辽宁省寒武纪碱厂期岩相古地理分析

李红梅，曲洪祥，赵秀，费平，侯晶，刘爽

辽宁省地质勘查院，辽宁大连116100

辽宁省寒武纪碱厂期岩相古地理分析

李红梅，曲洪祥，赵秀，费平，侯晶，刘爽

辽宁省地质勘查院，辽宁大连116100

根据碱厂组岩性组合、沉积构造、指相化石等特征，对该组形成的沉积环境和岩相古地理进行较深入的分析与研究，可识别出开阔台地相、局限台地相、开阔陆棚相.

碱厂组；岩相古地理；开阔台地相；局限台地相；开阔陆棚相；辽宁省

0 引言

1 地质背景

辽宁省早古生代寒武纪碱厂组（辽西地层小区称昌平组）隶属华北地层区，横跨燕辽地层分区辽西地层小区和辽东地层分区［8］.前者本文称为辽西沉积岩分区；后者细分为大连地层小区和太子河地层小区，本文分别称为大连沉积岩分区和太子河沉积岩分区.昌平组以发育灰色巨厚层夹中厚层白云质灰岩为主，底部常见白云岩，该组假整合于新元古代龙山组之上，厚度为7.6～115 m.碱厂组以发育厚层灰岩、瘤状灰岩、条带状灰岩、藻灰岩为特点，在太子河地层小区该组假整合于新元古代康家组或桥头组之上，厚度为43～141 m；在大连地层小区金州地区，该组假整合于寒武纪大林子组之上，而在复州地区该组则假整合于寒武纪大林子组（复州湾半拉岛子）或新元古代甘井子组（复州湾袁家沟）或长岭子组（泡崖乡）之上，厚度为11～35 m.碱厂组属早古生代寒武系第二统都匀阶❶❶中国地质调查局基础调查部，中国地质科学院地质研究所.《中国区域地质志》工作指南.2012..

2 岩相古地理图编制

2.1 等时面分析

由于辽宁省寒武纪沉积环境的水体不是很深，沉积界面大多位于氧化基准面以上，因此可将气候变化界面视为沉积等时面.利用岩石颜色提供的古气候信息，作为等时面划分编图单元.寒武纪馒头期（大后海段沉积时期）和大林子期沉积单元以紫、红色调岩石为特征，是干旱燥热气候条件下形成的产物，而碱厂期则是以灰色调岩石为特点，故碱厂期顶、底界面分别为馒头组底部和大林子组顶部.

2.2 沉积相和相界线

岩相古地理图上的沉积相（亚相）是用优势法表示，即根据典型剖面上的占主导地位的沉积相类型作为该点的沉积相，然后划分为若干个相（亚相）区，推定沉积相区界线.但是，由于任何沉积相都具有三维空间变化的特点，优势法成图必然会部分地掩盖、模糊，甚至漏掉一些沉积相信息，尤其是在纵向（时间）上的变化特点.弥补的办法是用编制各沉积岩盆地典型剖面沉积序列综合柱状图的方法加以补充完善.

2.3 凹陷区与水下隆起区

沉积盆地凹陷区往往是指沉积中心区，又是沉积厚度最大的地区，但并非是盆地中心.水下隆起区是指沉积盆地上的原剥蚀区，当沉积序列由浑水沉积转为清水沉积时，即视为原剥蚀区已转换为水下隆起区.

2.4 古剥蚀区的含义

(4)矿区内有集镇、村庄和多个小煤矿分布，产生的生活污水大部分未经处理直接排入地表水体，受生活污水影响，矿区内的地表水体部分河段中污染因子总磷、粪大肠菌群超标，地表水水质超标对矿区建设有一定的制约作用。

古陆泛指地史时期中各种形式的古老陆地，通常是面积广阔的结晶岩分布地区.《辽宁省区域地质志》［6］编著“沉积作用”时，往往将与沉积时期中出露面积不大或是否为结晶岩分布区的陆地皆称为古陆，而没有分清是今剥蚀区，还是古剥蚀区.古陆地形有两种类型，即埋藏地形和再造地形，前者可以查明其具体分布形态，后者只能通过推断而了解其概貌.由于沉积岩区后期的构造作用或剥蚀作用的影响，判断该区是零沉积还是零剥蚀，并恢复古剥蚀区及其界线往往是比较困难的.因此，本次编制岩相古地理图以剥蚀区替代《地质志》［6］称谓的古陆.本文剥蚀区的含义是，不论面积大小或是否为古老结晶岩（变质岩结晶基底）的地区，只要能提供(推断)该期沉积物质的场所均可视为古剥蚀区，简称为剥蚀区.

图1 辽宁省寒武纪碱厂期（昌平期）岩相古地理图Fig.1 Lithofacies palaeogeographic map of Liaoning during the Cambrian Jianchangian（Changpingian）Age

3 碱厂期（昌平期）岩相古地理

新元古代震旦纪—早寒武世时期，华北陆块辽宁大部处于风化剥蚀和夷平作用阶段，仅大连地区尚存一隅残留海盆.早寒武世大林子期强干旱气候结束后，全球海平面迅速上升，碱厂期是本区中元古代形成沉积盖层以来最大的海侵事件之一，古地理面貌遂发生了根本性的改观.尽管该期沉积盆地的相对海平面不是很深，但原绥中剥蚀区（青白口纪古陆［6］，下同）和岫岩剥蚀区已沦为海底隆起区，同时出现了本溪-桓仁海底凹陷区.该期沉积厚度总体上较稳定，一般为10～50 m.沉积中心位于本溪县东部，沉积厚度可达141 m.海侵方向由SW→NE.岩相古地理特征如图1.岩建造，形成于雏形开阔碳酸盐台地相、开阔陆棚相和局限碳酸盐台地相.而靠近剥蚀区之鞍山-桓仁一线附近，该组底部灰岩中夹有石英砂岩，为浑水陆源碳酸盐建造.碱厂期形成的气候条件为温暖潮湿气候带.

4 碱厂期（昌平期）沉积建造

由于前碱厂期地形地貌较为平缓，碱厂期海侵畅通无阻，朝阳-锦州-本溪-桓仁以南地区出现一片汪洋之景观，迅速达到最大海泛期，大连地区则发育了凝缩段沉积（瘤状灰岩）.故该组以碳酸盐岩沉积为主要特征，其岩性为泥晶灰岩、藻灰岩、瘤状灰岩、鲕粒灰岩、白云岩等，为清水异地碳酸盐建造和白云岩型蒸发

5 碱厂期（昌平期）主要沉积相

碱厂期气候温暖潮湿，以三叶虫类化石出现为特征，并伴有腹足类、瓣腮类、棘皮类（始海百合）等化石，是寒武纪生物演化大爆发的开始.该期以清水碳酸盐沉积为特征，沉积相类型简单，可识别出开阔台地相、局限台地相和开阔陆棚相.各地层小区沉积序列时空分布特征如图2.

5.1 开阔台地相

大连地区开阔台地相形成于碱厂早期，太子河地区则见于碱厂晚期，由台地边缘礁（滩）亚相、礁（滩）间海亚相和潮坪滩亚相组成.

（1）台地边缘滩（潮坪滩）亚相

图2 辽宁省寒武纪碱厂期（昌平期）沉积序列综合柱状图Fig.2 Comprehensive column of sedimentary sequence of Liaoning during the Cambrian Jianchangian（Changpingian）Age

碱厂组下部由灰色中厚层砂屑、生物屑灰岩及含砾屑砂屑灰岩组成，发育冲刷面、斜层理，为水体能量较高的台地边缘滩（潮坪滩）亚相形成的产物.该亚相沉积厚度不大（1～7 m），但遍布大连地区.

（2）台地边缘礁（台内礁）亚相

太子河地区：碱厂组中部为深灰色巨厚层叠层石灰岩，横向上分布稳定，显示台地边缘礁的特点.大连金石滩一带：碱厂组下部为中厚层藻灰岩，呈透镜体产出（点礁大小2～3 m），礁体间为砂屑、鲕粒灰岩充填，显示了台内礁亚相沉积的特点.

（3）台内礁（滩）间海亚相

碱厂组上部为薄层泥晶灰岩和含燧石结核泥晶灰岩，发育水平层理，具强烈的生物扰动构造，为潮下低能静水礁（滩）间海亚相形成的产物.该亚相主要分布于太子河地区.

5.2 局限台地相

5.3 开阔陆棚相

当碱厂期海侵达最大海泛面时，才能出现开阔陆棚相沉积.因此，开阔陆棚相在大连地区形成于碱厂晚期沉积，而太子河地区则见于碱厂早期沉积.开阔陆棚相由斜坡亚相和盆地亚相组成，前者为灰色条带状泥晶灰岩、薄层泥晶灰岩等潮下静水泥沉积，后者则为灰绿色薄层瘤状灰岩、泥灰岩等陆棚灰泥沉积，产三叶虫化石.大连金石滩一带灰绿色钙质泥岩中产丰富的棘皮动物始海百合、三叶虫等化石，化石保存完好，岩石具水平层理.以上特征均反映了开阔浅海陆棚相沉积特点.

6 结论

（1）辽宁省寒武纪碱厂期（昌平期）沉积由开阔碳酸盐台地相、局限碳酸盐台地相和开阔陆棚相组成.

（2）碱厂期是辽宁省古生代首次发生广泛海侵的时期，形成了该区的雏形局限碳酸盐台地——开阔碳酸盐台地相.

［1］聂振声.本溪太子河流域早寒武世馒头期岩相古地理特征与石膏普查［J］.辽宁地质学报,1984（1）:69—80.

［2］丁杰.辽西早寒武世老庄户期岩相古地理及其地球化学特征［J］.辽宁地质,1986（1）:23—34.

［3］丁杰，王洪战，范国清，等.太子河流域本溪期沉积相特征［J］.辽宁地质,1988（2）:136—146.

［4］范国清.辽宁石炭纪海侵［J］.辽宁地质,1987（2）:132—145.

［5］王洪战，范国清，丁杰，等.辽东太子河流域石炭-二叠纪岩相古地理及铝土矿成矿地质条件［J］.辽宁地质,1991（1）:1—42.

［6］辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志［M］.北京：地质出版社, 1989.

［7］曲洪祥，鲍庆忠，董万德，等.辽宁南华系的划分及其特征［J］.地质与资源,2011,20（6）:430—433.

［8］辽宁省地质矿产勘查开发局.辽宁省岩石地层［M］.武汉：中国地质大学出版社,1997.

ANALYSIS ON THE LITHOFACIES PALEOGEOGRAPHY OF CAMBRIAN JIANCHANG FORMATION IN LIAONING PROVINCE

LI Hong-mei,QU Hong-xiang,ZHAO Xiu,FEI Ping,HOU Jing,LIU Shuang

Liaoning Institute of Geological Exploration,Dalian 116100,Liaoning Province,China

Based on the characteristics of lithological association,sedimentary structure and facies fossil,the sedimentary environment and lithofacies paleogeography of Cambrian Jianchang Formation are studied.The open platform facies, restricted platform facies and open shelf facies are identified respectively.

Jianchang Formation;lithofacies paleogeography;open platform facies;restricted platform facies;open shelf facies;Liaoning Province

1671-1947（2015）03-0169-04

P531

A

2014-12-15；

2015-04-13.编辑：张哲.

李红梅（1969—）女，地质工程师，从事地质勘查工作，通信地址辽宁省大连市金州区五一路10号，E-mail//942282863@qq.com