盆地內(nèi)部差異隆陷的特點。此外，從風(fēng)暴序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3種類型，可以看出，各序列底部的侵蝕—沖刷面在區(qū)內(nèi)均較為發(fā)育，反映風(fēng)暴營力及風(fēng)暴回流作用大。梁桂香等[23]認為在緩斜坡帶，是風(fēng)暴重力流和遠源濁流沉積的有利場所。綜合上述特征，可以認為該時期在穩(wěn)定的臺內(nèi)環(huán)境下，局部構(gòu)造仍然較活躍，區(qū)域上北東向長條形臺洼經(jīng)過龍山地區(qū)，并在內(nèi)存形成一定傾角的古斜坡(圖5)。區(qū)內(nèi)風(fēng)暴序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ底蝕構(gòu)造的廣布及序列Ⅳ的形成與海底坡度相關(guān)。因此，桐梓組發(fā)育的塌積角礫巖及風(fēng)暴濁流序列，這無疑可以成為早奧陶世時期鄂西臺洼存在、海底形態(tài)在構(gòu)造活動下復(fù)雜多變的有力證據(jù)之一。

4.4 與成礦的關(guān)系

前人在風(fēng)暴作用與成礦作用之間的內(nèi)在聯(lián)系方面積累了大量研究成果。葉連俊等[28]率先首次注意到磷塊巖是由于風(fēng)暴浪沖擊地臺邊緣磷淺灘，并使礫屑沉積于陸棚區(qū)而形成。劉寶珺等[27]從動力學(xué)角度解釋了揚子地臺西緣磷質(zhì)聚集機理的問題，提出由風(fēng)暴作用驅(qū)動了上升洋流的循環(huán)與補給，對磷質(zhì)進行簸選、使之富集成礦。孟祥化等[32]、曹志安等[33]在風(fēng)暴作用在鋁土礦形成過程中的影響方面進行了探討，認為風(fēng)暴作用過程中，渦流對底質(zhì)含鋁沉積物的攪動形成差異懸浮，在風(fēng)暴減退期，由于物質(zhì)的順序分異而形成條帶狀鋁土礦石。胡益成等[34]、蘇華成[35]等提出異地藏煤的概念，并詳細論述了風(fēng)暴流對原生泥炭物質(zhì)的侵蝕、搬運、再沉積形成異地煤的過程。歸納起來講，即通過風(fēng)暴浪對原始含礦沉積層產(chǎn)生機械破碎，并將破碎層經(jīng)過浪流(或回流)搬運至合適環(huán)境中再沉積，從而次生富集成礦。那么，早奧陶世桐梓組地層中的鉛鋅成礦是否也存在這種規(guī)律呢？

在研究區(qū)的礦產(chǎn)調(diào)查工作中發(fā)現(xiàn)，桐梓組上部多為區(qū)內(nèi)鉛鋅礦含礦層段之一，恰巧的是，該段巖層亦是風(fēng)暴巖發(fā)育的層段(圖2)，這二者之間的耦合有無必然聯(lián)系？前人通過分析寒武—奧陶系地層中礦石的流體包裹體及C、O、H、Pb同位素等手段對成礦物質(zhì)來源進行了深入的探討，結(jié)果也大相徑庭，但歸結(jié)起來，總體認為是在后生階段，受構(gòu)造作用的驅(qū)動，含礦熱液沿斷裂向上運移，由于物理化學(xué)條件的改變而成礦就位，并在多期次的構(gòu)造活化、萃取、遷移機制下再次富集成礦[30-31,36-37]。此外，多數(shù)認為桐梓組/紅花園組分層界線處的頁巖層作為一種含礦熱液運移的隔擋層，使礦體在頁巖附近沉淀下來[39-40]。然而，有一種觀點值得引起重視：藻類及其他微生物在生命活動中能吸收大量Pb、Zn等元素，從而使生物體自身成為Pb、Zn的富集體[31,38]。風(fēng)暴強大的沖擊破壞力，造成沉積地層的撕裂、破碎，成礦物質(zhì)釋放出來[41]，并被攜帶至近岸，成礦物質(zhì)被大量的藻類、微生物等吸附(區(qū)內(nèi)亦發(fā)現(xiàn)疊層藻灰?guī)r與鉛鋅含量正相關(guān)的現(xiàn)象(圖2))。在后期的含礦熱液活動中，對圍巖產(chǎn)生礦質(zhì)的萃取并遷移、沉淀，從而利于富集成礦。此外，該套風(fēng)暴沉積中發(fā)育典型的針狀、竹葉狀灰?guī)r，野外露頭中也見有大量后期的方解石充填孔隙現(xiàn)象(圖3m)，其原生孔隙發(fā)育，反映出該礫屑灰?guī)r層既是含礦熱液運移的良好通道，亦為礦質(zhì)的沉淀提供有利的場所。

4.5 潮坪風(fēng)暴巖發(fā)育的控制因素初探

多數(shù)學(xué)者認為，在潮坪環(huán)境中，風(fēng)暴沉積難以保存[26,48]，原因是后期的潮汐作用將會對風(fēng)暴沉積產(chǎn)物再次改造、破壞，甚至完全消失。對于潮坪風(fēng)暴沉積的保存條件卻鮮見報道。研究區(qū)的潮坪風(fēng)暴巖以高頻重復(fù)疊置，其風(fēng)暴巖發(fā)育的控制因素是多方面的，涉及到風(fēng)速、風(fēng)暴持續(xù)時間、水深、正常潮流方向、海平面變化及物源等。經(jīng)分析，認為區(qū)內(nèi)風(fēng)暴沉積的主要控制因素如下：

一方面，區(qū)內(nèi)的疊層石，多呈柱狀、半球狀，其獨特的藻黏結(jié)結(jié)構(gòu)具有一定的抗浪作用。多期風(fēng)暴序列疊加在潮上—潮間帶的疊層藻灰?guī)r之上，充填在毗鄰疊層石之間的風(fēng)暴體由于疊層石能一定程度上阻擋潮汐流或風(fēng)暴回流而得以保存。關(guān)于疊層石礁的障壁作用部分文獻中也有提及[49]。通過統(tǒng)計已見報道的潮坪風(fēng)暴巖發(fā)現(xiàn)[4,13,49]，多數(shù)保存完好的潮坪風(fēng)暴沉積均見小型疊層礁(丘)，局部見疊層石被風(fēng)暴流改造而傾斜，有時可見與波狀層理疊加在一起的丘狀交錯層理，這都暗示了潮坪風(fēng)暴巖的保存與疊層石的發(fā)育情況息息相關(guān)。

另一方面，相對海平面的上升，對潮坪風(fēng)暴巖的保存較為有利。劉鵬舉等[7]指出風(fēng)暴沉積在露頭層序地層劃分中，對于海進體系域和高水位體系域早期的識別具有重要的指示作用。隨著桐梓組風(fēng)暴巖段相對海平面的上升(圖2)，由于海水加深導(dǎo)致潮汐流對基底的沉積物改造減弱，從而使先期沉積的風(fēng)暴序列得以完整的保存下來。

5 結(jié)論

(1) 湘西北龍山地區(qū)發(fā)育潮坪風(fēng)暴沉積，主要見有侵蝕—撕裂構(gòu)造、粒序?qū)永怼㈨嵚蓪永?、變形層理、沙紋—波狀層理等風(fēng)暴沉積標志，丘狀交錯層理不明顯。該風(fēng)暴沉積為區(qū)域上首次發(fā)現(xiàn)，完善了早奧陶世時期湘西北地區(qū)的沉積類型。

(2) 區(qū)內(nèi)共發(fā)育4種類型的風(fēng)暴沉積序列，分別為序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及序列Ⅳ，其中，前三者均位于風(fēng)暴浪基面之上，為潮坪風(fēng)暴沉積；序列Ⅳ位于風(fēng)暴浪基面之下，為風(fēng)暴—濁流沉積。此外，對區(qū)內(nèi)各風(fēng)暴序列的古地理位置進行了分析，并由此構(gòu)建了風(fēng)暴沉積模式。

(3) 該套風(fēng)暴巖具有特殊的地質(zhì)意義。一是風(fēng)暴沉積的變化蘊含了豐富的氣候變化信息，是寒武—奧陶紀時期全球溫室轉(zhuǎn)型的一種氣候響應(yīng)。二是確定了揚子板塊的古緯度位于赤道附近5°～20°的區(qū)域，為分析華南板塊的向北漂移提供更仔細、更可靠的參考數(shù)據(jù)。三是風(fēng)暴濁積巖及滑塌角礫巖的發(fā)現(xiàn)，為該時期“鄂西臺洼”的存在提供了新的沉積學(xué)證據(jù)。四是風(fēng)暴巖廣布、等時的特點對區(qū)內(nèi)相當層位中含礦巖段的劃分和對比具有實際參考價值；同時，其與含礦層段在空間上的耦合，也暗示著風(fēng)暴作用與成礦作用之間存在某種內(nèi)在聯(lián)系。

(4) 分析認為，區(qū)內(nèi)潮坪風(fēng)暴巖的發(fā)育與疊層藻灰?guī)r及海平面變化相關(guān)聯(lián)。

致謝 感謝湖南省地質(zhì)調(diào)查院召市區(qū)調(diào)項目組對本研究工作的支持和幫助。

References)

1 Kelling G, Mullin P. Graded limestones and limestone quartzite cou-plets: possible storm-sediments from the Pleistocene of Massachusetts[J]. Petrology, 1975, 38: 971-984.

2 Aigner T. Schill-temlpestite in Oberen Muschelkalk (Trias, SW Deutschland)[J]. Neues Jahrbuch für Geologie und Pal?ontologie-Abhandlungen, 1979, 156: 285-304.

3 Drummond C, Sheets H. Taphonomic reworking and stratal organization of tempestite deposition[J]. Journal of Sedimentary Research, 2001, 71(4): 621-627.

4 宋金民，楊迪，李朋威，等. 中國碳酸鹽風(fēng)暴巖發(fā)育特征及其地質(zhì)意義[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，2012，26(3)：589-600.[Song Jinmin, Yang Di, Li Pengwei, et al. Development characteristics and geological significance of carbonate tempestites in China[J]. Ceoscience, 2012, 26(3): 589-600. ]

5 杜遠生，周道華，龔淑云，等. 甘肅靖遠—景泰泥盆系湖相風(fēng)暴巖及其古地理意義[J]. 礦物巖石，2001，21(3)：69-73.[Du Yuansheng, Zhou Daohua, Gong Shuyun, et al. Tempestite and its palaeogeographical significance of Devonian in Jingyuan and Jingtai counties, Gansu province[J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 2001, 21(3): 69-73. ]

6 張哲，杜遠生，毛治超，等. 湘東南桂陽蓮塘上泥盆系風(fēng)暴巖特征及其古地理、古氣候意義[J]. 沉積學(xué)報，2008，26(3)：369-375.[Zhang Zhe, Du Yuansheng, Mao Zhichao, et al. The Upper Devonian tempestites from Liantang, Guiyang, southeastern Hunan province and its palaeogeographic and palaeoclimatic significance[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2008, 26(3): 369-375. ]

7 劉鵬舉，林小谷. 河北省平泉早奧陶世冶里組碳酸鹽風(fēng)暴沉積[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報：地球科學(xué)版，2004，34(1)：1-4.[Liu Pengju, Lin Xiaogu. The carbonate storm deposit of Early Ordovician Yeli Formation in Pingquan area, Hebei province[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2004, 34(1): 1-4. ]

8 蒙錫龍，楊積琴. 貴陽烏當?shù)貐^(qū)奧陶系湄潭組風(fēng)暴巖特征[J]. 貴州地質(zhì)，1988，5(2)：143-146.[Meng Xilong, Yang Jiqin. The characteristics of tempestites in the Meitan Formation of Ordovician in Wudang, Guiyang[J]. Geology of Guizhou, 1988, 5(2): 143-146. ]

9 李維鋒，肖傳桃，孟憲富. 湖北劉家場下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖風(fēng)暴沉積[J]. 江漢石油學(xué)院學(xué)報，1993，15(2)：9-14.[Li Weifeng, Xiao Chuantao, Meng Xianfu. The carbonate tempestites within the Lower Ordovician in Songzi, western Hubei[J]. Journal of Jianghan Petroleum Institute, 1993, 15(2): 9-14. ]

10 匡文龍，楊紹祥，劉新華，等. 湘西北漁塘地區(qū)寒武系清虛洞組風(fēng)暴巖及其地質(zhì)意義[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報：地球科學(xué)版，2008，38(2)：225-232.[Kuang Wenlong, Yang Shaoxiang, Liu Xinhua, et al. Significance of tempestite from the Cambrian Qingxudong Formation in Yutang area of northwestern Hunan province[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2008, 38(2): 225-232. ]

11 楊寶忠，楊坤光，夏文臣. 鄂東黃石地區(qū)中上寒武統(tǒng)風(fēng)暴巖的發(fā)現(xiàn)及意義[J]. 地質(zhì)科技情報，2007，26(3)：33-36.[Yang Baozhong, Yang Kunguang, Xia Wenchen. Discovery of Middle-Upper Cambrian tempestites and its significance in Huangshi, eastern Hubei province[J]. Geological Science and Technology Information, 2007, 26(3): 33-36. ]

12 周琦，顏佳新，張命橋. 黔東北地區(qū)寒武系清虛洞組鈣質(zhì)風(fēng)暴巖及其地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)科技情報，2006，25(2)：25-28.[Zhou Qi, Yan Jiaxin, Zhang Mingqiao. Calcareous tempestite from the Cambrian Qingxudong Formation in northeastern Guizhou province and their geological implications[J]. Geological Science and Technology Information, 2006, 25(2): 25-28. ]

13 郭成賢，朱忠德，靳濤，等. 湘西北楊家坪寒武紀事件沉積[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，1999，20(1)：39-45.[Guo Chengxian, Zhu Zhongde, Jin Tao, et al. Event sediments of Cambrian in Yangjiaping, Northwest Hunan[J]. Oil and Gas Geology, 1999, 20(1): 39-45. ]

14 金振奎，蔣盤良，馮增昭. 黔東湘西寒武紀碳酸鹽斜坡上的風(fēng)暴沉積[J]. 石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1995，19(3)：1-6.[Jin Zhenkui, Jiang Panliang, Feng Zengzhao. Cambrian storm deposits on carbonate slope in east Guizhou and west Hunan provinces[J]. Journal of the University of Petroleum: Natural Science Edition, 1995, 19(3): 1-6. ]

15 陳世悅，張鵬飛，楊懷宇. 湘西北江坪地區(qū)志留系風(fēng)暴沉積特征及意義[J]. 古地理學(xué)報，2009，11(1)：51-57.[Chen Shiyue, Zhang Pengfei, Yang Huaiyu. Silurian storm deposits in Jiangping area, northwestern Hunan province: Characteristics and geological significances[J]. Journal of Palaeogeography, 2009, 11(1): 51-57. ]

16 李志宏，牛志軍，陳立德，等. 三峽地區(qū)志留紀紗帽組風(fēng)暴巖的發(fā)現(xiàn)及地質(zhì)意義[J]. 華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2000，6(1)：43-52.[Li Zhihong, Niu Zhijun, Chen Lide, et al. Discovery and geologic significance of tempestites in Silurian Shamao Formation from the Yangtze gorges area[J]. Geology and Mineral Resources of South China, 2000, 6(1): 43-52. ]

17 牟傳龍. 談?wù)勄馉顚永砼c風(fēng)暴沉積[J]. 巖相古地理，1989(6)：40-44.[Mou Chuanlong. Talk about the hummocky bedding and storm deposits[J]. Sedimentary Facies and Palaeogeography, 1989(6): 40-44. ]

18 馬瑞申，張良，杜遠生，等. 豫北地區(qū)寒武系風(fēng)暴巖沉積特征及其地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)科技情報，2011，30(4)：15-20.[Ma Ruishen, Zhang Liang, Du Yuansheng, et al. Sedimentary characteristics and its geological implications of Cambrian tempestite in northern Henan province[J]. Geological Science and Technology Information, 2011, 30(4): 15-20. ]

19 朱忠德，劉秉理，孟憲富，等. 湖北松滋早奧陶世生物礁[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，1990，11(4)：416-426.[Zhu Zhongde, Liu Bingli, Meng Xianfu, et al. Early Ordovician organic reefs in Songzi, Hubei[J]. Oil and Gas Geology, 1990, 11(4): 416-426. ]

20 張廷山，侯方浩，高衛(wèi)東，等. 川西北地區(qū)早志留世風(fēng)暴巖及其環(huán)境與古生態(tài)意義[J]. 沉積學(xué)報，1993，11(2)：66-74.[Zhang Tingshan, Hou Fanghao, Gao Weidong, et al. Tempestites and the environmental paleoecological significance of Early Silurian, NW Sichuan area[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1993, 11(2): 66-74. ]

21 劉寶珺，許效松，潘杏南，等. 中國南方古大陸沉積地殼演化與成礦[M]. 北京：科學(xué)出版社，1993：9-134.[Liu Baojun, Xu Xiaosong, Pan Xingnan, et al. The Deposition-Crustal Evolution and Mineralization in Southern China[M]. Beijing: Science Press, 1993: 9-134. ]

22 周名魁，王汝植，李志明，等. 中國南方奧陶—志留紀巖相古地理與成礦作用[M]. 北京：地質(zhì)出版社，1993：20-55.[Zhou Mingkui, Wang Ruzhi, Li Zhiming, et al. The Lithofacies Palaeogeography and Mineralization in Ordovician-Silurian in Southern China[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1993: 20-55. ]

23 梁桂香. 風(fēng)暴沉積及其構(gòu)造背景[J]. 世界地質(zhì)，1994，13(3)：131-143.[Liang Guixiang. The storm sedimentary and its tectonic background[J]. Geology in World, 1994, 13(3): 131-143. ]

24 王劍，段太忠，謝淵，等. 揚子地塊東南緣大地構(gòu)造演化及其油氣地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)通報，2012，31 (11)：1739-1750.[Wang Jian, Duan Taizhong, Xie Yuan, et al. The tectonic evolution and its oil and gas prospect of southeast margin of Yangtze Block[J]. Geological Bulletin of China, 2012, 31(11): 1739-1750.]

25 李壯福，郭英海. 徐州地區(qū)震旦系賈園組的風(fēng)暴沉積[J]. 古地理學(xué)報，2000，2(2)：19-26.[Li Zhuangfu, Guo Yinghai. Storm deposits in the Sinian Jiayuan Formation of Xuzhou area[J]. Journal of Palaeogeography, 2000, 2(2): 19-26. ]

26 馬志鑫，張萬平，劉偉，等. 黔東鎮(zhèn)遠地區(qū)早寒武世清虛洞組潮坪風(fēng)暴沉積特征及古地理意義[J]. 沉積學(xué)報，2012，30(5)：787-794.[Ma Zhixin, Zhang Wanping, Liu Wei, et al. Sedimentary characteristics of tidal storm deposit of Early Cambrian Qingxudong Formation in the Zhenyuan area, eastern Guizhou and its palaeogeographical implications[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2012, 30(5): 787-794.]

27 劉寶珺，許效松，羅安屏，等. 中國揚子地臺西緣寒武紀風(fēng)暴事件與磷礦沉積[J]. 沉積學(xué)報，1987，5(3)：28-39.[Liu Baojun, Xu Xiaosong, Luo Anping, et al. Storm events and phosphate deposition in Cambrian on the western margin of the Yangtze Platform, China[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1987, 5(3): 28-39. ]

28 葉連俊，陳其英，劉魁梧. 工業(yè)磷礦巖物理富集成礦說[J]. 沉積學(xué)報，1986，4(3)：1-22.[Ye Lianjun, Chen Qiying, Liu Kuiwu. The theory of industrial phosphate rock physical enrichment[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1986, 4(3): 1-22. ]

29 余林青，王義明. 宜昌蓮沱震旦系陡山沱組含磷鈣質(zhì)風(fēng)暴巖沉積特征[J]. 湖北地質(zhì)，1989，3(2)：27-40.[Yu Linqing, Wang Yiming. Sedimentary characteristics of phosphorus-bearing calc-storm rocks of Doushantuo Formation of Sinian System in Liantuo, Yichan[J]. Hubei Geology, 1989, 3(2): 27-40. ]

30 湯朝陽，鄧峰，李堃，等. 湘西—黔東地區(qū)早寒武世沉積序列及鉛鋅成礦制約[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2012，36(1)：111-117.[Tang Chaoyang, Deng Feng, Li Kun, et al. Sedimentary sequence of the Lower Cambrian Qingxudong Formation in the western Hunan and eastern Guizhou provinces and its constraints on lead-zinc mineralization[J]. Geotectonica et Metallogenia, 2012, 36(1): 111-117. ]

31 湯朝陽，鄧峰，李堃，等. 湘西—黔東地區(qū)寒武系清虛洞組地層特征與鉛鋅成礦關(guān)系[J]. 中國地質(zhì)，2012，39(4)：1034-1041.[Tang Chaoyang, Deng Feng, Li Kun, et al. Stratigraphic characteristics of the Cambrian Qingxudong Formation in relation to lead-zinc mineralization in western Hunan-eastern Guizhou area[J]. Geology in China, 2012, 39(4): 1034-1041. ]

32 孟祥化，葛銘，肖增起，等. 華北石炭紀含鋁建造沉積學(xué)研究[J]. 地質(zhì)學(xué)報，1987(2)：182-198.[Meng Xianghua, Ge Ming, Xiao Zengqi, et al. Study on the sedimentology of the Carboniferous allite-bearing formation (sequence) of North China[J]. Acta Geologica Sinica, 1987(2): 182-198. ]

33 覃志安. 湖北張家泉鋁土礦的地質(zhì)特征及風(fēng)暴作用在鋁土礦形成過程中的影響[J]. 地質(zhì)找礦叢論，1991，6(2)：59-70.[Qin Zhian. The geological feature of Zhangjiaquan bauxite in Hubei province and the influence of storm on the formation of bauxite[J]. Contributions to Geology and Mineral Resources Research, 1991, 6(2): 59-70. ]

34 胡益成，蘇華成. 河南晚石炭世含煤地層中的風(fēng)暴異地煤[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，1992，20(3)：1-5.[Hu Yicheng, Su Huacheng. The storm allochthony coal of late carboniferous coal-bearing formation in Henan province[J]. Coal Geology and Exploration, 1992, 20(3): 1-5. ]

35 蘇華成，李書舜，胡益成. 一個識別古代風(fēng)暴作用的新標志——特征異地煤[J]. 巖相古地理，1992，1(2)：1-5.[Su Huacheng, Li Shushun, Hu Yicheng. Distinctive ailochthonous coal as the criteria for recognition of ancient storm processes[J]. Sedimentary Facies and Palaeogeography, 1992, 1(2): 1-5. ]

36 彭國忠. 湖南花垣漁塘地區(qū)層控型鉛鋅礦床成因初探[J]. 地質(zhì)科學(xué)，1986(2)：179-186.[Peng Guozhong. A preliminary discussion on the origin of stratabound lead-zine ore deposits in the Yutan region of Huayuan county, Hunan province[J]. Scientia Geologica Sinica, 1986(2): 179-186. ]

37 王華云. 黔東鉛鋅礦的成礦規(guī)律及成礦模式[J]. 貴州地質(zhì)，1996，13(1)：7-23.[Wang Huayun. A genetic model for mineralizatron of the zinc-lead belts in eastern Guizhou[J]. Guizhou Geology, 1996, 13(1): 7-23. ]

38 梁書藝. 桂東北鉛鋅礦床生物成因的初步研究[J]. 礦物巖石，1997，17(1)：90-95.[Liang Shuyi. Preliminary researches on the biological genesis of Pb-Zn ore deposits in northeast Guangxi[J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 1997, 17(1): 90-95. ]

39 鐘九思，毛昌明. 湘西北密西西比河谷型鉛鋅礦床特征及成礦機制探討[J]. 國土資源導(dǎo)刊，2007，4(6)：52-56.[Zhong Jiusi, Mao Changming. Discussion on deposit characteristics and metallogenic mechanism of Mississippi Valley Type Lead Zinc, Northwest Hunan[J]. Land and Resources Herald, 2007, 4(6): 52-56. ]

40 楊紹祥，余沛然，勞可通. 湘西北地區(qū)鉛鋅礦床成礦規(guī)律及找礦方向[J]. 國土資源導(dǎo)刊，2006，3(3)：92-98.[Yang Shaoxiang, Yu Peiran, Lao Ketong. Metallogenic regularity and prospecting direction of lead-zinc deposit in Northwest Hunan[J]. Land and Resources Herald, 2006, 3(3): 92-98. ]

41 于玉帥，趙燦，戴平云，等. 貴州萬山汞礦田熬溪組風(fēng)暴沉積作用特征及地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)科技情報，2014，33(2)：45-49.[Yu Yushuai, Zhao Can, Dai Pingyun, et al. The sedimentary characteristics of the Upper Cambrian tempestite in Wanshan, Guizhou and its geological implications[J]. Geological Science and Technology Information, 2014, 33(2): 45-49. ]

42 Boucot A J， 陳旭，Scotese C R，等. 顯生宙全球古氣候重建[M]. 北京：科學(xué)出版社，2009：30-55.[ Boucot A J, Chen Xu, Scotese C R, et al. Reconstruction of Global Paleoclimate in Phanerozoic[M]. Beijing: Science Press, 2009: 30-55. ]

43 劉育燕，楊巍然，森永速男，等. 華北、秦嶺及揚子陸塊的若干古地磁研究結(jié)果[J]. 地球科學(xué)，1993，18(5)：635-641.[Liu Yuyan, Yang Weiran, Hayao M, et al. Some paleomagnetic results on North China, Qinling and Yangtze Blocks[J]. Earth Science, 1993, 18(5): 635-641. ]

44 吳漢寧，朱日祥，白立新，等. 揚子地塊顯生宙古地磁視極移曲線及地塊運動特征[J]. 中國科學(xué)(D輯)：地球科學(xué)，1998，28(增刊)：69-78.[Wu Hanning, Zhu Rixiang, Bai Lixin, et al. The characteristics of Paleomagnetic apparent polar wandering curve and block movement in the Phanerozoic, Yangtze Blocks[J]. Science China (Seri.D): Earth Sciences, 1998, 28(Suppl.): 69-78. ]

45 雷卞軍，張開明，胡寧，等. 鄂西桐梓組一段碳酸鹽臺洼重力流沉積特征及其研究意義[J]. 中國區(qū)域地質(zhì)，1998，17(1)：60-65.[Lei Bianjun, Zhang Kaiming, Hu Ning, et al. Features of gravity current deposits of the carbonate platform subsidence in the first member of the Tongzi Formation in western Hubei[J]. Regional Geology of China, 1998, 17(1): 60-65. ]

46 雷小途，徐明，任福明. 全球變暖對臺風(fēng)活動影響的研究進展[J]. 氣象學(xué)報，2009，67(5)：679-688.[Lei Xiaotu, Xu Ming, Ren Fuming. A review on the impacts of global warming on tropical cyclone activities[J]. Acta Meteorologica Sinica, 2009, 67(5): 679-688. ]

47 徐過冬，范代讀，Liu K. 古風(fēng)暴學(xué)研究進展[J]. 地球科學(xué)進展，2007，22(12)：1274-1280.[Xu Guodong, Fan Daidu, Liu K. Advances in the study of paleotempestology[J]. Advances in Earth Science, 2007, 22(12): 1274-1280. ]

48 胡明毅，賀萍. 潮坪風(fēng)暴沉積特征及其研究意義[J]. 地球科學(xué)進展，2002，17(3)：391-395.[Hu Mingyi, He Ping. The study of tidal storm deposits and its research significance[J]. Advance in Earth Sciences, 2002, 17(3): 391-395. ]

49 陸鹿，李壯福，葉嗣暄，等. 徐州地區(qū)新元古界趙圩組風(fēng)暴沉積特征分析[J]. 高校地質(zhì)學(xué)報，2013，19(3)：520-528.[Lu Lu, Li Zhuangfu, Ye Sixuan, et al. Characterization of tempestite sediments of the Neoproterozoic Zhaowei Formation in Xuzhou area, Jiangsu province[J]. Geological Journal of China Universities, 2013, 19(3): 520-528. ]

Characteristics of Tempestite of Lower Ordovician Tongzi Formation, in the Longshan Area, Northwestern Hunan and Its Geological Significance

HUANG LeQing LIU Wei

( Hunan Institute of Geology Survey, Changsha 410116, China)

This is the first time to report storm deposit in the Tongzi Formation, Lower Ordovician in the northwest Hunan Province. Meanwhile, the author demonstrates the distribution and manifestation of the sedimentary deposits systematically. Based on careful field observation and laboratory analysis, indications of the tidal flat environment such as hemispheric stromatolites, Herringbone cross bedding are widely present in the succession. The sedimentary structures of the storm deposit such as erosion -tear structure, graded bedding, rhythmic bedding, deformed bedding and the sand grain-wave bedding have been identified, excluding hummocky cross-stratification. Based on the analysis, the storm deposit in this Formation is the tidal flat storm deposit. And, four types of storm deposits have been recognized. Meanwhile, big slump gravity flow deposits are identified in Tongzi Formation, which must be the different material records of the same hurricane in different environments. Study of the storm deposit indicates that the tempestites carry important poleoclimate inFormation and frequent occurrences of storms responded to climate changes from late Cambrian to lower Ordovician. The discovery of tempestite, the storm turbidite and slump breccias provide new lines of evidence for the Western Hubei platform depression in this period and suitable reference for fine stratigraphic division and correlation of ore-containing block Formation as well as more reliable reference data for the analysis of the north draft of the South China Plate.

tempestite; succession; Tongzi Formation; Longshan area; northwest Hunan province

1000-0550(2016)05-0830-12

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.05.003

2015-03-20； 收修改稿日期： 2015-05-17

中國地質(zhì)調(diào)查局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目(1212011220510)[Foundation: Regional Geological Survey Project of China Geological Survey, No.1212011220510]

黃樂清 男 1985年出生 碩士 助理工程師 沉積學(xué) E-mail:huang_xueshu@163.com

P588

A