川東鄂西志留系紗帽組風暴巖的沉積特征

郭海濤 尹忠凱

摘 要:長江峽東地區(qū)志留紀巖石地層學、年代地層學研究及各門類化石帶或組合序列的建立日臻完善;但關(guān)于風暴事件的研究和記述則十分匱乏。通過對1:50000巫山縣幅、官渡河幅和長梁子幅區(qū)資料的仔細研究,發(fā)現(xiàn)在重慶巫山橫石溪、湖北建始細沙壩、三道巖等地志留系砂冒組不同層位上發(fā)現(xiàn)和識別出不同類型風暴巖的存在。

關(guān)鍵詞:風暴巖砂冒組志留系

中圖分類號:P42 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0111-01

1 風暴巖分布范圍、層位及類型

志留系紗冒組在本地區(qū)分為三組,分別是上、中、下三段[1];在重慶石鼓、石溪,湖北三道巖及細砂壩等皆有分布,且有比較好的表露。在上述地區(qū)可見如下四種類型的巖石:(1)含磷質(zhì)風暴層,巖性為中厚層含菱鐵石英砂巖及含有磷元素的白云巖,該巖層層厚約60m,見于紗冒組上段偏下部;(2)鈣屑風暴巖,見于砂冒組上段下部,厚1.0m,共4層鈣屑粒序?qū)?(3)灰質(zhì)風暴巖,常可在紗冒組上段偏底部見到,厚約1.5～2.0m,共有大約5層介殼層;(4)砂質(zhì)風暴巖,在位于約20m厚的地層砂冒巖組中部可見,介殼層約共有30層。

2 風暴巖的特性

2.1 砂質(zhì)風暴巖

2.1.1 結(jié)構(gòu)特征

砂質(zhì)風暴巖有以下四種特征[2],(1)底部侵蝕構(gòu)造層:根據(jù)不同的形態(tài)特征共分為不規(guī)則微波狀、微波狀及波狀共計三種,但數(shù)量較少,后者波長10～45cm,波高5～15cm,由下而上以微波狀和不規(guī)則微波狀為主;(2)底部含生屑礫石層:在侵蝕面之上形成礫屑沉積,礫石大小1～2cm,其成分為細砂巖,正粒序?qū)永戆l(fā)育;(3)粒序?qū)?介殼層):部分介殼層中以腹足類為主,可達60%-70%,以正粒序?qū)永頌橹?偶見少數(shù)反粒序?qū)永怼?/p>

2.1.2 砂質(zhì)風暴巖的沉積序列

與理想風暴巖的沉積序列[3]及砂質(zhì)風暴層[4]做比對,在本層的砂質(zhì)風暴巖序列中難以見到泥巖層F。下面是經(jīng)常見到的兩類不同的沉積序列:(1)不完整型:有A`、A、C層或A`、A、C、D層組成,偶見塊狀層B。底部侵蝕面截面以微波—波狀形態(tài)為主體,規(guī)模不大、具有比較好的對稱性、粒序?qū)又饕獮檎Ｐ蛐螒B(tài),反粒序很少能見到;(2)混合型:每一個事件沉積的上部總會被下一個事件剝蝕,有的丘狀層都可能被剝蝕,這樣的風暴沉積事件多次疊置,主要有A、C層疊置,層系較薄,一般厚度5～10cm,偶見A層厚度達40cm。

2.1.3 巖石類型

砂質(zhì)風暴巖從巖石類型可分為三類:(1)生屑粒含膠磷礦細粒灰質(zhì)石英砂巖:具有反粒序?qū)永?成分復雜,石英巖巖屑占45%,硅質(zhì)巖巖質(zhì)占2%,同時含有微量黑電氣石、鋯石等。(2)礫屑砂巖:具有正粒序?qū)永?礫石大小為2～3cm;細砂巖含有成分種類比較少,在層中排列表現(xiàn)出多方向性。在風暴高峰的時候,涌進的浪潮會將固結(jié)弱的砂巖擊碎,在浪潮的作用下碎砂礫被運移到稍遠處堆積,這就是礫石形成的根源。(3)含膠磷礦砂礫屑石英雜砂:具有正粒序列,后3～5cm;其上部有微波形態(tài)的層理在粉砂巖中發(fā)育。

2.2 灰質(zhì)風暴巖

見于砂冒組上段底部[5],其規(guī)模較小,厚0.5～1m,為黃綠色薄層粉砂質(zhì)泥巖夾雜淺灰色薄層泥粒灰?guī)r。在橫向分布上,整體顯示較穩(wěn)定。在湖北的細砂壩、三道壩一帶等地可見到相當量的分布。具底面侵蝕構(gòu)造,規(guī)模小,其截面呈微波狀,近于對稱。介殼層厚5-7cm,具有正粒序?qū)永?丘狀層厚2-3cm,由粉砂質(zhì)泥巖組成,特征明顯有微波狀低角度交錯的紋飾,紋狀向上突起。在沉積序列的頂部是平行狀紋飾,在頂部面上偶爾能見到蟲跡。介殼層中顆粒有兩種:(1)生屑,由三葉蟲、腕足類等組成;(2)膠磷礦砂屑,陸源碎屑礦物較少,由石英、白云母、微量鋯石所組成。

2.3 鈣屑風暴巖

在位于湖北建始的三道巖砂冒組上段可常見到鈣屑風暴巖,在薄及中厚層細砂巖中常夾雜有此種風暴巖,巖層總厚約1m,共計含油四層。其中東部風暴巖的沉積序列為:水平紋層、丘狀層、鈣屑風暴層及底面侵面構(gòu)造。從下向上的鈣屑風暴巖疊置復合而成,前一個鈣屑風暴巖的上層被后一個風暴巖掏蝕,然后相互交叉疊置。具有侵蝕構(gòu)造的底面截面呈波狀,其波長為8～12cm、17～25cm、波高3～6cm。鈣屑風暴層厚15～20cm,丘狀層厚3～5cm、10～12cm。粒序?qū)又械[石在鈣屑風暴巖中大小混雜在一起,共占30%～40%,大小為3～5cm;其余礫屑占10%～15%。

2.4 含磷質(zhì)風暴巖

見于砂冒組中段上部[1]。本層位分布有薄及中厚層的含磷白云巖,上部有時候能見到較厚層的并夾于中厚層含磷鐵質(zhì)石英砂之間的含磷白云巖。風暴巖中磷質(zhì)含量達到7.07%～24.77%,其可分為三種類型的產(chǎn)出狀態(tài)分別是:(1)膠磷礦砂礫屑;(2)膠磷質(zhì)無鉸綱腕足類屑及少量牙形石碎屑;(3)含石英細砂及膠磷質(zhì)的細砂巖砂礫屑。含磷質(zhì)風暴巖序列為:底面侵蝕構(gòu)造A`,具有波狀截面形態(tài),規(guī)模一般較小,波長3～5cm,波高一般為0.5～0.8cm;粒序?qū)覣在剖面上自上到下,從厚變薄,在下部往往會富集磷質(zhì)砂礫屑,常為黑色,一般會呈疊瓦張排列,形似倒“小”字存在,發(fā)育有微波狀層理、沙紋層理及大型板狀層理,但丘狀層理幾乎不發(fā)育。

3 結(jié)語

綜上所述,業(yè)已查明川東鄂西砂冒組風暴巖可劃分出上述四種形式。通過多方面的分析:可以認為砂質(zhì)風暴巖和含磷質(zhì)風暴巖隸屬近源風暴巖;灰質(zhì)風暴巖隸屬遠源風暴巖。鈣屑風暴巖則隸屬于上述兩者間的過渡類型。在縱向上,沉積速度較快的風暴巖沉,風暴作用時間亦較短;在橫向上,本區(qū)范圍內(nèi)風暴巖分布廣而穩(wěn)定,具有比較明顯的結(jié)構(gòu)特征及剖面序列,很容易被辨認出。除此之外,據(jù)砂質(zhì)風暴巖的產(chǎn)物Orthodochimioceras(其地質(zhì)年代為蘭多弗里世特里奇中期),可以大致判斷出該風暴事件的形成時期應與之相當。灰質(zhì)風暴巖所產(chǎn)生的牙形石Apsidoganthus tuberculat us、Pterospathods celloni及三葉蟲Coronoe phalus、Kailia等,可大致推測其形成時期應為特里奇期中晚期[5]。由此,可以把上述四種風暴巖作為等時性標志層判段,為本區(qū)志留紀地層的劃分對比起到了重要的作用。

參考文獻

[1] 牛志軍,段其發(fā).湖北建始地區(qū)志留紀紗帽組含磷白云巖的發(fā)現(xiàn)及意義[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),1999(3):56～60.

[2] 張琴.地質(zhì)學基礎(chǔ)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008.

[3] 馬寶林.塔里木盆地西北緣震旦紀風暴巖成因探討[J].沉積學報,1991,9(3):59～64.

[4] 齊同文.事件地質(zhì)學概論[M].北京:地質(zhì)出版社,1990.

[5] 李志宏,等.長江三峽東部地區(qū)特列奇階生物組合及其對比[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),1999,(4):57～62.