云台山地区寒武－奥陶系沉积相特征

近年来，地质学家在野外工作中，普遍应用露头层序地层学研究方法。这是因为建立地层格架是盆地分析的必要条件，而沉积相分析又是层序地层学研究的基础。露头层序地层学特别强调“各种沉积相中的岩石在剖面中排列成向上变浅的旋回”。这种现象在陆棚浅水环境（深潮下－环潮汐）的沉积物中广泛存在。向上变浅的米级旋回在层序地层学中被称为副层序，其界面是海水洪泛面及与之可比的物理界面。河南云台山地区寒武－奥陶纪地层代表陆表海环境的产物，副层序广泛发育并在露头剖面中清晰可辨。云台山及邻区寒武－奥陶纪时期的沉积环境大致可归纳为3种模式：发育鲕滩的缓坡－盆地环境、风暴占优势的缓坡－盆地环境和不发育鲕滩的缓坡－盆地环境。不同环境背景下的沉积物，其沉积相类型和米级旋回的特征表现出明显差异。

1.碳酸盐岩鲕滩的缓坡－盆地环境

（1）沉积相类型

如图1-15所示，发育鲕滩的缓坡－盆地环境模式包括后缓坡（back-ramp）、内（浅）缓坡、中缓坡、外（深）缓坡和陆棚盆地等环境单元。这种环境模型以中寒武统为代表，其沉积相单元的特征概述如下。

图1-15 发育鲕滩的缓坡－盆地沉积模式

后缓坡相：包括潟湖－潮坪环境的浅灰色纹层状白云岩、紫红色块状白云岩和紫红色粉砂质泥岩夹浅灰色薄层鲕粒白云岩，以及潮上带紫红色泥页岩、块状白云岩夹薄层状、条带状石膏。

内缓坡鲕滩相：由鲕粒灰岩夹钙质砂岩组成，鲕粒多为放射同心鲕，少数为纯放射鲕、复鲕；胶结物以亮晶方解石为主，少量为泥晶基质。鲕粒灰岩具斜层理，可见鱼骨状交错层理。浅潮下带，水深小于10 m。

中缓坡相：以鲕粒灰岩和鲕粒角砾岩为主，夹钙质砂岩和薄层泥粒灰岩。鲕粒灰岩以纯放射鲕为特征。不规则条带状鲕粒灰岩砾屑可能为地震液化作用的产物，后又经风暴作用改造，可见有斜层理。上部为深潮下带，水深10～20m。

外缓坡相：一种情况是以鲕粒灰岩为主，次为鲕粒角砾岩，夹钙质粉砂岩、条带状泥质－泥晶灰岩和鲕粒－内碎屑灰岩。鲕粒原为纯放射鲕，现多已重结晶化。另一种情况是条带状泥质－泥晶灰岩与风暴沉积互层，夹薄层鲕粒灰岩、鲕粒－内碎屑灰岩，富生物丘。下部深潮下带，水深20～40m。

陆棚盆地相：主要表现为页岩夹浊积岩。浊积岩成分多为内碎屑、鲕粒与生物屑等。沉积水深大于40m。

（2）副层序特征

在云台山寒武系所观察到的副层序（向上变浅的米级旋回），大致可归纳为以下几种类型。

萨布哈旋回副层序：自下而上由潮下带浅灰色纹理状白云岩、潮间带紫红色不规则纹理白云岩和潮上带紫红色厚层块状白云岩组成。厚层块状白云岩中发育石膏溶孔，厚度较大，为10～15m。下部的角砾岩为膏盐溶解坍塌的产物，盐溶角砾岩段之上即发育萨布哈旋回副层序。

环潮汐旋回副层序：可识别出两种岩相组合。其一下部为潮下带浅灰色白云岩与鲕粒白云质灰岩，向上为潮坪紫红色粉砂质泥岩，底部可见滞留沉积物，厚度2～5m。另一种组合，下部为潮下带浅灰色鲕粒灰岩与鲕粒－内碎屑灰岩（图1-16），上部为潮坪深灰色粉砂质泥岩与绿灰色钙质页岩。颗粒灰岩多具斜层理。厚度5～2.5m。

浅潮下带旋回副层序：为叠覆的浅潮下带鲕滩相鲕粒灰岩，旋回底部可见滞留内碎屑。厚度2～7m 不等。代表向上变粗的浅潮下带旋回，下部深灰－灰色薄层钙质砂岩或薄层粒泥灰岩、条带状泥晶灰岩，向上为鲕滩相深灰色鲕粒灰岩，可夹叠层石。鲕粒灰岩可具斜层理、鱼骨状交错层理，薄层状粒泥灰岩层面可见虫迹。厚1.5～5m。

深潮下带旋回副层序：中缓坡旋回，下部薄层钙质砂岩，向上为厚层条带状鲕粒灰岩，厚2～4m。深缓坡－中缓坡旋回，下部薄层条带状泥质－泥晶灰岩，向上为条带状鲕粒灰岩以及鲕粒角砾岩。鲡粒角砾岩中可见鲕粒灰岩条带构成的斜层理。厚3.5～6.5m。深缓坡旋回，下部条带状泥质－泥晶灰岩，上部鲕粒灰岩、内碎屑－鲕粒灰岩或生物丘，夹碎屑流沉积。厚2～8m。

2.风暴占优势的缓坡－盆地环境

（1）沉积相类型

风暴占优势的缓坡－盆地环境由环潮汐、浅缓坡、中缓坡、深缓坡和陆棚盆地等环境单元组成（图1-17）。风暴对沉积物的改造起主导作用。这种环境模式以上寒武统为代表。

图1-16 鲕粒白云质灰岩

环潮汐相：包括条带状灰岩、内碎屑灰岩、泥粒灰岩和叠层石灰岩。生物扰动强烈。沉积水深小于5m。

浅缓坡相：以薄层状、条带状泥质－泥晶灰岩为主，夹薄层鲕粒灰岩、内碎屑灰岩。浅潮下带，好天气浪基面以上，水深5～10m。

中缓坡相：以风暴沉积发育为特征。临滨风暴沉积层（竹叶状灰岩）垂向上多叠覆在一起或表现为原地堆积，夹条带状泥质－泥晶灰岩。临滨带下部，位于浪基面与平均风暴浪基面之间，水深10～20m。

深缓坡相：主要由条带状泥质－泥晶灰岩与近源风暴岩组成，具有生物丘（叠层石礁）。属于过渡带，水深20～40m，

陆棚盆地相：韵律性泥质－泥晶灰岩、薄层泥晶灰岩、

（2）副层序特征

这种风暴占优势的缓坡－盆地环境背景下沉积的地层，包括页岩及远源风暴浊积岩。其副层序特征的主要表现为环潮汐旋回副层序，如图l-17A所示，自下而上由潮下带内碎屑砾岩与生物扰动灰岩、潮间带泥粒灰岩、叠层石和纹层状泥晶灰岩组成。厚3～5m。

浅潮下带旋回副层序：下部极薄层状泥质－泥晶灰岩，上部条带状或薄层状灰岩，夹内碎屑灰岩（图1-17B）。

深潮下带旋回副层序：大致有3种岩相组合。图1-17C代表中缓坡相旋回，下部条带状泥质－泥晶灰岩，上部为临滨风暴岩。厚3～5m。显示近源风暴岩发育的特征，自下而上由条带状泥质－泥晶灰岩、近源风暴岩和生物丘组成。厚2～4m。

3.碳酸盐岩缓坡－盆地环境

（1）沉积相类型

不发育鲕滩的缓坡－盆地环境由环潮汐、浅缓坡、深缓坡和陆棚盆地等环境单元组成（图1-18）。张夏组－马家沟组为这种环境下的沉积产物。

图1-17 风暴沉积的缓坡－盆地沉积模式及副层序特征

环潮汐相：包括生物扰动泥晶灰岩、粒泥灰岩、叠层石和纹层状白云岩，常见沟道充填的内碎屑与生物屑滞留沉积物，沉积水深小于5m。

浅缓坡相：薄层状、条带状泥晶灰岩、粒泥灰岩和生物扰动灰岩。浅潮下带，水深5～10m。

深缓坡相：韵律性泥质－泥晶灰岩，粒序性灰岩（细颗粒浊积岩），可见碎屑流沉积。深潮下带，水深10～40m。

陆棚盆地相：韵律性灰岩和页岩，有时可见碎屑流沉积。沉积水深大于40m。

（2）副层序特征

环潮汐旋回副层序：自下而上，主要为生物扰动灰岩，有时底部可有内碎屑砾岩（图1-18A），厚1.5～3m。

浅潮下带旋回副层序：如图1-18B所示，下部为薄层状，上部为生物扰动灰岩。厚2～4m。可观察到叠层石灰岩和藻纹层白云岩、条带状泥晶灰岩与粒泥灰岩。

深潮下带旋回副层序：图1-18C中，自下而上为韵律性泥质－泥晶灰岩、薄层泥晶灰岩和泥粒灰岩。厚3～4m。

4.盐岩膏盐相与遗迹化石旋回沉积环境

（1）碳酸盐岩膏盐相

潟湖－潮坪环境的浅灰色纹层状白云岩，以潮上带泥页岩、块状白云岩夹薄层状、条带状石膏为特征（图1-19）。

（2）遗迹化石旋回

遗迹化石是地史时期中生物活动的痕迹，属原地形成，可以直接反映各种环境中不同生态条件。在层序地层研究中，对恢复古沉积环境，指示相对水深，表明沉积速率与海平面（或盆地基底）升降规律，识别沉积间断界面和沉积旋回划分具有重要作用。

云台山地区寒武－奥陶纪地层中各类遗迹化石丰富，不同的生态类型组合可以明确指示不同沉积环境（图1-20，图1-21）。

图1-18 碳酸盐岩缓坡－盆地沉积模式及其副层序特征

图1-19 块状白云岩夹薄层状、条带状石膏

几乎随地可见的动物潜穴可以按其形态分布分为4种类型。影响生物潜穴分布的因素主要是充足的水循环、氧气供应和食物的丰度，这3个因素受沉积速率与海平面（或基底）升降控制，使潜穴成为很好的指示沉积速率与海平面（或基底）升降的标志。

奥陶系由单一的碳酸盐岩组成，各类沉积构造不明显。按遗迹化石的类型及地层分布，顺利地识别出了地层的旋回性，并有效地建立了上马家沟组层序。

图1-20 碳酸盐岩低速沉积的遗迹化石

图1-21 碳酸盐岩均速沉积的遗迹化石

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油田水化学组分特点
答：寒武—奥陶系也具有低Zn的特征。轮南石炭系油田水Sr、Mn、Zn相对浓度组成变化大,Mn可高达17.7%,可能与大气水淋滤有关。轮南地区石炭系地层较薄,横向不稳定,石炭系直接与三叠系呈角度不整合接触,均支持了石炭系地层长期暴露地表接受风化淋滤等作用的观点。因此可以认为,沉积于陆相环境下的储层油田水富Mn,海相的富Sr贫...

明确了前古近系沉积体系和5套区域性储盖组合展布
答：（二）寒武系—奥陶系沉积体系和储盖组合特征 寒武系—奥陶系纵向上可分为2大旋回（超层序）、7个三级层序，体现了从被动大陆边缘到主动大陆边缘的沉积演化序列，发育潮坪、台地－浅海2种沉积相序列。沉积体系展布主要与该演化过程所导致的海侵或海退的方向有关，寒武纪—奥陶纪早期，南北边缘主要以浅海陆...

沉积相和沉积史
答：沉积厚度由盆地内的100m，往西南边缘渐增至600m。盆地边缘的石灰岩为有利生油相带，是盆地内的第二套生油气层（在下古生界内是第一套生油层），而浅滩鲕粒灰岩相则是有利油气储集的相带（图2-8）。晚寒武世的沉积范围与中寒武世相近，但沉积厚度小，一般只有百米左右，最厚在贺兰山局部地区可至...

叠合盆地复合与复杂含油气系统的基本特征
答：三套烃源岩的平面分布特征明显不同,寒武—奥陶系烃源岩为克拉通内坳陷局限台地相沉积,分布在阿瓦提南—巴楚以东一带;石炭系—下二叠统为滨海沼泽和局限台地相沉积,发育广泛分布的海相和海陆交互相烃源岩;侏罗系发育暗色泥岩和含煤岩系烃源岩,局限于昆仑山山前地带。寒武—奥陶系烃源岩于石炭纪初—早二叠世初处于...

寒武系——寒武纪地层
答：在早寒武世时恰处在由南向北海侵的主要通道上,随着海侵的不断扩大。早寒武世中期的沉积物以超覆不整合覆于前寒武系不同层位之上,而且愈向北寒武系出现的层位愈新。刘印环等(《河南的寒武系和奥陶系》,1991)将河南省内寒武系各分布区的辛集组进行了详细对比,在叶县杨寺庄剖面将辛集组划分为四段,从下而上依次为...

陆相盆地的沉积特征主要由哪些因素造成?
答：每一种沉积体系可以包含多种沉积环境,每一种沉积环境以自身特有的沉积物、动物群、植物群及相关过程为特征。沉积体系和沉积相都是沉积体,沉积相是沉积体系的基本建造块体或单元。这些建造块体代表了特定的沉积环境,而这些成因相关的建造块体(沉积相)的组合体构成一个沉积体系。而两个以上反应相关的沉积体系过程或成...

上扬子地台东南缘奥陶系层序地层与奥陶系年代地层划分
答：以该事件为界,可将上述地区、尤其是详细进行了海平面变化研究的北美奥陶系,分为旋回特征明显的两部分,构成与上扬子地台相似的两个二级沉积旋回。尽管第七届国际奥陶纪会议通过了以美国为主的代表们极力推崇其三分的方案,但是北美奥陶系中这两个二级旋回却是再也直观不过的事实(图5-1)。 从生物的演化看,与这两大...

塔里木盆地油气资源前景评价
答：6.1.1.3 上奥陶统烃源岩分布和演化特征 晚奥陶世,塔里木盆地的沉积环境与寒武纪和早奥陶世有很大的差异。在早奥陶世广泛海侵沉积基础上,到晚奥陶世沉积时,盆地内大部分地区水体相对变深,隆坳格局进一步加剧,陆源碎屑显著增加,东部的盆地相由以前的补偿沉积演变为高沉积速率的超补偿沉积,沉积厚度在满加尔坳陷一带...

区域地质和水文地质背景
答：依据含水介质特征、储水条件、地层时代和含水层富水性,区内含水层可以划分为寒武-奥陶系灰岩岩溶含水层组、石炭系薄层灰岩岩溶含水层和第四系松散沉积物孔隙含水层组。 (1)寒武系—奥陶系灰岩岩溶含水层组 由寒武系中上统和奥陶系中统灰岩组成,总厚约900m,岩溶裂隙发育,富含裂隙岩溶水,是本区最富水的含水层...

寒武纪的古地理特征
答：华南地区寒武纪继承了震旦纪的古地理、古构造格局。此时扬子板块以稳定型陆表海为特征,其东部为扬子板块的东部被动大陆边缘,而扬子板块与华夏板块之间为裂谷盆地发展阶段。因此,华南地区寒武系自西向东依次为:扬子克拉通、江南被动大陆边缘及华南裂谷盆地3个沉积区。 1.扬子板块寒武纪的地层序列和古地理 寒武纪扬子区海侵...