安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析

安　徽　地　质

1998年

Geo logy of A nhui

第8卷第3期

安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析

侯明金　齐敦伦　金义祥

(安徽地质调查院　合肥　230001)

α

　　【摘要】巢湖市北郊石炭纪地层发育齐全, 、生物与沉

积构造等相标志, 潮坪。对和州组顶部炉渣状　　巢湖市北郊凤凰山剖面位于安徽中部巢湖之滨, 剖面完整, 石炭系发育齐全, 出露良好, 生物丰富, 沉积特征清楚, 研究程度较高, 是下扬子地区研究石炭纪地层和沉积环境的重要剖面之一(图1) 。

1996年10月至12月初, 笔者先

后两次对该剖面进行调研测制工作。嗣后, 对该剖面进行岩石学研究及沉积环境分析。本文就是这一工作的总结。

1　地层

图1　巢湖地区石炭系露头分布及剖面位置图

F ig . 1　The outcrop s of Carboniferous strata and their secti on sites in the Chaohu area

巢湖地区石炭系研究程度较高, 安徽区调队1∶20万合肥幅、1∶5万巢县幅、1∶50万“安徽石炭纪岩相古地理及含矿性研究”及夏广胜[1]、张瑛等[2]对该区石炭系和岩相古地理研究等成果, 为区内石炭纪地层划分与沉积相分析奠定了基础。

当前, 该区沿用石炭系划分的“二分”方案, 即下统金陵组、高骊山组、和州组, 上统黄龙组、船山组。关于石炭系与泥盆系界线, 至今各家尚未统一, 暂以P seud ou ra lin ia (假乌拉珊瑚) 带的底界作为石炭系底界。其下与泥盆纪五通组为连续沉积, 其上与早二叠世栖霞组呈平行不整合接触, 系内各组之间均为平行不整合接触。该区石炭纪地层划分对比见表1。

2　岩石

该区石炭纪的岩石包括碳酸盐岩、碎屑岩。其中以碳酸盐岩为主, 厚68135m , 占总厚度的81154%, 泥页岩厚10186m , 占总厚度的12195%, 砂岩厚4162m , 占总厚度5151%。碳酸盐岩中主

α

1998-06-16收稿, 1998-08-04改回

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析31

表1　地层划分与对比简表

T able . 1　T he stratigraph ic divisi on and comparison

系

统阶

上　　覆　　地　　层

R obustoschw ag erina schell w ien i

剖面地点

巢湖凤凰山

下　二　叠　统　栖　霞　组

江苏贵州南京独山

马平阶

S . g lo m erosa 亚带

S p haeroschw ag erina

S . constans 亚带T riticites

F lind B i F usu linella p raebock i 亚带

船

E op usu 船山组马平组

石　　　　炭　　　　系

上统 壶F usu linella -F usu lina 天

统

威

宁F usu B eed 阶

黄F usu linella p raebock i 龙

组P rof usu linella 黄龙组黄龙组

P rof usu linella P seud ostaf f ella

N eoclisiop hy llum

y eng tzeense -K oninckop hy llum

stellatum

下统 丰宁统

大塘

阶T hy sanop hy llum shaoy ang ense -K ueichoup hy llum

sinense

岩

关P seud ou ra lin ia g ig an tea Cy stop h ren tis kolaohoensis

Can in ia d orlod oti -Cerip hy llum eleg an tum

和州高骊山金陵五通组

E ostaf f ella hohsien ica Chang -K ueichoup hy llum 组合

P seud ou ra lin ia

和州高骊山金陵五通组

上司旧司组沟汤组粑革老河组泥　盆　系

要为石灰岩, 厚65178m , 占总厚78147%, 白云岩厚2157m , 占总厚311%。石灰岩根据岩石结构—成因分类[3], 结合特殊沉积构造, 可将石灰岩分为五种类型, 即颗粒石灰岩、生粒质灰泥石灰岩。含颗粒灰泥石灰岩、灰泥石灰岩、去膏化结核状粗晶石灰岩。分别叙述如下(表2) :211　石灰岩21111　颗粒石灰岩

指颗粒含量大于50%的石灰岩。颗粒绝大部分为生物颗粒及部分内碎屑、藻球粒、藻团等, 这是区内石炭系颗粒类型的一个重要特征。按照颗粒间填隙物的类型, 还可分为灰泥颗粒石灰岩和亮晶颗粒石灰岩, 分别占石灰岩的34183%和31108%。

①灰泥颗粒石灰岩:指颗粒间填隙物基本上为灰泥的颗粒石灰岩。主要分布在金陵组(占组厚80138%) , 和州组(占组厚5114%) , 少量在黄龙组(占组厚10176%) 。根据颗粒类型可分为:

灰泥生粒石灰岩, 是灰泥颗粒石灰岩分布最广、厚度最大的一种类型, 为金陵组、和州组的主要岩石类型, 厚度分别占金陵组的80138%, 和州组的4715%, 黄龙组的10176%。岩石为浅灰(或带肉红色) 、灰黑色中厚层至块状。颗粒含量达65%～80%, 以生粒为主, 含量达55%～70%, 主要是一些浅水底栖生物, 有海百合茎、　、有孔虫、腕足、珊瑚, 其次为腹足、三叶虫、瓣鳃、藻类、介形虫

32安　徽　地　质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年

表2　岩石类型与单因素特征

T able 2　T he rock types and monofacto r character

岩　石　类　型

C 1j

C 1g

C 1h

C 2h 19. 56%3. 93%. 62. 53. 23%

47. 5%3. 5%

29. 3%

24. 7%3. 5%1. 8%8. 4%

3. 1%10. 12%

3. 50%13. 2%14. 1%10%59. 2%

3. 6%

2. 3%

7. 1%

85. 9%～5%85%～95%

15. 2%

11. 4%

12. 6%10. 7

C 2c 3. 8%

70%～80%75%70%85%65%～80%58%35%～40%10%～20%

占各组百分比

颗粒量

颜　色浅灰-灰浅灰浅灰肉红色肉红色灰色浅灰-灰黑灰黄浅灰-灰黑浅灰-深灰褐灰浅灰-灰灰白、灰黄灰带红色灰黄、灰白灰黄、灰白灰、灰黑、黄红灰、灰黑、灰绿

亮晶砂屑石灰岩

颗

　粒　石　灰　岩

亮晶颗粒石灰岩

亮晶含生粒砂屑石灰岩亮晶生粒石灰岩亮晶团块石灰岩

碳　　酸　　盐　　岩

石亮晶腹足类石灰岩　

. 灰　

9. 5%岩生粒质灰泥石灰岩

含颗粒灰泥石灰岩灰泥石灰岩

去膏化结核状粗晶石灰岩准同生白云岩石英细砂岩

含生粒灰泥石灰岩含内碎屑灰泥石灰岩

碎

屑岩

粉砂岩泥岩页岩

等。生粒呈砂级至粉砂级, 分选磨圆较差, 部分泥晶化, 多为原地或近原地堆积。生物含量丰富, 种类多, 表明海水循环性能好, 盐度正常, 适于生物繁衍, 有的层段除生粒外还有少量砂屑、砾屑和球粒, 它们分选差, 杂乱分布, 无定向排列, 砾屑外形扁饼状, 砂屑球粒呈圆形, 粒间为灰泥充填, 这一特征反映较高能的颗粒沉积在低能环境中, 是一种潮下低能浅滩或浅水碳酸盐台地环境。

灰泥砾屑石灰岩, 此类岩石仅见于和州组中部, 为灰黄绿色中薄层灰泥砾屑石灰岩, 颗粒总量为58%, 其中砾屑为55%, 砂屑2%～3%, 生粒仅1%。砾屑呈扁饼状, 由泥晶方解石组成, 见少量生粒瓣鳃、有孔虫等, 砾屑排列一般顺层和低角度与层面斜交, 少部分分布杂乱, 无一定方向。砂屑为棱角—半滚圆状, 颗粒间为灰泥充填, 其上见藻纹层、帐篷状构造与半球形叠层石。说明这类岩石形成于近岸浅水风暴环境。

②亮晶颗粒石灰岩:指颗粒由亮晶方解石胶结的颗粒石灰岩, 是区内黄龙组与船山组的主要岩石类型, 其厚度分别占组厚的61141%和57%, 颗粒类型主要为生粒, 其次为砂屑、藻团、藻球粒等。按颗粒类型分为以下几种:

亮晶砂屑石灰岩, 主要分布在黄龙组和船山组, 是黄龙组的主要岩石类型, 占组厚的19156%。岩石为浅灰略带肉红色和灰色, 中至厚层, 颗粒含量70%～80%, 其中砂屑65%～70%, 生粒1～5%, 鲕粒0～5%, 核形石0～5%。砂屑椭圆—圆形, 粒径约011～0125mm , 少数呈棱角—半滚圆

状。生粒有海百合茎、腕足、有孔虫、　、介形虫等。颗粒间为亮晶方解石胶结, 具两个世代, 第一世代呈细针粒状, 围绕砂屑呈梳状分布, 第二世代呈粒状。此类岩石形成于持续高能的浅滩环境。

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析33

亮晶含生粒砂屑石灰岩, 此岩类分布于黄龙组, 为浅灰色厚层, 颗粒量占75%。其中砂屑占65%, 呈椭圆形, 粒径0105～012mm ; 生粒含量10%, 主要有孔虫、　、海百合茎, 其次有少量腕足、瓣鳃, 并见泥晶化。颗粒间为亮晶方解石胶结, 见二个世代。此岩类形成于持续高能滩环境。

亮晶生粒石灰岩, 分布于黄龙组, 是其主要岩石类型, 占组厚的29162%, 呈浅灰色厚层—块状, 颗粒量占70%～85%。生粒由藻屑、珊瑚、有孔虫、　、棘皮等组成。分选磨圆度不高外, 还有少量砂屑, 颗粒间为亮晶方解石胶结。。

亮晶团块石灰岩及亮晶腹足类石灰岩, 此二类岩石仅见于黄龙组, 。颗粒含量达65%～70%, 主要为腹足类和藻团块及少量有孔虫, 碳酸盐台地中较高能的浅滩环境。

亮晶藻球粒藻团块石灰岩, 1。呈灰色中厚层, 颗粒量达85%。其中藻团为55%5mm 。藻球粒25%; 生粒5%。主要为　、海百合茎、有孔虫等。。此岩类形成于较高能台地中的浅滩环境。21112指颗粒含量介于50%～25%, 灰泥含量介于75%～50%的石灰岩。该类岩石分布于金陵组和船山组, 岩石呈浅灰至黑色中厚层, 颗粒含量35%～40%。其中生粒占10%～30%, 砂屑0～25%。颗粒主要为生粒, 以海百合茎、海胆、珊瑚、腕足为主, 瓣鳃、介形虫、腹足类次之。生粒为砂级和极细砾组, 生粒磨蚀程度不高。此岩类形成于浅水碳酸盐台地环境。21113　含颗粒灰泥石灰岩

是指颗粒含量介于25%～10%, 灰泥含量介于90%～75%的石灰岩。这类岩石在和州组、黄龙组、船山组均有分布, 依颗粒类型不同可分含生粒灰泥石灰岩和含内碎屑灰泥石灰岩。①含生粒灰泥石灰岩, 此类岩石分布于和州组、黄龙组, 为主要岩石类型, 厚度分别为24188%(和州组) 和1216%(黄龙组) 。呈浅—深灰色, 中至厚层。生粒含量10%～20%, 主要为海百合茎、有孔虫、　、珊瑚、苔藓、腕足、瓣鳃、介形虫等, 均为浅水底栖生物。生粒分选与磨圆度不高, 为原地堆积。此岩类形成于浅水开阔台地环境。

②含内碎屑灰泥石灰岩:仅见于和州组, 为浅褐灰色中厚层, 具泥裂片砾屑, 大小不一, 粒径015～5mm 。砾屑内具裂纹, 成分为泥晶灰岩, 含有长石与石英, 为潮间带沉积环境。211. 4　灰泥石灰岩

指颗粒含量小于10%或不含颗粒的石灰岩。此岩类均由灰泥组成, 仅含少量生粒, 分布于和州组、黄龙组和船山组, 形成于静水环境。确切判断环境要以岩性、沉积构造、生物特征综合分析。如和州组的灰泥石灰岩与绿色泥岩互层, 未见生物, 水平层理, 下伏层为去膏化中粗晶灰岩, 此类岩石应为潮间带上部或潮上带的潮坪环境。21115　去膏化结核状粗晶石灰岩

分布在和州组, 为次生岩石。是暴露或接近地表, 由淡水作用方解石交代石膏或白云石重结晶而成。这种现象反映潮上淡水作用的特征。212　泥质白云岩

分布于和州组每一旋回的顶部。为灰红、灰黄色中厚层, 见不清楚纹层构造。岩石成分为方解石化白云石, 含量70%～75%, 粘土矿物含量25%～30%及少量粉砂状石英。白云石微晶呈自形—半自形菱面体, 粒径0105～012mm , 纹层可能为藻纹层, 未见化石。此为潮间—潮上环境。213　碎屑岩

碎屑岩在区内石炭纪地层中占有一定比例, 根据粒度大小将其分为细砂岩与泥页岩二大类。

34安　徽　地　质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年

21311　细砂岩

分布于金陵组底部和高骊山组上部。呈灰黄、灰白色, 风化为黄褐色, 中薄—中厚层, 或薄层凸镜状夹层。其碎屑含量为85%～95%, 主要为石英, 占99%, 另有少量白云母和斜长石, 重矿物有电气石、锆石、金红石、金属矿物等。砂粒分选磨圆度好, 成熟度高, 有Si O 2次生加大。基质为粘土矿物, 有铁染, 一般为平行层理。金陵组内细砂岩富产腕足类, 分布广泛而稳定, 是一种缓慢沉积作用状况下的滞留沉积。高骊山组的石英细砂岩分选磨圆度好, 可见节管迹, 含有丰富的遗迹化石, 生物扰动强烈, 下部以水平遗迹和倾斜遗迹为特征, 成熟度高, (S kolithos ) 和U 型管沙躅迹(A ren icolites ) 。下部相当潮下环境, , 21312　泥岩、页岩

、泥岩夹少许粉砂岩, 主要由粘土矿物(70%～80%) 。粘土矿物以伊利石为主, 少量高岭石、蒙托石, 呈鳞片状。, 具水平层理。在粉砂岩与钙质泥岩中含丰富遗迹化石, 有动藻迹(oop hy cus ) 等, 显示潮下低能环境。在高骊山组中部为紫红色杂色页岩、泥岩夹凸镜状方解石化泥晶白云岩和灰岩结核。产珊瑚、腕足、苔藓、瓣鳃等, 为开阔台地或开放海湾环境。和州组中的泥页岩多呈灰绿、黄绿色, 见龟裂纹和泥裂片, 并与泥云岩共生, 为潮间至潮上带产物。

3　各组沉积环境分析

该区位于下扬子盆地东端, 自晚泥盆世晚期部分地区海水已经侵入, 沉积了滨海潮坪相地层。石炭纪早期海侵扩大, 海平面上升, 区内为海水淹没, 沉积了一大套石炭纪海相地层, 自下而上有金陵组、高骊山组、和州组、黄龙组和船山组, 海水升降频繁, 沉积环境复杂。根据岩性、生物与沉积构造等相标志, 对各层段沉积序列和沉积特征进行分析研究。现自下而上分析如下(图2)

:

图2　巢湖地区石炭纪沉积环境模式示意图

F ig . 2　T he Carboniferous depo siti onal environm ent model of the Chaohu area

311　金陵组(C 1j )

厚7. 9m , 依据岩性、生物特征与沉积构造, 将金陵组分为三个亚相:

下部灰黄、褐黄色中薄层含铁石英细砂岩, 主要为粉砂、细砂级石英, 分选磨圆度好, 矿物成熟度高, 填隙物为粘土矿物, 呈隐晶质集合体。富产腕足类, 分布广泛而稳定, 这种特征是海侵初始阶段滞留碎屑岩沉积。

中部为灰黑色厚层夹中厚层灰泥生粒石灰岩和灰泥砾屑生粒石灰岩。生粒为海百合茎、有孔虫、腕足、珊瑚及少量球粒, 颗粒含量达70%以上, 部分生粒泥晶化。完整化石有腕足、珊瑚、三叶虫等。颗粒间为灰泥充填。此特征说明该岩石形成于浅水碳酸盐台地中潮下低能浅滩环境。

上部为深灰色风化为紫灰色中厚层生粒质灰泥石灰岩。生粒含量达30%, 主要为海百合茎、珊

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瑚、三叶虫、介形虫、腹足类等。生粒磨圆度不高, 有大量丛状床板珊瑚S y ring op ora 和K ueicho w p o 2

腕足、腹足类等。颗粒间为灰泥充填。此特征显示为ra 等, 复体呈扁饼状, 原地生长, 还有单体珊瑚、

低能浅水开阔台地环境, 比中部略深。之后, 由于海平面快速下降, 原碳酸盐台地暴露地表, 故金陵组顶部见有淡水淋滤特征。312　高骊山组(C 1g )

厚14. 02m 。由于金陵末期快速海退, 。这时期的沉积物以富含铁质为特征, 有的为凸镜状赤铁矿层, 。此后快速海侵, 海平面陡然上升, 海水深度大增, 、碳质页岩夹粉砂岩、泥灰岩薄层或凸镜体, 具水平层理。, 富产遗迹化石(Z oop hy cos ) 和薄层双壳类等。之后, 海水变浅, 在中部沉积以红色为主的杂色页岩、泥质灰岩凸镜体及灰岩结核层。页岩、泥岩具水平层理, , 珊瑚外壁多破损, 杂乱分布。说明海水比较动荡, , 岩石以紫红色为主, 为氧化环境产物。上述特征说明中部比下部略浅, 由还原环境进入氧化环境。仍为浅水开阔台地环境。

上部为灰白略带黄褐色中厚层细粒石英砂岩, 岩石结构成熟度与成分成熟度均高, 生物化石少, 偶见腕足类, 生物扰动强烈, 在下部多为水平倾斜遗迹(节管迹P hy cod us ) 与根珊瑚迹(R h iz oco 2ra llium ) 等, 为潮下浅滩环境。上部富集垂直管的石针迹(S kolithos ) 和U 型管沙躅迹(A ren icolites ) 称S kolithos —A ren icolites 组合, 此组合为潮间带下部或潮下带上部的沙坪环境。总之, 该区高骊山组为一向上变浅序列, 由潮下低能开放海湾, 向上为开阔台地, 再上为潮下高能和潮间的沙坝沙坪环境。

313　和州组(C 1h )

厚28. 22m 。高骊山组沉积结束之后, 有个短暂暴露, 接着发生新的海侵。这次海侵海平面升降频繁, 使和州组形成一套典型潮坪相沉积。有潮下—潮间—潮上的序列重复出现, 有的序列不完整, 仅有潮下及潮上组合, 这种序列由下而上出现五次(图3) 。每个序列下部为潮下带的深灰、灰色中厚层—厚层含生粒灰泥石灰岩、灰泥生粒石灰岩, 产有丰富的浅海底栖生物和丰富的遗迹化石动藻类(Z oop hy cus ) 。随后海平面下降, 沉积了潮间带的岩层, 为灰、深灰色中薄层藻纹层状含生粒灰泥石灰岩或白云岩化含生粒灰泥石灰岩, 具帐篷状构造, 半球形叠层石等。潮上带为泥云岩或页岩、泥云岩互层, 水平层理, 有龟裂砾片或硬石膏化粗晶灰岩, 无化石, 这是典型的向上变浅的潮坪沉积。而最后一个旋回发育不全, 仅有潮下沉积, 潮上与潮间的沉积由于海平面下降暴露地表遭受剥蚀而缺失。顶部由于风化淋滤作用形成微喀斯特地貌, 风化甚者呈炉渣状。这种风化淋滤具有清楚的分带特征, 顶部甚者呈炉渣状, 砾块间为残留灰泥充填, 向下为密集的下垂溶孔, 溶孔内充填残留灰泥和生屑。岩层尚可见层理, 向下溶孔稀疏, 层理清楚, 再下溶孔消失, 岩层恢复正常, 这是一种典型暴露特征。综上所述, 和州组为典型潮坪环境。314　黄龙组(C 2h )

厚28. 43m 。晚石炭世早期, 海平面上升, 发育浅水碳酸盐台地沉积, 依据岩性与生物特征分三部分。

下部为浅灰色厚层亮晶生粒石灰岩、亮晶含生粒砂屑石灰岩, 以亮晶生粒石灰岩为主。颗粒含量达60%～85%, 颗粒类型主要为生粒, 其次为砂屑, 颗粒粒径为砂级, 分选磨圆度较好, 颗粒为亮晶方解石胶结, 产浅水底栖生物　、珊瑚、腕足、海百合等。微波状层理, 水平层理, 大型单斜交错层理, 底部冲刷明显。据其沉积特征, 应为开阔台地中的潮下低能浅滩环境。

36安　徽　地　质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年

　　中部为浅灰色厚层含生粒灰泥石灰岩、灰泥含砂屑生粒石灰岩、灰泥石灰岩。见微波状层理、冲洗层理、水平层理、平行层理等, 以含生粒灰泥石灰岩为主。颗粒类型主要为生粒, 其次见少量砂屑, 生粒以藻屑为主, 其次为海百合茎、　、有孔虫、三叶虫等, 完整化石有　、珊瑚、腕足等, 均为浅水底栖生物。颗粒间为灰泥充填, 开阔台地。

层亮晶含砾砂屑石灰岩、亮晶砂屑石灰岩、亮晶生粒石灰岩, 颗

粒含量达70%～75%, 以生粒砂屑为主, 生粒以海百合茎、　、有

图3　巢湖市凤凰山和州组潮坪相剖面图孔虫、三叶虫等为特征, 磨蚀中

F ig . 3　The secti on of tidal flat facies of the Hezhou Fo r m ati on , Fenghuangshan , Chaohu

等, 颗粒间为亮晶方解石胶结, 块状、波状层理。此环境应为开阔台地上的浅滩。综上所述, 黄龙组从下而上反映浅水碳酸盐台地上的高能→低能→高能特征, 海水有浅变深再变浅的变化规律, 为开阔台地和台地上的浅滩环境。315　船山组(C 2c )

厚5. 26m 。在黄龙晚期海退后, 曾有短暂暴露, 使船山组与黄龙组为平行不整合接触。接着又开始海侵, 海平面上升, 船山组底部沉积了一薄层钙质泥岩, 水平层理发育, 局部见纹层, 为海侵起始的潮间环境。随海平面快速上升, 在下部沉积了灰、深灰色中厚层灰泥石灰岩, 含粒屑灰泥石灰岩, 亮晶砂屑石灰岩, 以生粒质灰泥石灰岩为主。颗粒含量在30%～70%之间, 颗粒主要为砂屑, 生粒次之, 顶部含砾屑。这是浅水台地环境。此后发生海退, 顶部有一暴露面, 在邻区采场见炉渣状砾岩。之后又开始海侵, 上部沉积了亮晶藻球粒藻团石灰岩, 颗粒含量达85%, 主要为藻团块, 颗粒间为亮晶方解石胶结。上述特征反映此岩石形成于水动力较强的台地上的浅滩环境。近顶部有含古土壤似角砾岩。顶部有0102～0103m 厚的铁质岩(铁氧化物风化壳) , 在上部溶孔发育, 角砾带破碎程度和淋滤溶孔发育程度的变化方向与层理面垂直, 由新到老减弱。与剖面上现代淋滤方向正交, 据江纳言等研究[5], 船山组上部古风化带角砾灰岩中的含古土壤和钙质混合物是在古风化条件下形成的尚未全部变为粘土矿物的风化产物。其M nO T i O 2值分别为0106, 0104和0102, 船山灰岩顶部的风化铁壳的M nO T i O 2值为0110, 它们均反映了碳酸盐岩经淋滤和风化后的产物具有很低

2+

的M nO T i O 2值。这是由于碳酸盐中的低价锰(M n ) 形成了易溶而稳定的化合物转入溶液, 而钛是比较稳定的元素, 一般不形成可溶性化合物, 因此在风化铁壳和碳酸盐岩风化的古土壤中钛元素相对富集, 锰则相对亏损, 故M nO T i O 2值很低。处于铁质风化壳之下淋滤带中的船山灰岩有高的

这是由于风化带上部被淋滤下来的M n 进入下部岩石中沉积下来, 使铁壳M nO T i O 2值, 为3147。

下岩石的M nO 因此, 它们的M nO T i O 2值增高。T i O 2值不符合海洋沉积规律, 而是代表了淋滤带的下部特征。

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析37

综上所述, 该区石炭纪的沉积环境比较复杂, 变化频繁。金陵组底部为海侵初始期的滞留沉积, 随后为潮下低能浅水台地的生粒浅滩, 随着海水加深, 上部为开阔台地环境, 末期发生急骤海退。高骊山组底部为海侵起始的滞留沉积, 随后海水加深为低能开放海湾沉积, 向上为开阔台地沉积, 上部为潮下和潮间浅滩环境。和州组为典型潮坪环境, 由潮下至潮上的完整序列重复出现多次。顶部暴露地表, 承受风化淋滤剥蚀。黄龙组为开阔台地和台地中浅滩环境, 船山组与黄龙组类同。各组间均为平行不整合接触, 说明海水升降频繁, 环境变化较大。

本文为“南方石炭纪、泥盆纪、课题的部分成果。与帮助, 在此一并致谢。

参考文献

1　夏广胜、徐家聪. . 地层学杂志, 1980, 4(2) 2　张瑛、陈宏明、、张建胜等. 安徽巢湖地区下石炭统沉积相及沉积环境研究——兼论下扬子区“老虎洞白云岩”的成因和时代归属. 中国地质科学院. 科研报告060012, 19843　冯增昭. 沉积岩石学(第二版) . 北京:石油工业出版社, 19944　冯增昭、杨玉卿、金振奎等. 中国南方二叠纪岩相古地理. 北京:石油大学出版社, 19975　江纳言、贾蓉芳、王子玉、齐敦伦等. 下扬子区二叠纪古地理和地球化学环境. 北京:石油工业出版社, 19946　张遴信、芮琳、周建平、廖卓庭等. 江苏地区下扬子准地台震旦纪—三叠纪生物地层. 江苏地区下扬子准地台石炭纪生物地层研究. 南京:南京大学出版社, 1988:219～2627　陈宏明、张瑛、李耀西、汤再如. 下扬子盆地石炭系沉积地质及有关矿产(研究报告) . 中国地质科学院南京地质矿产研究所所刊. 增刊第四号, 1988:77～1188　陈中强、张海春、李建国. 南京附近宁镇山脉下石炭统层序地层特征. 岩相古地理, 1996, 16(5) :38～469　陈中强、邵国强. 南京附近高骊山组的群落生态和层序地层的关系. 石油实验地质, 1997, 19(1) :34～3910　刘宝王君、曾允孚. 岩相古地理基础和工作方法. 北京:地质出版社, 198511　何镜宇、孟祥化. 沉积岩和沉积相模式及建造. 北京:地质出版社, 1987(9) :179～254; 324～368

THE PETR OLOGI CAL CHARACTER IST I CS AND SED I M ENTAR Y ENV IR ON M ENTS

OF CHAOHU C IT Y , ANHU I PR OV INCE

Hou M ingjin 　　Q i D unlun 　　J in Y ixiang

(A nhu i A cad e my of Geolog ica l S u rvey , H ef ei 230001)

Abstract :T he secti on studied in th is paper is located in the Fenghuangshan , Chaohu C ity , A nhui P rovince 1T he Carboniferous sys 2tem is w ell developed and fo ssils are very abundant 1It is 83183m th ick and can be divided into the J inling Fo r m ati on , Gao lishan Fo r m ati on and H ezhou Fo r m ati on of the L ow er Carboniferous , and H uanglong Fo r m ati on and Chuanshan Fo r m ati on of the U pper Carboniferous 1T he contact is confo r m able betw een the J inling Fo r m ati on and the underlying D evonian , and the contacts are p seu 2doconfo r m able among the o ther fo r m ati ons 1

T he rock s are dom inated by carbonate rock s , and clastic rock s are secondary . Carbonate rock s can be divided into sparry bi 2ograin li m estones , sparry sandgrain li m estones , sparry algalball li m estones , li m em ud bi ograin li m estones , li m em ud gravel li m e 2stones , bi ograin li m estones , bi ograin -bearing li m em ud li m estones , intraclast -bearing li m em ud li m estones , li m em ud li m estones and li m estones , and there are also som e do lo stones 1

C lastic rock s include quartz fine sandstones , siltstones , m udstones and shales 1T he characteristics and o rigin of each type of rock are briefly described and discussed 1

Petro logical characteristics , fo ssil assem blages and sedi m entary sequence analysis indicate that the sedi m entary environm ents of the study area w ere shallow w ater p latfo r m in the early J inling age and w ide p latfo r m the late J inling age , w ide p latfo r m the ear 2ly Gao lishan age and shallow beach the late Gao lishan age , typ ical tidal flat the H ezhouage , w ide p latfom and shallow beach the H uanglong age and Chuanshan age 1

Key words :Carboniferous system , strata , petro logical characteristics , sedi m entary environm ent , Chaohu , A nhui 1

安　徽　地　质

1998年

Geo logy of A nhui

第8卷第3期

安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析

侯明金　齐敦伦　金义祥

(安徽地质调查院　合肥　230001)

α

　　【摘要】巢湖市北郊石炭纪地层发育齐全, 、生物与沉

积构造等相标志, 潮坪。对和州组顶部炉渣状　　巢湖市北郊凤凰山剖面位于安徽中部巢湖之滨, 剖面完整, 石炭系发育齐全, 出露良好, 生物丰富, 沉积特征清楚, 研究程度较高, 是下扬子地区研究石炭纪地层和沉积环境的重要剖面之一(图1) 。

1996年10月至12月初, 笔者先

后两次对该剖面进行调研测制工作。嗣后, 对该剖面进行岩石学研究及沉积环境分析。本文就是这一工作的总结。

1　地层

图1　巢湖地区石炭系露头分布及剖面位置图

F ig . 1　The outcrop s of Carboniferous strata and their secti on sites in the Chaohu area

巢湖地区石炭系研究程度较高, 安徽区调队1∶20万合肥幅、1∶5万巢县幅、1∶50万“安徽石炭纪岩相古地理及含矿性研究”及夏广胜[1]、张瑛等[2]对该区石炭系和岩相古地理研究等成果, 为区内石炭纪地层划分与沉积相分析奠定了基础。

当前, 该区沿用石炭系划分的“二分”方案, 即下统金陵组、高骊山组、和州组, 上统黄龙组、船山组。关于石炭系与泥盆系界线, 至今各家尚未统一, 暂以P seud ou ra lin ia (假乌拉珊瑚) 带的底界作为石炭系底界。其下与泥盆纪五通组为连续沉积, 其上与早二叠世栖霞组呈平行不整合接触, 系内各组之间均为平行不整合接触。该区石炭纪地层划分对比见表1。

2　岩石

该区石炭纪的岩石包括碳酸盐岩、碎屑岩。其中以碳酸盐岩为主, 厚68135m , 占总厚度的81154%, 泥页岩厚10186m , 占总厚度的12195%, 砂岩厚4162m , 占总厚度5151%。碳酸盐岩中主

α

1998-06-16收稿, 1998-08-04改回

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析31

表1　地层划分与对比简表

T able . 1　T he stratigraph ic divisi on and comparison

系

统阶

上　　覆　　地　　层

R obustoschw ag erina schell w ien i

剖面地点

巢湖凤凰山

下　二　叠　统　栖　霞　组

江苏贵州南京独山

马平阶

S . g lo m erosa 亚带

S p haeroschw ag erina

S . constans 亚带T riticites

F lind B i F usu linella p raebock i 亚带

船

E op usu 船山组马平组

石　　　　炭　　　　系

上统 壶F usu linella -F usu lina 天

统

威

宁F usu B eed 阶

黄F usu linella p raebock i 龙

组P rof usu linella 黄龙组黄龙组

P rof usu linella P seud ostaf f ella

N eoclisiop hy llum

y eng tzeense -K oninckop hy llum

stellatum

下统 丰宁统

大塘

阶T hy sanop hy llum shaoy ang ense -K ueichoup hy llum

sinense

岩

关P seud ou ra lin ia g ig an tea Cy stop h ren tis kolaohoensis

Can in ia d orlod oti -Cerip hy llum eleg an tum

和州高骊山金陵五通组

E ostaf f ella hohsien ica Chang -K ueichoup hy llum 组合

P seud ou ra lin ia

和州高骊山金陵五通组

上司旧司组沟汤组粑革老河组泥　盆　系

要为石灰岩, 厚65178m , 占总厚78147%, 白云岩厚2157m , 占总厚311%。石灰岩根据岩石结构—成因分类[3], 结合特殊沉积构造, 可将石灰岩分为五种类型, 即颗粒石灰岩、生粒质灰泥石灰岩。含颗粒灰泥石灰岩、灰泥石灰岩、去膏化结核状粗晶石灰岩。分别叙述如下(表2) :211　石灰岩21111　颗粒石灰岩

指颗粒含量大于50%的石灰岩。颗粒绝大部分为生物颗粒及部分内碎屑、藻球粒、藻团等, 这是区内石炭系颗粒类型的一个重要特征。按照颗粒间填隙物的类型, 还可分为灰泥颗粒石灰岩和亮晶颗粒石灰岩, 分别占石灰岩的34183%和31108%。

①灰泥颗粒石灰岩:指颗粒间填隙物基本上为灰泥的颗粒石灰岩。主要分布在金陵组(占组厚80138%) , 和州组(占组厚5114%) , 少量在黄龙组(占组厚10176%) 。根据颗粒类型可分为:

灰泥生粒石灰岩, 是灰泥颗粒石灰岩分布最广、厚度最大的一种类型, 为金陵组、和州组的主要岩石类型, 厚度分别占金陵组的80138%, 和州组的4715%, 黄龙组的10176%。岩石为浅灰(或带肉红色) 、灰黑色中厚层至块状。颗粒含量达65%～80%, 以生粒为主, 含量达55%～70%, 主要是一些浅水底栖生物, 有海百合茎、　、有孔虫、腕足、珊瑚, 其次为腹足、三叶虫、瓣鳃、藻类、介形虫

32安　徽　地　质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年

表2　岩石类型与单因素特征

T able 2　T he rock types and monofacto r character

岩　石　类　型

C 1j

C 1g

C 1h

C 2h 19. 56%3. 93%. 62. 53. 23%

47. 5%3. 5%

29. 3%

24. 7%3. 5%1. 8%8. 4%

3. 1%10. 12%

3. 50%13. 2%14. 1%10%59. 2%

3. 6%

2. 3%

7. 1%

85. 9%～5%85%～95%

15. 2%

11. 4%

12. 6%10. 7

C 2c 3. 8%

70%～80%75%70%85%65%～80%58%35%～40%10%～20%

占各组百分比

颗粒量

颜　色浅灰-灰浅灰浅灰肉红色肉红色灰色浅灰-灰黑灰黄浅灰-灰黑浅灰-深灰褐灰浅灰-灰灰白、灰黄灰带红色灰黄、灰白灰黄、灰白灰、灰黑、黄红灰、灰黑、灰绿

亮晶砂屑石灰岩

颗

　粒　石　灰　岩

亮晶颗粒石灰岩

亮晶含生粒砂屑石灰岩亮晶生粒石灰岩亮晶团块石灰岩

碳　　酸　　盐　　岩

石亮晶腹足类石灰岩　

. 灰　

9. 5%岩生粒质灰泥石灰岩

含颗粒灰泥石灰岩灰泥石灰岩

去膏化结核状粗晶石灰岩准同生白云岩石英细砂岩

含生粒灰泥石灰岩含内碎屑灰泥石灰岩

碎

屑岩

粉砂岩泥岩页岩

等。生粒呈砂级至粉砂级, 分选磨圆较差, 部分泥晶化, 多为原地或近原地堆积。生物含量丰富, 种类多, 表明海水循环性能好, 盐度正常, 适于生物繁衍, 有的层段除生粒外还有少量砂屑、砾屑和球粒, 它们分选差, 杂乱分布, 无定向排列, 砾屑外形扁饼状, 砂屑球粒呈圆形, 粒间为灰泥充填, 这一特征反映较高能的颗粒沉积在低能环境中, 是一种潮下低能浅滩或浅水碳酸盐台地环境。

灰泥砾屑石灰岩, 此类岩石仅见于和州组中部, 为灰黄绿色中薄层灰泥砾屑石灰岩, 颗粒总量为58%, 其中砾屑为55%, 砂屑2%～3%, 生粒仅1%。砾屑呈扁饼状, 由泥晶方解石组成, 见少量生粒瓣鳃、有孔虫等, 砾屑排列一般顺层和低角度与层面斜交, 少部分分布杂乱, 无一定方向。砂屑为棱角—半滚圆状, 颗粒间为灰泥充填, 其上见藻纹层、帐篷状构造与半球形叠层石。说明这类岩石形成于近岸浅水风暴环境。

②亮晶颗粒石灰岩:指颗粒由亮晶方解石胶结的颗粒石灰岩, 是区内黄龙组与船山组的主要岩石类型, 其厚度分别占组厚的61141%和57%, 颗粒类型主要为生粒, 其次为砂屑、藻团、藻球粒等。按颗粒类型分为以下几种:

亮晶砂屑石灰岩, 主要分布在黄龙组和船山组, 是黄龙组的主要岩石类型, 占组厚的19156%。岩石为浅灰略带肉红色和灰色, 中至厚层, 颗粒含量70%～80%, 其中砂屑65%～70%, 生粒1～5%, 鲕粒0～5%, 核形石0～5%。砂屑椭圆—圆形, 粒径约011～0125mm , 少数呈棱角—半滚圆

状。生粒有海百合茎、腕足、有孔虫、　、介形虫等。颗粒间为亮晶方解石胶结, 具两个世代, 第一世代呈细针粒状, 围绕砂屑呈梳状分布, 第二世代呈粒状。此类岩石形成于持续高能的浅滩环境。

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析33

亮晶含生粒砂屑石灰岩, 此岩类分布于黄龙组, 为浅灰色厚层, 颗粒量占75%。其中砂屑占65%, 呈椭圆形, 粒径0105～012mm ; 生粒含量10%, 主要有孔虫、　、海百合茎, 其次有少量腕足、瓣鳃, 并见泥晶化。颗粒间为亮晶方解石胶结, 见二个世代。此岩类形成于持续高能滩环境。

亮晶生粒石灰岩, 分布于黄龙组, 是其主要岩石类型, 占组厚的29162%, 呈浅灰色厚层—块状, 颗粒量占70%～85%。生粒由藻屑、珊瑚、有孔虫、　、棘皮等组成。分选磨圆度不高外, 还有少量砂屑, 颗粒间为亮晶方解石胶结。。

亮晶团块石灰岩及亮晶腹足类石灰岩, 此二类岩石仅见于黄龙组, 。颗粒含量达65%～70%, 主要为腹足类和藻团块及少量有孔虫, 碳酸盐台地中较高能的浅滩环境。

亮晶藻球粒藻团块石灰岩, 1。呈灰色中厚层, 颗粒量达85%。其中藻团为55%5mm 。藻球粒25%; 生粒5%。主要为　、海百合茎、有孔虫等。。此岩类形成于较高能台地中的浅滩环境。21112指颗粒含量介于50%～25%, 灰泥含量介于75%～50%的石灰岩。该类岩石分布于金陵组和船山组, 岩石呈浅灰至黑色中厚层, 颗粒含量35%～40%。其中生粒占10%～30%, 砂屑0～25%。颗粒主要为生粒, 以海百合茎、海胆、珊瑚、腕足为主, 瓣鳃、介形虫、腹足类次之。生粒为砂级和极细砾组, 生粒磨蚀程度不高。此岩类形成于浅水碳酸盐台地环境。21113　含颗粒灰泥石灰岩

是指颗粒含量介于25%～10%, 灰泥含量介于90%～75%的石灰岩。这类岩石在和州组、黄龙组、船山组均有分布, 依颗粒类型不同可分含生粒灰泥石灰岩和含内碎屑灰泥石灰岩。①含生粒灰泥石灰岩, 此类岩石分布于和州组、黄龙组, 为主要岩石类型, 厚度分别为24188%(和州组) 和1216%(黄龙组) 。呈浅—深灰色, 中至厚层。生粒含量10%～20%, 主要为海百合茎、有孔虫、　、珊瑚、苔藓、腕足、瓣鳃、介形虫等, 均为浅水底栖生物。生粒分选与磨圆度不高, 为原地堆积。此岩类形成于浅水开阔台地环境。

②含内碎屑灰泥石灰岩:仅见于和州组, 为浅褐灰色中厚层, 具泥裂片砾屑, 大小不一, 粒径015～5mm 。砾屑内具裂纹, 成分为泥晶灰岩, 含有长石与石英, 为潮间带沉积环境。211. 4　灰泥石灰岩

指颗粒含量小于10%或不含颗粒的石灰岩。此岩类均由灰泥组成, 仅含少量生粒, 分布于和州组、黄龙组和船山组, 形成于静水环境。确切判断环境要以岩性、沉积构造、生物特征综合分析。如和州组的灰泥石灰岩与绿色泥岩互层, 未见生物, 水平层理, 下伏层为去膏化中粗晶灰岩, 此类岩石应为潮间带上部或潮上带的潮坪环境。21115　去膏化结核状粗晶石灰岩

分布在和州组, 为次生岩石。是暴露或接近地表, 由淡水作用方解石交代石膏或白云石重结晶而成。这种现象反映潮上淡水作用的特征。212　泥质白云岩

分布于和州组每一旋回的顶部。为灰红、灰黄色中厚层, 见不清楚纹层构造。岩石成分为方解石化白云石, 含量70%～75%, 粘土矿物含量25%～30%及少量粉砂状石英。白云石微晶呈自形—半自形菱面体, 粒径0105～012mm , 纹层可能为藻纹层, 未见化石。此为潮间—潮上环境。213　碎屑岩

碎屑岩在区内石炭纪地层中占有一定比例, 根据粒度大小将其分为细砂岩与泥页岩二大类。

34安　徽　地　质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年

21311　细砂岩

分布于金陵组底部和高骊山组上部。呈灰黄、灰白色, 风化为黄褐色, 中薄—中厚层, 或薄层凸镜状夹层。其碎屑含量为85%～95%, 主要为石英, 占99%, 另有少量白云母和斜长石, 重矿物有电气石、锆石、金红石、金属矿物等。砂粒分选磨圆度好, 成熟度高, 有Si O 2次生加大。基质为粘土矿物, 有铁染, 一般为平行层理。金陵组内细砂岩富产腕足类, 分布广泛而稳定, 是一种缓慢沉积作用状况下的滞留沉积。高骊山组的石英细砂岩分选磨圆度好, 可见节管迹, 含有丰富的遗迹化石, 生物扰动强烈, 下部以水平遗迹和倾斜遗迹为特征, 成熟度高, (S kolithos ) 和U 型管沙躅迹(A ren icolites ) 。下部相当潮下环境, , 21312　泥岩、页岩

、泥岩夹少许粉砂岩, 主要由粘土矿物(70%～80%) 。粘土矿物以伊利石为主, 少量高岭石、蒙托石, 呈鳞片状。, 具水平层理。在粉砂岩与钙质泥岩中含丰富遗迹化石, 有动藻迹(oop hy cus ) 等, 显示潮下低能环境。在高骊山组中部为紫红色杂色页岩、泥岩夹凸镜状方解石化泥晶白云岩和灰岩结核。产珊瑚、腕足、苔藓、瓣鳃等, 为开阔台地或开放海湾环境。和州组中的泥页岩多呈灰绿、黄绿色, 见龟裂纹和泥裂片, 并与泥云岩共生, 为潮间至潮上带产物。

3　各组沉积环境分析

该区位于下扬子盆地东端, 自晚泥盆世晚期部分地区海水已经侵入, 沉积了滨海潮坪相地层。石炭纪早期海侵扩大, 海平面上升, 区内为海水淹没, 沉积了一大套石炭纪海相地层, 自下而上有金陵组、高骊山组、和州组、黄龙组和船山组, 海水升降频繁, 沉积环境复杂。根据岩性、生物与沉积构造等相标志, 对各层段沉积序列和沉积特征进行分析研究。现自下而上分析如下(图2)

:

图2　巢湖地区石炭纪沉积环境模式示意图

F ig . 2　T he Carboniferous depo siti onal environm ent model of the Chaohu area

311　金陵组(C 1j )

厚7. 9m , 依据岩性、生物特征与沉积构造, 将金陵组分为三个亚相:

下部灰黄、褐黄色中薄层含铁石英细砂岩, 主要为粉砂、细砂级石英, 分选磨圆度好, 矿物成熟度高, 填隙物为粘土矿物, 呈隐晶质集合体。富产腕足类, 分布广泛而稳定, 这种特征是海侵初始阶段滞留碎屑岩沉积。

中部为灰黑色厚层夹中厚层灰泥生粒石灰岩和灰泥砾屑生粒石灰岩。生粒为海百合茎、有孔虫、腕足、珊瑚及少量球粒, 颗粒含量达70%以上, 部分生粒泥晶化。完整化石有腕足、珊瑚、三叶虫等。颗粒间为灰泥充填。此特征说明该岩石形成于浅水碳酸盐台地中潮下低能浅滩环境。

上部为深灰色风化为紫灰色中厚层生粒质灰泥石灰岩。生粒含量达30%, 主要为海百合茎、珊

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析35

瑚、三叶虫、介形虫、腹足类等。生粒磨圆度不高, 有大量丛状床板珊瑚S y ring op ora 和K ueicho w p o 2

腕足、腹足类等。颗粒间为灰泥充填。此特征显示为ra 等, 复体呈扁饼状, 原地生长, 还有单体珊瑚、

低能浅水开阔台地环境, 比中部略深。之后, 由于海平面快速下降, 原碳酸盐台地暴露地表, 故金陵组顶部见有淡水淋滤特征。312　高骊山组(C 1g )

厚14. 02m 。由于金陵末期快速海退, 。这时期的沉积物以富含铁质为特征, 有的为凸镜状赤铁矿层, 。此后快速海侵, 海平面陡然上升, 海水深度大增, 、碳质页岩夹粉砂岩、泥灰岩薄层或凸镜体, 具水平层理。, 富产遗迹化石(Z oop hy cos ) 和薄层双壳类等。之后, 海水变浅, 在中部沉积以红色为主的杂色页岩、泥质灰岩凸镜体及灰岩结核层。页岩、泥岩具水平层理, , 珊瑚外壁多破损, 杂乱分布。说明海水比较动荡, , 岩石以紫红色为主, 为氧化环境产物。上述特征说明中部比下部略浅, 由还原环境进入氧化环境。仍为浅水开阔台地环境。

上部为灰白略带黄褐色中厚层细粒石英砂岩, 岩石结构成熟度与成分成熟度均高, 生物化石少, 偶见腕足类, 生物扰动强烈, 在下部多为水平倾斜遗迹(节管迹P hy cod us ) 与根珊瑚迹(R h iz oco 2ra llium ) 等, 为潮下浅滩环境。上部富集垂直管的石针迹(S kolithos ) 和U 型管沙躅迹(A ren icolites ) 称S kolithos —A ren icolites 组合, 此组合为潮间带下部或潮下带上部的沙坪环境。总之, 该区高骊山组为一向上变浅序列, 由潮下低能开放海湾, 向上为开阔台地, 再上为潮下高能和潮间的沙坝沙坪环境。

313　和州组(C 1h )

厚28. 22m 。高骊山组沉积结束之后, 有个短暂暴露, 接着发生新的海侵。这次海侵海平面升降频繁, 使和州组形成一套典型潮坪相沉积。有潮下—潮间—潮上的序列重复出现, 有的序列不完整, 仅有潮下及潮上组合, 这种序列由下而上出现五次(图3) 。每个序列下部为潮下带的深灰、灰色中厚层—厚层含生粒灰泥石灰岩、灰泥生粒石灰岩, 产有丰富的浅海底栖生物和丰富的遗迹化石动藻类(Z oop hy cus ) 。随后海平面下降, 沉积了潮间带的岩层, 为灰、深灰色中薄层藻纹层状含生粒灰泥石灰岩或白云岩化含生粒灰泥石灰岩, 具帐篷状构造, 半球形叠层石等。潮上带为泥云岩或页岩、泥云岩互层, 水平层理, 有龟裂砾片或硬石膏化粗晶灰岩, 无化石, 这是典型的向上变浅的潮坪沉积。而最后一个旋回发育不全, 仅有潮下沉积, 潮上与潮间的沉积由于海平面下降暴露地表遭受剥蚀而缺失。顶部由于风化淋滤作用形成微喀斯特地貌, 风化甚者呈炉渣状。这种风化淋滤具有清楚的分带特征, 顶部甚者呈炉渣状, 砾块间为残留灰泥充填, 向下为密集的下垂溶孔, 溶孔内充填残留灰泥和生屑。岩层尚可见层理, 向下溶孔稀疏, 层理清楚, 再下溶孔消失, 岩层恢复正常, 这是一种典型暴露特征。综上所述, 和州组为典型潮坪环境。314　黄龙组(C 2h )

厚28. 43m 。晚石炭世早期, 海平面上升, 发育浅水碳酸盐台地沉积, 依据岩性与生物特征分三部分。

下部为浅灰色厚层亮晶生粒石灰岩、亮晶含生粒砂屑石灰岩, 以亮晶生粒石灰岩为主。颗粒含量达60%～85%, 颗粒类型主要为生粒, 其次为砂屑, 颗粒粒径为砂级, 分选磨圆度较好, 颗粒为亮晶方解石胶结, 产浅水底栖生物　、珊瑚、腕足、海百合等。微波状层理, 水平层理, 大型单斜交错层理, 底部冲刷明显。据其沉积特征, 应为开阔台地中的潮下低能浅滩环境。

36安　徽　地　质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年

　　中部为浅灰色厚层含生粒灰泥石灰岩、灰泥含砂屑生粒石灰岩、灰泥石灰岩。见微波状层理、冲洗层理、水平层理、平行层理等, 以含生粒灰泥石灰岩为主。颗粒类型主要为生粒, 其次见少量砂屑, 生粒以藻屑为主, 其次为海百合茎、　、有孔虫、三叶虫等, 完整化石有　、珊瑚、腕足等, 均为浅水底栖生物。颗粒间为灰泥充填, 开阔台地。

层亮晶含砾砂屑石灰岩、亮晶砂屑石灰岩、亮晶生粒石灰岩, 颗

粒含量达70%～75%, 以生粒砂屑为主, 生粒以海百合茎、　、有

图3　巢湖市凤凰山和州组潮坪相剖面图孔虫、三叶虫等为特征, 磨蚀中

F ig . 3　The secti on of tidal flat facies of the Hezhou Fo r m ati on , Fenghuangshan , Chaohu

等, 颗粒间为亮晶方解石胶结, 块状、波状层理。此环境应为开阔台地上的浅滩。综上所述, 黄龙组从下而上反映浅水碳酸盐台地上的高能→低能→高能特征, 海水有浅变深再变浅的变化规律, 为开阔台地和台地上的浅滩环境。315　船山组(C 2c )

厚5. 26m 。在黄龙晚期海退后, 曾有短暂暴露, 使船山组与黄龙组为平行不整合接触。接着又开始海侵, 海平面上升, 船山组底部沉积了一薄层钙质泥岩, 水平层理发育, 局部见纹层, 为海侵起始的潮间环境。随海平面快速上升, 在下部沉积了灰、深灰色中厚层灰泥石灰岩, 含粒屑灰泥石灰岩, 亮晶砂屑石灰岩, 以生粒质灰泥石灰岩为主。颗粒含量在30%～70%之间, 颗粒主要为砂屑, 生粒次之, 顶部含砾屑。这是浅水台地环境。此后发生海退, 顶部有一暴露面, 在邻区采场见炉渣状砾岩。之后又开始海侵, 上部沉积了亮晶藻球粒藻团石灰岩, 颗粒含量达85%, 主要为藻团块, 颗粒间为亮晶方解石胶结。上述特征反映此岩石形成于水动力较强的台地上的浅滩环境。近顶部有含古土壤似角砾岩。顶部有0102～0103m 厚的铁质岩(铁氧化物风化壳) , 在上部溶孔发育, 角砾带破碎程度和淋滤溶孔发育程度的变化方向与层理面垂直, 由新到老减弱。与剖面上现代淋滤方向正交, 据江纳言等研究[5], 船山组上部古风化带角砾灰岩中的含古土壤和钙质混合物是在古风化条件下形成的尚未全部变为粘土矿物的风化产物。其M nO T i O 2值分别为0106, 0104和0102, 船山灰岩顶部的风化铁壳的M nO T i O 2值为0110, 它们均反映了碳酸盐岩经淋滤和风化后的产物具有很低

2+

的M nO T i O 2值。这是由于碳酸盐中的低价锰(M n ) 形成了易溶而稳定的化合物转入溶液, 而钛是比较稳定的元素, 一般不形成可溶性化合物, 因此在风化铁壳和碳酸盐岩风化的古土壤中钛元素相对富集, 锰则相对亏损, 故M nO T i O 2值很低。处于铁质风化壳之下淋滤带中的船山灰岩有高的

这是由于风化带上部被淋滤下来的M n 进入下部岩石中沉积下来, 使铁壳M nO T i O 2值, 为3147。

下岩石的M nO 因此, 它们的M nO T i O 2值增高。T i O 2值不符合海洋沉积规律, 而是代表了淋滤带的下部特征。

　　第8卷第3期　　　　　　　　侯明金等:安徽巢湖凤凰山石炭纪岩石特征及沉积环境分析37

综上所述, 该区石炭纪的沉积环境比较复杂, 变化频繁。金陵组底部为海侵初始期的滞留沉积, 随后为潮下低能浅水台地的生粒浅滩, 随着海水加深, 上部为开阔台地环境, 末期发生急骤海退。高骊山组底部为海侵起始的滞留沉积, 随后海水加深为低能开放海湾沉积, 向上为开阔台地沉积, 上部为潮下和潮间浅滩环境。和州组为典型潮坪环境, 由潮下至潮上的完整序列重复出现多次。顶部暴露地表, 承受风化淋滤剥蚀。黄龙组为开阔台地和台地中浅滩环境, 船山组与黄龙组类同。各组间均为平行不整合接触, 说明海水升降频繁, 环境变化较大。

本文为“南方石炭纪、泥盆纪、课题的部分成果。与帮助, 在此一并致谢。

参考文献

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THE PETR OLOGI CAL CHARACTER IST I CS AND SED I M ENTAR Y ENV IR ON M ENTS

OF CHAOHU C IT Y , ANHU I PR OV INCE

Hou M ingjin 　　Q i D unlun 　　J in Y ixiang

(A nhu i A cad e my of Geolog ica l S u rvey , H ef ei 230001)

Abstract :T he secti on studied in th is paper is located in the Fenghuangshan , Chaohu C ity , A nhui P rovince 1T he Carboniferous sys 2tem is w ell developed and fo ssils are very abundant 1It is 83183m th ick and can be divided into the J inling Fo r m ati on , Gao lishan Fo r m ati on and H ezhou Fo r m ati on of the L ow er Carboniferous , and H uanglong Fo r m ati on and Chuanshan Fo r m ati on of the U pper Carboniferous 1T he contact is confo r m able betw een the J inling Fo r m ati on and the underlying D evonian , and the contacts are p seu 2doconfo r m able among the o ther fo r m ati ons 1

T he rock s are dom inated by carbonate rock s , and clastic rock s are secondary . Carbonate rock s can be divided into sparry bi 2ograin li m estones , sparry sandgrain li m estones , sparry algalball li m estones , li m em ud bi ograin li m estones , li m em ud gravel li m e 2stones , bi ograin li m estones , bi ograin -bearing li m em ud li m estones , intraclast -bearing li m em ud li m estones , li m em ud li m estones and li m estones , and there are also som e do lo stones 1

C lastic rock s include quartz fine sandstones , siltstones , m udstones and shales 1T he characteristics and o rigin of each type of rock are briefly described and discussed 1

Petro logical characteristics , fo ssil assem blages and sedi m entary sequence analysis indicate that the sedi m entary environm ents of the study area w ere shallow w ater p latfo r m in the early J inling age and w ide p latfo r m the late J inling age , w ide p latfo r m the ear 2ly Gao lishan age and shallow beach the late Gao lishan age , typ ical tidal flat the H ezhouage , w ide p latfom and shallow beach the H uanglong age and Chuanshan age 1

Key words :Carboniferous system , strata , petro logical characteristics , sedi m entary environm ent , Chaohu , A nhui 1