貴州頂蘇二疊系曬瓦組基本序列及時代探討

2014-08-03 02:55:02曾昭光楊恩林

云南地質 2014年4期

曾昭光，楊恩林

(貴州省地礦局117地質大隊，貴州貴陽 550018)

曬瓦組在貴州主要分布在鎮寧南部頂蘇—六馬、紫云、望謨、羅甸紅水河一帶，對其形時代有不同的看法[1]、[2]，主要爭論是屬于中二疊世或是形成于晚二疊世。筆者在鎮寧的頂蘇—六馬一帶從事過1∶5萬區域地質調查工作，在該區曬瓦組底部可見到特殊的地質體——峨嵋山玄武巖、礫巖層，這些特殊的地質體的存在也許能為曬瓦組的研究提供一些佐證。

1 研究區地質背景

頂蘇位于華南大陸板內的裂陷盆地西北段水城—紫云裂谷盆地的中部，該盆地是在加里東基底上發展起來同沉積斷裂及其相關的沉積盆地。從早泥盆世晚期至中二疊世為拉張裂陷最強的階段，受主導構造斷塊作用下出現不均沉積，高位斷塊出現淺水碳酸鹽沉積，在低位斷塊中為深水炭泥硅質沉積；中泥盆世受張裂作用出現迥沉積斷裂，至晚泥盆世為同沉積斷裂最活躍時期，也是該帶最大的海浸期，沉積盆地向北西直達滇黔邊境，受同沉積斷裂影響沉積格局發生明顯分異，臺、坡、盆格局清晰，同時受北東向走滑斷裂使臺緣灘、生物礁分割呈若干孤立臺地。晚石炭世斷裂活動減弱，海水向南東退縮，形成向變淺的進積層序，盆地收縮向南東遷移，在臺地邊緣斜坡出現大量的跌積，塌積巖。海西晚期，中二疊世末，峨嵋地幔柱塊速上升，晚二疊世初形成大陸溢流拉斑玄武巖及武質火山碎屑巖，使地殼隆起加厚，北西向盆地萎縮至關嶺—紫云南東一帶，古地理格局發生較大的改觀，北西向的裂陷盆地北西段演化結束。

圖1 頂蘇地區地質略圖

研究區出露地層有石炭系南丹組，二疊系四大寨組、峨嵋山玄武巖組、曬瓦組、吳家坪組、龍潭組，三疊系大冶組(圖1)，各組相互疊置、橫向變化關系(表1)。石炭系南丹組為深水停滯陸棚沉積的一套深灰色薄—中厚層燧石灰巖、灰巖夾硅質巖。二疊系四大寨組下部為黃色粉砂質泥巖夾薄層硅質巖、粉砂巖，中上部以深灰色灰色薄—中厚層燧石灰巖、硅質巖，四大寨組往北東頂蘇相變為臺地邊緣相茅口組；曬瓦組以深灰色粉砂巖為主，夾巖屑砂巖、粘土巖，底部有礫巖層，吳家坪組為半局限臺地相及生物礁碳酸鹽巖夾碎屑巖；龍潭組以陸源碎屑巖為主，夾碳酸鹽巖及煤層。三疊系羅樓組以灰色薄層灰巖為主，夾少量粉砂質粘土巖。

2 曬瓦組層序

曬瓦組主要分布在克城—杉木寨、納棚一帶，在包包寨、克城一帶厚度大，往北東變薄，在小革么一帶尖滅。現以鎮寧縣克城曬瓦組剖面介紹如下(圖2)：

圖2 鎮寧縣克城曬瓦組剖面略圖

上覆地層：上二疊統龍潭組：灰、深灰色厚層燧石灰巖。

----------整合----------

曬瓦組(厚1 113.96m)：

12.淺灰、深灰色薄層粉砂質粘土巖，夾少量粉砂巖、細砂巖。

206.29m

11.由灰綠色、深灰色中厚層粉砂巖與深灰色厚層泥質粉砂巖組成。巖石中可見礫屑結構，礫屑主要為玄武巖，少量粘土巖，礫屑含量在15%左右，礫屑粒徑在1～20mm。粉砂巖中平行層理發育，見泥質條帶狀構造。其基本層序是由細砂巖—粉砂巖。

200.08m

10.灰、深灰色薄層—中厚泥質粉砂巖、泥質條帶粉砂巖。巖石中偶見鈣質細砂巖透鏡體，順層展布，透鏡體長30～100cm，厚2～6cm。粉砂巖中平行層理發育。

139.98m

9.灰、深灰色中厚層細砂巖、礫屑長石細砂巖。細砂巖中平行層理發育，礫屑長石細砂巖中具粒序層理，礫屑主要為斜長石、玄武巖、植物碎片等。

21.30m

8.灰綠色、深灰色中至厚層含泥質粉砂巖。巖石中含泥質條帶。

57.25m

7.灰色、深灰色中厚層粘土質粉砂巖、粉砂質粘土巖、鈣質粘土巖組成，在鈣質粘土巖中夾少量泥灰巖、細砂巖透鏡體，粉砂巖中平行層理發育。

152.29m

6.灰色、淺黃色厚層粘土質粉砂巖、粉砂質粘土巖組成，局部夾少量鈣質粘土巖。粉砂質粘土巖中含砂質條帶。

148.33m

5.深灰色薄至中厚層粘土質粉砂巖。粉砂顆粒主要為玄武巖、硅質、長石，雜基則由粘土礦物及少許植物碎片等。

16.25m

4.灰色、淺褐色中厚層粉砂質粘土巖。

139.80m

3.灰色中至厚層細砂巖、粉砂巖、粉砂質粘土巖組成，細砂巖中見平行層理，粉砂巖中見水平層紋。

44.55m

2.灰綠色、褐灰色粉砂質粘土巖為主，局部見粘土質粉砂巖。粉砂巖中水平層理極發育。

172.19m

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

下伏地層：峨嵋山玄武巖組：灰綠色拉斑玄武巖。

圖3 貴州鎮寧克城曬瓦組實測剖面9層的基本層序

曬瓦組中巖石以灰色、深灰色薄—中厚層泥質巖屑粉砂巖為主，夾中厚層巖屑細砂巖、粉砂質粘土巖及少量鈣質粘土巖。粉砂巖、砂巖中巖屑以玄武巖屑為主，占巖石總量65%以上，次為粘土巖屑、長石巖屑、硅質巖屑等，雜基主要為粘土質，次為有機質及少量海綠石等。巖石中水平層理發育，層理常由不同粒級的粉砂與泥質相間組成，砂級碎屑常有向上變細的粒序遞變，底部常具較少沖刷面。其典型基本層序由細砂巖——粉砂巖——粘土巖組成(圖3)，向上粒徑變細，層次變薄。該套巖石中化石稀少，底與下伏玄武巖或四大寨組深灰色灰巖分界標志清楚，頂為為灰色灰巖。

在頂蘇—小革么一帶曬瓦組底部普遍發育礫巖層，礫巖層假整合于茅口組、四大寨組之上，礫巖層厚0～40m之間，為晚二疊世沿中二疊統侵蝕面上發育的一套河流相碎屑巖沉積，礫巖層中礫巖主要是由玄武質礫巖、角礫巖、砂巖、凝灰質粘土巖、炭質粘土巖、煤線組成，但各地巖性組合特征變化較大。

在小革么一帶，礫巖層底部為一套深灰色含粉砂質炭質粘土巖；之上為塊狀礫巖巖，礫巖主要由玄武巖為主，含量70%～85%之間，礫徑在3cm～5cm之間，礫巖呈次圓狀—圓狀，雜基為玄武巖屑砂、粉砂為主，少量鈣質、粘土礦物；再上為5m厚左右的炭質粘土巖、煤線；煤線之上又為礫巖層為深灰、灰黑色中厚層—厚層玄武巖屑砂礫巖，礫巖主要為玄武巖，次有少量灰巖，礫巖含量5%～70%，礫徑在0.3mm～30mm之間，雜亂排列，以次棱角狀為主，礫巖之間以玄武巖屑、粉砂、泥質、鈣質雜基充填和膠結，大型層理發育；頂部有3m～5m厚之薄層炭質粘土巖，其層序如圖4A所示。

在頂蘇一帶，底部分布不連續厚1m～10m的深灰色薄至中厚層泥質灰巖、泥灰巖夾炭質粘土巖；中部以灰黃色薄至中厚層玄武巖屑砂巖、雜色凝灰質粘土巖夾炭質粘土巖、煤線；上部為灰、深灰色中厚層狀礫巖，礫巖以玄武巖為主，次有燧石、灰巖，礫徑在2mm～20mm之間，含量為50%～60%之間，礫巖多為次棱角狀，礫巖之間由玄武巖屑、粉砂、鈣質、粘土質等雜基充填和膠結。其層序如圖4B所示。

頂蘇以南地區，下部有約10m～30m雜色薄層凝灰質粘土巖、灰黑色薄層炭質粘土巖、粉砂質炭質粘土巖為主，夾灰、灰黃色中厚層玄武巖屑砂礫巖及煤線。上部5m～15m厚塊狀角礫巖，角礫含量在80%以上，礫巖主要為生物(蜓)灰巖，礫巖徑在2cm～10cm之間，呈棱角狀，礫巖之間由砂屑、粉屑、泥質等雜基充填和膠結，該層往南到頂蘇南1.2km尖滅。其層序如圖4C所示。

3 曬瓦組形成時間探討

3.1 曬瓦組以灰色、深灰色薄—中厚層泥質巖屑粉砂巖為主，在小革么、頂蘇一帶底部普遍存在礫巖層，在礫巖層之下有1～10m厚的深灰色薄至中厚層泥質灰巖、泥灰巖，在該套灰巖中產牙形石NeogondolellagrantiBarskov et koroleva，PrioniodellactenoidesTatge等，這些牙形均屬于晚二疊世分子，因此認為曬瓦組形成于晚二疊世。

3.2 在克城剖面可看出，曬瓦組平行不整合于峨嵋山玄武巖之上，峨嵋山玄武巖近年來ELIPMW內取得大量同位素年齡數為251～263Ma[6]，范蔚茗等[7]認為峨嵋山玄武巖噴發時間在253～256Ma，也就是峨嵋山玄武巖噴發于晚二疊世早期。曬瓦組明顯形成時間晚于峨嵋山玄武巖，因此認為曬瓦組形成于晚二疊世。