李华, 何幼斌, 姚凤南, 何一鸣, 姜纯伟, 张显坤, 吴吉泽, 徐艳霞, 梁建设. (2024). 鄂尔多斯盆地西北缘奥陶系克里摩里组等深流沉积* [J]. 古地理学报, 26(4): 962-971.
LI Hua, HE Youbin, YAO Fengnan, HE Yiming, JIANG Chunwei, ZHANG Xiankun, WU Jize, XU Yanxia, LIANG Jianshe. (2024). Contour current deposits in the Ordovician Kelimoli Formation,northwestern margin of Ordos Basin[J]. Journal Of Palaeogeography, 26(4): 962-971.   
Doi: 10.7605/gdlxb.2024.04.086
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鄂尔多斯盆地西北缘奥陶系克里摩里组等深流沉积*
李华1, 何幼斌1, 姚凤南1, 何一鸣1, 姜纯伟1, 张显坤1, 吴吉泽1, 徐艳霞1, 梁建设2
1 长江大学地球科学学院,湖北武汉 430100
2 中海油石油国际有限公司,北京 100028

第一作者简介 李华,男,1984年生,博士、副教授,长期从事沉积学、特别是深水沉积方面的教学及科研工作。E-mail: 501026@yangtzeu.edu.cn。

收稿日期:2024-01-30 修回日期:2024-03-22
基金资助:*国家自然科学基金项目(编号: 42272113,42272115)资助
摘要

等深流沉积是深水沉积中的常见类型之一。古代地层记录中等深流沉积的鉴别及形成机理研究相对薄弱。在鄂尔多斯盆地西缘奥陶系克里摩里组发现了一种新的等深流沉积类型,即透镜状等深流沉积。研究表明: ( 1)研究区发育 4种岩相及组合。岩相 1为透镜状泥晶灰岩,岩相 2以透镜状粉晶灰岩为主,岩相 3为透镜状泥晶及亮晶方解石胶结砾屑-砂屑灰岩,岩相 4以层状砾屑灰岩最为常见。( 2)透镜状泥晶、粉晶及砾屑-砂屑灰岩相单层厚度相对较小,波状界面,呈透镜状,局部见泥质纹层、条带及斑点,粉晶方解石多呈斑块状,整体呈细—粗—细沉积序列,为等深流持续作用而成; 层状砾屑灰岩相中砾屑见叠瓦状构造,局部见倒“小”字排列,可能与风暴相关。( 3)碳氧同位素反映相对海平面及古温度具有 2个升高—降低旋回及 1个持续上升半旋回。( 4)研究区等深流为相对低能的温盐环流。等深流活动强度与海平面升降、盐度变化呈正相关。( 5)从下至上,等深流活动逐渐加强,局部存在短暂极强现象,并可能受风暴影响。

关键词: 等深流; 等深流沉积; 克里摩里组; 奥陶系; 鄂尔多斯盆地
中图分类号:P512.32 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2024)04-0962-10
Contour current deposits in the Ordovician Kelimoli Formation,northwestern margin of Ordos Basin
LI Hua1, HE Youbin1, YAO Fengnan1, HE Yiming1, JIANG Chunwei1, ZHANG Xiankun1, WU Jize1, XU Yanxia1, LIANG Jianshe2
1 School of Geosciences,Yangtze University,Wuhan 430100,China
2 CNOOC International Limited,Beijing 100028,China

About the first author LI Hua,born in 1984,Ph.D.,an associate professor,is engaged in teaching and research on sedimentology and deepwater deposits. E-mail: 501026@yangtzeu.edu.cn.

Fund:Financially supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos. 42272113,42272115)
Abstract

Contour current deposits are a common type of deep-water deposits. However,limited work has been done on identification and formative mechanisms of contour current deposits in the rock record. Here,a new type of contour current deposits(lenticular contour current deposits)is documented in the Ordovician Kelimoli Formation of the study area in the Ordos Basin. The results show that There are four types of lithofacies and lithofacies associations in the study area,including lenticular micrite(lithofacies 1),mainly lenticular silt-sized silt-crystalline limestone(lithofacies 2),micrite and sparry calcarenite or calcirudite(lithofacies 3),and bedded calcirudite(lithofacies 4). It is found that lenticular micrite,silt-sized silt-crystalline limestone,and calcarenite or calcirudite are present as fine-grained through coarse-grained to fine-grained facies sequences. These deposits are characterized by relatively thin bed thickness,wavy surface,lenticular geometry,and association with muddy lamina,stripe,and spot,which are attributed to the persistent effect of contour current. Silt-sized silt-crystalline limestones are usually mottled. Bedded calcirudites with imbricate structures and the inverse Chinese character of “small”are likely to be storm deposits. In addition,carbon and oxygen isotopes indicate that relative sea level and paleotemperature show two rising to falling cycles and a continously-rising half cycle. It is also found that the contour current in the study area are low energy thermohaline circulation and that the strength of the contour current is positively correlated with eustatic sea level and salinity change. Finally,the energy of the contour current increases gradually upsection with occassional transient extremes,which might be also effected by storms in the Kelimoli stage.

Key words: contour current; contour current deposit; Kelimoli Formation; Ordovician; Ordos Basin

等深流沉积是深水异地沉积的主要类型之一, 蕴含了丰富的地质信息。中国等深流沉积在震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、三叠系等地层中皆有发育(李华和何幼斌, 2017)。与现代等深流沉积研究相比, 古代等深流沉积研究成果相对较少, 主要原因之一是古代地层记录中等深流沉积鉴别受诸多因素影响(如出露面积小、沉积构造数量少、规模小, 甚至缺乏等), 导致野外有效鉴别难度大(李华和何幼斌, 2017; 李华等, 2023)。古代地层记录中等深流沉积的重要鉴别标志除岩石结构、古水流、生物扰动、沉积序列之外等, 还有一个较为重要的特征为透镜状, 界面多为波状, 其以塞浦路斯渐新统等深流沉积最为“ 典型” (图 1-a)(Stow et al., 2002; Rebesco et al., 2014)。与透镜状等深流沉积相比, 中国等深流沉积存在2个特点: (1)多为层状, 底部界面较为平直, 仅在内部见波状纹层; (2)仅在局部地层(只有几层, 且数量少、规模小)见透镜状(图 1-b至1-d)(罗顺社等, 2015; 李华等, 2016, 2018, 2023; 李华和何幼斌, 2017; 李向东等, 2017; Wang et al., 2022)。另外, 在鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系发育的粗粒等深流沉积存在争议, 部分国外研究人员认为可能为重力流成因(Li et al., 2017, 2018, 2020)。上述问题阻碍了中国古代地层记录中等深流沉积研究的步伐。

图 1 等深流沉积特征
a— 塞浦路斯(Stow et al., 2002; Rebesco et al., 2014); b— 陕西富平(李华等, 2016); c— 甘肃平凉(李华等, 2016); d— 鄂尔多斯盆地西北缘Fig.1 Characteristic of contour current deposits

鄂尔多斯盆地西北缘奥陶系克里摩里组等深流沉积较为发育, 前人通过野外、地球化学及磁组构等对乌海地区等深流沉积岩性、结构、古水流及垂向演化等进行了研究, 认为研究区等深流沉积证据包括发育牵引流沉积构造、古水流方向平行斜坡、常见细— 粗— 细沉积序列、层内见渐变、突变界面及侵蚀面等(李向东等, 2017; Wang et al., 2022)。作者团队也分别在2011、2017、2022及2023年对内蒙古乌海石峡谷地区深水沉积进行了研究。因研究区克里摩里组以薄层泥晶灰岩为主, 岩层界面多平直, 仅在地层内部见波状纹层, 未见“ 典型” 的透镜状, 指向性沉积构造较为缺乏, 而细— 粗— 细沉积序列非等深流沉积所独有, 深水原地沉积与泥晶等深流沉积难以有效区分等原因, 未公开发表相关研究成果。

值得庆幸的是, 2023年9月, 团队在乌海石峡谷地区进一步开展奥陶系深水沉积时, 因水库管道维修, 在水库内原淹没的克里摩里组发现了大规模的透镜状等深流沉积。该类型的等深流沉积研究具有2个方面的重要意义: (1)增加国内等深流沉积类型及实例, 促进中国等深流沉积研究成果推广; (2)鄂尔多斯盆地西缘及南缘中晚奥陶世的透镜状等深流沉积的发现与证实, 可为同时期等深流沉积的存在提供证据, 这将有助于鄂尔多斯盆地古环境、古海洋的研究。

1 地质概况

石峡谷位于内蒙古乌海市西北侧, 与乌海市直线距离约7 km。构造位置处于鄂尔多斯盆地西缘华北地块西部, 属于华北克拉通。研究区西北部为阿拉善古陆, 东北部为伊盟隆起, 东部为天环向斜及鄂尔多斯盆地西缘逆缓冲带, 西南部发育弧形构造(图 2-a)(王振涛等, 2016; 于州等, 2021; 李向东等, 2023)。中晚奥陶世, 北部阿拉善及伊盟古陆持续剥蚀, 西部发育深水沉积。

图 2 鄂尔多斯盆地西北缘位置、地层及沉积环境
a— 构造位置(王振涛等, 2016); b— 地层特征(李向东等, 2023); c— 克里摩里组沉积期岩相古地理(据于州等, 2021; 有修改Fig.2 Location, strata and sedimentary environment of northwestern margin of Ordos Basin

乌海地区奥陶系从下至上发育三道坎组、桌子山组、克里摩里组、乌拉力克组、拉什仲组、公乌素组及蛇山组。三道坎组和桌子山组以灰白色云质灰岩为主, 为潮坪及台地沉积。克里摩里组、乌拉力克组、拉什仲组和公乌素组多为薄层灰岩及碎屑岩, 整体为深水斜坡— 盆地沉积。蛇山组发育浅水生屑灰岩, 沉积环境为浅海陆棚(图 2-b)(李向东等, 2023)。石峡谷剖面发育桌子山组、克里摩里组、乌拉力克组及拉什仲组。克里摩里组沉积时期, 鄂尔多斯盆地西缘由东向西依次发育开阔台地、台地边缘、斜坡、深水陆棚及盆地(图 2-c)(于州等, 2021)。

2 资料与方法

本研究对石峡谷水库底部剖面进行了详细测量、记录。以沉积旋回为单元进行分层, 并进行了系统取样。室内进行了资料整理, 进一步分析沉积环境及沉积相演化。

本次研究共制作薄片9块。通过镜下观察, 对岩石的成分、结构、构造等进行深入分析, 结合大薄片的典型沉积现象, 综合研究深水沉积特征。对11个样品做了δ 13C及 δ 18O 测试。样品以沉积旋回为单位, 对重点岩相进行密集取样, 其中, 泥晶灰岩9个样品, 粉晶灰岩2个样品。室外选取岩性较纯、少有方解石脉及风化程度极低的样品。室内首先将样品无污染粉碎至200目并干燥, 随后送至中国核工业地质研究院分析测试研究中心。测试仪器型号为MAT253; 测试方法和依据为DZ/T0184.17— 1997。充分利用δ 13C、δ 18O指标, 研究剖面垂向上相对海平面升降和古温度变化。

3 结果
3.1 剖面特征

石峡谷水库底部露头出露良好, 地层大致平行地表, 因上部地层为陡崖, 仅对下部进行了实测。剖面顶部及底部以砾屑灰岩为界, 共划分了13层(图 3)。研究区克里摩里组岩性以深灰色透镜状泥晶灰岩为主。第0层及12层发育层状砾屑灰岩, 单层厚度8~25 cm。第1、3、4、5层中部见粉晶灰岩, 第5层中部发育亮晶砾屑-砂屑灰岩。灰岩中见放射虫、海绵骨针、三叶虫碎片等生物碎屑。各层大致呈细— 粗— 细沉积序列。

图 3 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组沉积特征Fig.3 Sedimentary characteristics of the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin

3.2 岩相类型及特征

根据剖面岩性及组合特征, 认为石峡谷水库发育透镜状泥晶灰岩、透镜状粉晶灰岩、透镜状砾屑-砂屑灰岩及层状砾屑灰岩4种岩相。

1)岩相1:透镜状泥晶灰岩。本岩相以深灰色泥晶灰岩为主, 局部见泥质纹层、条带及团块(图 4-a至4-c)。薄层泥晶灰岩单层厚度1~5 cm, 界面多为波状, 整体呈透镜状, 见放射虫、海绵骨针、三叶虫碎片等生屑, 生屑大致具有顺层分布特征(图 5-a至5-c)。δ 13C分布在0.2‰ ~1.2‰ 之间, 平均值为0.56‰ 。δ 18O最小值为-8.1‰ , 最大值为-5‰ , 平均值为-6.66‰ (表 1)。

图 4 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组等深流沉积特征
a— 内蒙古乌海石峡谷水库底部剖面全景; b— 等深流沉积; c— 泥晶、粉晶灰岩, 下部、上部为泥晶灰岩, 中部为粉晶灰岩, 透镜状, 第2层; d— 泥晶、粉晶、砂屑— 砾屑灰岩, 下部及上部为泥晶、粉晶灰岩, 中部透镜状砾屑— 砂屑灰岩, 透镜状, 第1层; e— 泥晶、粉晶、亮晶砂屑— 砾屑灰岩, 下部、上部为泥晶、粉晶灰岩, 中部为亮晶胶结砂屑— 砾屑灰岩, 透镜状, 第5层; f— 层状砾屑灰岩, 底部侵蚀面, 砾屑呈倒“ 小” 字排列, 第0层Fig.4 Sedimentary characteristics of contour current deposits in the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin

图 5 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组等深流沉积镜下特征
a-c— 泥晶灰岩, 局部见斑块状粉晶方解石, b中见放射虫, 样品2-1; d-e— 生物碎屑, 三叶虫, 介壳, d样品5-1, e样品3-1; f-泥晶— 粉晶灰岩, 粉晶呈斑块状, 样品4-2; g-泥晶-粉晶灰岩, 细— 粗— 细, 样品3-1; h— 砾屑灰岩, 泥晶方解石胶结, 生物碎屑, 样品1-1; i— 亮晶方解石胶结砾屑-砂屑灰岩, 世代胶结, 样品5-2。 a-i为正交光。样品位置见图3Fig.5 Microscopic characteristics of contour current deposits in the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin

表 1 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组碳氧同位素测试结果及古温度特征 Table1 Carbon and oxygen isotopes and paleotemperature in the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin


=2)岩相2:透镜状粉晶灰岩。透镜状深灰色粉晶灰岩单层厚度相对岩相1较大, 一般为4~8 cm, 与泥晶灰岩伴生, 见泥质纹层及条带(图 4-c), 见生物碎屑。波状界面明显, 呈透镜状。显微镜下粉晶方解石多呈斑块状及层状(图 5-d至5-f)。相邻2条泥质条带之间见细晶— 粉晶— 细晶的双向递变沉积序列(图 5-g)。δ 13C值介于0.1‰ ~0.9‰ 之间, 平均值为0.58‰ 。δ 18O值介于-7.7‰ ~-5.9‰ 之间, 平均值为-6.95‰ (表 1)。

3)岩相3:透镜状砾屑-砂屑灰岩。透镜状砾屑-砂屑灰岩主要在第1层底部(图 4-d)及第5层中部(图 4-e)。颜色相对较浅, 多为深灰— 灰色, 单层厚度约5~10 cm, 波状界面, 透镜状。三叶虫、海绵骨针、放射虫等生物碎屑较为常见, 大致顺层分布。不同的是, 第1层为泥晶方解石胶结(图 5-h), 而第5层胶结物以亮晶方解石为主, 具有明显的世代胶结特征(图 5-i)。

4)岩相4:层状砾屑灰岩。层状砾屑灰岩在第0层及13层发育。颜色为灰色, 单层厚度10~20 cm, 底部界面多平直, 局部侵蚀下凹。砾屑分选极差, 杂乱分布, 常见叠瓦状构造及倒“ 小” 字排列(图 4-f)。

3.3 岩相组合及成因分析

根据研究区岩相类型及特征, 垂向序列变化及组合, 将岩相组合划分为了岩相1和2组合(泥晶— 粉晶— 泥晶灰岩相)、岩相1、2、3组合(泥晶— 粉晶— 泥晶砂-砾屑— 粉晶— 泥晶灰岩相)、岩相1、2、3组合(泥晶— 粉晶— 亮晶砂— 砾屑— 粉晶— 泥晶灰岩相)及岩相4(层状砾屑灰岩相)4类。其沉积特征及成因如下。

3.3.1 岩相组合1(岩相1及岩相2)

本岩相组合在研究区最为常见。岩性为深灰色薄层泥晶灰岩及粉晶灰岩(图 6)。从下至上大致为泥晶灰岩、粉晶灰岩、泥晶灰岩。底部泥晶灰岩层薄, 界面相对平直, 向上界面逐渐呈波状, 透镜状逐渐明显, 单层厚度略具增加趋势。上部泥晶灰岩层厚、界面变化与下部大致相反。中部粉晶灰岩单层厚度比下部及上部泥晶灰岩大, 顶底界面为波状, 侧向连续性差, 呈透镜状, 透镜体相互叠置, 断续呈层状分布。该岩相组合整体构成细— 粗— 细沉积序列, 厚度几十厘米到数米, 其可能为相对低能等深流作用而形成。其中, 底部及顶部薄层泥晶灰岩可能为低能等深流及深水原地沉积, 野外及显微镜下不能有效区分。

图 6 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组泥晶— 粉晶等深流沉积特征Fig.6 Characteristics of micrite and silt contour current deposits in the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin

3.3.2 岩相组合2(岩相1、岩相2及岩相3)

该岩相组合在第1层发育。从下至上依次发育泥晶灰岩、粉晶灰岩、泥晶砂-砾屑灰岩、粉晶灰岩及泥晶灰岩(图 7)。下部泥晶及粉晶灰岩与岩相组合1类似, 具有层薄、波状界面、透镜状特征。中部砂屑-砾屑灰岩单层厚度较小(6 cm), 呈透镜状, 局部见泥质条带及粉晶方解石。粉晶方解石多呈斑块状分布。胶结物以泥晶方解石为主。生屑较为常见(图 7-b)。上部粉晶及泥晶灰岩与下部类似。整体呈细— 细— 细沉积序列, 厚度35 cm, 其可能为相对高能的等深流作用而成, 而砾屑及砂屑可能来自早期的重力流异地搬运沉积或风暴作用(见岩相组合4)。

图 7 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组泥晶— 粉晶— 泥晶砂-砾屑等深流沉积Fig.7 Characteristics of micrite-silt-micrite calcarenite to calcirudite contour current deposits in the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin

3.3.3 岩相组合3(岩相1、岩相2及岩相3)

岩相组合3的岩性及组合、沉积序列与岩相组合2大致相同(图 8)。不同之处在于中部砂-砾屑灰岩厚度相对较小(5 cm), 胶结物为亮晶方解石(图 8-c)。从下至上构成细— 粗— 细沉积序列, 厚度94 cm, 可能为高能的等深流持续作用形成。粗粒的砂屑及砾屑可能为风暴及重力流异地搬运提供(见岩相组合4)。

图 8 鄂尔多斯盆地西北缘克里摩里组泥晶— 粉晶— 亮晶砂-砾屑等深流沉积Fig.8 Characteristics of micrite-silt-sparry calcarenite to calcirudite contour current deposits in the Kelimoli Formation in northwestern margin of Ordos Basin

3.3.4 岩相组合4(岩相4)

岩相组合4岩相为层状砾屑灰岩相。该岩相岩性为砾屑灰岩, 整体为层状, 局部为透镜状。砾屑几毫米至几十厘米, 分选及磨圆极差。叠瓦状构造较为常见, 另在下凹侵蚀处常见砾屑呈倒“ 小” 字排列(图 4-f)。对于研究区砾屑灰岩的成因, 前人认为克里摩里组大规模的砾屑灰岩主要为重力流成因, 包括滑塌、碎屑流沉积等(Li et al., 2022)。综合沉积特征认为, 研究区砾屑灰岩除了重力流成因, 可能还存在风暴作用。(1)砾屑倒“ 小” 字排列发育地区, 砾屑灰岩多呈透镜状, 底部常见明显的侵蚀特征, 反映沉积时期的水动力极强。而该现象多为快速沉积而成, 尽管重力流沉积也可能具有类似特征, 但多数情况下, 该类型沉积可能与风暴作用相关。(2)前人对研究区克里摩里组砾屑灰岩研究主要集中在克里摩里组中上部, 本次新发现的砾屑灰岩在克里摩里组下部。研究区奥陶纪从早到晚相对海平面逐渐升高, 到克里摩里组及拉什仲组沉积时期达到最高, 随后逐渐下降(李向东等, 2023)。克里摩里组沉积时期, 相对海平面整体上升, 在早期相对海平面较低, 风暴可能作用于碳酸盐岩斜坡而形成风暴沉积。

3.4 沉积演化

从岩相组合及沉积类型来看, 研究区从下至上依次发育风暴沉积、泥晶及粉晶等深流沉积、砂屑-砾屑等深流沉积、泥晶及粉晶等深流沉积、顶部发育风暴沉积。其中, 等深流沉积具有以下特征:

1)等深流沉积规模较大, 类型较多, 但总体以泥晶及粉晶等深流沉积为主, 反映等深流活动相对较弱。从泥晶及粉晶单层厚度来看, 下部等深流沉积单层厚度较小, 向上厚度较大, 反映等深流活动逐渐活跃。

2)第1层砾屑-砂屑等深流沉积为泥晶方解石胶结, 表明该沉积时期等深流相对较强。相对高能的等深流可搬运早期的风暴或重力流沉积的砂屑及砾屑。同时, 高能的等深流也可形成砂屑等深流沉积。

3)第5层亮晶方解石胶结砾屑-砂屑等深流沉积单层厚度相对较小, 但亮晶方解石胶结、粗粒沉积以及较厚沉积旋回(厚度95 cm)表明该层沉积时期等深流活动最为活跃。

综上所述, 研究区在克里摩里组沉积时期, 等深流较为活跃, 但等深流能量整体相对较弱(以泥晶及粉晶等深流沉积为主), 存在局部等深流能量急剧增强情况(泥晶及亮晶砾屑-砂屑等深流沉积)。同时, 等深流持续作用过程中, 还可能伴随有风暴等事件作用。

4 讨论

基于岩相及组合、δ 13C及 δ 18O 分析, 认为研究区等深流沉积受控于相对海平面升降、等深流能量变化、温度高低等。

4.1 相对海平面

δ 13C及 δ 18O 可以较好地反映相对海平面升降。其中, δ 13C的含量与相对海平面升降具有明显的正相关性, δ 18O含量与相对海平面升降负相关(Scholle et al., 1980; 李华等, 2018)。

研究区δ 13C最大值为1.2‰ , 最小值为0.1‰ , 平均为0.63‰ 。δ 18O为-8.1‰ ~-5‰ , 平均为-6.8‰ 。从下至上, δ 13C从第2层至第3层逐渐增大, 到第3层上部达到最大, 第4层降低, 从第5层开始逐渐增大, 总体可分为1个先增大后减小旋回(第2-4层)和1个上升半旋回(第5-6层)。δ 18O变化特征与δ 13C较为类似, 第2-3层为先负偏后正偏, 第4-6层为负偏— 正偏旋回(图 3; 表 1)。

综合表明, 研究区相对海平面整体呈现上升。相对海平面上升过程中, 等深流活动较为活跃。同时, δ 13C及 δ 18O 在各层次级旋回变化与岩相变化规律大致相同(岩性、粒径变化及薄— 厚— 薄旋回厚度变化), 反映等深流活动具有较为明显的弱— 强— 弱变化规律(图 3; 表 1)。

4.2 古温度

δ 18O对水体温度较为敏感(童乐等, 2019), 可通过 δ 18O 较好地恢复古水温。结合团队在鄂尔多斯平盆地南缘奥陶系平凉组等深流沉积研究(童乐等, 2019), 根据Graig(1961)经验公式对研究区各层等深流沉积反映的古温度进行了恢复。

T校正=16.9-4.2( δ18OCaCO3校正+0.22)+0.13( δ18OCaCO3校正+0.22)2(Graig, 1961; 童乐等, 2019)

研究区水体古温度为13~27℃, 平均21℃。从下至上, 古温度可分为2个先升高、后降低旋回(第1-3层、第3-5层), 第5、6层古温度相对较高。2个旋回中, 第2、4层古温度分别最高, 多为粉晶等深流沉积, 而泥晶等深流沉积温度相对较低; 砾屑-砂屑等深流沉积因粗粒沉积可能为风暴或重力流从浅水区异地搬运而来, 未对其进行地化测试。总体而言, 研究区等深流为较低能的温盐环流, 等深流的温度与活动强度正相关(图 3)。

5 结论

综合野外观测、地化分析对鄂尔多斯盆地西北缘石峡谷地区奥陶系克里摩里组等深流沉积进行了研究, 主要认识如下:

1)研究区发育4种岩相及组合, 即透镜状泥晶灰岩、透镜状粉晶灰岩、透镜状砾屑-砂屑灰岩及层状砾屑灰岩相。透镜状泥晶、粉晶及砾屑-砂屑灰岩相为等深流沉积, 层状砾屑灰岩相可能与风暴作用相关。

2)透镜状等深流沉积是研究区发现的一种新的等深流沉积类型。岩性以泥晶及粉晶等深流沉积为主。剖面底部发育风暴沉积和砂屑-砾屑等深流沉积; 下部以泥晶及粉晶等深流沉积为主; 中部发育泥晶、粉晶及亮晶胶结砾屑-砂屑等深流沉积; 上部泥晶及粉晶等深流沉积发育; 顶部发育风暴沉积。从下至上, 等深流活动逐渐加强, 存在局部短期极强现象, 并可能受风暴等影响。

3)等深流作用强度与相对海平面升降、古温度变化呈正相关。研究区等深流为相对低能的温盐环流, 但存在等深流能量短暂增强现象。同时, 在持续的等深流影响过程中伴随有风暴、重力流等事件作用。

致谢 审稿专家及编辑老师对稿件提出了宝贵的意见和建议, 在此表示感谢。

(责任编辑 李新坡; 英文审校 李 攀)

参考文献
[1] 李华, 何幼斌. 2017. 等深流沉积研究进展. 沉积学报, 35(2): 228-240.
[Li H, He Y B. 2017. Research processes on contourites. Acta Sedimentologica Sinica, 35(2): 228-240] [文内引用:4]
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