冀西北晚中生代尚义盆地演化及古地理、古生态环境

【作者】 柳永清； 旷红伟； 刘燕学； 彭楠； 许欢； 董超； 陈军； 刘海； 薛沛霖； 徐加林；

【机构】 中国地质科学院地质研究所； 中国地质大学地球科学与资源学院； 长江大学地球物理与石油资源学院； 长江大学地球科学学院；

【摘要】 冀西北尚义盆地位于兴蒙晚古生代造山区中南部边缘,地处阴山、燕山过渡部位,形成于早侏罗世到晚侏罗世-早白垩世初期。盆地边缘与周缘前寒武系变质深成岩呈断层或角度不整合接触或被沉积期后逆冲走滑(?)断层破坏。盆地内充填有陆相冲积沉积序列,包括早中侏罗世陆相含煤岩系和其中上部晚侏罗世-早白垩世初期的灰紫色冲积扇-河流-湖泊相的巨厚沉积序列;沉积物和岩相组合表明形成于干旱-炎热冲积——湖泊和可能的高地飓风古环境背景。盆地中南部沉积序列中发育水下喷溢相玄武安山岩及共生熔积岩,与上下围岩整合接触,具有明显的水下流动与快速冷凝岩石序列和成因构造,也代表着同沉积的成因特征。盆地充填序列、沉积岩相和组合,古流向和砾石、砂岩物源分析研究证实,不同时期(早侏罗世,晚侏罗世及早白垩世)盆地边缘到盆地中心的沉积相分别呈现由巨粗冲积扇到辫状河流相至浅水湖泊相的变化,早期盆地的西北部发育巨厚含煤岩系巨粗冲积扇碎屑沉积物,向盆地的南东则以辫状河相沉积物为主,粒度变粗,含煤岩系也逐渐尖灭。同时,晚侏罗世-早白垩世盆地沉积、沉降中心具有向南东迁移发育的规律,相应的物源供给和古水流样式也显现配套的特征,推测分别受西北部同沉积伸展-走滑断层(?)的控制所致。研究认为,J1晚期尚义盆地周边发生强烈隆升造山(?)作用,龙门组巨厚、巨粗变质深成岩质砾岩为盆地沉积相应;J1末期-J2晚期阴山、燕山过渡地带整体持续强烈隆升,导致被进一步深剥蚀,因此缺失中侏罗世沉积物和相应沉积建造。晚侏罗世-早白垩世时期,盆地受南西和北西伸展-走滑(?)边界断层控制,钙碱性火山岩的发育以及巨厚粗碎屑沉积发育,代表陆内裂谷环境产物。兴蒙古生代造山区南缘J3-K1时期盆地沉积地质特征和演化规律说明,J3伊始,阴山-燕山地区大地构造背景已演化为以伸展体制为主。野外地质调查发现,晚中生代尚义盆地侏罗-白垩系后城组上部还发育蜥脚类和兽脚类恐龙足迹。足迹中包括兽脚类足迹70余个,组成数个形迹;蜥脚类足迹15个,构成一列行迹,显示其可能属于游泳状的形迹。传统观点认为该时期古地理环境恶劣,古生态环境脆弱,陆生动植物群落匮乏,沉积物中罕见脊椎动物骨骼化石。然而华北北部土城子组/后城组中频繁出露大量以兽脚类为主,包括蜥脚类,鸟脚类以及鸟类等脊椎动物足迹,暗示晚侏罗世-早白垩世早期可能发育着以恐龙动物群为代表的庞大脊椎动物群,因此研究成果具有重要沉积古地理、古气候与古生态环境意义。更多还原