三山子白云岩成因分析.pdf

山西三山子白云岩成因分析山西三山子白云岩成因分析 徐朝雷徐朝雷 山西区调队山西区调队 三山子组白云岩从九十年代引入山西， 当时被张守信等认为是下 古生界的穿时地层单位，与山西的霍山砂岩并列。被正式作岩石地层 的填图单位而广泛用到此后的 15 万、125 万填图中去。 1、山西三山子组分布特点、山西三山子组分布特点 山西的三山子组白云岩穿时特点。它在山西从南到北都有分布， 最南在中条山一带，被白云岩化的地层是张夏组上部。向北到陵川一 带白云岩化最低层位上升到寒武系上统崮山组一带，到昔阳、平定白 云岩化升到长山组，到盂县（平山）白云岩化升到凤山组，到了五台 上升到奥陶系下统冶里组，到浑源上升到亮甲山组。 这一分布特点， 反映三山子组由南到北白云岩位层位由低到高的 变化规律。 上述认识，地层层位是由三叶虫化石确定的，因之较可靠的。 2、白云岩化形成原因、白云岩化形成原因 灰岩经过高浓度卤水的交代，才能变成白云岩。过去无人探讨山 西三山子组形成原因，更未涉及卤水来源。结合奥陶系地层特点，这 一模糊的成因是到了可以清晰明朗化时间了。 奥陶系中统分三个组，每一个组都由下部泥灰岩夹石膏层构成。 而泥灰岩属风化岩石的野外命名， 岩石学上应是薄层白云岩夹薄片状 泥质灰岩构成，从其含石膏这一特点看应属于高盐度泻湖环境的产 物。 白云化作用就在奥陶系下统顶部沉积间断面上， 半封闭高浓度卤 水下渗中，起化学反应灰岩中钙离子被镁离子所交代，才形成交代白 云岩。 如果当时沉积地层是水平的，古风化面亦近于水平的，那么白云 岩化前锋面亦是水平的，也就是白云岩化最低层位应该是相同的。 而今白云岩化却显示由南向北层位攀升的规律则， 能说明奥陶系 中统的沉积是由南向北推进的。马家沟组下段从晋南沉积开始，那里 卤水作为地下水首先强烈下渗，前锋到达的部位下渗得最快， （如果 寒武系沉积地层是等厚的） 。海侵逐渐向北推进，由南向北地下卤水 梯次渗入，到最后下马家沟上段时，泻湖开放，盐水浓度恢复正常， 于是地下卤水的白云岩化反应中止。 这一过程能很好地解释三山子白云岩自南向北穿时的规律。 这一进程的实质， 是马家沟组下段卤水在山西范围内停留时间由 长变短的过程。与之相应的应该是下马家沟组下段地层的厚度，石膏 层的厚度由南向北逐渐变薄的系统变化。 查阅山西奥陶系断代总结， 下马家沟组地层厚度这一变化趋势不 明显。但沿汾河两岸开采的石膏层，都反映较清楚下马家沟组的石 膏层，从太原西山开始到工业可采厚度，愈向南愈厚，到襄汾一带最 厚。 奥陶系中统下马家沟组下段，一是强烈白云岩化的地层，二是石 膏层的底僻作用，使泥灰岩段上下地层角砾岩化（白云岩化体积膨 胀） ，使实测剖面难以测得真厚度。它也掩盖了理应南厚北薄的下马 家沟组下段变化规律。 3、奥陶系中统是否存在白云岩化、奥陶系中统是否存在白云岩化 山西的奥陶系断代总结，把上马家沟组地层分布终止于朔州 怀仁一线，认为其北再无上马家沟组地层分布。 近两年为寻找朔州大同地区冶金白云岩我曾在该区作野外 考察，发现该区普遍有上马家沟组地层，有的甚至有峰峰组地层。由 于下马家沟组灰岩局部被白云岩化，120 万填图和 15 万填图误 认为它们是奥陶系下统，而弄错了层位。 若我们以亮甲山组出现燧石结核及团块为标志，则在其上路线 中， 可遇到 2－3 层大层泥灰岩 （以厚度大于 15－30 米泥灰岩作标志） 它们应该是上下马家沟组甚至峰峰组泥灰岩段的标志。 由此证明， 奥陶系中统 3 层泥灰岩， 对下伏地层都有白云化作用痕迹。 由此反映，冶金白云岩最高层位可达马家沟组之中。 （转载请注明出处）