河南省中寒武世岩相古地理*
裴放1, 王建平2, 王世炎1, 巴燕1, 陈瑞保1
1 河南省地质调查院,河南郑州 450001
2 河南省地质矿产勘查开发局,河南郑州 450007

第一作者简介 裴放,男,1944年生,1968毕业于北京地质学院地质系地层古生物专业,现为河南省地质调查院教授级高级工程师,长期从事地层古生物研究。通讯地址:河南省郑州市高新技术产业开发区科学大道81号;邮编:450001。

摘要

应用冯增昭教授倡导的“单因素分析多因素综合作图法”,对河南省中寒武世以期为单位编制岩相古地理图,探讨海陆分布状况及其演化规律。在毛庄期,华北台地西南部有熊耳陆,台地呈现为泥坪和坪间局限海。泥坪为豫鲁皖泥坪,局限海为晋豫局限海东南部,其中散布有 1个准滩、 2个雏滩。徐庄期熊耳陆变化不大,华北台地发生分化。豫鲁皖泥坪范围缩小为狭长的晋豫皖泥坪,晋豫局限海向东南扩展成为豫鲁皖局限海,其中分布有 3个准滩和 5个雏滩。熊耳陆西侧则成为豫陕局限海,发育 1个雏滩。到张夏期,熊耳陆逐渐缩小,华北台地泥坪几乎消失,全部变为华北陆表海,为广阔的碳酸盐岩台地,鲕粒滩广布,共发育 8个滩、 2个准滩、 3个雏滩。从毛庄期到张夏期,熊耳陆由扩大变缩小,华北台地泥坪面积逐渐萎缩,而局限海由西北向东南、再向西、向南逐渐扩展,最终占领全部海域。

关键词: 河南省; 中寒武世; 岩相古地理; 单因素分析多因素综合作图法
中图分类号:P531 文献标志码:文章编号:1671-1505(2012)04-0423-14 文章编号:1671-1505(2012)04-0423-14
The Middle Cambrian lithofacies palaeogeography in Henan Province
Pei Fang1, Wang Jianping2, Wang Shiyan1, Ba Yan1, Chen Ruibao1
1 Henan Institute of Geological Survey,Zhengzhou 450001,Henan
2 Henan Bureau of Mineral Exploration and Development,Zhengzhou 450007,Henan

About the first author Pei Fang,born in 1944,graduated from Department of Geology,Beijing College of Geology and majors in stratigraphy and paleontology in 1968. Now he is a professorial engineer of Henan Institute of Geological Survey,and is engaged in stratigraphy and paleontology.

Abstract

This paper adopts the “Single factor analysis and multifactor comprehensive mapping method” proposed by professor Feng Zengzhao,and compiles the lithofacies paleogeographical maps taking the Age as the mapping unit of the Middle Cambrian of Henan,and approaches the distributive conditions of the sea and land and their evolutionary pattern.During the Maozhuang Age, there was the Xiong'er Land in the southwest part of the North China Platform,the platform appeared as the mud flat and inter-flat restricted sea.The mud flat was Yu-Lu-Wan(an abbreviation of Henan,Shandong and Anhui Provinces)Mud Flat and while the inter-flat restricted sea was the southeastern part of Jin-Yu(an abbreviation of Shanxi and Henan Provinces)Restricted Sea,in which one penebank and two embryo banks were scattered.During the Xuzhuang Age,no obvious changes occurred on the Xiong'er Land,but the North China Platform was differentiated.The Yu-Lu-Wan Mud Flat reduced in area to be a narrow and long Jin-Yu-Wan Mud Flat,and the Jin-Yu Restricted Sea extended southeastward,becoming the Yu-Lu-Wan Restricted Sea,where three penebanks and five embryo banks were distributed.To the west side of the Xiong'er Land, the mud flat changed to be the margin of Yu-Shaan(Shaan is the abbreviation of Shaanxi Province)Restricted Sea,where an embryo bank were occurred.Up to the Zhangxia Age,the Xiong'er Land was reduced in area gradually,at the same time in the North China Platform, the mud flats nearly disappeared,and the whole marine area became the united North China Continental Sea,and to be vast carbonate platform in which the oolitic banks were widely distributed,including eight banks,two penebanks and three embryo banks.From the Maozhuang Age to the Zhangxia Age,in the North China Patform the gradual spreading and reducing of the Xiong'er Land was associated with the area of the mud flats gradually reducing,while the restricted sea spreaded southeastward firstly and then westward and southward,and finally occupied the whole sea area.

Key words: Henan Province; Middle Cambrian; lithofacies palaeogeography; single factor analysis and multifactor comprehensive mapping method

河南省处于华北板块与扬子板块衔接部位, 镇平— 龟山断裂为板块缝合线(程裕淇等, 1994)(图 1)。缝合线以北为华北板块, 又以栾川— 固始断裂分为华北陆块与板块南部活动大陆边缘(王鸿祯等, 1985)。华北陆块又分为华北台地、台地边缘和台缘斜坡。研究河南华北台地岩相古地理对于研究中国古大陆再造与寻找优势矿产资源具有重要的长远意义及现实意义。笔者应用冯增昭教授提出的“ 单因素分析多因素综合作图法” 理论与方法(冯增昭, 1992), 对河南省中寒武世以期为单位编制岩相古地理图, 并据此探讨华北台地南部中寒武世的古地理演变规律。

图1 河南省寒武系分布及剖面位置Fig.1 Distribution and section locations of the Cambrian in Henan Province

1 编图单位特征及单因素选择
1.1 编图单位确定及其岩石学、沉积学特征

文中确定以期作为编图单位, 将中寒武世分为毛庄期、徐庄期和张夏期(全国地层委员会, 2003), 各期顶、底界线以三叶虫化石带为依据(卢衍豪, 1962; 项礼文等, 1981; Zhang, 2003)。依据河南省古生物地层研究成果(孟宪松, 1987; 河南省地质矿产局, 1989; 刘印环等, 1991; 裴放, 1991, 2000; Zhang et al., 1995; 河南地质矿产厅, 1997; 裴放和王凌云, 2008), 确定各条剖面上的地层界线, 在此基础上, 研究其岩石学及沉积学特征, 分析统计各单因素数据, 进而编制各类图件。

1.1.1 毛庄期

毛庄阶包含Yaojiayuella带(简称Y, 下同)和Shantungaspis带(SH)。黄河以南的登封地区主要岩性为暗紫色粉砂质云母页岩及薄层粉砂岩夹黄绿色页岩、砂岩, 泥质条带灰岩或鲕粒灰岩, 顶部发育波痕、干裂构造、交错层理(图 2-1, 2-2), 显示潮坪相沉积特征(洪国良等, 1990)。黄河以北的渑池、卫辉— 林州地区底部为紫色页岩, 向上以泥质条带灰岩、鲕状灰岩为主, 夹紫色页岩, 发育斜层理、平行层理, 显示台缘浅滩相沉积特征(图 3)。

图2 河南省中寒武统沉积构造及岩石结构Fig.2 Sedimentary structures and lithological textures of the Middle Cambrian in Henan Province

图3 河南省中寒武统岩性、岩相柱状对比图Fig.3 Lithological and lithofacies column correlation of the Middle Cambrian in Henan Province

1.1.2 徐庄期

徐庄期包含5个生物带, 自下而上为①Hsuchuangia带(H), ②Pagetia带(Pa), ③Sunaspis带(Su), ④Poriagraulos带(Po)和⑤Bailiella带(B)。下部岩性主要为紫红色页岩及黄绿色页岩夹海绿石砂岩、粉砂岩及泥晶灰岩, 发育波痕、斜层理, 显示潮坪相沉积特征; 中部为紫红色、黄绿色页岩与泥质条带灰岩、砾屑灰岩、生屑灰岩(图 2-5)、鲕粒灰岩互层; 上部发育深灰色薄层— 中厚层泥质条带灰岩、鲕粒灰岩(图 2-6)、核形石灰岩(图 2-7), 风暴沉积构造(图2-3)和交错层理(图 2-4)发育, 显示潮坪— 台缘浅滩相沉积特征(图 3)。

1.1.3 张夏期

张夏阶包含Crepicephalina带(C)和Taitzuia带(T)。下部岩性主要为灰色、深灰色厚层、巨厚层亮晶鲕粒灰岩、含泥质条带鲕粒灰岩、藻鲕灰岩(图2-8)、生物屑灰岩, 上部主要为白云质灰岩、白云岩、亮晶鲕粒白云岩, 局部夹薄层鲕粒灰岩, 显示局限海后缘浅滩相沉积特征(图 3)。

1.2 单因素选择

“ 单因素分析多因素综合作图法” 包含单因素13项(冯增昭, 1992, 2004), 但不同地区、不同地质时期因岩性差异而选择的单因素不尽相同。在华北陆块早古生代地层中, 冯增昭等(1990)选择的单因素包括厚度、陆源物质含量、准同生白云岩含量、陆源砂含量、颗粒含量以及颜色等6项, 但各期并非全部采用。文中根据实际情况, 选择厚度、陆源物质含量、陆源砂含量、颗粒含量作为单因素。现简述之。

1.2.1 厚度

本次研究共选取剖面28个, 包括露头剖面26个和钻井剖面2个。各阶厚度见表1。中寒武世各期沉积厚度主要反映当时的相对隆起或坳陷, 也反映陆源物质供应条件, 与水体深浅并无必然关系(冯增昭等, 1990)。研究区古陆边缘相带多没能保存, 因而厚度为零的地方不一定是古陆的边缘。文中厚度零不作“ 剥蚀零” , 而看作 “ 沉积零” , 并参考邻省相关资料, 勾绘厚度等值线。对于各期沉积厚度较大的地区, 若范围较小, 称为沉降中心; 范围较大, 称为沉降区。

表1 河南省中寒武世各期沉积单因素统计 Table1 Statistics of sedimentary single factors of each age of the Middle Cambrian in Henan Province

1.2.2 陆源物质

陆源物质又分为粗陆源物质和细陆源物质, 文中前者指砂岩, 后者包括粉砂岩和黏土岩。各阶陆源物质岩层厚度之和占该编图单位总厚度的百分比作为衡量台地的分界线。陆源物质含量百分比大于50%, 为碎屑岩台地; 陆源物质含量小于50%, 为碳酸盐岩台地。

1.2.3 陆源砂

陆源砂反映水动力条件, 以各剖面上陆源砂岩厚度之和占该编图单位总厚度的百分比为统计数据。陆源黏土岩含量大于50%, 陆源砂含量小于10%, 称作泥坪; 陆源黏土岩含量大于50%, 陆源砂岩含量50%~10%, 为砂泥坪。

1.2.4 颗粒

冯增昭等(1990)以浅水碳酸盐岩中亮晶胶结的颗粒为依据(如砾屑、砂屑、鲕粒、生屑等), 并将颗粒含量大于30%的地区定为滩, 颗粒含量介于20%~30%的地区定为准滩, 颗粒含量介于10%~20%的地区定为雏滩。文中选择的剖面中浅水碳酸盐岩的颗粒含量大多没有详细记录和统计, 多以鲕粒灰岩、砾屑灰岩、生屑灰岩描述, 因而对这类灰岩统计颗粒含量比较困难。为与冯增昭等(1990)的标准接轨, 文中以岩石中颗粒灰岩占岩石的40%作为统计标准(图 2-7, 2-8), 以每个编图单位含颗粒岩石厚度之和占该编图单位总厚度的百分比作为颗粒含量, 把这种“ 颗粒含量” 大于70%(大约相当颗粒含量的28%)的地区定为滩, 把这种“ 颗粒含量” 介于50%~70%(大约相当颗粒含量20%~28%)的地区定为准滩, 把这种“ 颗粒含量” 介于30%~50%(大约相当颗粒含量12%~20%)的地区定为雏滩。这种划分标准与冯增昭等(1990)的标准大致相当。

2 古地理单元划分及依据
2.1 陆

河南省缺乏震旦系— 寒武系连续沉积地层及早寒武世早期沉积, 当时为广袤的华北古陆, 海侵来自南方(Lee, 1939; 刘鸿允, 1951; 卢衍豪, 1962; 冯增昭等, 2004)。早寒武世中期海水自扬子陆块北侵到达华北陆块南部(王德有等, 1992; 裴放和王凌云, 2006; 裴放等, 2009), 古陆南界逐渐北移, 到中寒武世早期, 华北古陆南界向北退出河南省界(刘印环等, 1991)。

对于中寒武世河南省是否存在古陆的问题, 学者们认识不一: 在全国古地理图中, 刘鸿允(1951)划分出“ 秦岭古陆” 与“ 淮阳古陆” , 其间为“ 南襄夹道” , 这是沿用李四光(Lee, 1939; 李四光和张文佑, 1953)的观点。王鸿祯等(1985)、冯增昭等(2002, 2004)均没划分出古陆, 刘印环等(1991)、裴放和巴燕(2006)等认为存在熊耳古陆。文中依据王德有等(1992)在河南华北陆块下寒武统中发现了火山岩岩屑, 认为火山岩岩屑是熊耳山地区中元古代熊耳群火山岩被地壳运动抬升成陆, 经风化剥蚀搬运到海水中沉积的, 因此早寒武世存在熊耳陆, 到中寒武世熊耳陆依然存在。熊耳山以北地区由北向南毛庄阶厚度变小(71.5 m→ 50.67 m→ 28.3, m), 熊耳山以东地区由东向西毛庄阶厚度变小(147.92 m→ 81.4 m→ 48.1, m), 也表明熊耳陆存在。

2.2 海

华北陆块早寒武世中期接受南来的海侵, 逐渐向北浸漫, 到中寒武世除了熊耳陆外, 全部被海水淹没, 成为陆表海, 其名称各家认识不一。刘鸿允(1951)称为“ 华韩海侵” , 王鸿祯等(1985)称为华北陆表海, 冯增昭等(2004)定为华北台地, 安徽则称为黄淮海(安徽省区域地质调查队, 1990), 刘印环等(1991)、王德有等(1992)、裴放等(2006)均称华北海。文中称为华北台地, 并依据冯增昭(1990)提出的划分标准, 将陆源碎屑岩含量大于50%的地区定为碎屑岩台地, 陆源碎屑岩含量小于50%的地区, 则属于碳酸盐岩台地。

在华北台地南部即熊耳陆南侧, 台地边缘的寒武系不发育, 已经遭受变质, 再向南到栾川一带发育陶湾群, 时代为震旦纪— 寒武纪(胡德祥和曹思骥, 1987; 张二朋等, 1992), 发育角砾岩、滑塌堆积及风暴沉积, 为陶湾台缘斜坡。东部南召— 方城一带发育老李山组, 其中发现微古植物, 时代为寒武纪(1:5万丹霞寺幅区调资料; 裴放和王凌云, 2006; 王建平和裴放, 2002, 2009), 同样也发育风暴沉积构造和滑塌堆积(1:5万云阳幅区调资料), 为台缘斜坡。至于是否与陶湾斜坡相连, 值得今后研究。

在斜坡南界即栾川— 固始断裂南侧, 依次分布有宽坪群和二郎坪群, 以往认为其时代分别为中元古代(张寿广, 1990)和早古生代(Wang, 1989), 因而在中寒武世为宽坪列岛和二郎坪海槽(杨家騄等, 1991; 王建平和裴放, 2002, 2009; 裴放和王凌云, 2008)。近来王宗起等(2009)又在宽坪群中发现微体化石, 时代为奥陶纪, 那么在寒武纪时, 也有可能为海洋环境。这样, 陶湾斜坡南侧就是秦岭开阔海, 华北陆块早— 中寒武世海侵很可能皆源于此开阔海。

3 毛庄期岩相古地理
3.1 单因素基础图件

3.1.1 厚度(m)等值线图

根据26个露头剖面(其中一级剖面10个, 二级剖面16个)和2个钻井剖面的分析, 毛庄阶发育完整, 依其厚度资料(表 1), 勾绘出河南省中寒武统毛庄阶厚度(m)等值线图(图 4)。从图4可以看出, 有2个沉降中心(凹陷)和3个次级沉积沉降中心, 1个沉降区。第1个沉降中心位于汝阳— 汝州一带, 最大厚度为188.69 m(汝阳下莪沟), 略呈北西向延伸。第2个沉降中心在叶县杨寺庄— 确山吴楼(136.7~159.8, m), 呈北西向延伸。次级沉降中心分别位于禹州角子山(140.6, m), 平顶山白龟山(107.9, m)和灵宝王家村(131.6 m)。沉降区位于豫东地区, 其中太康县官庄太参2井厚度为109.5, m, 向东到邻省厚度略大。豫北地区为相对隆起区, 厚度偏小(卫辉池山河, 厚48.0, m)。依前述分析, 大致勾绘出熊耳陆边界, 即“ 剥蚀零” 靠陆地区推测线。

图4 河南省中寒武统毛庄阶厚度等值线图Fig.4 Isoline map of thickness of the Middle Cambrian Maozhuang Stage in Henan Province

3.1.2 陆源物质含量(%)图

根据毛庄阶陆源物质含量(%)(表 1), 勾绘出河南省中寒武统毛庄阶陆源物质含量(%)等值线图(图 5)。从图5可以看出:毛庄阶细粒陆源物质发育, 且主要为陆源黏土岩, 其中陆源物质含量大于60%的地区有4个:第1个面积较大, 位于汝州— 登封地区(登封关口最高, 达99.5%), 略呈似圆状; 第2个位于太康官庄地区, 达89%(太参2井); 第3个在范县地区, 为80%(龙古2井); 第4个位于林州地区, 为73.9%~78.4%, 这与潮坪环境陆源物质供应充足、水动力条件较弱有关。陆源物质含量小于50%的地区位于西北部陕县— 新安— 济源— 卫辉一带, 最小为10%(渑池仁村), 反映陆源物质供应不足, 属于碳酸盐岩台地。

图5 河南省中寒武统毛庄阶陆源物质含量等值线图Fig.5 Isoline map of terrigerous clasts content of the Middle Cambrian Maozhuang Stage in Henan Province

3.1.3 陆源砂含量(%)图

毛庄阶陆源砂岩分布局限, 且含量偏小。在宜阳祖师庙, 陆源物质含量为58.2%, 其中陆源砂岩为12.4%。在灵宝王家村, 陆源物质含量为64.4%, 其中陆源砂岩占17.1%。这两个地区达不到砂泥坪等级, 可能属于砂坝。

3.1.4 颗粒含量(%)图

根据上述剖面毛庄阶颗粒灰岩(鲕粒灰岩、砾屑灰岩、生屑灰岩)含量(%), 勾绘出河南省中寒武统毛庄阶颗粒含量(%)等值线图(图 6)。从图6可以看出, 毛庄阶颗粒不发育, 超过30%的地区共有4个, 分别在宜阳苗村(61.5%)、渑池仁村(52.6%)、新安塔沟(39.6%)、卫辉沙滩(46.1%)。

图6 河南省中寒武统毛庄阶颗粒含量等值线图Fig.6 Isoline map of grain content of the Middle Cambrian Maozhuang Stage in Henan Province

3.2 岩相古地理图

根据以上各单因素基础图件, 并参考其他定量及定性资料, 采用综合分析和判断方法, 勾绘出河南省中寒武世毛庄期岩相古地理图(图 7)。从图7可以看出, 除熊耳山地区有陆地外, 其他地区为广阔的陆表海。在该陆表海中, 泥坪广泛发育, 占据陆表海的绝大部分地区。在西北部为近东北向延伸的坪间海, 其中发育2个范围不大的雏滩和1个准滩。兹分述之。

图7 河南省中寒武世毛庄期岩相古地理图Fig.7 Lithofacies palaeogeographic map of the Middle Cambrian Maozhuang Age in Henan Province

3.2.1 陆

在华北台地西南部有熊耳陆, 其组成为太古界, 中元古界熊耳群、官道口群、汝阳群, 新元古界栾川群和洛峪群, 以及震旦系。目前古陆边界无法准确确定, 因为该地区无寒武纪沉积, 只能根据现存毛庄期沉积区来外推“ 沉积零” 界线作为陆地边界。

3.2.2 碎屑岩台地

河南省毛庄期碎屑岩台地坪环境特别发育, 而且泥坪占绝对优势, 属冯增昭等(1990)所划豫鲁泥坪组成部分, 文中称豫鲁皖泥坪。泥坪主要分布在熊耳陆以东和东北, 并通过北侧延伸至熊耳陆西侧。陆源物质(主要是陆源黏土岩)含量比较高, 在60%以上, 都为较强的氧化物质, 紫色页岩及粉砂质页岩占绝对优势, 干裂、雨痕、浅水波痕、石盐假晶都较常见, 也可见到较完整的三叶虫化石个体, 夹有少量的泥晶石灰岩、生物碎屑灰岩、鲕粒石灰岩, 这是较典型的炎热、干旱气候的泥质潮坪环境。上述环境反映海水深度较小, 说明华北台地陆表海已演变成为泥质潮坪环境。

3.2.3 碳酸盐岩台地

河南省毛庄期碳酸盐台地坪间局限海分布在西北部陕县— 渑池— 新安— 济源— 卫辉一线, 呈长条状形态, 浅水碳酸盐岩含量达72%~90%, 陆源泥含量不高, 可达28%~10%, 主要发育泥灰岩、白云质灰岩、紫色页岩、鲕粒灰岩。推测向北延伸到山西, 定名为晋豫局限海。

3.2.4 滩

河南省中寒武世毛庄期的滩不发育。目前可以确定, 在晋豫局限海分布区有1个准滩、2个雏滩。苗村准滩、仁村雏滩、沙滩雏滩, 均为鲕粒滩, 位于局限海与泥坪界线的边缘部位。

4 徐庄期岩相古地理

采用绘制毛庄期岩相古地理图(图7)的方法, 根据徐庄期各单因素基础资料(表1), 勾绘出河南省中寒武世徐庄期岩相古地理图(图 8)。从图8中可以看出, 除熊耳山地区有陆地外, 其他地区为广阔的陆表海。在该陆表海中, 泥坪面积略小于局限海。泥坪主要环陆分布, 在局限海区分布有滩或准滩。

图8 河南省中寒武世徐庄期岩相古地理图Fig.8 Lithofacies palaeogeographic map of the Middle Cambrian Xuzhuang Age in Henan Province

4.1 陆

在陆块西南部存在熊耳陆, 其组成与毛庄期相同, 其中未发现寒武纪沉积, 其边界依前述由徐庄期沉积向陆内推断“ 沉积零” 界线作为边界。

4.2 碎屑岩台地

河南省徐庄期坪环境面积减小, 大致相当于冯增昭等(1990)所划分的豫鲁泥坪西部和南部开阔海北部, 文中称为晋豫皖泥坪。泥坪主要分布在熊耳陆东部和北部, 向西与局限海相通。陆源物质含量比较高, 都在60%以上, 为较强的氧化区, 岩石主要为紫色页岩、粉砂质页岩、钙质页岩、含粉砂泥岩、石英粉砂岩、泥质粉砂岩夹鲕粒灰岩、砂屑灰岩、泥晶灰岩、泥质条带灰岩。在粉砂岩中常见云母、海绿石及星散状铁质等。

4.3 碳酸盐岩台地

局限海主要发育在河南省中东部, 从林州地区豫晋省界, 沿济源— 洛阳— 鲁山— 漯河— 商水一线东北分布。该局限海为冯增昭等(1990)所划豫鲁泥坪区, 现据其6个剖面中陆源物质含量低于50%, 说明碳酸盐岩含量大于50%, 为碳酸盐岩台地范畴, 确定为局限海, 文中称豫鲁皖局限海。在熊耳陆西侧灵宝王家村一带, 陆源物质含量为42.2%, 为碳酸盐岩台地区域, 定名为豫陕局限海。

4.4 滩

河南省中寒武世徐庄期滩不太发育, 但比毛庄期增多。目前可以确定, 在豫鲁皖局限海分布区, 有3个准滩, 即仁村准滩、禹州准滩、杨寺庄准滩; 5个雏滩, 即汝阳雏滩、石盘地雏滩、登封雏滩、太康雏滩、林州— 卫辉雏滩。在熊耳陆西侧豫陕局限海有王家村雏滩, 均为鲕粒滩。

5 张夏期岩相古地理

根据各单因素基础资料(表 1), 采用毛庄期岩相古地理图(图7)的绘制方法, 勾绘出河南省中寒武世张夏期岩相古地理图(图 9)。从图9中可以看出, 熊耳陆变化不大, 略有缩小。至于海域, 由此前的坪、海并存演变成局限海几乎独占的局面, 而且其中滩比较发育, 几乎是星罗棋布, 全部是鲕粒滩。

图9 河南省中寒武世张夏期岩相古地理图Fig.9 Lithofacies palaeogeographic map of the Middle Cambrian Zhangxia Age in Henan Province

5.1 陆

在华北陆块南部仍存在熊耳陆, 其范围及组成与毛庄期、徐庄期相同, 其上未发现张夏期沉积, 其边界依张夏期“ 剥蚀零” 向陆内推测“ 沉积零” 界线作为边界。因处于海侵高潮期, 陆略缩小。

5.2 碳酸盐岩台地

熊耳陆西、北、东周边地区全部为海域, 沉积物全部为碳酸盐岩, 说明为碳酸盐岩台地, 为冯增昭等(1990, 2002, 2004)所划华北台地南部, 但其沉积速度并不均一, 性质为滩间海, 定名为华北滩间海。但由于后期剥蚀, 陆地边缘潮坪区没有保存, 图9中恢复了狭窄的潮坪沉积区。

5.3 滩

张夏期碳酸盐岩台地上鲕粒滩广布, 共有13个滩区, 其中滩有8个, 即林州— 卫辉滩、白涧河滩、登封滩、范县滩、平泥沟滩、塔沟滩、宜阳滩、禹州— 平顶山滩。准滩有2个, 即王家村准滩和太康准滩。雏滩有3个, 即曹村雏滩、汝阳雏滩和送表雏滩。

6 古地理演变

通过对河南省中寒武世以期为单位的古地理图(图 7, 图8, 图9)进行分析, 可以看出古地理演变趋势及规律。

6.1 古陆

中寒武世古陆分布在陆块南缘, 与北秦岭海槽相邻。从毛庄期到张夏期, 熊耳陆组成没变, 范围略有缩小趋势。

6.2 海域

中寒武世海域变化不大, 只是张夏期略有扩张。

6.2.1 碎屑岩台地

在毛庄期, 鲁豫皖泥坪面积较大, 占海域面积的80%左右。到徐庄期, 泥坪范围明显缩小, 约占海域面积的40%, 只分布在熊耳陆周边地区。但到张夏期, 泥坪被华北碳酸盐岩台地替代, 仅范县有零星的泥灰坪分布。

6.2.2 碳酸盐岩台地

在毛庄期, 晋豫局限海分布在豫晋省界, 仅占海域面积的20%, 其中发现1个准滩、2个雏滩。但到徐庄期, 局限海向南扩展, 成为豫鲁皖局限海, 占海域面积之半略少, 其上发育3个准滩、5个雏滩; 另外熊耳陆西侧出现豫陕局限海, 其中有1个雏滩。但到张夏期, 古陆之外全部为华北碳酸盐岩台地, 其上发育8个滩、2个准滩、3个雏滩。与毛庄期和徐庄期相比, 张夏期的鲕粒滩非常发育, 几乎占海域面积的20%, 其中有的滩是继承性滩, 如林州— 卫辉滩在徐庄期已是雏滩, 到张夏期发展成为滩。张夏期禹州滩也是在徐庄期准滩基础的发展并向南扩展的。此外王家村准滩与徐庄期大致相当, 变化不大。最大的变化是登封滩、范县滩, 大致与冯增昭等(2004)的郑州— 范县滩位置相当, 其中范县滩与蒋飞虎等(2006)的滩相似, 说明鲕粒滩发展迅速, 扩展较快。

7 结语

1)在华北陆块南部, 中寒武世海陆并存, 海大陆小, 熊耳陆是提供陆源物质的来源地之一, 华北海随时代变迁而呈现不同面貌。

2)在沉积厚度方面, 毛庄期偏小, 一般厚度为50~100, m, 沉降中心可达150~180, m。徐庄期沉积厚度变大, 一般为100~150, m, 沉降中心可达200~350, m。张夏期沉积厚度近似徐庄期, 多在100~150, m之间, 沉积中心可达200~230, m。从早到晚沉降中心并不稳定, 但汝阳、汝州— 平顶山一带多在沉降中心范围之内, 豫东地区也多处于沉降区。

3)在陆源物质含量方面, 毛庄期大于50%的地区面积最大, 徐庄期次之, 张夏期最小, 反映碎屑岩台地逐渐萎缩, 碳酸盐岩台地逐渐扩大。陆源砂岩含量偏小, 大于10%的地区零散分布, 位置不稳定, 且不显示继承性。

4)在颗粒含量方面, 大于50%的地区在毛庄期、徐庄期偏少, 而张夏期碳酸盐岩台地鲕粒滩十分发育, 说明高能环境主要出现在张夏期。

致谢 在撰写论文过程中,笔者多次向冯增昭教授请教,在此表示十分感谢。

作者声明没有竞争性利益冲突.

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