利用风暴沉积类型恢复海平面变化:以北京西山下苇甸剖面寒武纪中晚期风暴沉积为例

华北地区寒武系中发育有大量的风暴沉积,对于此类沉积物的成因前人意见趋于统一,但对其沉积环境的认识仍存在较多争议。在野外细致观察、实测的基础上,结合室内沉积学描述和分析,在北京西山下苇甸剖面寒武系第三统和芙蓉统内识别出5种沉积相类型,并根据沉积环境将其归入3种相组合,分别形成于浅海碳酸盐缓坡潮下带、深潮下带和页岩盆地环境。在研究地层内,共识别出了49层风暴沉积,基于沉积结构和构造特征,这些风暴沉积层可归入4个风暴沉积大类(原地未破碎风暴沉积、原地破碎风暴沉积、近源风暴沉积、远源风暴沉积)和12个亚类,这些风暴沉积类型形成于不同的环境。根据风暴沉积亚类在地层中的分布规律及其所指示的环境类型,恢复了北京西山寒武纪中晚期相对海平面的变化历史。通过与用不同方法恢复的北京西山和鲁西地区同时期海平面变化曲线进行对比,发现利用风暴沉积类型所恢复的海平面变化曲线与使用正常沉积类型恢复的海平面变化曲线具有相同的变化趋势。因此,风暴沉积类型可以用于恢复长时间尺度的海平面变化趋势。     

新疆库鲁克塔格地区寒武系莫合尔山组风暴岩特征及其对海平面变化的响应

新疆库鲁克塔格地区寒武系莫合尔山组的风暴沉积可以划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个不同级别的周期.3个Ⅱ级风暴沉积周期构成一个Ⅰ级风暴沉积周期,同时每一个Ⅱ级风暴沉积周期由几个Ⅲ级风暴沉积周期组成.发育的风暴岩类型有原地型风暴粗颗粒灰岩、异地型风暴粗颗粒灰岩、丘状交错层理灰岩和风暴浊积灰岩.在各个级别沉积周期内风暴沉积特征差异及其类型组合规律的变化,可以反映出沉积环境的变化,进而反映出各个级别风暴沉积周期对应的海平面变化.     

黔东镇远地区早寒武世清虚洞组潮坪风暴沉积特征及古地理意义

东镇远地区早寒武世（相当于2008国际地层年表中的寒武纪第二世）清虚洞组发现类型丰富、特征典型的风暴沉积标志。侵蚀底面、粗粒滞留沉积、粒序层、波状层理、韵律层理等沉积组构明显,而丘状层理不发育。通过对金盆剖面和溜沙关剖面详细的野外观察及室内分析,识别出三种类型的风暴沉积序列。研究区风暴沉积的背景沉积为灰色纹层状灰岩,见波状层理、鸟眼构造等,指示潮坪环境。综合分析得出,镇远地区的风暴沉积属于潮坪风暴沉积。这丰富了湘西黔东地区早寒武世清虚洞组风暴沉积的类型。风暴沉积的发现也为研究区早寒武世位于赤道附近的低纬度区域提供了间接的证据。     

黔南罗甸沫阳中二叠世茅口组风暴岩沉积特征及地质意义

黔南罗甸沫阳剖面中二叠世茅口组以海相碳酸盐为主,下部地层中发育风暴岩,露头特征明显,主要以介壳灰岩为识别标志。风暴沉积构造包括底面侵蚀构造、截切构造、波痕层理、递变层理、块状层理等。风暴沉积主要包括一个底面构造A和B、C、D、E等四个沉积单元:A.侵蚀底面,代表风暴流对海底沉积物的作用;B.介壳灰岩层,代表风暴浪、风暴涡流沉积;C.粒序层,代表风暴衰减期重力分异沉积或风暴浊流沉积;D.块状层,代表风暴快速悬浮沉积;E.波痕层理段,代表风暴衰减后期沉积。它们共组成4种风暴沉积序列,分别代表不同深度的风暴沉积,反映了不同的风暴沉积作用和风暴流的类型。沫阳地区风暴沉积的沉积特征表明,该区风暴沉积主要发育于风暴浪基面之上的内陆棚沉积环境,风暴强度大,为近源风暴岩。仅个别风暴沉积发育于风暴浪基面之下的外陆棚沉积环境,为风暴引起的浊流沉积,为远源风暴岩。风暴岩类型的正确识别,对确定该区沉积相与深入认识扬子碳酸盐台地南部边缘沉积演化提供参考依据。     

徐州地区震旦系贾园组的风暴沉积

徐州地区震旦系下部的贾园组具有丰富典型的风暴沉积标志,包括各种冲刷－充填构造、丘状交错层理、碎屑流沉积、粒序层理及卷曲层理等。通过详细的野外观测及室内研究,根据风暴沉积标志的组合可划分出6种风暴沉积序列类型。其中,类型Ⅰ为具粒序层理的薄层含粉砂灰岩,形成于风暴浪基面以下的远源风暴浊流的末梢;类型Ⅱ以渠模与丘状交错层理的组合为特征,出现在风暴浪基面与晴天浪基面之间;类型Ⅲ为风暴流成因的碎屑流沉积内碎屑灰岩与底面的冲刷沟槽、丘状交错层理的组合,是形成于晴天浪基面附近的槽道碎屑流型风暴沉积;类型Ⅳ为具颗粒流沉积特征的内碎屑灰岩与冲刷面构造及丘状交错层理的组合,丘状纹层段中常见卷曲层理,形成于滩前陆棚斜坡的上部;类型Ⅴ为夹于湖相薄层灰岩中的鲕粒砾屑灰岩,为风暴水流冲越鲕滩,在滩后湖近滩一侧的风暴沉积;类型Ⅵ为湖相风暴岩,由冲刷面构造、薄层内碎屑灰岩及丘状交错层理的组合,顶部具晴天沉积。各种序列在垂向上叠置,构成向上变浅序列。风暴沉积的研究对于深化区域古地理及地层对比研究具有重要的理论和现实意义。     

华北石炭纪含煤建造的陆表海堡岛体系特点及其事件沉积

华北石炭纪含煤建造沉积属于陆表海性质,其岩相古地理特点为陆表海多堡岛浑水与清水混合沉积体系。主要成煤古地理条件是位于潮坪上不同类型的泥炭坪环境,因而煤层分布面积广,层位稳定。聚煤期盆地性的重大事件是风暴沉积和火山事件沉积。风暴岩的主要类型是:回流型远源碳酸盐风暴岩和近源碳酸盐风暴岩,搅动型碳酸盐风暴岩;近源型砂岩风暴岩,漫流型砂岩风暴岩和砾屑泥岩风暴岩。风暴沉积影响着煤层的形成与赋存。     

四川盆地龙门山区甘溪石沟里泥盆系养马坝组风暴沉积特征及其地质意义

通过对四川盆地龙门山区甘溪石沟里剖面实测,建立了石沟里剖面泥盆系养马坝组风暴沉积的识别标志,进而对其风暴岩进行了系统研究。石沟里养马坝组风暴沉积的重要标志包括冲刷面、渠模等风暴侵蚀构造和粒序层理、平行层理、丘状交错层理等风暴浪构造。该区养马坝组发育了6种类型的风暴沉积单元组成序列,据此建立了完整的风暴序列模式,由粒序层理段(Sa)、平行层理段(Sb)、丘状交错层理段(Sc)、波状层理段(Sd)和泥岩段(Se)组成,底部常发育冲刷面和渠模构造。龙门山区甘溪石沟里养马坝组风暴沉积可分为近源风暴和远源风暴2种类型,依据风暴沉积的剖面结构类型和沉积构造特点,建立了该区风暴沉积序列的分布模式。龙门山区甘溪石沟里养马坝组发育的风暴沉积是该区混合沉积发育、抑制生物礁发育的重要控制因素,对于该区古地理重建具有重要的指示意义。     

重庆中梁山三叠系飞仙关组三段风暴沉积

本文根据重庆中梁山毛家沟三叠系剖面飞三段(T₁f3)中的沉积序列和沉积构造特征,阐明了该段中具有两个比较完整的风暴岩序列。讨论了风暴作用造成的独特的沉积物类型和沉积标志,并划分出近积风暴岩与远积风暴岩两种类型。本区风暴岩形成于正常浪基面与风暴浪基面之间的陆棚环境。     

黔西北丁台地区下寒武统清虚洞组风暴沉积的发现及其意义

黔西北遵义丁台剖面下寒武统龙王庙阶清虚洞组的底部和中部发育两套具有不同沉积特征的风暴沉积,与同时期风暴沉积多发现于黔东湘西台缘区不同,研究在黔西北台地内部发现该时期风暴沉积。其底部风暴沉积段发育侵蚀底面、粗粒滞留沉积、丘-洼状交错层理、沙纹层理和泥晶灰岩背景沉积,共识别出三种类型的风暴沉积序列,其沉积特征指示其形成于正常浪基面与风暴浪基面之间的中缓坡环境,而中部风暴沉积段则发育粗粒滞留沉积、粒序层理、沙纹层理和具鸟眼构造的藻屑灰岩背景沉积,可识别出四种类型的风暴沉积序列,其沉积特征指示其形成于浪基面之上的浅水潮坪环境。本剖面上下两段形成于不同沉积背景的风暴沉积的发现不仅丰富了我们对风暴沉积的认识,更为重要的是为研究早寒武世龙王庙期扬子地台的古纬度及古板块演化、地层等时对比和古地理演化提供了极有价值的资料。     

三峡地区志留纪纱帽组风暴岩的发现及地质意义

通过对三峡地区志留纪纱帽组的系统研究,在不同层位上,划分出了砂质、灰质、钙屑、含磷质等4种类型风暴岩。经过其结构特征、沉积序列、沉积相等分析,认为砂质风暴岩和含磷质风暴岩隶属近源风暴岩,灰质风暴岩隶属远源风暴岩,钙屑风暴岩则属于上述两者间的过渡类型。研究区内4种类型的风暴岩在横向上分布广,纵向上风暴作用持续时间短,沉积速率大,并且结构特征明显,便于追索和对比,可作为等时性标志层进行地层对比。     

河北宽城崖门子中元古界高于庄组地球化学特征及其沉积环境意义

河北宽城崖门子剖面的高于庄组属于中元古界长城系,下伏长城系大红峪组,上覆中元古界蓟县系杨庄组,沉积年限200 Ma（1800~1600 Ma）,共划分为4个亚组,自下而上为官地亚组、桑树鞍亚组、张家峪亚组和环秀寺亚组,为一套厚940 m的碳酸盐岩沉积地层.从常量元素和微量元素2个方面探讨了高于庄组的地球化学特征.通过对岩石样品测试结果的分析,各种元素含量在岩石地层界线附近变化较明显,说明地球化学特征可以辅助划分沉积地层或对已划分的地层界线进行优化.另外,据CaO/MgO、Ca/（Ca+Fe）和Sr/Ba比值及V、Ti元素特征分析,该研究区高于庄组为较干热气候下的海洋环境沉积.     

北京延庆千沟中元古代高于庄组第三段:一个典型的前寒武纪非叠层石碳酸盐岩沉积序列

在前寒武纪碳酸盐岩中,最为普遍的是叠层石碳酸盐岩沉积序列,而以潮下相沉积为主的非叠层石碳酸盐岩沉积序列与前者形成了较大的差异;因此,与叠层石碳酸盐岩沉积序列一样,非叠层石序列成为了解前寒武纪复杂多变的碳酸盐世界的重要线索。燕山地区中元古代高于庄组为一套厚度千余米的碳酸盐沉积序列,包括四大部分:第一段（或称为官地亚组）为发育在海侵砂岩上的叠层石白云岩地层;第二段（或称为桑树鞍亚组）为发育少量叠层石的含锰白云岩地层;第三段又称为张家峪亚组,为一套以发育灰岩为主的非叠层石碳酸盐岩沉积序列;第四段以叠层石岩礁和叠层石礁白云岩为特征。延庆千沟剖面的高于庄组第三段的非叠层石碳酸盐岩沉积序列,贫乏叠层石是其基本特点,包含3个三级层序,在三级层序的海侵体系域和早期高水位体系域中,层面上发育席底构造的中层均一石灰岩（隐藻泥晶灰岩）和灰黑色薄层泥灰岩组成若干潮下型米级旋回,晚期高水位体系域则以厚层块状纹理石灰质白云岩和白云质灰岩为特征;三级层序的凝缩段单元则以薄层泥灰岩和泥页岩构成的L-M型米级旋回为特征。因此,每一个三级层序均以一个有序的沉积相序列为特征。高于庄组的分布时限大致为200 Ma（1 600～1 400 Ma）,考虑到下伏的大红峪组和高于庄组之间的地层间断时限大致为50 Ma至100 Ma,所以推断高于庄组的堆积作用时限为100 Ma（1 500～1 400 Ma）左右,其中高于庄组第一段与第二段的分界线正好处于该组的中部而可以推断该界线的大致为1 450 Ma左右;因此,高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列的发育表明,在1 450 Ma左右可能发生过一次可以与前寒武纪其他已经被识别出的三次叠层石衰减事件（2 000 Ma、1 000 Ma和675 Ma）相比拟的又一次叠层石衰减事件。延庆千沟剖面高于庄组第三段的非叠层石碳酸盐岩沉积序列,可以大致与北美地区的起始时限为1 450 Ma左右、Belt超群中的Helena组非叠层石碳酸盐岩沉积序列相对比,表明了1 450 Ma左右的叠层石衰减事件具有全球性,从而赋予高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列重要的沉积学意义。延庆千沟剖面高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列,特别的岩石类型和沉积构造,成为前寒武纪碳酸盐岩沉积中非叠层石碳酸盐岩沉积序列的典型代表,由其所代表的沉积学特点将有助于深入理解漫长的前寒武纪碳酸盐沉积作用的变化规律而具有重要意义。     

中元古界非叠层石灰岩中的MISS:以北京延庆千沟剖面高于庄组第三段为例

前寒武纪碳酸盐岩多以叠层石碳酸盐岩序列为特征。燕山地区中元古界高于庄组,其中的第三段(张家裕亚组)则为一个以灰岩为主、贫乏叠层石的碳酸盐岩沉积序列,该序列被定义为前寒武纪非叠层石碳酸盐岩序列。该非叠层石碳酸盐岩沉积序列,尤其以燕山西部的延庆千沟剖面最为典型。根据沉积相序列及其所反映的旋回性,可以将该剖面的高于庄组第三段划分为3个三级层序。在这些三级层序的海侵体系域和早期高水位体系域中,中薄层隐晶质泥晶灰岩(均一石灰岩)和灰黑色薄层泥灰岩组成若干潮下型米级旋回;而在隐晶质泥晶灰岩层面上,普遍发育各种奇形怪状的沉积构造。这些沉积构造包括穹窿状构造、规则网状和杂乱的帐篷脊、变余波痕等,构成一个潮下相灰岩层面上的特别的微生物形成的沉积构造(Microbial Induced Sedimentary Structure,MISS)组合。因此,延庆千沟剖面的高于庄组第三段,特别的岩石类型和沉积构造成为前寒武纪碳酸盐岩沉积中非叠层石碳酸盐岩沉积序列的典型代表,尤其是那些奇形怪状的MISS所代表的沉积学特点表明:在前寒武纪,即使在叠层石生长的黄金时段,也发育非叠层石碳酸盐岩沉积序列。因此,这些现象将特别有助于对前寒武纪非叠层石生态系所造成的另一类席底生境的深入理解,也有助于复杂多变的碳酸盐岩世界。     

河北平泉中元古代高于庄组和杨庄组地球化学特征

根据河北平泉地区中元古代高于庄组和杨庄组中21件岩石样品分析结果,显示常量元素和微量元素的含量在纵向上的演变规律不明显,但各种元素含量在岩石地层界线均有明显变化,表明地球化学特征可作为划分沉积地层的标志或对已划分的地层界线进行优化.此外,据w(CaO)/w(MgO)值、w(Ca)/w(Ca Fe)值、w(Sr)/w(Ba)值及V、Pb、Co、Ni和Ti等元素特征分析,高于庄组与杨庄组的沉积环境有极大的差异.高于庄组为远岸深水海洋环境下的沉积,陆源碎屑供应匮乏;而杨庄组为干热气候下的近岸海洋环境沉积,具有较多的陆源碎屑物质供应.     

燕山地区中元古界高于庄组和杨庄组地球化学特征及环境意义

在燕山地区中元古界高于庄组与杨庄组地层野外露头沉积特征研究的基础上,结合区域地质背景,根据26件碳酸盐岩样品的常量元素和微量元素相关关系、组分含量及某些元素的比值对特征,探讨了研究区元素的沉积地球化学特征与古环境意义。研究表明,（1）碳酸盐岩中Sr与CaO呈明显正相关;Al2O3、K2O与TiO2之间呈明显的正相关;SiO2与CaO、MgO呈负相关;Na2O与MgO呈弱正相关;MnO仅与FeO有弱正相关关系。（2）Sr主要赋存于方解石晶格中,Sr和1000×Sr/Ca值随沉积水体的加深而增大,可作为判断古水深的标志。（3）据Sr/Ba、镁铝比值（m=100×MgO/Al2O3）、MgO/CaO值及Ti等元素特征分析,高于庄组与杨庄组的沉积环境有较大差异,高于庄组为潮湿气候下陆源碎屑供应匮乏的远岸陆表海沉积,以高于庄组三段沉积时水体最深;而杨庄组为干热气候下的近岸陆表海沉积,有较多的陆源碎屑物质供应。总之,元素地球化学特征反映的沉积环境与宏观岩性特征所得出的结论是一致的,这表明地球化学特征与沉积环境关系密切,地球化学特征可作为沉积相分析的重要标志。     

Sedimentary Features and Implications for the Precambrian Non-stromatolitic Carbonate Succession: A Case Study of the Mesoproterozoic Gaoyuzhuang Formation at the Qiangou Section in Yanqing County of Beijing

In the long Precambrian period, stromatolitic carbonate successions were very common. However, the non-stromatolitic carbonate succession that is marked by subtidal deposits shows a sharp contrast to the stromatolitic carbonate succession. Both the non-stromatolitic and the stromatolitic carbonate successions are important clues for the further understanding of the evolving carbonate world of the Precambrian. The Mesoproterozoic Gaoyuzhuang Formation at the Qiangou section in northwestern suburb of Beijing is a set of more than 1000 m-thick carbonate strata that can be divided into four members （or subformations）, in which a non-stromatolitic carbonate succession marked by the scarcity of stromatolites makes up the third member of the formation. This non-stromatolitic carbonate succession can further be subdivided into three third-order sequences that are marked by the regular succession of sedimentary facies. In third-order sequences, a lot of subtidal carbonate meter-scale cycles made up of medium-bedded leiolite limestones and thin-bedded marls constitute their transgressive system tracts （TSTs） and the early high-stand system tracts （EHSTs）, a lot of meter- scale cycles made up by thin-bedded limestones and marls constitute their condensed sections （CSs）, and thick-bedded to massive dolomitic limestones or lime dolomites make up the late high-stand system tracts （LHSTs）. The particularly non-stromatolitic carbonate succession making up the third member of the Mesoproterozoic Gaoyuzhuang Formation at the Qiangou section might be the representative of the non-stromatolitic carbonate succession of the Precambrian because of its special lithological features and particular sedimentary structures, and its general sedimentary features are helpful and meaningful for the further understanding of the evolution rules of the sophisticate and evolving carbonate world of the Precambrian. The time scale of the Gaoyuzhuang Formation is deduced as that from 1600 Ma to 1400 Ma; thus, the non-stromatolitic     

燕辽裂陷带辽西拗陷中元古界高于庄组生物标志化合物特征及意义

燕辽裂陷带辽西拗陷多口钻井钻遇油气显示,使得该地区中-新元古界的古老海相地层再次成为油气勘探及研究的焦点.采用气相色谱、气相色谱-质谱技术,对辽凌地1井中元古界高于庄组岩心样品开展烃源岩生物标志化合物研究,据此分析了其生源信息、沉积环境及生烃潜力.综合分析认为,辽凌地1井高于庄组属于差-中等烃源岩,有机质类型Ⅱ1型,整体处于成熟-高成熟阶段,已大量生排烃.高于庄组烃源岩饱和烃的正构烷烃碳数分布呈前单峰型,主峰碳多为nC17,具有C27规则甾烷优势,指示其母质输入以低等生物为主.综合萜烷类化合物分布特征,推测高于庄组生源主要为低等菌藻类.另外,较高的伽马蜡烷含量、较低的Pr/Ph比值,反映出高于庄组烃源岩主体形成于咸水还原环境,个别层位可能为强还原环境.     

天津蓟县高于庄组微亮晶(MT)碳酸盐岩的沉积环境及成因探讨

微亮晶(MT)碳酸盐岩是发育在中、新元古代的特殊碳酸盐岩,全球分布广泛,MT构造由纯净、等粒的微亮晶方解石组成.天津蓟县中元古界高于庄组发育丰富的MT碳酸盐岩,并且在浊积岩中发现新的MT类型.详测高于庄组剖面,通过米级旋回类型划分、沉积环境、费希尔图解、扫描电镜、电子探针研究,并结合海平面变化、Sr和C同位素研究表明:原生MT构造主要发育在碳酸盐岩台地潮下型,深水非对称型米级旋回中上部的泥晶灰岩、细粉屑灰岩、钙质泥岩以及浊积岩球体的核心部位;MT碳酸盐岩主要发育在米级旋回海平面上升的高水位时期,~(87)Sr/~(86)Sr 值较低(小于0.709 67),δ~(13)C值为(0±1)‰的古海水环境中.     

松辽盆地泰康地区上白垩统姚家组沉积相

较系统地研究了松辽盆地泰康地区上白垩统姚家组沉积相类型和沉积特征,研究表明,泰康地区姚家组仅发育三角洲相一种沉积相类型;垂向上,从姚家组一段到姚家组三段,自下而上、自北而南由三角洲水上平原亚相或三角洲水下平原亚相沉积逐渐变为三角洲水下平原亚相或三角洲前缘亚相沉积。演化过程可大致划分为早、中、晚3个时期,不同时期沉积特征表现有差异,总体表现为一个加积到缓慢的水进转变过程,物源来自北部。砂体类型有分流河道砂体、水下分流河道砂体、河口坝砂体及决口扇、天然堤与远砂坝砂体。含油性分析表明,三角洲前缘亚相的水下分流河道微相与河口坝微相发育区应是油气富集区,是今后该区油气勘探的有利地区。     

燕山地区中新元古界高于庄组和雾迷山组风暴沉积特征分析

燕山地区中、新元古界高于庄组和雾迷山组地层发育典型的风暴沉积,主要有砂砾屑白云岩和灰岩、风暴硅岩、泥晶白云岩、含硅质条带白云岩和藻叠层白云岩5种岩石类型,砾屑放射状构造、底模构造、冲刷构造、丘状交错层理和波状层理等5种沉积构造。在野外剖面和岩心观察的基础上,根据风暴沉积的岩石学特征、沉积构造类型、规模和组合特点,并结合区域沉积背景分析,在辽宁凌源地区雾迷山组识别出一个标准的5单元垂向沉积序列。通过野外和室内的观察、分析和研究认为,研究区风暴岩形成于碳酸盐台地相中水体较浅的潮间环境。该风暴岩的发现对重建燕山地区中新元古界古地理及区域地层对比具有重要意义。