越南吉婆岛早石炭世维宪期礁相地层微相特征

摘 要：越南吉婆岛早石炭世珊瑚礁发育在碳酸盐岩台地内部。本文以碳酸盐岩微相分析为主要手段，对珊瑚礁剖面中岩石的微相特征和沉积环境进行研究。主要总结出3个微相类型：生物碎屑泥粒灰岩、珊瑚格架障积岩、生物碎屑颗粒灰岩。

关键词：礁灰岩 微相特征 早石炭世

1. 地质背景

本文研究的珊瑚礁发育于吉婆岛南部，地层分区属北部盆地（Bac Bo Basin）东北部的广宁亚盆地分区，构造位置属广宁地区，由下石炭统地层组成。礁体产出时代为早石炭世维宪期，地层层位属于下石炭统北山组，主要为灰色或浅灰色的、厚层状或块状的灰岩，其内含有大量的生物碎屑，如有孔虫、珊瑚、腕足等等。珊瑚礁属珊瑚点礁，高约6米，侧向延伸约12米，礁灰岩类型主要为珊瑚礁灰岩和生物碎屑灰岩。在吉婆岛地区早石炭世地层中常见四射珊瑚Donophyllum sp.和Thysanophyllum sp.，造礁生物主要为群体四射珊瑚Donophyllum sp.和Thysanophyllum sp.。Donophyllum sp.呈丛状和角柱状两种生长形式，排列致密形成了坚固的抗浪屏障，是礁核的重要组成部分。Thysanophyllum sp.以群体角柱状生长形式建造了礁体的上部格架。

碳酸盐岩微相分析是碳酸盐岩沉积学研究的重要方法和手段，目前在越南、中国和世界有关碳酸盐岩微相分析方面的研究很多，已经取得大量成果。在研究区中前人对晚泥盆世-早石炭世的地层主要以古生物学和地层学研究为主，对珊瑚礁的形态特征、生长建造模式没有深入的认识，而本文以剖面中碳酸盐岩微相分析为主要手段，对珊瑚礁灰岩的微相特征和沉积环境进行研究。

2. 碳酸盐岩的颗粒类型及特征

吉婆岛地区珊瑚礁灰岩剖面为一套台地边缘相的灰色或浅灰色厚层状或块状灰岩沉积，无陆源碎屑物。碳酸盐颗粒组分包括生物碎屑、似球粒，缺乏在浅水碳酸盐台地环境中常见的鲕粒、团块和高能水体沉积环境中的核形石。各种颗粒组分的特征叙述如下：

2.1 生物碎屑

吉婆岛地区珊瑚礁剖面中生物碎屑含量最高，生物类型丰富，分布广泛。根据生物碎屑的体积含量由多到少有：棘皮类、藻类、有孔虫以及一些单体珊瑚等，为正常海相底栖生物。

有孔虫类： 是剖面中广泛分布的化石，种属丰富，是一种重要的造岩成分。岩石中有孔虫类化石少数破碎，多数完整，并发育不同程度的泥晶化。有孔虫壳体大小都在0.1 – 0.12mm之间。

海百合茎在剖面中是一种常见的、广泛分布的生物化石，多为海百合茎片，呈明显的单晶结构，剖面上部的泥粒灰岩和颗粒灰岩中海百合茎的含量相对丰富，海百合茎片破碎、分散分布，在其边缘或整体遭受泥晶化，部分茎片可见到泥晶网格状构造。

单体珊瑚化石主要在剖面中伴随藻类出现，壳体多破碎，少量保存完整。

其他生物碎屑：除了上述3种生物碎屑含量较高外，剖面中也发现有其他种类，有藻类、介形类、腹足类等。

2.2 似球粒

似球粒为粉屑及别的碳酸盐岩颗粒，密集状分布，形态为圆球，卵形。粒径大小集中在0.05-0.1mm，缺乏内部结构，薄片中可见细粒生物骨屑，介形虫。似球粒之间以微亮晶胶结为主，颗粒之间排列不规则，显示为无纹层构造。该类型颗粒主要出现在珊瑚礁的盖层和珊瑚层的基底之中。

2.3 其他颗粒

除了上述颗粒类型之外，剖面上还出现少量粘结生物和一些未知成因的颗粒，这些未知成因颗粒多分布在剖面的中下部，在镜下多呈球状和条带状，内部多为细晶方解石，具有薄层的泥晶外套，厚在0.2-1mm之间，有球状内部会充填一些灰泥颗粒和生物碎屑

3. 珊瑚礁剖面的微相类型及特征

越南北部吉婆岛石炭纪维宪期的礁相剖面为一套巨厚层深灰色质纯碳酸鹽岩沉积，岩相对比较单一。本文以Dunham的碳酸盐岩微相分类方案为基础，根据生物碎屑在礁相剖面沉积过程中的变化，将吉婆岛维宪期礁相剖面由下至上划分为泥粒灰岩、颗粒灰岩和珊瑚格架障积岩三种类型。

MF1：生物碎屑泥粒灰岩

本微相主要出现在珊瑚礁的基底和珊瑚层的盖层之中。生物碎屑以海百合和有孔虫为主，还可见一些藻类碎片和似球粒等。生物碎屑多数为灰泥结壳或泥晶化。颗粒之间泥质支撑或亮晶胶结。该微相表现出了沉积在细粒基质中的被磨蚀的和被包壳的生屑，无外海相通且无陆源碎屑注入，海水的循环程度中等至良好，处于浪基面附近或以下。因此，通常出现在具有开阔性水循环的开阔台地环境。

MF2：珊瑚格架障积岩。

本微相主要出现在珊瑚礁和珊瑚层内。由致密丛状或块状原地生长的群体四射珊瑚格架障积生物碎屑而成。礁体内珊瑚格架通常排列致密，珊瑚个体之间可见少量的生物碎屑，致使礁体具有更坚硬骨架用以抵抗风浪。而珊瑚层内珊瑚格架一般零散分布，发育规模小。该微相主要出现于礁相环境。

MF3：生物碎屑颗粒灰岩

本微相主要出现在珊瑚礁的盖层和珊瑚层的基底之中。由棘屑和有孔虫占主导地位的生屑颗粒，存在少量的似球粒和藻碎片，其他生物碎屑少见。生物碎屑粒度细，分选较好，颗粒之间亮晶胶结。代表受波浪作用的浪基面之上的沉积环境，通常出现于台地边缘的浅滩环境。

4. 礁剖面的沉积相分析

综合上述珊瑚礁灰岩的微相分析，吉婆岛珊瑚礁剖面的沉积环境为开阔台地环境，符合越南北部早石炭世陆表海沉积的特点。综合上述特点可在剖面中识别出以下3个沉积相：①开阔台地相；②珊瑚礁相；③台内浅滩相。它们的沉积特征如下：

开阔台地相：位于正常浪基面以下，波浪作用较弱，水动力能量指数（粒泥比）较低。生物分异度较低，属于底栖生物组合，基质以灰泥为主，岩性主要为生物碎屑粒泥灰岩。含有少量似球粒，主要由MF1组成，沉积环境为弱动荡的、开阔台地环境。

珊瑚礁相：由 MF2组成，珊瑚为丛状和块状生长、密集排列。在珊瑚之间沉积有较小的生物碎屑和大量灰泥，藻片保存较完整。珊瑚具有很高的生产率，可以迅速占据海底空间从而限制其他正常浅海生物生长，因此岩石中其他生物含量很少，薄片中可见少量藻团块。岩石类型为珊瑚泥粒灰岩和珊瑚粒泥灰岩。代表浪基面以上的、温暖的、中高能量环境。

台内浅滩相：由MF3 组成，颗粒含量和类型丰富，团块含量丰富，似球粒以生物磨蚀颗粒为主。生物化石多破碎，分异度较高，生物颗粒粒泥晶化现象明显，都有礁高程度的磨蚀和分选。海百合茎多被破碎且分散分布，有孔虫的形态混杂。岩石类型为生物碎屑亮晶颗粒灰岩，颗粒间沉积和灰泥多被波浪作用带走。沉积环境为正常浪基面以上，中等动荡、温暖的浅开阔台内浅滩环境，能量水平类似正常浅海。

越南吉婆岛珊瑚礁剖面的沉积相变化是由上述的3个沉积相重复出现组成，珊瑚礁相频繁出现在多个层位，海平面的升降频繁使得在剖面上形成了不同的沉积相：开阔台地相→珊瑚礁相→台内浅滩相。

5.结论

越南吉婆岛早石炭世维宪期地区珊瑚礁灰岩剖面进行碳酸盐岩微相综合分析，研究得出以下结论：

1.越南吉婆岛珊瑚礁灰岩剖面早石炭世碳酸盐颗粒主要有：生物碎屑以及似球粒，根据内部组分及组构可对其进一步划分。

2.珊瑚礁灰岩剖面主要发育3种微相类型： MF1生物碎屑泥粒灰岩、MF2珊瑚格架障积岩、MF3生物碎屑颗粒灰岩。

参考文献：

张园园，王建坡，马俊业，姚小刚，王媛媛，李启剑，李越.2009.礁滩分类以及在岩芯中的识别.古生物学报，48（ 1） ： 89 ～ 101