川东鄂西志留系纱帽组风暴岩的沉积特征

郭海涛 尹忠凯

摘 要:长江峡东地区志留纪岩石地层学、年代地层学研究及各门类化石带或组合序列的建立日臻完善;但关于风暴事件的研究和记述则十分匮乏。通过对1:50000巫山县幅、官渡河幅和长梁子幅区资料的仔细研究,发现在重庆巫山横石溪、湖北建始细沙坝、三道岩等地志留系砂冒组不同层位上发现和识别出不同类型风暴岩的存在。

关键词:风暴岩砂冒组志留系

中图分类号:P42 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0111-01

1 风暴岩分布范围、层位及类型

志留系纱冒组在本地区分为三组,分别是上、中、下三段[1];在重庆石鼓、石溪,湖北三道岩及细砂坝等皆有分布,且有比较好的表露。在上述地区可见如下四种类型的岩石:(1)含磷质风暴层,岩性为中厚层含菱铁石英砂岩及含有磷元素的白云岩,该岩层层厚约60m,见于纱冒组上段偏下部;(2)钙屑风暴岩,见于砂冒组上段下部,厚1.0m,共4层钙屑粒序层;(3)灰质风暴岩,常可在纱冒组上段偏底部见到,厚约1.5～2.0m,共有大约5层介壳层;(4)砂质风暴岩,在位于约20m厚的地层砂冒岩组中部可见,介壳层约共有30层。

2 风暴岩的特性

2.1 砂质风暴岩

2.1.1 结构特征

砂质风暴岩有以下四种特征[2],(1)底部侵蚀构造层:根据不同的形态特征共分为不规则微波状、微波状及波状共计三种,但数量较少,后者波长10～45cm,波高5～15cm,由下而上以微波状和不规则微波状为主;(2)底部含生屑砾石层:在侵蚀面之上形成砾屑沉积,砾石大小1～2cm,其成分为细砂岩,正粒序层理发育;(3)粒序层(介壳层):部分介壳层中以腹足类为主,可达60%-70%,以正粒序层理为主,偶见少数反粒序层理。

2.1.2 砂质风暴岩的沉积序列

与理想风暴岩的沉积序列[3]及砂质风暴层[4]做比对,在本层的砂质风暴岩序列中难以见到泥岩层F。下面是经常见到的两类不同的沉积序列:(1)不完整型:有A`、A、C层或A`、A、C、D层组成,偶见块状层B。底部侵蚀面截面以微波—波状形态为主体,规模不大、具有比较好的对称性、粒序层主要为正粒序形态,反粒序很少能见到;(2)混合型:每一个事件沉积的上部总会被下一个事件剥蚀,有的丘状层都可能被剥蚀,这样的风暴沉积事件多次叠置,主要有A、C层叠置,层系较薄,一般厚度5～10cm,偶见A层厚度达40cm。

2.1.3 岩石类型

砂质风暴岩从岩石类型可分为三类:(1)生屑粒含胶磷矿细粒灰质石英砂岩:具有反粒序层理;成分复杂,石英岩岩屑占45%,硅质岩岩质占2%,同时含有微量黑电气石、锆石等。(2)砾屑砂岩:具有正粒序层理;砾石大小为2～3cm;细砂岩含有成分种类比较少,在层中排列表现出多方向性。在风暴高峰的时候,涌进的浪潮会将固结弱的砂岩击碎,在浪潮的作用下碎砂砾被运移到稍远处堆积,这就是砾石形成的根源。(3)含胶磷矿砂砾屑石英杂砂:具有正粒序列,后3～5cm;其上部有微波形态的层理在粉砂岩中发育。

2.2 灰质风暴岩

见于砂冒组上段底部[5],其规模较小,厚0.5～1m,为黄绿色薄层粉砂质泥岩夹杂浅灰色薄层泥粒灰岩。在横向分布上,整体显示较稳定。在湖北的细砂坝、三道坝一带等地可见到相当量的分布。具底面侵蚀构造,规模小,其截面呈微波状,近于对称。介壳层厚5-7cm,具有正粒序层理;丘状层厚2-3cm,由粉砂质泥岩组成,特征明显有微波状低角度交错的纹饰,纹状向上突起。在沉积序列的顶部是平行状纹饰,在顶部面上偶尔能见到虫迹。介壳层中颗粒有两种:(1)生屑,由三叶虫、腕足类等组成;(2)胶磷矿砂屑,陆源碎屑矿物较少,由石英、白云母、微量锆石所组成。

2.3 钙屑风暴岩

在位于湖北建始的三道岩砂冒组上段可常见到钙屑风暴岩,在薄及中厚层细砂岩中常夹杂有此种风暴岩,岩层总厚约1m,共计含油四层。其中东部风暴岩的沉积序列为:水平纹层、丘状层、钙屑风暴层及底面侵面构造。从下向上的钙屑风暴岩叠置复合而成,前一个钙屑风暴岩的上层被后一个风暴岩掏蚀,然后相互交叉叠置。具有侵蚀构造的底面截面呈波状,其波长为8～12cm、17～25cm、波高3～6cm。钙屑风暴层厚15～20cm,丘状层厚3～5cm、10～12cm。粒序层中砾石在钙屑风暴岩中大小混杂在一起,共占30%～40%,大小为3～5cm;其余砾屑占10%～15%。

2.4 含磷质风暴岩

见于砂冒组中段上部[1]。本层位分布有薄及中厚层的含磷白云岩,上部有时候能见到较厚层的并夹于中厚层含磷铁质石英砂之间的含磷白云岩。风暴岩中磷质含量达到7.07%～24.77%,其可分为三种类型的产出状态分别是:(1)胶磷矿砂砾屑;(2)胶磷质无铰纲腕足类屑及少量牙形石碎屑;(3)含石英细砂及胶磷质的细砂岩砂砾屑。含磷质风暴岩序列为:底面侵蚀构造A`,具有波状截面形态,规模一般较小,波长3～5cm,波高一般为0.5～0.8cm;粒序层A在剖面上自上到下,从厚变薄,在下部往往会富集磷质砂砾屑,常為黑色,一般会呈叠瓦张排列,形似倒“小”字存在,发育有微波状层理、沙纹层理及大型板状层理,但丘状层理几乎不发育。

3 结语

综上所述,业已查明川东鄂西砂冒组风暴岩可划分出上述四种形式。通过多方面的分析:可以认为砂质风暴岩和含磷质风暴岩隶属近源风暴岩;灰质风暴岩隶属远源风暴岩。钙屑风暴岩则隶属于上述两者间的过渡类型。在纵向上,沉积速度较快的风暴岩沉,风暴作用时间亦较短;在横向上,本区范围内风暴岩分布广而稳定,具有比较明显的结构特征及剖面序列,很容易被辨认出。除此之外,据砂质风暴岩的产物Orthodochimioceras(其地质年代为兰多弗里世特里奇中期),可以大致判断出该风暴事件的形成时期应与之相当。灰质风暴岩所产生的牙形石Apsidoganthus tuberculat us、Pterospathods celloni及三叶虫Coronoe phalus、Kailia等,可大致推测其形成时期应为特里奇期中晚期[5]。由此,可以把上述四种风暴岩作为等时性标志层判段,为本区志留纪地层的划分对比起到了重要的作用。

参考文献

[1] 牛志军,段其发.湖北建始地区志留纪纱帽组含磷白云岩的发现及意义[J].华南地质与矿产,1999(3):56～60.

[2] 张琴.地质学基础[M].北京:石油工业出版社,2008.

[3] 马宝林.塔里木盆地西北缘震旦纪风暴岩成因探讨[J].沉积学报,1991,9(3):59～64.

[4] 齐同文.事件地质学概论[M].北京:地质出版社,1990.

[5] 李志宏,等.长江三峡东部地区特列奇阶生物组合及其对比[J].华南地质与矿产,1999,(4):57～62.