辽西义县盆地英窝山下白垩统义县组砖城子层沉积岩石组合特征及古环境研究

辽西义县盆地是中生代阜新—义县断陷盆地中大凌河以南的次级凹陷区,盆地内近东西走向的马神庙—刀把地—三百垄—金刚山一带为义县组标准地层剖面出露地。作为义县阶标准地层剖面的义县盆地英窝山砖城子层为一套早白垩世义县组的湖相沉积组合。野外详细沉积岩和地层学研究将砖城子层进一步划分出三个沉积亚单元。英窝山砖城子层下部为一套膨润土化凝灰质粗砂岩、杂色泥砾岩、灰绿色凝灰质砾岩、焦土黄色细砾岩组成的粗粒浊积岩段(T,Ta1,Ta2)与灰绿色膨润土化凝灰质粉砂岩、含炭屑沉凝灰岩、泥岩组成的细粒浊积岩段(Tb1,Tb2)沉积岩组合。在浊流沉积与区域性构造运动综合影响下,湖盆水体变深,从而遭受至少4期的浊流沉积作用,形成粗—细浊积岩段(Ta3—Ta6,Tb3—Tb6),并在细粒的浊积岩段(Tb)之上形成薄层白云岩沉积层。砖城子层中部为硅化白云岩、含燧石团块白云质灰岩、纹层状白云岩、白云质胶结滑塌沉积灰岩组成的古湖泊相碳酸盐岩组合。砖城子层上部为凝灰质砂屑灰岩、含膨润土泥灰岩、白云岩、膨润土岩、膨润土化凝灰质粉砂岩、深灰黑色页岩组合,岩石呈现半深湖—深湖相至半深湖—浅湖相的岩石组合特征。砖城子层的沉积岩石组合特征揭示了早白垩世该区古湖泊边缘发育浊流沉积、湖坪化作用、湖泊边缘斜坡—半深湖相形成白云质灰岩、深湖相沉积纹层状白云岩—页(泥)岩、凝灰质碎屑以及大量陆源碎屑充填湖泊的地质演化过程。

辽西早白垩世义县组砖城子层湖相碳酸盐岩地球化学特征及古湖泊学沉积意义

辽西义县盆地早白垩世义县组陆相湖盆沉积中常发育多个薄层碳酸盐岩沉积层,碳酸盐岩地球化学的研究对揭示湖盆沉积古环境具有重要理论意义。义县组砖城子层英窝山剖面湖相碳酸盐岩分析结果显示,岩石δ^(13)C值为-3.44×10^(-3)~0.27×10^(-3),均值为-1.21×10^(-3);δ^(18)O值为-15.73×10^(-3)~-9.93×10^(-3),均值为-10.88×10^(-3)。盐度Z值变化范围114.78~122.39。碳酸盐岩主量元素分析表明,w(CaO+MgO+LOI)=53.38%~97.04%,均值71.15%;陆源组分w(Al_(2)O_(3)+SiO_(2)+Fe_(2)O_(3))=2.19%~44.87%,均值为27.77%;x(Mg)/x(Ca)摩尔比介于0.92~1.01。碳酸盐岩微量元素地球化学提供了古湖泊学的古盐度、氧化还原和古气候证据。w(Sr)=110.4×10^(-6)~1360.2×10^(-6),w(Ga)=0.152×10^(-6)~14.13×10^(-6),w(Sr)/w(Ba)=0.34~131.49(多数>1),指示沉积湖泊水体为咸水环境;氧化-还原指标w(V)/w(V+Ni)=0.51~0.83,w(V)/w(Cr)=1.59~8.28(多数>2.0),w(U)/w(Th)=0.39~10.24,且变化范围较大,指示为半封闭—封闭的缺氧还原强分层水体沉积环境;w(Sr)/w(Cu)=54.94~1260.71,均值为213.79,反映炎热干旱气候类型。义县组砖城子层沉积期湖泊为干旱古气候背景下的半咸水—咸水、缺氧还原强分层的半封闭—封闭型。

辽西义县组砖城子层孢粉组合时代及古气候记录

在辽西义县鹰窝山地区义县组砖城子层采样,通过对孢粉化石的处理、鉴定和分析,确认该孢粉化石组合为Cicatricosisporites-Protoconiferus组合(无突肋纹孢-原始松柏粉组合),组合当中以裸子植物花粉,尤其是松柏类双气囊花粉占绝对优势,蕨类植物孢子较少,有少量疑似被子植物花粉.孢粉组合时代为早白垩世凡兰吟晚期或欧特里夫期-巴列姆期.应用孢粉植被的概念,依据孢粉谱和孢粉类群的古生态特征,首次对辽西地区义县组砖城子层的植被类型、气候带类型、干湿度类型分别进行了定量划分,并得出演化趋势,结果显示,在辽西义县组砖城子层沉积时期,总体气候温暖湿润,植被类型多样,有针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、草丛、灌木等;局部气温变化趋势是从温暖向更温暖、气候从半湿润向湿润方向演化,植被类型始终以针叶林为主,落叶阔叶林、常绿阔叶林、草丛、灌木和一些旱生植物的共存说明可能有垂直分带现象,且气候变化有季节性.值得注意的是,从植被类型的垂直分带现象和气候温暖湿润来综合推断,辽西义县组沉积时期地貌反差可能很大.

辽宁义县金家沟义县组砖城子层孢粉组合

辽宁义县金家沟义县组砖城子层的孢粉组合是以无肋双囊类花粉为主(占组合的70%左右),伴以少量Cicatricosisporites,Jugella,Ephedripites,Jiaohepollis等为特征,其基本面貌与北票黄半吉沟义县组尖山沟层的孢粉组合类似,时代同属早白垩世贝利亚斯期,反映温暖湿润的气候环境。