从生物化石组合特征剖析黑色页岩的沉积环境——以鄂西长阳地区寒武系牛蹄塘组为例

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1、第40卷第5期中国地质Vo1．40．NO．52013年10月GEoL0GYINCHINA0Ct．．2013从生物化石组合特征剖析黑色页岩的沉积环境——以鄂西长阳地区寒武系牛蹄塘组为例赵明胜王约2田景春雷灵芳。杜兵盈(1．成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059；2．贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550025；3．中化地质矿山总局贵州地质勘查院，贵州贵阳550003；4．黑龙江省区域地质调查所，黑龙江哈尔滨150O80)提要：寒武系地层在鄂西地区广泛分布，湖北省长阳县天柱山以黑色炭质页岩为主要特征的寒武系牛蹄塘组下部黑色页岩中

2、保存有丰富的高肌虫(Sunelld)、大型双瓣壳节肢动物(Perspicaris)、宏体藻类、软舌螺类和可疑的海绵类((?)Siospongid)．同时，见有零星分布的黄铁矿。通过对生物化石古生态及保存情况的研究，认为鄂西长阳牛蹄塘组沉积早期宏体生物生活于海底表层贫氧、水体上层充氧、透光性较好的、较为平静的浅海环境，且海底处于氧化一还原界面附近。由于页(泥)岩沉积时具有较高水分，在快速沉积背景下将死亡生物躯体埋藏，伴随着沉积的不断进行，沉积水与外界水体交换量逐渐减少，加之生物腐烂产生的Hs气体，形成了沉积物内部的强还原环境，有机质得以保存

3、，最终形成黑色页f泥)岩。关键词：黑色页岩；沉积环境；牛蹄塘组；寒武系；湖北长阳中图分类号：P534．41文献标志码：A文章编号：1000—3657(2013)05—1484—09寒武系黑色岩系在扬子地区普遍发育，众多学(N30~2815，E110~5744”)寒武系牛蹄塘组下部黑者已从古生物学_卜、层序地层学0】和地球化学[11—17]色炭质页岩中的高肌虫(Sunella)、大型双瓣壳节肢等多方面进行了高精度深入的研究工作．积累了丰动物(Perspicaris)、宏体藻类、软舌螺、可疑的海绵类富的资料．并取得了一系列重要成果。寒武系牛蹄

4、塘((?)SinospDngi4)等生物组合进行古生态方面的研究组以黑色页(泥)岩为主要特征，而黑色页(泥)岩传(图1-a，卜b)，进而试图恢复鄂西地区牛蹄塘组下统上被认为形成于缺氧的还原环境[18-2ol。但在牛蹄部的沉积环境塘组黑色页岩中却发现了大量的多门类化石．包括1区域概况藻类、节肢动物、腔肠动物、海绵动物及疑源类等并被誉为牛蹄塘生物群闭．它们是继早寒武世梅树村湖北长阳位于湖北省西部．属寒武纪地层分区期小壳动物繁盛以后又一次的生物繁盛到目前为的“中扬子区”．寒武纪早期基本上继承了震旦纪晚止．牛蹄塘组的沉积环境被认为是较深海的还原环

5、期的沉积格局由于震旦系灯影组沉积晚期的“惠亭境p，16,18l21吲．但也有学者认为是浅海的近滨环境[28-291运动”导致湖北中部隆起．形成鄂中古陆．在此基高肌虫、大型双瓣壳节肢动物、宏体藻类以及海础上。绕鄂中古陆由北至南依次形成了碳酸盐潮坪、绵等先后被报道于鄂西及黔北等地[3o一32]．但通过生浅海陆棚、深水陆棚相区分布的早寒武世古地理格物组合对鄂西地区牛蹄塘沉积期沉积环境方面的研局[34—35](图1一C)。湖北长阳牛蹄塘组剖面为一套由黑究却少有报道本文将对来自湖北长阳天柱山色炭质页岩为主的海相沉积地层．下伏与震旦系灯收稿日期：20

6、12—12—5：改回日期：2013—03—19基金项目：国家自然科学基金(41162oo3)、贵州省科学技术基金项目(J一2010—203O)和国家科技重大专项(2O11zx05O07—003一O1)联合资助。作者简介：赵明胜，男，1981年生，博士，主要从事古生态学与沉积学的研究工作；E-mail：passion114@126．corn。http：／／geochina．cgs．gov．cn中国地质，2013，40(5)中国地质同时伴有零星分布的黄铁矿，并在化石层之下2In之间具有密切的关系[41宏体藻类在陡山沱晚期已左右见有厚约10cm

7、的镍钼(Ni—Mo)富集层(图发育有明显的固着器，来自于鄂西天柱山地区1一b)，现分别对黑色页(泥)岩中的化石保存特征介牛蹄塘组下部黑色页岩中的宏体藻类化石保存有完绍如下：好的藻柄和固着器(图2一f，i，j)，表明为营底栖固着(1)s“竹P砌Huo最早报道于陕南梁山早寒武世生活宏体藻类依赖固着器固着于沉积物表面或表筇竹寺期的地层中鲫．之后，崔智林和霍世诚[3Ol在湖北层．叶状体在水体中由藻柄支撑呈直立的半漂浮状长阳钟鼓湾发现了Sunellabispinatasp．nov．和Sunella态．竖立于海底。植物的生命活动依赖阳光进行。因pdi

8、ssimilissubsp．nOv．，拓展了孙氏虫的地理分布范此．天柱山地区可能处于透光带较好的浅海地区。围来自于鄂西长阳天柱山牛蹄塘组下部的高肌虫CO，在早寒武世的浓度是今天的20倍㈣，并通