李孫雄,陳哲培,汪焰華,龔丹
(海南省地質調查院,??冢?70206)
海南省樂東縣丘糖嶺古-新近紀地層特征及巖石地層單位
李孫雄,陳哲培,汪焰華,龔丹
(海南省地質調查院,海口,570206)
海南省樂東縣丘糖嶺一帶出露一套河流相的粗碎屑巖,通過對其巖石組合特征、沉積環境、古生物面貌等方面進一步深入研究,認為該套地層與海南島長昌盆地瓦窯組和長坡盆地長坡組差異明顯,新建丘糖嶺組,時代為漸新世-中新世。丘糖嶺組的建立進一步完善了海南島新生代巖石地層序列,為深入研究該地區晚中生代構造巖漿作用背景及早新生代的盆地演化史提供了新的資料。
巖石地層單位;瓦窯組;長坡組;河流相碎屑沉積;丘糖嶺組;海南省樂東縣
海南省地處特提斯構造域、西太平洋構造域和歐亞大陸板塊構造域的交合部位,具有多階段、多旋回的演化??傮w上可概括為中元古代結晶基底形成、晚元古代-古生代板內多階段裂解與造山作用、中生代陸內盆山演化和新生代裂解四個重要階段。新生代裂解形成了海南島E-W向雷瓊盆地、長坡盆地、長昌盆地等沉積盆地和近S-N向蓬萊火山盆地,島周邊并形成NW向鶯歌海盆地和北東向瓊東南盆地,呈現出多方向盆地組合格局特征,屬于NW向特提斯構造域和NE向西太平洋構造域共同作用的結果[1]。沉積盆地內沉積了一套古近紀-新近紀的河湖相碎屑建造夾可燃性有機巖建造;火山盆地火山巖為基性、超基性火山熔巖和火山碎屑巖,具有裂谷型堿性玄武巖特征[2]。雷瓊盆地、鶯歌海盆地控制了油氣資源的形成。
樂東縣丘糖嶺古-新近紀地層出露于樂東縣永明鄉道漢村丘糖嶺一帶,面積約2 km2(圖1)。巖石主體為礫巖、砂巖等粗碎屑巖,屬于典型河流相陸源碎屑巖沉積。系四川地礦局攀西地質大隊等①所發現,并劃為始新世瓦窯組。
2004 年,宜昌地礦所等②在丘糖嶺剖面的53層、52層新發現一些植物化石,在原來的1種、4未定種的基礎上,鑒定為4種、4相似種、9種未定種。識別一個Quercus simulata植物群和1個植物組合:Magnolia miocenica-Cinnamormum bodinieri-Litsea。認為前者時代為漸新世,后者時代為中新世。從而將這套地層時代定為漸新世-中新世。同時認為這套地層的巖性、植物群面貌特征均有別于長昌盆地的長昌組、瓦窯組,而與瓊北海口小區長坡組巖性組合相似,故將原劃為始新世瓦窯組的這套地層更改為漸新世-中新世長坡組。
2010 年,海南省地調院區調隊在開展《海南省區域地質志》項目中,對該套地層資料進行了深入研究,從巖石地層角度,通過與其時代相近的瓦窯組、長坡組進行對比,認為該地層巖石組合特征既有別于同一地層分區(五指山地層分區)中的瓦窯組,與雷瓊地層分區中的長坡組巖石組合特征、古生物面貌也有明顯的差異,把這套地層定名為瓦窯組或長坡組都不合適。因此將這套地層改名為丘糖嶺組,作為一個新建巖石地層單位,置于瓦窯組之上,時代為漸新世-早中新世,與下伏白堊紀鹿母灣組為平行不整合接觸。此外,在樂東縣長茅水庫、瓊海市白石嶺、儋州市石馬嶺等地,也出露一套典型河流相陸源粗碎屑巖沉積,以整合或平行不整合上覆于下白堊統鹿母灣組或上白堊統報萬組之上,產出層位與丘糖嶺組基本相當,沉積成因類型也相似,可能暗示了海南島中部晚白堊世盆地具有相似的演化過程。因此,丘糖嶺組的建立,在進一步完善海南島巖石地層單位的同時,無疑也將為今后進行古近紀-新近紀巖石地層劃分對比,以及晚白堊世-新近紀地質構造演化作用的認識具有重要意義。

圖1 海南樂東縣丘糖嶺組分布地質簡圖Fig.1Simplified geologic map ofQiutanglingFormation in Ledong,Hainan province
選層型剖面位于樂東縣城北東約8 km的永明鄉道漢村丘糖嶺,剖面出露完整,層序清楚(圖2)。該剖面最先由四川攀西地質大隊①測制,宜昌地質礦產研究所和海南省地質調查院②再次對該剖面進行研究,本次工作對該剖面進行了重新觀察。
丘糖嶺組(E3-N1q)>301.45 m
未見頂
55.灰色硅質石英不等粒砂巖。致密堅硬,具油脂光澤,風化后具孔狀,顯微層紋構造,上部含鐵質較多,且夾黃色硅質礫巖36.78 m
54.黃色硅質中細礫巖。異常堅硬,球形風化,礫石為燧石、硅質巖、石英巖,次圓狀,硅質膠結10.01 m
53.灰色石英質砂礫巖、中礫巖互層夾長石粗砂巖,三者組成韻律沉積,以砂礫巖為主。礫巖呈塊狀及厚層狀。于剖面西南側相當層位中采到植物化石(宜昌地礦所孟繁松研究員鑒定):上部層位(D1576-3)產:Magnolia miocenica Hu et Chaney,M.cf.miocenica,Cinnamomumbodinieri Levl, C.cf.lanceolatumHeer,Litsea cf.grabaui Hu et Change,Lindera?sp.等。下部(D1576-2)產Magnolia cf.miocenia Hu et Chaney,Cinnamomumsp.,Marchilus sp.,M.?sp.等29.31m
52.灰色塊狀砂質細礫巖夾含礫長石不等粒砂巖。含鐵質結核或團塊,礫徑為0.2~0.4 cm,成分為石英,夾層中見斜層理。D1576-1產Quercus simulata knowlton,Q.sp.,等29.71 m
51.灰白色石英不等粒砂巖。風化后很疏松,呈黃色,具平行層理38.15 m
50.灰白色厚層狀石英細礫巖。含礫60%,分選較好。礫徑0.2~0.6 cm,礫石以具油脂光澤的石英為主,次有少許石英巖、硅質巖,硅質膠結堅硬31.94 m
49.淺灰色塊狀礫巖,硅質膠結。礫石為石英、石英巖,礫徑0.2~0.6 cm,>1 cm者占20%~25%,<1 cm者占30%~40%,填隙物為石英及長石砂粒12.63 m
48.石英質細礫巖。風化為黃灰色,含礫70%,硅質膠結,堅硬,礫石以0.2~0.5 cm直徑的石英為主,少許石英巖,偶見千枚巖,具強烈油脂光澤,填隙物為石英砂及玉髓31.88 m
47.灰黃色含細礫石英粗砂巖與細礫巖互層。礫巖含礫達60%,成分單一,均為硅質巖類巖屑,其中以石英為主,次有石英巖及燧石,礫徑為0.2~1 cm29.88 m
46.淺灰、紫灰色塊狀砂質細礫巖。巖石風化為黃灰色,含礫35%~45%,泥鐵質膠結。礫石主要是石英、長石,次為石英巖、變質細砂巖,偶見灰綠色凝灰質砂巖,分選差。礫石直徑為0.2~5 cm,但以<1 cm為主,偶見5 cm以上者。細礫的磨圓度較差。巖層具不明顯的板狀層理19.48 m
45.灰、紫色塊狀砂質細礫巖。巖層單層厚度>1 m,膠結松散,礫石為石英,礫徑<1 cm,充填物為粗砂,含礫率為40%,具大型交錯層理。偶見植物莖干化石11.68 m

下伏地層:下白堊統鹿母灣組(K1l)紫紅色含凝灰質粉砂質泥巖夾灰色長石粗砂巖
選層型瓦窯溪剖面位于海口市瓊山區長昌煤礦區的長昌河岸(110°27′、19°38′)。雷奕振[4]測制,陳哲培等[5]簡化。
瓦窯組(E2w)總厚度276.20 m
未見頂
53.黃灰色含礫粗砂巖6.40 m
52.灰白、淺紅色細砂巖8.00 m
51.粉紅、灰綠、灰白色粉砂質泥巖夾兩層含礫粗砂巖11.40 m
50.灰白色細砂巖夾青灰色泥巖5.90 m
49.灰黃色含礫中細砂巖38.20 m
48.灰白、灰黃色細礫巖、砂礫巖夾灰白色泥巖45.50 m
47.深灰色含礫粗砂巖12.50 m
46.灰綠-紫紅色粉砂質泥巖夾細砂巖4.30 m
45.黃褐、灰黃、灰綠色砂巖與砂礫巖互層,中部夾青灰色泥巖,產孢粉化石20.40 m
44.灰雜棕紅、青灰色含礫中粗砂巖,頂部0.6 m的灰紫色油質泥巖,含大量植物碎片,產孢粉化石14.60 m
43.灰黃色砂礫巖3.60 m
42.青灰、灰白色含礫不等粒砂巖,夾灰黑、灰紫色油質泥巖及青灰色泥巖,產植物及孢粉化石27.10 m
41.灰黑色薄層含炭泥巖與棕色泥質褐鐵礦-菱鐵礦巖互層,夾灰紫色油質泥巖及中細粒鐵質砂巖,產孢粉化石11.80 m
40.深灰色含礫不等粒砂巖,頂部細砂巖29.00 m
39.紫紅雜綠灰色粉砂質泥巖,含鈣質結核,下部夾一層中細粒砂巖16.60 m
38.暗紫色油炭質頁巖夾黃褐色泥巖、粉細砂巖,產孢粉8.80 m
37.黃褐色鐵質細砂巖與灰黃色含礫粗砂巖及青灰色泥巖不等厚互層6.60 m
36.黃褐色不等粒砂巖,局部含礫5.50 m

下伏地層:長昌組褐色油質泥巖
選層型長坡盆地ZK107孔剖面位于儋州市長坡(109°26′30″、19°42′)。海南地質大隊③測制,陳哲培等[3]簡化。
上覆地層:燈樓角組紅黃-綠灰色含礫粘土質砂

長坡組(N1c)總厚度331.40 m
7.灰色泥巖、砂質泥巖與粘土質粉砂巖、細砂巖互層12.00 m
8.藍灰色泥巖夾泥質砂巖和含炭泥巖,偶夾褐煤及菱鐵礦砂巖,產孢粉化石29.50 m
9.褐煤夾灰褐色炭質泥巖,常見魚骨及植物化石碎片Pnyuites sp.6.20 m
10.黃灰色鈣質頁巖與褐灰色含炭油頁巖互層,夾褐煤層、泥灰巖、青灰色泥巖,產介形類Cyprinotus sp.,C.cf. formalis,Ilyocypris cf.Biplicata,Eucypris sp.和腹足類15.90 m
11.青灰色泥巖夾褐灰色油頁巖及褐煤,下部油頁巖夾層含炭質19.80 m
12.黃灰色鈣質頁巖與褐煤互層,夾油頁巖及泥巖10.40 m
13.褐灰色油頁巖與黃灰色鈣質頁巖互層,產腹足類7.60 m
14.褐灰色含炭泥巖夾藍灰色泥巖和菱鐵礦粉砂巖,產魚骨碎片12.60 m
15.藍灰色泥巖,砂質泥巖夾泥灰巖,含黃鐵礦結核5.40 m
16.雜色(以紫紅色為主)泥巖夾藍灰色粘土質粗砂巖及含礫中粗砂巖34.70 m
17.藍灰色含礫粘土質中粗砂巖夾砂質粘土巖,局部為粘土質粉細砂巖與雜色泥巖互層,見炭化植物碎片89.90 m
18.雜色(紅雜灰)與灰褐色含礫粘土質中粗砂巖30.10 m
19.雜色-褐灰色砂礫巖夾淺灰、灰綠色粘土質粉砂巖及褐灰色含礫中-粗砂巖;常見炭化植物化石碎片21.80 m
20.紫紅、灰綠色礫巖,礫石成分有紫紅色砂巖、花崗巖、變質巖,礫徑一般為0.5~20 cm,最大達45 cm34.80 m

下伏地層:鹿母灣組紫紅色含礫不等粒砂巖

圖2 丘糖嶺組實測地質剖面圖Fig.2Measured geological section ofQiutanglingFormation
丘糖嶺組由一套灰色粗碎屑巖組成,巖性為灰色、黃灰色石英質細礫巖、砂礫巖、礫巖與石英不等粒砂巖、粗砂巖不等厚互層,產植物化石。底部以塊狀砂質細礫巖與下伏早白堊世鹿母灣組紫紅色含凝灰質泥巖平行不整合接觸,未見頂,厚度281 m。巖石中碎屑呈次圓狀、圓狀,膠結物以硅質為主,砂巖及砂礫巖中長石碎屑極少。巖石的結構成熟度及成分成熟度均較高,顯示了經過長距離搬運、篩選后的沉積過程。大型交錯層理發育,大型板狀交錯層理比較常見,屬于河流相沉積環境。
選層型剖面中的52層和53層產植物化石。四川攀西地質大隊①在53層中找到被子植物化石,經中國科學院南京地質古生物研究所郭雙興鑒定,計有:Cyclobalanopsis glaucoides,Quercus sp.,Acer sp.,Phoebe sp.,Litsea sp.。植物化石組合總的面貌反映的時代可與海南島長昌盆地的始新世長昌組同時或稍晚一些,即屬古近紀始新世或漸新世。四川攀西地質大隊①認為其巖性巖相特征大致可與長昌盆地的瓦窯組對比,將其時代定為晚始新世。之后,宜昌地礦所、海南省地調院②在上述化石層位重新采集植物化石標本,并在52層又發現新的植物化石,同時在所產化石層位中也新發現大量硅化木化石。經宜昌地礦所孟繁松研究員鑒定,計有4種、4相似種、9未定種,可識別出1個Quercus simulata植物群和1個植物組合:Magnoloa miocenica-Cinnamormum bodinieri-Litsea。植物群產在52層,屬種單調,豐富度較高,同時保存了植物莖干化石,宜昌地礦所等②認為大致可與云南景谷植物群對比,地質時代為漸新世。植物組合中,大多數屬種地質時代為中新世,僅C.cf.Lanceolatus,Mindera?sp.是由始新世延續而來,可與云南小龍潭植物群對比,其時代為中新世。因此丘糖嶺組為一跨時代的地層單位,時代為漸新世-中新世。
瓦窯組主要分布在長昌盆地,整合于早始新世長昌組之上,未見頂,厚276 m。巖性是下部黃褐色、灰黃色含礫粗砂巖、含礫不等粒砂巖、細砂巖與青灰色、黃褐色泥巖、灰黑色炭質泥巖、棕色泥質褐鐵礦-菱鐵礦巖層、灰紫色油質泥巖不等厚互層,泥巖中含鈣質結核。具有明顯的湖相沉積特征。上部為灰黃灰白色砂礫巖、細礫巖含礫粗砂巖與灰白灰黃色細砂巖、粉砂質泥巖、青灰色泥巖不等厚互層,具二元結構,有河流相沉積特征。砂巖中含較多的長石,風化后形成砂質高嶺土礦,是長昌砂質高嶺土礦床的控礦層位。
在瓦窯溪剖面的41~45層產孢粉Alnipollenites-Quercoidites-Liquidambarpollenites組合,時代為晚始新世。
長坡組巖石組合特征是下部紫紅、灰褐、藍灰、灰綠色含礫中粗砂巖、砂礫巖、礫巖、夾泥巖、細砂巖;中部雜色、藍灰、灰褐色泥巖含炭泥巖夾粉砂巖、粗砂巖、泥灰巖;藍灰、黃灰、青灰、褐灰色泥巖、鈣質頁巖與油頁巖、褐煤層互層。上部為灰、藍灰色泥巖與泥質中細砂巖和粉砂巖互層。頂部以灰色泥巖與上覆晚中新世燈樓角組綠灰色含礫粘土質砂巖平行不整合接觸,底部以紫紅、灰綠色礫巖與下伏早白堊世鹿母灣組紫紅色含礫不等粒砂巖角度不整合接觸,厚331 m。
長坡組中部產雙殼類:Modiolus?sp.;腹足類:Lunatia?sp.,Pseudamcicola sp.,Bitynia sp.,Gyraulus sp.,Hippeutis? sp.,Amnicola sp.,Hydrobia sp.;介形類:Eucypris sp.,Cyprinotus cf.formalis,C.immanus, Ilyocypris cf.biplicata,I.gibba,Erpetocypris sp., Candoniella cf.albicans,Candonopsissp.,Limuocythere sp.;魚類:Cyprimidae,Siluroidei,Hybophtalmishthys, Pseudobagrus fulvidraco;鱉類:Amyda sp.;鱷類:Alligator sp.;植物:Phyllites sp.,Betula sp.,Alnus sp., Corylus sp.,Carya sp.;孢粉組合:Crassoretitriletes-Polypodiisporites usmensis-Quercoidites microhenrici。長坡組所含的化石大多是晚第三紀以來的生活分子,其中魚類Pseudobagrus fulvidraco最早出現在中新世,孢粉化石組合與福山盆地下洋組孢粉組合可以對比,時代為早中新世。鑒于長坡組伏于晚中新世燈樓角組之下,孢粉組合又產于長坡組的靠中部,因此將長坡組置于中-下中新統[6]。
長坡組分布在瓊北長坡盆地及南寶-加來盆地。在長坡盆地中部以灰、藍灰色粘土巖、粉砂質粘土巖為主,夾油頁巖及褐煤,是大型油頁巖礦床及中型褐煤礦床的控礦層位。向盆地邊緣過渡為雜色砂礫巖、含礫砂巖為主夾炭質泥巖及煤線。南寶-加來盆地長坡組與長坡盆地中部長坡組巖石組合特征相似,但未見褐煤層,僅見炭質泥巖,泥巖中含油也較低。產孢粉化石,產出層位與長坡盆地長坡組層位相當,稱Polypodiaceaesporites-Polypodiisporites usmensis-Ilexpollenites組合,其特征與長坡盆地長坡組孢粉組合相同。兩盆地的長坡組厚度變化不大,長坡zk107孔厚331 m,加來zk1孔厚294 m。
長坡盆地位于儋州市境內,為一E-W向延伸的晚新生代凹陷。面積達200 km2。沉積時間始于早中新世,形成了早-中中新世湖相含煤建造。到晚中新世陸相湖盆封閉,轉為海相沉積。晚中新世燈樓角組、上新世??诮M覆于其上,從此與整個瓊北斷陷盆地的海相沉積連成一片。
長昌盆地的瓦窯組在其上部有河流相沉積的特征,巖石組合特征與丘糖嶺組有相似之處,但也確實存在差別:(1)丘糖嶺組巖性均為礫巖和砂巖,而瓦窯組砂礫中夾數層灰白、青灰色泥巖;(2)丘糖嶺組砂巖以硅質膠結為主,瓦窯組砂巖以泥質膠結為主;(3)丘糖嶺組砂巖、砂礫巖中含長石很少,而瓦窯組砂巖、含礫砂巖、砂礫巖中均含較多的長石,長石風化后變成高嶺石等粘土礦物,形成砂質高嶺土礦,是長昌盆地砂質高嶺土礦床的控礦層位;(4)古生物面貌及反映的地層時代也有較大差異,瓦窯組孢粉化石組合確定其時代為晚始新世,而丘糖嶺組植物群和植物組合確定其時代為漸新世-中新世,因此二者分屬不同的巖石地層單位。
丘糖嶺組與長坡組在沉積環境和巖石組合特征方面都有較大差異。前者是典型的河流相沉積,巖石組合特征是礫巖、砂礫巖與不等粒砂巖、粗砂巖不等厚互層;長坡盆地的長坡組則是典型的湖相沉積,巖石組合特征是下部含礫中粗砂巖、砂礫巖夾泥巖、細砂巖;中部泥巖、含炭泥巖夾粉砂巖、粗砂巖及泥灰巖;上部泥巖、鈣質泥巖與油頁巖、褐煤層互層。
在古生物面貌及反映的地層時代也有差異,丘糖嶺組只見植物化石,所反映的地層時代為漸新世-中新世。長坡盆地的長坡組古生物十分豐富,有雙殼類、腹足類、介形類、魚類、鱉類、鱷類、植物及孢粉,所反映的地層時代為中新世早-中期。因此將丘糖嶺一帶出露這套地層劃歸瓊北長坡盆地長坡組并不合適,二者應分屬兩個不同的巖石地層單位。
(1)樂東縣丘糖嶺一帶出露的一套古-新近紀河流相粗碎屑巖,與海南島已知的巖石地層單位明顯不同。并已具備建組條件,本次新建丘糖嶺組,代表了海南島中部古-新近紀河流相沉積。在海南島其它地區白堊紀紅盆中,如紅盆中樂東縣長茅水庫、瓊海市白石嶺、儋州市石馬嶺等地,也出露一套典型河流相陸源粗碎屑巖沉積,產出層位與丘糖嶺組基本相當,沉積成因類型也相似,可能暗示了該巖石地層單位具有一定的空間分布。因此,丘糖嶺組的建立,在進一步完善海南島巖石地層單位的同時,無疑也將為今后進行古近紀-新近紀巖石地層劃分對比,以及晚白堊世-新近紀地質構造演化作用的認識具有重要意義。
(2)丘糖嶺組與下伏白堊系鹿母灣組為平行不整合接觸,顯示海南島燕山晚期構造活動地殼以垂直升降運動為主。盡管伴隨該期構造運動發生了廣泛花崗巖侵位,但不具有造山作用性質。為進一步研究海南島,甚至中國東南大陸燕山期巖漿作用的大地構造背景提供新的資料。
注釋:
①四川地礦局攀西地質大隊,海南區調隊.1:5萬尖峰嶺、樂東縣幅區調報告,1988~1991.
②宜昌地礦所,海南地調院.1:25萬樂東縣、陵水縣幅區調報告, 2003.
③海南地質大隊,海南島儋縣長坡煤礦、油頁巖礦區地質勘探報告,1975.
[1]朱炳泉,王慧芳,陳毓蔚,等.新生代華夏巖石圈減薄與東亞邊緣海盆構造演化的年代學與地球化學制約[J].地球化學,2002,31(3):213-221.
[2]徐義剛,黃小龍,顏文,等.南海北緣新生代構造演化的深部制約(Ⅰ):幔源包體[J].地球化學,2002,31(3):230-241.
[3]符國祥,符策銳,汪迎平.海南島樂東盆地白堊系研究新進展[J].地層學雜志.2001,(25):63-68
[4]雷奕振,張清如,何衛,等.第三系[A].見:汪嘯風,馬大銓,蔣大海,主編.海南島地質(一)地層古生物[M].北京:地質出版社,1992,218-266.
[5]陳哲培.綜合地層區劃及第三紀-第四紀[A].見:陳哲培,主編.海南省巖石地層[M].武漢:中國地質大學出版社,1997,69-112.
[6]陳哲培.海南島上新世地層特征及巖石地層單位[J].中國區域地質,1998,17(4):423-429.
Paleogene-Neogene Characteristics and Lithostratigraphic Unit in Qiutangling Area,Ledong County,Hainan Province
LI Sun-Xiong,CHENZhe-Pei,WANG Yan-Hua,GONG Dan
(Hainan Institute of Geological Survey,Haikou 570206,China)
Based on the study of rock assemblage characteristics,sedimentary environment,palaeophyte features etc.of fluvial facies coarse clastic rocks in Ledong County,Hainan Province,a newlithostratigraphic unit,Qiutangling Formation is founded,which is different fromWayao Formation of Changchang Basin and Changpo Formation of Changpo Basin in Hainan Island.The establishing of Qiutangling Formation of Oligocene-Miocene has improved the Cenozoic lithostratigraphic unit of Hainan Island and supplied newdata for tectonic-magmatismevolution in Late Mesozoic and basin development history in Early Cenozoic in Hainan island.
lithostratigraphic unit;Wayao Formation;Changpo Formation;fluvial facies calstic deposit; Qiutang Formation;Ledong county,Hainan province
P534.61
A
1007-3701(2011)04-0292-007
2011-07-01
《海南省區域地質志》項目(編號:1212010610713).
李孫雄(1968—),男,高級工程師,現從事區域地質調查工作,Emil:lisunxiong@163.com.