华北地台中寒武世米级旋回层序与复合海平面变化

笔者在对华北地区中寒武统鲕滩碳酸盐建造露头层序地层学研究工作中首次识别出层序中最基本的地层单元——米级旋回层序,它是露头层序分析最基本的工作单元。本文总结概括出不同体系域内米级旋回层序类型和特征。这些米级旋回层序在垂向上叠加构成高级(五级、四级、三级)旋回层序时表现出周期性和规律性。这种不同级次的旋回层序的形成受不同动力成因引起的具不同周期和频率复合海平面变化的控制。米级旋回层序的识别与复合海平面变化的研究得出中寒武世鲕滩层序的形成经历了若干次周期性的淹没—间断—均衡堆积—加积进积事件,这为盆地充填史的恢复提供了新途径。     

华北中寒武世张夏组复合海平面变化旋回层序

华北中寒武世张夏组,以发育较多的鲕粒灰岩著称。其中发育的五十至六十余个潮下型碳酸盐米级旋回层序形成有规律的垂直叠加形式,构成十余个五级旋回层序,三个四级旋回层序及一个三级旋回层序,最终形成一个典型的复合海平面变化旋回层序。这些潮下型碳酸盐米级旋回层序,常呈１∶４的叠加关系,反映了地层记录中的米兰柯维奇性质,即单个米级旋回层序与短偏心率旋回（周期为１０万年）有关。     

华北地台北缘奥陶系亮甲山组的碳酸盐复合海平面变化旋回层序

华北地台北缘亮甲山组地层中发育有六种碳酸盐米级旋回层序:a型和b型属潮下型,其下部单元为钙质泥岩(a型)及薄层泥晶灰岩(b型),上部单元为颗粒泥晶灰岩(a与b相同);c-f型属环潮坪型,它们的上部单元均为薄层泥晶自云岩及泥质白云岩,其下部岩石单元:c型为厚层及块状颗粒泥晶灰岩,d型为局部白云石化颗粒泥晶灰岩。e型为白云岩化颗粒泥晶灰岩,f型为中厚层含少量颗粒的泥晶结晶白云岩。从a型到f型正好构成一个米级旋回层序的环境变化谱系。
根据米级旋回层序的有序垂直叠加形式,可以建立亮甲山组地层构成的复合海平面变化旋回层序:1个三级旋回层序包含3个四级旋回层序,13-15个五级旋回层序,60余个左右的米级旋回层序。
通过这项研究表明,在浅水地层中进行露头旋回层序研究时,米级旋回层序是基本工作单元,其有序垂直叠加形式是识别长周期旋回层序的关键。     

徐州贾汪地区中—上寒武统藻礁,风暴层与海平面变化

笔者详细研究了徐州贾汪地区中－上寒武统的二郎山等剖面,将张夏组－凤山组划分为３个各具特色的三级层序,根据各层序内副层序的堆叠形式进一上划分出海侵体系域（ＴＳＴ）凝缩段（ＣＳ）及高位体系域（ＨＳＴ）其中张夏层序的藻礁为中－晚寒武世期间发育的最大规模碳酸盐岩缓坡藻礁,崮山层序凝胶缩代表中－晚寒武世最大海泛（海侵）期沉积,长山－凤山层序顶部白云岩代表中－晚寒武世最小海平面（海退）时期的沉积。     

华北地台中、上寒武统露头层序地层学研究的新认识

在生物地层对比基础之上通过对河北顺平清醒剖面、山东张夏和河北赵各庄标准剖面以及北京西山剖面的层序地层研究,将华北地台张夏阶和上寒武统自下而上划分并命名了5个总体向上变浅、以间断加深面为界的层序:张夏层序、崮山层序、崮长层序、长山层序和风山层序,并将上寒武统的4个层序与美国的相应层序进行了对比;阐述了层序地层单位与原来的生物地层、岩石地层和年代地层单位之间的关系,并用层序界面对原有岩石地层和年代地层单位的界线进行了优化;同时探讨了在克拉通陆表海背景下层序地层的发育特征以及相应的地质填图方法。     

华北地台中寒武世鲕滩碳酸盐旋回沉积、古海平面变动控制及旋回年代学研究

 华北地台中寒武世鲕滩碳酸盐沉积序列中具有特征的低频(级)和高频(级-级)旋回层序叠加样式和规律。旋回层序内部的沉积构成、微相组构、成岩特点以及高频旋回的复合、叠加严格受复合海平面变动的控制。巨厚鲕滩形成于低频海平面变化的回落时期,但复合叠加于低频海平面变化中的级海平面变化更直接地控制着鲕滩建造的时空发育、进积迁移。鲕滩微相中鲕粒组构特征则主要与高频海平面变化相关。鲕滩高频海平面变化旋回层序的厚度频率分布、不同级次旋回叠加比率和样式以及大范围空间上的连续可比性规律可能说明它们受地球轨道参数周期性变动的控制。轨道旋回层序具有的特定变化时间周期和频率使得旋回地层学具有了年代学意义,可以对重要地层段、事件层及生物带高精度测年。应用旋回地层学的研究得到了中寒武世毛庄\徐庄\张夏期的界线(面)年龄,即毛庄(期)\徐庄(期)为530.50Ma、徐庄(期)\张夏(期)为526.90Ma,与前人应用生物年代地层学等方法得到的年龄值极为一致。     

华北北部晚寒武世层序地层及海平面变化研究——兼论与北美晚寒武世海平面变化的对比

华北北部晚寒武世地层以发育风暴砾屑灰岩及生物丘灰岩著称 ,包括崮山组、长山组和凤山组。在该套地层中 ,主要发育潮下型碳酸盐米级旋回层序 ,根据米级旋回层序在长周期层序中的有序叠加形式 ,可识别出 4个三级层序。这些层序的典型特征是 :层序界面为淹没不整合面 ,层序的相序序列以“深缓坡相—浅缓坡相”为特征 ,从而构成特殊的“CS(?) +HST”序列。由各剖面点的古水深变化曲线 ,可以定性地综合出晚寒武世的海平面变化曲线。与北美晚寒武世海平面变化曲线相对比 ,既存在相似性更存在差异 ,说明了长周期海平面变化既受全球性海平面变化的控制 ,也受区域因素的影响     

山东沂水地区寒武系张夏组中上部高频旋回层序研究

山东沂水地区寒武系张夏组中上部地层的分布，受控于沂沭断裂（Ｆ４和Ｆ３断裂），分为西区、中区和东区。各区岩性、岩相雷同，只是厚度存在明显差异。地层记录旋回性明显，反映高频旋回特点。根据岩性、沉积相序变化及界面特点，将该套地层划分成１个三级、４个四级、１４～１８个五级和６０～８０余个六级旋回层序。各级别旋回层序均由次一级旋回层序向上变浅、变粗、变厚的进积系列组成。其底部均以相应级别的间断－加深面为界。通过高分辨率层序对比，三级、四级旋回层序具有区域对比意义。因受沂沭断裂的影响，区内地层分布并非原始沉积位置所在，由于地方性因素，造成了五级或六级旋回层序数量上的差异。对于三级旋回层序而言，由早期→晚期，随着沉积环境由陆棚盆地→深潮下带→浅潮下带变化，海水由深→浅；沉积速率由小→大；沉积物质由页岩→瘤状灰岩、泥灰岩→鲕粒灰岩→藻灰岩变化。张夏期各地海平面变化趋势相同，均具有高频率振荡特点，为一个复合海平面变化旋回。     

华北地台中寒武世鲕滩碳酸盐旋回沉积、古海平面变动控制及旋回年代学研究

华北地台中寒武世鲕滩碳酸盐沉积序列中具有特征的低频(级)和高频(级-级)旋回层序叠加样式和规律。旋回层序内部的沉积构成、微相组构、成岩特点以及高频旋回的复合、叠加严格受复合海平面变动的控制。巨厚鲕滩形成于低频海平面变化的回落时期,但复合叠加于低频海平面变化中的级海平面变化更直接地控制着鲕滩建造的时空发育、进积迁移。鲕滩微相中鲕粒组构特征则主要与高频海平面变化相关。鲕滩高频海平面变化旋回层序的厚度频率分布、不同级次旋回叠加比率和样式以及大范围空间上的连续可比性规律可能说明它们受地球轨道参数周期性变动的控制。轨道旋回层序具有的特定变化时间周期和频率使得旋回地层学具有了年代学意义,可以对重要地层段、事件层及生物带高精度测年。应用旋回地层学的研究得到了中寒武世毛庄\徐庄\张夏期的界线(面)年龄,即毛庄(期)\徐庄(期)为530.50Ma、徐庄(期)\张夏(期)为526.90Ma,与前人应用生物年代地层学等方法得到的年龄值极为一致。     

天津蓟县中元古界雾迷山组复合海平面变化旋回层序的初步研究

天津蓟县中元古界雾迷山组为一套厚3000余米的碳酸盐岩地层,叠层石生物层和凝块石生物丘特别发育。它们与潮坪相泥晶白云岩和泥质白云岩构成具对称相序组构的环潮坪型碳酸盐米级旋回层序。米级旋回层序之顶覆以厚度不等的潟湖相白云质泥页岩。常常3～5个米级旋回层序呈有序叠加构成五级准层序组,少数米级旋回层序还可识别出5个七级韵律层而呈现出1:5的叠加关系。因此,七级韵律层、米级旋回层和五级准层序组分别与岁差旋回、短偏心率旋回、长偏心率旋回间存在有成因联系。根据米级旋回层序在长周期层序中的有序垂直叠加形式,在雾迷山组中可识别出26个三级层序,进一步归为6个二级层序。     

碳酸盐岩米级旋回层序的成因类型及形成机制

在前人研究及自己野外观察的基础上,本文把碳酸盐岩米级旋回层序归为四大类:深水非对称米级旋回层序、L-M米级旋回层序、潮下碳酸盐米级旋回层序、潮坪碳酸盐米级旋回层序。米级旋回层序的形成机制是与米兰柯维奇旋回有关的高频率海平面振荡变化旋回所形成的间断-加积旋回沉积作用,它们的识别标志主要是岩石类型、界面特征、产出环境等。碳酸盐岩米级旋回层序的规则的垂直叠加形式是识别三级旋回层序的基础。     

Fischer图解及其在旋回层序研究中的应用──以北京西山张夏组为例

Ｆｉｓｃｈｅｒ图解（又称为容纳空间图解）为人们研究沉积旋回在空间上的叠置规律、相对海平面变化、层序级次的划分以及地层层序对比等提供了一种客观实用的方法。本文较详细地讨论了该图解的绘制方法及应注意的问题。运用该图解，将北京西山下苇甸剖面张夏组划分为１个大的三级旋回层序和４个四级旋回层序，根据图解反映的相对海平面变化讨论了旋回层序与构造运动间的关系，提出华北板块晚寒武世之前的＂翘翘板运动＂应始于中寒武世张夏期之早期到中期。     

冀中中奥陶统高频率旋回层序的基本特征

通过野外实测剖面及路线观察，河北中部中奥陶统马家沟群的高频率旋回可划分为三个级别，并与层序地层学术语可以对比，由低到高为；六级旋回──韵律层；五级旋回──准层序；四级旋回──准层序组。这些由米兰柯维奇驱动力所控制的旋回层序在不同的沉积环境中具有不同岩石组合特征，反映了高频率旋回的沉积模式。     

华北晚古生代海平面变化研究

本文通过对华北板块沉积层序的研究,认为晚古生代沉积建造形成于一个二级海平面变化周期内,其中包括4个三级海平面变化旋回,分别发育于晚石炭世早期早时,晚石炭世早期晚时至晚石炭世晚期,早二叠世和中二叠早期至晚二叠世早期。每个三级海平面变化周期内又包含了若干个四级升降旋回。海平面变化具有全球性和等时性,本区的二级和三级海平面变化可与俄罗斯地台和北美地台等对比。     

祁连山中寒武统牙形石

青海大通中寒武统毛家沟群产丰富的牙形石，共有７属８种，以原牙形石Ｊｉａｎｇｓｈａｎｏｄｕｓａｆ．ｔｒｉａｎｇｕｌｕｓ、Ｇａｐｐａｒｏｄｕｓｂｉｓｕｌｃａｔｕｓ、Ｐｈａｋｅｌｏｄｕｓｔｅｎｕｉｓ占优势，而副牙形石Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄｏｄｉｎａ、Ｐｒｏｏｎｅｏｔｏｄｕｓ仅有少数个体。与华北和华南相比，这一组合所含副牙形石的比重明显降低，而且缺乏Ｌａｉｗｕｇｎａｔｈｕｓ、Ｆｕｒｎｉｓｈｉｎａ等类型（图版１）。     

河南登封地区寒武系第三统张夏组米级旋回及其演化

河南登封地区寒武系第三统张夏组是一套167m厚的碳酸盐岩地层,出露连续且完整,发育以微生物岩主导和以后生动物扰动灰岩主导的两种米级旋回类型。通过对米级旋回的演化及其沉积学和古遗迹学特征分析,张夏组自下而上由以微生物岩主导的米级旋回逐渐让位于以后生动物扰动灰岩主导的米级旋回;沉积体系由无鲕粒滩的碳酸盐岩台地逐渐向发育厚层鲕粒滩的碳酸盐岩台地演化;沉积环境从潮下低能深水演变为开阔台地,并逐渐变浅形成鲕粒滩、局限台地;沉积岩类型从叠层石、凝块石灰岩等微生物岩逐渐变化为生物碎屑灰岩、生物扰动灰岩和含生物扰动鲕粒灰岩。