江西瑞金—福建長(zhǎng)汀地區(qū)青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)地層對(duì)比分析

劉青帝 尹宏偉 熊 偉

(南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院)

2013—2016年，江西省地質(zhì)調(diào)查研究院和福建省地質(zhì)調(diào)查研究院共同開展了“1∶5萬羅屋、濯龍、橫江、九堡、瑞金市幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”、“1∶5萬仙下、于都縣、梓山幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”和“1∶5萬庵杰、長(zhǎng)汀、南巖幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”等3個(gè)研究項(xiàng)目，為進(jìn)一步對(duì)比分析贛南閩西交界處青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)地層提供了大量基礎(chǔ)信息。研究區(qū)內(nèi)變質(zhì)基底地層屬華南地層大區(qū)，以瑞林圩—秀丘斷裂帶(區(qū)域上稱為鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂)為界，北西部為羅霄地層分區(qū)，南東部為武夷地層分區(qū)、南武夷地層小區(qū)[1-5]。本研究通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)地層巖性特征進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，為該區(qū)后續(xù)地質(zhì)工作提供借鑒。

1 研究區(qū)巖性組合與沉積環(huán)境

根據(jù)標(biāo)志層、類標(biāo)志層和巖性組合特征，本研究將南武夷地層小區(qū)進(jìn)一步細(xì)分為大柏地地層亞區(qū)和樟坑地層亞區(qū)(圖1)，兩者以小姑—楓樹排—澤潭斷裂(區(qū)域上稱河源—邵武斷裂)為界[6-7]。

圖1 研究區(qū)青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)地層分區(qū)

1.1 南武夷地層分區(qū)大柏地地層亞區(qū)

南華紀(jì)—奧陶紀(jì)，從揚(yáng)子地層區(qū)至東南地層區(qū)，隨著地層降低，不同時(shí)代的沉積構(gòu)造格局由濱岸斜坡向盆地相過渡，表明研究區(qū)當(dāng)時(shí)海侵主要是由南至北推進(jìn)，致使沉積物向北超覆[8-10]。研究區(qū)受武夷水下隆起控制，水體相對(duì)較淺，各時(shí)代變質(zhì)地層中砂巖普遍發(fā)育。本研究依據(jù)砂巖成熟度并結(jié)合特征指相礦物對(duì)區(qū)內(nèi)青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)地層的沉積環(huán)境進(jìn)行討論。

1.1.1 青白口紀(jì)

(1)神山組。主要為一套泥砂質(zhì)復(fù)理石建造，主要巖性為變質(zhì)巖屑雜砂巖、變質(zhì)含礫巖屑雜砂巖、灰黑色(含碳)千枚巖等，巖石中普遍含菱鐵礦，沉積構(gòu)造清晰，主要為薄層狀—塊狀均質(zhì)層理，局部見水平紋層、斜層理和粒序?qū)永怼r石成熟度低，距離陸源剝蝕區(qū)較近，長(zhǎng)石含量為0～4%，石英含量為10%～50%，形成環(huán)境應(yīng)處于華南洋盆拉開早期構(gòu)造不穩(wěn)定的淺湖或沼澤環(huán)境。

(2)庫里組。主要為一套火山噴發(fā)碎屑沉積建造，主要巖性為火山噴發(fā)碎屑巖(變流紋質(zhì)巖屑晶屑玻屑凝灰?guī)r、變流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、變流紋質(zhì)巖屑玻屑凝灰?guī)r以及變沉凝灰?guī)r)和變質(zhì)巖屑雜砂巖、變余巖屑石英粉砂巖、千枚巖、變質(zhì)硅質(zhì)巖等噴發(fā)沉積巖，巖石層理不發(fā)育，呈巨厚層狀—塊狀構(gòu)造，形成環(huán)境應(yīng)為華南洋盆拉開早期構(gòu)造不穩(wěn)定的陸相噴發(fā)—河湖相沉積環(huán)境。

1.1.2 南華紀(jì)

(1)上施組?；纠^承了庫里組的沉積環(huán)境，以塊狀變余不等粒巖屑雜砂巖夾中層狀凝灰質(zhì)綠泥絹云千枚巖，或與塊狀變沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)千枚巖、粉砂質(zhì)綠泥絹云千枚巖近等厚互層，正常沉積巖比例加大，火山巖以火山噴發(fā)沉積的沉凝灰?guī)r為主，說明距離陸源火山噴發(fā)中心較遠(yuǎn)，噴發(fā)強(qiáng)度有所減弱。沉積環(huán)境應(yīng)為不穩(wěn)定構(gòu)造環(huán)境下的河湖濱岸環(huán)境。

(2)沙壩黃組。為一套中薄層狀—塊狀成熟度較低的含碳、含硅、含鐵的砂千互層組合。下段巖性為塊狀變質(zhì)細(xì)粒巖屑砂巖、變余微細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖、砂質(zhì)綠泥絹云千枚巖；中段巖性為中層狀變余不等粒巖屑石英砂巖與青灰色薄層狀粉砂質(zhì)綠泥絹云千枚巖呈近等厚互層，夾中層狀灰白色含綠泥石石英巖(原巖為硅質(zhì)巖)，局部為菱鐵礦層，底部見一層黃鐵礦層；上段巖性為塊狀千枚狀變余粉砂質(zhì)微細(xì)粒巖屑砂巖、含粉砂菱鐵絹云千枚巖。該組砂巖巖屑含量為16%～66%，巖石成熟度低，長(zhǎng)石含量為0～10%，石英含量為5%～65%，沉積環(huán)境可能為構(gòu)造不穩(wěn)定的瀉湖或滯流海灣環(huán)境。

1.1.3 震旦紀(jì)

(1)壩里組。巖性為中—厚層狀變質(zhì)巖屑雜砂巖、變質(zhì)砂巖夾中—薄層狀絹云板巖及中層狀變質(zhì)粉砂巖或互層產(chǎn)出，偶夾含石英質(zhì)礫石不等粒巖屑雜砂巖、灰黑—深灰色薄層狀(弱含炭)絹云千枚巖、絹云板巖。巖石中普遍含菱鐵礦，砂巖中巖屑含量為5%～67%，巖石成熟度低，長(zhǎng)石含量為0～2%，石英含量為5%～81%，形成于穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。壩里組由下至上，砂巖單層厚度呈厚—薄—厚有序變化特，反映了一次海侵—海退的全過程。

(2)老虎塘組。巖性為含碳含硅砂千互層組合，主要由巖屑雜砂巖、變余含礫不等粒巖屑石英砂巖、含砂綠泥絹云千枚巖、厚層狀條紋條帶狀石英巖組成。巖石普遍含菱鐵礦，砂巖中巖屑含量為5%～39%、無長(zhǎng)石，石英含量為40%～76%，其沉積環(huán)境總體與壩里組相當(dāng)，為穩(wěn)定的陸棚環(huán)境的瀉湖或滯流海灣。老虎塘組由下至上，砂巖層由中厚層狀向塊狀演化，砂巖類型由巖屑石英砂巖演化為巖屑雜砂巖，含礫砂巖中礫石為復(fù)成分礫，據(jù)此推斷其水體較壩里組沉積時(shí)略淺，繼承了壩里組的總體海退系列特征。

1.1.4 寒武紀(jì)

寒武紀(jì)繼承了震旦紀(jì)古地理環(huán)境，東南區(qū)—揚(yáng)子區(qū)水體由深變淺，由槽盆相向?yàn)I岸或臺(tái)地相過渡。

(1)牛角河組。巖性為厚層狀—塊狀黑色砂千互層組合，砂巖中巖屑含量為16%～50%，巖石成熟度低，長(zhǎng)石含量為0～4%，石英含量為27%～55%，小于砂巖中的石英平均含量(約65%)，形成于構(gòu)造不穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。該組自下而上，總體巖石粒度變大，千枚巖比例減少，碳質(zhì)含量逐漸趨于0，下部常形成石煤層或碳質(zhì)頁巖，局部含菱鐵礦，表明為滯流、還原環(huán)境下的閉塞海灣或盆地沉積，同時(shí)也反映了寒武紀(jì)繼承了老虎塘組的海退序列，海平面逐漸下降。

(2)高灘組。海平面繼續(xù)下降，形成了一套下粗上細(xì)的含菱鐵礦砂千互層組合。下段巖性為中—厚層狀變質(zhì)砂礫巖、變質(zhì)不等粒(含礫)巖屑石英砂巖、含菱鐵巖屑雜砂巖與灰黑色變余砂質(zhì)含碳絹云千枚巖、薄層狀粉砂質(zhì)菱鐵絹云千枚巖互層；上段巖性為厚層狀—塊狀變余不等粒巖屑雜砂巖、變余微細(xì)粒含菱鐵巖屑雜砂巖與青灰色薄層狀含粉砂黃鐵菱鐵綠泥絹云千枚巖近等厚互層。該組砂巖中巖屑含量為15%～65%，巖石成熟度低，不出現(xiàn)長(zhǎng)石，石英含量為10%～83%，形成于構(gòu)造穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。該組巖石中普遍含有菱鐵礦，表明為滯流、還原環(huán)境下的閉塞海灣或盆地沉積。

1.2 南武夷地層分區(qū)樟坑地層亞區(qū)

1.2.1 南華紀(jì)—早震旦世

樓前組巖性為(中)酸性火山巖夾砂泥巖，沉積夾層中發(fā)育微細(xì)水平層理，偶見斜層理。

(1)樓前組一段。巖性為厚塊狀變流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、變流紋質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、變沉凝灰?guī)r與凝灰質(zhì)千枚巖、絹云千枚巖互層，局部夾灰黑色薄層狀綠簾石化變質(zhì)硅質(zhì)巖，凝灰?guī)r中局部可見火山彈，沉積環(huán)境應(yīng)為陸相火山噴發(fā)環(huán)境，沉積巖夾層局部含有菱鐵礦，表明沉積盆地為淺湖或沼澤環(huán)境。

(2)樓前組二段?？傮w為一套正常沉積變質(zhì)巖，巖性為深灰色厚層狀—塊狀變余不等粒巖屑砂巖與黑色薄層狀—塊狀變余砂質(zhì)含碳巖屑粉砂巖、含碳絹云千枚巖互層，夾灰白色厚層狀條紋條帶狀石英巖。砂巖中巖屑含量為21%～78%，巖石成熟度低，說明沉積物來源于近距離搬運(yùn)的小河沉積物；長(zhǎng)石含量為1%～3%，接近海、湖淺灘沉積物平均值；石英含量為5%～55%，小于砂巖中石英的平均含量(約65%)，形成于構(gòu)造不穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。綜合上述特征，可推測(cè)該段可能形成于噴發(fā)間歇期的河湖環(huán)境。

(3)樓前組三段。巖性為灰白色厚塊狀變沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)絹云千枚巖、含粉砂質(zhì)二云千枚巖互層，偶夾塊狀變安山巖、變角閃安山巖，缺失雜砂巖，表明其距離火山噴發(fā)中心稍遠(yuǎn)，水體相對(duì)較深，已達(dá)到淺海環(huán)境。

(4)樓前組四段。巖性為巨厚層狀—塊狀變質(zhì)細(xì)砂質(zhì)粉砂巖與角巖化斑點(diǎn)狀二云千枚巖、粉砂質(zhì)二云千枚巖互層夾變沉凝灰?guī)r、變流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、變余石英雜砂巖、變余長(zhǎng)石石英雜砂巖，偶夾薄層狀板狀硅質(zhì)巖。砂巖中不含巖屑，長(zhǎng)石含量為1%～5%，石英含量為51%～65%，說明巖石結(jié)構(gòu)成熟度較高，已達(dá)到遠(yuǎn)離陸緣的淺?！紊詈－h(huán)境；砂巖中的石英含量約65%，表明形成于構(gòu)造穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。

(5)樓前組五段。巖性為塊狀弱角巖化中細(xì)粒巖屑石英雜砂巖夾巨厚層—塊狀石英二云千枚巖或互層。砂巖中巖屑含量為5%～10%，長(zhǎng)石含量為0～1%，石英含量為50%～59%，表明巖石結(jié)構(gòu)成熟度較高，進(jìn)一步表明該段水體相對(duì)變淺，為淺?！紊詈－h(huán)境；石英含量略低于65%，表明形成于構(gòu)造不穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。

1.2.2 晚震旦世

西溪組巖性為巨厚層狀—塊狀變質(zhì)細(xì)粒—中細(xì)粒巖屑石英砂巖與薄層狀灰黑色碳質(zhì)石英絹云千枚巖互層，夾巨厚層狀變沉凝灰?guī)r，底部巖性為似層狀、透鏡狀白色塊狀微粒石英巖，頂部巖性為厚層狀、條紋條帶狀白色變質(zhì)硅質(zhì)巖。砂巖中巖屑含量為5%～20%，長(zhǎng)石含量為1%～3%、石英含量為62%～75%，巖石成熟度接近于樓前組五段，且出現(xiàn)了較多的硅質(zhì)巖夾層，應(yīng)為淺?！紊詈－h(huán)境。該組石英含量略高于65%，表明形成于構(gòu)造穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。

1.2.3 寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)

寒武系與奧陶系為一套厚度巨大、連續(xù)沉積的海相復(fù)理石建造，研究區(qū)內(nèi)以砂巖為主的復(fù)理石韻律層廣泛發(fā)育，為屬于超補(bǔ)償性的快速堆積的靠近物源區(qū)的次深海盆地—陸緣淺海沉積。

(1)林田組。巖性為一套低成熟度的雜砂巖與黑色千枚巖互層的復(fù)理石建造，下段巖性以厚層狀—塊狀變質(zhì)雜砂巖為主夾青灰—深灰色中薄層狀、千枚狀變余巖屑粉砂巖，粉砂質(zhì)綠泥絹云千枚巖以及含碳粉砂絹云板巖，下部夾灰白色塊狀石英巖；上段巖性為中厚層狀—塊狀變余不等粒巖屑石英雜砂巖與黑色中厚層狀粉砂質(zhì)含碳綠泥絹云千枚巖互層。該組砂巖中粒序?qū)永怼⒓?xì)小斜層理發(fā)育，千枚巖中水平層理發(fā)育，反映出成巖環(huán)境水動(dòng)力條件不強(qiáng)。砂巖中巖屑含量為15%～49%、長(zhǎng)石含量為0～4%，石英含量為30%～64%，巖石結(jié)構(gòu)成熟度較低，表明形成于構(gòu)造不穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。

(2)東坑口組。該組為林田組之上的繼承性沉積，沉積物以細(xì)粒碎屑巖為主，巖性主要為中厚—厚層狀變余石英雜砂巖夾薄層狀含碳絹云千枚巖不等厚互層產(chǎn)出，小型斜層理、粒序?qū)永?，水平層理發(fā)育，偶見有透鏡狀層理，反映水動(dòng)力條件較為平靜。砂巖無巖屑，長(zhǎng)石含量極低(0～1%)，石英含量為70%～79%，巖石結(jié)構(gòu)成熟度極高，沉積環(huán)境屬次深海盆地相沉積；石英含量高于65%，表明形成于構(gòu)造穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。

(3)魏坊組。在早奧陶世，該組屬產(chǎn)筆石的海相含砂硅泥質(zhì)沉積，巖性為灰黑色中層—厚層狀二云千枚巖偶夾中薄層狀變質(zhì)中細(xì)粒石英雜砂巖。砂巖中無巖屑，長(zhǎng)石含量極低(0～3%)，石英含量為68%～75%，巖石結(jié)構(gòu)成熟度極高，沉積環(huán)境屬次深海盆地相沉積；石英含量高于65%，表明形成于構(gòu)造穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。該組層理構(gòu)造主要為水平條帶狀層理、水平層理，底部發(fā)育交錯(cuò)層理、波痕紋理等，反映魏坊組早期沉積時(shí)海水較為動(dòng)蕩，隨之轉(zhuǎn)為海水平靜的沉積環(huán)境。

(4)羅峰溪組。在中—晚奧陶世，海水緩慢退出，剝蝕區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大，繼承魏坊組之上沉積了羅峰溪組，巖性為中—厚層狀變質(zhì)中細(xì)粒石英雜砂巖偶夾灰黑色中層狀含粉砂絹云千枚巖或兩者互層，韻律層發(fā)育。砂巖中不含巖屑，長(zhǎng)石含量極低(1%～5%)，石英含量為64%～78%，巖石結(jié)構(gòu)成熟度極高，沉積環(huán)境屬次深海盆地相沉積；石英含量高于65%，表明形成于構(gòu)造穩(wěn)定的陸棚環(huán)境。

2 地層對(duì)比標(biāo)志

本研究通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)變質(zhì)地層進(jìn)行對(duì)比分析(圖2)，總結(jié)出了如下標(biāo)志。

圖2 研究區(qū)青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)變質(zhì)地層區(qū)域?qū)Ρ?/p>

(1)厚層狀—條紋條帶狀石英巖可以作為華南震旦系與寒武系分界的標(biāo)志層?；野咨駥訝睢獥l紋條帶狀石英巖(原巖為硅質(zhì)巖)在華南具有穩(wěn)定的區(qū)域延展性，可以作為震旦系與寒武系分界的標(biāo)志層。該硅質(zhì)巖之上的牛角河組、外管坑組(江西)與林田組(福建)都是一套黑色砂千互層組合，下部夾高碳質(zhì)石煤層和黑色硅質(zhì)巖，完全可以進(jìn)行對(duì)比分析。牛角河組之上的高灘組以厚層砂巖、砂礫巖為標(biāo)志，可與福建東坑口組進(jìn)行對(duì)比分析，之上的水石組、茅坪組可以分別與福建魏坊組、羅峰溪組進(jìn)行對(duì)比分析。江西境內(nèi)的老虎塘組、洪山組四段與福建境內(nèi)的西溪組、黃連組都是一套深灰—灰黑色含碳千枚巖、硅質(zhì)巖組合，完全可以進(jìn)行對(duì)比分析。西溪組局部夾變沉凝灰?guī)r層，顯示巖性組合略有差異。黃連組上部的巖性組合與老虎塘組完全一致，可以進(jìn)行對(duì)比分析。壩里組在江西大部分地區(qū)以黑色砂千互層為特征，砂巖局部含礫、千枚巖含碳；北武夷地區(qū)洪山組三段變質(zhì)程度較高，巖性以二云片巖、石墨石英片巖、含磁鐵黃鐵二云變粒巖為主，原巖特征可與壩里組進(jìn)行對(duì)比分析；該組巖性與江西樟坑地區(qū)的樓前組四段、五段基本相似，但黑色碳質(zhì)層消失，火山碎屑巖夾層增多，顯示出一定的相變特征，兩者可以進(jìn)行對(duì)比分析。1∶5萬長(zhǎng)汀圖組所劃分的西溪組下部、樓前組上段(閩西北部地區(qū))以及南巖組上段、中段(閩西南部地區(qū))分別對(duì)應(yīng)于壩里組和樓前組四段、五段。

(2)磁鐵礦(化)層配合含碳含硅含礫等類標(biāo)志層為全球南華紀(jì)冰川事件地層劃分和對(duì)比的標(biāo)志。南華紀(jì)冰川事件具有全球地層劃分和對(duì)比的意義，江西北部和南部均有該事件的地層記錄。贛北揚(yáng)子地層大區(qū)稱為揚(yáng)子群，自下而上可以劃分為古城組、大塘坡組、南沱組；贛南華南地層大區(qū)稱為下坊組和沙壩黃組。下坊組自下而上可以劃分為古家礫巖段、含鐵巖段、大沙江礫巖段；沙壩黃組以往并未分段，但在研究區(qū)內(nèi)的大柏地地區(qū)，本研究將其劃分為下、中、上3段，上、下段巖性均為厚層—塊狀砂巖，中段巖性為中—薄層狀砂千互層夾黑色含碳質(zhì)千枚巖、石英巖、菱鐵礦層，底部見黃鐵礦層。向西至鄰區(qū)仙霞圖組，也可以劃分為3段，上、下段巖性為中厚—巨厚層砂巖、凝灰?guī)r組合，中段巖性為砂千互層夾磁鐵千枚巖、磁鐵礦層、石英巖、含碳絹云千枚巖，可與贛西南下坊組、北武夷地層分區(qū)洪山組二段進(jìn)行對(duì)比分析。向東至江西樟坑地區(qū)相當(dāng)于沙壩黃組的地層以火山巖發(fā)育為特征，表現(xiàn)為一定的巖性相變，福建省將其稱為樓前組，本研究將其進(jìn)一步細(xì)分為5段，第一段、第三段巖性為厚層狀—塊狀火山噴發(fā)碎屑巖、火山噴發(fā)沉凝灰?guī)r夾安山巖，第二段表現(xiàn)為噴發(fā)間歇期黑色砂板互層夾含碳千枚巖、石英巖，第一段、第三段巖石普遍發(fā)育弱磁鐵礦化，完全可以與贛中南下坊組、沙壩黃組進(jìn)行對(duì)比分析。1∶5萬長(zhǎng)汀圖組所劃分的樓前組下段(閩西北部地區(qū))為一套火山巖組合，可以與江西樟坑地區(qū)樓前組三段進(jìn)行對(duì)比分析；閩西南部地區(qū)樓子壩組上段為薄層狀砂板互層組合，局部夾磁鐵千枚巖，對(duì)應(yīng)于沙壩黃組中段，南巖組下段、樓子壩組下段均為一套厚層狀砂板互層組合，對(duì)應(yīng)于沙壩黃組上段、下段。南華紀(jì)中晚世鐵礦層之下為南華紀(jì)早世上施組以正常沉積的砂千互層夾火山噴發(fā)沉凝灰?guī)r或兩者互層，正常沉積的砂巖和千枚巖風(fēng)化后呈紫紅色，沉凝灰?guī)r風(fēng)化后呈灰白色，野外風(fēng)化露頭呈紅白相間互層或條帶，地層劃分對(duì)比標(biāo)志清晰。

(3)青白口系表現(xiàn)為下黑上白，劃分對(duì)比標(biāo)志明顯。神山組以黑色(含碳)千枚巖為劃分標(biāo)志，砂千沉積韻律清晰，按砂巖單層厚度大小細(xì)分為段。庫里組則表現(xiàn)為成層性差的巨厚層狀—塊狀構(gòu)造的陸相火山噴發(fā)碎屑巖夾正常沉積的砂巖、泥巖，巖石新鮮色為灰綠色，風(fēng)化呈灰白色，不出現(xiàn)黑色夾層。青白口系上地層以風(fēng)化呈白色為填圖標(biāo)志，明顯區(qū)別于上下地層。

3 結(jié) 語

詳細(xì)討論了江西瑞金—福建長(zhǎng)汀地區(qū)青白口紀(jì)—奧陶紀(jì)變質(zhì)地層的巖性組合特征及沉積環(huán)境，并對(duì)區(qū)內(nèi)地層劃分標(biāo)志進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)，對(duì)于區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展相關(guān)地質(zhì)工作有一定的參考價(jià)值。

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