云南镇雄地区飞仙关组岩层基本层序与沉积环境

2019-03-07李兴义刘以成

云南地质 2019年1期

李兴义，刘以成，吕俊

(云南地矿国际股份有限公司云南昆明 650051)

下三叠统飞仙关组(T1f1)岩石地层最早由赵亚曾(1929)创名于四川省广元县飞仙关。原始定义：以紫红色碎屑岩为主，上部含有薄层状的灰岩夹层。云南省地质局第一区域测量队1965年[1]将“飞仙关组”名称引入云南以后，至今广泛使用。

据《云南省岩石地层》(云南省地质矿产局，1996)，飞仙关组(T1f)分布于滇东北地区，与下伏地层呈假整合接触。岩石组合具两分性：下部为紫红、黄褐色石英砂岩夹泥质粉砂岩、页岩；上部为灰绿、黄褐及少量紫红色页岩、泥质粉砂岩，夹灰色薄层灰岩、鲕状灰岩、生物灰岩、泥灰岩。化石以双壳类为主，腕足类、腹足类、介形类较少。次层型剖面(罗平县金竹棚剖面)上，厚289 m，形成于滨海陆屑滩环境。

近年来，在云南省1∶5万五德、芒部、镇雄县、周骥站四图幅的区域地质调查中，通过剖面测制和系统的路线地质调查，将飞仙关组(T1f)的进一步划分、以及对其岩层基本层序的研究、沉积环境的研究方面，都取得了较为明显的进展。

飞仙关组(T1f)在1∶5万芒部、镇雄县幅均有出露。在芒布幅，该组主要出露于图幅北西部杉树坪子-牛儿岩带、南东部老鹰嘴-马家沟门口一带，另在北东部大丫口-横山一带也有少量出露。在镇雄县幅，主要出露在东部的塘房、拨机、二龙关一带(图1)，在西部的场坝也小面积出露。调查区内镇雄县六角村剖面是下三叠统飞仙关组(T1f)较好的代表性剖面，通过该剖面的详细研究，下三叠统飞仙关组(T1f)其上被下三叠统嘉陵江组(T1j)整合覆盖，与下伏地层上二叠统龙潭组(P3l)呈假整合接触。整个飞仙关组厚533.3m；可进一步划分为三个岩性段。飞仙关组一段(T1f1)为青灰、黄绿、灰绿色薄-厚层状(泥质)粉砂岩、细粒长石石英杂砂岩、粉砂质泥岩，厚85.9m；二段(T1f2)为黄绿、紫红色细粒岩屑(长石)石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹砂屑灰岩、泥岩，厚312.00m；三段为紫红、灰紫杂色薄—中厚层碳酸盐岩及少量岩屑长石砂岩、钙质粉砂岩、泥岩，厚135.4m。

图1 云南镇雄地区飞仙关组分布图

1.第四系；2.关岭组；3.嘉陵江组；4.飞仙关组三段；5.飞仙关组二段；6.飞仙关组一段；7.龙潭组；8.峨眉山玄武岩；9茅口组；10.整合接触界线；11.火山喷发不整合接触；12.平行不整合接触；13.实测逆断层；14.剖面位置；

1 飞仙关组一段(T1 f 1 )特征

1.1 剖面列述

镇雄县六角村下三叠统飞仙关组(T1f)实测剖面(图2)。

上覆地层：飞仙关组二段(T1f2) 紫红、灰绿色细砂岩与灰褐色含钙质粉砂岩上覆地层

--------------------整合--------------------

飞仙关组一段(T1f1)

135.40m

11.青灰色厚层状细砂岩与同色薄层状粉砂岩组成韵律性基本层序，二者比例为7︰1。砂岩单层厚50cm～60cm，粉砂岩单层厚2cm～5cm

9.30m

10.青灰色厚层状细砂岩，单层厚60cm～70cm，平行层理发育

11.90m

9.青灰色中—厚层状粉砂岩，单层厚40cm～60cm

7.80m

8.青灰色中—厚层状泥质粉砂岩，单层厚40cm～60cm，局部夹灰褐色薄层状黏土岩

39.40m

7.黄绿色薄层状含生物碎屑粉砂质泥岩，单层厚2cm～8cm

9.80m

6.黄绿色泥岩与青灰色粉砂岩互层

9.60m

5.青灰色中—厚层状粉砂岩，单层厚30cm～40cm

28.70m

4.黄绿色薄层状长石石英杂砂岩，单层厚2cm～5cm

18.90m

— — — — — —平行不整合— — — — — —

下伏地层：龙潭组二段(P3l2)灰黄色薄层状粉砂岩

图2 镇雄县六角村下三叠统飞仙关组(T1f )实测地层剖面图

1.岩屑长石石英；2.岩屑石英砂岩；3.含生物碎屑砂岩；4.细砂岩；5.钙质细砂岩；6.钙质细砂岩；7.长石石英杂砂岩；8.粉砂岩；9.泥质粉砂岩；10.钙质生屑泥质粉砂岩；11.钙质泥质粉砂岩；12.生屑泥质粉砂岩；13.钙质粉砂岩；14.生屑粉砂岩；15.泥岩；16.钙质泥岩；17.页岩；18.炭质页岩；19.化石层；20.铁锰质风化壳；21.鲕状灰岩；22.鲕状生屑微晶灰岩；23.泥晶灰岩；24.泥晶泥灰岩；25.粉晶灰岩；26.灰岩条带

1.2 飞仙关组一段岩石组合与基本层序

飞仙关组一段(T1f1)的岩石组合具三分性，厚85.90m。上部为青灰、灰绿色中—厚层状粉砂岩与细砂岩不等厚互层，中部为黄绿、青灰色薄—中厚层状生物碎屑粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩、粉砂岩，下部为黄绿色薄层状长石石英杂砂岩。该段与下伏长兴组(P3c)整合接触，亦可超覆于龙潭组二段(P3l2)之上。黄绿色砂岩、泥岩的出现，是本段的划分标志。

飞仙关组一段(T1f1)有4种基本层序

第一类基本层序为剖面中4、10层，由黄绿、青灰色薄层—厚层状细粒砂岩组成非旋回性基本层序，单层厚2cm～70cm不等，平行层理发育。此类基本层序属河流成因的可能性较大。

第二类基本层序为剖面中5、7、8、9层，由黄绿、青灰色中—厚层状(泥质)粉砂岩组成非旋回性基本层序，单层厚30cm～60cm。岩石中具浪成不对称波痕。部分层位泥质含量增加、层厚变薄，为薄层状含生物碎屑粉砂质泥岩，单层厚2cm～8cm。部分层位夹灰褐色薄层状黏土岩。本类基本层序很可能形成于潮下—浅海环境。

第三类基本层序为剖面中6层(如图3a)，由黄绿色泥岩与青灰色粉砂岩形成韵律性基本层序，形成于潮间—潮下环境。

第四类基本层序为剖面中11层(如图3b)，由青灰色厚层状细砂岩与同色薄层状粉砂岩组成韵律性基本层序，二者比例为7︰1。砂岩单层厚50～60cm，粉砂岩单层厚2～5cm。本类基本层序形成于潮上—潮间环境。

图3 飞仙关组三段(T1f 1)基本层序示意图

2 飞仙关组二段(T1f 2)特征

2.1 剖面列述

镇雄县六角村下三叠统飞仙关组(T1f)实测剖面中部。

上覆地层：飞仙关组三段(T1f3) 紫红色薄—中层状粉砂质泥岩夹薄—中层状粉砂岩

--------------------整合--------------------

飞仙关组二段(T1f2)厚312.00m

57.紫红、黄绿色中层状岩屑长石石英砂岩，单层厚30cm～40cm

1.40m

50～56.下部为厚6.90m的灰绿、黄绿色及少量紫红色中层状粉砂岩、粉砂质泥岩，单层厚10cm～20cm，偶夹黄绿色薄层状泥岩。中部为厚3.40m的灰绿色薄-中层状生物碎屑粉砂岩夹砂屑灰岩条带，粉砂岩单层厚5cm～20cm。上部为厚2.00m的灰绿色中厚层状岩屑石英砂岩，单厚40cm～60cm。顶部为厚1.30m的青灰色薄层状泥质粉砂岩，单层厚2cm～8cm

13.60m

49.灰绿色薄层状粉砂岩，单层厚5cm～10cm，局部见砾石。砾石大小2cm～5cm，较差分选性，呈次圆状，砾石主要为灰岩、砂岩等

2.00m

47～48.紫红、灰绿色薄—中层状细粒含砾生物碎屑长石石英砂岩，单层厚2cm～20cm。分选性一般，磨圆

度较好

2.80m

45～46.灰绿色薄层状钙质细砂岩与紫红色泥岩组成韵律性基本层序，二者比例为2～3︰1。砂岩单层厚0.2cm～0.5cm，泥岩单层厚20cm～30cm，脉状层理发育，脉宽0.2cm～0.5cm

7.10m

43～44.灰绿色薄层状钙质细砂岩与薄—中层状(粉砂质)泥岩组成韵律性基本层序，二者比例为5︰1～3︰1。岩石单层厚2cm～10cm。砂岩层面上见不对称波痕，古流向245°，波距2cm～4cm，波峰0.5cm～1cm，波谷1cm。泥岩单层厚20cm～30cm，脉状层理发育

6.20m

42.紫红色粉砂质泥岩与灰绿色细砂岩组成韵律性基本层序，二者比例为2︰1～1︰1。泥岩脉状层理发育，单层厚0.2cm～0.5cm，砂岩单层厚1cm～3cm，脉状层理发育

37.50m

41.紫红色钙质泥岩夹薄—中层状钙质细砂岩，单层厚5cm～30cm

12.70m

20.70m

29～36.底部为厚3.30m的紫红色薄—中层状泥质粉砂岩，单层厚5cm～20cm。下部为厚15.70m的紫红、灰绿色中—厚层状细砂岩，单层厚30cm～60cm。上部为厚39.80m的紫红色及少量灰绿、黄绿色薄—中层状(含生物碎屑)泥质粉砂岩，单层厚5cm～30cm

58.80m

28.灰绿色薄层状粉砂岩夹紫红色薄层状泥岩，二者间比例2︰1。粉砂岩单层厚1cm～2cm，泥岩单层厚1cm

7.80m

27.紫红色薄—中层状生物碎屑粉砂岩，局部见夹有灰绿色薄层状粉砂岩条带。粉砂岩单层厚5cm～20cm，生物碎屑多为双壳类

16.10m

25～26.下部为厚14.70m的黄绿色薄层状粉砂质泥岩，单层厚2cm～5cm。上部为厚3.20m的紫红、灰绿色中层状粉砂岩，单层厚10cm～20cm

17.90m

24.灰绿色薄层状粉砂岩与紫红色薄层状泥岩呈不等厚互层，二者比例为2︰1，局部接近1︰1。岩石单层厚1cm～2cm

15.00m

23.紫红色中层状含生物碎屑泥质粉砂岩，单层厚10cm～20cm。局部夹青灰色钙质粉砂岩条带

7.80m

22.紫红色薄层状泥岩夹黄绿色薄层状粉砂岩，二者比例为2︰1～1︰1。泥岩单层厚1cm～2cm。粉砂岩单层厚1cm～2cm

10.20m

18～21.下部为厚14.50m的紫红、青灰色中层状钙质生物碎屑泥质粉砂岩，单层厚20cm～30cm，水平层理发育。中部为厚5.80m的灰黄色中层状粉砂岩夹紫红色泥岩，二者比例为5︰1～8︰1；粉砂岩单层厚10cm～20cm，泥岩单层厚20cm～5cm。上部为厚11.35m的青灰、黄绿色薄中层状钙质泥质粉砂岩，单层厚2cm～20cm。

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31.65m

15～17.下部为厚2.10m的浅灰白色中—厚层状含砂屑含生物碎屑微晶灰岩。中部为厚0.50m的深灰色鲕粒状灰岩。上部为厚4.10m的灰、深灰色薄层状鲕粒状生物碎屑灰岩，局部夹厚1cm～2cm的黄绿色砂岩条带。

6.70m

12～14.紫红、灰绿色中—厚层状细砂岩与灰褐色含钙质粉砂岩组成韵律性基本层序，重复出露2次，基本层序厚1.50m～1.60m。砂岩单层厚40cm～60cm，含钙质粉砂岩厚约20cm

10.30m

———————整合———————

下伏地层：飞仙关组一段(T1f1) 青灰色厚层状细砂岩与同色薄层状粉砂岩组成韵律性基本层序

2.2 飞仙关组二段岩石组合与基本层序

飞仙关组二段(T1f2)以黄绿、紫红色细粒岩屑(长石)石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹砂屑灰岩、粉砂质泥岩、(钙质)泥岩，厚312.00m。岩石的颜色是本段与下伏飞仙关组一段(T1f1)的划分依据，飞仙关组一段(T1f1)青灰色的消失，本段此红色的大量出现即为分界，标志清楚，飞仙关组生物化石主要存在飞仙关组二段.出现牙形石、双壳类化石等。双壳类(照片1-3，4)：Eumorphotiscf.multiformis(Bittner)，Unionise fasa-ensis(Wissmann)，ClaraiakweichowensisChen，C，concentrica(Yabe)，Unionitesfassaensis(Wissmann)。

本段基本层序划分为6种类型，有规律地出现在本段的不同部位，反映了沉积环境有规律地变化。现由下而上分述如下。

图4 飞仙关组三段(T1f 2)基本层序示意图

1.细砂岩；2.钙质细砂岩；3.粉砂岩；4.钙质粉砂岩；5.泥质粉砂岩；6.钙质生物碎屑泥质粉砂岩；7.粉砂质泥岩；6.泥岩；

第一类基本层序为剖面中12～14层(如图4a)，由①紫红、灰绿色中—厚层状细砂岩(A)→②青灰色含钙质粉砂岩(B)构成旋回性基本层序，二者比例约为6︰1，基本层序厚1.50m～1.60m。A层单层厚单层厚40cm～60cm。B层单层厚10cm～20cm，富含生物化石。此类基本层序形成于潮上—潮间带。

第二类基本层序为剖面中15～17层，由浅灰白、灰、深灰色含砂屑含生物碎屑微晶灰岩、鲕粒状生物碎屑灰岩构成非旋回性基本层序(照片1-1)。上部夹厚1cm～2cm的黄绿色砂岩条带。本类基本层序形成于高能环境的开阔台地。

第三类基本层序为剖面中18～21、29～36层(如图4b)，由紫红、青灰、黄绿色中层状钙质(生物碎屑)泥质粉砂岩组成非旋回性基本层序，单层厚一般为10cm～30cm(部分为2cm～10cm)，水平层理发育。部分基本层序中夹紫红色薄层状(3cm～5cm)泥岩、紫红、灰绿色中—厚层状(30cm～60cm)细砂岩。泥岩中产双壳类化石。部分岩石中泥质含量较低，为粉砂岩。本类基本层序形成于潮下—浅海环境。

第四类基本层序为剖面中22～28层(如图4c)，由紫红、黄绿色薄—中层状(粉砂质)泥岩与黄绿、灰绿色薄层状粉砂岩组成韵律性基本层序，二者比例为2︰1～1︰2。粉砂岩单层厚1cm～20cm，部分粉砂岩为含生物碎屑(泥质)粉砂岩。泥岩单层厚1cm～5cm，局部见龟裂纹。本类基本层序形成于潮间带。

第五类基本层序为剖面中37～42层(如图4d)，由紫红、黄绿色薄层状粉砂质泥岩(主)与紫红、灰绿、黄绿色薄层状细砂岩(少)构成韵律性基本层序，二者比例为3︰1～1︰1。粉砂质泥岩单层厚2cm～10cm，细砂岩单层厚1cm～5cm。粉砂质泥岩在部分韵律中泥质含量减少，为粉砂岩。部分韵律中粉砂质泥岩缺失，细砂岩成为主体部分。粉砂质泥岩中粉砂屑分布不均，形成脉状层理(照片1-2)。本类基本层序可能形成于潮上—潮间带。

第六类基本层序为剖面中43～46层(如图4e)，由灰绿色薄层状(钙质)细砂岩与紫红色薄层状泥岩组成韵律性基本层序，二者比例为2︰1～5︰1。砂岩单层厚2cm～10cm。砂岩层面上见不对称波痕，古流向245°，波距2cm～4cm，波峰0.5cm～1cm，波谷1cm。细砂岩在部分基本层序中被粉砂岩所取代，所占岩石比例低于粉砂质泥岩(4︰1～2︰1)。泥岩在部分基本层序中为粉砂质泥岩，单层厚20cm～30cm。本类基本层序可能形成陆源碎屑物供给充分的潮上—潮间带。

剖面中47、48、49、57层为灰绿色薄—中厚层状(钙质)岩屑长石石英砂岩、含砾生物碎屑细砂岩，单层厚5cm～60cm。此岩石组合总体特征与第一类基本层序相似，仅是青灰色含钙质粉砂岩(B层)缺失。部分岩石中含砾石，砾石大小2cm～5cm，较差分选性，呈次圆状，砾石主要为灰岩、砂岩等。部分基本层序中砂岩被粉砂岩取代。细砂岩具板状交错层理。本类基本层序可能形成于河流环境。

剖面中50～56层为黄绿色薄层状(粉砂质)泥岩，紫红、黄绿色薄—中层状(生物碎屑)粉砂岩、青灰色薄层状泥质粉砂岩。岩石组合与上述第三、第四类基本层序大致相同，形成于潮间—浅海环境。

照片1-1 紫红色粉砂岩与薄层状鲕粒灰岩、泥晶灰岩互层产出(摄于D3783)Photo 1-1 Interbedding Purple Siltstone，Flag Oolitic Limestone and Argillo-Crystalline Limestone

照片1-2 飞仙关组二段(T1f 2)粉砂与泥质构成的脉状、透镜状层理(摄于D3784)Photo 1-2 Silt-Argillaceous Veined Lenticular Bedding of Feixianguan Formation Member 2(T1f 2)

照片1-3 双壳(摄于P31 27层)Photo 1-3 Bivalve

照片1-4 双壳(摄于P31 35层)Photo 1-4 Bivalve

3 飞仙关组三段(T1f 3)

3.1 剖面列述

镇雄县六角村下三叠统飞仙关组(T1f)实测剖面上部。

上覆地层：嘉陵江组一段(T1j1) 灰黄色薄层状粉砂质泥岩与浅灰色薄层状泥灰岩互层

--------------------整合--------------------

飞仙关组三段(T1f3)厚度85.90m

80～81.浅灰色薄—中层状泥晶灰岩，单层厚2cm～30cm。局部夹灰黄色薄层状泥岩

5.70m

77～79.紫红色薄层状钙质(泥质)粉砂岩，单层厚2cm～10cm，脉状层理发育。上部浅灰色条带状砂屑泥灰岩夹层逐渐增多

8.30m

75～76.浅灰中层状泥灰岩，单层厚10cm～20cm。顶部为厚0.40m的紫红色泥页岩

1.40m

74.紫红色薄—中层状钙质粉砂岩，单层厚5cm～20cm

4.70m

70～73.中下部为厚2.80m的紫红色薄层状钙质粉砂岩。上部为厚0.60m的灰紫、紫红色薄-中层状泥灰岩、钙质粉砂岩、泥晶灰岩，单层厚2cm～20cm

3.40m

68～69.紫红色薄层状钙质泥质粉砂岩夹浅灰色条带状砂屑灰岩。顶部为厚0.30m的具龟裂纹的紫红色泥岩

9.80m

67.紫红色含钙质粉砂岩夹钙质砂岩条带，单层厚5cm～10cm

8.50m

66.紫红色中层状钙质粉砂岩夹紫红色中—厚层状泥岩，二者比例为5︰1，局部接近1︰1。粉砂岩单层厚20cm～30cm，泥岩单层厚0.5cm～1cm

5.20m

65.紫红色块状石英砂岩，单层厚1.30m

1.30m

64.紫红色薄层状泥岩夹灰绿色薄层状粉砂岩，泥岩单层厚0.2cm～1cm，粉砂岩单层厚0.5cm～1cm

8.50m

63.黄绿色薄—中层状岩屑长石石英砂岩，单层厚5cm～20cm

9.20m

62.灰绿色薄—中层状含钙质粉砂质泥岩，单层厚2cm～20cm

4.10m

61.紫红色中—厚层状岩屑石英砂岩，单层厚30cm～50cm

5.50m

60.紫红色粉砂质泥岩夹细砂岩

4.80m

59.紫红色中—厚层状细砂岩与紫红色薄层状泥岩组成韵律性基本层序，重复出露2次。砂岩单层厚30cm～60cm，泥岩单层厚约60cm

3.40m

58.紫红色薄—中层状粉砂质泥岩夹紫红色薄—中层状粉砂岩组成韵律状基本层序，重复出露3次。泥岩单层厚20cm～30cm，粉砂岩单层厚10cm～20cm

2.70m

———————整合———————

下伏地层：飞仙关组二段(T1f2) 紫红、黄绿色中层状岩屑长石石英砂岩

3.2 飞仙关组三段岩石组合与基本层序

在上述剖面中，飞仙关组三段(T1f3)厚135.40m，岩石组合具两分性。下部为紫红色薄-中层状粉晶灰岩、鲕粒灰岩、细-中粒岩屑长石砂岩、钙质粉砂岩及少量泥岩；中上部灰紫杂色薄-中厚层碳酸盐岩与细粒陆源碎屑岩呈不等厚互层。本段与下伏飞仙关组二段(T1f2)从颜色上进行划分，飞仙关组二段(T1f2)的主色调为青灰、黄绿色，飞仙关组三段(T1f3)的主色调为紫红色，二者标志清楚。飞仙关组三段(T1f3)整合于嘉陵江组一段(T1j1)之下，前者的泥质粉砂岩之上出现后者的紫红色泥灰岩、粉晶灰岩为划分的标志。

本段的基本层序划分为3种类型。

图5 飞仙关组三段(T1f 3)基本层序示意图

第一种基本层序为剖面中58层(如图5a)，形成于潮间—潮下带。

第二种基本层序为剖面中59～65层(如图5b)，由①灰绿色薄—中层状(含钙质)粉砂质泥岩(A)→②紫红、黄绿色薄—中厚层状岩屑(长石)石英砂岩(B)构成向上变粗的旋回性基本层序，二者比例一般为2︰1～6︰1，基本层序厚1.70m～9.80m。由下向上，基本层序厚度、A层所占比例增大。A层单层厚2cm～20cm，部分基本层序中夹灰绿色薄层状粉砂岩。B层单层厚一般为5cm～40cm。本类基本层序可能形成于河流环境。

第三种基本层序为剖面中66～81层(如图5c)，由①紫红色薄—中层状(含)钙质(泥质)粉砂岩(A)→②紫红、浅灰色中—厚层状泥岩或泥晶灰岩(B)构成旋回性基本层序，二者比例一般为1︰1～10︰1，基本层序厚度一般为1m～3m。A层单层厚2cm～30cm，脉状层理发育。B层单层厚2cm～20cm，泥岩层面见少量龟裂纹，中上部泥岩常被浅灰色薄层状、条带状泥灰岩取代，部分基本层序中泥灰岩呈浅灰色中—厚层状(30cm～50cm)，部分基本层序中灰岩含砂屑。本类基本层序形成于潮坪环境。