下?lián)P子鄂東南地區(qū)冷家溪群大藥姑組沉積特征分析

許露露,龔志愚,趙雪松,徐 聰,曹正琦,王 璐

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

下?lián)P子鄂東南地區(qū)冷家溪群大藥姑組沉積特征分析

許露露,龔志愚,趙雪松,徐 聰,曹正琦,王 璐

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

通過(guò)鄂東南1∶5萬(wàn)沙洲店等幅區(qū)調(diào)工作,對(duì)通山縣嶺下大隊(duì)大藥姑組剖面進(jìn)行測(cè)量。詳細(xì)描述大藥姑組地層巖性及礫石分布特征,并與鄰區(qū)進(jìn)行地層對(duì)比,分析大藥姑組沉積環(huán)境及物源方向。研究表明,大藥姑組可劃分為兩段,即一段以灰綠色中—厚層狀變質(zhì)細(xì)砂巖為主,底部及頂部發(fā)育數(shù)層細(xì)礫巖及含細(xì)礫砂巖,礫石成分主要為深灰色粉砂質(zhì)礫和白色石英礫,礫徑2～5 mm,圓—次圓狀,分選較好,下部見(jiàn)明顯鮑馬序列,為較深水濁流沉積環(huán)境;二段以灰綠色板巖及砂質(zhì)板巖為主,夾灰黃色薄—中層變質(zhì)粉砂巖,與一段相比,沉積水體更深。通過(guò)與通山小洞和江西修水大藥姑組地層對(duì)比表明,小洞和修水為水體較淺的斜坡帶上部碎屑流沉積環(huán)境,嶺下大隊(duì)剖面為斜坡帶下部較深的濁流沉積環(huán)境。通過(guò)上述三條剖面沉積厚度、礫徑和分選度對(duì)比,表明物源由北西向南東方向搬運(yùn)。

大藥姑組;冷家溪群;沉積特征;鄂東南

1 地質(zhì)背景

1∶5萬(wàn)沙洲店幅(圖1)位于鄂東南通山縣,為湖北與江西兩省交界處,隸屬下?lián)P子地層—構(gòu)造區(qū)[1]。依據(jù)《湖北省巖石地層》,冷家溪群從下至上劃分為小木坪組、坪原組及大藥姑組,時(shí)代為中元古代[2]。之后鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表明,冷家溪群為新元古代[3-6]。本次區(qū)調(diào)將小木坪組和坪原組合并,稱為小木坪組,其上為大藥姑組[7-10],時(shí)代為新元古代。

前人對(duì)于冷家溪群地層巖性組合及礫巖層的地質(zhì)特征已經(jīng)有較多的描述。唐曉珊通過(guò)瀏陽(yáng)縣雷神廟—平江縣上南源冷家溪群剖面的測(cè)制,發(fā)現(xiàn)冷家溪群地層見(jiàn)清晰的鮑馬序列,并認(rèn)為冷家溪群地層屬于半深海相粘土巖與低密度濁流碎屑巖往復(fù)式交互沉積。陳俊等認(rèn)為湖南臨湘地區(qū)冷家溪群大藥姑組上下部均發(fā)現(xiàn)較多的鮑馬序列,反映的水動(dòng)力條件是陣發(fā)性的快速流動(dòng)機(jī)制,屬于海底扇濁流體系沉積[11]。張恒等通過(guò)沅陵地區(qū)和臨湘地區(qū)冷家溪群的研究,識(shí)別出濁積巖相和深海相兩種沉積相模式,并認(rèn)為兩個(gè)地區(qū)物源來(lái)自西南和北部的沉積基底[12]。前人的實(shí)測(cè)剖面資料表明,不同地區(qū)的冷家溪群既有相同的地質(zhì)特征,各自也呈現(xiàn)不同的地質(zhì)特點(diǎn)。本次研究,亦發(fā)現(xiàn)大藥姑組為濁流沉積。

圖1 1∶5萬(wàn)沙洲店幅地質(zhì)略圖及剖面位置圖Fig.1 1∶50 000 Shazhoudian sheet geologic scheme and section location map1.蓮沱組;2.大藥姑組;3.小木坪組;4.沉積地層;5.大藥姑組;6.小木坪組;7.花崗巖;8.輝綠巖脈;9.逆斷層;10.省界。

2 剖面介紹

通山縣嶺下大隊(duì)大藥姑組剖面見(jiàn)圖2。該剖面位于湖北省通山縣沙洲店幅嶺下大隊(duì)公路邊。起點(diǎn)坐標(biāo)X:299773.30,Y:3260433.13。該剖面露頭良好,頂?shù)捉缇€清晰,交通便利。通過(guò)對(duì)該剖面測(cè)量,一方面可以研究該區(qū)大藥姑組的巖性組合特征、礫石發(fā)育特征及沉積環(huán)境特征,另一方面可以與鄰區(qū)進(jìn)行地層對(duì)比,更加詳實(shí)地反映大藥姑組區(qū)域上橫向變化,補(bǔ)充和完善對(duì)大藥姑組地層的認(rèn)識(shí)。

圖2 通山縣嶺下大隊(duì)大藥姑組實(shí)測(cè)地層剖面圖Fig.2 Measured stratigraphic section of Dayaogu formation in Lingxia Brigade,Tongshan County

2 地質(zhì)特征

2.1 地層特征

大藥姑組一段(Qbd1):為剖面第4-42層,厚度2 018.90 m。以下伏小木坪組(Qbx)灰綠色薄層狀變質(zhì)粉砂巖消失、灰綠色塊狀變質(zhì)含礫細(xì)砂巖出現(xiàn)為劃分標(biāo)志。界線兩側(cè)產(chǎn)狀基本一致,為整合接觸關(guān)系。下部(第4-16層)由灰綠色塊狀礫巖、變質(zhì)含礫細(xì)砂巖、灰綠色中—厚層層狀變質(zhì)細(xì)砂巖及灰綠色中—薄層狀變質(zhì)粉砂巖組成,具有旋回特征,每一個(gè)旋回呈現(xiàn)向上變細(xì)的基本層序。下部巖性組合呈現(xiàn)良好的韻律特征。中下部(第17-24層)為灰綠色厚層—塊狀變質(zhì)中細(xì)粒砂巖,間夾黃綠色中層狀變質(zhì)粉砂巖。中上部(第25-38層)為灰綠色中—厚層狀砂質(zhì)粉砂巖夾灰綠色中層狀含泥質(zhì)條帶變質(zhì)細(xì)砂巖。上部(第39-42層)為灰綠色中厚—塊狀變質(zhì)含礫中—細(xì)粒砂巖,夾少量灰綠色薄—中層狀變質(zhì)粉砂巖。通過(guò)巖性觀察發(fā)現(xiàn),一段主要由鮑馬序列的a段(含礫中砂巖)、b段(細(xì)砂巖)(圖3)和b段(細(xì)砂巖)、c段(粉砂巖)(圖4)組成?？傮w上,大藥姑組一段由下至上巖石粒度符合由粗到細(xì),再由細(xì)到粗的變化規(guī)律,鮑馬序列特征明顯,為半深海濁流沉積相。

圖3 第11層含礫砂巖與細(xì)砂巖組成鮑馬序列Fig.3 The 11th layer of gravel sandstone and fine sandstone consists of the Bauma sequence

圖4 第9層細(xì)砂巖與粉砂巖組成鮑馬序列Fig.4 The 9th layer of fine sandstone and siltstone consists of the Bauma sequence

大藥姑組二段(Qbd2):為剖面第43-58層,厚度965.10 m。以灰綠色中—厚層變質(zhì)含礫細(xì)砂巖的消失、黃綠色中—薄層變質(zhì)粉砂巖的出現(xiàn)為劃分標(biāo)志。下部(第43-50層)以黃綠—灰綠色中—薄層變質(zhì)粉砂巖為主,夾灰綠色薄層狀含砂質(zhì)條帶板巖及少量灰綠色中—厚層狀變質(zhì)細(xì)砂巖。上部地層(第51-58層)巖性單一,以灰綠—青灰色薄層狀板巖及砂質(zhì)板巖為主,頂部為淺灰綠色中—厚層狀變質(zhì)細(xì)砂巖。以薄層板巖的消失、灰黃色厚層—塊狀含礫不等粒雜砂巖的出現(xiàn)作為大藥姑組與蓮沱組的分界標(biāo)志。二段主要由鮑馬序列的c段(粉砂巖)、d段(砂質(zhì)板巖)、e段(板巖)和d段(砂質(zhì)板巖)、e段(板巖)組成?？傮w上,大藥姑組二段主要以薄層狀板巖為主,巖石顆粒粒度較細(xì),顏色多呈灰綠色,水平層理發(fā)育和大藥姑組一段一樣,巖石粒度符合由粗到細(xì),再由細(xì)到粗的變化規(guī)律。相比于一段地層,二段地層水體更深,為深海濁流相沉積環(huán)境。

2.2 巖性特征

嶺下大隊(duì)剖面大藥姑組巖石類型主要有以下幾種:粉砂巖、板巖、雜砂巖、細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖及細(xì)礫巖。變質(zhì)粉砂巖在大藥姑組一段中上部及二段下部較為發(fā)育(圖5-a),巖石以灰綠—黃綠色為主,以中層狀居多,風(fēng)化破碎較為嚴(yán)重。板巖主要在大藥姑組二段上部發(fā)育,呈青灰—灰綠色,薄—極薄狀,含較多泥質(zhì),層理面平直(圖5-b)。變質(zhì)雜砂巖在一段中部地層較為發(fā)育,顏色呈灰黃—灰綠色,多呈中粗粒塊狀,含較多變質(zhì)礦物,主要為綠泥石(圖5-c)。變質(zhì)細(xì)砂巖主要在一段中上部發(fā)育,多呈灰綠色,以中厚—塊狀為主,巖石堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力強(qiáng)(圖5-d)。

圖5 大藥姑組地層巖性特征Fig.5 Formation lithology characteristic in Dayaogu formationa.一段中上部第36層黃綠色中—薄層狀變質(zhì)粉砂巖;b.二段上部第55層灰綠色板巖;c.一段中部第21層灰綠色塊狀變質(zhì)粗粒雜砂巖;d.一段上部第39層厚狀變質(zhì)細(xì)砂巖。

含礫細(xì)砂巖及礫巖分布在一段下部及頂部。其中,礫巖共發(fā)育5層,均集中在一段下部。含礫細(xì)砂巖共7層。根據(jù)剖面露頭礫石的分布特征,將礫石劃分為5種類型(圖6)?？傮w上,大藥姑組礫石礫徑較小,一般2～5 mm,次圓狀為主,分選較好。礫石成分以粉砂質(zhì)為主,石英略少。一段頂部含礫細(xì)砂巖中發(fā)育大量石英脈,礫石呈定向排列。

3 區(qū)域?qū)Ρ?/h2>

對(duì)比通山嶺下大隊(duì)、通山小洞及江西修水觀音閣大藥姑組剖面(圖7),小洞大藥姑組剖面沉積厚度167 m,但礫巖與含礫砂巖層厚度大,一般幾十米厚,礫石顆粒礫徑大,一般礫石礫徑1～6 cm;磨圓中等,分選較差;沉積厚度小,礫石礫徑大,分選較差,表明沉積環(huán)境水深相對(duì)較淺的沉積物重力流沉積,而且含礫砂巖包裹板巖巖塊的外貌特征,可能由于陸棚斜坡坡角較大,未固結(jié)的沉積物發(fā)生滑塌所致。因此沉積環(huán)境為斜坡碎屑流沉積環(huán)境。嶺下大隊(duì)剖面在小洞剖面的東南方向,沉積厚度2 018 m,但礫巖與含礫砂巖總體上厚度小,一般幾米到十幾米。與小洞剖面相比,嶺下大隊(duì)大藥姑組水體更深,可容納空間大,因此沉積厚度大。而且可以推斷嶺下大隊(duì)大藥姑組距離物源區(qū)更遠(yuǎn),沉積物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的搬運(yùn)淘洗,因此礫石礫徑小,分選磨圓較好。往西南到江西修水剖面,大藥姑組沉積厚度明顯變小,礫石礫徑變化大,分選較差[13]。表明修水大藥姑組沉積水深較嶺下大隊(duì)大藥姑組淺,其沉積環(huán)境可能與小洞剖面相似,為斜坡帶上部碎屑流沉積。通過(guò)上述三條剖面大藥姑組剖面沉積厚度、礫石礫徑和分選度的對(duì)比,表明物源由北西向南東方向搬運(yùn)。

圖6 大藥姑組一段礫石的5種沉積組合特征Fig.6 Five sedimentary combinations characteristics of a gravel in Dayaogu formation

4 結(jié)論

(1) 通山嶺下大隊(duì)大藥姑組沉積厚度大,根據(jù)礫巖層的發(fā)育層位,將大藥姑組分為兩段:一段地層以灰綠色中—厚層狀變質(zhì)細(xì)砂巖為主,發(fā)育數(shù)層礫巖及含礫砂巖;二段地層主要以灰綠色薄層狀板巖及砂質(zhì)板巖為主,下部夾灰黃色薄—中層變質(zhì)粉砂巖。

圖7 大藥姑組地層區(qū)域?qū)Ρ葓DFig.7 Stratigraphic area comparison chart in Dayaogu formation1.礫巖;2.粉砂質(zhì)板巖；3.輝綠巖；4.板巖;5.板巖巖塊;6.雜砂巖;7.含礫砂巖;8.淺變質(zhì)砂巖;9.英安巖。

(2) 礫巖及含礫砂巖層分布在一段底部及頂部,主要為深灰色粉砂質(zhì)礫和石英礫,礫徑多分布在2～5 mm,次圓狀居多,分選較好。根據(jù)礫石在巖層的分布特征,將礫石分為5種沉積形態(tài)。

(3) 一段主要由鮑馬序列的ab段和bc段組成,為半深海濁流沉積相;二段主要由鮑馬序列的cde段和de段組成。相比于一段地層,二段地層巖性顆粒更細(xì),水體更深,為深海濁流相沉積環(huán)境。

(4) 區(qū)域地層對(duì)比表明,小洞和修水剖面為水體較淺的斜坡帶上部碎屑流沉積環(huán)境,嶺下大隊(duì)剖面為斜坡帶下部較深的濁流環(huán)境。通過(guò)上述三條剖面沉積厚度、礫石礫徑和分選度對(duì)比,表明物源是由北西向南東方向搬運(yùn)。

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(責(zé)任編輯：于繼紅)

Analysis on Dayaogu Formation of Lengjiaxi Group Sedimentary Characteristicsin the Lower Yangtze Area of Southeast Hubei

XU Lulu,GONG Zhiyu,ZHAO Xuesong,XU Cong,CAO Zhengqi,WANG Lu

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

The section of the Dayaogu formation in Lingxia Brigade,Tongshan County was measured through the regional geological survey work of 1∶50 000 Shazhoudian sheet of Southeast Hubei.The lithology and gravel distribution characteristics of Dayaogu formation are described in detail and compared with the strata of the adjacent area,and the depositional environment and the source direction of Dayaogu formation are analyzed.The study shows that Dayaogu formation can be divided into two sections:the first section is gray green medium-thick layered metamorphic fine sandstone mainly at the bottom and the top of the development of several layers of fine conglomerate and gravel sandstone,gravel composition is mainly dark gray sandy gravel and white gravel,gravel diameter 2～5 mm,round and sub-round,sorting better,the lower part of the Bauma sequence,for the deeper water turbidity deposition environment;the second section of gray green slate and sand slate mainly,and gray yellow thin-middle layered metamorphic siltstone,the sedimentary water is deeper compared with the first section.Compared with Tongshan Xiaodong and Jiangxi Xiushui strata of Dayaogu formation,Xiaodong and Xiushui for the debris flow deposition environment of the upper part of the shallow water slope,Lingxia brigade section for the deeper turbidite deposition environment of the lower slope.Through the above three sections of the deposition thickness,gravel diameter and sort grade comparison,indicating that the source direction from northwest to and southeast.

Dayaogu formation; Lengjiaxi group; sedimentary characteristics; Southeast Hubei

P512.2

A

1671-1211(2017)05-0515-06

2017-02-24;改回日期2017-04-13

湖北1∶5萬(wàn)楊芳林、寶石河、沙洲店幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)綜合調(diào)查,項(xiàng)目編號(hào)DD20160031-05。

許露露(1985-),男,工程師,礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè),從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究工作。E-mail:xulu19850806@126.com

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20170824.1748.036.html數(shù)字出版日期2017-08-24 17:48

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.05.001