江西雙峰嶺組及其地質(zhì)時(shí)代

武 珺， 巫建華

(1.核資源與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地(東華理工大學(xué))，江西 南昌 330013;2.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 撫州 344000)

江西中生代晚期存在南、北兩個(gè)火山巖帶，北火山巖帶俗稱峽江-廣豐火山巖帶、南火山巖帶俗稱三南(龍南、定南、全南)-尋烏火山巖帶，其中峽江-廣豐火山巖帶的火山巖系被稱為武夷群(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984;江西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1997;巫建華等，2002)，三南-尋烏火山巖帶版石、蔡坊、三百山、大長沙盆地的火山巖系也可歸入武夷群(巫建華等，2002，2011a，2011b;徐勛勝等，2010，王保峰等，2011)。研究表明，武夷群包括三個(gè)巖性巖相單元:下部以沉積巖為主夾火山巖，屬沉積噴發(fā)相，代表火山活動(dòng)初始期的產(chǎn)物;中部以火山巖為主，屬噴發(fā)相，代表火山活動(dòng)噴發(fā)期的產(chǎn)物;上部雜色細(xì)粒沉積巖，有時(shí)夾火山碎屑巖或熔巖，屬噴發(fā)沉積相，代表火山活動(dòng)沉陷期的產(chǎn)物(巫建華等，1996a，1996b)。1961年北京地質(zhì)學(xué)院在上饒開展1∶20萬地質(zhì)調(diào)查時(shí)，將與武夷群下、中、上三個(gè)巖性巖相單元大體相當(dāng)?shù)膸r石組合分別創(chuàng)稱打鼓頂組、鵝湖嶺組和石溪組，其中打鼓頂組與鵝湖嶺組的界線以貴溪上清宮蔡家橋剖面第3層安山巖的頂界為界。同年，江西省地質(zhì)局石油普查大隊(duì)在贛東北開展石油地質(zhì)調(diào)查時(shí)，將與武夷群下、中、上三個(gè)巖性巖相單元大體相當(dāng)?shù)膸r石組合分別創(chuàng)稱雙峰嶺組、熊家組和冷水塢組①黎中仁，何海泉，蔣萬.1961.江西省“舊紅巖系”地層劃分對(duì)比及其含油性的初步研究.。雙峰嶺組、熊家組和冷水塢組創(chuàng)建之后，被認(rèn)為分別與打鼓頂組、鵝湖嶺組和石溪組所代表的巖石組合大體一致，且后者因1∶20萬上饒幅地質(zhì)圖說明書的廣泛流傳而被地質(zhì)工作者采用(張利民，1979;江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984)，而前者則很少被沿用。然而，打鼓頂組、鵝湖嶺組和石溪組創(chuàng)建之后，各組的界線劃分特別是打鼓頂組與鵝湖嶺組界線劃分卻一直存在分歧。巫建華(1996b)指出，以貴溪上清宮蔡家橋剖面第3層安山巖的頂界作為打鼓頂組的上界不具區(qū)域性和唯一性，而且該剖面劃分的打鼓頂組和鵝湖嶺組具有相同的巖性巖相特征;江西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳(1997)持類似的觀點(diǎn)，將打鼓頂組命名剖面上的打鼓頂組并入了鵝湖嶺組，進(jìn)而將峽江-廣豐火山巖帶其它地區(qū)以沉積巖為主夾火山巖的原打鼓頂組以相山如意亭剖面為層型創(chuàng)建如意亭組;巫建華等(2002)認(rèn)為，相山如意亭剖面底部被第四系覆蓋、上部被英安斑巖侵入破壞，不具備層型剖面的條件;而且，根據(jù)命名的優(yōu)先率原則，停用打鼓頂組一名理應(yīng)恢復(fù)使用雙峰嶺組;進(jìn)而將峽江-廣豐火山巖帶武夷群下部的沉積巖為主夾火山巖稱為雙峰嶺組，并將武夷群使用到三南-尋烏火山巖帶，但未對(duì)雙峰嶺組層型剖面進(jìn)行描述和年代學(xué)研究。本文通過對(duì)貴溪雙峰鄉(xiāng)雙峰嶺剖面地層層序的系統(tǒng)研究和高精度的SHRIMP鋯石U-Pb年齡測(cè)定，結(jié)合峽江-廣豐火山巖帶、三南-尋烏火山巖帶武夷群下部地層特征的對(duì)比，認(rèn)識(shí)到雙峰嶺剖面具有代表性，且符合層型剖面的要求，為雙峰嶺組代表武夷群下部的巖石地層單位提供了更加翔實(shí)的資料。

1 剖面簡介

1.1 貴溪雙峰嶺剖面

該剖面位于貴溪盛源盆地東部雙嶺鄧家和崖嶺潘家之間，系江西省地質(zhì)局石油普查大隊(duì)(1961)創(chuàng)雙峰嶺組的層型剖面。剖面近SN向，地層向北傾斜，具體層序如下:

圖1 貴溪雙峰嶺地質(zhì)剖面圖(王圣祥1987② 王圣祥.1987.贛東北中生代火山巖系特征及劃分對(duì)比.華東地勘局270研究所.，修改)Fig.1 Geological section map of Shuangfengling in Guixi

該剖面地層連續(xù)、層序清楚。底部以砂巖、砂礫巖與林山組含煤碎屑巖呈平行不整合接觸;頂部以灰紫色粉砂巖、細(xì)砂巖與鵝湖嶺組含晶屑凝灰?guī)r呈整合接觸。雙峰嶺組以砂巖、粉砂巖為主體夾凝灰?guī)r，可分為三段:下段(1層)為砂巖、礫巖層，厚達(dá)217.8 m;中段(2～11層)以晶屑、玻屑凝灰?guī)r和熔結(jié)凝灰?guī)r為主夾蜂窩狀(球粒)流紋巖及凝灰質(zhì)砂巖薄層，厚92.8 m;上段(12層)為砂巖含鈣質(zhì)結(jié)核粉砂巖，厚41.4 m。

1.2 貴溪籠塘-汪家剖面

剖面位于盛源盆地西部籠塘-汪家一帶，具體層序如下:

圖2 貴溪籠塘-汪家地質(zhì)剖面圖Fig.2 Geological section map of Longtang-Wangjia in Guixi

剖面中雙峰嶺組以紫紅色砂巖夾晶屑玻屑凝灰?guī)r為主，厚627.0 m。底部為紫紅色砂巖、砂礫巖，厚237.0 m，與下伏震旦系云母片巖呈角度不整合接觸;頂部一層安山巖，厚142.6 m，其上為一層粉砂巖、礫巖，與上覆鵝湖嶺組呈整合接觸。

1.3 樂安如意亭剖面

該剖面位于相山盆地北部的樂安縣公溪鎮(zhèn)，具體層序如下:

圖3 相山如意亭地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological section map of Ruyiting in Xiangshan

該剖面1～3層為砂巖、含礫砂巖、砂礫巖為主夾流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，厚36.6 m，被指定為如意亭組層型剖面。因剖面底部被第四系覆蓋，所謂如意亭組地層出露不全，據(jù)剖面附近鉆孔資料證實(shí)，暗紫紅色流紋英安巖層之下的砂巖、含礫砂巖、砂礫巖夾火山巖層厚度近600 m。另外，受斷層影響該剖面6層之后的地層被前人歸入鵝湖嶺組底部，導(dǎo)致所謂如意亭組的巖性巖相組合與鵝湖嶺組底部的巖性巖相組合一致，區(qū)域上無法識(shí)別。

1.4 石溪赤勘-中洲剖面

剖面位于上饒與鉛山縣之間的石溪盆地，具體層序如下(張利民，1979):

剖面中雙峰嶺組地層以砂巖、砂巖、含礫砂巖和礫巖為主夾凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r，厚589.0 m。底部砂、礫巖與下三疊統(tǒng)龍頁巖、粉砂巖及泥灰?guī)r不整合接觸;頂部粉砂巖、砂巖與鵝湖嶺組熔結(jié)凝灰?guī)r區(qū)分明顯，二者為整合接觸關(guān)系。

1.5 安遠(yuǎn)上丁-祖田剖面

剖面位于安遠(yuǎn)縣車頭鄉(xiāng)蔡坊盆地上丁-祖田一帶，具體層序如下(徐勛勝等，2010):

圖4 安遠(yuǎn)縣上丁-祖田地質(zhì)剖面圖(徐勛勝等，2010，修改)Fig.4 Geological section map of Shanding-Zutian in Anyuan county

剖面可分為上、下兩段:下段(1～8層)雙峰嶺組為紫紅色粗碎屑巖、細(xì)碎屑巖、灰白-灰綠色凝灰質(zhì)細(xì)碎屑巖，粒度由粗變細(xì)，火山物質(zhì)逐漸增多，屬火山巖噴發(fā)-沉積相，代表火山活動(dòng)初始期的產(chǎn)物;上段(9～14層)鵝湖嶺組為以熔結(jié)凝灰?guī)r為主，屬火山巖噴發(fā)相，代表火山噴發(fā)期的產(chǎn)物。雙峰嶺組底部以紫紅色礫巖與震旦系變質(zhì)砂巖呈不整合接觸，頂部以凝灰質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖與鵝湖嶺組含角礫凝灰?guī)r呈整合接觸。

由以上描述的五個(gè)剖面可以看出，雙峰嶺組以紫紅色粉砂巖、細(xì)砂巖、砂巖、含礫砂巖和礫巖為主，間夾凝灰?guī)r、熔巖。沉積巖成層性好具韻律、層理等沉積構(gòu)造，屬沉積噴發(fā)相。其上覆鵝湖嶺組則是以各類熔結(jié)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r和凝灰?guī)r為主，間夾熔巖和沉積巖，屬噴發(fā)相。二者呈整合接觸關(guān)系。雙峰嶺組上界置于砂巖層與火山巖的巖性界面上，同時(shí)也是沉積噴發(fā)相與噴發(fā)相的相變界面，代表火山活動(dòng)初始期與噴發(fā)期的更替。

2 雙峰嶺組的同位素年齡

近年來，峽江-廣豐和三南-尋烏火山巖帶武夷群火山巖獲得了一批精確度較高的火山巖年齡。峽江-廣豐火山巖帶盛源盆地雙峰嶺組安山巖(籠塘-汪家剖面第4段)全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為(138±8.8)Ma(吳俊奇等，2011)，相山盆地鵝湖嶺組流紋英安巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(135.1±1.7)Ma(楊水源等，2010)，與鵝湖嶺組流紋英安巖呈侵入接觸的英安斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(136.6 ±2.7)Ma(何觀生等，2009)、LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb年齡為(134.8± 1.1)Ma(楊水源等，2010)，鉛山石溪盆地石溪組粗面巖SHRIMP鋯石U-Pb 年齡為(137.0 ± 0.9)Ma(劉飛宇等，2009，巫建華等，2011a);三南-尋烏火山巖帶蔡坊盆地鵝湖嶺組流紋巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(130.8±0.7)Ma(徐勛勝等，2010)，版石盆地鵝湖嶺組流紋質(zhì)凝灰?guī)r、石溪組流紋巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡分別為(142.5 ±1.3)Ma、(131.4 ± 1.3)Ma(王保峰等，2010)，三百山盆地鵝湖嶺組粗面巖SHRIMP鋯石 U-Pb年齡為(141.6±1.0)Ma(巫建華，2011b)，大長沙盆地鵝湖嶺組粗面巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(135.4 ±1.5)Ma(巫建華，2011b)。根據(jù)新的國際地層表(Gradsrein et al，2004)，晚侏羅世與早白堊世之間的界線限定為(145.5±4)Ma，因此，上述火山巖的鋯石U-Pb年齡都指示武夷群的地質(zhì)時(shí)代屬早白堊世早期。

3 地質(zhì)時(shí)代歸屬

前文中所述火山巖的鋯石U-Pb年齡都是取自武夷群中部的鵝湖嶺組和上部的石溪組，武夷群下部的雙峰嶺組僅有一個(gè)全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡，且誤差高達(dá)±8.8 Ma。筆者在貴溪雙峰嶺剖面第10層流紋巖層(具體坐標(biāo)為 N28°9.4';E117°6.4')中采取新鮮樣品(樣號(hào):GX103)進(jìn)行SHRIMP鋯石UPb定年。

樣品GX103(10 kg)在河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所廊坊實(shí)驗(yàn)室用一般人工重砂方法選出鋯石，經(jīng)雙目鏡下挑純，選取結(jié)晶程度較好的鋯石與數(shù)粒RSES標(biāo)準(zhǔn)鋯石(TEM，其年齡為417 Ma)一起沾在環(huán)氧樹脂靶上，凝固后打磨拋光使鋯石內(nèi)部暴露，然后進(jìn)行反射光、透射光和陰極發(fā)光顯微照相和SHRIMP U-Pb分析。反射光、透射光和陰極發(fā)光顯微照相在中國地質(zhì)科學(xué)院礦床地質(zhì)研究所電子探針研究室完成，鋯石SHRIMP U-Pb分析在中國地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心SHRIMPⅡ上完成。樣品的鋯石多數(shù)為淡黃色，呈自形短柱狀或雙錐狀，粒度較粗，一般長軸為200～ 300 μm，長寬比1.5～2.5。陰極發(fā)光圖像顯示鋯石多具有清晰的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖5)，為巖漿鋯石。數(shù)據(jù)處理、年齡計(jì)算采用Ludwig博士編寫的SQUID1.0及ISOPLOT程序，測(cè)試數(shù)據(jù)采用204Pb進(jìn)行普通鉛校正。單個(gè)測(cè)試點(diǎn)的誤差均為1σ，具有95%置信度。因年輕鋯石(＜1 000 Ma)中放射成因207Pb的量較少，分析中容易產(chǎn)生較大的誤差，故對(duì)年輕的鋯石使用206Pb/238U年齡。樣品SHRIMP鋯石U-Th-Pb分析結(jié)果列于表1.從表1可以看出:普通鉛含量為 0.00% ～2.69%，U 含量為184 ×10－6～2761×10－6，Th含量為80 ×10－6～ 588 ×10－6，Th/U 比值為 0.15 ～1.26，均大于 0.1，各組206Pb/238U 年齡數(shù)據(jù)相當(dāng)一致，U，Th，Pb含量變化范圍較小。15個(gè)單顆粒鋯石年齡相當(dāng)一致，為122～145 Ma，基本都位于諧和線附近，數(shù)據(jù)點(diǎn)成群分布在一致曲線之上(圖6)，加權(quán)平均值為(134.3 ± 1.6)Ma(N=11，MSWD=1.01)。因此，雙峰嶺組流紋巖SHRIMP鋯石UPb年齡為(134.3 ± 1.6)Ma，不僅說明雙峰嶺組的地質(zhì)時(shí)代屬早白堊世早期，而且與其它地區(qū)武夷群鵝湖嶺組和石溪組年齡相對(duì)比在同期火山活動(dòng)期間內(nèi)，故其可以代表武夷群底部雙峰嶺組的地質(zhì)年代。

圖5 流紋巖鋯石的高清陰極發(fā)光圖像、測(cè)點(diǎn)和年齡結(jié)果Fig.5 Cathode Luminescence photomicrographs，measured points and age(206Pb/238U)results of zircons from rhyolite

4 雙峰嶺組的命名

巫建華(1994，1996b，1999)認(rèn)為，火山巖區(qū)巖石地層劃分應(yīng)當(dāng)以地層的巖性巖相特征為依據(jù)，根據(jù)火山巖系巖性巖相特征劃分的地層單位應(yīng)該采用巖石地層單位系統(tǒng)“群-組-段-層”;根據(jù)巖石地層劃分的要求，結(jié)合火山產(chǎn)物的自身特點(diǎn)，提出將巖石地層單位“群”與火山旋回、“組”與復(fù)合巖相、“段”與火山巖相或沉積巖相、“層”與火山巖相的基本類型相對(duì)應(yīng)，以直接建立“群”與火山構(gòu)造、“組”與火山構(gòu)造演化階段、“段”與火山活動(dòng)期或間隙期、“層”與火山作用形式的聯(lián)系。因此，當(dāng)沉積巖區(qū)的巖石地層劃分方法運(yùn)用于火山巖區(qū)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)與火山產(chǎn)物的自身特點(diǎn)結(jié)合起來，就能將火山巖區(qū)的巖石地層劃分與火山活動(dòng)歷史的研究有機(jī)結(jié)合起來。本文厘定的雙峰嶺組所代表的地層，大體相當(dāng)于前人所稱的打鼓頂組(張利民，1979;江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984;巫建華，1996a，1996b)或如意亭組(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1997)，與巫建華等(2002)的雙峰嶺組含義相同。之所以采用雙峰嶺組而不繼續(xù)使用打鼓頂組或如意亭組，主要理由如下:

表1 流紋巖SHRIMP鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)Table1 Data of SHRIMP Zircon U-Pb dating from rhyolite

圖6 流紋巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡一致曲線圖Fig.6 Concordia diagrams of SHRIMP Zircon U-Pb dating from rhyolite

(1)打鼓頂組命名存在的問題。打鼓頂組的劃分以貴溪上清宮蔡家橋剖面第3層安山巖的頂界為標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)存在以下問題(巫建華，1996a，1996b):①安山巖層不具備區(qū)域性，導(dǎo)致打鼓頂組的劃分出現(xiàn)分歧。如石溪盆地武夷群下部以沉積巖為主夾凝灰?guī)r(見石溪赤勘-中洲剖面)，缺少安山巖層，張利民(1979)、巫建華(1996b)將其歸入打鼓頂組，而江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1984)則將其歸入鵝湖嶺組;又如:盛源盆地西部武夷群下部有安山巖層出露(見貴溪籠塘汪家剖面)，而盆地東部武夷群下部未見安山巖層(見貴溪雙峰嶺剖面)，張利民(1979)將盆地西部武夷群安山巖層及以下的沉積巖夾火山巖層和盆地東部武夷群下部的沉積巖夾火山巖層都?xì)w入打鼓頂組，巫建華(1996a，1996b)將盆地西部武夷群安山巖層和其上的沉積巖層以及其下的沉積巖夾火山巖層、盆地東部武夷群下部的沉積巖夾火山巖層都?xì)w入打鼓頂組，江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1984)則將盆地西部武夷群安山巖層及以下的沉積巖夾火山巖層歸入打鼓頂組、將盆地東部武夷群下部的沉積巖夾火山巖層歸入鵝湖嶺組。②安山巖層呈透鏡狀?yuàn)A層存在，導(dǎo)致安山巖層分布區(qū)之外的地層歸屬產(chǎn)生分歧。如盛源盆地西部安山巖層之上為紫紅色粉砂巖層、之下為灰綠色粉砂巖層，張利民(1979)將紫紅色粉砂巖層歸入鵝湖嶺組，巫建華(1996b)則將紫紅色粉砂巖層歸入打鼓頂組;而盆地東部相對(duì)應(yīng)的紫紅色粉砂巖層和灰綠色粉砂巖層呈過渡關(guān)系，張利民(1979)和巫建華(1996b)將它們都?xì)w入打鼓頂組。③北京地質(zhì)學(xué)院(1961)在貴溪上清宮蔡家橋剖面上劃分的打鼓頂組，與上覆的鵝湖嶺組均以火山巖為主，均屬噴發(fā)巖相，不僅不符合巖石地層單位劃分的要求，而且在區(qū)域上也無法識(shí)別。為此，巫建華(1996b)和江西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳(1997)均將該剖面打鼓頂組所代表的地層并入鵝湖嶺組。

(2)如意亭組命名存在的問題。針對(duì)打鼓頂組劃分和命名存在的問題，江西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳(1997)以樂安如意亭剖面為層型剖面創(chuàng)建如意亭組，代表武夷群下部的沉積巖夾火山巖層。然而，研究表明，如意亭組的層型剖面不具備層型剖面的條件，主要表現(xiàn)在:①如意亭剖面下部被第四系覆蓋，導(dǎo)致與下伏地層的接觸關(guān)系不明;②如意亭剖面中沉積巖夾火山巖層的總厚度僅36.6 m，而剖面附近的鉆孔資料證實(shí)武夷群下部的沉積巖夾火山巖層超過600 m，剖面巖石組合特征不能反映武夷群下部巖石組合的整體面貌。③如意亭剖面被英安斑巖侵入破壞，剖面南段出露的沉積巖夾火山巖層與剖面北段劃分的如意亭組關(guān)系不明。相山盆地武夷群碎斑熔巖之下常見沉積巖夾火山巖，如果將如意亭剖面北段的沉積巖夾火山巖層歸入如意亭組、南段的沉積巖夾火山巖歸入鵝湖嶺組下部，則會(huì)導(dǎo)致區(qū)域上使用的分歧。

為此，筆者支持恢復(fù)雙峰嶺組代表武夷群下部的巖石地層單位，主要理由有:①根據(jù)地層命名的優(yōu)先律原則，雙峰嶺組和打鼓頂組幾乎同時(shí)創(chuàng)建，兩者所代表的地層也大體相當(dāng)，既然打鼓頂組的命名存在問題，就應(yīng)恢復(fù)使用雙峰嶺組一名。②雙峰嶺剖面頂?shù)壮雎锻耆?，雙峰嶺組下與林山組呈平行不整合接觸、上與鵝湖嶺組呈整合接觸，符合層型剖面的要求。③雙峰嶺組以紫紅色砂巖層與鵝湖嶺組凝灰?guī)r分界，該界限既是巖性界線，也是巖相界線，在區(qū)域上易于識(shí)別，符合巖石地層單位劃分的要求。④三南-尋烏火山帶早白堊世早期火山巖系的巖石組合與峽江-廣豐火山巖帶的武夷群一致，可歸入武夷群，其下部的沉積巖夾火山巖層自然歸于雙峰嶺組。

5 結(jié)論

綜上所述，可得出以下結(jié)論:

⑴貴溪雙峰嶺剖面上的雙峰嶺組出露完整，以沉積巖為主夾火山巖，屬沉積噴發(fā)相，與上覆噴發(fā)相為特征的鵝湖嶺組有明顯的區(qū)別，符合層型剖面的條件。

⑵雙峰嶺組中流紋巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(134.3 ±1.6)Ma，與江西省其他地區(qū)武夷群火山巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡一致，同屬于早白堊世早期。

⑶貴溪雙峰嶺剖面雙峰嶺組的巖性巖相特征，在峽江-廣豐火山巖帶和三南-尋烏火山帶具有代表性，由其代表武夷群下部的巖石地層單位符合巖石地層單位的要求。

⑷鑒于打鼓頂組劃分中存在的問題，停止使用打鼓頂組一名是合理的，但根據(jù)地層單位命名的優(yōu)先律原則，應(yīng)恢復(fù)使用雙峰嶺組一名。

致謝:SHRIMP U-Pb年齡測(cè)定過程中得到中國地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心杜利林博士、翟慶國博士的大力支持和幫助，鄧平教授、祝禧艷博士、劉平華博士為測(cè)試的準(zhǔn)備工作給予了指導(dǎo)，參加野外工作的還有劉帥副教授、徐勛勝碩士;參與部分室內(nèi)工作的還有項(xiàng)媛馨、劉飛宇碩士研究生，在此一并感謝。

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