徐畅;师卓璇
【摘 要】以巢湖凤凰山采石场剖面为例,以野外观测数据和标本为基础,进行沉积环境分析,并结合造山运动分析巢北地区对于海西运动的响应,并尝试对巢北地区石炭系和州组至二叠系栖霞组之间的地层成因做以说明. 【期刊名称】《内蒙古科技与经济》
【年(卷),期】2017(000)004
硫酸铵盐析
【总页数】4页(P64-67)
【关键词】巢湖;石炭纪;二叠纪;沉积环境;凤凰山
【作 者】情报分析徐畅;师卓璇
【作者单位】中山大学地球科学与地质工程学院,广东珠海519082;中山大学地球科学与地质工程学院,广东珠海519082
【正文语种】中 文
【中图分类】P548(254)
巢湖市位于我国五大淡水湖之一的安徽巢湖之滨，巢湖凤凰山大致位于117°49′40″E-117°50′00″E，31°37′10″N-31°38′40″N之间，属于背斜构造。野外工作发现，该背斜核部主要为中志留统坟头组地层，推测真核部为下志留统高家边组地层未出露，两侧依次为泥盆系、石炭系和二叠系地层。徐克勤(1934)、刘宝珺等(1990)、冯增昭等(1991、1997)、侯明金(1996)、贾伟(2009、2010)在该区域多次考查地层，并对沉积岩岩相古地理特征做了一些分析。但是就目前该区域的研究情况来看，主要以各高校的教学性地质调查[25]和区域小比例尺研究为主(Li等，2016和Huang等，2012)，而对于巢北地区大比例尺的沉积相研究几乎空白。我们在前人的区域地质调查与研究的基础上，对目前研究不多的一部分，即下石炭统和州组到下二叠统栖霞组拉测了剖面(见图1)，并对相关地层的岩性、古生物、矿物、构造等特征进行了详细观察并采样，分析其沉积环境特征及其地史学意义。
凤凰山地区位于扬子地块东北部的下扬子凹陷，郯庐断裂带东缘，东部邻近太平洋板块。地层分区属于扬子区、下扬子分区、六合巢县小区。根据野外工作可以大致判断：扬子区
一面五星红旗教学实录
基底在新元古代的晋宁运动Ⅱ幕(约800Ma)后形成，其上自震旦纪开始沉积较厚的沉积盖层。早古生代该区沉降剧烈，中志留世开始，该区逐步发生海退。晚志留世到中泥盆世构造抬升，该区未接受沉积，直到晚泥盆世沉积了五通组。石炭纪时，该区又发生海侵。到早三叠世，该区大致变为一套浅水稳定的广海碳酸盐台地沉积。中三叠世以后，又发生构造抬升，此时巢湖地区褶皱框架形成。燕山期太平洋-库拉板块向中国大陆北西方向俯冲，郯庐断裂带左行平移趋势形成[20、23、24]。新生代以来，新构造运动的进一步改造使现今的地貌逐步形成。
凤凰山地区石炭系至下二叠统主要有金陵组、高骊山组(见图4)和州组、黄龙组、船山组、栖霞组和孤峰组。本文着重论述凤凰山采石场剖面出露的和州组-栖霞组地层。野外工作时，我们并采用了投影法绘制了安徽省巢湖市凤凰山C-P实测地层剖面图(见图1)。和州组(见图4)是本剖面的底层。下部厚22.5m，为中厚层白云质生物碎屑灰岩。笔者在凤凰山甘露寺附近的和州组地层中发现了Dictyoclostus sp.(网格长身贝)、Gigantoproductus sp.(大长身贝)和Yuanophyllum sp.(袁氏珊瑚)(见图3、图4)。其他人在凤凰山附近地层还发现有Lithostrotion sp.(石柱珊瑚)和Dibunophyllum sp.(棚珊瑚)[4]。和州组上部厚4.8m，主要为灰微带肉红厚层生物碎屑灰岩，顶部为炉渣状灰岩(见图2)。炉渣状灰岩是生物穿孔作 用使岩石结构破碎后[27]，岩体整体出露水平面，又受到溶蚀作用而形成的一种凹凸不平的构造[5]，属于台地边缘浅滩沉积[2]、[3]、[8]。
黄龙组与下伏和州组为平行不整合接触关系。黄龙组下段厚16.7m，为一套深至肉红的白云质灰岩、生物碎屑灰岩，为一套滨岸潮坪蒸发相沉积[26]。上段厚10.5m，为灰或紫红厚层生物碎屑灰岩夹砂屑灰岩(见图5)。黄龙组的“血丝状灰岩”，一些地球化学分析表明，该组的“血丝”可能来自石炭纪铁质热液的喷流沉积作用[11、12、21]。黄龙组产有蜓类、珊瑚、腕足类等化石，数量多，分布广。黄龙组顶部有风化壳，是显著的暴露成因，体现了气候变冷导致的Pennsylvanian期海退[5]。
船山组与下伏黄龙组同样为平行不整合接触关系。船山组沉积厚度小，下部黑厚层微晶灰岩约1m，底部有一层含褐铁矿团状黄泥，野外工作发现该种黄泥分部不连续，不稳定。和州组下部产有腕足类和部分植物化石；上部厚约7.3m，为中厚层生物碎屑球藻灰岩，即“船山球藻”，同时产有蜓类和腕足类化石。根据野外工作情况，我们发现在巢湖北部大面积的船山组沉积中，均有大量的球藻化石。船山组顶部同样有暴露成因的风化壳和瘤状灰岩[5]。
二叠系栖霞组与下伏船山组仍为平行不整合接触。栖霞组下段厚61.6m，自下而上为梁山煤系、灰黑含沥青质臭灰岩及生物碎屑泥灰岩。臭灰岩层含有蜓类、珊瑚和腕足类化石，种类十分丰富，还有学者发现了有孔虫、海百合和双壳类等[6]。上段厚109.7m，自下而上为含燧石结核灰岩夹燧石结核与粉砂质泥岩、含燧石结核灰岩夹黑沥青质泥岩、含燧石结核白云质灰岩与硅质灰岩、粘土质硅质岩(见图7、图8、图9)互层，产有珊瑚，中上部还产有蜓类。栖霞组包含数量较大的暖水生物，如有孔虫、蜓类、珊瑚[9、9]等，我们在该段也发现了大量珊瑚化石。栖霞组古地磁资料也显示了低纬度的指向[1、13、14]。煤系沉积厚度小，横向连续性好，含硫高，在臭灰岩段亦可见大量黄铁矿，属于典型的碳酸盐成煤，是一种滨海湖相沉积。臭灰岩段含硫量极高，有大量黄铁矿。栖霞组上部大量硅质结核的存在，说明曾有大量席状藻类夹杂在沉积物之间，腐烂后生成的腐植酸抑制了碳酸盐固结，形成空穴，而流体SiO2聚集在空穴中固结，燧石的地球化学特征投点落在了陆源物质区[7]，也从另一方面证明了栖霞组中上部近岸的浅水台地沉积环境[6]。
根据上述岩相与古生物特征分析，可以得出一定的结论。可以发现，从石炭纪到早二叠世，凤凰山地区的沉积环境的水深总体上逐步缓慢加深，与一些微相分析的结果[5]比较吻合。从下石炭统和州组的沉积开始，沉积环境是亚热带-热带温暖清洁稳定的浅水碳酸盐台
地，和州组上部先发生海侵，形成了陆棚相沉积，底栖古生物繁盛，特别是以珊瑚和腕足类为主，其后发生海退，导致和州组和黄龙组之间产生沉积间断，并形成暴露成因的凹凸不平的泥岩风化面与顶部的炉渣状灰岩；黄龙组沉积开始时，是一种潮坪的蒸发相白云岩沉积，气候炎热干燥，蒸发量大，环境盐度高，形成白云质灰岩。但很快发生海进，形成数10m～100m左右的热带-亚热带温暖清洁的浅海，而到黄龙组上部沉积时，又逐步发生海退，形成了近岸的滨海碳酸盐沉积，之后再发生海退，导致黄龙组和船山组发生沉积间断，顶部同样出现暴露成因的古剥蚀面；船山组开始沉积时，沉积环境为近岸的湖相或滨海相滞留沉积，海底热液活动强烈，含硫热液在海底分布广泛，而上部的沉积环境大概是数10m～100m深左右的热带-亚热带浅海，其后又发生海退，导致船山组和栖霞组之间发生沉积间断[28]；二叠系栖霞组主要为一套浅水沉积[14]，开始沉积时为湖相兼有滨岸沼泽，海底含硫热液活动剧烈，沉积环境是含硫含铁热液活动更加剧烈的热带-亚热带数10m～100m深度左右的温暖浅海[15]。到栖霞组上段沉积时，沉积物含硫量下降，海底热液活动性减弱，沉积环境成为温暖清洁的近岸浅海碳酸盐稳定台地，之后海侵至数十米直至百米左右，仍然为热带-亚热带的近岸滞留沉积。栖霞组上部逐渐抬升遭受剥蚀[29]，根据和一些资料对比[22]，我们发现凤凰山石炭纪至二叠纪的海进-海退旋回与欧美地区的同期海进-海退旋回时间大致一致，这说明极有可能是当是发生了大范围的气候变化事件。
安徽巢湖凤凰山地区在石炭纪-早二叠世主要为热带-亚热带的浅水碳酸盐台地沉积，构造稳定，气候温暖，总体处于一个海进时期，但期间包含了多个海进-海退序列。从石炭纪至早二叠世总体水深逐步加深，从黄龙组的氧化沉积到栖霞组的还原性沉积，代表了总体的海进。而期间每一个组的沉积，又都是一次海退。从和州组到栖霞组，整体海进的过程中包含了和州、黄龙、船山、栖霞至少四个较为主要的海退旋回。在海西期该区主要以地壳垂直升降为主，而未见明显的挤压变形作用，说明造山运动未对该区域产生较大影响。在石炭纪-早二叠世之间，推测扬子板块特别是凤凰山地区应处于赤道附近，纬度为0～20°左右，这与现有的古地磁与古地理恢复方面的研究都相吻合。对凤凰山地区古环境的重建，有助于横向对比扬子区其他地区的沉积环境，对于研究区域古环境与古气候都具有较为重要的意义。
本地区的岩石地层研究以及古环境分析，有助于了解安徽巢湖地区石炭纪至早二叠世沉积环境与古地理特征，进一步可以恢复古海平面升降运动，研究古气候古环境及其沉积学响应，对比扬子板块其他地区同期的沉积环境。根据笔者再做进一步的微相分析、氧同位素分析[16]以及其他地球化学手段有助于从细节上了解各组的沉积环境。利用扫描电镜的方法[17]，也可以对沉积岩结构构造作进一步分析[18]，结合有孔虫等微体古生物提供的证据
[19]，可以对现有的沉积环境做进一步细分。
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