粤西郁南—德庆地区奥陶系岩石地层序列及古生物化石特征

许汉森 ，严成文 ，李出安 ，林小明 ，牛志军 ，张献河 ，许冠军 ，王志宏

Xu Han-Sen1,YAN Cheng-Wen1,LI Chu-An1,LIN Xiao-Ming1,NIU Zhi-Jun2,3,ZHANG Xian-He1,XU Guan-Jun1,WANG Zhi-Hong2,3

（1.广东省地质调查院，广州510080；2.中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉430205；3.中国地质调查局古生物与生命-环境协同演化重点实验室，武汉，430205）

（1.Guangdong Geological Survey,Guangzhou 510080,Guangdong,China;2.Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei,China;3.Key Laboratory for Paleontology and Coevolution of Life and Environment,China Geological Survey,Wuhan 430205)

华夏地块的构造属性是华南地区大地构造演化的关键问题[1-5]。目前华夏地区由多块体组成的构造格局逐渐清晰[6-9]，云开地块是其中最为重要的组成部分之一，早古生代则是云开地区乃至华夏弧盆造山系构造演化的关键时期，其中奥陶纪为重要的转折期。该时期沉积建造和古生物群出现明显分异[10]，岩浆活动增强[11-12]，区域性的构造活动——郁南运动[13-14]开始出现。

郁南—德庆地区位于粤西云开地块北缘，奥陶纪地层出露相对完整，是桂东粤西地区典型岩石地层单位的命名地[15]，岩性组合为碎屑岩夹少量碳酸盐岩。尽管该区早在1962年的1︰20万区域地质调查时就基本厘定了早古生代地层序列❶，然而由于研究区后期构造-岩浆作用较强，变质变形复杂，特别是生物群的研究不足，缺乏高精度年代地层格架，加之碎屑岩建造中地层对比标志性不明确，在地质填图和区域对比中可靠性不足，在地层划分方面仍存在着较大争议，制约了该地区基础地质调查研究工作的深入开展。

2010-2012年广东省地质调查院开展1∶5万郁南幅等区调工作，在前人工作的基础上，开展了系统的野外地质调查、剖面测制及区域对比研究，进一步厘定奥陶纪地层序列，发现大量双壳类、三叶虫、腕足类等化石，2015-2016年对化石又进行了补充采集。本文通过对云开地区奥陶纪地层岩石序列、生物化石群的初步讨论对比，旨在对云开地块周缘早古生代的地层划分对比及区域地质演化提供新的资料和认识。

1 地质研究概况

粤西郁南—德庆地区大地构造背景上位于江绍—郴州—钦杭对接带以东的武夷—云开弧盆系新干-永丰弧间盆地（图1a）[9]，地层区划分属于华南地层大区东南地层区云开地层分区罗定地层小区（图1b）[15]。研究区奥陶系岩石主体为砾岩、砂砾岩、砂岩及粉砂岩等陆源碎屑岩夹粘土岩等，局部见极少量碳酸盐岩沉积，广东省地质矿产局[9]称之为浅海类复理石碎屑岩建造，与粤东、粤中地区笔石页岩碎屑岩建造有明显区别。

图1 研究区地质简图Fig.1 Geological sketch map of Yunan and Deqing area,western Guangdong Province

关于研究区奥陶系的调查研究，系统工作始于1962年1∶20万罗定幅区域地质调查❶，将奥陶系划分为回龙群、缩尾岭群和三尖群，后为中南地区区域地层表编写小组[16]引用。广东省地质局1977年在编制广东省1∶50万地质图时❷，通过对化石组合的重新分析，认为回龙群属寒武系八村群而废弃，将该区奥陶系划分为早奥陶世缩尾岭群、中—晚奥陶世三尖群，广东地质矿产局[15]在编制广东省地质志时引用后，在粤西地区广为使用。广东省区域地质调查大队在开展1∶5万德庆县、悦城幅区调时❸，将奥陶系自下而上依次命名为罗洪组、罗东组、东冲组及兰瓮组，广东省地质矿产局[14]在地层清理时沿用此划分方案，其后成为广东省境内地质调查奥陶纪地层划分的统一规范。笔者等在粤西德庆—郁南地区开展1∶5万区调工作，也基本采用这一套地层序列，依据新发现的化石，将大历山一带原1∶20万图幅中原划分为晚三叠世-早侏罗世的一套地层重新厘定为晚奥陶世兰瓮组[17]。

研究区地质概况见图1c。

2 沉积序列及岩石组合特征

研究区奥陶系自下向上划分为罗洪组（O1l）、东冲组（O2d）、兰瓮组（O3lw），由于总体上生物化石研究的不足，本文暂将奥陶系年代地层的三个统对应于三个岩石地层单位。由于罗东组灰岩在研究区内分布局限，仅局部为夹层状或透镜状出露，出露宽度最多几米，且沿走向沿伸较不远，从1︰5万及更小比例尺填图角度来讲不具可填性，本文暂将其归入罗洪组，一般作为罗洪组的顶。

2.1 罗洪组

（1）岩性组合特征：主要出露于德庆县下六冲－郁南县桐油岭等地，罗洪组主要岩性特征为暗灰、灰黄、褐黄色中层状、局部厚层块状石英砂岩、长石石英砂岩、（长石）石英杂砂岩夹薄－中层状粉砂岩、泥岩、炭质泥岩。受后期动热变质作用影响，局部片理化、千枚岩化及角岩化等。近顶部为一层深灰色厚层状细晶灰岩，含少量腕足类化石，区域上呈透镜状。

底部一般以暗灰、灰黄、褐黄色厚层－块状含砾石英砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩整合接触于下伏寒武系水石组灰黑、暗紫色粉砂质泥岩、炭质泥岩之上，研究区一般可以用灰岩夹层（透镜体）的出现作为罗洪组的顶，与上覆东冲组块状砾岩、砂砾岩呈平行不整合接触，厚度大于249.9 m。

（2）基本层序：发育由石英杂砂岩、粉砂岩及泥岩组成的基本层序。中下部发育由砂岩、杂砂岩－泥质粉砂岩、粉砂质泥岩的旋回性基本层序（图2A，图3A），厚几十厘米至几米不等；上部发育由泥质粉砂岩－粉砂质泥岩的旋回性基本层序及由粉砂岩－泥质粉砂岩组成的向上变细旋回性基本层序（图2B，图3B），厚多几厘米至十几厘米。

（3）沉积构造及沉积环境：底部局部可见冲刷构造、槽状交错层理等，向上发育水平层理、沙纹层理及脉状层理等构造。由下向上，整体粒度变细，泥质成分增多。底部石英砂岩、长石石英砂岩、含砾砂岩，成熟度较高，示滨海相之砂砾质海滩、潮坪环境；中晚期沉积物粒度变细，呈现海进型沉积结构，并发育砂泥韵律层等，示进一步海进，属浅海相；末期，局部沉积薄—极薄层状粉砂质—泥质韵律层，示水深进一步加大，海侵作用达到顶峰。

（4）区域对比：罗洪组命名剖面在德庆旺洞—罗洪剖面[14]，厚660 m，以砾岩、砂砾岩、含砾长石石英砂岩及含砾千枚岩为主。莫柱荪1965年据1∶20万罗定幅区调，以罗洪组底部的砾岩作为郁南运动的标志。广东省地质矿产局[14]将研究区大历山、缩尾岭（石挞山）的砾岩都作为罗洪组底部层位，从本文的资料来看，这种对比尚需进一步研究。研究区底部多为暗灰、灰黄、褐黄色厚层－块状含砾石英砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩整合接触于下伏水石组灰黑、暗紫色粉砂质泥岩、炭质泥岩之上，区域上代表“郁南运动”的底砾岩分布范围可能较为有限。桂西地区奥陶系底部的六陈组以页岩为主，富含笔石，也未见砾岩层[17]，广东韶关、台山地区笔石页岩建造类型中寒武系与奥陶系呈整合接触[14]，因而罗洪组命名剖面的砾岩构造背景需要进一步研究。

研究区罗洪组顶部常见灰岩透镜体，区域分布不稳定，零星见腕足类化石，厚仅有数米至20余米，但其在德庆罗洪村厚达160 m，下部为深灰色中层状灰岩夹钙质泥岩，上部为灰白色块状结晶灰岩（图2C）。考虑其区域分布的不稳定性，本文将其作为罗洪组上部的夹层。

2.2 东冲组

（1）岩性组合特征主要出露于德庆县石挞山（缩尾岭）—郁南县龙塘村、杨坪一带，东冲组岩性主要为黄褐、褐黄色中层状（局部厚层块状）石英砂岩、长石石英砂岩、石英杂砂岩夹灰绿、褐黄、紫红色薄－中层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，底部一般以灰岩夹层（透镜体）的结束或厚层块状砾岩、砂砾岩的出现为标志与下伏罗洪组平行不整合接触（图4），顶部以大套灰黄色、暗紫色薄-中层层状粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等的结束，灰黄、黄褐色厚层块状石英砂岩、含砾石英砂岩、砂砾岩的出现为标志进入上覆兰瓮组，厚度大于734.1 m。

德庆石挞山地区，底部见灰色块状中－中粗砾岩（图2D），出露宽大于20 m，砾石成分以石英

粉细砂岩、长石石英粉细砂岩为主，另见少量石英砾，向上为石英砂岩，其中见大量腕足类化石。另在德庆宝珠镇干坑一带见有大量有双壳类化石（图2F）及少量的三叶虫、腕足类等化石，详见下文。

图2 云开地区奥陶系野外露头照片Fig.2 Photography of outcrop of Ordovician in Yunkai area

（2）基本层序：以发育由长石石英砂岩、杂砂岩、石英砂岩、粉砂岩及泥岩等组成的旋回性基本层序为主，底部亦常发育由砾岩、砂砾岩组成的非旋回性基本层序。中下部发育由长石石英杂砂岩、长石石英砂岩（图2E）、石英杂砂岩－泥质粉砂岩、粉砂质泥岩的旋回性基本层序（图3C），厚几厘米至几米不等；上部发育由石英杂砂岩－粉砂岩－泥岩的向上变细的旋回性基本层序（图3D），顶部发育不甚明显的由泥质粉砂岩－粉砂质泥岩的旋回性基本层序（图3E），厚几厘米至几十厘米不等。

（3）沉积构造及沉积环境：底部粗碎屑岩中普遍发育清晰的正粒序层理，向上可见韵律层理、沙纹层理及平行层理等沉积构造，属水体相对较浅且动荡的滨岸环境；自下而上，整体有粒度变细，泥质成分增多，呈现出清晰的退积型沉积序列特征。至晚期，发育大套泥岩、粉砂质泥岩，发育沙纹层理、水平层理，加积型沉积结构特征明显，属水体相对较深的浅海环境。

（4）区域对比东冲组命名剖面在广东云浮县南乡东冲，为含钙质石英砂岩夹石英绢云母微片岩，命名剖面未见底，在德庆悦城罗东组灰岩之上，可见含砾中粗粒砂岩[14]，研究区东冲组上部层位总体与区域上差别不大，但是底部层位在德庆县石挞山（原缩尾岭）、郁南县南江口蓝寨、通门蓝湖等地普遍发育砾岩层，砾石磨圆度高、成分复杂，分选差，以石英岩、变质石英砂岩、石英杂砂岩为主，少量石英质、泥质及花岗质砾石，这种砾岩层在广东高要小湘苍源洞也有见及[14]，这是否表明中奥陶统底部在云开地区有一次地壳抬升过程，此砾岩的构造背景也值得进一步研究。

2.3 兰瓮组

（1）岩性组合特征主要出露于郁南县大历山、德庆县龟尾、回龙一带，郁南县大历山地区以往1︰20万区调工作中认为其属于晚三叠世—早侏罗世，严成文[17]依据发现的腕足类等化石，将其厘定为晚奥陶世。

兰瓮组下部以青灰、灰黄色中厚层状石英砂岩、含砾石英砂岩为主，偶夹薄—极薄层状粉砂质泥岩、板岩、千枚岩化板岩，向上粒度变细，向石英砂岩夹粉砂质泥岩、泥质粉砂岩过渡，甚至出现大套褐黄、浅紫色薄-中层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹石英砂岩。底部以厚层块状石英砂岩、含砾砂岩、砂砾岩（图2G）整合于下伏东冲组黄褐、紫红色薄-中层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩层或砂泥韵律层之上，未见顶，厚度大于334.3 m。在回龙（石挞山脚下），采获较多三叶虫化石，详见下文。

（2）基本层序：以发育由砂砾岩、含砾石英砂岩、石英砂岩及泥质粉砂岩组成的旋回性基本层序为主，在底部的砾岩及顶部的泥岩、粉砂质泥岩中亦见非旋回性基本层序发育。下部发育由砂砾岩、含砾砂岩－石英砂岩的旋回性基本层序（图3F），厚多几米至十几米；中上部发育由石英砂岩、含砾石英砂岩－泥质粉砂岩的向上变细的旋回性基本层序（图3G），厚多几十厘米至几米。

（3）沉积构造及沉积环境：下部的砾岩、含砾石英砂岩及石英砂岩多发育粒序层理、平行层理、沙纹层理、羽状交错层理（图2H）及冲刷构造等沉积构造，指示滨海相砂砾质海滩的高能沉积环境。由下向上，体现出砂砾岩-砂岩夹泥质粉砂岩-粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩的沉积旋回特征，局部以三叶虫、腕足类为主的生物化石丰富，表现为退积型沉积序列，总体属于浅海相。

（4）区域对比兰瓮组命名剖面在广东云浮县南乡兰瓮，为含砾石英细砂岩与泥质粉砂岩的地层序列[14]，下部以石英砂岩为主，常含石英细砾，局部有砾岩透镜体，总体来看，研究区兰瓮组底部亦是以砂岩为主，偶夹有砾石层，与命名剖面具有较好的对比性。

3 古生物特征及地质时代讨论

3.1 罗洪组

罗洪组化石相对较少，本次工作在郁南县东罗旁等地罗洪组剖面中采获较多疑源类，主要有Leiosphaeridiasp.，Lophosphaeridiumsp.，Dictyotidiumsp.，Retisphaeridiumsp.，Multiplicisphaeridiumsp.，Cymatiogaleasp.，Retinaritessp.，Laminaritessp.，等以及底栖藻类碎片（图4），其中Retisphaeridium，Multiplicisphaeridium，Cymatiogalea等常见于寒武纪晚期－早奥陶世地层中。

图3 研究区奥陶纪岩石地层基本层序Fig.3 The basic sequence of Ordovician lithostratigraphy

在郁南县通门镇地区，罗洪组上部的灰岩透镜体中，产有少量的保存相对较差的腕足类化石，区域上在德庆县罗洪村的罗东（即原称罗东组）碳酸盐岩中，安太庠[19]记述了早奥陶世罗东组中的一枚牙形刺Drepanoistodus paucicostatus，该化石为早奥陶世特马豆克阶D.paucicostatus带的重要分子[20]。在郁南县鸡林的灰—深灰色透镜状灰岩中产珊瑚Favositessp.等[14]，然而该化石常见于志留系，其区域对比尚需进一步研究。

3.2 东冲组

本次工作在回龙石挞山、宝珠大历山及通门旺九等地东冲组中采获大量古生物化石，其中以德庆县大历山干坑村附近东冲组化石数量最多，以双壳类占绝对优势，经初步鉴定，计有：Praenucula,Homilodonta,Similodonta,Trigonoconcha,Concavodonta,Arcodonta,Sthenodonta,Nuculites,Phestia,Cardiolaria,Inaequidens,Mytilarca?,Cyrtodonta,Modiolopsis,Carminodonta,Famatinodonta等16属（分属于8科），此外还有若干未命名的新属，化石以古栉齿类为主，其它翼形类、古异齿类、异齿类等则相对较少。同层产出的还有三叶虫Nileussp.,Lonchobasilicussp.,Calymenensun tingi(Sun),Asaphopsis?sp.和腕足类Paralenorthissp.，Aegiria?sp.,Leptellinasp.,Obolus?sp.,Strophomenasp.,Nicolellasp.等（牛志军等另文发表），其中Lonchobasilicus、Calymenesun属常见于我国中奥陶世达瑞威尔期至晚奥陶世凯迪期（Zhou and Zhen,2008），C.tingi常见于贵州遵义中—晚奥陶世十字铺组，是黔北、川西南、滇东南（文山）及滇东北（巧家）等地十字铺组（或上巧家组）的带化石[21]。

前人曾在缩尾岭（石挞山）及大历山一带采获三叶虫：Illaenussp.，I.sinensisYabe，Synhomalonatus birmanica(Reed)；腕足类：Orthisca rausii Salter，O.calligrammavar.hupehensis Chang，O.calligrammavar.intercalareChang，Meterthis delicateWang，M.cf.ichangensisWang； 腹 足 类 ：Ophiletasp.，Donaldiellasp.等[16,21]。其中S.birmanica曾见于云南施甸，产出层位相当于大湾组顶部，其它化石与扬子区早—中奥陶世大湾组均常见，相互间可以很好对比[21]。

此外，东冲组还富含疑源类，主要有：Gorgonisphaeridiumsp.，Leiosphaeridiasp.，Cristalliniumsp.，Dictyotidiumsp.，Coryphidiumsp.，Lophosphaeridiumsp.，Baltisphaeridiumsp.，Laminaritessp.，Heliosphaer-idiumsp.，Tasmanitessp.，Brocholaminaria nigrita等（图4），另外，也发现“隐孢子状”微体化石及笔石胞管碎片，其中Gorgonisphaeridium，Cristallinium，Coryphidium等是奥陶系尤其下－中奥陶统已知常见分子。

图4 研究区奥陶纪疑源类化石Fig.4 Ordovician Acritarchs fossil in Yunan and Deqing area

3.3 兰瓮组

严成文[17]报道了大历山一带兰瓮组中上部采集的腕足类、腹足类、三叶虫及海百合等化石。最近在德庆县龟尾、回龙（石挞山脚下）又补充采集了较多的三叶虫化石，主要有Ampyxinellasp.,Ampyx abnormis,Cyclopygesp.,Lisogoritessp.,Lonchodomassp.,Nankinolithus wanyuanensis,N.nankinensis,Niuchangellasp.,Nileussp.,Ovalocephaluscf.longicervix等（王志宏等另文发表），特别是Nankinolithus属，广见于扬子地区晚奥陶世中期临湘组[22]、汤头组和黄泥岗组[20]，是与扬子区同期动物群对比的标志。

4 结论

（1）厘定了粤西云开郁南—德庆地区奥陶系地层序列，自下而上为罗洪组、东冲组、兰瓮组，岩性组合总体为碎屑岩建造，各组间底部多见有砂砾岩层。

（2）奥陶系生物化石发育，中奥陶统双壳类在数量上占绝对优势，以古栉齿类为主；而中、晚奥陶世腕足类和三叶虫表明所在碎屑岩的地层时代，同时其中的腕足类、三叶虫化石与扬子区具有很好的对比性，这对认识扬子及华夏地块间构造演化具有重要的研究价值。

广东地质调查院王忠忠、王超参与野外工作，本文所涉及的化石承蒙中国科学院南京古生物研究所尹磊明、廖卓庭、许汉奎研究员、中山大学刘春莲教授、武汉地质调查中心张仁杰研究员、曾庆銮研究员、中国地质大学纵瑞文博士鉴定，在此深表致谢！

注释：

❶广东省地质局.1∶20万罗定幅区域地质测量报告[R].1962.

❷广东省地质局.广东省1∶50万地质图及说明书[R].1977.

❸广东省区域地质调查大队.1∶5万德庆幅、悦城幅区域地质调查报告[R].1992.

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