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贵州顶苏二叠系晒瓦组基本序列及时代探讨

2014-08-03曾昭光杨恩林

云南地质 2014年4期
关键词:厚层砾岩粉砂

曾昭光,杨恩林

(贵州省地矿局117地质大队,贵州 贵阳 550018)

晒瓦组在贵州主要分布在镇宁南部顶苏—六马、紫云、望谟、罗甸红水河一带,对其形时代有不同的看法[1]、[2],主要争论是属于中二叠世或是形成于晚二叠世。笔者在镇宁的顶苏—六马一带从事过1∶5万区域地质调查工作,在该区晒瓦组底部可见到特殊的地质体——峨嵋山玄武岩、砾岩层,这些特殊的地质体的存在也许能为晒瓦组的研究提供一些佐证。

1 研究区地质背景

顶苏位于华南大陆板内的裂陷盆地西北段水城—紫云裂谷盆地的中部,该盆地是在加里东基底上发展起来同沉积断裂及其相关的沉积盆地。从早泥盆世晚期至中二叠世为拉张裂陷最强的阶段,受主导构造断块作用下出现不均沉积,高位断块出现浅水碳酸盐沉积,在低位断块中为深水炭泥硅质沉积;中泥盆世受张裂作用出现迥沉积断裂,至晚泥盆世为同沉积断裂最活跃时期,也是该带最大的海浸期,沉积盆地向北西直达滇黔边境,受同沉积断裂影响沉积格局发生明显分异,台、坡、盆格局清晰,同时受北东向走滑断裂使台缘滩、生物礁分割呈若干孤立台地。晚石炭世断裂活动减弱,海水向南东退缩,形成向变浅的进积层序,盆地收缩向南东迁移,在台地边缘斜坡出现大量的跌积,塌积岩。海西晚期,中二叠世末,峨嵋地幔柱块速上升,晚二叠世初形成大陆溢流拉斑玄武岩及武质火山碎屑岩,使地壳隆起加厚,北西向盆地萎缩至关岭—紫云南东一带,古地理格局发生较大的改观,北西向的裂陷盆地北西段演化结束。

图1 顶苏地区地质略图

研究区出露地层有石炭系南丹组,二叠系四大寨组、峨嵋山玄武岩组、晒瓦组、吴家坪组、龙潭组,三叠系大冶组(图1),各组相互叠置、横向变化关系(表1)。石炭系南丹组为深水停滞陆棚沉积的一套深灰色薄—中厚层燧石灰岩、灰岩夹硅质岩。二叠系四大寨组下部为黄色粉砂质泥岩夹薄层硅质岩、粉砂岩,中上部以深灰色灰色薄—中厚层燧石灰岩、硅质岩,四大寨组往北东顶苏相变为台地边缘相茅口组;晒瓦组以深灰色粉砂岩为主,夹岩屑砂岩、粘土岩,底部有砾岩层,吴家坪组为半局限台地相及生物礁碳酸盐岩夹碎屑岩;龙潭组以陆源碎屑岩为主,夹碳酸盐岩及煤层。三叠系罗楼组以灰色薄层灰岩为主,夹少量粉砂质粘土岩。

2 晒瓦组层序

晒瓦组主要分布在克城—杉木寨、纳棚一带,在包包寨、克城一带厚度大,往北东变薄,在小革么一带尖灭。现以镇宁县克城晒瓦组剖面介绍如下(图2):

图2 镇宁县克城晒瓦组剖面略图

上覆地层:上二叠统龙潭组:灰、深灰色厚层燧石灰岩。

----------整合----------

晒瓦组(厚1 113.96m):

12.浅灰、深灰色薄层粉砂质粘土岩,夹少量粉砂岩、细砂岩。

206.29m

11.由灰绿色、深灰色中厚层粉砂岩与深灰色厚层泥质粉砂岩组成。岩石中可见砾屑结构,砾屑主要为玄武岩,少量粘土岩,砾屑含量在15%左右,砾屑粒径在1~20mm。粉砂岩中平行层理发育,见泥质条带状构造。其基本层序是由细砂岩—粉砂岩。

200.08m

10.灰、深灰色薄层—中厚泥质粉砂岩、泥质条带粉砂岩。岩石中偶见钙质细砂岩透镜体,顺层展布,透镜体长30~100cm,厚2~6cm。粉砂岩中平行层理发育。

139.98m

9.灰、深灰色中厚层细砂岩、砾屑长石细砂岩。细砂岩中平行层理发育,砾屑长石细砂岩中具粒序层理,砾屑主要为斜长石、玄武岩、植物碎片等。

21.30m

8.灰绿色、深灰色中至厚层含泥质粉砂岩。岩石中含泥质条带。

57.25m

7.灰色、深灰色中厚层粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩、钙质粘土岩组成,在钙质粘土岩中夹少量泥灰岩、细砂岩透镜体,粉砂岩中平行层理发育。

152.29m

6.灰色、浅黄色厚层粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩组成,局部夹少量钙质粘土岩。粉砂质粘土岩中含砂质条带。

148.33m

5.深灰色薄至中厚层粘土质粉砂岩。粉砂颗粒主要为玄武岩、硅质、长石,杂基则由粘土矿物及少许植物碎片等。

16.25m

4.灰色、浅褐色中厚层粉砂质粘土岩。

139.80m

3.灰色中至厚层细砂岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩组成,细砂岩中见平行层理,粉砂岩中见水平层纹。

44.55m

2.灰绿色、褐灰色粉砂质粘土岩为主,局部见粘土质粉砂岩。粉砂岩中水平层理极发育。

172.19m

— — — — — — — — — —平行不整合— — — — — — — — — —

下伏地层:峨嵋山玄武岩组:灰绿色拉斑玄武岩。

图3 贵州镇宁克城晒瓦组实测剖面9层的基本层序

晒瓦组中岩石以灰色、深灰色薄—中厚层泥质岩屑粉砂岩为主,夹中厚层岩屑细砂岩、粉砂质粘土岩及少量钙质粘土岩。粉砂岩、砂岩中岩屑以玄武岩屑为主,占岩石总量65%以上,次为粘土岩屑、长石岩屑、硅质岩屑等,杂基主要为粘土质,次为有机质及少量海绿石等。岩石中水平层理发育,层理常由不同粒级的粉砂与泥质相间组成,砂级碎屑常有向上变细的粒序递变,底部常具较少冲刷面。其典型基本层序由细砂岩——粉砂岩——粘土岩组成(图3),向上粒径变细,层次变薄。该套岩石中化石稀少,底与下伏玄武岩或四大寨组深灰色灰岩分界标志清楚,顶为为灰色灰岩。

在顶苏—小革么一带晒瓦组底部普遍发育砾岩层,砾岩层假整合于茅口组、四大寨组之上,砾岩层厚0~40m之间,为晚二叠世沿中二叠统侵蚀面上发育的一套河流相碎屑岩沉积,砾岩层中砾岩主要是由玄武质砾岩、角砾岩、砂岩、凝灰质粘土岩、炭质粘土岩、煤线组成,但各地岩性组合特征变化较大。

在小革么一带,砾岩层底部为一套深灰色含粉砂质炭质粘土岩;之上为块状砾岩岩,砾岩主要由玄武岩为主,含量70%~85%之间,砾径在3cm~5cm之间,砾岩呈次圆状—圆状,杂基为玄武岩屑砂、粉砂为主,少量钙质、粘土矿物;再上为5m厚左右的炭质粘土岩、煤线;煤线之上又为砾岩层为深灰、灰黑色中厚层—厚层玄武岩屑砂砾岩,砾岩主要为玄武岩,次有少量灰岩,砾岩含量5%~70%,砾径在0.3mm~30mm之间,杂乱排列,以次棱角状为主,砾岩之间以玄武岩屑、粉砂、泥质、钙质杂基充填和胶结,大型层理发育;顶部有3m~5m厚之薄层炭质粘土岩,其层序如图4A所示。

在顶苏一带,底部分布不连续厚1m~10m的深灰色薄至中厚层泥质灰岩、泥灰岩夹炭质粘土岩;中部以灰黄色薄至中厚层玄武岩屑砂岩、杂色凝灰质粘土岩夹炭质粘土岩、煤线;上部为灰、深灰色中厚层状砾岩,砾岩以玄武岩为主,次有燧石、灰岩,砾径在2mm~20mm之间,含量为50%~60%之间,砾岩多为次棱角状,砾岩之间由玄武岩屑、粉砂、钙质、粘土质等杂基充填和胶结。其层序如图4B所示。

顶苏以南地区,下部有约10m~30m杂色薄层凝灰质粘土岩、灰黑色薄层炭质粘土岩、粉砂质炭质粘土岩为主,夹灰、灰黄色中厚层玄武岩屑砂砾岩及煤线。上部5m~15m厚块状角砾岩,角砾含量在80%以上,砾岩主要为生物(蜓)灰岩,砾岩径在2cm~10cm之间,呈棱角状,砾岩之间由砂屑、粉屑、泥质等杂基充填和胶结,该层往南到顶苏南1.2km尖灭。其层序如图4C所示。

3 晒瓦组形成时间探讨

3.1 晒瓦组以灰色、深灰色薄—中厚层泥质岩屑粉砂岩为主,在小革么、顶苏一带底部普遍存在砾岩层,在砾岩层之下有1~10m厚的深灰色薄至中厚层泥质灰岩、泥灰岩,在该套灰岩中产牙形石NeogondolellagrantiBarskov et koroleva,PrioniodellactenoidesTatge等,这些牙形均属于晚二叠世分子,因此认为晒瓦组形成于晚二叠世。

3.2 在克城剖面可看出,晒瓦组平行不整合于峨嵋山玄武岩之上,峨嵋山玄武岩近年来ELIPMW内取得大量同位素年龄数为251~263Ma[6],范蔚茗等[7]认为峨嵋山玄武岩喷发时间在253~256Ma,也就是峨嵋山玄武岩喷发于晚二叠世早期。晒瓦组明显形成时间晚于峨嵋山玄武岩,因此认为晒瓦组形成于晚二叠世。

4 结 论

(1)顶苏地区晒瓦组假整合于玄武岩之上,底部有砾岩层,砾岩为晚二叠世沿中二叠统侵蚀面上发育的一套河流相碎屑岩沉积。砾岩层之上由细砂岩——粉砂岩——粘土岩组成,向上粒径变细,层变薄,属于前三角州亚相的产物。

(2)晒瓦组属于晚二叠世产物。

参 考 文 献

[1]季鑫鑫,李明等.贵州紫云四大寨地区晒瓦群的中二叠世牙形石[J].地质评论.2009,01(1).

[2]高勇群,杨逢清等.贵州紫云晒瓦晚二叠世深水相地层[J].地层学杂志.2001,25(2).

[3]朱江,张招崇等.贵州盘县峨嵋山玄武岩系顶部凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄:对峨嵋山大火山成岩省与生物大规模灭绝关系的约束[J].岩石学报.2011,27(9).

[4]杜远生,黄宏伟等.右江盆地晚古生代—三叠纪盆地转换及其构造意义[J].地质科技情报.2009,28(6).

[5]张荣强,周雁等.贵州西南部威—紫—罗断裂带构造特征及演化[J].地质力学学报.2009,15(2).

[6]张招崇.关于峨嵋山火成岩省一些重要问题的探讨[J].中国地质.2009,36(3).

[7]范蔚茗,王岳军等.桂西晚古生代玄武岩Ar-Ar和U-Pb年代学及其峨嵋山玄武岩省喷发时间的约束[J].科学通报.2004,49.

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