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湖南下寒武统层序地层格架与古环境演化变迁

庞维华  
【摘要】:研究区位于华南陆块中段,地跨扬子陆块和华夏陆块两个二级构造单元——两个板块会聚的过渡带;下寒武统发育良好,湘西北区和湘中区主要发育一套从黑色岩系到碳酸盐岩的地层序列,湘南区为一套以杂砂岩和炭质板岩不等厚韵律层为主的地层序列。本文在系统收集和整理研究区有关下寒武统研究资料的基础上,以层序地层学、岩相古地理学、沉积学、化学地层学等理论为指导,通过野外剖面详细观察和研究,以沉积相分析—层序地层划分—地球化学分析—海平面变化研究—岩相古地理图绘制为线索,对湖南下寒武统进行了层序地层及岩相古地理研究。本次研究取得的主要成果和认识如下: 1.通过对研究区内大量野外剖面的观察研究和对比分析,详细描述了湖南下寒武统的岩石学特征,阐明了各分区的地层特征,并提出全区对比方案。进一步理清了下寒武统的岩性组合特征、地层序列以及各组地层之间的界线及接触关系。 2.初步进行了对寒武系底界年代学的探索性研究,对牛蹄塘组底界之上约2m处的凝灰岩中的锆石进行了SHRIMP U-Pb测年,得出凝灰岩就位层的可参考年龄值为524±10Ma,该年龄值代表了介于三叶虫首现与寒武系底界之间的地层的年龄,对寒武系底界的年龄有一定的限定意义。 3.对各区进行了沉积相研究,结合研究区岩性特征、沉积构造、地球化学特征(主量、微量、稀土、C-O同位素)等相标志总结了研究区下寒武统的沉积相类型,以此为基础,根据层序地层学研究,湖南下寒武统整体构成一个完整的二级层序,可进一步划分为6个三级层序,对应6个有海进-海退旋回序列,共同组成一个从海侵到海退的二级层序,时限约32Ma,海侵发育在梅树村期和第竹寺期,海退发育在沧浪铺期和龙王庙期,具有大区域性乃至全球性对比意义。其中三级层序的沉积体系域受沉积古环境的影响由“凝缩段(CS)+高位体系域(HST)”和“海进体系域(TST)+凝缩段(CS)+高位体系域(HST)”两种垂向叠加形式组成,识别出16种副层序组合,6种露头层序界面,划分出3种层序界面类型,并对层序发育的控制因素进行了探讨。 4.对区内各剖面沉积组合特征进行统计分析,结合化学地层特征,以三级层序为编图单元编制各层序发育时期的岩相古地理图,初步分析了研究区内下寒武统沉积古地理特征及其演化。 5.在上述研究基础上,对研究区下寒武统进行成矿地质条件分析,认为牛蹄塘组和小烟溪组下部不仅发育较好的烃源岩,也有利于磷块岩、重晶石、及多元素富集层的形成;杷榔组和小烟溪组中部为较好的储集层;清虚洞组为良好的盖层及重要的铅锌矿控矿层。


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