宁夏香山群徐家圈组发现深水复合流沉积构造

宁夏香山群徐家圈组是由灰绿、黄绿色轻微变质中—细粒砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩(板岩)组成的深水沉积。在上部灰绿色页岩所夹的中层钙质粉砂岩中发现了复合流层理、准平行层理、不对称小型丘状交错层理;在下部灰绿色厚层—块状中—细粒长石石英砂岩的顶面发现了小型波痕,波痕的形态、波长与波高的分布规律均表现出复合流(combined-flow)的沉积特征。本文根据水槽实验和现代海洋沉积观测所总结出的复合流底床相图和前人在研究地层中较浅海浊流(超重流)与波浪所形成的复合流沉积时给出的复合流沉积示意图,分别对徐家圈组所发现的①小型2D波痕至小型3D波痕的演化和②复合流层理、平行层理、准平行层理和小型丘状交错层理的叠置关系及其纹层所反映的流动方向与沉积时浊流方向的关系,进行了解释。结果表明,所发现的复合流层理、准平行层理、不对称小型丘状交错层理及小型波痕应为复合流沉积,并依据徐家圈组存在内波、内潮汐沉积的事实,推测为深水短周期内波与浊流形成的复合流沉积。这可能是地层中深水复合流沉积构造的首次发现,同时也是内波与浊流形成的复合流沉积的首次发现。     

宁夏香山群徐家圈组顶部石灰岩稀土元素特征与沉积介质分析

鄂尔多斯盆地西缘宁夏香山群自20世纪40年代发现以来一直存在的时代争议,已经严重地阻碍了该地区及北祁连地区早古生代大地构造、地层和古地理等研究工作,香山群徐家圈组顶部的薄层状石灰岩以其含有的古生物化石已成为解决香山群时代归属的关键地层单元。本文通过对薄层状石灰岩稀土元素及相关微量元素测试结果的分析,探讨其沉积时的海水介质条件。结果表明：依据稀土元素的分布特征,可将薄层状石灰岩分为A、B、C三组;稀土元素具有明显的Eu正异常和Ce负异常,从A组到C组Eu正异常增大,Ce负异常减小;从A组到C组,各地球化学参数呈规律性变化,（La/La^*）_N、（Y/Y^*）_N、（Gd/Gd^*）_N、Y/Ho值逐渐减小,稀土总量和轻重稀土比值逐渐增加,（La/Yb）_N与（La/Sm）_N值由小变大再变小,（Ce/Ce^*）_N值逐渐增大而U/Th值逐渐减小,Sr/Ba值稳定而Zr/Rb值增大。依据地球化学特征可推测沉积时从A组到C组的水介质变化为陆源物质影响增加、海水性质减弱、水深波动、海水由还原到氧化、水动力增强和盐度基本稳定。结合稀土元素Eu异常现象及相关研究成果,推测徐家圈组顶部的薄层状石灰岩沉积于氧化-还原层化海洋靠近分界线的还原带内,热液羽引发的深水水体流动（内波、内潮汐）可能控制着陆源物质的输入和水体的氧化-还原环境,在还原的总体背景上产生水动力氧化现象。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组内波和内潮汐沉积*

宁夏中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,主要为深水浊流沉积。其中,徐家圈组主要由灰绿色、黄绿色轻变质细砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,顶部发育有薄层石灰岩。在该组的中—薄层钙质粉—细砂岩、细粉屑质石灰岩和粉砂质页岩中发现了双向交错层理及纹层倾向与区域斜坡倾向相反或有较大夹角的单向交错层理,其中双向交错层理形态丰富、纹层清晰,其纹层倾向有沿斜坡向上的,有沿斜坡向下的。在深水环境中,这些交错层理不应是等深流沉积或浊流沉积的产物,而应为内波产生的沿斜坡上下水流交替流动所形成的。从沉积背景、沉积构造和古水流等方面对徐家圈组的内波、内潮汐沉积进行了详细的研究,认为其形成于水道不发育的深水斜坡环境,并对斜坡环境中内波、内潮汐沉积中不发育脉状、波状和透镜状层理的现象进行了解释。     

宁夏香山群地层时代的再讨论

宁夏香山地区的香山群，多年来一直置于中寒武世或晚寒武世。通过近年来1：5万区调工作，据香山群与米钵山组所含化石内容、接触关系、变质程度、区域地层格架、沉积演化规律及大地构造环境分析、地球化学特征对比研究等揭示，香山群时代较米钵山组新，应属中─晚奥陶世。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组内波、内潮汐沉积类型

内波、内潮汐沉积是深水沉积研究中一个非常年轻的研究领域,自发现到现在仅仅20年时间,对其沉积类型的研究目前尚未涉及。以宁夏香山群徐家圈组中的内波、内潮汐沉积为对象,详细描述了深水环境中形成的双向交错层理、单向交错层理、复合流层理及具有波状纹层、束状纹层和交错纹层透镜体的交错层理,并探讨了其成因机制,识别出了短周期内波沉...     

宁夏香山群徐家圈组顶部薄层石灰岩锶同位素与局限海盆地分析

宁夏香山群主体为一套深水浊流沉积的灰绿色细砂岩夹泥岩,在鄂尔多斯盆地西缘及河西走廊地区下古生界占有重要的位置,其时代归属对于北祁连地区大地构造演化、宁夏区域地质和鄂尔多斯盆地西缘海相深水油气勘探均具有重要意义。本文采用沉积学和沉积地球化学的方法,着重分析了香山群徐家圈组顶部薄层石灰岩锶同位素的特征,结果表明：① 薄层石灰岩受成岩蚀变程度较小,87Sr/86Sr值基本可代表沉积时海水的特征;② 87Sr/86Sr值在0. 71057~0. 71356之间,平均值为0. 71189,远大于寒武纪和奥陶纪海水87Sr/86Sr值;③ 87Sr/86Sr值和盐度呈较好的负线性相关,和温度及Mn/Sr比值呈较好的正线性相关;④ 87Sr/86Sr值和Si含量略具负线性相关趋势,和Al含量及Mg含量具有较弱的负线性相关性。结合鄂尔多斯盆地西缘早古生代大地构造演化和香山群相关研究成果认为：徐家圈组顶部薄层石灰岩可能沉积于受古陆或水下隆起阻隔的局限海盆深水环境,沉积时海水主要受和硅铝质岩石进行充分锶同位素交换的海底热液及流经喀斯特风化壳的地表径流影响,与同期大洋海水相比具有高的87Sr/86Sr值.     

贺兰山以南中奥陶统香山群徐家圈组古水流分析

贺兰山以南中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深海浊流沉积。其下部徐家圈组由灰绿、黄绿色轻变质细粒砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,沉积环境为深水斜坡环境,并在该组发现了内波、内潮汐沉积,主要表现为双向交错层理。本文通过对徐家圈组指向沉积构造所显示的古水流资料进行研究,综合分析了香山群徐家圈组沉积时浊流方向和古斜坡方向,并利用古水流资料探讨了内波流和内潮汐流的方向。结果表明,槽模古水流方向从北向南略呈扇形发散状,代表了沉积时的浊流方向;交错层理古水流方向主要分散在NWW—NE之间,可以代表内波流和内潮汐流方向。对古水流平面分布特征进行综合分析,可以判断出沉积时区域斜坡方向与浊流方向基本一致,大致为SSW向,沉积时内波和内潮汐的传播方向则大致为NW向。     

对香山群时代的商榷

分布于宁夏中部的香山群划分为1~4个未命名的亚群,第一亚群中的薄层灰岩所含的三叶虫Holocephalites punctatus Zhou,Olenoides ningxiacus Zhou,Peronopsis ovalis Zhou组合时代为中寒武世,牙形石Furnishina asymmetrica Müller,F.furnishi Müller为晚寒武世,指示第一亚群的时代为中—晚寒武世。牙形石Cordylodus proavus Müller和Oistodiform分子在第二亚群的发现表明这个亚群的时代最可能属于晚寒武世—早奥陶世。然而,整个香山群的精确时代仍不能完全确定,因为它的第三亚群和第四亚群不是化石稀缺就是不含化石。     

宁夏香山群徐家圈组波痕特征及成因分析

宁夏香山群为一套遭受轻微区域变质的砂岩、页岩、石灰岩和硅岩,可分为徐家圈组、狼嘴子组和磨盘井组。徐家圈组为深海斜坡沉积,狼嘴子组和磨盘井组为深海平原沉积。在宁夏中卫大柳树沟和下石棚的徐家圈组下部发现波痕,波长分别为13～15 cm和8～12.5 cm,波高分别为约2 cm和1.1～2 cm。波痕所在岩层底部和下伏岩层见槽模,波痕上覆岩层中见交错层理。通过对波痕、槽模、交错层理进行野外资料的采集,对古流向进行了分析。大柳树沟的波痕、槽模、交错层理反映古流向分别为SSE向、SSE向和NE向;而在下石棚地区分别为NW向、SSW向和SWW向。本文用复合流模式分析了波痕的成因,并对槽模、波痕、交错层理组成的沉积构造组合的形成过程进行了阐述。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组大地构造环境分析

宁夏香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深水浊流沉积,从下到上可分为徐家圈组、狼嘴子组和磨盘井组。长期以来对香山群的研究主要集中在时代探讨上,而在其他方面较薄弱。本文以徐家圈组为主要研究对象,从浊积砂岩的碎屑颗粒类型百分含量、常量元素和微量元素等方面对其沉积时的大地构造环境进行了综合研究。结果表明:碎屑颗粒类型显示出典型的被动大陆边缘;常量元素的判别则出现了不确定性;微量元素则显示出了过渡性质。因此,香山群徐家圈组沉积时大地构造环境可能不是简单的被动大陆边缘,其物源极有可能来自被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧之间的带有过渡性质的源区。     

香山群狼嘴子组硅质岩地球化学特征及形成环境

香山群自建群以来,时代归属一直存在争议,通过区域地质调查,把香山群地质时代限定为中晚寒武世。为深入探讨鄂尔多斯西南边缘香山群形成的沉积环境和构造背景,对香山群狼嘴子组硅质岩岩石学、地球化学特征进行了综合分析。分析结果表明硅质岩SiO2含量为82.44%～98.13%,Al/(Fe Mn Al)比值为0.46～0.69,Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值为0.53～0.77;LREE/HREE为3.57～8.45,轻重稀土分异作用强,LaN/CeN值0.66～1.15,Ce/Ce*值0.66～0.93,为大陆边缘型硅质岩,成岩过程包含热水沉积和正常沉积作用。同时,硅质岩建造中碎屑岩和产出的辉绿岩床的地球化学特征表明:碎屑岩沉积背景也属被动大陆边缘区,辉绿岩属于伸展作用构造背景下的大洋拉斑玄武岩系列。综合地质资料认为,在中晚寒武世,阿拉善地块南缘与鄂尔多斯地块西南缘具有离散型大陆边缘性质。     

河西走廊东部香山群时代和物源讨论

香山群是一套经历轻微区域变质作用的陆源碎屑岩,夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,主要位于河西走廊东部香山地区。迄今为止,前人已经做过大量工作,但是对香山群与该区奥陶纪米钵山组的关系、香山群的时代以及香山群的物源等问题还存在较大争议。笔者对香山群的碎屑锆石做了定年(LA-ICP-MS)工作,通过香山群与米钵山组锆石年龄的对比,发现米钵山组最年轻锆石(451±8)Ma比香山群最年轻锆石(525±3)Ma年轻,且香山群不含米钵山组其他年轻锆石成分,香山群时代应该晚于(525±3)Ma,而早于中奥陶世米钵山组,应属中—晚寒武世。香山群碎屑锆石年龄谱与华夏地块、阿拉善基底、华北西部和北祁连岩浆变质事件年龄差异显著,华夏地块、阿拉善基底、华北西部和北祁连不是香山群物源,而与澳大利亚西南部地区相似,同时根据香山群古水流分析结果,推测澳大利亚西南部可能是香山群的沉积物源。