浙江金衢盆地白堊系衢江群沉積相類型及沉積環境演化

宋華穎，黃小東，賈錦生，馬天壽

(1.浙江省第三地質大隊，浙江 金華 321001;2.中國地質大學(武漢)，湖北 武漢430074)

金衢盆地是浙江最大的陸相構造盆地，也是浙江最大的中生代沉積盆地，因盆地中有金華、衢州兩個城市而得名。金衢盆地位于浙江省中西部，總體呈北東向展布，略呈“S”形。在金華、蘭溪一帶較開闊，兩端收縮變窄，長170 km，南北寬10～20 km，面積約3600 km2。該盆地形成、發展、演化受江山-紹興斷裂帶控制，基底為前震旦系—上古生界，蓋層為白堊系河湖相沉積巖及火山巖，是早白堊世末—晚白堊世晚期形成的箕狀斷陷構造盆地［1-5］。對金衢盆地的深入研究，在闡明盆地的沉積規律、形成機制及油氣資源的尋找等方面具重要意義。同時金衡盆地是研究我國乃至東亞地區陸相白堊系的重要地區之一，深入研究金衢盆地的地層，為研究我國乃至東亞地區陸相白堊系沉積、劃分白堊系地質時代，提供了基礎條件［6］。

1 區域構造及地層

金衢盆地是中國東南部晚中生代斷陷盆地之一，發育在前中生代變質褶皺基底之上，處于贛杭構造帶的核心部位［7］。盆地位于東亞大陸東南緣，橫跨揚子地塊與華夏地塊兩大構造單元。以江山-紹興斷裂帶為界，西北部為揚子地塊東南緣元古宙造山帶的重要組成部分，東南部則位于華夏地塊之北部邊緣［8］(圖1)。盆地發生和發育在這兩個地質發展經歷和構造特征迥然不同的大地構造單元之接合部位，因此東西向構造和北東向構造縱橫交織，構成了盆地的基底格架。沉積的地層大部分是白堊世巨厚的陸相碎屑巖，構成盆地的蓋層。蓋層形成后，由于后期不同方向、不同期次的構造運動互相干擾，互相穿插，造成蓋層與基底構造既相關聯又不盡一致的復雜面貌。盆地北側大部分被常山-漓渚斷裂切割，局部地段不整合于建德群或更老的地層之上，盆地南側西段被江山-紹興深大斷裂帶所切，東段與磨石山群或更老的地層不整合接觸。

作為盆地的蓋層白堊系衢江群總厚度可達5000m左右，在縱向剖面上，由粗-較粗-細-較細-粗，組成一個完整的沉積旋回，包括早白堊世晚期中戴組，晚白堊世金華組、衢縣組。

圖1 金衢盆地大地構造位置圖(據文獻［6］修改)Fig.1 Tectonic setting of the Jinhua-Quzhou Basin in Zhejiang(modified from Wang Minglei 2006)

中戴組主體分布于盆地南緣，主要巖性為紫紅色、淺棕色薄層-塊狀礫巖、砂礫巖、夾砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖，巖石中局部含鈣。下部以礫巖、砂礫巖、含礫砂巖為主夾砂巖、細砂巖，從下往上，礫巖由多變少，單層由厚變薄，發育大型交錯層理、楔狀層理和斜層理。總厚度201～800m。

金華組主體分布于盆地中部，主要巖性為淺灰紫色、暗紫色中-薄層狀粉砂質泥巖、泥質粉砂巖，夾細砂巖、粗砂巖，偶見含小礫細-粗砂巖。在下部巖石中普遍含鈣質，局部見鈣質結核和巖屑。厚800～2125m。

衢縣組主體分布于盆地北緣，主要巖性為棕紅色、淺紅色、磚紅色中-塊狀礫巖、砂礫巖、含礫砂巖、粗砂-細砂巖、粉砂巖、泥巖。在礫巖中常見大型交錯層理，在粉砂巖、泥巖中常見水平層理，厚1000～2361m，未見頂。

2 沉積相

本文在前人研究成果的基礎上，充分利用研究區取心井的巖心觀察資料、巖礦鑒定資料及沉積背景資料，據盆地的實際情況，將白堊系衢江群劃分出山麓洪積相、河流相、淺湖相、較深湖相、河湖相幾種沉積相類型(圖2)。

圖2 金衢盆地白堊系衢江群地層綜合柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column through the Cretaceous Qujiang Group in the Jinhua-Quzhou Basin

2.1 山麓洪積相

山麓洪積相分布在盆地邊緣臨近山脈地帶。橫向上，向盆地中可過渡為河流相沉積。當盆地逐漸擴大，地形逐漸趨于老年期，沉積區地形坡度逐漸變緩，山麓洪積相帶分布寬度縮小或外移。縱向上，可過渡為河流或河湖相。

山麓洪積相巖性組合類型以礫巖為主，其次為泥巖礫巖及砂巖礫巖。其巖性特征主要是紫紅色、棕紅色、灰紫色砂礫巖、礫巖、砂礫巖、礫巖與泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、粉砂巖等厚互層，或夾粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖，不等粒砂巖及含礫砂巖，還可夾凝灰巖、玄武巖及安山玢巖等。以中-厚層與厚層塊狀為主，不顯層理，距蝕源地區較遠處。礫石成分以火山巖為主，其次為石英、長石、灰巖、燧石等。粗細混雜，分選很差。磨圓度為次棱角-次圓狀為主，個別地方見有較多的滾圓狀。粒徑一般0.2～5cm，大者10～50cm。橫向可變為含礫細砂粉砂巖、含礫粉砂巖等。常夾有砂巖、粉砂巖、含礫砂巖及泥質粉砂巖的透鏡體。一般不含化石，細夾層中可見植物碎片。

2.2 河流相

河流相發育于各層段。盆地發育早期分布于山麓洪積相與河湖相之間，或盆地邊緣地帶。當衢縣中-晚期盆地萎縮，地形高差較小時，則幾乎全是河流相沉積了。縱向上，河流相可過渡為河湖相或淺湖相。

河流相巖性組合類型主要為砂巖、礫巖砂巖、礫巖泥巖、砂巖礫巖、泥巖礫巖及礫巖。單層厚度以中-厚層和厚層塊狀或呈透鏡體為主。砂礫往往呈定向排列，水平層理，低傾角斜層理、大型弧形交錯層理發育。粉砂巖、砂巖多為復礦質，以石英、長石、巖屑為主，其次為灰巖、硅質巖、燧石及云母等，層面上云母片可富集。砂巖、砂礫巖礫石成分主要為火山巖，其次為石英、灰巖、硅質巖及燧石等，礫徑一般0.5～3cm，大者可達5～35cm。分選不一。磨圓度次棱角狀-次圓狀為主。粉砂巖、砂巖常含礫、泥礫及鈣質結核，含灰白色條帶，斑塊及蟲孔，還常夾礫巖、砂礫巖團塊、條帶和透鏡體。礫巖、砂礫巖常夾含礫砂巖、粉砂巖透鏡體，橫向上也常可變為含礫砂巖、粉砂巖，有時兩者呈許多透鏡體互相穿插，一般不含化石，可見植物化石碎片。

2.3 淺湖相-較深湖相

淺湖相沉積厚度最大，在盆地發育全盛時期金華期分布最廣，而在盆地發育初期中戴期早期和晚期衢縣期中-晚期未見分布。淺湖相處于沉積中心或河湖相與較深湖相之間。縱向上，可過渡為河湖相或較深湖相。

淺湖相巖性組合類型以泥巖為主，其次為砂巖泥巖、泥巖砂巖及砂巖。單層厚度不一，粉砂質泥巖、泥質粉砂巖中厚層和厚層塊狀較多，粉砂巖、細砂巖中-薄層常見。層理有水平層理、斜層理、波狀層理、透鏡波狀層理、微細水平層理、微細斜層理、微細波狀層理及微細交錯層理，特別是微細層理發育。可見粉砂巖、粉砂質層面上常分布鈣質、砂質結核及云母片，并見泥裂和波痕。粉砂、細砂成分以石英、長石、巖屑為主，其次為云母、方解石、黑色礦物等。分選型以中等-好為主。磨圓度一般次棱角-次圓狀。含石膏、方解石、石英及少量黃鐵礦晶粒。見介形蟲、軟體動物、輪藻及擬節柏等動物化石，并含蟲孔。

較深湖相僅出現于盆地發育全盛時期金華期，處于沉積中心。較深湖相巖性組合類型為泥巖。其巖性特征為棕褐色、淺褐色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖及粉砂巖夾灰黑色、綠灰色泥巖和碳酸鹽(白云巖、灰巖、泥灰巖)。和淺湖相沉積特征大體相似，只是暗色層和碳酸鹽厚度較大，水平層理(頁狀層理)和微細水平層理較發育。

2.4 河湖相

河湖相為河流相與淺湖相混合類型，常分布于河流相與淺湖相之間。盆地發育初期中戴期晚期時則處于沉積中心。縱向上，河湖相可過渡為淺湖相或河流相。河湖相巖性組合類型為泥巖、砂巖泥巖、泥巖砂巖、砂巖及礫巖砂巖。其巖性特征兼具河流相與淺湖相兩者特征。

3 沉積相展布和演化

金衢盆地白堊系沉積體系類型和規模的變化隨時間的演化具有較強的規律性。結合前人研究資料［9］，在基準面旋回分析的基礎上，共繪制金衢盆地白堊系6個砂組的沉積相平面圖，重現了金衢盆地白堊紀沉積演化歷史。

3.1 中戴期

中戴期早期為盆地發育初期，地形高差較大，沉積物較粗。盆地邊緣臨近山脈地帶，帶狀地分布山麓洪積礫巖、泥巖礫巖相沉積，而東部地區則幾乎全是山麓洪積礫巖、泥巖礫巖和砂巖礫巖相沉積。沉積中心有兩個:西部地區在衢洲-錦橋-齋堂一帶，分布著河湖泥巖及砂巖泥巖相沉積;中部地區在楊塘-下章-上郭-橫路塘一帶，分布著河湖礫巖砂巖、泥巖礫巖、礫巖砂巖及礫巖泥巖相沉積(圖3a)。

圖3 金衢盆地中戴期巖相展布圖Fig.3 Sedimentary facies distribution in the Jinhua-Quzhou Basin during the Zhongdaian

從等厚圖可以看出，厚度一般不大，厚度中心與沉積中心明顯不符。厚度最大是在盆地南緣龍游和坊坦之間，可達800m以上。另一個厚度中心是在白龍橋一帶，厚達700m以上。由盆地南緣，沿北西方向向盆中，厚度漸薄，可不到100m。到盆地北緣厚度稍有增加，達300米左右。從厚度的變化規律，我們可以推測，當時沉積明顯受到構造和原始地形的控制。砂巖厚度不大，一般只有50～100m左右，相當大地區還不到50m。厚度中心在白龍橋-羅埠一帶，厚達200～250m左右。

中戴期晚期盆地繼續發展，逐漸擴展，沉積物變細，山麓洪積相沉積向外移，現未見分布。盆地西部南北邊緣和東部北緣都分布著河流砂巖礫巖、礫巖砂巖、砂巖及泥巖砂巖相沉積。沉積中心在盆地中部楊塘-下章-白龍橋-羅埠一帶，分布著淺湖砂巖、砂巖泥巖、泥巖相沉積。盆地其余廣大地區則分布著河湖礫巖砂巖、砂巖、泥巖砂巖、砂巖泥巖及泥巖相沉積。這說明同中戴期早期比較，除西部沉積中心消失外，中部沉積中心沒有什么移動(圖3b)。

厚度較中戴期早期有所增加，特別是東部地區由中戴期早期的300～400m劇增達1100m，這說明該地區有較大沉降。厚度中心有3個，東部地區在上溪一帶，厚達1100m以上;中部地區在白龍橋-羅埠一帶，厚達700～800m;西部地區在錦橋-玳塘一帶，厚度700m以上。同中戴期早期相比較，中部厚度中心基本一致，西部厚度中心由盆地南緣移至靠近北緣。砂巖厚度較中戴期早期時期也有所增加，東部最厚，達1000多米。中部白龍橋-羅埠一帶仍為一個砂巖厚度中心，厚400多米。西部衢州以西航埠-沐塵一帶厚度也較大，達400m以上。

3.2 金華期

金華期為盆地發育全盛時期，沉積范圍最大，沉積物最細，厚度也最大。從現在盆地未見有山麓洪積相和河流相分布來看，當時盆地范圍要比現在大很多。大部分地區分布著淺湖泥巖及砂巖泥巖相沉積。在東部義烏-東陽地區、全旺-祝家-十里坪三角形地區、西部衢州以西雙塘嶺-航埠-六都楊一帶，分布著河湖泥巖、砂巖泥巖、泥巖砂巖及砂巖相沉積。而在沉積中心(西部地區在衢州-團石汪一帶、中部地區在湖各頭-厚倫方向一帶)，則分布著較深湖泥巖相沉積(圖4)。

圖4 金衢盆地金華期巖相展布圖Fig.4 Sedimentary facies distribution in the Jinhua-Quzhou Basin during the Jinhuan

厚度比中戴期時期大得多，達1000m以上地區很多。厚度中心由中戴期晚期的3個增加到4個:東部地區厚度中心范圍擴大并南移至義烏-鞋塘一帶，厚達1100m以上;中部地區厚度中心除由白龍橋-羅埠一帶西移至羅埠-游埠一帶，厚達1700m以上外，在湖各頭和厚倫方向之間，還出現了一個厚度也在1700m以上范圍小一點的新的厚度中心;西部地區厚度中心由衢州以西西錦橋-玳塘一帶東移至衢州-下章一帶，范圍擴大，厚度也增加，達1100m以上。砂巖厚度相應也增加，厚度中心仍有3個，但變動較大。中部地區有兩個厚度中心:一個在下章一帶，厚度達800m以上;另一個在蘭溪-橋頭一帶，厚達400m以上。西部地區后溪街北有一個厚度中心，厚度在500m以上。

3.3 衢縣期

圖5 金衢盆地衢縣期巖相展布圖(圖例見圖3)Fig.5 Sedimentary facies distribution in the Jinhua-Quzhou Basin during the Quxianian(symbols as in Fig.3)

衢縣期早期盆地繼金華期全盛時期，開始萎縮，沉積物也變粗。淺湖相范圍大大縮小，僅在羅埠-竹馬館一帶有沉積中心出現，為淺湖泥巖相沉積。而河流相分布擴大，主要呈帶狀分布在靠近盆地南緣的航埠-湖鎮一帶，為河流砂巖礫巖、礫巖砂巖、砂巖、礫巖泥巖及礫巖相沉積。其次還分布在盆地中部北緣雙牌-墊塘邊一帶，為河流礫巖、礫巖砂巖、砂巖及砂巖泥巖相沉積。盆地其余部分則分布著河湖泥巖、砂巖泥巖、泥巖砂巖、砂巖及礫巖砂巖、砂巖礫巖相沉積。在東部東陽地區，還分布著一塊河流砂巖礫巖相沉積。厚度減少，厚度中心只有一個，分布在夏峰一帶，厚達1300m以上。砂巖厚度與金華期時期差不多，厚度中心有兩個:一個在龍游北東一帶，厚度800米以上;另一個在水亭-楊塘一帶，厚度600m以上(圖5Ⅰ)。

衢縣期中期時盆地繼續萎縮，范圍也更小，并且可能被分割開來。除在衢州和夏峰一帶有河湖泥巖砂巖、砂巖泥巖及泥巖相沉積外，其余主要為河流砂巖相沉積。在盆地中部北緣雙牌-墊塘邊一帶則分布著河流礫巖、砂巖礫巖及礫巖砂巖相沉積(圖5a)。

衢縣期晚期為盆地發育末期，范圍很小，現僅在航埠-衢州-團石汪一帶分布著河流砂巖礫巖和礫巖砂巖相沉積，有可能是因為盆地抬升，河流流經盆地只堆積了一套河流相沉積，也可能是曾有湖相沉積，后因剝蝕消失(圖5b)。

4 盆地形成過程

金衢盆地是發育在兩大不同構造單元之上的，南部為華夏復背斜，長期隆起遭受剝蝕;北部為錢塘褶皺帶，早三疊世以前是一個海盆的邊緣部分，印支運動使錢塘海盆的早三疊世以前的沉積褶皺隆起，形成呈北東向的褶皺帶。印支運動后，構造運動比較緩和，而較大斷裂(如江山-紹興大斷裂)則由強烈擠壓轉入引張狀態，一些斷裂形成局部下陷，接受晚三疊世和早、中侏羅世的以粗碎屑為主的地層沉積。但在后來的燕山運動強烈影響下，不但使華夏復背斜和錢塘褶皺帶進一步隆起，同時發生大斷裂并伴隨大規模的火山活動。僅至后期，在隆起的復雜的火山地形背景上，在與新華夏系構造有關的局部斷裂帶中形成一些小盆地，有晚侏羅世晚期和早白堊世的碎屑沉積(如壽昌、浦江-墩頭、永康等盆地)，而此同時火山活動還時斷時續的進行。晚白堊紀開始，該區構造運動重新漸趨平靜，再次產生應力釋放，在錢塘褶皺帶和華夏復背斜兩大構造復合的脆弱地帶，產生斷陷，形成了金衢盆地。

盆地發育大致經歷了以下3個階段:

早期:中戴期早期時盆地剛形成，處于動蕩、調整階段，基底很不均一。南北兩側隆起強烈。因此形成以山麓堆積為主的粗碎屑沉積。這時在局部地區還有火山活動(主要在盆地東部)，但已較微弱。至中戴期晚期時盆地逐漸擴展，形成盆地的形態。

中期:即金華期時，盆地處于全盛時期，湖水淹沒了盆地的絕大部分，而且相對比較穩定，受下章斷裂和江山-紹興大斷裂的影響，在此兩斷裂之間或斷裂的下降盤形成較深凹陷，其中接受了2000m左右的砂泥巖沉積。但湖水并不很深，總體仍為紅色，只在湖盆中水體較深的低洼處沉積一定數量的暗色層。這時在盆地內火山活動除少數地方(主要是東部)幾乎平靜下來。

后期:衢縣期盆地逐漸萎縮，湖盆退縮形成以河流相為主的紅色粗碎屑沉積，沿盆地中心有比較大的河流出現。

5 結論

(1)金衢盆地是中國東南部晚中生代形成的典型的箕狀斷陷盆地，盆地發育在華夏復背斜(浙東)與錢塘褶皺帶(浙西)兩大構造單元之上，江山-紹興大斷裂通過其間。沉積物主要來自于早期褶皺隆升的前中生代地層的剝蝕以及晚期拉張背景的山體風化剝蝕。

(2)金衢盆地白堊系衢江群分布廣泛，覆蓋了整個盆底，是一套河湖相成因的紅色碎屑巖地層，包括早白堊世晚期中戴組，晚白堊世金華組、衢縣組。中戴組主體分布于盆地南緣，金華組主體分布于盆地中部，衢縣組主體分布于盆地北緣。總的來說，衢江群巖性反映了盆地的發生、擴展至萎縮各個時期的變化。

(3)金衢盆地白堊系衢江群可識別出山麓洪積相、河流相、淺湖相-較深湖相、河湖相4個沉積相類型。沉積沉降中心主要在衢州附近，而在不同的古巖相期又有一定位移的遷移。表現在盆地南、北沉積厚度、巖性的差異，這種差異直到衢縣組時期才逐漸的不明顯。盆地形成于中戴期早期，金華期時處于全盛時期，衢縣期盆地逐漸萎縮。

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