四川盆地侏羅紀(jì)地層鋯石年代學(xué)研究現(xiàn)狀與展望

劉宇

四川盆地侏羅紀(jì)地層鋯石年代學(xué)研究現(xiàn)狀與展望

劉宇

（自貢恐龍博物館，四川 自貢 643013）

本文通過收集近十年以來盆地內(nèi)部侏羅紀(jì)地層鋯石研究資料進(jìn)行分析討論，最新的鋯石研究資料表明部分侏羅紀(jì)地層同以往分布時(shí)代認(rèn)知存在沖突，可能需要重新厘定。此外，四川盆地是重要的恐龍化石產(chǎn)地，對(duì)含恐龍化石層位的年代學(xué)研究可以為恐龍的演化提供有效的證據(jù)。需要補(bǔ)充地層相應(yīng)的巖石學(xué)資料，加強(qiáng)對(duì)地層中同時(shí)代沉積的火山巖（如凝灰?guī)r）的關(guān)注，以期獲得更加可靠的資料。

四川盆地；侏羅紀(jì)地層；鋯石年代學(xué)；研究現(xiàn)狀

四川盆地位于中國(guó)西南腹地，是國(guó)內(nèi)四大盆地之一，總面積約為26萬km2。盆地周圍四面環(huán)山，北側(cè)為米倉(cāng)山和大巴山，西北側(cè)主要為龍門山，南部為大婁山，東緣為巫山，西南側(cè)是大涼山，盆地西部毗鄰青藏高原，形成了一個(gè)天然的封閉空間（圖1）。四川盆地為著名的紅色盆地，內(nèi)部中生代地層極為發(fā)育，出露齊全，其中侏羅紀(jì)地層分布面積最廣，幾乎占到盆地的一半。

1 區(qū)域地層及巖性特征

四川盆地內(nèi)部各個(gè)區(qū)域均發(fā)育有不同程度的侏羅紀(jì)地層，地層層序完整且連續(xù)。從下自上包括白田壩組、自流井組、千佛巖組、新田溝組、沙溪廟組、遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組和蓮花口組，地層主要為陸源碎屑巖組成，巖性主要以砂巖和泥巖為主，部分為灰?guī)r。此外，地層中含有豐富的古生物化石，沙溪廟組和遂寧組中含有豐富的恐龍化石（彭光照等，2019）。由于本文主要討論地層鋯石研究進(jìn)展，對(duì)于沒有鋯石研究的自流井組、新田溝組和蓮花口組本文不做地層的巖性描述和討論。

1.1 上侏羅統(tǒng)

蓬萊鎮(zhèn)組（J3）主要分布在盆地中部及東北部地區(qū)，地層命名地為蓬溪縣蓬萊鎮(zhèn)。地層主要為長(zhǎng)石石英砂巖與泥頁(yè)巖不等厚互層，不同地域?qū)雍裼?80～1 200m不等。層間產(chǎn)葉肢介、介形蟲及雙殼類化石。

圖1 四川盆地區(qū)域位置示意圖（李朝輝，2016）

遂寧組（J3）分布范圍與蓬萊鎮(zhèn)組相當(dāng)，地層最初命名于遂寧縣周圍，曾經(jīng)在樂山地區(qū)被命名為“牛華溪紅層”（李悅言，1940），屬于同物異名，現(xiàn)在沿用遂寧組名稱。遂寧組以泥（頁(yè)）巖為主，層間夾雜有巖屑長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖，含介形類、輪藻、葉肢介及雙殼類化石。與上覆地層和下伏地層均為整合接觸。

1.2 中侏羅統(tǒng)

沙溪廟組（J2）廣泛分布于盆地中部到東部地區(qū)，于1946年命名于合川縣南沙溪廟，泛指川中地區(qū)“關(guān)口砂巖”和遂寧頁(yè)巖之間的紫紅色砂巖、泥巖層。地層巖性單一，層厚較大，該套地層共分為兩段，以層間的葉肢介黑色頁(yè)巖層為區(qū)分標(biāo)志。層中含豐富的化石，如雙殼類、介形類、葉肢介及脊椎動(dòng)物化石，在自貢沙溪廟組中含有大量的恐龍化石，包括劍龍類、獸腳類和蜥腳類恐龍；此外2015年在重慶云陽(yáng)縣同一層位也發(fā)現(xiàn)有數(shù)量龐大的恐龍化石群（余海東，2020）。

千佛巖組（J2）分布于四川盆地北側(cè)，命名于廣元縣北側(cè)的千佛崖，曾被命名為“千佛巖系”或“千佛巖統(tǒng)”，地層以細(xì)砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖為主，夾介殼灰?guī)r條帶，地層底部具細(xì)礫巖及含礫砂巖，含雙殼類、植物及孢粉化石（錢利軍等，2016）。與下伏白田壩組及上覆沙溪廟組呈整合接觸關(guān)系。

1.3 下侏羅統(tǒng)

白田壩組（J1）與千佛巖組分布范圍大致相當(dāng)，由包茨、王國(guó)寧1954年始創(chuàng)于廣元縣寶輪院白田壩。地層以石英砂巖為主，夾細(xì)砂巖、粉砂巖及泥頁(yè)巖，層間可見薄煤線發(fā)育，底部為厚層石英質(zhì)礫巖，含植物等化石。與下伏須家河組呈不整合或平行不整合。

2 地層鋯石研究現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋯石已然在地質(zhì)年代確定以及物源分析中得到廣泛的應(yīng)用。地層中富含鋯石（ZrSiO4），可以通過測(cè)試手段獲得鋯石中Th和U的含量，并以此推算出鋯石的的結(jié)晶年齡，因此可以作為地層形成時(shí)代的判斷依據(jù)。近年來已有不少學(xué)者利用鋯石分析測(cè)年方法開展了四川盆地侏羅紀(jì)地層的絕對(duì)年齡研究，并取得了一系列突破性成果。本文收集近十年以來的鋯石數(shù)據(jù)用作分析和討論（表1）。

表1 本文鋯石數(shù)據(jù)收集情況

1～4.區(qū)域巖漿；5.城市；6.區(qū)域主要斷層；7.鋯石樣品采集點(diǎn)；8.恐龍化石富集點(diǎn)；9.地形界線

所收集的鋯石數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)以下條件進(jìn)行篩選：

（1）所選鋯石數(shù)據(jù)諧和度均置于90%～110%區(qū)間。

（2）對(duì)于206Pb/238U<1000Ma的數(shù)據(jù)結(jié)果，使用206Pb/238U的年齡結(jié)果，反之則采用207Pb/206Pb的年齡結(jié)果。

（3）所有收集鋯石數(shù)據(jù)均來自于四川盆地內(nèi)部侏羅紀(jì)地層。

為了方便討論，樣品編號(hào)均按照原文獻(xiàn)，樣品位置分布如圖2。

2.1 上侏羅統(tǒng)

蓬萊鎮(zhèn)組有4件樣品，編號(hào)為CX6、SC003、SC105、SC198，樣品CX6和SC003采自盆地北部地區(qū)，SC105和SC198分別來自盆地中部和西部地區(qū)。其中樣品CX6與SC105年輕鋯石數(shù)據(jù)較集中，分別有28顆和6顆，加權(quán)平均年齡為213±2.0 Ma和157±3.9 Ma；而樣品SC003與SC198鋯石數(shù)據(jù)最小年齡值分別為161 Ma和168 Ma。樣品CX6與其他3件樣品最小年齡差距較大（圖3）。

遂寧組收集有2件樣品數(shù)據(jù)，樣品SC106有3顆年輕鋯石數(shù)據(jù)，為153 Ma、155 Ma和166 Ma；樣品SN-1最小年齡鋯石共有12顆，協(xié)和年齡為114±1.1 Ma（圖4）。

2.2 中侏羅統(tǒng)

沙溪廟組鋯石數(shù)據(jù)最為豐富，共有7件，樣品編號(hào)為CX5、ZG02、ZG04、SC046、SC111、SC130、SC109，其中CX5來自巴中，ZG02、ZG04來自于自貢，SC046、SC111、SC109來自盆地中部，SC130來自南部瀘州地區(qū)。

CX5年輕加權(quán)平均年齡為162±1.3 Ma；ZG02為160±0.74 Ma；ZG04為160±0.65 Ma，而另外4件樣品最小年齡數(shù)據(jù)較稀少，SC046、SC111、SC130、SC109最小年齡分別為161 Ma、161 Ma、164 Ma和168 Ma（圖5）。

千佛巖組樣品（CX4）來自于盆地北部米倉(cāng)山和大巴山的交匯處，樣品鋯石數(shù)據(jù)良好，最小的加權(quán)平均年齡為171±1.4 Ma（圖5），共有18顆鋯石，年齡數(shù)據(jù)十分集中。

2.3 下侏羅統(tǒng)

白田壩組有樣品2件，編號(hào)為CM01和CM04，分別采自盆地北部邊緣的萬源和廣元地區(qū)，2件樣品最小年齡數(shù)據(jù)相似。CM01加權(quán)平均年齡為230±6.2 Ma；CM04為228±6.3 Ma（圖6）。

圖4 遂寧組鋯石樣品協(xié)和圖

3 討論

樣品中鋯石數(shù)據(jù)最小加權(quán)平均年齡被視為地層的最大沉積年齡，即地層的形成時(shí)代。而對(duì)于最小年齡較分散的鋯石數(shù)據(jù)，其2～3顆的最小年齡數(shù)據(jù)也可以說明地層形成的大致時(shí)代。

蓬萊鎮(zhèn)組（J3）SC003、SC105、SC198三件樣品的最小年齡為161 Ma、157 Ma和168 Ma，明顯有別于樣品CX6的213 Ma。同樣遂寧組（J3）的2件樣品仍然存在偏差：樣品SC106為153 Ma，SN-1則為114 Ma。相反的是，沙溪廟組（J2）鋯石研究最為豐富，其7件樣品的最小年齡分布于160～168 Ma，差別極小。千佛巖組（J2）樣品僅有1件，不存在對(duì)比性，但樣品鋯石數(shù)據(jù)結(jié)果極優(yōu)，18顆鋯石數(shù)據(jù)指示形成年齡為171 Ma，具有極強(qiáng)的說服性。白田壩組（J1）2件樣品數(shù)據(jù)均良好，且年齡較為相近，為230 Ma和228 Ma。

四川盆地侏羅紀(jì)地層由下至上為：白田壩組（J1）、千佛巖組（J2）、沙溪廟組（J2）、遂寧組（J3）和蓬萊鎮(zhèn)組（J3）（圖7）。通過對(duì)比最新發(fā)布于2020年3月的國(guó)際年代地層表（圖8）可以發(fā)現(xiàn)：

沙溪廟組當(dāng)屬于晚侏羅世牛津期到中侏羅世巴柔期；千佛巖組屬于晚阿林期；遂寧組差別較大，樣品測(cè)試結(jié)果分別指示其屬于晚侏羅世欽莫利期？晚白堊世？蓬萊鎮(zhèn)組3件較一致的樣品為中-晚侏羅世，而樣品CX6則表示該地層屬于晚三疊世？白田壩組樣品結(jié)果均暗示其屬于晚三疊世？

對(duì)比顯示，四川盆地內(nèi)部以往被認(rèn)為是侏羅紀(jì)時(shí)代地層在不同地點(diǎn)獲得的鋯石結(jié)果不盡相同。原本認(rèn)為是晚侏羅世的蓬萊鎮(zhèn)組可能屬于中侏羅世；而數(shù)據(jù)呈現(xiàn)較高相似度的沙溪廟組分布時(shí)代可能跨度中侏羅世到晚侏羅世；此外，對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)果差距極大的白田壩組、遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組部分樣品，可能由于錯(cuò)誤的采集了其他層位的巖石樣品。四川盆地內(nèi)部地層沉積厚度較大，可能存在同一層位但不同厚度采集的樣品導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果有偏差，但是來自多個(gè)地區(qū)的樣品鋯石研究結(jié)果也應(yīng)該并非偶然。很可能指示四川盆地內(nèi)部侏羅紀(jì)部分地層時(shí)代可能需要重新劃分厘定。

圖5 沙溪廟組和千佛巖組鋯石樣品協(xié)和圖

Wang（2019）報(bào)道的資陽(yáng)地區(qū)遂寧組地層產(chǎn)安岳馬門溪龍化石。地層鋯石年齡顯示其應(yīng)當(dāng)屬于早白堊世，現(xiàn)階段已有的馬門溪龍科研究資料認(rèn)為其生活的時(shí)代貫穿整個(gè)侏羅紀(jì)（楊春燕，2014），與傳統(tǒng)認(rèn)知存在矛盾，但是研究資料極少，不具有較強(qiáng)的說服力。另外，2015年報(bào)道的重慶云陽(yáng)縣普安鄉(xiāng)恐龍化石群，其分布時(shí)代、化石種類、富集狀況均與自貢大山鋪恐龍化石群存在較高的相似度（楊一一，2017），為恐龍空間上的演化提供了新的資料，期待其地層相關(guān)方面的研究。

圖6 白田壩組鋯石樣品協(xié)和圖

代紀(jì)世組組號(hào) 中生代白堊紀(jì) 侏羅紀(jì)早侏羅世蓬萊鎮(zhèn)組J3p 遂寧組J3sn 中侏羅世沙溪廟組J2s 千佛巖組J2q 晚侏羅世白田壩組J1b 三疊紀(jì)早三疊世須家河組T3x 中三疊世雷口坡組T2l 晚三疊世嘉陵江組T1j 飛仙關(guān)組T1f

圖8 侏羅紀(jì)地層年代表（據(jù)2020年3月的國(guó)際年代地層表）

4 結(jié)論與展望

本文通過收集四川盆地以往侏羅紀(jì)地層鋯石研究資料分析討論主要獲得了以下認(rèn)識(shí)：

（1）以前對(duì)地層的劃分主要以地層中的生物化石為確定標(biāo)志（如雙殼類，葉肢介等），對(duì)地層中鋯石的測(cè)試可以有效地減少由認(rèn)知導(dǎo)致的認(rèn)為偏差。

（2）已有的研究表明，部分地層鋯石數(shù)據(jù)結(jié)果顯示出對(duì)以往地層分布時(shí)代認(rèn)知的沖突，對(duì)盆地內(nèi)部侏羅紀(jì)部分地層可能需要重新厘定。

（3）所收集的鋯石研究中均缺失樣品薄片、地球化學(xué)等巖石學(xué)方面的資料，同時(shí)可能受到樣品采集、鋯石挑選、實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器等諸多客觀因素的影響，都會(huì)對(duì)樣品鋯石數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生偏差。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)地層中同時(shí)代沉積的火山巖（如凝灰?guī)r等）的關(guān)注，補(bǔ)充完整的巖石學(xué)資料，以期獲得更加可靠的結(jié)論。

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Present Situation and Prospect of Zircon Geochronology of Jurassic Strata in the Sichuan Basin

LIU Yu

(Zigong Dinosaur Museum,Zigong, Sichuan 643013)

The latest zircon geochronological data on the Jurassic strata in the Sichuan basin come into conflict with the previous cognition. The Sichuan basin is an important place of Dinosaur fossils. The geochronological study of Dinosaur fossils-bearing strata can provide effective evidence for Dinosaur evolution. In order to obtain more reliable data, it is necessary to supplement the corresponding petrologic data and pay more attention to the contemporaneous volcanic rocks (such as tuff).

Sichuan basin; Jurassic strata; zircon geochronology

P597+.3

A

1006-0995（2021）03-0366-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.003

2021-06-16

劉宇（1994— ），男，四川簡(jiǎn)陽(yáng)人，館員，研究方向：古生物學(xué)與地層學(xué)及地質(zhì)遺跡保護(hù)