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在碳酸盐台地形态由缓坡到镶边台地的变化过程中,台地顶部的沉积物组成会随着台地形态变化而变化。由于碳酸盐台地始终紧随海平面变化生长,台地边缘的生长对相对海平面变化最为敏感,所以碳酸盐台地边缘的演化控制着碳酸盐台地的形态演化。而斜坡毗邻台地边缘和盆地,沉积物主要有两个来源,一个是浅水碳酸盐台地,另一个是开阔海,因此斜坡上的沉积物组成可以反映台地顶部的沉积物组成,同时也能反映台地边缘的演化情况。因为具有这样敏感的过渡带位置,所以斜坡具有分析碳酸盐台地演化的良好条件。
重力流为斜坡上发育的典型沉积作用,根据沉积物支撑机制的不同,重力流可以分为碎屑流、液化流、颗粒流、浊流四个不同类型。重力流的发育情况受构造活动和气候及海平面变化的控制。不同类型的重力流及重力流组合方式所反映的斜坡类型也是不同的。随着斜坡类型的变化,在斜坡上发育具有明显不同的沉积序列组合以及沉积作用类型。
在黔南纳水一带,早中二叠世沉积环境包括了相当于台前斜坡下部至盆地边缘在内的范围,水深范围可能大于一般的台前斜坡相带,局部水深达到盆地边缘的位置,间或发育深水陆棚,重力流沉积作用及组合形式多样,这样一个独特的古地理位置使得纳水剖面的沉积演化对区域构造运动的控制作用以及海平面的变化有很好的指示作用。
本文以斜坡相带的贵州罗甸纳水剖面为主,实际测量了贵州贵定闻江寺剖面-代表开阔台地及陆棚相,贵州紫云猴场扁平剖面--代表台地边缘滩,贵州罗甸沫阳剖面--代表陆棚及台前斜坡相,并对这些剖面进行了宏观和微观的沉积学研究,同时结合其他一些二叠系剖面进行对比和分析。目的在于利用斜坡这一相带的特殊性,与碳酸盐台地上的其他相带进行对比,对早中二叠世华南碳酸盐台地的沉积演化进行探讨。
首先,本文通过对纳水二叠系剖面的主要沉积作用类型的区分和比较,总结了碎屑流、颗粒流、浊流三种沉积作用的特征和发育位置,并比较台前斜坡与盆缘斜坡的异同。指出在台前斜坡以碎屑流和颗粒流沉积为主,沉积物具有量大、岩屑多(多为富含生屑的角砾)、灰泥少的特点;盆缘斜坡则以浊流沉积为主,沉积物具有相对量小、岩屑少(多为灰泥质角砾)、灰泥多的特点。台前斜坡沉积中的颗粒流沉积具有颗粒较完整,粒径大,生物分异性高,含量高,颗粒分选较差,垂向粒度变化慢的特点;盆缘斜坡沉积中的浊流沉积的特点则与之相反。台前斜坡主要以厚层块状角砾灰岩或颗粒流形成的厚层泥粒灰岩为特征;盆缘斜坡上部主要以厚层块状中-粗粒灰岩为主,部分层内可见多个浊流粒序层理叠加;盆缘斜坡下部则以薄层或中薄层细粒或泥晶灰岩、薄层硅质岩或硅化灰岩为主。
接着,通过对纳水剖面重力流发育情况的分析总结,指出早中二叠世扬子南缘碳酸盐斜坡的演化过程为:从早二叠世早期到晚期,由发育远源浊积岩的沉积型斜坡向发育浊流、颗粒流和同沉积变形的过路型斜坡演化;之后,从栖霞期到茅口期,由发育小规模浊流的沉积型斜坡向发育碎屑流沉积的跌积型斜坡演化。
然后,利用总结出的斜坡类型演化过程,结合扬子南缘的古地理格局和其他相带的沉积演化趋势,指出早中二叠世扬子台地南缘出现的沉积相模式包括碳酸盐缓坡模式,变陡的缓坡模式,碳酸盐台地(陆架)模式,其中碳酸盐台地(陆架)模式根据台地边缘发育生物碎屑滩或者生物礁来细分为两种模式。并总结出早二叠世的沉积相模式演化过程为由变陡的缓坡向发育生物碎屑滩的碳酸盐台地模式演化的过程,中二叠世的沉积相模式演化过程为缓坡→变陡的缓坡→发育生物碎屑滩的具有过路型斜坡的碳酸盐台地→发育生物礁的具有跌积型边缘的镶边碳酸盐台地。
另外,通过对扬子台地西缘的昆明清明垭口剖面以及大理双廊剖面的研究,结合前人的研究,指出中二叠世扬子台地西缘沉积相模式为碳酸盐台地,边缘以发育滩相沉积为主。