华北早奥陶世岩相古地理新探

近几年来,笔者参加了我院华北石油地质碳酸盐岩的科研工作,并用新的碳酸盐岩石学的观点和方法,对华北(主要是山东及河北两省)下古生界的碳酸盐岩进行岩类学、沉积环境、以及岩相古地理的研究。本文是这一科研工作初步成果的一部分。     

华北地台东部石炭—二叠纪岩相古地理特征

华北地台东部石炭—二叠纪沉积建造由５个沉积层序构成,下部ＤＳ１—ＤＳ３为陆表海型层序,ＤＳ４为过渡型层序,ＤＳ５为湖泊型层序。从早石炭世晚期至晚二叠世早期,华北陆表海的海侵范围自东向西、自北而南依次发展,这一岩相古地理演化过程主要受地台北部的阴山—燕山造山带在华力西期已经开始关闭,而地台南侧的秦岭造山带在晚华力西期至印支期由东向西逐次闭合这一过程的控制。     

华北地台东部石炭—二叠纪岩相古地理特征

华北地台东部石炭－二叠纪沉积建造由５个沉积层序而成，下部ＤＳ１－ＤＳ３为陆表海型层序，ＤＳ４在过渡型层序，ＤＳ５为湖泊型层序，从早石炭世晚期至第二叠世早期，华北陆表海的海侵范围自东向西，自北而南依次发展，这一岩相古地理演化过程主要受地台北部的阴山－燕山造山带在华力西期已经开始关闭，而地台南侧的秦蛉造山带在晚华力西期至印支期由东向西逐次闭合这一过程的控制。     

华北地台东南部石炭纪岩相古地理

华北地台东南部,即晋、冀、鲁、豫、苏、皖六省边区,石炭纪地层广泛分布,并蕴藏着丰富的煤和铝土矿等沉积矿产。本文将根据笔者多年对本区地质矿产方面的野外工作及室内综合研究,探讨石炭纪岩相古地理和煤、铝等矿产的分布规律。     

华北地台东南部二叠纪岩相古地理

二叠纪早期，华北地台的陆表海不断向南退缩，从而在华北地台东南部开始了陆相三角洲的聚煤作用。伴随着三角洲体系的进积增生，含煤系数和煤层厚度由西北向东南同步增大，聚煤盆地和富煤带依次向东南迁移，含煤层位依次抬高，在淮河流域形成了二叠纪的富煤区。在秦岭纬向古构造的影响下，本区二叠纪岩相古地理的分区、分带及煤盆地的迁移展布，具有南北向变异、东西向延展的特点。晚二叠世由于南部的秦岭－北淮阳海槽脉动式抬升，导致海水沿确山海峡和肥东海峡向三角洲回流，三角洲的朵叶受到破坏，海湾泻湖和泥炭沼泽发育，沉积厂晚二叠世特有的淮南含煤组及用应的富煤带。     

中国早奥陶世岩相古地理

本文是中国早、中和晚寒武世岩相古地理诸文的继续[1-3]。在笔者等的华北地区、华南地区和西北地区寒武纪和奥陶纪定量岩相古地理研究及编图成果的基础上,结合其他地区的地质资料,编制出了中国早奥陶世早期和晚期岩相古地理图两幅,并撰写出本文。在华北地区,作图单位分早奥陶世早期和晚期,以冶里期和马家沟二期分别代表其早期和晚期。在华南地区,作图单位亦分早奥陶世早期和晚期,以新厂期和宁国期分别代表其早期和晚期。在西北地区和其他地区,作图单位均为早奥陶世,不分早期和晚期。华北地区、华南地区和西北地区研究程度较高,其岩相古地理图和相应的文字论述都是定量的和比较详细的。其他地区的研究程度较低,其岩相古地理图和文字论文都是定性的或概略性的。定量,即每个古地理单元的划分都有确切的定量资料和定量图件为依据。这种定量的岩相古地理图对石油、天然气以及其他矿产的预测和勘探最有用处。中国早奥陶世岩相古地理的基本格局仍和寒武纪各世的一样,是两槽和三台相间分布。两槽即天山北山蒙辽吉槽地和昆仑秦岭槽地,三台即准噶尔蒙兴台地、塔里木柴达木华北台地和西藏华南台地。这些古地理单元及其次级古地理单元的范围和特征,有些与晚寒武世或中及早寒武世的相同或基本上相同,有些则大不相同,这是由早奥陶世的大范围的海侵决定的。     

中国南方早奥陶世岩相古地理

中国南方是指西至金沙江-元江断裂、西北至龙门山断裂、北至城口-房县-襄樊-广济断裂，东北至郯城-庐江断裂,东至黄海和东海，南至南海的中国南方的广大地区。面积约2 000 000 km2 。在露头剖面和钻井部面的地层学和岩石学研究所取得的各种定量及定性资料的基础上，采用单因素分析综合作图法，编制出了中国南方下奥陶统新厂阶和宁国阶的各种单因素图以及相应的新厂期和宁国期岩相古地理图。在这两幅古地理图中，有7个主要的古地理单元，即滇西台地、康滇陆、扬子台地、斜坡、江南盆地、东南台地和华夏陆。前5个古地理单元属康滇古地理体系，后两个古地理单元属华夏古地理体系。这两幅古地理图的最大特征是定量，即每个古地理单元的划分和确定都有确切的定量的单因素图为依据和数据为依据。这种定量的岩相古地理图在我国南方早奥陶世还是首次出现。这种定量岩相古地理图在古地理学中是个重大的进展，对石油、天然气以及其他沉积矿的预测和勘探有重要的指导作用。     

华北地台早古生代岩相古地理

华北地台，北至阴山以北，西至贺兰山以西，南至祁连山、秦岭、伏牛山和大别山，东至海，面积约120万平方公里，是我国最大的地台。自1975年开始，笔者等开始华北地台早古生代岩石学及岩相古地理学研究，至今已14年矣！在此14年中，与校内广大师生、校外各工业部门、科研部门以及有关院校等26个单位60多位志同道合者合作，在自然科学基金委员会、石油工业部以及我校的支持和资助下，实测了基干剖面32条，取得了齐全可信的第一手的定量及定性资料。     

鄂尔多斯盆地西缘早中奥陶世岩相古地理研究

通过多口探井的分层对比、岩心和薄片观察,结合多条野外露头剖面的实测,借鉴单因素分析多因素综合作图法, 对盆地西部早中奥陶世岩相古地理进行了恢复。地层厚度刻画表明,盆地西部早中奥陶世整体为三陆一洼一槽古地理格 局,分别为阿拉善古陆、伊盟古陆、庆阳古陆、定北洼地以及贺兰海槽。野外剖面岩性实测以及钻井资料对比表明,随着 贺兰海槽的拉张并向东与华北板块挤压,盆地西部先后经历了三道坎期和桌子山期的碳酸盐岩缓坡沉积、克里摩里期弱镶 边台地沉积以及乌拉力克期斜坡和盆地沉积,且发育以桌子山组为代表的台内颗粒滩储层,以克里摩里组为代表的弱镶边 台地边缘滩储层,储层普遍云化。研究区早中奥陶世发育大量深海浊流沉积,形成了巨厚的类复理石建造,但普遍不具生 烃能力,只在晚奥陶统乌拉力克组、平凉组等发育一定规模的含笔石泥页岩,具备生烃能力。     

中国晚奥陶世岩相古地理

本文是笔者等的中国早、中、晚寒武世和早、中奥陶世岩相古地理诸文的继续。在对华北地区、华南地区和西北地区寒武纪和奥陶纪定量岩相古地理研究及编图成果的基础上,结合其他地区（主要是蒙兴地区、昆仑秦岭地区、西藏地区、海南岛和台湾地区）的地质资料,编制出了中国晚奥陶世岩相古地理图,并撰写出本文。华北地区、华南地区和西北地区的研究程度较高,其岩相古地理图和文字论述都是定量的。其他地区的研究程度较低,其岩相古地理图和文字论述则是定性的或概略性的。在中国晚奥陶世,早、中、晚寒武世和早、中奥陶世一直存在的“两槽和三台相间分布”的岩相古地理基本格局已经改变,天山北山蒙辽吉槽地中的北山槽地和蒙辽吉槽地已不再是槽地而变成了台地。因此,准噶尔台地、北山台地、蒙兴台地、蒙辽吉台地和华北台地就连在一起了,形成了一个庞大的北方台地群。这是一个重大变化。其他古地理单元也与以前各世的大不相同或有所不同。这是晚奥陶世晚期大规模海退的结果。     

LITHOFACIES PALEOGEOGRAPHY OF EARLY PALEOZOIC OF NORTH CHINA PLATFORM

Ⅰ.INTRODUCTIONNorth China platform extends beyond Yinshan Mountains in the north,beyond HelanMountains in the west,to Qilian Mountains,Qinling Mountains,Funiu Mountains and DabieMountains in the south,and to the sea in the east.It covers the whole or part of Gansuprovince,Shannxi province,Ningxia Autonomous Region,Inner Mongolia Autonomous Re-gion,Shanxi province,Hebei province,Shandong province,Liaoning province,Jilin prov-ince,Jiangsu province,Anhui province,Henan province,Beijing Municipality,Tianjin MunieiPality, Bohai sea and Huanghai sea.     

华北地区冶里-亮甲山期层序地层及其岩相古地理

华北地区的冶里-亮甲山期地层由两个层序组成,“冶里”层序包括冶里组和亮甲山组底部的地层,相当于牙形石Utahconus beimadaoensis-Monocostodus sevierensis带至Scalpellodus tersus带,“亮甲山”层序包括其余的亮甲山组地层,相当于Serratognathus bilobatus带至Paraserratognathus paltodiformis带。由于海水由东北向南侵入,北部地区以海侵体系域及高位体系域发育为特征,主要属开阔海沉积,而南部及西部地区基本为高位体系域,主要属潮坪及局限海沉积,介于两者之间的曲阳-五台一带常以滩相为特征。这种体系域展布格局与生物地层相吻合。在晋南及豫北地区,常缺失海侵体系域的化石带,此外,由于每个层序结束时海退由南向北,因而南部地区又往往缺失高位期晚期或最晚期的地层。华北最北部,如河北平泉、秦皇岛一带,亮甲山组顶部见有一段在华北大部地区缺失的地层(Jumudontus gananda-Scolopodus sunanensis带),它代表了下一层序低位期间的沉积。随着海水再次由北向南侵入,结果形成了下马家沟组底部由北向南的超覆,也就是说,南部的贾汪组可能相当于北部下马家沟组的中下部,而不是底部。     

定量岩相古地理学的代表作——《中国寒武纪和奥陶纪岩相古地理》

1977～1979年,冯增昭教授提出了“单因素作图法”(后来称“单因素分析综合作图法”和“单因素分析多因素综合作图法”)的岩相古地理研究及作图新思路。该思路是对传统的古地理图的挑战和发展。二十多年来,冯增昭教授带领他的研究队伍在岩相古地理学研究的道路上筚路蓝缕,特别是对全国的寒武系和奥陶系进行系统的调查研究,获得了大量的第一手资料,陆续撰写出关于寒武纪和奥陶纪的5部区域性古地理学研究专著及20余篇论文,并最终完成《中国寒武纪和奥陶纪岩相古地理》专著。     

中国石炭纪的岩相-古地理和古构造特征

以新的石炭纪地质年表为时间坐标,概述了中国石炭纪各期的岩相—古地理特征及其演变规律:石炭纪为一海浸时期,新村期(C_2~1)和上司期(C_2~2)是其中两个地壳运动比较活跃的阶段,根据古生物地理学、古气候学和古地磁学等方面的资料,揭示了中国和东亚地区石炭纪的古构造格局及其变化历程。     

华北陆台晚古生代岩相古地理

位于天山-阴山、昆仑山-秦岭两大纬向构造带之间的华北陆台。在稳定地壳基底上逐渐发展形成晚古生代多旋回克拉通大型含煤盆地。加里东运动使陆台缺失O₃-C₁沉积，晚石炭世至晚二叠世陆台为海陆交互相滨海、湖泊、三角洲沉积，随着古地理环境演变,陆台各沉积古地理环境在时、表现为由老至新、自北向南迁移。     

华南东部茅口亚统和吴家坪阶的岩相古地理

分析了华南东部茅口亚统和吴家坪阶的岩相古地理分区及厚度变化,在此基础上对几个有争论的问题进行了讨论。