华东地质稿件信息
六盘山盆地东部炭山地区下白垩统砾岩层位归属及地层对比的新认识
李海峰（1） 卢宗盛（2） 郭合伟（1） 海连富（1）
（1）宁夏回族自治区矿产地质调查院 （2）中国地质大学（武汉）生物地质与环境地质国家重点实验室
摘 要：六盘山盆地早白垩世地层称为六盘山群，由下至上划分为三桥组、和尚铺组、李洼峡组、马东山组和乃家河组，其中三桥组由紫红色砾岩组成。位于六盘山盆地东部的固原炭山剖面是六盘山盆地白垩系重点研究剖面，该剖面下白垩统六盘山群下部含有一套厚度为28.0m的砾岩，以往一直归为三桥组，但本套砾岩的基质或填隙物为灰绿色，与三桥组的砾岩的基质或填隙物为紫红色明显不同，通过结合地震剖面地层解释和沉积演化规律研究，新确定了炭山下白垩统剖面的砾岩层位为李洼峡组边缘相，本剖面缺失六盘山群下部的三桥组、和尚铺组。
关键词：六盘山盆地；早白垩世；六盘山群；地层对比
前 言 六盘山盆地大地构造位置属于河西走廊北西向构造带和鄂尔多斯盆地近南北构造带的交接部位，地处中国东西两大构造区的过渡带，地球动力地质学背景复杂，经历过多期构造变革和多个单型盆地的复合叠加，其中早白垩世是六盘山盆地发育的主要时期，目前石油钻井揭示的早白垩世地层厚度为3550m，这套地层最早由安特生和袁复礼（1925）命名为“六盘山系”，1957年关士聪改称为“六盘山群”，1965区域地质测量进一步建立了5个组，由下至上为三桥组、和尚铺组、李洼峡组、马东山组和乃家河组，这5个组中除下部三桥组外，上部4个组都不同程度采集到动物和孢粉化石。三桥组建组的标准地点在陕西陇县三桥镇，系指六盘山群底部的紫红色块状砾岩，2004年在六盘山盆地海原凹陷石油勘探的海参1井资料（种俊丰，2006；林林，2006；蔡习尧，2010），显示三桥组在盆地中央相变为紫红色砂岩。六盘山盆地东部固原炭山（石砚子）剖面（图1）是六盘山盆地白垩系研究的重点剖面，该剖面下白垩统六盘山群下部有套厚为28.0m的灰绿色砾岩，以往一直归为三桥组，但这套砾岩的岩石学特征与三桥组差别较大，从石油地震剖面的地层解释和盆地沉积演化规律考虑，这套砾岩的层位应该归为李洼峡的边缘相。因此六盘山群底部砾岩的层位在盆地不同位置是不一致的。
1、 早白垩世地层序列
六盘山盆地南部下白垩统构造变形强烈，地层保存往往不够完整，盆地北部下白垩统构造变形相对变小，近年在盆地北部海原凹陷盆地中央相施工的海参1井（图1、图2）是目前揭露下白垩统最完整的钻孔，该孔化石资料丰富，是进行六盘山盆地划分对比的重点剖面，另外，盆地西缘火石寨地区下白垩统保存完整（图1），是盆地边缘相的重点剖面，现以两条剖面为重点将六盘山盆地下白垩统特征总结如下：
图1 地层研究剖面位置图
三桥组，厚为28—850m，以紫红色块状砾岩为特征，而在盆地中央相海参1井为紫红色砂岩和含砾砂岩（图2），目前未发现任何化石，三桥组砾岩由于盆地不同部位的物源区岩性不同，砾石成分和岩屑差别较大，但这套地层无论是砾岩或砂岩，其基质和填隙物都是紫红色为主要特点。
和尚铺组，厚为238—1044m，以紫红色砂岩夹泥岩为特征，在海参1井获得较丰富的轮藻和少量的介形类化石，其中介形类化石有Cypridea (Ulwellia) cf. chuankouensis（川口乌鲁威里女星介比较种）、Cypridea sp.（女星介未定种）、Ziziphocypris sp.（枣星介未定种）；轮藻化石以Peckisphaera paragranulifera（拟粒形培克球形轮藻）数量最为丰富，单块样品中化石数量超过500粒，其次还见到Minhechara sp.（民和轮藻未定种）、Aclistochara sp.（开口轮藻未定种）、Mesochara sp.（中生轮藻未定种）等。
李洼峡组（K1l），厚为45—853m，以暗色泥岩含量较高，地层色调杂色为特征，由暗色泥岩、含云质泥岩、灰紫色粉细砂组成，粒度自下而上由粗变细，细砂岩以钾长石含量较高（最高可达到25%），在海参1井获得丰富化石，包括介形类Damonella cf. mediocris（平凡达蒙介比较种），Cypridea (Yumenia) sp.（玉门女星介未定种），Candoniella sp.（小玻璃介未定种）；轮藻：Aclistochara cf. subquadrularia（近方形开口轮藻比较种）、Aclistochara caii（蔡氏开口轮藻）、Aclistochara huihuibaiensis（惠回堡开口轮藻）、Aclistochara bransoni（勃郎逊开口轮藻）、Aclistochara cf. stellerides（小星开口轮藻比较种）、Aclistochara(Caucasuella) sp.（高加索开口轮藻未定种）、Aclistochara sp.（开口轮藻未定种）、Mesochara cf. kapushaliangensis（卡普沙良中生轮藻比较种）、Mesochara sp.（中生轮藻未
图2 六盘山盆地下白垩统六盘山群典型地层序列图（海参1井）
定种）；孢粉化石以裸子植物花粉占绝对优势：以高含量的掌鳞衫科花粉Classopollis（克拉梭粉）为特征，出现早白垩世的特征分子Cicatricosisporites（无突肋纹孢）和早白垩世的常见分子Jiaoheopollis（真蛟河粉），同时，还见有被子植物花粉： Cupuliferoidaepollenites（壳斗粉）、Songipollis ellipticus（椭圆宋氏粉）、Tricopites（扁三沟粉）等。归为Classopollis—Cicatricosisporites—Granudiscus（粒面球藻）孢粉组合中
马东山组（K1m） 厚为150—1431m，以蓝灰、灰黄色钙质泥岩十分发育为特点，由蓝灰、灰绿、灰黄色中—薄层钙质泥岩、页岩、泥灰岩互层夹薄层粉细砂岩组成，在海参1井下部含褐红色粉细砂岩夹灰紫色泥岩及粉砂质泥岩。在盆地东部固原炭山（石砚子）剖面含介形类Cypridea tanshanensis（炭山女星女星介）,C. guyuanensis（固原女星女星介）,Mongolocypris liupanshansnsis（六盘山蒙古星介）,Liupanshania typical,孢粉Cicatricosisporites、Cyathidites。
乃家河组（K1n） 厚为94—912m，以含膏盐层为特点，由灰绿、灰黄色钙质泥岩夹紫红色泥岩、粉～细砂岩和膏盐层。在海参1井含轮藻化石：Raskyaechara sp.(拉斯基轮藻未定种)、Obtusochara sp.（钝头轮藻未定种）、Obtusochara subcylindrica (亚柱型钝头轮藻)等，此外还有少量介形虫碎片。
总体看来，六盘山盆地下白垩统自下而上沉积物粒度由粗变细，由纯碎屑岩过渡为泥质岩夹碳酸盐岩，顶部出现膏岩沉积，组成一个完整的沉积旋回；色调由砖红、紫红转为蓝灰、灰绿色，顶部复出现紫红色夹层，标志着沉积环境历经氧化—还原—氧化的演变历程；在岩相上，由冲积扇相演变为湖泊相以至咸化湖相。
2、 炭山剖面下白垩统划分对比问题
位于六盘山盆地东缘的固原炭山（石砚子）剖面是六盘山盆地白垩系研究的重点剖面，该剖面下白垩统六盘山群厚度较小，为450m，不整合于中侏罗统安定组之上，这套地层下部无紫红色沉积，总体可分为三大部分，下部为灰绿色砾岩、中部为蓝灰色泥岩，上部为灰绿色泥岩夹紫红色泥岩，中部和上部地层分别与盆地区域上马东山组和乃家河组对比关系较好，下部灰绿色砾岩的层位以往一直归为三桥组，使本剖面六盘山群出现两种划分方案（图3）。一是和尚铺组、李洼峡组缺失方案，即马东山组与三桥组直接接触，剖面缺失和尚铺组和李洼峡组；二是在和尚铺组、李洼峡组减薄方案，即马东山组和三桥组之间分出一套13.4m蓝灰色泥岩、页岩夹黄色细砂岩，作为和尚铺组-李洼峡组。上述两种划分方案与六盘山盆地区域地层对比存在较大矛盾。炭山下白垩统剖面为单斜岩层，构造简单，如果按照上述第一种划分方案缺失和尚铺组、李洼峡组，说明马东山组底部应有一个较大的区域构造运动面，因为和尚铺组、李洼峡组两组厚度一般在1000m以上，而在区域上下白垩统各组之间均为整合接触，不存在大的不整合面。第二种方案划分出13.4m厚的蓝灰色泥岩夹薄层砂岩归为和尚铺组-李洼峡组，其岩性和厚度与区域上的和尚铺组-李洼峡组差别很大，区域上和尚铺组皆为紫红色岩系，李洼峡组厚度相对稳定，一般大于500m，在炭山剖面划出属于李洼峡组的蓝灰色泥岩，又不属于盆地边缘相沉积，而两组地层累加厚度13.4m与区域地层对比矛盾较大。另外，齐骅（1980）在本剖面划分出两个介形虫化石组合，其下部Cypridea（Cypridea）-Rhinocypris组合，代表和尚铺组-李洼峡组介形类面貌，其上部Cypridea（Cypridea）-Lycopterocypris-Candona组合，代表马东山组下段介形类面貌。从剖面化石名单来看，化石以该剖面的地方性新种较多，该剖面代表和尚铺组-李洼峡组的介形类组合与海参1井紫红色岩系为主的和尚铺组-李洼峡组介形类有较大差
图3 炭山剖面下白垩统六盘山群不同划分方案比较
别，如作为炭山剖面中的主要化石Rhinocypris在海参1井未见，因此介形类化石组合难以说明13.4m岩层属于和尚铺组-李洼峡组。总之，炭山剖面中部和上部地层分别归为马东山组和乃家河组大家意见比较统一，而下白垩统下部的三个组在该剖面如何划分过去一直没有合适方案，解决这个问题的关键点应该是合理确定该剖面下部砾岩层的层位归属。
3、炭山剖面下白垩统下部砾岩层的层位归属与地层对比
炭山下白垩统剖面下部砾岩层厚为28.0m，砾岩的砾石成分主要为灰岩，砾石直径一般2cm-10cm，砾石分选差，磨圆差，由灰绿色粉砂、泥质粉砂支撑，由下至上砾石含量逐渐减少，灰绿色杂基含量比例加大，并发育有滑塌变形构造，反映具有水下泥石流沉积特点，上述砾岩特点与盆地三桥组砾岩完全不同，三桥组无论是盆地边部还是盆地中央相的砂岩，基质或填隙物都为紫红色，尽管盆地不同物源区砾石成分有差异，但紫红色岩系是三桥组的主要特征，同时，炭山砾岩也不能归为和尚铺组的边缘相，因为和尚铺组是紫红色砂、泥岩互层为特点，因此，将炭山剖面下白垩统砾岩归为李洼峡组边缘相更为合理。主要理由如下：
（1）该套砾岩为灰绿色与李洼峡组岩性总体色调相同，而与三桥组、和尚铺组为紫红色明显不同。
（2）六盘山早白垩世盆地经过三桥组、和尚铺组的初始充填后，到李洼峡组沉积时期为湖水加深、湖浸加大时期，此阶段在盆地边部发育湖浸期水下泥石流砾岩符合沉积规律。
（3）从石油勘探横穿六盘山盆地的地震剖面来看（图4），盆地东部清水河断层在早白垩
图4 六盘山盆地A—A*地震地质解释剖面 (剖面位置见图1，据汤济广，2009资料修改)
图5 火石寨—炭山（石砚子）下白垩统六盘山群地层对比图
世是重要的同沉积正断层，断层西部下降盘下白垩统厚度可逾5000m，炭山剖面位于该断层东侧（上升盘），下白垩统地层厚仅450m（），因此早白垩世六盘山盆地发育的早期阶段，该断层控制了沉积边界，即控制了三桥组、和尚铺组分布东部边界，致使炭山地区缺失三桥组、和尚铺组。李洼峡组沉积时期，六盘山盆地湖水加深、湖浸加大，使湖盆边界向东越过清水河断层，在炭山地区接受了李洼峡组的超覆沉积（图5）。
结语：
六盘山盆地东部炭山下白垩统剖面以往归为三桥组的砾岩，应归为李洼峡组的边缘相，该剖面李洼峡组直接不整合于中侏罗统安定组之上，缺失六盘山群下部三桥组、和尚铺组。三桥组、和尚铺组沉积时期，六盘山盆地东部清水河断层控制了盆地东部的沉积边界，位于清水河断层东侧上升盘的炭山地区为剥侵蚀区，未接受三桥组、和尚铺组沉积，随着后期盆地湖水加深、湖浸加大，下白垩统六盘山群中上部的李洼峡组、马东山组、乃家河组逐步向东超覆，覆盖于炭山地区中侏罗统安定组之上。
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The conqlomerates adscription and a new acquaintance of the Lower Cretaceous stratigraphic correlation in the Tanshan Region in the east of the Liupanshan Basin
Li Haifeng(1) Lu Zongsheng(2)* GuoHewei(1) HaiLianfu(1)
（1）Ningxia Geology Survey Institute，Yinchuan 750021，China；
（2）State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China，;
Abstract : The Early Cretaceous strata of Liupanshan Basin are known as Liupanshan Group, divided into the Sanqiao Formation which consists of red purple conqlomerates, Heshangpu Formation, Liwaxia Formation, Madongshan Formation and Naijiahe Formation from bottom to top. The Tanshan section in Guyuan located in the east of the basin is one of the most study sections in the Cretaceous Liupanshan Basin. There is a set of thick about 28m conqlomerate which were ascribed to Sanqiao Formation in the bottom of Liupanshan Group in this section. The celadon matrices or interstitial materials of the conqlomerates, however, are obviously different from the red purple ones from Sanqiao Formation. Therefore, the conqlomerates in the Lower Cretaceous Tanshan section are newly belonged to the margin facies of Liwaxia Formation by combining the interpretation to seism sections and the research of the sedimentary evolution pattern. There are no sedimentaries of Sanqiao and Heshangpu Formations in this section.
Key words : Liupanshan Basin; Early Cretaceous; Liupanshan Group; stratigraphic correlation
