越南吉婆島石炭紀維憲期展礁地層沉積相分析

Nguyen Thi Mai Huong

摘 要 越南吉婆島地區發育有石炭紀維憲期全球罕見的生動物格架礁，珊瑚礁的主體部分由群體四射珊瑚Donophyllum sp.和Thysanophyllum sp.等建造而成，造架珊瑚一般以叢狀和角柱狀兩種生長形式。礁體連續生長，未形成明顯的間斷和旋回特征，礁體分布上卻存在一定的演化趨勢；而在珊瑚層內卻無發育演化特征可，識別出3個連續的生物階段，即叢狀Donophyllum sp.發育階段，角柱狀的Donophyllum sp.發育階段以及角柱狀的Thysanophyllum sp.發育階段，對礁剖面巖石的微相特征研究，劃分出了生物碎屑泥粒灰巖、珊瑚格架障積巖、生物碎屑顆粒灰巖等可識別出3種沉積相類型。礁體在發育過程中經歷了由開闊臺地相、珊瑚礁相和淺灘相。

關鍵詞 吉婆島 廣西 石炭紀 生物礁 對比

中圖分類號：P534.45 文獻標識碼：A

0引言

受生物絕滅事件和全球氣候環境變化的影響，石炭紀被認為是生物礁演化歷史進程中的逐漸恢復階段，尤其是早石炭世的生物礁缺少明顯的抗浪礁體結構，并以Waulsortian灰泥丘的發育為特征。在維憲期的生物礁中，盡管微生物群落占據重要的角色，但四射珊瑚也扮演了一些造架者的角色并建造一些典型的后生動物格架礁。維憲期發育的很多生物礁都具有由四射珊瑚所建造的堅硬格架，發育在英國、愛爾蘭、比利時、法國、西班牙、烏克蘭、阿爾及利亞、摩洛哥、澳大利亞、日本、中國、哈薩克斯坦、俄羅斯以及土耳其。目前為止，人們對維憲期的珊瑚礁仍缺乏全面的認識。筆者在前人的研究基礎之上，在越南東北部的吉婆島南部地區首次發現早石炭世維憲期的珊瑚礁。本文以越南吉婆島的維憲期生物礁為研究對象，通過對礁相灰巖描述分析，從而認識越南北部建造方式和沉積特征。此外，通過與中國廣西浪平維憲期的珊瑚礁的對比和總結，用以揭示“南盤江海”石炭紀維憲期珊瑚礁的發育特征，從而進一步全面認識維憲期的后生動物格架礁的發育真實面貌。

1礁體概況

1.1地質背景

吉婆島屬于越南海防直轄市的吉海縣，位于下龍灣的西部，是下龍灣內部最大的島嶼。研究區位于吉婆島南部，屬于北部盆地東北部的廣寧亞盆地沉積類型，其內泥盆紀-二疊紀地層連續沉積，其中石炭紀地層發育有寒路組和北山組。寒路組屬于臺地邊緣相沉積或斜坡相沉積，主要包括厚層狀灰巖，燧石薄層，硅質灰巖以及硅質頁巖。寒路組時代相當于泥盆紀法門期到石炭紀杜內期。北山組，屬于長期穩定的構造環境下的臺內相沉積，主要為灰色或淺灰色的、厚層狀或塊狀的灰巖，其內還有大量的生物碎屑，如有孔蟲、珊瑚、腕足等等。根據有孔蟲將時代歸為早石炭世的維憲期到中二疊世的卡匹敦期。寒路組和北山組呈不整合接觸關系。本次所研究的珊瑚礁出露于吉婆島南部Khe 村通往吉婆鎮公路旁，距離Khe 村約500m。

礁體產出時代為早石炭世維憲期，地層層位屬于下石炭統北山組。沉積分為廣寧區，以遠岸碳酸鹽臺地沉積為主，陸源碎屑物質深灰巖-灰巖、白云巖。

吉婆島珊瑚礁位于北緯20？5′14.1″、東經107？1′50.4″，礁體格架近東南-西北向展布，出露高約6米，側向延伸約12米，造礁生物主要為群體四射珊瑚Donophyllum sp.和Thysanophyllum sp.。Donophyllum sp.呈叢狀和角柱狀兩種生長形式，排列致密形成了堅固的抗浪屏障，是礁核的重要組成部分。Thysanophyllum sp.以群體角柱狀生長形式建造了礁體的上部格架。Caninia sp.零散生長于礁體內部、基底以及蓋層中。附礁生物生物相對比較單調，有海百合、腕足、藻類、有孔蟲、腹足、介殼類以及一些單體珊瑚等。在礁體的蓋層中，距礁體約10m，以Donophyllum sp.，Syringopora sp.、Caninia sp.，Caninophyllum sp.為主要格架的珊瑚層，厚約10m。

2礁相剖面沉積特征

越南北部吉婆島石炭紀維憲期的礁相剖面為一套巨厚層深灰色質純碳酸鹽巖沉積。盡管礁相灰巖巖石學分類具有強烈的非均一性，吉婆島維憲期的礁相灰巖卻相對比較單一。本文以Dunham和Cuffey的碳酸鹽巖微相分類方案為基礎，根據生物碎屑在礁相剖面沉積過程中的變化，將吉婆島維憲期礁相剖面由下至上劃分為泥粒灰巖、顆粒灰巖和珊瑚格架障積巖三種類型。

MF1：生物碎屑泥粒灰巖

本微相主要出現在珊瑚礁的基底和珊瑚層的蓋層之中。生物碎屑以海百合和有孔蟲為主，還可見一些藻類碎片和似球粒等。生物碎屑多數為灰泥結殼或泥晶化。顆粒之間泥質支撐或亮晶膠結。該微相表現出了沉積在細粒基質中的被磨蝕的和被包殼的生屑，無外海相通且無陸源碎屑注入，海水的循環程度中等至良好，但總體上水動力條件較弱，處于浪基面附近或以下。因此，通常出現在具有開闊性水循環的開闊臺地環境（FZ7）。

MF2：珊瑚格架障積巖。

本微相主要出現在珊瑚礁和珊瑚層內。由致密叢狀或塊狀原地生長的群體四射珊瑚格架障積生物碎屑而成。礁體內珊瑚格架通常排列致密，珊瑚個體之間可見少量的生物碎屑，致使礁體具有更堅硬骨架用以抵抗風浪。而珊瑚層內珊瑚格架一般零散分布，發育規模小。該微相主要出現于礁相環境。

MF3：生物碎屑顆粒灰巖

本微相主要出現在珊瑚礁的蓋層和珊瑚層的基底之中。由棘屑和有孔蟲占主導地位的生屑顆粒，存在少量的似球粒和藻碎片，其他生物碎屑少見。其中多數有孔蟲顯示出了泥晶套活完全被泥晶化。生物碎屑粒度細，分選較好，顆粒之間亮晶膠結。本微相類似于標準微相SMF11，代表受固定波浪作用的浪基面之上的沉積環境，通常出現于臺地邊緣的淺灘環境。

綜合上述礁相剖面灰巖的微相分析，越南吉婆島石炭紀維憲期礁相剖面的沉積環境為開闊臺地環境，可識別出3種沉積相類型，即開闊臺地相、珊瑚礁相和淺灘相。

綜上所述，越南吉婆島石炭紀維憲期礁相剖面的相序較清楚地表現出海平面持續變化過程和相對應的沉積環境變化旋回。在珊瑚礁基底的開闊臺地相開始，向上至珊瑚礁為珊瑚礁相，到礁體蓋層發展為淺灘相，隨后在珊瑚層處再次進入珊瑚礁相，最后再次出現開闊臺地相。該相序展示了越南吉婆島石炭紀維憲期礁相剖面在發育過程中經歷了一次海平面的下降-上升的演化過程。

3礁體發育特征

為方便野外統計以及與同時期的對比研究，本次研究生物只鑒定到屬級。吉婆島石炭紀維憲期珊瑚礁內物種多樣性相對較低，主要造礁生物僅僅為叢狀和角柱狀的Donophyllum sp.以及角柱狀的Thysanophyllum sp.；而珊瑚層內造架珊瑚的物種多樣性相對較高，不僅包括造礁珊瑚叢狀和角柱狀的Donophyllum sp.，還有床板珊瑚Syringopora sp.以及單體珊瑚Caninia sp.和Caninophyllum sp.。從野外礁體發育的宏觀演化來看，珊瑚礁是連續生長，未形成明顯的間斷和旋回特征，但從造礁珊瑚的發育分布上卻存在一定的演化趨勢；而在珊瑚層內卻無發育演化特征，各種造架珊瑚零散分布生長，側向無明顯邊界，因而將前者歸為珊瑚礁后者歸為珊瑚層。

4對比探討

越南吉婆島石炭紀維憲期的珊瑚礁產于北部盆地的臺地，中國廣西浪平的石炭紀維憲期珊瑚礁產于南盤江盆地內的臺地，它們均屬于吳浩若定義的“南盤江海”，位于古特提斯東端，向東與泛大洋相連通的區域。鑒于此，本文將吉婆島維憲期珊瑚礁與中國廣西浪平維憲期的珊瑚礁進行對比，用以揭示“南盤江海”石炭紀維憲期珊瑚礁的發育特征。

越南吉婆島、中國廣西浪平地區的生物礁雖然不同的盆地，礁體規模，造礁生物群落，礁體剖面沉積相等但是時代，造礁環境，海平面等同樣的。越南吉婆島石炭紀維憲期的珊瑚礁產于北部盆地的臺地而中國廣西浪平的石炭紀維憲期珊瑚礁產南盤江盆地內的臺地。礁體整體面貌差異巨大如越南吉婆島礁體出露高約6米，長約12米，中國廣西浪平礁體出露高約50米，側向延展約260米。造礁方式同樣的但越南吉婆島珊瑚礁內造礁作用方式較單調只有造架生物、覆蓋生物而中國廣西浪平下垌珊瑚礁內的造礁生物較豐富包括：造架生物、覆蓋生物、造架-障積生物和粘結生物。兩地造架生物主要珊瑚，越南吉婆島造架珊瑚比較單調只有一、二種：Donophyllum，Thysanophyllum建造的而且中國廣西浪平下垌造架珊瑚比較豐富包括： Diphyphyllum，Siphonodendron，Lithostrotion和Syringopora是礁體的主要建造者。越南吉婆島與中國廣西浪平不同地區但是同樣的覆蓋生物，覆蓋生物主要珊瑚Syringopora獨特的生長形式覆蓋沉積物。通過野外巖相認識、生物化石標本認別和室內沉積微相分析，越南吉婆島地區和中國廣西浪平地區的物理環境是比較理想的（指的是溫度、水質、陽光、食物、含氧量等方面）。底棲生物豐富的、廣泛分布在研究內，研究區環境條件適宜的最有力證據。但是兩地的環境條件肯定不是完全相同的，這些不同主要是由原因造成的。總結出來越南吉婆地區種類單調，沉積環境簡單，產生了差別巨小、形態的微相類型也少，各種底棲生物的生存提供少樣的選擇，研究區內的生物少樣性相應會較低而且中國廣西浪平地區種類豐富，環境復查，礁體規模較大，生態微相類型種類較多等。越南吉婆島和中國廣西浪平兩地礁體雖然都發育于碳酸鹽臺地，但是由于處于大型臺地的不同位置，其沉積環境明顯不同所形成的礁體和造礁生物等各方面特征差異顯著。

5結論

越南吉婆島石炭紀維憲期珊瑚礁相剖面發育特征研究是非常典型的，與中國廣西浪平維憲期范圍內發育的珊瑚礁形成明顯的對比和總結。通過野外工作和室內研究，對越南吉婆島石炭紀維憲期珊瑚礁的造礁生物及其生態特征、群落面貌以及礁體發育的生長過程進行了詳細分析和探討，得出以下幾點認識：

（1）越南婆島石炭紀維憲期珊瑚礁中的造礁生物群落內物種較低，造架生物單調。這種現象表明，石炭紀維憲期造礁群落由于晚泥盆紀的生物滅絕事件影響仍處于一個逐步恢復的過程。

（2）根據造礁生物的種類和組合，在吉婆島石炭紀維憲期珊瑚礁的發育經歷了3個連續的發展階段。

（3）越南吉婆島石炭紀維憲期珊瑚礁在發育過程中經歷了由開闊臺地相、珊瑚礁相和淺灘相，海平面下降，水體變淺，水體能量增強的過程。

（4）越南吉婆島石炭紀維憲期的珊瑚礁與中國廣西浪平的石炭紀維憲期珊瑚礁對比探討發現兩地的石炭紀維憲期生物礁的對比研究提供了可能，必將有助于世界石炭紀維憲期生物礁研究的深入開展。

參考文獻

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