泥盆系

更新时间:2022-08-25 14:44

泥盆纪是晚古生代第一个纪,开始时间距今410Ma,结束时间距今354Ma。泥盆纪处于加里东期向海西一印支期转折的重要时期,与早古生代后期的挤压隆升不同,中国大部分地区(尤其是华南及邻区)处于伸展的构造体制下。华北主体仍为剥蚀的古陆,仅在边缘零星出露泥盆系;华南泥盆系出露完整,化石丰富,沉积类型多样。

华南地区

1.滇、黔、桂地区的浅海沉积

广西桂林柳州间的综合剖面可代表此区沉积特点,其岩性及化石如下所述。

上覆地层:下石炭统。

~~~~一一平行不整合一~~~一一

上泥盆统:

融县组:灰黑色石灰岩夹白云质灰岩。含帐幕石燕、云南贝。575m。

榴江组:上部为浅灰色扁豆状灰岩,下部为灰黑色硅质岩。含尖棱角石、化

石。414m。

中泥盆统:

东岗岭组:上部为灰黑色石灰岩夹泥灰岩,下部灰绿色页岩夹石灰岩。含鹗头贝、{

珊瑚、杯珊瑚。420m。

应堂组:中上部为深灰色生物碎屑灰岩,下部为青灰色、黄色泥页岩。合巅石燕、奇彳

燕、鸟塔拉珊瑚。218m。

下泥盆统:

四排组:深灰色生物灰岩、白云岩和泥岩。含阔石燕、耳石燕、卓珊瑚。700m。

郁江组:灰绿、紫红色泥页岩、粉砂岩夹生物灰岩。含双腹扭形贝、巅石燕、拖鞋珊瑚、异内沟珊瑚。454m。

那高岭组:灰绿色泥岩夹石灰岩,上部细砂岩为主。含东方石燕、鱼脊珊瑚。178m。

莲花山组:紫红色砂岩为主,上部夹紫红色泥岩,中、下部为砾状砂岩。含盔甲鱼、丑

洲鱼。340m。

~~~~~一~~~~~~~~角度不整合~一~一~一一~一~~~~一~

下伏地层:下古生界变质变形岩系。

桂北泥盆系地层较全,厚度较大,化石丰富,研究详细,划分明确,是华南泥盆系的标准剖面,也是中国泥盆系建阶的基础剖面。桂北泥盆系总厚度3299m左右,以浅海沉积岩为主。根据岩性、化石、沉积旋回和不整合面,可将其划分为三统八组,自下而上是:下泥盆统的莲花山组、那高岭组、郁江组、四排组;中泥盆统的应堂组、东岗岭组;上泥盆统的榴江组和融县组。下泥盆统与下伏变质变形的下古生界呈角度不整合接触,是桂北在志留纪后期经历了广西运动后重新下降接受沉积形成的。上泥盆统与上覆下石炭统地层呈平行不整合接触,是泥盆纪末期桂北平稳上升沉积间断形成的。桂北泥盆系可以划分两个沉积旋回。莲花山期,桂北古陆平稳下降,在变质变形的下古生界之上沉积了一套紫红色陆相碎屑岩沉积,下粗上细,具后期磨拉石特征,含鱼类化石,属半干旱气候环境条件下的山间或山前盆地堆积;由下而上碎屑由粗变细,上部夹红色泥岩,含腕足类化石,说明地形逐渐夷平,后期有海水侵入。那高岭组以浅海相灰绿色泥岩为主,含丰富的腕足、珊瑚等化石,代表桂北第一次较大的海侵。那高岭组上部的细砂岩代表地壳回升,海水变浅。莲花山一那高岭期地壳下降,发生海侵,到那高岭后期地壳上升,海水变浅,形成第一个沉积旋回:砾状砂岩一砂岩夹泥岩一泥岩夹石灰岩~砂岩。那高岭后期的海退不仅使那高岭组上部砂岩变粗,而且使郁江组底部出现滨海沼泽砂泥岩沉积,含原始鳞木化石。郁江组中、上部以浅海砂泥岩为主,代表桂北二次下降,海侵开始。四排组石灰岩明显增多,泥岩相对减少,表明海水加深,海域扩大。中泥盆统以浅海相灰岩、泥页岩为主,上泥盆统以石灰岩为主,说明早泥盆世末期上升,发生海退,沉积间断,形成第二个沉积旋回:砂泥岩一石灰岩一石灰岩、泥页岩一石灰岩

对桂北泥盆系的分析可以看到,由于广西运动,泥盆纪初期桂北地形高差仍然比较大;经过早泥盆世的侵蚀,地形趋于平坦,海侵也逐渐扩大。由于浅海区气候温暖,海生无脊椎动物繁盛,因此桂北泥盆系中含丰富的动物化石。由于滇、黔、桂地区在泥盆纪以稳定浅海环境为主,“象州型”浅海相泥盆系分布较广,沉积物以碳酸盐岩为主。在桂西和滇东南存在一种“南丹型”泥盆系,沉积呈北北东或北西向带状分布,明显受同沉积断裂控制。“南丹型”泥盆系以桂西北罗富剖面为代表,下泥盆统下部莲花山组和益兰组以碎屑岩为主,产腕足类、珊瑚类等浅海生物化石,说明此时沉积差异还不明显;下泥盆统上部塘丁组是暗色泥岩,只含竹节石等深水游泳生物,说明同沉积拉张裂陷开始,出现沉积差异。中、上泥盆统均以黑色泥岩、泥灰岩

和硅质岩为主,含菊石、竹节石等化石,是典型的深水滞流底部缺氧的裂谷沉积。

2.川鄂、湘赣地区的泥盆系

志留纪后期的加里东运动使川东、鄂西一带上升成陆。这一带在早泥盆世仍是一古陆剥蚀区,缺失下泥盆统地层。至中、晚泥盆世,本区下降,遭受海侵,沉积海相和海陆交互相的中、上泥盆统。湘中地区中、上泥盆统发育较好,尤其上泥盆统化石丰富,研究详细,是我国上泥盆统划分对比标准。湘中泥盆系剖面如下:

上覆地层:下石炭统岩关阶。

~~~~一一平行不整合一~~~一一

上泥盆统:

锡矿山组:顶部砂岩,中上部为石灰岩夹赤铁矿,下部为页岩。含云南贝、小云南贝、

帐幕石燕、弓石燕及亚鳞木。190~380m。

余田桥组:上部为石灰岩,下部为页岩。含帐幕石燕、假内沟珊瑚及尖棱角石。

150~770m。

中泥盆统:

棋子桥组:石灰岩、泥灰岩夹页岩。含鹗头贝、无洞贝。180—586m。

跳马涧组:石英砾岩、石英砂岩。含沟鳞鱼、原始鳞木、裸蕨。40—220m。

~~~~~一~~~~~~~~角度不整合~一~一~一一~一~~~~一~

下伏地层:下志留统周家溪群。

湘中泥盆系只发育中、上统地层,与下伏下志留统周家溪群呈角度不整合接触,与上覆下石炭统呈平行不整合接触,总厚度190~2406m。根据岩性、化石、不整合、沉积旋回,可将其划分中、上两个统和四个组。中泥盆统下部跳马涧组以山麓砾岩、砂岩为主,砾石的磨圆度和分选性都比较差,具陆相后期磨拉石特点,岩性和厚度横向变化较大。中泥盆世后期,湘中开始海侵,并一直持续到晚泥盆世。因此,中泥盆统上部的棋子桥组、上泥盆统的余田桥组和锡矿山组以浅海相石灰岩、页岩为主,含丰富的海生无脊椎动物化石。晚泥盆世后期湘中上升,发生海退,沉积间断,锡矿山组顶部出现海陆交互相地层,含植物化石。从上述剖面的岩相变化可以看出,中、晚泥盆世,湘中经历了一次地壳下降一上升、海侵一海退演变过程,形成了一个完整的沉积旋回:跳马涧组砂砾岩一棋子桥组、佘田桥组、锡矿山组石灰岩、页岩一锡矿山组顶部砂岩。沉积物自下而上由粗变细说明地形逐渐夷平,丰富的海生无脊椎动物化石说明气候温暖,而顶部的平行不整合面则说明中、晚泥盆世湘中地壳是相对稳定的。泥盆纪末期湘中地壳上升,发生海退,沉积间断。

其他地区

1.天山一兴安区

该区指天山一阴山以北地区,包括新疆北天山、东西准噶尔、阿尔泰山、甘肃北山、内蒙古和东北北部等地区。其中,新疆西准噶尔和博克多山、内蒙古东乌珠心旗、东北大小兴安岭等处的泥盆系发育较好。这些地区地层间的接触关系多为不整合和沉积间断,主要岩性为海相陆源碎屑岩、中基性和中酸性火山岩、火山碎屑岩,局部地区发育礁灰岩和中深变质岩。该区泥盆系在西部新疆及北山一带厚度较大,多数在万米左右;在东北北部厚度较小,一般在4000m以下,生物群以底栖固着类型为主。

西部新疆地区的泥盆系以博克多山为代表。此区下统称大南湖组,为凝灰岩、火山碎屑岩及砂岩,含巅石燕、孔珊瑚及三叶虫,厚度9873m;中统称头苏泉组,为中酸性火山岩及火山碎屑岩,含原始鳞木、扇房贝,厚度为1712m;上统为灰绿色硬砂岩,含薄皮木,厚度不详。

2.塔里木一祁连山地区

本地区泥盆系出露局限,在祁连山区属陆相山前盆地或山间盆地堆积,以北祁连山前带发育较好,该地泥盆系中、下统为雪山群,产镰木、带蕨等;上统称沙流水群,产薄皮木。总的岩性特点为紫红色砂岩、粉砂岩夹泥岩和砾岩,厚1000~4500m。

本区西端塔里木地台北缘出现稳定类型的中、上泥盆统海相、滨海相沉积,不整合于下志留统柯坪塔格组之上,由红色砂岩、粉砂岩及白云岩组成,偶含岩盐,厚600—1200m。地台南缘铁克里地区也有泥盆系发育,下统为红色砂岩、粉砂岩和泥岩沉积,中统为海相含珊瑚灰岩,上统则为含薄皮木和基性火山岩的陆相沉积。位于祁连山以东的广大华北~东北南部地区泥翁系完伞缺失。

矿产资源

中国北部在广西运动以后最重要的变化是祁连山地槽褶皱成山,使华北地台、塔里木地台、柴达木地块连成一片大陆,在新褶皱山系的山前及山间坳陷中有巨厚的山麓堆积。在南方重要的改变是:东南加里东褶皱区的形成以及扬子地台主体升出海面;早泥盆世海域范围主要限于西南滇、黔、桂、)llJL地区;中、晚泥盆世海侵虽明显向东超覆,但也仅止于湘赣交境,扬子地台仅局部有所波及,主体部分仍然保持剥蚀状态,再向东的苏、浙、皖、闽、赣等地区也始终为古陆隆起,低凹处仅见河湖碎屑沉积。北部天山一内蒙古一兴安活动区泥盆系分布广泛;当时准噶尔地块和松辽地块都是剥蚀区,此区泥盆纪的共同特点是有强烈的海底火山喷发。值得注意的是内蒙古一兴安区,大致沿西拉木伦河经苏尼特右旗至国境有一巨大断裂带,泥盆纪此断裂带南北生物群差异显著,故此带很可能代表南北两个陆块之间的海域消减带。泥盆纪的大西南地区实为古地中海地槽的东延部分,其古地理特点为下陷地槽和中间地块相互间列。

我国泥盆纪沉积矿产比较丰富,金属矿产有铁、锰,非金属矿产有磷、石灰石及玻璃原料等。

铁矿主要分布于华南,如湖南、湖北、江西、广西、广东、贵州、四川、云南、陕西和河南等地。矿床类型为铁矿及菱铁矿,其中有的可达到工业价值。主要层位有下泥盆统顶部、中泥盆统中部、上泥盆统余田桥组下部及锡矿山组中部。铁质来源于江南古陆。

锰矿主要分布于广西境内。矿床类型主要为碳酸锰矿床。氧化锰矿床为原生沉积矿床次生富集形成。锰质来源于江南古陆。

磷矿主要分布于广西的西南部。仅有两个层位对磷矿沉积有利,即下泥盆统塘丁组及中泥盆统纳标组。磷矿严格受硅质岩相的控制。

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