阿拉善东南缘牛首山处于祁连造山带和华北板块过渡地带，其构造演化与华北板块和祁连造山带密不可分。该地区出露的中泥盆统石峡沟组和上泥盆统老君山组（也称中宁组）为一套陆相沉积地层，是我国西北地区中—晚泥盆世标准地层（潘江，1979），长期备受关注。前人曾对该套地层岩石组合序列、沉积相和古生物开展了大量研究，并取得了丰富成果。尽管人们都认为石峡沟组和老君山组均形成于陆相环境，却存在有河流-山麓堆积-湖泊相沉积（潘江等，1980，1987; 赵修祜等，1986; 霍福臣，1989; 宁夏回族自治区地质矿产局，1996; 贾连涛，2008; 刘康，2014）和湖泊三角洲-湖泊相沉积（艾宁，2014; 吴鹏，2014）两种不同认识。同时，前人对于石峡沟组和老君山组的物质来源也有不同认识。例如，潘江等（1987）根据岩性组合和砾石成分等认为石峡沟地区老君山组砾石主要来自于其下伏中泥盆统砂岩、粉砂岩、寒武系—奥陶系灰岩和板岩。李锦轶等（2012）同样根据岩性组合和砾石成分等认为老君山组绝大多数砾石来自于下伏中泥盆统石峡沟组和中—下寒武统香山群。Yuan Wei et al.（2015）通过碎屑锆石年龄对比，认为阿拉善地块东南缘中—上泥盆统的沉积物源区为北祁连造山带和中祁连地块。Zhang Jin et al.（2016）根据区域上中—上泥盆统碎屑锆石年龄及古水流分析结果，认为石峡沟组沉积物源区可能为北祁连造山带，而老君山组（中宁组）沉积物源区主要为阿拉善地块。因此，详细研究石峡沟组和老君山组的沉积相和古水流，可有助于进一步理解泥盆纪时期阿拉善东南缘地区古地理格局以及华北-阿拉善地块与祁连造山带之间的关系。

为此，本文以宁夏牛首山南麓石峡沟剖面作为主要研究对象，通过系统野外调查和剖面测量，详细研究该地区石峡沟组和老君山组的沉积相，并结合古水流以及前人对该地区地层剖面及碎屑锆石U-Pb年龄研究结果，探讨石峡沟组及老君山组的沉积物源区和古地理格局，为阿拉善地块晚古生代演化提供新的沉积学依据。

1 区域地质概况

阿拉善地块南、北两侧分别为祁连造山带和中亚造山带，向东与华北板块相衔接（图1a）。阿拉善地块东南缘牛首山地区出露地层包括中—下寒武统香山群、中奥陶统米钵山组、中泥盆统石峡沟组、上泥盆统老君山组以及少量石炭系。它们向东、向北和向南均被中新生代沉积岩覆盖（图1b）。区域地质调查显示，香山群和米钵山组为海相沉积，石峡沟组和老君山组为陆相沉积，石峡沟组与下伏的香山群和米钵山组以及上覆的老君山组之间均呈角度不整合接触（宁夏回族自治区地质矿产局，1996）。

香山群由灰绿色浅变质长石石英砂岩、灰绿色泥质板岩、硅质岩、薄层灰岩夹部分砾状灰岩透镜体构成，发育粒序层理、波纹层理、平行层理等沉积构造显示典型浊流沉积。米钵山组由浅灰色—灰绿色中—细粒石英砂岩、硬砂岩、含砾粉砂岩夹泥岩、砾岩和灰岩共同构成。在米钵山组下部可见部分黄绿色和灰绿色板岩（张进等，2003，2007）。石峡沟组由灰白色中—细粒石英砂岩、紫红色细粒长石石英砂岩、紫红色粉砂岩和泥质粉砂岩构成。老君山组由紫红色厚层砾岩、含砾石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩构成。石炭系羊虎沟组和臭牛沟组为深灰色—灰绿色页岩、细粒石英砂岩、泥岩以及粉砂岩组合，含植物化石（潘江等，1987; 刘康，2014）。

牛首山地区泥盆纪陆相粗碎屑岩沉积组合最初被称作老君山砾岩，含有斜方薄皮木（Leptophloeumrhombicum）（斯行健，1954）。1975年，宁夏区测队在开展区域调查过程中发现石峡沟地区老君山砾岩内部存在一个角度不整合面，并将分布于该角度不整合面上、下的沉积组合分别命名为石峡沟组和中宁组。后来，潘江等（1980，1987）将中宁组下部砾岩和含砾砂岩组合划归为大岱沟组，上部的紫红色—灰绿色砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩组合仍归为中宁组。1996年，宁夏回族自治区岩石地层资料中将中宁组称为老君山组，取消了大岱沟组（宁夏回族自治区地质矿产局，1996）。石峡沟组和老君山组中古生物化石丰富，种类多样，包括植物化石Sublepidodendron mirabile、Leptophloeumrhombicum、Sphenopteris sp.、Sphenopteridium sp.等; 鱼类化石Remigolepismicrocephala、Remigolepis major、Remigolepiszhongningensis、Bothriolepis niushoushanensis、Kirgisolepis spinosa、Hongyuchowi等; 四足动物Sinostegapani等化石（斯行健，1954; 潘江，1979; 潘江等，1980，1987; 赵修祜等，1986; 王尚启等，1995; Zhu Min et al.，2002，2017; 贾连涛，2008）。

2 石峡沟组和老君山组地层序列

2.1 石峡沟组

野外剖面测量和区域地质调查结果显示，石峡沟组主要是由浅灰色石英砂岩、中—细粒长石石英砂岩夹含砾砂岩、紫红色粉砂岩和泥质粉砂岩共同构成的一套陆相沉积组合序列，地层总厚度233.5 m。根据岩性组合特征，石峡沟组自下而上可分为八个岩性段（图2）。

第一岩性段粗碎屑岩段，由浅灰色含砾粗砂岩、含砾砂岩及红褐色粗砂岩构成。该岩性段位于石峡沟组地层序列的最底部，与下伏的中—下寒武统香山群之间呈角度不整合接触（图3a），厚度约14.6 m。垂向上，该岩性段自下而上粒度由粗变细。含砾粗砂岩及含砾砂岩中的砾石磨圆度和分选较差，多为次棱角状，大小不一。砾石成分相对简单，主要有变质砂岩、黑色硅质岩和脉石英，含砾粗砂岩中可见红色泥砾。砾石总体呈现出明显的定向性，发育叠瓦状构造（图3b）。含砾砂岩发育底冲刷面和板状交错层理（图3c）。粗砂岩中可见小型砂岩透镜体和砾岩透镜体。

第二岩性段为浅灰色厚—中厚层石英砂岩夹紫红色粉砂岩和薄层泥岩组合，厚度约71.5 m。该岩性段局部可见小型砾岩、含砾砂岩透镜体及石英粗砂岩透镜体，其中石英粗砂岩透镜体厚度变化较大，为5~20 cm。砂岩发育板状交错层理、槽状交错层理和楔状交错层理（图3d）。

第三岩性段由紫红色粉砂岩和泥质粉砂岩构成，厚度约30.4 m。该岩性段中部发育含砾细砂岩透镜体，砾石砾径为0.5~1.5 cm，透镜体中发育槽状交错层理。粉砂岩及泥质粉砂岩中小型波纹层理十分发育（图3e），局部可见泥裂及小型砾岩透镜体。该岩性段与本组第二岩性段的厚层砂岩总体呈现自下而上由粗变细的正粒序特征。

第四岩性段表现为紫红色粉砂岩与细粒长石石英砂岩组合，呈互层产出，构成明显韵律，厚度约15 m。粉砂岩中小型波纹层理和浪成波痕十分发育（图3f），局部可见水平层理。长石石英砂岩中发育槽状交错层理。在该岩性段中部，可见泥岩夹层，泥岩中发育泥裂和虫迹等构造（图3g）。

第五岩性段由紫红色长石石英砂岩夹含砾砂岩透镜体构成，厚度约7 m。砂岩层发育底冲刷面构造，含砾砂岩透镜体中的砾石砾径为1~3 cm。该岩性段较其上、下岩性段粒度明显变粗。

第六岩性段由紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩构成，三者呈互层产出，厚度约12.5 m。侧向上，岩层延伸好，单层厚度相对稳定。该岩性段发育波纹层理、波痕及泥裂（图3h）。

第七岩性段为浅灰色石英粗砂岩、中厚层石英砂岩、紫红色粉砂岩和泥质粉砂岩组合，厚度约10 m。垂向上，该岩性段总体呈现两个逆粒序组合，其下部岩性主要为粗砂岩，局部可见小型砾岩透镜体; 上部为中厚层石英砂岩、粉砂岩和紫红色泥质粉砂岩组合。楔状交错层理、中—大型板状交错层理在该岩性段普遍发育。

第八岩性段由紫红色厚—巨厚层泥质粉砂岩夹泥岩构成，厚度约72.5 m。露头上，可见紫红色厚—巨厚层泥质粉砂岩夹多层泥岩构成的岩石组合序列，发育水平层理。该岩性段下部可见部分小型含砾细砂岩透镜体，顶部与上泥盆统老君山组呈角度不整合接触（图4a）。

2.2 老君山组

上泥盆统老君山组为一套角度不整合于石峡沟组之上的以紫红色厚层砾岩、含砾石英砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩为主的岩石组合序列（图4a），总厚度251.2 m。根据岩性组合特征，该套地层自下而上可分为十个岩性段（图2）:

（a）—石峡沟组角度不整合于香山群之上;（b）—含砾砂岩中的叠瓦状砾石;（c）—含砾砂岩中的板状交错层理;（d）—石英砂岩中的楔状交错层理;（e）—波纹层理;（f）—浪成波痕;（g）—遗迹化石;（h）—波痕和泥裂

(a) —an angular unconformity between the Shixiagou Formation and Xiangshan Group; (b) —imbricated pebbles in gravel sandstone; (c) —tabular cross-beddings in gravel sandstone; (d) —wedge cross-beddings in quart-sandstone; (e) —ripple laminations; (f) —wavey marks; (g) —trace fossils; (h) —large-scale ripple marks and mudcracks

（a）—老君山组与石峡沟组角度不整合接触关系;（b）—砾岩中的叠瓦状砾石;（c）—泥裂;（d）—钙质粉砂岩中的波纹层理;（e）—植物化石碎片;（f）—鱼化石碎片

(a) —unconformity between the Laojunshan and Shixiagou Formations; (b) —imbricated pebbles within conglomerate; (c) —mudcracks; (d) —ripples in calcareous siltstone; (e) —plant fossil fragments; (f) —fish fossil fragments

第一岩性段由紫红色厚层砾岩和含砾粗砂岩构成，厚度约18.6 m。该岩性段下部为块状砾岩，厚度约13 m。砾岩包括砾质支撑和粗砂胶结两类; 粗砂胶结砾岩的胶结物主要为砂质成分，砾质支撑的砾石部分呈叠瓦状排列（图4b）。砾石表现为次棱角—次圆状，磨圆较差，分选差，砾石砾径变化大，大小相差悬殊（0.5~25 cm）。砾石成分以紫红色长石石英砂岩为主，变质砂岩、紫红色粉砂岩、灰岩及脉石英次之，可见少量硅质岩、花岗岩和英安岩等砾石。该岩性段局部可见含砾砂岩透镜体及小型泥岩透镜体。上部主要为紫红色含砾粗砂岩，其砾石成分与下部一致，但砾石砾径小于下部砾岩中的砾石砾径。

第二岩性段由紫红色含砾砂岩构成，厚度约9 m。含砾砂岩中发育板状、楔状交错层理，局部见平行层理和冲刷面，部分砾石呈叠瓦状排列。

第三岩性段由浅灰色含砾钙质粉砂岩、紫红色粉砂岩和泥质粉砂岩构成，厚度约14.5 m。钙质粉砂岩中部夹有中—大型含砾砂岩透镜体，其砾石含量及砾径均较下部增多和增大，并发育槽状和楔状交错层理。紫红色粉砂岩中局部可见小型砾岩透镜体，泥质粉砂岩中可见泥裂（图4c），钙质粉砂岩中可见钙质结核和紫红色泥岩砾。

第四岩性段由紫红色含砾粗砂岩和砂岩构成，厚度约8.6 m。紫红色含砾粗砂岩中发育楔状交错层理，局部可见泥岩透镜体，砾石砾径明显增大，且砾石含量高。该岩性段的砾石成分与本组第一岩性段中的砾岩砾石成分相同。

第五岩性段由紫红色厚层泥质粉砂岩和中厚层粉砂岩构成，厚度约37 m。该岩性段下部为紫红色中厚层粉砂岩夹薄层泥岩，发育泥裂及波痕。上部为紫红色厚层泥质粉砂岩夹薄层泥岩及小型含砾石英砂岩透镜体，发育波纹层理（图4d）、波痕及泥裂。

第六岩性段由紫红色厚层—巨厚层泥质粉砂岩夹泥岩构成，厚度约61.7 m。该岩性段整体粒度较下部岩性段变细，岩层厚度增大，泥质粉砂岩表现为厚层—巨厚层，发育水平层理。该岩性段中部夹有含砾石英砂岩透镜体，发育板状交错层理，砾石砾径较小。

第七岩性段由紫红色厚层泥质粉砂岩夹薄层泥岩构成，厚度约18 m。该岩性段主要为紫红色泥质粉砂岩，发育水平层理、波纹层理、泥裂和波痕，下部发育小型砂岩透镜体，局部可见冲刷面。该岩性段中部夹有中型含砾砂岩透镜体，透镜体延伸较大，发育板状交错层理。

第八岩性段由浅灰色石英砂岩和含砾砂岩构成，厚度约9.2 m。该岩性段发育板状和楔状交错层理。

第九岩性段由灰绿—灰白色厚层钙质泥质粉砂岩、泥岩与紫红色厚层—巨厚层泥质粉砂岩构成，厚度约69 m。该岩性段下部为紫红色厚层—巨厚层泥质粉砂岩夹灰绿色薄泥岩，发育水平层理; 上部为灰绿色厚层钙质泥质粉砂岩夹泥岩组合，发育水平层理。总体上，水平层理是该岩性段的主要沉积构造。此外，该岩性段灰绿色钙质粉砂岩中含有植物化石碎片（图4e）和鱼类化石（图4f）。

第十岩性段由含砾粗砂岩夹紫红色泥质粉砂岩构成，厚度约5.6 m。该岩性段发育小型板状交错层理和波纹层理。

3 沉积相分析

根据上述岩石组合类型、沉积构造及古生物化石组合特征，牛首山地区中泥盆统石峡沟组和上泥盆统老君山组总体表现为河流相、湖泊相及冲积扇相沉积组合（图2）。其中湖泊相见于石峡沟组和老君山组中上部，冲积扇相见于老君山组底部，而河流相主要集中于石峡沟组下部和老君山组中部。

3.1 湖泊相

牛首山地区中—上泥盆统的湖泊相沉积，根据其沉积特征，可进一步划分为滨湖亚相和浅湖亚相沉积。

（1）滨湖亚相:滨湖亚相沉积具有丰富的沉积物类型，粒度跨越大，沉积构造以水流交错层理及波痕为主（Reading，1986，1996）。该套沉积在牛首山地区石峡沟剖面上，见于石峡沟组第六和第七岩性段及老君山组第五、第七和第八岩性段，主要由紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩夹浅灰色石英砂岩组合构成，局部可见砾岩及含砾砂岩透镜体。该套组合以发育小型波纹层理、楔状和板状交错层理、水平层理、泥裂、波痕及虫迹等沉积构造为典型特征，且局部见有植物化石碎屑。其中发育楔状和板状交错层理的浅灰色石英砂岩及含砾砂岩透镜体侧向延伸小，为滨湖水道沉积组合。这些特征表明该套组合形成于地形相对较缓，水动力较强的滨湖环境，同时因为湖前滨带为周期性暴露环境，结合上述泥裂等暴露构造，指示其应为湖前滨沉积组合。

（2）浅湖亚相:浅湖亚相沉积以粉砂和泥质粉砂等细粒沉积物为主，水平层理发育，富含化石（Reading，1986，1996）。该套沉积在牛首山地区石峡沟剖面上，见于石峡沟组第七岩性段和老君山组第六、第九岩性段，主要由紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩及泥岩构成，局部夹有细砾岩和细砂岩透镜体。该套组合以发育水平层理和少量小型波纹层理为典型特征。老君山组第六岩性段灰绿色粉砂岩中钙质含量明显增高，局部可见钙质结核，并含有丰富的鱼类化石和植物化石。这些特征共同表明其形成于浅湖环境。

3.2 河流相

牛首山地区中—上泥盆统河流相沉积主要为砂泥质沉积物，沉积物粒度较细，沉积构造多样。根据其岩性组合和沉积构造，可进一步划分为曲流河的河道亚相、堤岸亚相和河漫平原亚相。

（1）河道亚相:河道亚相的岩石类型以砂岩为主，在河流相中粒度最粗，层理丰富，呈透镜状产出，冲刷面见于砂岩层底部（Miall，1996）。该套沉积在牛首山地区石峡沟剖面上，见于石峡沟组第一、第二和第五岩性段及老君山组第四和第十岩性段，主要由浅灰色石英砂岩、长石石英砂岩、紫红色砂岩、含砾砂岩和粉砂岩构成。该套组合以发育大—中型板状交错层理、大型和小型槽状交错层理、楔状交错层理、波纹交错层理及平行层理为典型特征。该套组合中透镜状砂体十分常见，并具有明显的底冲刷面，在垂向上可见完整的正粒序沉积旋回，呈现出典型的河道沉积结构特征。同时，含砾砂岩多呈透镜状，砾石弱定向，呈不明显叠瓦状排列，磨圆及分选中等; 砂岩中可见底侵蚀面。这些特征指示其形成于河床滞留环境（Reading，1986，1996; Miall，1996）。浅灰色石英砂岩、长石石英砂岩、含砾粉砂岩、紫红色砂岩和粉砂岩组合成熟度低，发育大型板状交错层理、中小型槽状交错层理、平行层理和波纹层理，指示其形成于边滩环境（Miall，1996）。

（2）堤岸亚相:堤岸亚相为洪水期河水漫过堤岸时，一些底负载和悬浮质沉积物沿河道边缘沉积形成。其发育在河床沉积上部，较河床沉积粒度细，沉积构造规模小，属河流沉积中的顶层沉积（Reading，1986; Miall，1996）。在石峡沟剖面上，该亚相不太发育，仅见于石峡沟组第四岩性段，由紫红色粉砂岩与细粒长石石英砂岩构成，呈现粉砂岩和长石石英砂岩互层的韵律。该套组合以砂岩发育小型槽状交错层理、粉砂岩发育小型波纹层理和水平层理为典型特征; 垂向上，下部砂岩发育交错层理、上部粉砂岩发育水平纹层等为典型特征，指示其为天然堤沉积（Miall，1996; Reading，1996）。

（3）河漫平原亚相:河漫平原亚相沉积物主要为洪水带来的悬浮载荷，沉积物是河流相沉积中粒度最细的，以粉砂和泥为主（Miall，1996）。该套沉积在牛首山地区石峡沟剖面上，见于石峡沟组第三岩性段，主要由紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩组合构成。该套组合以块状沉积和发育水平层理和小型波纹层理为特征，局部可见少量小型细粒砂岩透镜体和泥裂。该套组合中化石稀少，偶见植物化石碎片。这些特征表明其形成于河漫滩环境。

3.3 冲积扇相

冲积扇沉积在牛首山地区石峡沟剖面主要发育于老君山组下部，为一套厚约42 m的粗碎屑沉积组合。根据岩性组合和沉积构造可将其划分为扇根亚相、扇中亚相和扇端亚相。

（1）扇根亚相:在石峡沟剖面上，扇根亚相见于老君山组第一岩性段，主要由分选极差的粗砾岩与少量含砾粗砂岩构成。砾岩包括砾质支撑和粗砂胶结两类，以砾质支撑为主（图4b）。砾岩砾石砾径变化大，大小相差悬殊（2~15 cm），以棱角—次棱角状为主，局部可见叠瓦状构造。含砾粗砂岩多以透镜体形式夹于砾岩中，缺乏明显层理。

（2）扇中亚相:在石峡沟剖面上，扇中亚相见于老君山组第二岩性段，主要由厚度约9 m的紫红色含砾粗砂岩构成。该套组合以发育板状和楔状交错层理为特征，并可见平行层理、叠瓦状砾石及冲刷面构造。

（3）扇端亚相:在石峡沟剖面上，扇端亚相见于老君山组第三岩性段，由厚度约14.5 m的浅灰色含砾钙质粉砂岩和紫红色泥质粉砂岩夹含砾砂岩透镜体构成。该套组合以发育板状交错层理、钙质结核及泥裂为特征。

4 中—上泥盆统沉积物源区

沉积相和砾岩砾石砾径大小及古水流的时空变化，可以直接反映沉积物源区的相对位置和古地理格局（Miall，1996; Yan Zhen et al.，2019）。因此，我们将根据本文的研究结果和前人的研究资料，综合分析牛首山地区中—晚泥盆世时期沉积物源区，从而为该地区晚古生代古地理格局分析提供依据。

野外对砾岩的砾石砾径分析结果显示，石峡沟组和老君山组砾岩中砾石在剖面上自下而上砾径逐渐变小; 平面上，它们呈现向南砾石砾径逐渐变小的特征。大岱沟—新寺山及烟筒山上红崖地区，中泥盆统缺失，上泥盆统老君山组直接超覆于寒武系香山群之上（潘江，1987），且大岱沟—新寺山剖面老君山组总厚度为2402.7 m，其中下部砾岩、含砾砂岩组合厚度约为242 m，与石峡沟剖面老君山组第一和第二岩性段组合特征及砾石成分一致。然而，烟筒山上红崖剖面则缺少这些砾岩，以粉砂岩为主夹少量含砾粗砂岩，并可与大岱沟—新寺山剖面中部及石峡沟组第四—第六岩性段组合相对比。这些特征表明，老君山组下部的冲积扇沉积主要出露于大岱沟—新寺山和石峡沟地区，而南侧烟筒山地区则主要出露滨湖—浅湖的湖相沉积，也进一步说明该区在晚泥盆世时期具有北高南低的古地理格局。

砾岩砾石成分统计结果表明，石峡沟组中的砾岩砾石成分包括棱角状变质砂岩（60%）、黑色硅质岩（20%）和脉石英（10%），而老君山组砾岩中砾石包括棱角—次棱角状紫红色砂岩（45%）、变质砂岩（10%）、粉砂岩（15%）、脉石英（10%）、灰岩（5%）、硅质岩（5%）及少量花岗岩和英安岩（＜10%）。这些特征表明，石峡沟组和老君山组砾岩为近源沉积，其中石峡沟组中的硅质岩、粉砂岩和变质砂岩砾石可能来自于下伏的香山群和米钵山组，老君山组中的砾石除了来自下伏的香山群和米钵山组外，石峡沟组也是其重要的沉积物源区，另外，花岗岩和英安岩为老君山组提供了部分碎屑沉积物。叠瓦状砾石和交错层理的古水流分析结果显示（图2），石峡沟组下部碎屑沉积物来自于北东东—东向（80°~100°）的沉积物源区，而上部沉积物则来自于南东向（120°~140°）的沉积物源区，老君山组沉积物源主要来自于北东向（图2）。这进一步表明，石峡沟组和老君山组沉积时牛首山地区具有东北高西南低的古地理格局，这与砾岩砾石砾径大小空间变化特征基本一致。此外，Zhang Jin et al.（2016）对于阿拉善地块东南缘的老君山组（中宁组）古水流进行了系统测量，测量结果显示中宁和中卫北部的野猫子山地区以及同心和中宁之间的烟筒山地区老君山组古水流均为S—SSW方向，而中宁以东的牛首山地区的老君山组则为SSW方向。这些特征表明阿拉善东南缘中泥盆统石峡沟组和上泥盆统老君山组的沉积物源主体来自于N—NNE向。

碎屑锆石U-Pb年代学分析结果显示，石峡沟组和老君山组砂岩具有相似的碎屑锆石U-Pb年龄组成，其中石峡沟碎屑锆石U-Pb年龄主要峰值为429 Ma和952 Ma，次要年龄峰值为2468 Ma、1800 Ma、800 Ma和600 Ma，而老君山组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要峰值为971 Ma和529 Ma，次要年龄峰值为2491 Ma、1649 Ma和444 Ma（Zhang Jin et al.，2016）。区域上，研究区北部早古生代岩浆活动强烈。例如，北大山地区发育438~427 Ma的闪长岩及花岗岩（Liu Qian et al.，2016）、狼山地区发育446~418 Ma的花岗岩（李俊健，2006; Wang Zengzhen et al.，2015，2016; Liu Qian et al.，2016）、龙首山地区发育444~414 Ma的闪长岩和花岗岩（魏俏巧等，2013; Zeng Renyu et al.，2016; 孙宝璐等，2017; Zhang Liqi et al，2017）。同时，新元古代岩浆活动在研究区北部的阿拉善地区普遍存在，如972~845 Ma的花岗质片麻岩和角闪二云片麻岩（耿元生等，2002，2010a）。此外，研究区北部狼山地区发育有1839~1722 Ma的辉长角闪岩及长英片麻岩（耿元生等，2010b）以及2453~2271 Ma的黑云角闪片麻岩及角闪斜长片麻岩（耿元生等，2007）。显然，这些岩浆岩的年龄与石峡沟组和老君山组碎屑锆石U-Pb年龄基本一致。同时，古水流分析结果表明，阿拉善东南缘中泥盆统石峡沟组和上泥盆统老君山组的沉积物源区主体位于N—NNE方向位置。因此，我们认为阿拉善东南缘牛首山地区北侧的北大山和狼山地区以及区内的前泥盆系均是该地区中—上泥盆统的主要物源区。

5 老君山组古地理特征

区域上，石峡沟组出露有限，仅见于石峡沟剖面，当前无法恢复其区域古地理格局，但是从石峡沟剖面古水流分析结果（图2）可以推断，石峡沟组沉积时期在石峡沟地区具有NEE侧高的古地理特征。砾岩砾石砾径空间变化特征显示，石峡沟组和老君山组砾岩中砾石在空间上具有向南逐渐变小的特征，表明其沉积时北侧属于河流上游，因此可以推断早—中泥盆世时期，研究区呈现北高南低的古地理格局。

区域上，老君山组分布较广。潘江等（1987）对区域上老君山组进行了系统的剖面测量。根据地层出露特征，其中大岱沟—新寺山剖面缺失中泥盆统，上泥盆统老君山组直接超覆于中—下寒武统香山群之上，总厚度为2402.7 m。老君山组下部为冲积扇沉积向南厚度逐渐减薄且湖泊相沉积厚度增大。烟筒山上红崖剖面未见顶底，仅出露老君山组湖泊相沉积组合，总厚约1040 m，明显大于石峡沟剖面。沙家堂红石崖剖面老君山组仅出露紫红色粉砂岩层，缺失底部砾岩，厚度极小，约55 m（潘江等，1987）。这些特征表明，老君山组是一套自北而南由冲积扇相向滨湖相和浅湖相沉积过渡且水体逐渐加深的沉积组合，从而呈现出北高南低的古地理格局。这一古地理格局与区域古水流分析结果一致。

6 结论

（1）牛首山地区中—上泥盆统沉积组合形成于河流—湖泊—冲积扇环境。其中，中泥盆统石峡沟组沉积组合由河流沉积逐渐过渡为湖泊沉积，而上泥盆统老君山组则呈现下部为扇根、扇中、扇端亚相与河道亚相的粗碎屑沉积，上部由滨湖沉积向浅湖沉积过渡的沉积组合特征。

（2）阿拉善东南缘的中—上泥盆统的沉积物源区主要位于其北侧，由晚奥陶世—早志留世、早新元古代及古元古代岩石构成。

（3）中—晚泥盆世时期，阿拉善东南缘总体呈现北高南低的古地理格局，该时期的沉积是一套向南水体逐渐加深的陆相沉积组合。

致谢:衷心感谢中国地质科学院地质研究所陈辉明老师在野外的帮助!感谢匿名评阅人对本文的审阅及建设性修改意见!

参考文献