桂西北天峨孤立碳酸鹽巖臺地晚古生代沉積特征與演化

劉超，陸剛，張喜，周府生，黃祥林，杜遠生

1）中國地質(zhì)大學生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室，武漢，430074；

2）廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，廣西桂林，541003

內(nèi)容提要：桂西北天峨碳酸鹽巖臺地形成于早泥盆世晚期，于早三疊世末最終消亡，長期被深水海槽盆地所圍限。晚古生代其是右江盆地北緣一個長期持續(xù)發(fā)育的孤立碳酸鹽巖臺地，地層沉積特征主要受基底沉降、海平面波動和盆地內(nèi)生碳酸鹽沉積速率的控制，可劃分為孤立臺地和斜坡—盆地兩大相區(qū)，共識別出局限臺地相、半局限臺地相、開闊臺地相、臺地邊緣相、臺地前緣斜坡相和盆地相6種沉積相類型。各時期巖相古地理之間具有明顯的繼承性和發(fā)展性，并建立相應的沉積地層序列及孤立臺地沉積模式。天峨碳酸鹽巖臺地的發(fā)展演化可劃分為孤立臺地孕育階段、孤立臺地成型階段（D3）、孤立臺地持續(xù)發(fā)展階段（C1—P2）和孤立臺地收縮淹沒階段（P3—T1）4大演化階段，與右江裂谷盆地（—D3）—被動大陸邊緣構(gòu)造演化階段（C1—T1）的進程相對應，反映了右江盆地晚古生代劇烈擴張、沉降，揚子臺地邊緣拉伸、破裂，微地塊向盆地內(nèi)部滑移的構(gòu)造背景。

孤立碳酸鹽巖臺地（isolated carbonate platform，以下簡稱為孤立臺地）是指獨立的或孤立的，一般發(fā)育在大陸架或遠離大陸架的斷陷陸殼或過渡殼之上，并為深水沉積物所包圍的淺水碳酸鹽巖臺地類型（Read，1985；Tucker and Wright，1990；Gischler et al.，2003；梅冥相等，2003；王新強和史曉穎，2008；楊懷宇等，2010；Navarro et al.，2012），沉積特征及演化與濱岸碳酸鹽巖臺地具有明顯差異，其按照沉積物類型可分為礁灘型孤立臺地和巖隆型孤立臺地（顧家裕，2009）。

孤立臺地的形成方式主要有以下3種：①與鹽體動力底劈作用形成的海底枕狀隆起有關(guān)（Bosence，2005；Navarro et al.，2012），一般見于海內(nèi)裂谷、被動大陸邊緣和前陸盆地環(huán)境，主要受控于海底底劈鹽體的升降和溶蝕；②與海底火山噴發(fā)形成的火山建隆關(guān)系密切（Vera et al.，1997；Bosence，2005），其以碳酸鹽巖上覆于收縮的海底火山巖為特征，一般形成環(huán)礁并為深水所圍；③是大陸邊緣拉伸、斷裂以及塊體向斷陷盆地滑移的結(jié)果（Bosence，2005；王新強和史曉穎，2008；楊懷宇等，2010；Navarro et al.，2012），主要見于被動大陸邊緣環(huán)境，其與大陸架距離不是太遠，并為深斷裂所限。

相反，孤立臺地淹沒或終結(jié)的原因則主要包括海平面上升（Schlager，1981；Ehrenberg et al.，2006）、構(gòu)造過程（Wilson et al.，1998；Rosales，1999；Bosence，2005；Navarro et al.，2012）、海水環(huán)境惡劣（Santantonio，1993；Morettini，2002；Navarro et al.，2012）、陸源物質(zhì)大量輸入（Lehrmann，1998）以及大規(guī)模的海洋缺氧事件等（Jenkyns，1991；Navarro et al.，2012）。孤立臺地發(fā)展過程的受控因素則較多（Wright and Burchette，1996；Halfar et al.，2006；Carpentier et al.，2010）。

研究孤立臺地的形成、生長和終結(jié)的發(fā)展過程可以提供盆地演化的眾多信息，根據(jù)其沉積特征可判別出沉積環(huán)境、海平面升降以及大地構(gòu)造環(huán)境的變化（Scheibner et al.，2001；梅冥相等，2003；Bosence，2005；王新強和史曉穎，2008；楊懷宇等，2010；Carpentier et al.，2010； Navarro et al.，2012）。

晚古生代—早三疊世右江盆地內(nèi)散布著眾多規(guī)模不等、大小懸殊的孤立碳酸鹽巖臺地，是世界上罕見的孤立臺地與臺間深水海槽相間列、淺水碳酸鹽與深水盆地沉積共生的盆地，獨具特色，一直是國內(nèi)外學者的研究熱點（Shi Xiaoying et al.，2000；Lehrmann et al.，2001；陸剛等，2002a，2002b，2006；梅冥相等，2003；吳浩若，2003；范蔚茗等，2004；Shen Jianwei et al.，2004；Gaillot et al.，2009；Chen J et al.，2009；Chen B et al.，2011；黃虎等，2012a，2012b；杜遠生等，2013）。

雖然右江盆地長期為國內(nèi)外學者所關(guān)注，但對盆內(nèi)晚古生代孤立臺地研究卻相對缺乏（陸剛等，2002a，2002b，2006；梅冥相等，2003；王新強和史曉穎，2008；楊懷宇等，2010），僅有少數(shù)學者對樂業(yè)（王新強和史曉穎，2008）、隆林（楊懷宇等，2010）和高龍（王桂斌，1992；梅冥相等，2003）等孤立臺地進行了報導和研究。本文以右江盆地北緣天峨晚古生代孤立臺地為研究對象，根據(jù)沉積特征分析其形成、發(fā)展和終結(jié)的過程及對盆地構(gòu)造演化的響應，為進一步認識右江晚古生代—中生代盆地的沉積特征、盆地性質(zhì)及盆地演化，以及為該區(qū)金銻鋁煤鈾及油氣等礦產(chǎn)資源勘查與研究提供信息。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

右江盆地處于桂西、滇東南及黔南的交界地帶（侯明才等，2005；杜遠生等，2013），略呈北西—南東向展布，是一個不對稱的菱形塊體（圖1），其與古特提斯構(gòu)造域關(guān)系密切，是世界上獨一無二的臺地與臺間海槽（盆）間列的大陸邊緣盆地（杜遠生等，2013）。對于晚古生代右江盆地的性質(zhì)一直存在著爭論，主要的代表性觀點有以下4種：其一是劉本培（1986）和王鴻禎（1986）提出的弧后擴張裂谷盆地；其二是劉寶珺（1993）主張的陸內(nèi)裂谷盆地；其三是陳洪德和曾允孚（1990）、曾允孚等（1995）認為的被動大陸邊緣裂谷盆地；其四為右江盆地具有洋盆性質(zhì)的觀點（吳浩若等，1994；吳根耀等，2000；史曉穎等，2006）?，F(xiàn)在越來越多的研究表明，右江盆地晚古生代經(jīng)歷了不同的構(gòu)造演化階段，并持續(xù)演化至早—中三疊世，經(jīng)歷了伸展盆地到擠壓盆地的轉(zhuǎn)換過程（侯明才等，2006；黃虎等，2012a；杜遠生等，2013）。

由于古特提斯洋沿金沙江—哀牢山縫合帶由西向東擴張，導致右江盆地發(fā)育了北西向（紫云—南丹—河池斷裂、隆林—百色—南寧斷裂、廣南—靖西斷裂、那坡—龍州斷裂）及北東向（盤縣—師宗—彌勒斷裂、南寧—憑祥斷裂）兩組近平行排列的斷裂（賴生華等，2004；侯明才等，2005；楊懷宇等，2010；張成弓等，2012），均具拉張性特點，造成了晚古生代在深水盆地內(nèi)部發(fā)育了一系列大大小小的孤立臺地，形成了孤立臺地淺水沉積與臺間海槽（盆）深水沉積間列的奇特景觀。

早三疊世、中三疊世發(fā)生大規(guī)模海侵，盆地性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，致使孤立臺地分階段淹沒、消亡終結(jié)。中三疊世接受了巨厚的濁積碎屑巖沉積或細碎屑巖沉積，而后受印支運動的影響抬升，至中—晚三疊世右江盆地逐漸關(guān)閉，結(jié)束了該區(qū)的海相沉積歷史（呂洪波等，2003；陸剛等，2006；楊超等，2008；楊懷宇等，2010；杜遠生等，2013）。

2 晚古生代地層特征與構(gòu)造響應

天峨臺地是右江盆地北緣一個典型的孤立碳酸鹽巖臺地（如圖1），其西距樂業(yè)孤立臺地約45km，南距靖西臺地約115km，其旁還發(fā)育眾多相當大小或更小的孤立臺地，臺間則是深水海槽、海盆。天峨孤立臺地早泥盆世及之前的地層未見出露。

孤立臺地上出露最老的地層為開闊臺地相沉積的中泥盆統(tǒng)東崗嶺組（圖2），為一套產(chǎn)腕足類Stringocephalus的灰—淺灰白色微晶灰?guī)r、生物屑砂屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r夾白云巖，以粒屑豐富、色淺、層孔蟲少與局限臺地相沉積的塘家灣組區(qū)別（見于天峨孤立臺地以南鳳山、以西樂業(yè)的孤立臺地內(nèi)部），兩者為同期異相沉積。上泥盆統(tǒng)在開闊臺地相區(qū)為融縣組（圖2），在盆地相區(qū)則為榴江組、五指山組。融縣組為一套淺色鮞?；?guī)r、藻砂屑灰?guī)r夾竹葉狀礫屑灰?guī)r及少許白云巖為主的碳酸鹽巖組合，榴江組以硅質(zhì)巖為主，五指山組為深灰色條帶狀—扁豆狀灰?guī)r、含生物屑微晶灰?guī)r和含介殼灰泥巖組成的深水沉積組合。

由于受到柳江運動的影響，天峨地區(qū)臺地內(nèi)下石炭統(tǒng)底部的隆安組（或稱堯云嶺組）發(fā)育一層厚10～50cm的紫紅色、深灰色鈣泥質(zhì)古風化殼，平行不整合于泥盆系頂部的融縣組灰?guī)r古風化面之上（圖2，圖3a），局部地段界線上下的巖層存在5°左右的交角（圖3a），而在臺地邊緣相則缺失了早石炭世杜內(nèi)早期甚至整個杜內(nèi)期的沉積。

圖1 右江盆地古地理略圖Fig.1 Sketch paleogeography map of the Youjiang Basin

其上的臺地相區(qū)石炭系由下至上依次為都安組、大埔組和黃龍組、馬平組，在盆地相區(qū)則為鹿寨組、巴平組、南丹組。其中，馬平組、南丹組是形成時代為晚石炭世至早二疊世的跨時巖石地層單位。都安組為一套富含藻、藻屑的淺色灰?guī)r夾少許白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖組合；大埔組為灰色中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r與生物屑灰?guī)r、含生物屑微晶灰?guī)r，僅發(fā)育于孤立臺地內(nèi)部。在孤立臺地內(nèi)部黃龍組底以灰色棘屑生物屑灰?guī)r與下伏大埔組塊狀白云巖接觸，界面凹凸不平，具蝕底現(xiàn)象，是一個沉積間斷面（圖3b），可能是對黔桂運動第一幕的反映（楊懷宇等，2010）。鹿寨組為灰黑色含黃鐵礦含碳質(zhì)泥巖、泥巖夾硅質(zhì)巖、粉砂巖及微晶灰?guī)r組合，巴平組為微晶灰?guī)r夾硅質(zhì)巖、泥巖組合，僅見少量海百合莖和腕足化石碎片。南丹組為灰黑色薄、中層及少量厚層狀夾硅質(zhì)巖、局部夾白云巖和礫屑灰?guī)r的砂屑、生物屑、微晶灰?guī)r組合。

下二疊統(tǒng)在臺地相區(qū)為馬平組（中—上部），為灰色棘屑灰?guī)r、含生物屑微晶灰?guī)r、核形石灰?guī)r、櫛殼狀灰?guī)r和白云巖的組合，可分為3段。值得一提的是在第二段與第三段之間局部存在明顯的沉積間斷面（圖2），筆者在同期沉積的斜坡相四大寨組底部發(fā)現(xiàn)了薄層沉凝灰?guī)r、基性凝灰?guī)r，其中還夾有跳相沉積層（在深水碳酸鹽巖沉積區(qū)突然注入淺水沉積的碎屑物）。在研究區(qū)北鄰的貴州境內(nèi)，對應此界線為梁山組超覆在不同時代的下伏地層之上，是構(gòu)造隆升事件的反映，可能與黔桂運動相關(guān)。

中二疊統(tǒng)在臺地內(nèi)部相區(qū)自下而上為棲霞組、茅口組。棲霞組為生物屑微晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r、荷葉藻或葉狀藻灰?guī)r和砂屑生物屑微晶灰?guī)r、砂屑生物屑灰?guī)r組合，茅口組為厚層塊狀生物屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r夾生物屑微晶灰?guī)r為主的碳酸鹽巖沉積。在臺地邊緣為一套巨厚、富含藻類和海綿的生物礁、灘相灰?guī)r組合。在斜坡、盆地相則為四大寨組，其與南丹組相似，以深水碳酸鹽巖沉積組合為主，但在局部夾有少許海綿藻礁灰?guī)r或礁屑、礁礫屑灰?guī)r，基本未見白云巖夾層。

上二疊統(tǒng)在臺地內(nèi)部相區(qū)吳家坪期至長興期沉積在區(qū)內(nèi)稱為合山組，為一套夾含煤層、（含）碳質(zhì)泥巖、泥巖和鐵鋁巖具有幕式沼澤化特點的碳酸鹽巖組合。在臺地邊緣亦為一套富含藻類和海綿的生物礁、灘相灰?guī)r組合。在斜坡、盆地相則為領(lǐng)薅組，主要由一套盆地相沉積的泥質(zhì)、硅質(zhì)夾砂質(zhì)、火山碎屑質(zhì)和少許深水碳酸鹽巖組合構(gòu)成，僅在局部小范圍為與四大寨組相似的深水碳酸鹽巖沉積。

區(qū)內(nèi)中二疊統(tǒng)茅口組的頂面古巖溶化非常明顯（圖3c），與上覆的上二疊統(tǒng)合山組底部鐵鋁巖或含豆泥巖、硅質(zhì)泥巖呈平行不整合接觸。另外，在其同期的斜坡相、盆地相區(qū)上二疊統(tǒng)為領(lǐng)薅組，它的底部則出現(xiàn)基性凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r，代表火山噴發(fā)事件。它們是中、晚二疊世之交區(qū)域構(gòu)造隆升事件的反映，是東吳運動在區(qū)內(nèi)的地質(zhì)響應（梅冥相和李仲遠，2004）。

上二疊統(tǒng)合山組及臺緣相的海綿藻礁與上覆的下三疊統(tǒng)羅樓組（條帶狀灰?guī)r、微生物巖），在巖石、巖相及古生物群落面貌等各方面均發(fā)生了重大改變，二者突變，上下地層具有顯著的差異，是存在明顯沉積間斷的表現(xiàn)。它們之間特別是在孤立臺地邊緣地區(qū)，局部發(fā)現(xiàn)鈣、鐵、泥質(zhì)風化殼、渣狀層，臺緣區(qū)則出現(xiàn)地層缺失、古喀斯特化及超覆現(xiàn)象（圖3d），在界面或其下出現(xiàn)沉凝灰?guī)r。而在其同期盆地相領(lǐng)薅組的頂部則出現(xiàn)厚層凝灰、沉凝灰質(zhì)沉積透鏡體或含凝灰質(zhì)泥質(zhì)巖，并構(gòu)成與下三疊統(tǒng)石炮組（泥巖）的重要劃分標志。它們代表了P—T生物大滅絕事件、火山噴發(fā)事件，標示了晚二疊世末該區(qū)域的構(gòu)造隆升、海平面大幅度下降、臺地暴露剝蝕（陸剛等，2002b），是蘇皖運動在區(qū)內(nèi)的地質(zhì)響應。

如上所述，天峨孤立臺地與其周緣的深水盆地—斜坡區(qū)域存在很大的沉積分異，從出露最老的地層東崗嶺組開始沉積分異現(xiàn)象就已經(jīng)非常明顯，并一直延續(xù)到上二疊統(tǒng)。期間，孤立臺地內(nèi)部與邊緣地區(qū)的沉積特征表現(xiàn)出明顯的差異。臺緣區(qū)基本由邊緣礁及砂體、砂壩構(gòu)成，沉積巖石顏色淺、單層厚（厚層塊狀至巨厚塊狀）、顆粒豐度高或粗并以亮晶膠結(jié)為主，主要表現(xiàn)為高能量沉積—邊緣灘沉積，早二疊世中晚期至晚二疊世末發(fā)育了多旋回的海綿藻礁（陸剛等，2006），中晚泥盆世至早二疊世在邊緣灘中還零星發(fā)育有小規(guī)模的藻和珊瑚點礁、丘體。臺地內(nèi)部則主要為能量相對較低的灰泥與泥粒為主的碳酸鹽巖組合，由潮下帶、潮間坪、潮上帶沉積的淺水碳酸鹽巖構(gòu)成的沉積旋回組成，即梅冥相等（2003）所述的環(huán)潮坪型碳酸鹽米級旋回層序組合，期間在比較穩(wěn)定的海退淺化或暴露背景時期，中心有時以澙湖、沼澤沉積為主。

天峨孤立臺地晚古生代地層沉積特征主要受基底沉降、海平面波動和盆地內(nèi)生碳酸鹽沉積速率控制，可以細分為臺地內(nèi)部、臺地邊緣、臺前斜坡和盆地4個沉積地層序列（圖2），反映了晚古生代天峨孤立臺地的巖相組合、相帶展布、古地理面貌及其演化規(guī)律（圖3）。各序列規(guī)律有序展布并有密切的依附及延續(xù)關(guān)系，各時期巖相古地理之間具有明顯的繼承性和發(fā)展性。持續(xù)發(fā)育寬度狹窄的臺緣灘、礁相及斜坡相沉積，表明其是一個長期發(fā)育的、典型的鑲邊孤立臺地，臺內(nèi)—臺緣—斜坡—盆地體系構(gòu)成了本區(qū)碳酸鹽巖沉積及形成環(huán)境的重要特色，反映了孤立臺地形成、生長和終結(jié)的演化過程以及對右江盆地構(gòu)造演化的響應。

3 晚古生代沉積相類型及沉積模式

右江盆地晚古生代由于復雜的地質(zhì)背景形成了獨特的碳酸鹽巖臺地—臺緣斜坡—深水海槽（盆）沉積體系（梅冥相等，2001；史曉穎等，2006；王新強和史曉穎，2008；楊懷宇等，2010；杜遠生等，2013）。筆者依托天峨地區(qū)及其周緣地區(qū)開展的1∶5萬、1∶25萬區(qū)域地質(zhì)工作，參照現(xiàn)代巴哈馬臺地的沉積模式及Wilson（1975）的碳酸鹽巖相帶劃分模式，將天峨地區(qū)晚古生代沉積劃分為孤立臺地和斜坡—盆地兩大相區(qū)，細分為局限臺地相、半局限臺地相、開闊臺地相、臺地邊緣相、臺地前緣斜坡相和盆地相6種沉積相類型（圖4）。

圖2 桂西北天峨孤立碳酸鹽巖臺地上古生界沉積序列Fig.2 Stratigraphic succession of the Upper Paleozoic on Tian'e isolated carbonate platform in Northwestern Guangxi

3.1 孤立臺地相區(qū)

局限臺地相：是臺緣灘后臺地內(nèi)部海水超鹽度的局限循環(huán)區(qū)，為潮汐和瀉湖沉積。孤立臺地內(nèi)部隆安組（或稱為堯云嶺組）底部、大埔組、馬平組上部、合山組的大部分屬于該相沉積，其他各組只有少許屬于該相沉積（圖2）。該相沉積物一般較細，常具強烈的白云巖化，或窗格、鳥眼構(gòu)造發(fā)育，常見櫛殼狀構(gòu)造、泥質(zhì)紋層（鈣泥質(zhì)層或鈣結(jié)殼）、藻紋層、紋層狀白云巖等潮上暴露標志（圖3e，3f）。生物以藍綠藻、介形蟲、雙殼類、枝狀層孔蟲（圖3g）等局限型生物組合為主。

開闊臺地相：是孤立臺地中較平坦的部位，是海水循環(huán)開放的海域，受波浪作用影響較大，以潮下沉積為主，間夾有少量的潮間沉積。孤立臺地內(nèi)部的東崗嶺組、融縣組、堯云嶺組、都安組、黃龍組、馬平組、茅口組的大部分，大埔組、棲霞組、合山組中的少部分屬于該相沉積（圖2），與局限、半局限臺地相常為過渡漸變關(guān)系，與臺地邊緣相則快速相變，或以陡崖式的同構(gòu)造沉積假不整合接觸，使臺地成為鑲邊型孤立臺地。該相沉積巖石顏色淺、單層較厚，以顆?；?guī)r為主。巖中富含各種顆粒、貧灰泥，顆粒以近源生物碎屑、粒屑或包粒為主（圖3h～3k），部分地層中含有豐富的鮞粒、豆粒、核形石（圖3j）、凝塊石等，分選性良好。沉積構(gòu)造發(fā)育，粒序?qū)永?、水平層理、平行層理、交錯層理、疊瓦狀構(gòu)造、蝕底構(gòu)造等（圖3k）常見。生物以海百合莖或藻類或蟲筳類（圖3k）為主，含腕足類、有孔蟲、珊瑚、球狀層孔蟲等多門類廣鹽度生物組合。

圖3 桂西北天峨地區(qū)晚古生代地層及典型地層分界和典型沉積特征Fig.3 Typical stratigraphic boundaries and sedimentary characteristics of Late Paleozoic strata in Tian'e area，northwestern Guangxi

半局限臺地相：指孤立臺地內(nèi)部低洼凹地，因受四周淺灘障壁，海水循環(huán)受到一定限制，海水稍深、能量較低的沉積環(huán)境。其是介于局限臺地相與開闊臺地相之間的過渡相型，在天峨孤立臺地內(nèi)部的各組中均發(fā)育，棲霞組、合山組及茅口組中的部分巖段主要由該相沉積構(gòu)成。其沉積物顏色較深、較細，巖中顆粒相對較細，基質(zhì)以微晶為主，局部出現(xiàn)硅質(zhì)巖結(jié)核或團塊、含碳質(zhì)灰?guī)r等。水平層理發(fā)育，其他水流作用形成的沉積構(gòu)造可見，但不發(fā)育。生物為多門類廣海生物組合，向臺內(nèi)窄鹽度生物增加，向臺緣則廣鹽度生物增加。

臺地邊緣相：是指從臺緣受波浪影響較大的高能帶至深水斜坡之間的臺地邊緣及臺前淺水緩坡區(qū)，為臺緣砂壩（灘）、生物礁及深水沉積與淺水沉積的過渡地帶（圖5）。此相帶較窄，寬度一般在1～4km間（圖4）。在天峨孤立臺地邊緣的各組主要為該相沉積構(gòu)成，沉積物有原地生成的生物屑及灰泥，亦有異地和近源的巖屑、礫塊及生物屑。塊狀層理發(fā)育（圖3l），粒序?qū)永?、強烈的蝕底構(gòu)造及潛流帶生成的櫛殼狀方解石常見，櫛殼狀方解石常將巖石分解成“角礫狀”。生物灘巖石與沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征與開闊臺地相相同。此外，在少許巖中還見有滑塌—顆粒流、鈣屑濁流沉積特征，偶見同生滑動褶皺。生物為廣海開闊型組合，泥盆系中主要產(chǎn)層孔蟲、腕足類，石炭系以海百合莖、藻、蟲筳、腕足類為主，二疊系則以海綿（圖3m）、水螅、藻類為主。

3.2 斜坡—盆地相區(qū)

臺地前緣斜坡相：是孤立臺地臺前向海斜坡帶，向臺方向與臺地邊緣相呈指狀穿插相變，向盆方向則與盆地相相變（圖5）。位于天峨孤立臺地前緣出露的巴平組、南丹組、四大寨組屬于該相沉積，局部以深水碳酸鹽巖沉積為主的領(lǐng)薅組及五指山組的一少部分亦屬該相沉積。該相帶一般較窄（圖4），為臺前海水較深、能量低、沉積物不穩(wěn)定的斜坡環(huán)境，巖性、厚度等在縱向橫向上的變化都很大。沉積物以原地灰泥、異地砂礫屑（圖3n）和生物屑為主，巖石顏色深、層理發(fā)育，常有透鏡狀、似層狀硅質(zhì)巖出現(xiàn)，鈣屑濁流、顆粒流、碎屑流沉積發(fā)育，水平層理、粒序?qū)永怼⑽g底構(gòu)造、截切構(gòu)造、上超和下超現(xiàn)象常見，局部發(fā)育滑塌、同生褶曲構(gòu)造。生物以異地沉積的海百合莖、蟲筳、腕足類、海綿等廣海生物為主，亦產(chǎn)深水斜坡環(huán)境的牙形刺和海綿骨針為特色。

盆地相：是海盆中斜坡以下地形較為平緩的深水淺海盆、半深?！詈：２酆秃Ｅ鑵^(qū)，處于浪基面及透光帶以下，沉積環(huán)境安靜、低能。天峨孤立臺地周邊出露的鹿寨組、領(lǐng)薅組、五指山組的主體部分屬該相沉積，巴平組、南丹組、四大寨組的部分亦屬該相沉積。其以原地懸浮的或化學沉積的泥質(zhì)、硅質(zhì)、灰泥質(zhì)、鐵錳質(zhì)為主，次為異地火山碎屑及少量石英砂、粉砂及少許鈣質(zhì)重力流沉積。巖層總體薄而清晰，層面平直，粒度細且顏色深。其中深海原地沉積的硅質(zhì)、泥質(zhì)、錳質(zhì)沉積物，沉積速率低，巖石中常散布晶粒狀黃鐵礦，形成于欠補償盆地閉塞還原的深水沉積。異地流入的泥、粉砂、石英砂及火山碎屑沉積，多具良好的水平層理、平行層理，部分為火山碎屑濁流沉積和陸緣碎屑濁流沉積，部分則是深水牽引流沉積。該相生物豐度低，僅含少量牙形刺、海綿骨針、放射蟲、菊石及雙殼類。

圖4 桂西北天峨地區(qū)中泥盆世—晚二疊世巖相古地理圖Fig.4 Outline map showing the sedimentary facies and palaeogeography of the Middle Devonian—Late Permian in the Tian'e area，Northwestern Guangxi

通過對晚古生代天峨孤立臺地的沉積，及對晚古生代天峨孤立臺地的沉積類型組合、沉積相展布及演化規(guī)律的分析，可以建立其沉積模式（如圖5）：其外緣一般具有陡峭的邊緣和連接深水盆地的斜坡，邊緣帶為高能、快速沉積的砂體或邊緣生物礁為特征，形成內(nèi)部為開闊—局限、能量較低的臺內(nèi)凹地或澙湖、沼澤的鑲邊孤立臺地。

4 天峨孤立臺地的形成與演化

天峨孤立臺地的地層序列、沉積相展布規(guī)律等眾多研究表明，其形成和演化過程與右江盆地的構(gòu)造和古地理演化密不可分。該區(qū)域的孤立臺地是在強烈的拉張環(huán)境下形成的，是大陸邊緣陸塊拉伸破裂、撕裂及向盆地滑移的產(chǎn)物（吳浩若，2003；Vlahoviéet al.，2005；陸剛等，2006；王新強和史曉穎，2008）。根據(jù)天峨地區(qū)晚古生代地層沉積特征，綜合右江盆地構(gòu)造演化過程（秦建華等，1996；吳浩若，2003；杜遠生等，2013），筆者將天峨臺地的形成與演化劃分為孤立臺地孕育階段（— D2）、孤立臺地成型階段（D3）、孤立臺地持續(xù)發(fā)展階段（C1— P2）和孤立臺地收縮淹沒階段（P3— T1）4大演化階段。孤立臺地孕育階段至成型階段與右江盆地演化的裂谷盆地構(gòu)造演化階段（D13— D3，據(jù)杜遠生等，2013）相對應，孤立臺地持續(xù)發(fā)展至淹沒碳酸鹽臺地階段與被動大陸邊緣構(gòu)造演化階段（C1—T1）相對應，碳酸鹽臺地消亡終結(jié)之后右江盆地進入了前陸盆地構(gòu)造演化階段（T2）。

4.1 孤立臺地孕育階段（早泥盆世晚期—中泥盆世）

早泥盆世早期由于東特提斯洋沿金沙江—哀牢山—紅河逐漸打開以及其東欽防海槽的加深，海水不斷沿南西和南東向右江地區(qū)進行海侵（侯明才等，2005，2006），但規(guī)模較小，主要以陸緣碎屑為代表的陸表海沉積，此時并未出現(xiàn)碳酸鹽臺地。

在天峨東鄰的羅富一帶，早泥盆世埃姆斯初期由主體屬碎屑潮坪沉積（丹林組或稱蓮花山組—那高嶺組）轉(zhuǎn)變?yōu)橹黧w為含竹節(jié)石的黑色泥巖深水盆地沉積（益蘭組），表明該區(qū)域此時已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的沉積相分異，可與埃姆斯初期發(fā)生的第一次玄武巖活動對應，代表了該區(qū)陸內(nèi)裂陷的開端，丹池裂陷槽開始形成。羅富一帶益蘭組中間夾富含珊瑚、腕足類的砂巖、泥巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r，古生物組合面貌與淺水碎屑潮坪沉積的郁江組類似，代表了碎屑潮坪向陸棚、碳酸鹽緩坡以至盆地發(fā)展的過渡狀態(tài)。羅富、南丹—河池一線為深水沉積區(qū)，期間仍有陸源碎屑的輸入。至早埃姆斯晚期羅富一帶完全演變?yōu)榈湫偷纳钏璧爻练e，沉積一套以富含竹節(jié)石、菊石的黑色泥巖（塘丁組），并持續(xù)到中泥盆世吉維特晚期（羅富組），構(gòu)成了該區(qū)域特有的、著名的泥盆系南丹型沉積序列。

圖5 桂西北天峨地區(qū)晚古生代孤立臺地沉積模式圖（據(jù)陸剛等，2006，修改）Fig.5 Suggested sedimentary model of the isolated carbonate platform in Tian'e Area，Northwestern Guangxi（modified after Lu Gang et al.，2006）

中泥盆世隨著陸內(nèi)裂陷加劇，右江盆地沉積相分異較早泥盆世埃姆斯期更為顯著。表現(xiàn)在其西、其南樂業(yè)、鳳山等地區(qū)出現(xiàn)局限臺地相富含層孔蟲的灰黑色碳酸鹽沉積（塘家灣組），及與天峨地區(qū)相似的開闊臺相富砂屑、鮞粒的淺色厚層灰?guī)r組合（東崗嶺組）。而其上的中、上泥盆統(tǒng)均幾乎完全為純凈的碳酸鹽巖沉積，相比之下，天峨東鄰的羅富地區(qū)則均為低能、還原環(huán)境的盆地相沉積（塘丁組—羅富組），非常穩(wěn)定。

天峨地區(qū)出露的中泥盆世臺地沉積，目前雖然沒有采用不同的巖石地層名稱，但由臺地地層系統(tǒng)可見，沉積相已發(fā)生明顯分異。天峨背斜西翼的東崗嶺組中存在的深色灰?guī)r、層孔蟲灰?guī)r、窗格鳥眼灰?guī)r夾層以及發(fā)育的層理，體現(xiàn)了向臺內(nèi)局限臺地相過渡的特征；天峨背斜東翼的東崗嶺組則主要為層理不發(fā)育的厚層塊狀灰?guī)r，往上與巖性類同的融縣組很難區(qū)分，是典型的臺地邊緣相沉積。這足以表明天峨孤立臺地已初現(xiàn)端倪。

王新強和史曉穎（2008）、楊懷宇等（2010）認為早泥盆世晚期桂西、桂西北的靖西、隆林、樂業(yè)、凌云、天峨等地仍連為一體，構(gòu)成一個大的濱岸碳酸鹽臺地，中泥盆世晚期廣泛發(fā)育的碳酸鹽沉積可能代表了其向孤立臺地發(fā)展的過渡狀態(tài)。筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)天峨以北的穿洞、玉里一帶沉積與天峨背斜西翼相似，為向臺內(nèi)過渡的開闊臺地相沉積，至晚泥盆世則演變?yōu)榕_地邊緣相沉積（如圖4）。中泥盆世天峨孤臺北部與其北的揚子濱岸臺地是否仍然相連，或已經(jīng)完全分離，目前尚無確切的證據(jù)，但這一演變可能是邊緣臺地向孤立臺地演化發(fā)展的體現(xiàn)。

上述資料表明，天峨地區(qū)碳酸鹽臺地在中泥盆世已經(jīng)出現(xiàn)了臺地內(nèi)部、臺地邊緣沉積分異，吉維特期該區(qū)域濱岸碳酸鹽臺地至臺內(nèi)—臺緣—斜坡—盆地體系、臺間海槽（盆）和孤立臺地相間、盆臺割據(jù)的古地理格局已經(jīng)形成。由此判斷天峨孤臺初始形態(tài)在中泥盆世可能已經(jīng)形成，中泥盆世是天峨孤臺演化的初期階段——孕育階段。

4.2 孤立臺地成型階段（晚泥盆世）

晚泥盆世，玄武巖和榴江組硅質(zhì)巖于右江地區(qū)具有較廣的分布，代表了盆地的強烈擴張和斷陷沉降（秦建華等，1996；吳浩若，2003；杜遠生等，2013）。

這一時期，天峨地區(qū)與中泥盆世吉維特期一樣發(fā)育了一套幾乎純凈的碳酸鹽巖沉積，但天峨背斜東、西兩翼的沉積分異更為顯著。表現(xiàn)在西翼出現(xiàn)了層理發(fā)育、富含窗孔、鳥眼灰?guī)r及紋層灰?guī)r等代表局限環(huán)境的沉積；東翼則仍然以層理不發(fā)育的厚層塊狀顆?；?guī)r為主。而盆地及盆地邊緣相沉積的榴江組、五指山組硅質(zhì)巖—扁豆狀灰?guī)r系，不但見于天峨東鄰地區(qū)，而且還出現(xiàn)在其西鄰地區(qū)；北部的穿洞、玉里已演變?yōu)榕_地邊緣相沉積。此外，在天峨以西、以南的樂業(yè)、鳳山等地區(qū)至法門期在臺地中心以窗孔、鳥眼灰?guī)r及紋層灰?guī)r（東村組）沉積為主，反映了區(qū)域內(nèi)存在較天峨地區(qū)更為局限的環(huán)境，而且它們之間有臺地邊緣相“分隔”，表明樂業(yè)、東（蘭）—巴（馬）—鳳（山）和天峨地區(qū)已是3個獨立的孤立臺地。

由此可見，天峨地區(qū)真正意義上的孤立碳酸鹽臺地在晚泥盆世早期已經(jīng)形成，其可能由于F—F事件經(jīng)過進一步發(fā)展更趨成熟。晚泥盆世為天峨孤臺演化的早期階段——成型階段。

圖6 桂西北天峨孤立碳酸鹽巖臺地形成與右江盆地演化示意圖（據(jù)王新強和史曉穎，2008，杜遠生等，2013，修改）（未按比例，巖性符號參見圖2，5）Fig.6 Suggested model for evolution of Tian'e isolated carbonate platform in Northwestern Guangxi and Youjiang Basin（modified after Wang Xinqiang and Shi Xiaoying，2008 and Du Yuansheng et al.，2013）（not in actual proportion and the lithologic symbols are shown in Fig.2，5）

4.3 孤立臺地持續(xù)發(fā)展階段（早石炭世—中二疊世）

早石炭世至中二疊世，右江盆地多期基性巖漿噴發(fā)導致厚層玄武巖廣布（包括百色、那坡枕狀玄武巖），而且有向北東即天峨孤立臺地方向擴展之勢，是盆地內(nèi)擴張裂解和斷陷沉降劇烈加劇的表現(xiàn)，致使先前的臺地邊緣繼續(xù)破裂、孤立臺地進一步向盆地內(nèi)部滑移。

4.4 孤立臺地收縮淹沒階段（晚二疊世—早三疊世）

這一時期，天峨地區(qū)臺內(nèi)、臺緣、斜坡—盆地體系各相序列、沉積地層序列規(guī)律有序分布，存在極其規(guī)律的相變和密切的依附和延續(xù)關(guān)系，各相帶的分布在橫向上是基本穩(wěn)定的，具有明顯的繼承性，現(xiàn)今出露于地表的地層可基本完全勾勒出該階段孤立臺地的面貌（圖4），并顯示其孤立臺地面貌沒有發(fā)生過明顯的改變。沉積相在縱向上的變化，主要反映了區(qū)域乃至全球海平面變化。其中，晚石炭世早期、早二疊中晚期臺內(nèi)局限、半局限臺地相沉積的發(fā)育與擴展，深水沉積區(qū)由于海平面下降收縮為碳酸鹽盆地，應為對應晚古生代全球冰川期兩個冰川活動幕（Scheffler et al.，2003；Saltzman，2003）海平面下降的沉積記錄。

期間，天峨臺地上發(fā)育了一系列重要的沉積間斷面。尤其是早石炭世，受柳江運動的影響，天峨孤立臺地內(nèi)部下石炭統(tǒng)底部廣泛存在紫紅色、深灰色鈣泥質(zhì)古風化殼（圖2），在臺地邊緣地區(qū)晚杜內(nèi)期至早維憲期沉積超覆于晚泥盆世地層之上，指示因海退事件造成天峨臺地部分地區(qū)發(fā)生過暴露（圖3）。它們與期間天峨地區(qū)及鄰區(qū)在臺地前緣斜坡相各組出現(xiàn)的跳相沉積層（即在深水碳酸鹽巖沉積區(qū)突然注入淺水沉積的碎屑物），主要發(fā)育于臺地邊緣的多期次水下沉積巖脈群、震積巖（彭陽等，2004；黃宏偉等，2007；周開華等，2011）、同沉積正斷層（彭陽等，2007，2009，2013）、陡崖式假不整合（有的學者稱為同構(gòu)造沉積不整合或滑動面，或伸展整合，陸剛等，2006；梅冥相等，2003；羅允義等，2004），四大寨組底部發(fā)現(xiàn)的薄層沉凝灰?guī)r、基性凝灰?guī)r等，皆是多幕次構(gòu)造活動的在右江盆地內(nèi)地質(zhì)響應。而臺地邊緣二疊紀海綿藻礁灘的長時間持續(xù)發(fā)育與擴展（陸剛等，2006），以及產(chǎn)狀陡峻、新老地層橫向沉積接觸為特征的假不整合的發(fā)育（陸剛等，2006），顯示了天峨地區(qū)成熟、典型的鑲邊孤立臺地特征。

因此，早石炭世—中二疊世天峨孤立臺地經(jīng)歷相對穩(wěn)定、繼承性、持續(xù)演化發(fā)展的過程，期間右江盆地內(nèi)構(gòu)造活動活躍，導致階段性的擴張裂解和斷陷沉降，并在孤立臺地及周緣沉積建造中出現(xiàn)了大量的地質(zhì)響應。這一時期是天峨孤立臺地演化的中期階段——持續(xù)發(fā)展階段。

晚二疊世是印支地塊和華夏地塊向華南地塊匯聚的時期（王鴻禎等，2000；吳根耀等，2000），由于東吳運動的影響右江盆地沉積環(huán)境發(fā)生了很大變化。盆地西南部那坡、憑祥一帶發(fā)育與俯沖作用有關(guān)的弧火山巖，表明右江盆地南部早石炭世出現(xiàn)的與古特提斯洋相關(guān)的分支洋盆向其西南部越北地塊發(fā)生俯沖和消減（Shi Xiaoying et al.，2000；吳根耀等，2000；鄺國敦和吳浩若，2002；吳浩若，2003；史曉穎等，2006；黃虎等，2012b；杜遠生等，2013），引起盆地內(nèi)部更為劇烈的裂陷沉降。

該期天峨地區(qū)完全繼承了中二疊世的巖相古地理面貌，東吳運動在該區(qū)乃至右江盆地內(nèi)部主要表現(xiàn)為強烈的拉張斷陷沉降作用，導致孤立臺地與盆地間出現(xiàn)了更大的升降差異。在深水海槽（盆）地區(qū)，斷陷致使其基底沉降加劇、海水顯著加深，表現(xiàn)為由深水碳酸鹽巖沉積（四大寨組）迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樵毓?、泥質(zhì)沉積（領(lǐng)薅組），反映了水深更深的低能、還原的沉積環(huán)境。同時，受右江盆地周緣抬升和以峨眉山玄武巖為代表的火山活動的強烈影響，出現(xiàn)了較多的陸源細碎屑沉積和廣泛分布的中酸性火山巖、火山碎屑沉積。這些構(gòu)造活動致使深水盆地地區(qū)擴大，斜坡相帶明顯收縮，沉積的深水碳酸鹽巖目前僅在天峨縣城北和南部的隆梅等極少的小范圍有所出露。孤立臺地則保持了原來的面貌（圖4），臺地邊緣海綿藻礁灘在原來中二疊世發(fā)育的位置一直延續(xù)至長興期末，或發(fā)育了厚層塊狀顆?；?guī)r組成的砂壩邊灘，構(gòu)成繼承性發(fā)育的環(huán)臺緣礁灘帶（陸剛等，2006）；而臺內(nèi)除底部和中部發(fā)育有鐵鋁巖、含煤泥質(zhì)巖及少許火山碎屑沉積夾層外，仍然為一套碳酸鹽巖沉積，以局限、半局限臺地相沉積為主導（合山組），但是變得更淺，內(nèi)部凹地變得更為閉塞，與中二疊世臺地相淺色灰?guī)r沉積（茅口組）有明顯差別。鐵鋁巖、含煤泥質(zhì)巖是臺地抬升暴露出現(xiàn)顯著陸上風化及沼澤的標志。

由此可見，晚二疊世天峨孤立臺地仍然是一個典型的孤立碳酸鹽臺地，但是其與盆地間的高差增大，臺地邊緣變得的更陡峻，斜坡范圍變窄，盆地范圍擴展，顯示為孤立臺地的相對收縮。期間由于東吳運動導致的陸緣碎屑的注入對孤立臺地基本沒有影響，在盆地相區(qū)的巖相改變主要受斷陷加深控制，外來陸緣碎屑的注入則是其次因素。晚二疊世是天峨孤立臺地演化的晚期收縮階段。這一演變在右江盆地內(nèi)具有普遍性，晚二疊世盆地相區(qū)碳酸鹽沉積的結(jié)束并不能代表孤立臺地的淹沒與終結(jié)，只是表明該期孤立臺地是被更深水的含陸緣碎屑、火山碎屑硅—泥質(zhì)沉積盆地所圍限的孤立碳酸鹽臺地。

二疊紀與三疊紀之交發(fā)生了一系列重大地質(zhì)事件。二疊紀末，受泛大陸演化影響海平面大幅度下降，造成了二疊系與三疊系之間的重大不整合，具有廣泛的可對比性（王新強和史曉穎，2008）。

早三疊世之初，由于蘇皖運動的影響天峨地區(qū)淺水區(qū)的沉積環(huán)境發(fā)生了重大改變。在臺內(nèi)和臺緣分別表現(xiàn)為上二疊統(tǒng)合山組、海綿藻礁與下三疊統(tǒng)羅樓組間的沉積間斷、古喀斯特化與超覆不整合。界面之上發(fā)育了微生物巖，是P＼T生物大滅絕之后生物復蘇期形成的特殊碳酸鹽巖。其后，海平面迅速上升，孤立臺地沉浸并一度被淹沒，為泥質(zhì)—細碎屑沉積所覆蓋。早三疊世中晚期，在原來二疊紀孤立臺地的位置沉積了一套間夾少許泥巖、細碎屑巖的條帶狀灰?guī)r。在盆地相區(qū)晚二疊世的火山碎屑泥質(zhì)深水沉積一直延續(xù)至早三疊世晚期甚至末期，但在各地陸緣碎屑巖均有不同程度的增加。

早三疊世繼承了二疊紀深淺分異、高低不平的古地理格局，以微生物巖、條帶狀灰?guī)r為主的混積碳酸鹽巖沉積區(qū)，依然為細碎屑、火山碎屑泥質(zhì)深水盆地沉積區(qū)所圍限，在二者之間通常于二疊紀孤立臺地發(fā)育的邊緣礁灘帶之上，出現(xiàn)一套橫向?qū)挾群苷?、富含菊石和雙殼類化石、風浪沉積構(gòu)造發(fā)育的生物條帶狀灰?guī)r、生物灰?guī)r，同樣顯現(xiàn)了邊緣高能或相對高能的灘、準灘或稚灘相沉積的存在，同樣構(gòu)成了與晚古生代相似的內(nèi)部—邊緣—斜坡—盆地沉積體系（馮增昭等，1997）。至早、中三疊世之交，在桂西運動的影響，海平面再次快速上升，陸緣碎屑快速注入，深水盆地區(qū)接受了一套巨厚的以濁流沉積為主的陸源碎屑巖（百逢組）；淺水區(qū)的碳酸鹽巖沉積才完全為泥巖、細碎屑巖（板納組）取代，演變?yōu)樗赂叩啬嗥?，碳酸鹽臺地才最終淹沒終結(jié)。

早三疊世初、中三疊世初臺地的沉浸淹沒事件，是右江盆地性質(zhì)轉(zhuǎn)換的重要表現(xiàn)。導致淹沒事件的大地構(gòu)造活動，則是右江盆地性質(zhì)的轉(zhuǎn)換。早三疊世是右江盆地由被動大陸邊緣盆地向前陸盆地轉(zhuǎn)換的過渡時期，這一時期右江盆地內(nèi)殘留的真正意義的孤立臺地，僅見于右江盆地西南邊緣的平果、德保和北部邊緣的大貴州灘等局部小區(qū)域（Lehrmann et al.2007）。天峨地區(qū)和右江盆地其它與之相似的廣大地區(qū)，早三疊世的碳酸鹽巖沉積應為中泥盆世—晚二疊世孤立臺地的延續(xù)，早三疊世為淹沒碳酸鹽臺地演化階段。而上二疊統(tǒng)與下三疊統(tǒng)間的不整合，上二疊統(tǒng)海綿藻礁在斜坡相區(qū)向盆方向的擴展，可能代表了晚古生代孤立臺地發(fā)展的最終狀態(tài)。

5 結(jié)論

晚古生代—三疊紀右江盆地中散布著眾多的孤立碳酸鹽巖臺地，發(fā)育桂西北盆地東北部的天峨臺地具有代表性，對其沉積特征和形成、演化發(fā)展及構(gòu)造地質(zhì)響應的調(diào)查研究，對中國南方海西—印支期盆地、古地理格局和大地構(gòu)造演化的深入研究具有重要意義。

（1）天峨臺地中泥盆世末期至晚二疊世幾乎為純凈的碳酸鹽巖沉積，缺乏陸緣碎屑輸入，發(fā)育了臺內(nèi)—臺緣—斜坡—盆地體沉積體系，可建立相應的沉積地層序列，表明其屬于一個與大陸隔離的孤立碳酸鹽巖臺地。

（2）天峨地區(qū)晚古生代沉積可劃分孤立臺地和斜坡—盆地兩大相區(qū)，分為局限臺地相、半局限臺地相、開闊臺地相、臺地邊緣相、臺地前緣斜坡相和盆地相六種沉積相類型，依此可建立孤立臺地沉積模式，具有代表性意義。

（3）天峨孤立臺地地層序列、沉積相帶展布規(guī)律有序，不同時期各序列地層、各沉積相帶的分布與演化具有密切的、必然的依附性和延續(xù)性，表明天峨孤立臺地是一個長期持續(xù)發(fā)育的孤立臺地，反映了孤立臺地生成—發(fā)展—淹沒乃至終結(jié)的演化過程。

（4）天峨碳酸鹽巖臺地形成于早泥盆世晚期，于早三疊世末最終消亡，其發(fā)展演化可劃分為孤立臺地孕育階段（—D2）、孤立臺地成型階段（D3）、孤立臺地持續(xù)發(fā)展階段（C1—P2）和孤立臺地收縮淹沒階段（P3—T1）4大演化階段。

（6）晚古生代天峨孤立臺是海西期裂解事件的產(chǎn)物，其發(fā)展演化過程反應了右江盆地晚古生代劇烈擴張、沉降，揚子臺地邊緣拉伸、破裂，微地塊向盆地內(nèi)部滑移的構(gòu)造背景，是對右江盆地構(gòu)造演化的地質(zhì)響應。