聊城古生代（二）

三、石炭纪 由于海西运动影响，鲁西地区再次下沉接受沉积，形成滨海沼泽、潮坪、泻湖、碳酸盐台地等相间等海陆交互相沉积。当时的气候温暖潮湿，植物茂盛、海洋生物丰富，属华北海与杨子海混生生物群。早期有铝土矿，晚期有重要煤层。 聊城石炭系，缺失下统，只发育上统，为一套海陆交互相含煤沉积，被新近系覆盖，研究程度较低。上石炭统分为下部的本溪组和上部的太原组。 一、本溪组 本溪组，由李四光、赵亚曾(1926)命名的本溪系沿革而来，命名地点是辽宁本溪市西的新洞沟与蚂蚁村沟之间的牛毛岭。本溪组，下部为紫色页岩夹铝土矿，中部为黄色砂岩、砂质页岩夹页岩、薄层及透镜体灰岩，上部为黄色页岩、细砂岩夹灰岩及铝土页岩。其下与奥陶系灰岩呈假整合接触，上与太原组呈整合接触。本溪组以泥岩、页岩为主，夹有砂岩、粉砂岩、2~4层灰岩和少量薄煤层，厚一般20~360m左右。本溪组的厚度，受海侵方向和沉积时古地形条件的影响。其接触关系与标准剖面一致。 本溪组生物群面貌较全，采得 类9属27种，腕足类1属1种，珊瑚1属1种，植物5属5种。就  类化石而言，主要为纺锤筵科和小泽筵科的分子。其中Fusulina schllwieni，F．pseudonytvica，Pseudostaffella khotunensis，Millerella minuta见于辽宁太子河流域本溪组的蚂蚁沟灰岩。Fusulina  pankouensis，F．pseudokonnoi longa，F．cf．konnoi．Pse-udostaffdla sphaetoidea，P．sphaeroidea cuboides，Taitzzhoella cltaitzehoensis，Oga-wainella angulata，O．turgida见于小峪灰岩。sctmbertella lata vor．Alliptica见于本溪灰岩。Fusulina quasicylindrica，F．quasicylindrica var．megaspherica，Ozawainella  vozhgalica见于本溪组顶部牛毛岭灰岩。总之，上述筵类化石是辽宁太子河流域本溪组上部Fu-sulina-Fusulinella带的带化石和重要分子。另外，Fusulina quasic ylindrica，F．pankou-ensis，F．pseudon ytvica，Fusulinella laxa，Pseudostaffella sphaeroldea又是中国南方宁镇地区黄龙组上部Fusulinella-Beedeina带的带化石和重要分子。Pseudostaffella khotunensis，P.confusa，Fusulina pseudo konnoi longa，F．ulitinensis，Fusiella sp.  ,Ozawainella angulata也是黄龙组上部的常见分子(地质部南京地质矿产研究所，1982)。通过对比得知，聊城的本溪组只相当辽宁太于河流域本溪组和我国南方宁镇地区黄龙组的上部，而缺失这两组下部的沉积。 沉积环境，晚石炭世早期的沉积，以粘土岩为主，夹有砂岩、扮砂岩及灰岩和少量薄煤层。粘土岩又以铝、铁质粘土岩居多，铝、铁质成分很高，局部形成G层铝土矿和山西式铁矿。本组所含的粉砂岩和少量砂岩，是机械搬运和机械分异作用的产物，多在滨海地带堆积，而铝、铁质粘土岩和具鲕状结构的G层铝土矿，是以胶体搬运的，其堆积的场所应比机械分异作用沉积的碎屑岩更远离古海岸线，应沉积在亚浅海区。 本溪组产出的动物化石有篷类、腕足类和珊瑚，它们都是正常海生底栖生物，在生活期间，需要充足的阳光和丰富的食物，以浅海环境为宜。本组产出的植物化石，门类少，种类单调，且非常破碎，如产出的鳞木类，有的只保存叶痕的轮廓，有的保存叶座轮廓，说明它们是几经周折才在产出地层中保存下来，现在的存身之地并非它们所生活的陆地环境，而是产出地层所形成的亚浅海环境。 综上所述，可以看出本溪组为滨海至浅海相的沉积。在此环境下，以肢体搬运的铝、铁、粘土等物质容易发生胶凝造成沉积，而形成铁铝质矿产和粘土矿产。本来就不太丰富的有机物质则因较长期搬运遭到破坏，不易聚集成矿，所以本溪组不利于煤的形成，即使个别地区有薄煤层，也无开采价值。沉积矿产主要为铝土矿、枯土矿和山西式铁矿。    山东省晚石炭世早期的海侵方向主要是自东北向西南逐渐到达山东全境。 草埠沟灰岩， 命名地点是淄博市沼川区沣水草埠岭附近的草埠沟，浅灰—棕灰色，略带红色，质不纯，疙瘩状，富含黄铁矿晶粒，位于本溪组的下部。 徐家庄灰岩，命名地点是章丘县明水车站东南约7．5kin之徐家庄，为灰—深灰色厚层一块状灰岩，本灰岩下部普遍含有燧石结按和条带，具有丰富的动物化石，一般位于本溪组之上部。厚度不一，自6~23m不等，灰岩普遍稳定，岩性特殊，厚度较大。  二、太原组 太原组，由翁文预、葛利普(1922)命名的太原系沿革而来，命名地点是山西太原西山月门沟。太原组主要矿产是煤，是聊城能源的重要构成之一。标准剖面上的太原组，下部为深灰、灰黑色砂岩、砂质页岩和页岩，夹灰岩和薄煤层，中部为三层灰岩夹黑色页岩和薄煤层，上部为灰黑色砂质页岩、页岩夹薄煤层，顶部为东大窑灰岩。该组底部普遍具有G层铝土矿和山西式铁矿层位，由于当时沉积部位的不同和供源物质的多少不一，在奥陶系风化剥蚀面上不一定都能成矿，而绝大多数变为铝土泥岩和紫红色铁质泥岩，但该层位是稳定存在的。该组一般含2~4层灰岩。太原组的岩性主要为灰—灰黑色泥岩、页岩和粉砂岩，夹砂岩、多层灰岩和薄层煤。聊城境内岩性较粗，所夹灰岩和煤层数量少，所夹砂岩占总厚度的1／3，含灰岩5层，厚度较薄，但较稳定，可采性高。聊城含煤2层，均达可采厚度，最厚达19m；自西向东具有砂岩量由少到多、灰岩层数由多到少之变化趋势，所夹的4~5层灰岩，一般都比较稳定。聊城太原组最顶部，即该组最高一层灰岩之上有一层深灰色或灰黑色砂质泥岩或泥质粉砂岩。厚度不一致，而层位稳定。该层的形成环境是海相。 太原组生物化石十分丰富，筵类7属18种，腕足类13属17种，头足类3属3种，腹足类3属3种，瓣鳃类5属5种，植物15属20种。就动物化石而言，Schwagerinaexpansa,． S．richthofeni S．richthofeni var．speciosa，S．verneuili var．1evidensis，Rugo-sofusulina eomplicata,Dictyoclostus taiyuanfuensis，Eomarginifera pusilla都见于山西太原西山的太原组上部，其它还有不少为太原组常见而且较重要的分子。Rugosofusulina cf．alpina，Quasifusulinacompacta，TriticilEs simplex，T．huanglienhsiaensis还见于我国南方的船山组和马平组。就植物群而论，太原组命名为Neuropteris ovata-lepidodenron  posthumii组合(全国地层委员会，1962)。境内产出的Neuropteris ovata和lepidodenron  posthumii是该组合的首要分子，Sphenophyllum oblongifolium等是该组合的常见分子，且都见于山西太原西山标准剖面上的太原组和河北开平盆地等的太原组中。 沉积环境，灰黑色泥岩、页岩和粉砂岩为主，夹砂岩、多层灰岩和薄煤层。在泥岩和粉砂岩中，含有较丰富的植物化石，门类多，种属数量大，有植物的枝干，有大量的植物叶片，化石保存较佳，叶片轮廓完整，叶脉清晰可辨，且叶片互相迭复、错综复杂，说明当时气候潮湿，植被特别繁盛，致使有机物质大量堆积，同时也说明植物遗体未经搬运，或未经较长距离搬运而接近就地埋藏，是滨海沼泽相的生活环境与埋藏环境。 灰岩中的动物化石十分丰富，既有底栖移动的蜓类和腹足类，又有底栖固着的腕足类，珊瑚和海百合，以游泳为主的头足类，生物门类多样，繁荣昌盛，说明它们赖以保存成化石的灰岩是典型的浅海相的沉积。 太原组是滨海沼泽相和浅海相的交替沉积。从岩石的沉积韵律看，都是砂岩—泥岩，页岩—灰岩，虽然每个韵律大小不等，但都反映出滨海沼泽相—浅海相的沉积规律。这样的沉积韵律在境内一般4~5个，说明境内的沉积基底升降运动相对于山东南部地区不频繁，由此而引起的海水进退的次数也较少。晚石炭世晚期的海侵，全省规模较大的有5次，当较大海侵到来时，海水才进入聊城境内，形成4~5层灰岩。由于南、北两大部分的沉积基底活动性的差异，海进海退次数的不同，使聊城沉积环境相对于山东南部地区有较大差异。南部地区有利于植被生长的滨海沼泽相的环境反复次数多，而每次持续的时间则相对较短，致使有机物质每次堆积的数量有限，因此出现煤层多，稳定性差，可采性低的状况，而聊城境内则不同，滨海沼泽相的环境每次持续的时间较长，使有机物质堆积的时间也长，造成有机物较丰富的堆积，再加之有利的埋藏环境，所以聊城境内煤层虽比南部少，但煤层稳定，可采性高。 自晚石炭世早期海退之后，晚石炭世晚期又开始了新的海侵，海侵方向发生了改变，不再象早期主要由东北向西南方向推移，而是由南向北推进，海侵中心可能大体在苏北徐州地区。徐州地区滨海沼泽相的沉积持续了很短时间就开始海侵，沉积了浅海相的碳酸盐岩，越往北，滨海沼泽相的沉积持续时间越长。当较大规模的海侵到达博山地区时，此处已沉积了厚达70~80m的滨海沼泽相的碎屑岩。在徐州地区沉积有海相灰岩13层，在兖州、济宁一带有8~11层，到聊城、淄博一带有4~5层，昌乐地区只有3层，说明晚石炭世晚期的海侵次数自南向北逐渐减少，且每次海侵都是由南边开始的，只有较大规模的海侵发生时才能到达山东的北部。     晚石炭世晚期的海侵自苏北徐州地区进入山东，首先进入山东省南部，然后到达济宁、兖州一带，再向北向东侵进。由此向东，一直到达莒县一带，灰岩层数由11层减至8层。海侵继续北移，进入山东北部，首先接受海相沉积的是聊城地区，然后东进到章丘，淄博和莱芜，最后到东部边缘的昌乐一带。可见，晚石炭世晚期的海侵，先是由南往北，进而由西向东推进到整个鲁西地区。