Question

志留纪地层

Answer 1

一、区域地层特征

志留纪地层划分为:肮脏沟组(Sa)、泉脑沟山组(Sq)、旱峡组(Sh)三个岩石地层单位。顶底界线明晰，划分标志清楚。

1.分布特征

北祁连西段志留纪地层分布于北祁连北麓的肃南地层小区，空间上呈条带状出露于走廊南山岩浆弧单元。地层多呈单斜层断块状产出，未发生褶皱变形，与上下界线不清。

2.岩性岩相特征

1)下志留统肮脏沟组(Sa):主要为灰绿色碎屑岩，偶见少量碳酸盐岩。根据岩性特征及岩石组合，将其划分为三个段。肮脏沟组一段:主要由砾岩、含砾粗砂岩等粗碎屑岩组成。肮脏沟组二段:主要由灰黑色细砂岩、粉砂岩及板岩组成，局部有灰岩透镜体。笔石化石丰富。与上覆、下伏地层呈整合接触。肮脏沟组三段:主要由泥岩夹细砂岩组成，产腕足类化石。与上覆、下伏地层整合接触。

2)中志留统泉脑沟山组(Sq):主要由紫红色、浅灰绿色砂岩、生物碎屑灰岩组成。与上覆、下伏地层呈整合接触。

3)上志留统旱峡组(Sh):主要由紫红色细砂岩、粉砂岩及泥岩组成。与下伏的泉脑沟山组为整合的连续沉积。

3.沉积相

志留纪岩石地层是在同碰撞-挤压构造阶段于北祁连加里东造山带前陆地带形成的一套海相碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造序列。代表了前陆盆地残留海盆沉积充填特征。

肮脏沟组(Sa)代表了加里东晚期同碰撞造山前陆盆地类复理石沉积。

泉脑沟山组(Sq)、旱峡组(Sh)分别代表了盆地充填变浅后浅海陆棚、潮坪沉积。

4.沉积环境及沉积过程

(1)肮脏沟组

肮脏沟组一段发育浊积岩和海底小型水道沉积物，为海底扇沉积环境。含砾粗砂岩、砾岩的存在表明其主要为近源浊积岩。下部发育粗浊积岩，上部是浊积岩与水下河道充填沉积物及水下河道滞留砾岩共存。构造主要是粒序层理、槽状沙纹层理，以及海底牵引流(海流)改造沙纹波痕构造，重荷模构造等。

肮脏沟组二段与一段地层为连续沉积。具粒序层、平行层理、微交错层、交错层、重荷模构造，含笔石化石、结核及自生黄铁矿，为相对海平面上升期沉积的远源浊积岩。

肮脏沟组三段以泥岩为主，产丰富的生物化石，为最大海泛期远海陆棚沉积。在C-M图解上，肮脏沟组沉积物粒度分布呈C=M的线型，与标准浊积岩特征相符(徐卫东等，2006)。

(2)泉脑沟山组

下部主要沉积构造有平行层理、小型交错层理，并见有风暴岩及与其伴生的泄水构造，反映的沉积环境为浪基面以下浅海陆棚，其风暴岩夹层的粒度变化反映出其沉积环境由远源渐变为近源，说明相对海平面下降。中上部主要沉积构造为波痕、潮汐作用形成的双向交错层理、脉状层理、透镜状层理，顶部出现干裂。上述变化说明其沉积环境为浅潮下带—中潮坪，总体水位逐渐变浅。碎屑岩与碳酸盐岩共存是碎屑物供应量变化造成。紫红色、灰绿色的杂色特征则是由于局限的残留盆地中相对海平面变化、沉积物供给、气候条件、构造变动等多种因素的变化造成。泉脑沟山组中上部砂岩的粒度分布曲线特征与波浪带海砂的粒度分布特征相似，分布曲线由三个总体构成，滚动总体和悬浮总体所占比例很低，且分选性较差(斜率小)，跳跃总体分选性好(斜率大)，所占岩石比例在90%以上，粒度区间为2.5～5Φ(徐卫东等，2006)。

(3)旱峡组

下部粉砂岩，发育平行层理、浪成波痕、伴有泄水构造，属浪基面以下浅海陆棚环境。中部细砂岩夹粉砂岩、泥岩，发育板状斜层理、人字型层理、脉状层理、透镜状层理、波痕、干裂、雨痕，形成环境为潮下带—高潮泥坪。上部粉砂岩夹泥岩，除上述沉积构造外，干裂构造特别发育，主要形成于中潮坪—高潮泥坪(徐卫东等，2006)。

二、研究区地层特征

本区志留纪岩石地层出露较全。

1.肮脏沟组(Sa)

(1)地层分布特征

主要分布在金佛寺岩体的西南部干巴河脑-马营河区域，与区域地层方向一致，呈条带状沿NW—SE向展部。

(2)影像特征

在石鸡河、大海子一带，呈玫瑰红色、褐紫红色，宏观较均匀深色调，条带状、斑条状影纹，表面光滑，平行树枝状水系，二级冲沟V形中-深切割，尖棱状山脊直线、局部折线平面延伸，宏观显示层理，总体岩石新鲜感较强。向西延伸至肮脏沟一带，色彩趋变为灰绿色、深灰色夹褐红色条带，细长条状、斑点状纹形，宏观粗糙程度中等，尖棱状山脊S形、折线型延伸，次山脊以S形延伸为主，山包次浑圆状。肮脏沟组多构成中—低山地貌，地势较低处植被发育。细密条状纹形(显示层理)、二级冲沟V形影纹图案、冲沟形态、峰谷组合仍比较相近，具可比性。中段解译程度比东、西两段要好。

(3)岩性特征

肮脏沟组一段以浊积岩的发育为特征，主要由灰黑、灰绿色板岩组成。肮脏沟组二段以重力流块体沉积发育为特征，主要由灰色粉砂岩、灰黑、灰绿色板岩组成。肮脏沟组三段以上扇水道砾质浊积岩及低密度浊积岩发育为特征，主要类型由板岩、砂岩组成(徐卫东等，2006)。

(4)沉积环境分析

肮脏沟组沉积充填序列代表了低水位期前陆盆地之残留海盆沉积充填的演化过程。沉积层序类型综合有以下几种:

1)下部发育CDE段鲍马序列，但同时也有BDE、DE几种韵律性基本层序，属EF型泥质浊积岩序列。据T.H.NiIsen等(1998)模式，相当于扇缘或盆地平原沉积。

2)中部发育波状沙纹层理及正向递变层理，除DE基本层序外，还有BCE、CE等。该段层序结构与T.H.NiIsen等(1998)模式对比相当于外扇沉积。

3)上部层序段有BCE、CE、DE鲍马层序类型。代表了中扇沉积环境下的产物。

上述沉积层序类型反映了由盆地平原—外扇—中扇的环境变化过程。总体反映出残留海盆地在低水位期深海扇不断向前推置的变化过程。

综上所述，区内肮脏沟组(Sa)具复理石沉积的特点。盆地沉积建造序列代表了弧后前陆盆地沉积充填早期初始不对称前陆海槽发展阶段。发育Ⅰ型沉积层序，自下而上沉积充填为:发育进积型副层序组合的低水位盆底扇重力流块体沉积、发育加积型副层序组合的低水位楔，由盆地平原-外扇-中扇浊积岩、水道沉积组成。从上扇水道—海底平原—中扇—外扇浊积岩均有不同程度的发育。反映了奥陶纪末加里东造山带快速隆升，差异升降使得盆地整体呈现出向新生造山带一侧(中祁连岛弧)陡倾的箕状断陷。盆地向北部陆块区缓倾。物源主要来自造山带一侧(图2-2)。肮脏沟组沉积早期的滑塌型重力流块体沉积，说明低水位期大陆斜坡较陡，沉降中心距物源区相对较近，具同碰撞型海底扇沉积特征。

2.泉脑沟山组(Sq)

(1)地层分布

主要分布在金佛寺岩体的南西部大部分区域，与区域地层方向一致，呈条带状或斑点状零星分布于旱峡组(Sh)内。

(2)影像特征

石鸡河以东为砖红色、蓝灰色均匀深色调，条带状、斑块(点)状影纹。西至昌马公社幅旱峡煤矿一带，为蓝灰色(主)、褐红色(次)宏观较均匀深色调，斑点状、短条带状影纹，表面粗糙感强(由东向西岩石粒径变大)，一、二级冲沟混合发育，次浑圆状山脊无明显延伸，多呈短直线、短S形杂乱延伸，与东部有差别。

图2-2 北祁连地区早志留世弧后前陆盆地沉积模式

(3)岩石组合

主要由紫红色、浅灰绿色砂岩、生物碎屑灰岩组成。与上覆、下伏地层呈整合接触。

(4)沉积环境分析

区内泉脑沟山组(Sq)为一套海相碳酸盐岩、砂泥质沉积建造序列。沉积环境相对稳定，沉积物多以细粒砂岩、粉砂岩及泥灰岩为主，产丰富的浅海壳类动物化石。介壳层中大化石以腕足最为发育，壳体与纹饰具不同程度的磨损，显然其代表的沉积环境应为水体动荡的受潮汐作用影响的潮坪碳酸盐沉积环境。垂向上泉脑沟山组沉积具半深海浊流沉积向风暴浪控陆棚沉积过渡的特点。

3.旱峡组(Sh)

(1)地层分布

主要分布在金佛寺岩体的南西部大部分区域，与区域地层方向一致，呈条带状NW-SE向分布。

(2)影像特征

在TM743基础合成的图像上，色调为较均匀的蓝灰色，斑条状纹形，表面粗糙，影像影纹特征明晰，可填图性强。

(3)岩石组合

主要岩性:上部为紫红色粉砂岩为主夹粉砂质、钙质泥组成，其沉积层序具中潮坪沉积的特征;下部主要由板状交错层理发育的砂岩及潮道滞留沉积构成。

(4)沉积环境分析

旱峡组(Sh)沉积组合为一套源自正常陆源碎屑稳定充填的前陆盆地沉积，沉积物粒径向上逐渐变粗，显示了进积型沉积的特点，形成于相对海平面下降的过程中，陆源碎屑微量元素Sr/Ba比值为l(引自1∶5万昌马幅区调报告)，系海陆沉积的临界值。沉积构造的分布与层位密切相关，下部主要为双向冲洗层理、平行层理及波痕构造等，属前滨深水环境的产物;上部多以单向斜层理、板状交错层理、干裂、雨痕发育为特征，属后滨沉积环境产物。旱峡组(Sh)沉积充填中心为玉门旱峡—大草滩一带、安西红口子一带。

Answer 2