甘肃河西走廊地区下石炭统岩相古地理研究
|
摘要
研究区范围西起甘肃肃南东至宁夏同心，北起甘肃张掖-武威一线，南抵甘肃天祝一靖远一线的广大区域。本文以现代沉积地质学、岩石学、岩相古地理学为理论基础，通过野外剖面测量、沉积相分析并结合前人研究成果，对甘肃河西走廊地区3条实测剖面、26条收集剖面的下石炭统进行沉积相及岩相古地理研究，并取得了以下主要成果：
（1）通过野外露头研究及室内岩石薄片鉴定，对河西走廊地区下石炭统主要岩性进行了研究，并将其划分为灰岩、白云岩、砂岩、泥（页）岩、硅质岩、石膏和煤7种类型。其中，以灰岩、砂岩和泥页岩为主，白云岩、石膏、煤及硅质岩往往分布局限或成夹层状产出。
（2）根据剖面岩性、沉积构造、含化石组合等，对研究区29条剖面的下石炭统进行了详细的沉积相划分，共识别出4大沉积体系、8种沉积相及若干种沉积微相，并对各沉积相和沉积微相进行了详细分析。4大沉积体系分别为碳酸盐岩台地、浅海体系、障壁-潮坪-泻湖体系和三角洲体系；8种沉积相包括开阔台地相、局限台地相、浅海相、潮坪相、泻湖相、障壁岛相、海湾相和三角洲相。
（3）根据剖面相序结构的分析，对研究区4条剖面进行了详细的沉积旋回划分，将其划分为3个沉积旋回。由于各剖面地层发育完整性不同，所以各剖面旋回数目不尽相同。
（4）根据29条剖面的横向对比，利用单因素分析多因素综合作图的方法，以阶为单位详细编制了走廊地区早石炭世岩相古地理图。在此基础上，详细总结了各主要沉积相带的区域展布特点及古地理演变规律。
The study area is bounded by Sunan to the west of Gansu, Tongxin of Ningxia tothe east, Zhangye and Wuwei area to the north, Tianzhu and Jingyuan area to thesouth. on the basis of theories of Sedimentary geology, petrology, Lithofaciespaleogeography and the investigation of filed sections and analysis of sedimentaryfacies, coupled with previous study, the following fruitfull results have been achieved:
The research of main lithology of lower Carboniferous in Hexi Corridor ofGansu prov.ince have been conducted by outcrop observation and thin sliceindentification, and limestone, dolomite, sandstone, mud(shale), cherts, gypsum andcoal are recognized as seven main types, among which limestone, sandstone, mud arethe majority and dolomite, gypsum and coal usually locate in limited area.
According to the lithology, sedimentary structure and fossil assemblages， adetailed sedimentary facies division for lower Carboniferous in research area havebeen made and4sedimentary systems and8sedimentary facies and severalSedimentary micro facies have been identified. Four sedimentary systems arecarbonate platform, shallow water system, the barrier-tidal flat-lagoon system anddelta system separately;8sedimentary facies include open platform facies, restrictedplatform, shallow marine, tidal flat, lagoon, barrier Island phase, Gulf and delta facies
Under the analysis of facies sequence configuration,3sedimentary three-level-cycles have been divided after a detailed division for sedimentary cycle of4sectionsin research area. The number of cycle in different section is not the same because ofthe difference of strata integrity.
According to horizontal contrast of29sections, an Early Carboniferouslithofacies paleogeography map of Hexi Corridor in unit of stage have beenelaborated by mapping method of univariate analysis and multifactor comprehensive.A detailed conclusion about distribution characteristic of major sedimentary faciesand palaeogeographic evolution are made.
（1）通过野外露头研究及室内岩石薄片鉴定，对河西走廊地区下石炭统主要岩性进行了研究，并将其划分为灰岩、白云岩、砂岩、泥（页）岩、硅质岩、石膏和煤7种类型。其中，以灰岩、砂岩和泥页岩为主，白云岩、石膏、煤及硅质岩往往分布局限或成夹层状产出。
（2）根据剖面岩性、沉积构造、含化石组合等，对研究区29条剖面的下石炭统进行了详细的沉积相划分，共识别出4大沉积体系、8种沉积相及若干种沉积微相，并对各沉积相和沉积微相进行了详细分析。4大沉积体系分别为碳酸盐岩台地、浅海体系、障壁-潮坪-泻湖体系和三角洲体系；8种沉积相包括开阔台地相、局限台地相、浅海相、潮坪相、泻湖相、障壁岛相、海湾相和三角洲相。
（3）根据剖面相序结构的分析，对研究区4条剖面进行了详细的沉积旋回划分，将其划分为3个沉积旋回。由于各剖面地层发育完整性不同，所以各剖面旋回数目不尽相同。
（4）根据29条剖面的横向对比，利用单因素分析多因素综合作图的方法，以阶为单位详细编制了走廊地区早石炭世岩相古地理图。在此基础上，详细总结了各主要沉积相带的区域展布特点及古地理演变规律。
The study area is bounded by Sunan to the west of Gansu, Tongxin of Ningxia tothe east, Zhangye and Wuwei area to the north, Tianzhu and Jingyuan area to thesouth. on the basis of theories of Sedimentary geology, petrology, Lithofaciespaleogeography and the investigation of filed sections and analysis of sedimentaryfacies, coupled with previous study, the following fruitfull results have been achieved:
The research of main lithology of lower Carboniferous in Hexi Corridor ofGansu prov.ince have been conducted by outcrop observation and thin sliceindentification, and limestone, dolomite, sandstone, mud(shale), cherts, gypsum andcoal are recognized as seven main types, among which limestone, sandstone, mud arethe majority and dolomite, gypsum and coal usually locate in limited area.
According to the lithology, sedimentary structure and fossil assemblages， adetailed sedimentary facies division for lower Carboniferous in research area havebeen made and4sedimentary systems and8sedimentary facies and severalSedimentary micro facies have been identified. Four sedimentary systems arecarbonate platform, shallow water system, the barrier-tidal flat-lagoon system anddelta system separately;8sedimentary facies include open platform facies, restrictedplatform, shallow marine, tidal flat, lagoon, barrier Island phase, Gulf and delta facies
Under the analysis of facies sequence configuration,3sedimentary three-level-cycles have been divided after a detailed division for sedimentary cycle of4sectionsin research area. The number of cycle in different section is not the same because ofthe difference of strata integrity.
According to horizontal contrast of29sections, an Early Carboniferouslithofacies paleogeography map of Hexi Corridor in unit of stage have beenelaborated by mapping method of univariate analysis and multifactor comprehensive.A detailed conclusion about distribution characteristic of major sedimentary faciesand palaeogeographic evolution are made.
引文
Adams A E, MacKenzie W S, Guilford C. Atlas of Sedimentary Rocks under theMicroscope[M].Harlow: Longman,1984:1-107
Chamley H. Sedimentology[M]. New York: Springer-Verlag,1990:120-150
Dunham G R. Classification of carbonate rocks according to depositional textures[J].AAPG Bulletin,1962,1:108–121
Erik Fliigel. Microfacies of Carbonate Rocks: Analysis, Interpretation andApplication[M]. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag,1982:1-879
Mei Mingxiang. Revised Classification of Microbial Carbonates: Complementing theClassification of Limestones[J]. Beijing: Earth Science Frontiers,2007,14(5):222–234
Miall A D. In defense of facies classifications and models[J]. Journal of SedimentaryResearch,1999,69(1):2–5
Reading H G. Sedimentary Enviroment and Facies[M]. Oxford: Blackwell ScientificPublications,1986
Wright V P. A revised classification of limestone[J]. Sedimentary Geology,1992,76:177–185.
陈建强，周洪瑞，王训练.沉积学及古地理学教程[M].北京：地质出版社，2004
陈世悦，刘焕杰.华北晚古生代海平面变化研究[J].岩相古地理,1995,15（5）:23-28
冯增昭，彭勇民，金振奎，等.中国寒武纪和奥陶纪岩相古地理[M].北京:石油工业出版，2004
冯增昭，杨玉卿，鲍志东.中国南方石炭纪岩相古地理[J].古地理学报，1999(01)：2-4
冯增昭，杨玉卿，金振奎，等.中国南方二叠纪岩相古地理[J].沉积学报.1996(02)：3-4
冯增昭.单因素分析多因素综合作图法——定量岩相古地理重建[J].古地理学报，2004(01)：2-10
冯增昭.单因素分析综合作图法—岩相古地理学方法论[J].沉积学报，1992(03):3-5.
冯增昭.华北地台东部晋冀鲁京津地区早奥陶世岩相古地理[J].沉积学报，1986（04）：2-5
冯增昭.华北早奥陶世岩相古地理新探[J].地质科学，1979(04)：4-5
冯增昭.碳酸盐岩岩相古地理学[M』.北京:石油工业出版社，1989
冯增昭等.华北地台早古生代奥陶纪岩相古地理〔M].北京:地质出版社，1990:1-270
冯益民，吴汉泉.北祁连及其邻区古生代以来的大地构造演化初探[J].西北地质科学，1992，13（2）：70-71
甘肃省地质矿产局.甘肃地质(甘肃的石炭系)[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1987:124-131.
甘肃省地质矿产局.甘肃省区域地质志[M].北京:地质出版社,1989:171-198
何宝珍,曹吉祥.西北地区石炭纪古地理轮廓及沉积特征[J].煤田地质与勘探,1982,(2)：5-6
侯中键，陈洪德，田景春等.层序岩相一古地理编图在岩相古地理分析中的应用[J].成都理工学院学报，2001，28(4):7-9.
贾振远,李之琪.碳酸盐岩沉积相和沉积环境[M].武汉:武汉地质学院出社，1989:45-142
李星学，姚兆奇，蔡重阳，等.甘肃靖远石炭系生物地层[C].中国古生物南京地质古生物研究所集刊,1974（6）:99-118
刘宝珺，曾允孚.岩相古地理基础和工作方法[M].北京:地质出版社，1985
刘志才，郑昭昌，杨逢清，等.宁夏中卫校育川的纳缪尔期地层剖面[J].地层学杂志，1983（07）：9-10
毛明陆，刘池洋，赵重远.河西走廊东部石炭系展布及找煤方向[J].煤田地质与勘探，1994，22(06)：2-6
陕西省地质矿产局.陕西省区域地质志〔M〕.北京:地质出版社，1989.
佟再三，李汉业.北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征[J].沉积学报,1994,12(01):89-97
佟再三，李汉业.靖远磁窑晚石炭世沉积环境基本特征[J].甘肃地质学报,1995,4(01):21-28
佟再三.北祁连东段石炭纪古地理与构造关系初探[J].甘肃地质学报,1993,2(02):61-66
佟再三.北祁连东段早石炭世前黑山期岩相古地理主要特征[J].地层学杂志,1996,20(03):190-195
王良忱，张金亮.沉积环境和沉积相〔M〕.北京:石油工业出版社，1996
吴秀元，李星学，沈光隆，等.甘肃靖远石炭系研究新进展[J].地层学杂志,1987,11(3):163-179.
武汉地质学院，乐昌硕.岩石学〔M〕.北京:地质出版社，1984.
西安地质学院，玉门石油管理局勘探开发研究院.甘肃河西走廊东部地区石炭纪和二叠纪地层以及沉积相和储层条件的研究[M].西安:西北大学出版社,1989:108-135.
徐亚军.北祁连造山带晚加里东-早海西期造山过程的沉积响应：[博士学位论文].北京：中国地质大学（北京），2010
徐学蓓.鲁西地块奥陶纪岩相古地理研究：[博士学位论文].山东：山东科技大学，2010
阎存凤，袁剑英，赵应成.北祁连东段石炭纪岩相古地理[J].沉积学报，2008(02).
《中国地层典》编委会.中国地层典一石炭系[Ml.北京:地质出版社，2000.
曾允孚，夏文杰.沉积岩石学〔M].北京:地质出版社，1986
Chamley H. Sedimentology[M]. New York: Springer-Verlag,1990:120-150
Dunham G R. Classification of carbonate rocks according to depositional textures[J].AAPG Bulletin,1962,1:108–121
Erik Fliigel. Microfacies of Carbonate Rocks: Analysis, Interpretation andApplication[M]. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag,1982:1-879
Mei Mingxiang. Revised Classification of Microbial Carbonates: Complementing theClassification of Limestones[J]. Beijing: Earth Science Frontiers,2007,14(5):222–234
Miall A D. In defense of facies classifications and models[J]. Journal of SedimentaryResearch,1999,69(1):2–5
Reading H G. Sedimentary Enviroment and Facies[M]. Oxford: Blackwell ScientificPublications,1986
Wright V P. A revised classification of limestone[J]. Sedimentary Geology,1992,76:177–185.
陈建强，周洪瑞，王训练.沉积学及古地理学教程[M].北京：地质出版社，2004
陈世悦，刘焕杰.华北晚古生代海平面变化研究[J].岩相古地理,1995,15（5）:23-28
冯增昭，彭勇民，金振奎，等.中国寒武纪和奥陶纪岩相古地理[M].北京:石油工业出版，2004
冯增昭，杨玉卿，鲍志东.中国南方石炭纪岩相古地理[J].古地理学报，1999(01)：2-4
冯增昭，杨玉卿，金振奎，等.中国南方二叠纪岩相古地理[J].沉积学报.1996(02)：3-4
冯增昭.单因素分析多因素综合作图法——定量岩相古地理重建[J].古地理学报，2004(01)：2-10
冯增昭.单因素分析综合作图法—岩相古地理学方法论[J].沉积学报，1992(03):3-5.
冯增昭.华北地台东部晋冀鲁京津地区早奥陶世岩相古地理[J].沉积学报，1986（04）：2-5
冯增昭.华北早奥陶世岩相古地理新探[J].地质科学，1979(04)：4-5
冯增昭.碳酸盐岩岩相古地理学[M』.北京:石油工业出版社，1989
冯增昭等.华北地台早古生代奥陶纪岩相古地理〔M].北京:地质出版社，1990:1-270
冯益民，吴汉泉.北祁连及其邻区古生代以来的大地构造演化初探[J].西北地质科学，1992，13（2）：70-71
甘肃省地质矿产局.甘肃地质(甘肃的石炭系)[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1987:124-131.
甘肃省地质矿产局.甘肃省区域地质志[M].北京:地质出版社,1989:171-198
何宝珍,曹吉祥.西北地区石炭纪古地理轮廓及沉积特征[J].煤田地质与勘探,1982,(2)：5-6
侯中键，陈洪德，田景春等.层序岩相一古地理编图在岩相古地理分析中的应用[J].成都理工学院学报，2001，28(4):7-9.
贾振远,李之琪.碳酸盐岩沉积相和沉积环境[M].武汉:武汉地质学院出社，1989:45-142
李星学，姚兆奇，蔡重阳，等.甘肃靖远石炭系生物地层[C].中国古生物南京地质古生物研究所集刊,1974（6）:99-118
刘宝珺，曾允孚.岩相古地理基础和工作方法[M].北京:地质出版社，1985
刘志才，郑昭昌，杨逢清，等.宁夏中卫校育川的纳缪尔期地层剖面[J].地层学杂志，1983（07）：9-10
毛明陆，刘池洋，赵重远.河西走廊东部石炭系展布及找煤方向[J].煤田地质与勘探，1994，22(06)：2-6
陕西省地质矿产局.陕西省区域地质志〔M〕.北京:地质出版社，1989.
佟再三，李汉业.北祁连东段石炭纪岩相古地理基本特征[J].沉积学报,1994,12(01):89-97
佟再三，李汉业.靖远磁窑晚石炭世沉积环境基本特征[J].甘肃地质学报,1995,4(01):21-28
佟再三.北祁连东段石炭纪古地理与构造关系初探[J].甘肃地质学报,1993,2(02):61-66
佟再三.北祁连东段早石炭世前黑山期岩相古地理主要特征[J].地层学杂志,1996,20(03):190-195
王良忱，张金亮.沉积环境和沉积相〔M〕.北京:石油工业出版社，1996
吴秀元，李星学，沈光隆，等.甘肃靖远石炭系研究新进展[J].地层学杂志,1987,11(3):163-179.
武汉地质学院，乐昌硕.岩石学〔M〕.北京:地质出版社，1984.
西安地质学院，玉门石油管理局勘探开发研究院.甘肃河西走廊东部地区石炭纪和二叠纪地层以及沉积相和储层条件的研究[M].西安:西北大学出版社,1989:108-135.
徐亚军.北祁连造山带晚加里东-早海西期造山过程的沉积响应：[博士学位论文].北京：中国地质大学（北京），2010
徐学蓓.鲁西地块奥陶纪岩相古地理研究：[博士学位论文].山东：山东科技大学，2010
阎存凤，袁剑英，赵应成.北祁连东段石炭纪岩相古地理[J].沉积学报，2008(02).
《中国地层典》编委会.中国地层典一石炭系[Ml.北京:地质出版社，2000.
曾允孚，夏文杰.沉积岩石学〔M].北京:地质出版社，1986