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。     

宁夏香山群徐家圈组基本沉积单元

报道了宁夏香山群徐家圈组基本组成单元,即由细砂岩－粉砂岩－页岩构成的沉积序列,并将该沉积序列划分为密度流沉积层（Ⅰ）、牵引流沉积层（Ⅱ）和悬浮沉积层（Ⅲ）,进而探讨其成因。结果表明：①层Ⅰ主要由细砂岩和粉砂－细砂岩组成,且在不同厚度层之间无明显的粒度分异;②徐家圈组岩性系列中明显缺失细砂质粉砂岩,而这种缺失正好构成了层Ⅰ和层Ⅱ之间的粒度中断;③层Ⅱ发育两组交错层理,第一组是平行层理、准平行层理、复合流层理和小型丘状交错层理,第二组是单向交错层理、双向交错层理和平行层理;④层Ⅲ中的薄层泥晶石灰岩具有不平整的底面并在侧向上呈现出长的透镜状。结合相关的浊流沉积研究成果,综合分析上述结果,可得出以下结论：①层Ⅰ可能为具有高悬浮负载降落速率的高密度衰减流沉积形成;②层Ⅱ可能受内波、内潮汐作用的控制;③层Ⅲ可能以深海、半深海垂直降落沉积为主,并辅以缓慢的平流;④沉积时的浊流可能具有双层结构。     

新疆阿尔泰克兰盆地基底发现晚寒武世—早奥陶世地层——来自LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄证据

前人认为新疆阿尔泰克兰盆地底部为中—上志留统库鲁木提群,岩性为片岩、片麻岩、变粒岩和变质砂岩组合,原岩为陆源碎屑岩和火山岩。本次获得克兰盆地底部和外围原"库鲁木提群"矽线石云母片岩、黑云母斜长角闪片岩和斜长角闪片岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(489.7±2.5)Ma、(480.6±1.3)Ma和(494.9±2.4)Ma,3件样品限定这套片岩年龄为481~495 Ma,属晚寒武世—早奥陶世地层。通过对比认为这套岩石组合不属于中—上志留统库鲁木提群、震旦纪—早寒武世喀纳斯群和中—上奥陶统哈巴群,很可能是一套新的岩石地层单位,这一发现对探讨阿尔泰地质背景和构造演化具有重要意义。     

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。     

香山群的解体及地层时代的重新厘定

宁夏一带的香山群,由于各种原因,其时代和地层的划分自建立以来一直处于争论不休的状态。产生这种问题的原因最终聚集在两个问题上的分歧:香山群的地层构造和化石产出部位的沉积构造环境分析上。根据野外的实际观察及前人资料的综合分析,香山群的构造并非成简单的单斜排列,各个单元的沉积也各具特征。其中第一和第三亚群(包括徐家圈组第四段)为秦—祁—贺裂陷槽裂陷初期的产物,分布于盆地的东缘,时代为中寒武—晚寒武世;第二亚群(不含徐家圈组第四段)和第四亚群为裂陷槽裂陷中晚期的产物,主要分布于盆地的西北缘,时代为奥陶纪。结合区域地层的综合分析,提出了早古生代贺兰裂陷盆地的沉积充填模式及地层格架。     

香毛山一带下—中寒武统层序地层划分及盆地演化特征

通过对香毛山一带早—中寒武世黑茨沟组岩石特征、沉积相和沉积构造环境等的调查研究 ,认为黑茨沟组沉积盆地属板内伸展机制下形成的裂谷微洋盆。根据相序变化特征、层序叠置形式、体系域组合特点及界面性质等将该套地层划分为 4个层序 ,并从盆地垂向沉积充填特征等方面探讨了盆地从形成—发展—成熟—萎缩闭合的演化过程。     

宁夏香山群的时代探讨

香山群主要分为４个亚群,在第一和第三亚群的灰岩扁豆体中采获三叶虫化石。香山群与下伏中奥陶统来钵山组关系为整合接触,不整合伏于志留系、泥盆系、石炭系之下。从沉积相序分析,香山群与下伏米钵山组表现为从大陆斜坡相至深海盆地相的特征。将香山群重新厘定,置于中奥陶统上部。     

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。     

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。     

松花江地层区古生代地层

以松花江地块为基础，论述了早寒武纪世上叠盆地局限海沉积、中奥陶世裂陷火山－沉积及晚古生代三个裂陷槽沉积的地层发育特征。     

祁连和秦岭地区寒武纪和奥陶纪古生物区系关系的探讨

我国西北地区由不同地体组成,构造运动复杂。由于缺乏充分的古生物学证据,古生物区系的识别和归属一直是有待解决的问题。本文在前人工作的基础上,依据各类动物群特征的分析,较详细地探讨了我国祁连和秦岭地区相关地层区中-晚寒武世和奥陶纪动物群的性质及其古生物类型的归属,确定了过渡型动物群在祁连和秦岭地区的大体分布范围。同时,结合地球动力学和古地理学研究成果的分析,探讨了导致在祁连和秦岭地区中-晚寒武世和奥陶纪时存在着与华南相似过渡类型动物群的两种可能原因。一种可能是中-晚寒武世和奥陶纪时塔里木板块位于扬子板块西边,中朝板块位于扬子板块之北,祁连和秦岭可能位于扬子和塔里木板块之间,存在与华南及华北动物群交流的基本条件,产生了大体相近的动物群。另一种可能是中-晚寒武世和奥陶纪时祁连和秦岭地区存在一些原位于扬子板块北部边缘的地体,在这些沿扬子板块北缘分布的地体上发育了与南部边缘相似的生物群或生物类型。中生代之前,沿扬子板块主体和北部边缘地体之间的走滑活动,可能使扬子板块主体向东移动了几百公里,而其边缘那些属于祁连和秦岭的地体向东移动的幅度不大,从而造成现今祁连和秦岭地区存在与扬子板块东南部地区大体相似的具过渡性质的生物群或生物类型,而扬子板块北部边缘又缺少边缘过渡相带的现状。     

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。     

阿尔泰构造带喀纳斯群时代的厘定及其意义

喀纳斯群分布于阿尔泰构造带西北部阿勒泰-青河韧性剪切带以北地区,是一套巨厚的浅变质陆源碎屑岩.由于喀纳斯群时代争议较大,该套地层所具有的大地构造意义一直存在不同的认识.本文通过对采自喀纳斯群的碎屑锆石及侵入到喀纳斯群的变质花岗岩体锆石U-Pb定年,获得了其沉积的下限和上限年龄,基本上限定了喀纳斯群的时代范围.喀纳斯群碎屑岩最年轻的碎屑锆石年龄为550±18Ma,而侵入喀纳斯群的变质花岗岩体的锆石岩浆结晶年龄为523±19Ma.因此,确定喀纳斯群沉积时代为晚震旦世-早寒武世(523～550Ma).喀纳斯群是一套形成于被动大陆边缘环境的复理石沉积,本文获得的喀纳斯群时代,暗示着阿尔泰构造带存在前寒武纪大陆地壳基底.