遼西九佛堂組建組剖面的地層劃分及相關問題.docx

1、Vol.40,No.5遼西九佛堂組建組剖面的地層劃分及相關問題王宇林姚毅張呈彬趙承佑陸勝趙博王楚杰（遼寧工程技術大學此業(yè)學院，遼寧旱新123000）提要：針對遼西九佛堂組目前的多種劃分方案及相關問題，通過對位于小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面的重新測量，在兼顧巖相組合和喀左盆地九佛堂組其他剖面沉積特征的基礎上，以凝灰質巖石組合作為標志層組，將九佛堂組建組剖面劃分為一、二、三、四段。比較詳細地闡述了該剖面九佛堂組以粉砂巖、泥質巖為主，其間夾眾多極薄層狀灰?guī)r或泥灰?guī)r；自下而上具有濱淺湖相、深湖相央淺湖相、淺湖相的沉積演化特征。小孤山一舊燒鍋剖面與九佛堂組其他剖面的差異性表現(xiàn)在碎屑巖的粒度總體較細，

2、未見湖泊三角洲相和扇三角洲相；在二段下部發(fā)育3層中、薄層狀硅化凝灰?guī)r；九佛堂組建組剖面未出露九佛堂組四段上部和五段。為全面認識九佛堂組，建議在建組剖面的基礎上引入輔助剖面，并推薦回民溝一平房東溝剖面、付杖子一燒鍋街剖面或張麻子溝一桃花池剖面分別作為九佛堂組一段、四至五段的輔助剖面。關鍵詞：巖石地層；下白堊統(tǒng)；九佛堂組；建組剖面；地層劃分；遼西喀左盆地中圖分類號：P534.53；P539.2文獻標志瑪：A文章編號:1000-3657（2013）05-1523-08近年來，遼西下白堊統(tǒng)九佛堂組因發(fā)現(xiàn)翼龍類【7、離龍類網、恐龍國、反鳥類閔、昆蟲風、狼鰭魚等珍稀化石而享譽中外。但遺憾的是至今對九佛堂組

3、的劃分及相關問題的認識還存在著較大分歧。遠藤隆次于1934年創(chuàng)立九佛堂統(tǒng)，創(chuàng)名地點在遼西喀左九佛堂村附近，自上而下分為礫巖層、綠色頁巖層、含油頁巖層、綠色頁巖層、含油頁巖層和基底礫巖層。九佛堂組由北京地質學院于1960年創(chuàng)名，將其含義厘定在原九佛堂統(tǒng)底部，與現(xiàn)在九佛堂組下部大致相同叫九佛堂組正層型剖面位于喀左縣九佛堂村叫由遼寧區(qū)測隊于1964年重新測制，并指出九佛堂組與下伏義縣組為平行不整合接觸關系；將該剖面九佛堂組分為21層，沒有劃分段，從描述內容來看，沒有遠藤隆次所劃分的上部礫巖段，但注明未見其頂（即沒有控制九佛堂組上界），地層總厚2118.4m（包括近頂部212.50m的第四系覆蓋部分）

4、。王五力等在相同地段（自九佛堂小孤山至舊燒鍋后山）再測剖面，將九佛堂組劃分為下段凝灰質砂頁巖段，厚為123.77m；上段一砂頁巖、砂泥巖段，厚為1494.82m；九佛堂組之上為沙海組，厚度26.99m,剖面總厚度1645.58mo由于對九佛堂組建組剖面的認識存在分歧，兼九佛堂組建組剖面上部地層出露不全，在實際應用中，對喀左盆地及鄰區(qū)九佛堂組內部的劃分方案有較大差別。如遼寧省地質礦產勘查開發(fā)局和李亞平等將遼西地區(qū)九佛堂組劃分為一、二、三段m氣王宇林等將喀左盆地九佛堂組劃分為一、二、三、四段，并指出在九佛堂組四段之上還有一砂巖、礫巖段，暫作存疑的沙海組"也顯然，從建組剖面詳細研究入手，并

5、與其所在喀左盆地的其他地段的九佛堂組發(fā)育特征進行比較，是深入和全面認識九佛堂組面貌的正確途徑。筆者在近幾年對喀左盆地九佛堂組的地質調查中，自九佛堂村東北小孤山南坡（坐標:E119°4OZ16W,N41°00,08w）向南東方向至舊燒鍋村北（坐標：收稿日期：2012-11-02；改回日期：2013-03-18基金項目：遼河石油勘探局項目（20071130）和遼河石油分公司項目（20101222）資助，作者簡介：王宇林，男，1953年生，教授，博士生導師，主要從事沉積學、礦產勘查領域的教學和研究工作;E-nuiU：wyUgdoE119O41'51”,N4()O58

6、9;44",圖1),對九佛堂組建組剖面所在地段進行了洋細測質(1:2000)。該剖面地層產狀傾向南東，除底部傾角介于48。70。外，傾角多為30。40。，出嗣單度1889.87me該剖面九佛堂組與下伏義縣組呈平行不整合接觸;其上為第四系所教，按出露地層的產狀估算，被第四系掩蓋的地層厚度為260m左右。根據(jù)小孤山一舊燒鍋剖面的實測資料，結合喀左盆地其他剖面九佛堂組的發(fā)育特征，本文就九佛堂組劃分及相關問題闡述一些新的認識。1地層的劃分1.1地層的劃分原則筆者于2009年曾經指出:喀左盆地九佛堂組發(fā)育多層凝灰質巖石或其組合(包括凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、凝灰質泥巖、凝灰質頁巖、凝灰質粉砂巖及凝灰質

7、砂巖等)，在考慮垂向地層組合特征的基礎上，以盆地范用內分布比較穩(wěn)定的凝灰質巖石或其組合作為標志層或標志層組，將九佛堂組自下而上劃分為一、二、三、四段;在四段之上還發(fā)育以礫巖、砂巖等扇積物構成的一套地層，與九佛堂組四段呈連續(xù)沉積，暫視為存疑的沙海蛆;考慮到凝灰質巖石的形成與火山活動有關，福于小件性沉積，將凝灰質巖石的頂界視為事件沉積的結束，故以凝灰質巖石頂界作為各段的分界。但對厚度較大的三段再劃分時，考慮到九佛堂紋油頁巖層群的完整性，以凝灰質巖石(下部含油貞巖)底界將九佛堂三段劃分為上、下亞段，使喀左盆地具有較大工業(yè)意義的油頁巖層群均位于九佛堂組三段上亞段的底部時均。在尚無可靠證據(jù)的情況下，從沉

8、積序列演化的角度，目前，筆者更傾向將九佛堂組四段之上的“存疑沙海組”視為九佛堂蛆五段。因此，本文將原“存疑沙海組”暫作九佛堂組五段。1.2地層的劃分方案筆者在2007年對小孤山一舊燒鍋剖面進行測量的基礎上，于2012年對剖面下部含硅質巖的地段進行檢測，從中劃分、描述了271層。其中，自下而上發(fā)行著10余層凝灰質巖石，除下部凝灰質巖石組合II：梅勒營刑陷I:大城f凹陷IV:五虎山突起ill：tr營r凹陷m剝蝕區(qū)s但蝕盆緣曰盆紋斷取o九佛堂組分布區(qū)s實測剖面的位置XJ：小伉山一出燒WMifi)HP:回尺溝一申房朱溝舸而fs：付收子塊堪仍Mita圖1喀左盆地九佛堂組建組剖面(小孤山一舊燒鍋制而)及其

9、輔助剖面位置圖Fig.lLocationsofthetypesection(Xiaogushan-Jiushaoguosection)oftheJiufbtangFormationanditsauxiliarysectionsinKazuoBasin及其夾層厚度50m外，其余凝灰質巖層厚度介于0.5-25.90m,通過與喀左盆地其余16條九佛堂組剖面的對比皿同，根據(jù)這些凝灰質巖層分布的穩(wěn)定性，兼顧它們所分隔地層的巖性組合、沉積相特征及其厚度情況，從中選擇了4個凝灰質巖石組作為標志層組1、2、3、4。以標志層組1、2、4的頂界作為九佛堂組一、二、三、四段的分界；以標志層組3的底界作為三段上、下亞

10、段的分界。在上述劃分方案中，九佛堂組一段厚度為99.46m；二段厚度為482.77m；三段厚度為1089.06m（下亞段厚度為672.16m,上亞段厚度為416.90m）；四段因第四系掩蓋而未見其頂，出露厚度為218.58m。2巖性組合特征由表1、圖2可以看出，九佛堂組以碎屑巖、泥質巖為主，其間夾眾多薄層一極薄層狀灰?guī)r或泥灰?guī)r及少部分硅質巖，均為湖泊相，自下而上總體具有濱淺湖相一深湖相為主，間有淺湖相-淺湖相的演化特征。各段巖性組合的主要特征如下：九佛堂組一段以富凝灰質為特征；砂巖和礫巖所占的相對比例較大;顏色為淺灰色夾綠灰色。屬濱淺湖相。九佛堂組二段的泥巖、頁巖和粉砂巖占地層厚度比為95.1

11、7%,其中，粉砂巖和粉砂質泥巖尤為發(fā)育；砂巖與地層厚度比很小，無礫巖；凝灰質巖石發(fā)育厚度??；其上部的極薄層狀泥灰?guī)r或灰?guī)r非常發(fā)育;顏色主要為深灰色或淺灰與灰綠色相間，夾褐灰色。需要特別指出，本段下部發(fā)育了3層（第27、32.43層）硅化凝灰?guī)r（圖3-a）,厚度分別為0.04m、0.12m和0.05-0.08m;中上部有1層厚達1.96m的粉砂質灰?guī)r（第68層）；頂部凝灰質巖石組合（第94層）夾有一層厚為0.18m的油頁巖（圖3-b）。屬深、淺湖相交互。（3）九佛堂組三段下亞段的泥巖、頁巖及粉砂巖占地層總厚度的99.55%,尤以泥巖、頁巖最為發(fā)育（圖3-c）；砂巖極少，無礫巖；凝灰質巖石不發(fā)育；

12、富含極薄層狀泥灰?guī)r或灰?guī)r;顏色以深灰色為主。沉積相以深湖相為主，夾淺湖相°（4）九佛堂組三段上亞段的泥巖、頁巖及粉砂巖約占地層總厚的74.82%;砂巖較下亞段明顯增多（圖3-d）,但仍不足10%；凝灰質巖石厚度明顯增大，尤以該亞段底部凝灰質頁巖的發(fā)育厚度最大；發(fā)育2層可采油頁巖，是九佛堂組油頁巖的主要賦存層位；極薄層狀泥灰?guī)r或灰?guī)r的發(fā)育程度稍遜于下亞段；顏色以淺灰、深灰色為主，上部夾褐灰、綠灰色。下部仍以深湖相為主，夾淺湖相;上部為淺湖相。（5）九佛堂組四段的泥巖及粉砂巖約占地層總厚度的81.18%,其中，頁巖較少；砂巖在剖面露頭中所占比例居各段之首，但也僅占16.97%；鈣質粉砂巖

13、、鈣質砂巖或含鈣粉砂巖、含鈣砂巖占有較大比例；顏色以淺灰色為主,風化色多呈灰黃色。屬淺湖沉積。3建組剖面與其他剖面的差異性通過對喀左盆地的九佛堂組17條實測剖面"訥的總體沉積特征的比較，位于小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面與其他九佛堂組剖面的差異性主要有以下幾個方面。表1九佛堂組建組剖面各段主要巖石類型在地層中的厚度比率/%Table1ThicknessratioofmainrocktypesinvariousmembersofthetypesectionofJiufotangFormation巖層與地層厚度比（砂巖礫巖）/地層粉砂巖/地層（泥巖頁巖）/地層凝灰質巖石/地層其他巖石/

14、地層四段16.9713.9367.251.850E亞段9.6412.7062.1214.580.96三段下亞段0.4311.2888.280.010二段2.30222072.972.060.47一段14.6119.6117.7548.020注:St灰質巖石包括沉凝灰?guī)r、凝灰質泥巖、凝灰質頁巖、凝灰質粉砂巖及凝灰質砂巖;其他巖石類型主要是指油頁巖、厚度0.1m的灰?guī)r,而層數(shù)眾多、單層厚多為數(shù)塞米的灰?guī)r或泥灰?guī)r沒有單獨統(tǒng)計;第四系覆蓋部分未計入地層總厚。亞段下亞段厚度,m主要巖性柱狀圖（左及煜（右主要顏色沉積構造化石沉積環(huán)境0060080800900S00寸00Zoc.Qc深湖為主三二三MW二ME

15、E三二=Mmznemu二z廠JaPh深茨至黑茨央淺灰深*與灰綠相M夾淺灰灰»得灰深灰與妹灰相旬夾度及?；覝\灰央妹灰富含介形類、亦見雙先賣、fl見束方葉肢介葉肢介、雙充介、介形類深湖為主'多次出現(xiàn)淺湖深湖與淺湖相間介*淺湖為主濱淺湖匚三細礫巖尹細砂巖及其央層鈣航細砂巖粉砂質及其央層泥質粉砂巖區(qū)目鈣質粉砂巖凝灰質粉砂巖粉砂質泥巖泥巖粉砂質頁巖號鈣質頁巖凝灰質頁巖頁巖囹沉凝灰?guī)r3極薄一薄層灰?guī)r泥灰?guī)r中、薄層硅化凝廉巖油頁巖及箕央層曰小型交銷層理三|水平層理pl波痕U菱鐵質結核叵I第四系掩益in層號及其底界商標志原組圖2喀左盆地小孤山一1日燒鍋九佛堂組建組剖面相序圖Fig.2Faci

16、essequencegraphofthetypesectionoftheJiufoungFonnarioninXiaogushan-JiushaoguoareaofKazuoBasin圖3九佛堂組幾種主要巖石組合露頭a-九佛堂組二段第43層，域灰、深灰色頁巖夾俾層狀黑依色硅化凝灰?guī)r;b一九佛堂組：段第94層(標志層組2).由淺灰、灰白色凝阪質頁巖、植灰質粉砂巖、凝灰質細砂巖夾灰黑、棕黑色油頁巖構成的凝灰質巖石坦合;c一九佛堂組三段卜亞段第142層，深灰色泥巖夾眾3極薄房狀隊白色泥灰?guī)r:d九佛堂撤三段上亞段第230層中部.深阪色泥巖與淺灰色機粉砂巖、細砂巖呈薄層狀互層Fig.3Outcropof

17、severalmainrockassociationsofjiufbtangFormationa-Bed43inMember2ofjiutbungFonnation.green訕grayanddarkgrayshaleintercalatedwithflaggyblackgnysilicifiedtu伍b-Bed94inMember2ofJiufbungFonnation(markerbedset2),tuffaceousrockassemblagescomposedofgray,grayishwhitetufiaccousdulcortufKiceoussiltstone,tuSaccous

18、finesandstonewkhmgrapdiblackandbrownishblackoilshalc：cBed142oflowerMember3ofJiuA)tingFonnation,durkgraymudstonewithinnumerousextremelythinlayersofgrayishwhiteinarl;d-Midd!cpartofbed230inupperMember3ofJiufbungFomution,interbededdarkgraymudstoneandlightgraycoarsesiltstoneandfineuiidstone3.1含砂（礫）率偏低砂巖他

19、括凝灰質砂巖）和礫巖在小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面出露總厚度所占比率不足6.1%。主要由砂巖、礫巖構成的九佛堂組五段在小孤山一舊燒鍋剖面未出露是其主要原因之一；僅就該剖面九佛堂組一至四段而言，小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面中砂巖、礫巖的發(fā)育厚度小，尤其是九佛堂組一段的砂巖、礫巖厚度較其他剖面明顯偏小。從沉積相而言，位于小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面均屬濱、淺湖相和深湖相，未見其他一些削而所具有的扇三角洲相和辮狀河三角洲相。3.2發(fā)育厚層狀灰?guī)r和中、薄層狀硅化凝灰?guī)r在喀左盆地九佛堂組，除一段富凝灰物質和五段以砂巖、礫巖為主外，其他各段（尤其是二、三段）在泥巖、頁巖中普遍發(fā)育眾多單層厚度v

20、lnim5mm的極薄層狀泥灰?guī)r或灰?guī)r;此外.含鈣或鈣質細砂巖、含鈣或鈣質粉砂巖也較發(fā)育。在小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面中，除具有上述九佛堂組的共有特征外，其二段發(fā)育了1層厚層狀的粉砂質灰?guī)r和3層中、薄層狀硅化凝灰?guī)r，這在喀左盆地其他九佛堂組剖面中是少見或未見的，經巖石薄片鑒定，硅化凝灰?guī)r中的玉髓集合體分布不均勻,含缺為3阮70%。對硅化凝灰?guī)r的成因意義還有待于深入認識3.3頂部地層未出露如上所述，位于小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面上部因第四系覆蓋導致九佛堂組四段出露不全，未見主要由砂巖、礫巖構成的九佛堂組五段。4關于輔助剖面鑒于喀左盆地九佛堂組一段橫向相變較大和位于小孤山一舊燒鍋的九佛堂

21、組建組剖面上部地層出露不全的情況，筆者認為，有必要另外選擇幾條出露好、易于識別、具有一定代表性的剖面作為小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面的輔助剖面。為此，推薦喀左盆地以下剖面作為這種輔助剖面。4.1九佛堂組一段的輔助剖面在回民溝一平房東溝剖面，九佛堂組一段與下伏義縣組紫灰色安山質火山角礫巖呈平行不整合接觸關系；上覆巖層為二段底部的深灰色粉砂質泥巖（厚度為18.78m）。九佛堂組一段下部主要由中、粗粒長石砂巖和凝灰質粉砂巖構成；上部由凝灰質中細砂巖、凝灰?guī)r、凝灰質粉砂巖構成?？偤穸燃s為408.17m（圖4-a）o4.2九佛堂組四、五段的輔助剖面付杖子一燒鍋街剖面、張麻子溝一桃花池剖面可作為九佛堂

22、組四、五段的輔助剖面。前者位于梅勒營子凹陷；后者與小孤山一舊燒鍋剖面同位于四官營子凹陷（圖1）,出露情況遜于前者。付杖子一燒鍋街剖面付杖子一燒鍋街剖面九佛堂組四段的下伏巖層為三段上亞段頂部標志層組淺灰、灰白色具水平層理的凝灰質粉砂巖（厚度為6.03m）；四段頂部標志層組淺灰、灰白色具水平層理的凝灰質粉上接左杵b上接左柱中礫杪7«««»«礫原機砂樸含礫中機砂巖含礫不等較砂皆:村灰H中機砂巖.中砂巖凝艾質中砂巖筋砂巖(&砂«««*塊赧理碌化木KyK史九僑ttJfl一段K'九例堂鮑四段K0'九五段

23、三礫版中粗妙*:時長石砂*空.中砂巖«9iJf火山角礫巖槽狀層理Kjf'九例堂ifl81Kjf'九:：立礫精砂治三：中機砂巖翊砂巖圖4九佛堂組輔助剖而垂向層序圖(其他圖例同圖2)a-M民溝一平房東溝制面;b付杖子一燒眼街剖面;c-張麻子溝一桃花池削面Fig.4VerticalsequencegraphofauxiliarysectionsofJiufotangFormationa-Huinungou-Pingfangdonggousection：bFuzhangzi-Shaoguqjicsection;cZhangnuzi-Taohuachisection砂巖(9.9

24、5m)、具小型交錯層理的凝灰質細砂巖(1.49m)與上覆五段底部的灰紫色含礫不等粒砂巖為界。九佛堂組四段下部主要為粉砂質泥巖和泥質粉砂巖；中上部以砂巖為主，夾粉砂巖、粉砂質頁巖、細礫巖，頂部為中、厚層狀凝灰質細砂巖，四段總厚度為355.05m。九佛堂組五段以砂巖、礫巖為主，總體具有向上粒度漸粗的層序特征，出露總厚度為492.50m(圖4-b)o張麻子溝一桃花池剖面張麻子溝一桃花池剖面九佛堂組四段的下伏巖層為三段上亞段頂部標志層組淺灰、灰黃色含礫凝灰質粉砂巖(61.50m)；四段頂部標志層組一灰白色粉砂質凝灰?guī)r(5.19m)和沉凝灰?guī)r(8.04m)與上覆五段底部的黃灰、黃褐色的砂質礫巖為界。四段

25、主體為塊狀砂質礫巖，夾含礫砂巖，總厚度為246.28m。九佛堂組五段以塊狀砂質礫巖為主，上部夾砂巖、含礫砂巖，總厚度為520.71m(圖4-c)o5結論以凝灰質巖石組合為標志層組，將位于遼西喀左九佛堂村附近小孤山一舊燒鍋的九佛堂組建組剖面，劃分為一、二、三、四段。在九佛堂組建組剖面中，巖石類型以粉砂巖、泥質巖為主，砂巖及礫巖較少;粉砂巖、泥質巖中夾眾多極薄層狀灰?guī)r或泥灰?guī)r及3層中、薄層狀硅化凝灰?guī)r;沉積相以淺湖相和深湖相為主。(3) 九佛堂組建組剖面中，九佛堂組一段與其他一些剖面九佛堂組一段的巖性差異較大，四段上部和五段因第四系覆蓋而未見出露。(4) 推薦回民溝一平房東溝剖面作為九佛堂組建組剖

26、面中一段的輔助剖面；以付杖子一燒鍋街剖面或張麻子溝一桃花池剖面作為九佛堂組建組剖面中四、五段的輔助剖面。參考文獻(References):汪筱林，周忠和.遼西早白堊世九佛堂組一翼手龍類化石及其地層意義?？茖W通報，2002,47(20)：1521-1527.WangXiaolin,ZhouZhonghe.Anewpterosaur(Pter-odactyloidea：Tapqaridae)fromtheEarlyCretaceousJiufbtangFormationofwesternLiaoninganditsimplicationsforbiostratigraphyJ.ChineseSci

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36、igraphy,2009,33(2)：147-154(inChinesewithEnglishabstract).StratigraphicdivisionoftheJiufotangFormationinKazuoBasinofwesternLiaoningandrelatedissuesWANGYu-lin,YAOYi,ZHANGCheng-bin,ZHAOChengyou,LUSheng,ZHAOBo,WANGChu-jie(CollegeofMiningEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,Liaoning,China)

37、Abstract:AccordingtothepresentvariousdivisionschemesandrelatedissuesforJiufbtangFormationinwesternLiaoning,theauthorsremeasuredthetypesectionofJiufbtangFormationinXiaogushan-Jiushaoguo.InconsiderationofthelithofaciesandsedimentarycharacteristicsofothersectionsinJiufbtangFormationofKazuobasin,theauthorschosethetuffaceousrockassociationasthemarkerbedorthebedsetand,onsuchabasis,dividedthetypesectionofJiufbungFormationintofourmemberscalled1,2,3,4respectively.Theauthorsfound