巖相特征對(duì)海平面升降的響應(yīng)

樊愛(ài)萍　李誠(chéng)　楊仁超　韓作振　吳祥生

關(guān)鍵詞 海平面升降；碳酸鹽巖；巖相；寒武系；饅頭組；張夏組；沉積環(huán)境

第一作者簡(jiǎn)介 樊愛(ài)萍，女，1978年出生，教授，儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、油氣地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)，E-mail： xiaofan781026@sina.com通信作者 楊仁超，男，教授，E-mail： yang100808@126.com

中圖分類(lèi)號(hào) P581 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

海平面升降不僅控制了海陸分布、古地理格局，而且控制了水體深度、水動(dòng)力條件、陸源沉積物供給、古生物繁衍、碳酸鹽巖沉積類(lèi)型、沉積速率等[1?3]，進(jìn)而控制了沉積環(huán)境和沉積相的變化[4?5]。研究表明，寒武紀(jì)整體處于全球海平面及溫度的上升時(shí)期，全球板塊陸表海環(huán)境廣泛發(fā)育[6]，而在地貌起伏低緩的陸表海環(huán)境中，海平面的小幅變化往往會(huì)引起更大范圍的沉積相帶遷移[7]。在華北早古生代陸表海淺水環(huán)境中，更易于發(fā)育大量高能風(fēng)暴沉積[8?9]。因此，加強(qiáng)海平面升降研究，對(duì)于深入理解巖相變化、預(yù)測(cè)沉積相帶遷移和演化序列具有重要的科學(xué)意義。

山東蒼山地區(qū)寒武系張夏組和饅頭組出露連續(xù)，巖石類(lèi)型多樣，主要發(fā)育碳酸鹽巖、砂巖與頁(yè)巖，垂向上變化頻繁，是研究寒武紀(jì)海平面升降與巖相變化關(guān)系的理想場(chǎng)所，而前人針對(duì)該區(qū)域的研究鮮有報(bào)道。因此，本文在詳細(xì)野外剖面觀測(cè)、顯微鏡下觀察和綜合分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其巖相、沉積環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)分析，探討了海平面變化與巖相變化的關(guān)系，并重點(diǎn)對(duì)微生物碳酸鹽巖進(jìn)行分析，以期為寒武紀(jì)古地理、古環(huán)境和古氣候研究提供參考。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于山東省西南部，區(qū)域構(gòu)造隸屬于華北克拉通（華北板塊）魯西地塊東南部（圖1）。魯西地塊西北側(cè)以聊蘭斷裂、齊廣斷裂為界，至廣饒縣南側(cè)向南經(jīng)青州市向東，經(jīng)昌樂(lè)、濰坊北至昌邑南，安丘—莒縣斷裂相接；東南側(cè)以安丘—莒縣斷裂為界。魯西地塊寒武紀(jì)地層分布廣泛，出露良好；其基底為前寒武紀(jì)泰山巖群。早古生代接受沉積，形成了寒武紀(jì)陸源碎屑巖和碳酸鹽巖沉積建造[10]。研究區(qū)寒武系饅頭組、張夏組出露完整（圖2）。饅頭組在本區(qū)自下而上分別發(fā)育石店段、下頁(yè)巖段和洪河段。石店段主要發(fā)育灰白色生屑灰?guī)r及灰色微晶灰?guī)r，發(fā)育生物丘構(gòu)造及小型波狀交錯(cuò)層理；下頁(yè)巖段主要發(fā)育綠色粉砂質(zhì)泥巖，生物擾動(dòng)現(xiàn)象明顯，可見(jiàn)透鏡體構(gòu)造，發(fā)育水平層理及波痕構(gòu)造；洪河段發(fā)育棕黃色細(xì)砂巖，含大量白云母，具交錯(cuò)層理構(gòu)造，頂部可見(jiàn)磨圓度較好的礫石。張夏組自下而上發(fā)育下灰?guī)r段、盤(pán)車(chē)溝頁(yè)巖段和上灰?guī)r段。下灰?guī)r段以底部厚層灰色鮞粒灰?guī)r與下伏地層區(qū)分開(kāi)來(lái)；中部盤(pán)車(chē)溝頁(yè)巖段發(fā)育黃綠色—深灰綠色泥頁(yè)巖，夾中薄層泥晶灰?guī)r，上部夾層較多，化石豐富；頂部上灰?guī)r段發(fā)育厚層鮞粒灰?guī)r、泥晶灰?guī)r及微生物灰?guī)r（圖2）。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)特征分析

碳酸鹽巖的顆粒類(lèi)型及特征是劃分微相類(lèi)型、分析沉積環(huán)境的重要依據(jù)[11?12]。根據(jù)巖石的顆粒類(lèi)型、填隙物類(lèi)型、化石特征及結(jié)構(gòu)特征，認(rèn)為蒼山地區(qū)主要發(fā)育以下幾種巖石類(lèi)型。

2.1.1 鮞粒灰?guī)r

主要出露在張夏組，顏色以灰白色—深灰色為主，多呈厚層狀（圖3a，b）。按其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)分為亮晶鮞粒灰?guī)r和泥晶鮞粒灰?guī)r。

其中亮晶鮞粒灰?guī)r（圖3c，d），在張夏組下灰?guī)r段較發(fā)育，亮晶膠結(jié)物約占40%；鮞粒約占60%，橢圓—圓形，粒徑為0.2～0.5 mm，分選較好，鮞粒核心多為生屑，紋層呈同心層狀。有些鮞粒后期發(fā)生重結(jié)晶作用，紋層被破壞，形成單晶鮞、多晶鮞（圖3c）；有些鮞粒白云石化作用較強(qiáng)，并發(fā)育壓溶作用，可見(jiàn)不透明鐵礦物析出。亮晶鮞粒灰?guī)r是高能環(huán)境的產(chǎn)物[13]，屬于臺(tái)地邊緣的淺灘沉積。

泥晶鮞粒灰?guī)r（圖3e，f），出露在張夏組上灰?guī)r段，鮞粒約為60%，藻粒為15%，泥晶膠結(jié)為20%，亮晶膠結(jié)物為5%，其中鮞粒大小約為0.2 mm，呈放射狀，重結(jié)晶作用明顯，并發(fā)育壓溶和白云石化作用；藻粒個(gè)體較小，呈黑色球狀或長(zhǎng)棒狀。放射狀鮞粒多形成于靜水低能環(huán)境[11?12]。

2.1.2 生屑灰?guī)r

生屑灰?guī)r在整個(gè)中寒武統(tǒng)均較發(fā)育，其中生屑以雙殼類(lèi)為主（圖4a，b），其他生屑（如腕足、三葉蟲(chóng)）次之。饅頭組石店段的生屑灰?guī)r（圖4c，d）可見(jiàn)陸源碎屑，發(fā)育羽狀交錯(cuò)層理，生屑破碎，判斷水體動(dòng)蕩，位于潮汐通道處[12]。張夏組上灰?guī)r段，生屑也有破碎的特點(diǎn)，種類(lèi)有雙殼類(lèi)、腕足類(lèi)、棘皮類(lèi)和三葉蟲(chóng)等（圖4e～i），形成于能量相對(duì)較高的沉積環(huán)境[14]。

2.1.3 泥頁(yè)巖

泥頁(yè)巖主要在饅頭組下頁(yè)巖段及張夏組盤(pán)車(chē)溝段發(fā)育。其中饅頭組下頁(yè)巖段以粉砂質(zhì)頁(yè)巖為主（圖5a～e），顏色以灰綠色、淺紫色為主，透鏡體、波痕、生物擾動(dòng)等構(gòu)造發(fā)育，也形成于相對(duì)低能、水體較淺環(huán)境。

張夏組盤(pán)車(chē)溝段頁(yè)巖（圖5f）以灰綠、黃綠色為主，可見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核，水平層理發(fā)育，形成于相對(duì)穩(wěn)定的靜水或半封閉環(huán)境。

2.1.4 灰質(zhì)砂巖

饅頭組發(fā)育的灰質(zhì)砂巖中方解石礦物含量為15%，陸源沉積物含量為85%。陸源沉積物中碎屑顆粒平均含量為50%，雜基平均含量為35%。碎屑顆粒中石英含量高達(dá)95%，白云母含量約為5%，碎屑顆粒粒徑為0.02～0.1 mm，分選、磨圓均較差，呈次棱角狀，基底式膠結(jié)。

2.1.5 微生物灰?guī)r

研究區(qū)微生物巖有三類(lèi)，包括凝塊石灰?guī)r、樹(shù)形石灰?guī)r和附枝菌灰?guī)r（圖6）。其中凝塊石灰?guī)r由微生物黏結(jié)顆粒和自身鈣化形成，研究區(qū)內(nèi)饅頭組下部發(fā)育大型生物丘狀凝塊石，高2～4 m，寬1～1.5 m，中間填充紫紅色頁(yè)巖和鈣質(zhì)砂巖（圖6a）；張夏組也發(fā)育大型丘狀凝塊石，高0.7～4 m，寬0.6～2 m，丘間充填鮞粒、生屑灰?guī)r（圖6b）。樹(shù)形石具有樹(shù)枝狀構(gòu)造，宏觀上往往呈丘狀體和柱狀體。研究區(qū)樹(shù)形石宏觀上呈柱狀體特征，縱向上呈分叉樹(shù)枝狀，微生物部分構(gòu)成樹(shù)枝，樹(shù)枝之間被生屑充填，樹(shù)枝高約0.3 m，寬0.05～0.2 m，橫剖面上呈現(xiàn)凝塊狀（圖6c）。附枝菌格架巖不具備典型的紋理構(gòu)造、凝塊構(gòu)造、樹(shù)枝構(gòu)造或隱晶構(gòu)造，往往由Epiphyton 菌構(gòu)成生長(zhǎng)骨架而成巖（圖6d）。

2.2 巖相類(lèi)型分析

2.2.1 鮞粒灰?guī)r相

根據(jù)不同的鮞粒類(lèi)型，研究區(qū)可劃分出以下幾種不同類(lèi)型巖相類(lèi)型。

（1） 亮晶鮞粒灰?guī)r相。為高能環(huán)境產(chǎn)物，多呈亮晶鮞粒結(jié)構(gòu)，鮞粒約占60%，粒徑為0.2～0.5 mm，分選較好，核心多為生屑，呈橢圓形—圓形，多見(jiàn)單晶鮞、多晶鮞和負(fù)鮞，白云石化作用較強(qiáng)，同時(shí)可見(jiàn)不透明鐵礦物析出。亮晶膠結(jié)物約含40%，呈嵌晶狀分布（圖3c）。壓溶作用發(fā)育，縫合線上可見(jiàn)鮞粒溶蝕，鐵泥質(zhì)析出（圖3d）。

（2） 含砂亮晶鮞粒灰?guī)r相。亮晶鮞粒結(jié)構(gòu)，粒徑為0.2～0.3 mm，多呈圓球狀（圖7a），鮞粒核心多為石英，含量約為65%，約有40%的鮞粒發(fā)生白云石化和重結(jié)晶作用，少數(shù)鮞粒可見(jiàn)同心紋層。石英含量約為5%，除了在鮞粒核心分布以外，鮞粒之間多為亮晶方解石膠結(jié)，亦可見(jiàn)少量石英顆粒，長(zhǎng)石偶見(jiàn)。指示高能的動(dòng)蕩水體環(huán)境，一般多為潮間帶沉積產(chǎn)物。

（3） 殘余結(jié)構(gòu)的鮞粒灰?guī)r相。鮞粒礫屑結(jié)構(gòu)，礫屑約為35%，粒徑為2～50 mm，形態(tài)各異，雜亂排列（圖7b）；鮞粒約含25%，鮞粒內(nèi)部重結(jié)晶及破碎強(qiáng)烈。填隙物約占40%，主要為亮晶方解石，呈刀刃狀或粒狀，指示高能動(dòng)蕩的水體環(huán)境。

（4） 含藻亮晶鮞粒灰?guī)r相。多發(fā)育在臺(tái)地邊緣的淺灘沉積環(huán)境，呈亮晶膠結(jié)藻團(tuán)塊鮞狀結(jié)構(gòu)，鮞粒約含50%，粒徑為0.2～1 mm，核心以藻屑及泥晶為主，鮞的形成與藻類(lèi)關(guān)系密切，不僅核心多為藻屑，紋層中亦可見(jiàn)較多藻粒多為同心鮞、復(fù)鮞（圖7c）。藻團(tuán)塊含量約為10%，直徑為2～4 mm，多呈橢圓狀，長(zhǎng)柱狀，或不規(guī)則團(tuán)塊狀（圖7d），含少量棘皮類(lèi)，黑色，呈不規(guī)則狀，可見(jiàn)藻穿孔現(xiàn)象。亮晶膠結(jié)物約含35%，多呈櫛殼狀或馬牙狀。

（5） 泥晶鮞粒灰?guī)r相。泥晶含藻鮞粒結(jié)構(gòu)，鮞粒含量約為60%，呈放射狀，粒徑約為0.2 mm，鮞粒重結(jié)晶作用明顯，且核心可見(jiàn)白云石化。藻粒含量約為15%，呈黑色球狀或長(zhǎng)棒狀，填隙物約占25%，泥晶含量為20%，亮晶膠結(jié)物含量約為5%（圖3e）。壓實(shí)作用強(qiáng)烈，鮞粒有破碎，壓溶作用和白云石化作用均發(fā)育（圖3f）。此類(lèi)巖石多形成于靜水或低能環(huán)境。

2.2.2 亮晶生屑灰?guī)r相

該巖相類(lèi)型多形成于高能水體環(huán)境，饅頭組亮晶生屑灰?guī)r多發(fā)育羽狀交錯(cuò)層理，主要為潮汐通道產(chǎn)物。張夏組生屑和鮞粒常伴生，生屑破碎嚴(yán)重，劃分為生屑淺灘相。

2.2.3 泥灰（灰泥）巖相

該巖相類(lèi)型多形成于靜水或低能水體環(huán)境，一般對(duì)應(yīng)于開(kāi)闊臺(tái)地灘間海沉積。按泥質(zhì)含量及生屑的種類(lèi)含量等，分為以下幾種不同的巖相類(lèi)型。

（1） 完整生屑粒泥灰?guī)r相。生屑種類(lèi)較多，均具有完整外形，有雙殼類(lèi)、腕足類(lèi)、棘皮類(lèi)和三葉蟲(chóng)（圖7e，f）。其中，泥晶顏色較深且富含隱藻，含量約占60%，亮晶膠結(jié)物往往占10%，主要發(fā)育在三葉蟲(chóng)內(nèi)側(cè)；另外也有部分充填雙殼類(lèi)。生屑無(wú)包殼和鉆孔現(xiàn)象。

（2） 灰泥石灰?guī)r相。基本上不含生屑，全為灰泥基質(zhì)，部分發(fā)生重結(jié)晶和白云石化。偶見(jiàn)生屑，多為海綿骨針，零散分布在泥晶基質(zhì)之中，無(wú)分選、磨圓現(xiàn)象，另有一部分發(fā)生重結(jié)晶，呈粉晶粒狀（圖7e）。還可見(jiàn)少量藻類(lèi)，零星分布在泥晶灰?guī)r基質(zhì)中（圖7f）。

2.2.4 灰質(zhì)砂巖相

灰質(zhì)砂巖多形成于海陸交互環(huán)境，一般對(duì)應(yīng)于潮上帶砂坪沉積（圖7g）。

2.2.5 微生物灰?guī)r相

（1） 葛萬(wàn)菌格架灰?guī)r相。此種巖相野外露頭表明為中型生物丘構(gòu)造（圖6a），丘與丘之間捕獲有沉積物。丘體之間的填隙物有兩種，代表著不同的沉積環(huán)境。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，饅頭組丘體主要為葛萬(wàn)菌呈團(tuán)塊狀（圖7h），填充物為阻擋的泥質(zhì)礦物。張夏組則表現(xiàn)為葛萬(wàn)菌捕獲泥晶方解石顆粒和少量生屑，丘體之間填充物為生屑和鮞粒，其中生屑種類(lèi)有雙殼、腕足、軟舌螺和三葉蟲(chóng)，生屑破碎嚴(yán)重，分選差，磨圓較好，指示較強(qiáng)的水動(dòng)力條件。

（2） 樹(shù)形石灰?guī)r相。此種巖相野外露頭呈現(xiàn)樹(shù)枝狀特點(diǎn)，枝狀體之間充填生屑，生屑數(shù)量多，破碎嚴(yán)重呈半定向排列，主要形成于潮下低能帶（圖6c）[15]。

（3） 附枝菌灰?guī)r相。顯微鏡下此類(lèi)巖相表現(xiàn)出和野外完全不同的特點(diǎn)，附枝菌含量介于30%～50%，呈樹(shù)枝狀、叢狀、獨(dú)立長(zhǎng)棒狀或橢圓狀，分布于微晶—亮晶方解石膠結(jié)物中，多呈單一方向排列，顯示其向上生長(zhǎng)的狀態(tài)，偶見(jiàn)生屑（圖7i），多形成于能量相對(duì)較高的環(huán)境[16]。

3 沉積環(huán)境分析

3.1 饅頭組微生物巖的環(huán)境指示意義

由于控制微生物丘中各類(lèi)微生物巖發(fā)育的因素較多[17?25]，故難以判斷不同微生物巖類(lèi)型發(fā)生變化時(shí)對(duì)應(yīng)的水體能量的臨界值，但水體能量變化是影響它們形成的決定因素[26]。饅頭組底部發(fā)育微生物丘，丘體內(nèi)為凝塊石灰?guī)r，說(shuō)明饅頭組底部適宜的水體深度和強(qiáng)度為微生物的生長(zhǎng)提供了有利條件。凝塊巖從潮下帶至潮上帶均有分布[27]，沉積水體相對(duì)較深，通常發(fā)育于低等—中等能量的沉積環(huán)境[22?28]，且在光照強(qiáng)度較強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富的地方較易形成凝塊[29]。

偏光顯微鏡下，可見(jiàn)丘體內(nèi)為凝塊狀石灰?guī)r，見(jiàn)大量葛萬(wàn)菌菌絲體集合體，有的呈單體管狀，有的呈纏繞狀。葛萬(wàn)菌菌絲體的特征和丘體之間充填泥質(zhì)礦物，均反映了當(dāng)時(shí)水體較淺，水動(dòng)力較弱，這些絲狀體不需要抵御水體的動(dòng)蕩，呈雜亂纏繞或單體形態(tài)生長(zhǎng)。隨著水動(dòng)力的持續(xù)減弱，水體變淺，微生物丘消失，向上過(guò)渡為泥頁(yè)巖，發(fā)育水平層理。至此，水動(dòng)力又開(kāi)始新的變化，逐漸過(guò)渡為粉砂巖和泥巖互層的韻律層理，層面上發(fā)育生物擾動(dòng)構(gòu)造。隨著水深增加，水動(dòng)力增強(qiáng)，出現(xiàn)羽狀交錯(cuò)層理，接著發(fā)育樹(shù)形石微生物巖。樹(shù)形石頂面—橫剖面呈團(tuán)塊狀小凸起，凝塊大小為3～5 cm，縱剖面呈規(guī)則的樹(shù)枝狀紋理構(gòu)造，高為30 cm，其下部發(fā)育40 cm的生屑灰?guī)r。可以看出，水動(dòng)力有所增加，但樹(shù)形石規(guī)模較小，抗御水體動(dòng)力仍不強(qiáng)[15]，總體反映了饅頭組石店段凝塊石灰?guī)r—泥頁(yè)巖—樹(shù)形石灰?guī)r這樣一個(gè)旋回，反映了隨海平面升降、水體能量具有周期性變化。

3.2 張夏組上灰?guī)r段鮞粒灰?guī)r、微生物巖形成環(huán)境

張夏組沉積時(shí)期，隨著海侵持續(xù)進(jìn)行，海平面相對(duì)上升。在平均低潮面以下，葛萬(wàn)菌等藍(lán)細(xì)菌開(kāi)始大量繁殖，進(jìn)行光合作用，捕捉和黏結(jié)碳酸鹽微粒以及發(fā)生自身鈣化，從而形成大量凝塊石灰?guī)r。形成丘狀構(gòu)造，丘狀構(gòu)造之間充填中粗粒鮞粒、生屑，反映了水動(dòng)力較饅頭組增強(qiáng)；另一方面，該剖面發(fā)育附枝菌格架灰?guī)r，附枝菌鈣化體保存較完整，縱截面呈樹(shù)枝狀直立向上生長(zhǎng)，且主要為亮晶方解石膠結(jié)，反映了附枝菌生長(zhǎng)時(shí)水體相對(duì)較淺，水動(dòng)力條件較強(qiáng)，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和充足的光照強(qiáng)度，形成50 cm厚附枝菌灰?guī)r。

張夏期上灰?guī)r段鮞粒灰?guī)r與微生物巖共生，反映了該時(shí)期海平面升降、水體能量變化頻繁。該段底部發(fā)育厚層的鮞粒灰?guī)r，反映了此時(shí)水動(dòng)力較強(qiáng)，為潮下高能帶環(huán)境。隨后海平面逐漸上升，水動(dòng)力減弱，動(dòng)蕩的環(huán)境消失，有合適的光照，水體能量以及水體透明度，葛萬(wàn)菌大量生長(zhǎng)，形成凝塊石灰?guī)r；隨水體能量增強(qiáng)，水體加深，凝塊石灰?guī)r向上漸變?yōu)楦街規(guī)r，附枝菌石灰?guī)r厚度為2 m，反映了葛萬(wàn)菌逐漸停止生長(zhǎng)，附枝菌大量繁殖，捕獲水中的鈣離子以及自身發(fā)生鈣化作用，從而形成附枝菌石灰?guī)r；此后又向凝塊石灰?guī)r轉(zhuǎn)變，且為漸變過(guò)渡關(guān)系。最終，水體不再清澈、透亮，變化，沉積緩慢，形成較薄的泥灰層。從鮞粒灰?guī)r—凝塊石灰?guī)r—附枝菌灰?guī)r—凝塊石灰?guī)r—泥灰?guī)r這種沉積模式在張夏期周而復(fù)始地進(jìn)行著，反映了水體能量、深度，光照、清澈程度的旋回性變化，以及沉積微環(huán)境變化的復(fù)雜性。沉積環(huán)境從鮞粒灘—開(kāi)闊臺(tái)地—局限臺(tái)地演化，與饅頭組相比，張夏組水動(dòng)力條件更強(qiáng)。

4 海平面升降與沉積環(huán)境演化

在前人研究成果的基礎(chǔ)上[30?39]，結(jié)合研究區(qū)的地質(zhì)背景和野外宏觀特征，參照威爾遜模式[12]分析了山東蒼山地區(qū)寒武紀(jì)的沉積環(huán)境與海平面升降的關(guān)系（圖8）。

4.1 饅頭組沉積時(shí)期

饅頭組沉積時(shí)期，海平面總體處于較低的水平，海水存在小幅度震蕩，整體表現(xiàn)為擴(kuò)大的趨勢(shì)。隨著海平面的整體上升，巖相逐漸由砂巖、頁(yè)巖向石灰?guī)r方向變化。石店段巖性復(fù)雜，發(fā)育凝塊石灰?guī)r—泥頁(yè)巖—樹(shù)形石灰?guī)r沉積旋回，發(fā)育羽狀交錯(cuò)層理，沉積環(huán)境屬于潮間帶上部。下頁(yè)巖段和洪河砂巖段，巖相主要為砂泥巖相，發(fā)育波痕構(gòu)造，距古陸較近，主要為障壁島—潟湖沉積產(chǎn)物（圖9）。

4.2 張夏組沉積時(shí)期

與之前的饅頭組沉積期相比，張夏組沉積時(shí)期的海侵范圍較大。在海平面持續(xù)上升過(guò)程中，沉積了下灰?guī)r段；至張夏組盤(pán)車(chē)溝頁(yè)巖沉積時(shí)期，海侵范圍更大，海平面達(dá)到前所未有之高度；在海平面相對(duì)穩(wěn)定的情況下，隨著沉積作用的進(jìn)行，水體逐漸變淺，水動(dòng)力條件逐漸增強(qiáng)，或者在海平面小幅度下降的情況下，沉積了張夏組上灰?guī)r段各類(lèi)石灰?guī)r。張夏組沉積各階段的沉積環(huán)境和巖性變化均受控于海平面的變化。

張夏組下灰?guī)r段呈厚層—巨厚層狀，以亮晶鮞粒灰?guī)r為主，夾少量亮晶生物碎屑灰?guī)r，發(fā)育波狀交錯(cuò)層理和平行層理。鮞粒紋層為同心圓狀，且鮞粒之間為亮晶充填。鮞粒的形成需要充足的碳酸鹽水體以及動(dòng)蕩的環(huán)境，通常出現(xiàn)于水體較淺、水動(dòng)力較強(qiáng)的灘相環(huán)境[40?42]。由此，鮞粒、破碎的生物碎屑以及保存完好的交錯(cuò)層理，代表高能水下淺灘環(huán)境，該時(shí)期海平面逐漸上升，沉積環(huán)境為生屑灘和鮞粒灘環(huán)境。

張夏組盤(pán)車(chē)溝段主要發(fā)育薄層泥巖、頁(yè)巖，薄板狀泥晶灰?guī)r及少量生屑灰?guī)r，無(wú)砂巖等粗碎屑巖，表明水動(dòng)力很弱，水體安靜，僅沉積細(xì)粒陸源物質(zhì)和化學(xué)沉積物質(zhì)。此階段，沉積環(huán)境為灘間海環(huán)境，海平面上升至最大。

張夏組上灰?guī)r段沉積時(shí)期，海平面小幅度下降；或者由于垂向加積作用的進(jìn)行，水體逐漸變淺。發(fā)育鮞粒灰?guī)r—凝塊石灰?guī)r—附枝菌灰?guī)r—凝塊石灰?guī)r—泥灰?guī)r組合，沉積環(huán)境從鮞粒灘—開(kāi)闊臺(tái)地—局限臺(tái)地演化，反映了張夏組水動(dòng)力條件較此前增強(qiáng)，且水體能量、深度、光照及清澈程度的旋回性變化，影響著微生物的生長(zhǎng)以及沉積環(huán)境的復(fù)雜性。

5 結(jié)論

（1） 山東省蒼山寒武系饅頭組、張夏組主要巖石類(lèi)型為鮞粒灰?guī)r、生屑灰?guī)r、微生物灰?guī)r，泥頁(yè)巖、砂巖次之，并將其劃分為鮞粒灰?guī)r相、生屑灰?guī)r相、泥灰?guī)r相、灰質(zhì)砂巖相、微生物灰?guī)r相、頁(yè)巖相及砂巖相等7種巖相。

（2） 該剖面饅頭組石店段發(fā)育凝塊石灰?guī)r—泥頁(yè)巖—樹(shù)形石灰?guī)r沉積旋回，沉積環(huán)境屬于潮間帶上部。饅頭組下頁(yè)巖段和洪河砂巖段，沉積環(huán)境為潟湖和障壁島；張夏組下灰?guī)r段沉積相為生屑灘和鮞粒灘環(huán)境；盤(pán)車(chē)溝段主要為灘間海沉積，上灰?guī)r段沉積環(huán)境從鮞粒灘向開(kāi)闊臺(tái)地和局限臺(tái)地演化，反映了張夏組水動(dòng)力條件更強(qiáng)，且水體能量、深度、光照及清澈程度的旋回性變化，影響著微生物的生長(zhǎng)以及沉積環(huán)境的復(fù)雜性。

（3） 對(duì)于構(gòu)造較穩(wěn)定的華北克拉通而言，寒武紀(jì)主要發(fā)育陸表海淺水沉積，海平面的小幅升降即可影響到沉積環(huán)境的大范圍變遷，進(jìn)而沉積水動(dòng)力條件發(fā)生快速的變化，山東蒼山剖面寒武系巖相的頻繁變化反映了海平面升降和沉積環(huán)境的垂向變化。

（4） 海平面上升或處于高海平面時(shí)期，開(kāi)闊臺(tái)地占據(jù)主導(dǎo)地位，其高能相帶有利于發(fā)育鮞粒灰?guī)r、生屑灰?guī)r沉積；開(kāi)闊臺(tái)地潮下低能帶有利于微生物灰?guī)r丘、疙瘩狀灰?guī)r的發(fā)育。海平面上升初期或下降期，局限臺(tái)地、潮坪等主導(dǎo)淺水區(qū)沉積，多發(fā)育泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r；潮坪環(huán)境水動(dòng)力條件變化頻繁，可發(fā)育生屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、頁(yè)巖和砂巖等多種類(lèi)型的沉積巖相。