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由于野外露头的直观性、可测性、精确性以及方便于不同比例研究等特性,因此野外露头的研究是建立各种地质模型的理想场所。随着沉积地质理论的发展和深入,野外露头研究应该重新得到重视。
内蒙古达茂旗地区上古生界油气勘探程度较低,尚处于早期评价阶段,研究的初级阶段的主要工作是通过野外剖面实测,地层对比,最后建立上古生界地层格架,恢复古环境。古代和现代的生物礁多分布于碳酸盐岩台地边缘和岛屿的前缘斜坡,生物礁的分布通常指示板块边缘坡折带,通过对生物礁沉积特征的详细研究,具有恢复沉积古环境和大地构造演变的重要意义。阿木山组时代跨晚石炭世-早二叠世,岩石特征以碳酸盐岩为主,由于阿木山组分布范围广,在横向上厚度、岩性组合变化差异较大,岩石界线不太明确,对其时代的划分有利于阿木山组在区域上对比。
本文以古生物学、古生态学、沉积学等学科理论为指导,通过蜓类化石带的分布,对阿木山组的时代进行划分;根据野外剖面观察,结合微相类型组合,划分沉积相带,依据岩石类型特征、生物类型,深入研究了生物礁的沉积学特征,主要取得以下认识。
1.通过对达茂旗善达剖面阿木山组蜓化石的系统采样和薄片鉴定,划分出三个蜓化石组合,分别为:Triticites带、Pseudofusulinafoecunda-Rugosofusulinaserrata-Schwagerinajiewetti组合带Pseudoschwagerina-Spaeroschwageina-Rotustoschwagerina带。并根据蜓化石带,将阿木山组时代进行准确的划分,其时代为晚石炭世小独山期-早石炭世紫松期。
2.通过野外实测剖面、观测剖面的研究,结合碳酸盐岩颗粒类型和特征,阿木山组碳酸盐岩可划分出11种微相类型,分别为微相1(MF1)灰泥质似球粒石灰岩、微相2(MF2)粗枝藻灰泥石灰岩、微相3(MF3)灰泥质叶状藻石灰岩、微相4(MF4)灰泥质生屑石灰岩、微相5(MF5)泥晶石灰岩、微相6(MF6)含生屑灰泥石灰岩、微相7(MF7)生屑质灰泥石灰岩、微相8(MF8)含灰泥砂屑石灰岩、微相9(MF9)灰泥质砾屑石灰岩、微相10(MF10)叶状藻礁石灰岩、微相11(MF11)珊瑚格架石灰岩。根据微相组合分析的方法及将研究区的微相归入以下4个相带:局限台地相、开阔台地相、台地边缘礁、台地前缘斜坡相。
3.根据剖面岩石类型、生物类型,对达茂旗善达剖面阿木山组生物礁相进行划分,分别为礁基亚相、礁核亚相和礁前亚相。由于海平面频繁升降,剖面形成两个成礁旋回,第一个成礁旋回,造礁生物以叶状藻为主,第二个成礁旋回,造礁生物以床板珊瑚为主。
4.将阿木山组生物礁的生长阶段分为:奠基阶段、生长阶段和灭亡阶段,每个阶段都有其特点,主要表现在石灰岩类型、造礁生物相对多样性及生长形态等方面,根据生物礁形成的阶段性,建立了阿木山组生物礁成礁模式。
5.通过对阿木山组碳酸盐岩微相的研究,结合生物礁发育特征,表明研究区晚石炭世小独山时期,发生海平面上升。海侵初期,研究区内水体浑浊,泥质含量较高,不利于造礁生物的发育和生长,直至早石炭世紫松期早期,海平面下降,此时台地边缘的水体适合生物的大量生长与发育,叶状藻障积灰泥和生物碎屑形成台地边缘生物礁。随后发生快速的海侵,使生物生长基地变深,最终导致造礁生物被淹死,并被较深水沉积物所覆盖。紫松期中期,发生快速海平面下降,使水体发生浑浊,不利造礁生物生长,随后海平面继续下降,当水深再次达到某临界值时,生物种类和含量有所增加,再次形成珊瑚格架礁,紫松期末期再次发生大规模海侵,并最后进入台地前缘斜坡环境。达茂旗地区晚石炭世晚期-早二叠世早期经历了多个海进-海退旋回。
6.通过达茂旗地区岛缘生物礁的研究,认为研究区存在石炭纪-二叠纪古亚洲洋中地体之间的拼合拼合的直。研究区存在三个地体,阿木山组生物礁主要发育于地体Ⅰ边缘,此外,在地体Ⅱ和Ⅲ边缘也发现类似的生物礁,但规模相对较小,生物礁处于三个地体的拼合处,地体之间界线为阿木山组四段的深水细粒沉积。地体拼合的原因是华北板块和西伯利亚板块闭合过程中,古亚洲洋中各个地体向华北板块靠拢,最终地体拼合。
内蒙古达茂旗地区上古生界油气勘探程度较低,尚处于早期评价阶段,研究的初级阶段的主要工作是通过野外剖面实测,地层对比,最后建立上古生界地层格架,恢复古环境。古代和现代的生物礁多分布于碳酸盐岩台地边缘和岛屿的前缘斜坡,生物礁的分布通常指示板块边缘坡折带,通过对生物礁沉积特征的详细研究,具有恢复沉积古环境和大地构造演变的重要意义。阿木山组时代跨晚石炭世-早二叠世,岩石特征以碳酸盐岩为主,由于阿木山组分布范围广,在横向上厚度、岩性组合变化差异较大,岩石界线不太明确,对其时代的划分有利于阿木山组在区域上对比。
本文以古生物学、古生态学、沉积学等学科理论为指导,通过蜓类化石带的分布,对阿木山组的时代进行划分;根据野外剖面观察,结合微相类型组合,划分沉积相带,依据岩石类型特征、生物类型,深入研究了生物礁的沉积学特征,主要取得以下认识。
1.通过对达茂旗善达剖面阿木山组蜓化石的系统采样和薄片鉴定,划分出三个蜓化石组合,分别为:Triticites带、Pseudofusulinafoecunda-Rugosofusulinaserrata-Schwagerinajiewetti组合带Pseudoschwagerina-Spaeroschwageina-Rotustoschwagerina带。并根据蜓化石带,将阿木山组时代进行准确的划分,其时代为晚石炭世小独山期-早石炭世紫松期。
2.通过野外实测剖面、观测剖面的研究,结合碳酸盐岩颗粒类型和特征,阿木山组碳酸盐岩可划分出11种微相类型,分别为微相1(MF1)灰泥质似球粒石灰岩、微相2(MF2)粗枝藻灰泥石灰岩、微相3(MF3)灰泥质叶状藻石灰岩、微相4(MF4)灰泥质生屑石灰岩、微相5(MF5)泥晶石灰岩、微相6(MF6)含生屑灰泥石灰岩、微相7(MF7)生屑质灰泥石灰岩、微相8(MF8)含灰泥砂屑石灰岩、微相9(MF9)灰泥质砾屑石灰岩、微相10(MF10)叶状藻礁石灰岩、微相11(MF11)珊瑚格架石灰岩。根据微相组合分析的方法及将研究区的微相归入以下4个相带:局限台地相、开阔台地相、台地边缘礁、台地前缘斜坡相。
3.根据剖面岩石类型、生物类型,对达茂旗善达剖面阿木山组生物礁相进行划分,分别为礁基亚相、礁核亚相和礁前亚相。由于海平面频繁升降,剖面形成两个成礁旋回,第一个成礁旋回,造礁生物以叶状藻为主,第二个成礁旋回,造礁生物以床板珊瑚为主。
4.将阿木山组生物礁的生长阶段分为:奠基阶段、生长阶段和灭亡阶段,每个阶段都有其特点,主要表现在石灰岩类型、造礁生物相对多样性及生长形态等方面,根据生物礁形成的阶段性,建立了阿木山组生物礁成礁模式。
5.通过对阿木山组碳酸盐岩微相的研究,结合生物礁发育特征,表明研究区晚石炭世小独山时期,发生海平面上升。海侵初期,研究区内水体浑浊,泥质含量较高,不利于造礁生物的发育和生长,直至早石炭世紫松期早期,海平面下降,此时台地边缘的水体适合生物的大量生长与发育,叶状藻障积灰泥和生物碎屑形成台地边缘生物礁。随后发生快速的海侵,使生物生长基地变深,最终导致造礁生物被淹死,并被较深水沉积物所覆盖。紫松期中期,发生快速海平面下降,使水体发生浑浊,不利造礁生物生长,随后海平面继续下降,当水深再次达到某临界值时,生物种类和含量有所增加,再次形成珊瑚格架礁,紫松期末期再次发生大规模海侵,并最后进入台地前缘斜坡环境。达茂旗地区晚石炭世晚期-早二叠世早期经历了多个海进-海退旋回。
6.通过达茂旗地区岛缘生物礁的研究,认为研究区存在石炭纪-二叠纪古亚洲洋中地体之间的拼合拼合的直。研究区存在三个地体,阿木山组生物礁主要发育于地体Ⅰ边缘,此外,在地体Ⅱ和Ⅲ边缘也发现类似的生物礁,但规模相对较小,生物礁处于三个地体的拼合处,地体之间界线为阿木山组四段的深水细粒沉积。地体拼合的原因是华北板块和西伯利亚板块闭合过程中,古亚洲洋中各个地体向华北板块靠拢,最终地体拼合。