第一章绪论
从南华冰期到埃迪卡拉纪全球气候发生突变,由冰冷干燥转变为温暖湿润,岩性表现为大套冰硫碌岩转变为大套厚层碳酸盐岩,陆山花组幵始出现细碎肩岩,底部沉积几米厚的碳酸盐岩,岩相和地化特征与现代碳酸盐岩有明显的差别,碳同位素出现负异常,在全球其他地区也发现了这套碳酸盐岩,由于其特殊性被学者们称为“冒碳酸盐岩”。有学者对冒碳酸盐岩进行了详细研究,认为在漫长的冰期,冰川覆盖范围可到达赤道低讳度地区,几乎全球被冰雪覆盖。古陆和洋中脊火山活动强烈,C02含量急剧上升,引起温度上升,冰川开始融化。到了埃迪卡拉纪C02进入海水表面并溶解,以碳酸I丐的形式沉淀,最终形成广泛分布的冒碳酸盐岩,也有学者认为前寒武纪碳酸盐岩几乎都是原生沉淀形成的(胡永云等,1994; Hoffman,1998,2000,2002)。一些学者普遍认为埃迪卡拉纪之前全球普遍缺氧,是某些底栖生物灭绝的主要原因。是什么造成缺氧,目前还没有明显的证据(Hiroto Kinura,2002),或许二叠纪-三叠纪缺氧事件可以提供一些线索。部分学者认为在前寒武纪-寒武纪界线处,"C值与Th/U值有一定的关系,低i3C对应低的Th/U值,高的对应高的Th/U值,但没有明确的提及数值是怎样对应的,而Th/U比值目前被应用于判断氧化还原条件。李朋(2008)对宁强附近的灯影组进行了 i3c和i8o测定,认为藻白云岩段存在一个明显的正漂移,最小值0.303,最大0.806;高家山段下部"C负漂移不明显,上部最大值5.586,最小值-0.021,正漂移明显;碑湾段"C特征明显有别于其他段,下段曲线变化很大,中段变化缓慢,上段负漂移明显,最大值4.028,最小值0.005;宽川铺段曲线显示负漂移,最大值1.951,最小值-1.93,但没有明确给出是什么原因造成的漂移。蒲心纯等(1987)用i3C来划分震旦系沉积相,将数值在7-2划分为碳酸盐台地相、2-1划分为斜坡相、-2-9划分为浅海相。
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第二章区域地质背景
2.1研究区构造演化
经晋宁运动似盖层发生褶皱变形之后扬子板块西北缘处于稳定的被动大陆边缘,开始接受沉积。按照张国伟(2001)构造单元划分方案,研究区位于龙门山造山带,具有与扬子板块其他地区一样的三层盖层。第一阶段为南华纪-志留纪海相沉积盖层,南华冰期结束后,全球发生海侵,海水分别东南、西南两个方向侵入扬子地区,从南向北海水深度增加,埃迪卡拉纪-晚古生代处于浅海台地环境;陆山法组以碎屑岩为主,灯影期陆源碎屑物质供给减少,以厚层块状碳酸盐岩为主,寒武纪又开始出现细粒碎屑岩。早寒武世晚期,扬子西北缘发生裂解,中志留世由于青藏板块的作用,龙门山地区产生右行走滑断层,总体上处于陆缘海沉积环境(盛吉虎,1997;杜利林,2006;赵风清,2006;周炼,2007;李献华2008;):加里东运动致使扬子地台被迫抬升,隆升为古陆,沉积结束。第二阶段为泥盆纪-中三叠世海相火山沉积盖层。
2.2区域地层概述
研究区经晋宁运动形成统一基底,南华系以冰碛岩、冰水沉积为主,南花组处于陆内裂谷向陆缘背景转化,发育冲洪积相组合、陆相或海相火山岩及火山碎屑岩组合、滨浅海相沉积组合,南郑钢厂莲组底部的火山岩是裂谷早期发育产物。南郑剖面近花岗岩物源区,烁岩具有冰碌岩的典型特征(陕西地调院,2008),整合于汉南杂岩之上,碌石遍及整个南华纪地层,下部烁石粗大、大小不等,可能属于基底冰碛亚相;上部砂烁岩,可能属于冰前滨海亚相。宁强胡家坝地区,南华纪地层以碎屑岩为主偶见烁石,下部为薄层粉砂岩、细砂岩,上部为含烁泥岩及局部粉砂岩,代表填平补齐式沉积。南华冰期结束后,海平面开始上升,埃迪卡拉纪发生大规模海侵(储雪蕾,2004;胡修棉,2001;)。莲花组晚期,地壳抬升,缺失相当于地台南部的大塘坡组。埃迪卡拉系在研究区分布范围广(图2-2),陆山花期是Rodinia超大陆裂解的重要地质时期,南论组冰川消融后,在克拉通上表现为强制性的海平面快速上升,直接超覆在陆相充填物和冰碌岩上,陆山陀期四川盆地南部发育憐矿、黑色页岩具有全球可对比性(尹崇玉,2009),汉南古陆核米仓山一带为向上变深的海侵序列,宁强胡家现南北一线以东汉南-米仓山西缘一带为滨海相-海陆相交互相粗碎屑沉积,沉降幅度小,地层厚度小,陕南地区无论是地层厚度还是岩相都比扬子其他地区变化大。
第三章高家山段沉积相研究........... 13
3.1实测剖面描述 ....13
3.2沉积相划分标志................. 16
第四章高家山段沉积物源区研究 .......35
4.1研究琴地层年代研究现状......... 35
第五章研究区区域环境分析及风暴沉积指示意义............. 52
5.1研究区区域环境分析 .............52
第五章研究区区域环境分析及风暴沉积指示意义
5.1研究区区域环境分析
胡家坝地区埃迪卡拉纪灯影期伴随海水作用,形成了一套以碳酸盐岩为主,并有少量陆源碎屑岩的地层。藻白云岩段发育灰白色微晶白云岩,常见叠层石层状和柱状,将藻白云岩段划分为潮间一潮下带。高家山段是本次研究重点,岩石组合变化较大,根据自己实测剖面分析,将高家山段沉积环境归为浅海陆棚相。高家山段根据野外实测观察和室内资料详细整理分析,并在前人研究的基础的上,提出了高家山段细砂-粉屑碳酸盐岩受控于风暴作用,而在风暴间歇期形成了具水平层理的页岩。狮子崖剖面位于胡家现电厂对面,通过野外剖面测量,发现其和高家山剖面具有一定的对比性,本章就高家山段风暴岩和沉积环境在两个剖面的差异作一定研究。
5.2风暴沉积指示意义
风暴沉积是由于飓风作用于海水形成的一种密度流,Michael等(2009)认为全球变暖对飓风具有推波助澜的作用,飓风活动增加与海洋表层水温有关。Makoto (2001)认为风暴形成的丘状交错层理的长丘长波与古代温室气候有关,宁强地区高家山段中具有较多丘状交错层理、波状层理,风暴层频频出现,与一些偶见风暴沉积的地区有较大差别,反映研究区气候变暖,与全球持续变暖相符。现代风暴多发生在低纬度地区,有学者研究总结了中古生代风暴岩后认为,古代风暴发生时的地理位置与现在有些类似,多形成于赤道5° -20°的热带洋面(吴贤涛,1987;郑秀才,1993;赵灿,2013),高家山段风暴岩规模和强度可以证明晚埃迪卡拉世研究区位于赤道低纬地区,这与古地磁资料显示新元古代峡东地区为北纬19°相符(佟彦明等,2002)。
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结论
(1)本文通过对宁强县高家山村灯影组碑湾-牛落坑剖面进行详细的剖面实测,将高家山村灯影组由下往上划分为藻白云岩段、高家山段、碑湾段、宽川铺段。对高家山段进行了详细研究,高家山段主要岩石类型为:粉砂质员岩、钙质粉砂质页岩、灰岩、白云岩、砂岩、砾岩,沉积构造为:水平层理、丘状交错层理、波状层理、正粒序层理、毫米级韵律层理。(2)根据研究区高家山段岩石类型、岩石组构、沉积构造等相标志,认为埃迪卡拉系灯影组为一套滨浅海沉积体系,其中高家山村高家山段可以划分为浅海陆棚亚相,进一步细分为正常浅海微相、近源风暴微相、远源风暴微相,藻白云岩段和碑湾段的白云岩可以划分为潮坪亚相的潮下带微相。(3)对高家山段底部HG-26和顶部HG-72进行碎屑锆石U-Pb年代学研究,样品HG-26年龄数据显示最年轻年龄为635±8Ma,样品HG-72年龄数据显示最年轻年龄为598±llMa,根据前人资料显示把这两个年龄作为高家山段顶底年龄明显偏大,所以笔者综合分析实验得到的数据以及前人研究数据认为:高家山段底部年龄暂定为551Ma,顶部年龄暂定为543 Ma。
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参考文献(略)