安徽巢湖地区石炭纪炉渣状灰岩的成因研究

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1、２０１２年７月地层学杂志第３６卷第３期Ｊｕｌｙ，２０１２ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＴＲＡＴＩＧＲＡＰＨＹＶｏｌ．３６Ｎｏ．３安徽巢湖地区石炭纪炉渣状灰岩的成因研究①徐继山１）２）１）３）４）４）马学军马润勇李注苍付恒阳１）长安大学地质工程与测绘学院陕西西安７１００５４；２）中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定０７１０５１；３）西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安７１００５４；４）长安大学地球科学与资源学院陕西西安７１００５４摘要：安徽巢湖地区炉渣状灰岩的成因主要有三种假说，即风化作用、生物扰动、地震作用

2、等三种假说从沉积过程的不同阶段做出相异解释，恰好说明了炉渣状灰岩的成因是多因素、多阶段的。在地质勘察的基础上，结合“地质—生物—环境”三者之间的相互影响探讨炉渣状灰岩的综合成因。关键词：岩石地层，炉渣状灰岩，地质作用，生物扰动，环境变迁，沉积作用，石炭纪，巢湖地区，安徽中图法分类号：Ｐ５３４．４５文献标识码：Ａ文章编号：０２５３－４９５９（２０１２）０３－６７２－０７在安徽巢湖地区的炉渣状灰岩主要分布在巢湖市北凤凰山、麒麟山、平顶山、小山王等及其周边地区，该区域处于下扬子地块的黄山—银屏山拗褶带银屏褶皱束的西北部（图

3、１）。炉渣状灰岩主要发育于下石炭统和州组上段（上石炭统黄龙组也有少量发育），推测形成年代为早石炭世晚期。围绕炉渣状灰岩形成和演化过程，主要有如下几种假说：一是风化作用，认为沉积物中含有大量泥灰质成分，在固结过程中沉积岩随海平面下降而暴露，在雨水淋滤（胡祈、宋传中，１９８６）、浪侵或干旱条件下风化而成“炉渣状”；二是生物扰动成因，营穴居生活的古海洋生物，在栖居、捕食生存活动中，扰动图１巢湖地区构造略图了地层正常沉积，这一假说很好地解释了炉渣状灰Ｆｉｇ．１ＳｋｅｔｃｈｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｔｅｃｔｏｎｉｃｓｏｆＣｈａｏｈｕ

4、ａｒｅａ岩的“掘穴构造”（周志澄、张瑛，１９９１）；三是地质构造成因，地震作用对尚未完全固结的沉积物具有改一、沉积区域地质背景分析造作用（ＳｅｉｌａｃｈｅｒＡ．，１９６９；杜远生、韩欣，２０００），在１构造背景海西运动背景下，区域内地壳活动频繁，地表或滨海石炭纪时期扬子板块主体为稳定的陆棚、陆表沉积层处于软性变形或脆性变形状态（乔秀夫、李海海沉积环境，以底栖型壳相、礁相生物组合为主，地兵，２００９），受地震的破坏作用使得这类沉积层碎裂，壳运动只表现为抬升；东南大陆边缘自西向北，东后期由于二次沉积充填形成炉渣状灰岩。这

5、３种假南，则以活动的非补偿边缘海和东南岛海沉积环境说从沉积过程的不同阶段做出相异解释，恰好说明为特征，地壳运动表现为褶皱上升，部分地区可见岩了炉渣状灰岩的成因是多因素、多阶段的，反映了岩浆活动；扬子板块西部边缘（川西、滇西一带）似具有石成因本质的不均一性、不连续性及时态性（王思洋壳俯冲而形成的加里东褶皱带；北部大陆边缘即敬，２００９）。在地质勘察的基础上，笔者从炉渣状灰南秦岭海槽区，志留系为冒地槽沉积，推测为扬子板岩演化历史角度出发，结合“地质—生物—环境”三块北部为被动大陆边缘。自古生代末以来，加里东者之间的相互影

6、响探讨其综合成因。运动促成古太平洋板块向扬子板块俯冲、消减，使处于过渡地带的东南大陆边缘褶皱上升为陆，导致扬①华北平原地裂缝调查与评价（Ｎｏ．１２１２０１０９１４０１９）项目资助。文稿接受日期：２０１２－０２－２２；修改稿收到日期：２０１２－０７－３１。第一作者简介：１９８２年，男，汉族，山东枣庄人，在读博士研究生，主要从事地质灾害研究工作；Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｉｓｍ＠１２６．ｃｏｍ３期徐继山等：安徽巢湖地区石炭纪炉渣状灰岩的成因研究６７３子板块向南大面积增生，扩大为华南大陆（全秋琦、在微晶灰岩中嵌有大小各异的黄绿色钙

7、质泥岩（王王治平，１９９３）。巢湖地区西侧紧邻著名的地史上长心源，２００７），呈姜状或炉渣状灰岩凸露于地表（图期发展的地壳破裂带———郯庐大断裂，（中国国家地３），出露厚度约为２～３ｍ，掘穴构造自下而上逐渐震局地质研究所，１９９１）因这一断裂活动、板块运动密集，从而说明古生物并非与炉渣状灰岩的沉积物的影响，该区域发育着数条北东向、北西向规模不等同时代产生，而是形成于沉积事件的间断期。的断裂，说明在地史上有过频繁、剧烈的构造活动。这样的地质构造背景为区域内沉积物的沉积、成岩及演化构成了物质和动力基础。２地层组合炉渣状灰

8、岩的形成是某个或者某几个地质年代的演化结果。欲揭示其成因，就必然要从其所在的地层位置及特征逐一展开分析。首先从接触关系来看，下石炭统自下而上包括金陵组、高骊山组、和州组，分别对应于早石炭世早期、中期、晚期（图２），各组之间均为假整合接触（夏广胜、徐家聪，１９８０），说明该年代的地层由于某种地质环境的改变造成沉积中断，炉渣状灰岩的形成正是在这种“