黔东北志留纪晚期小溪组沉积环境研究
马会珍, 王雪华
贵州省地质调查院, 贵阳 550005

作者简介:马会珍(1978 -) ,女,硕士研究生,贵州省地质调查院工作,主要从事古生物与沉积环境方面的生产和研究工作。

摘要

黔东北印江合水和石阡乌谷溪的小溪组中发育良好的遗迹化石,经鉴定共计有5个属的遗迹化石:Palaeophycus isp.,Rusophycus isp.,Planolites isp.,Gordia isp.和Phycodesisp.。根据遗迹化石的组合特征,该组合属于Cruziana遗迹相。结合2个剖面的沉积构造和砂岩粒度分析结果,认为小溪组的沉积环境为相对安静的平均低潮线以下的临滨带。

关键词: 小溪组; 沉积环境; 志留系; 黔东北
中图分类号:P52 文献标志码:A 文章编号:1001-8166(2014)07-0859-06
A Study of the Sedimentary Environment of the Xiaoxi Formation in NE of Guizhou, China
Ma Hui-zhen, Wang Xue-hua
Guizhou Geological Survey, Guiyang 550005
Abstract

The Xiaoxi Formation is well developed in two sections (Heishui, Yinjiang and Wuguxi, Shiqian), NE of Guizhou, China.This formation is composed of the sandstones, siltstones and mudstones, and preserved with the depostional structures and trace fossils. This paper focuses on the study of the sedimentary environment of the Xiaoxi Formation based on the materials from these sections. Five ichospecies are identified from two sections, includingPalaeophycus isp.,Rusophycus isp.,Planolites isp.,Gordia isp. andPhycodes isp. These trace fossils belong to theCruziana ichofacies, Based on the depositonal structures, the ichofaces and the result of particle size analysis, the sedimentary environment of the Xiaoxi Formation of Silurian in NE of Guizhou is nearshore zone with a relativealy and stable environment under the average low tide line.

Keyword: Xiaoxi Formation; Sedimentary environment; Silurian; NE of Guizhou.
0 引言

小溪组原归于迴星哨组的上段。迴星哨组俗称上红层,主要分布于黔东北、渝东南和湘西北,其时代为志留纪Telychian中晚期[ 1]。该组的命名剖面是重庆秀山溶溪剖面[ 2]。意指整合于秀山组之上,平行不整合泥盆系云台观组之下的一套海相陆源细碎屑红色岩系。在命名剖面和黔东北松桃董家坪、印江合水及石阡乌谷溪,迴星哨组可分为两段:上段为黄绿、灰黄及灰白色薄—厚层细粒石英砂岩、石英粉砂岩,夹灰绿、黄绿色粉砂质黏土岩,富含遗迹化石,尤以含粗大的虫管化石为特征;下段为紫红色为主夹灰绿、黄绿等色的砂质黏土岩。王怿等[ 3, 4]依据微体植物碎片,结合富含粗大的虫管化石,将迴星哨组上段划出,定为厘定后的小溪组,其时代为志留纪晚期。迴星哨组一名仅指原迴星哨组的下段。在本文研究的印江剖面中,原迴星哨组上段地层为小溪组[ 5];石阡乌谷溪剖面中,原迴星哨组上段地层中含有粗大的虫管化石以及与小溪组类似的微体植物化石,将其厘定为小溪组。

本文依据2条剖面中小溪组的地层特征、遗迹化石组合和碎屑岩的粒度分析结果,对黔东北地区小溪组的沉积环境进行了初步探讨。

1 地层
1.1 印江合水剖面

印江合水小溪组实测剖面沿S304展布,地层发育完全,顶、底界线清楚,与下伏兰多维列统迴星哨组、和与上覆梁山组均呈假整合接触(图1a)。

图1 黔东北印江合水和石阡乌谷溪Fig.1 Stratigraphic columns fromYinjiang Heshui and Wuguxi Shiqian,NE of Guizhou, China

该剖面中,第1~6层为细粒石英砂岩夹黄绿色黏土岩,往上黏土岩夹层变薄,砂岩层增厚并且出现大套细粒石英砂岩,颗粒向上变粗。其中第3层砂岩具微细平行纹层,略显低角度斜层纹,页岩中夹薄层或透镜状砂岩,透镜体厚1-5cm,由若干透镜组成薄层砂岩;第5层黄灰色厚层细粒石英砂岩与黄绿色页岩互层,出现2个旋迴,顶部砂岩发育交错层理和楔状层理,页岩中夹1-10cm厚的薄层砂岩透镜体(图1,图2a);第6层黄灰色薄-中厚层细粒石英砂岩夹黄绿色黏土岩,夹层由下向上增厚,中部为平行层理,上部为交错层理、大型楔状交错层理(图2b);第7层为灰色薄—中层细粒石英砂岩与黄绿色黏土岩互层。砂岩单层厚5-20cm,少量为40cm,距底2m处砂岩底面见大量平行层面遗迹化石,直径0.2-0.5cm,往上泥岩夹层含量减少,砂岩厚度增大,颗粒变粗,顶部出现厚层砂岩(图1,图2c)。

图2 黔东北印江合水和石阡乌谷溪志留系剖面野外照片
(a)~(h)合水剖面:(a)第5层为顶部交错层、楔状层;(b)第 6层为薄—中厚层砂岩交错层理;(c)第7层为薄层砂岩和泥岩互层,砂岩底面发育平行层面的遗迹化石;(d)~(f)第7层 Palaeophycus isp.; (g)~(h)第7层 Phycode sisp.和 Palaeophycus isp.;(i)~(l)乌谷溪剖面:(i)第4层楔状交错层理;(j)迴星哨组红层与小溪组砂岩界线;(k)第7层 Rusophycus isp.;(l)第3层 Palaeophycus isp.和 Gordia isp.
Fig.2 The Silurian outcrops of Yinjiang Heshui and Wuguxi Shiqian,NE of Guizhou, China

1.2 石阡乌谷溪剖面

石阡乌谷溪小溪组实测剖面沿X532展布,顶、底界线清楚,与下伏兰多维列统迴星哨组、和与上覆二叠系梁山组均呈假整合接触。本次工作主要实测上段砂岩(图1b,图2j,k)。

在剖面中,第1层为黄绿色黏土岩夹黄灰色薄层泥质粉砂岩; 第2~5层黄绿—黄灰色薄—中厚层细粒砂岩夹黄绿色黏土岩,向上黏土岩夹层变薄;第6~7黄绿—黄灰色薄中厚石英砂岩层间夹少量黏土岩,发育大型楔状交错层理及交错层理;第8~12以厚层砂岩为主,偶夹泥岩。在第2层和第4层出现砂岩,往上层厚增增加,顶部出现厚层砂岩。

该剖面遗迹化石主要发育在3层细粒砂岩的底面上,平行层面分布。7层中厚层细砂岩底面上发育三叶虫停息迹 Rusophycus isp.。

2 遗迹化石组合特征

遗迹化石是地史时期的生物生命活动产生在沉积物表面和其它底质中的痕迹,是生物与环境相互作用的媒介,不管是在有实体化石的层段还是缺失的层段,遗迹化石对古环境重建、生物群面貌分析,都具有不可替代的作用[ 6, 7]。王怿等[ 3, 4]在湖南张家界和重庆秀山的小溪组中报道了大量粗大遗迹化石。印江合水、石阡乌谷溪的小溪组的灰白色砂岩中发现有大量遗迹化石,经鉴定,主要有 Palaeophycus isp.(图2c, f, g,h,l), Rusophycus isp. (图2k), Planolitesisp. (图2d,e), Gordia isp. (图2l), Phycodes isp. (图2g,h)。

在印江合水剖面中,第7层灰色薄层细粒石英砂岩底面见大量平行层面或斜交层面的 Palaeophycusisp., Planolitesisp., Gordia isp. , Phycodes isp(表1)。Pembertons等[ 8]认为 Palaeophycus是由捕食性或滤食性动物(多毛蠕虫类或腹足类)形成的开放居住潜穴,由于重力作用而形成被动充填,在潜穴上常见有坍塌现象表明充填作用进行得不完全,充填物质、成分相同,但不同于上下层面。 Planolites isp.为柱形或亚柱形潜穴,水平或略倾斜分布,潜穴不分枝,见相互交插排列,表面光滑,以 Palaeophycus Planolites为主 ,定为 Palaeophycus- Planolites 遗迹组合。该遗迹组合以蠕虫类的水平或低角度觅食和居住潜穴为主遗迹化石的组合特征为一丰度较高而分异度较低的浅水 Cruziana遗迹相化石组合。处于相对安静的平均低潮线以下的临滨带[ 6]

表1 黔东北地区志留纪小溪组遗迹化石特征 Table 1 The characters of the trace fossils of the Xiaoxi Formation in Heshui and Wengguxi sections,NE of Guizhou,China
3 粒度分析

马会珍等[ 9]对印江合水剖面砂岩6件样品采用激光粒度仪, 并运用图解参数法进行粒度分析,砂岩样品的频率累计曲线均由三个总体组成,跳跃、悬浮和牵引总体。其中跳跃总体约占90%,分选好;悬浮和牵引总体各约占5%。概率累积曲线中均发育两个斜率相差较大的跳跃次总体,石阡乌谷溪剖面第2层1026B2和第4层的1026B4砂岩样品概率累积曲线也表现出相同的特征(图3)。这是在冲刷和回流活跃的的海滩常见的特征,出现水动力能量较高的滨岸带[ 9, 10, 11, 12]

图3 石阡乌谷溪小溪组的累积频率曲线Fig.3 Cumulative frequency curve of sandstone in the Xiaoxi Formation in Wuguxi Shiqian,NE of Guizhou, China

4 结论

(1)沉积构造特征分析:印江合水剖面小溪组的1~6层岩性出现颗粒向上变粗,且发育前滨带的主要相标志的海滩冲洗交错层理、交错层理、大型楔状交错层理。1~6层经历了一次由临滨—前滨带大规模的海退过程。第7层灰色薄层细粒石英砂岩与黄绿色泥岩互层。往上泥岩夹层含量减少,顶部出现厚层砂岩,泥岩成分逐渐减少,砂岩厚度增大,颗粒变粗,又经历了一次由临滨带—前滨带海水逐渐变浅的大规模的海退过程。

石阡乌谷溪剖面小溪组的1~6层黄绿色泥岩夹黄灰色薄层泥质粉砂岩,向上泥岩夹层变薄,层间夹少量黏土岩,上部发育前滨带的主要相标志的海滩冲洗交错层理(大型楔状交错层理及交错层理)。7~12层以砂岩的层厚由中层增加至厚层,颗粒变粗,海水逐渐变浅由临滨带—前滨带大规模的海退过程。

(2)遗迹化石组合特征:在印江合水剖面第7层的灰色薄层细粒石英砂岩底面见大量平行层面以蠕虫类的水平或低角度觅食和居住潜穴为主遗迹化石的组合,该组合为一丰度较高而分异度较低的浅水 Cruziana遗迹相化石组合。石阡乌谷溪剖面第3层的灰色薄-中厚层细粒砂岩底面上发育 Planolites isp.和第7层的砂岩底面上发育三叶虫停息 Rusophycus isp.。上述遗迹化石组合指示的环境是:相对安静的平均低潮线以下的临滨带上部。

(3)综合地层沉积构造、遗迹化石组合特征和粒度分析结果,小溪组主要发育于相对安静的平均低潮线以下的临滨带(图4)。

图4 黔东北小溪组的沉积环境模式图Fig.4 The model of the sedimentary environment of the Xiaoxi Formation in NE of Guizhou, China

The authors have declared that no competing interests exist.

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