江西省萍鄉(xiāng)桐子坪及鉛山雙門早二疊世地層中火山碎屑巖的發(fā)現(xiàn)

王茂華，李自敏

（江西省地礦局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 南昌 330030）

通過宜春幅及上饒幅1：20萬區(qū)測，在萍鄉(xiāng)市宣風(fēng)東30公里的桐子坪地區(qū)及鉛山縣南20公里的雙門石一帶（圖1）的早二疊世茅口期地層中發(fā)現(xiàn)火山碎屑巖。現(xiàn)報導(dǎo)如下：

圖1 交通位置簡圖

1 剖面描述

（1）在桐子坪一帶，此套地層由硅質(zhì)巖夾火山碎屑巖組成，位于茅口組透鏡狀灰?guī)r夾炭質(zhì)巖（俗稱小江邊灰?guī)r）之上，茅口組產(chǎn)于Neoschwa-geria灰?guī)r之下，不是以往統(tǒng)稱的“鳴山層”。剖面敘述如下（圖2、表1）。

圖2 桐子坪下二疊統(tǒng)實測剖面圖

表1 桐子坪下二疊統(tǒng)實測剖面描述

3 7.5 灰—灰白色中—薄層狀硅質(zhì)巖，夾一層厚2.1米的灰白、灰紫色沉凝灰?guī)r。2 40浮土掩蓋。在剖面200米處，相當(dāng)于此層位為灰—深灰色中—薄層狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)角礫巖。富產(chǎn)腕足類、苔蘚蟲及海百合莖等化石：Urushtenia sp.，U.maceus Ching，U.crenulata Ching，Chonetes sp.，Derbyia sp.，Athris sp.，Crurithyris sp.，Polypora sp.，F(xiàn)enesteua sp.，Cyelocylicus 1 ＞50灰白—灰黑色含炭鈣質(zhì)頁巖，夾瘤狀灰?guī)r（俗稱小江邊灰?guī)r）。富產(chǎn)腕足類、苔蘚蟲等化石：Urushtenia sp.，U.pseudomedusa Var permica Licharew，U.chaoi sjechuanensis Ching，U.chaoi Ching，U.aff.crenulata(Ting)emend.Ching，Plicatifera huangi Ustr.，Uncinulas sp.，U.theobaldi waagen，Orthotichia indica waagen，streptorhynchus，lenticularis schlath.，S.sp.，Linoproductus sp.，L.cf.cara(dorbigny)，ambocoelia sp.，Marginifera sp.，Martinia sp.，Dictyoclostus sp.，Schuchertella sp.，Beecheria sp.，Septopora sp.，synocladia spp.，Polypora sp.

區(qū)內(nèi)未出露棲霞組，在相鄰地區(qū)，見剖面的第①層整合復(fù)于產(chǎn)msellina的棲霞組灰?guī)r之上。

（2）在鉛山縣雙門石一帶，由頁巖、粉砂巖、生物碎屑灰?guī)r及硅質(zhì)巖組成，夾含粉砂凝灰泥質(zhì)頁巖及微薄層狀沉凝灰?guī)r。

上覆地層為上二疊統(tǒng)霧霖山組（P1w）細(xì)粒炭質(zhì)云母石英砂巖與云母粉砂巖互層，夾炭質(zhì)頁巖及煤線，產(chǎn)植 物 化 石 ：Taeniopteris sp.，Compsopteris sp.，Gigantonoclea rosulata Guet zhi；Pecopteris sahnii Hsill，P.(asterotheca)Orientalis(schenk)pot.

下二疊統(tǒng)湖坊組（P1h）：地層剖面見圖3，剖面敘述見表2。

圖3 雙門石下二疊統(tǒng)—上二疊統(tǒng)實測剖面圖

表2 雙門石下二疊統(tǒng)—上二疊統(tǒng)實測剖面描述

10 14.73 灰黑色薄層狀粉砂云母凝灰泥質(zhì)頁巖，局部夾灰黑色微薄層狀沉凝灰?guī)r。9 49.65灰黑色薄層狀含石英云母凝灰泥質(zhì)頁巖與薄層狀泥巖，呈不等厚互層，夾粉砂質(zhì)泥巖。產(chǎn)鰓類、腕足類及菊石等化石：Palaeoneilo sp.，P.sunanensis Liu，P.leiyangensis Liu，Astartclla sp.，A.ambiensis waagen，Crurithyris sp.，Dictyoclostus sp.，Derbyia sp.，Orbiculoidea sp.，Martinia sp.，Pygmochonetee jingxianensis，Ching et zhu，Paraceltitee sp.，Mexicoceras sp.，Erinoceras sp.斷層接觸8 0.64 灰色薄—中層狀含內(nèi)碎屑炭質(zhì)細(xì)晶灰?guī)r，產(chǎn)蜓類：Schwagerina sp，Neoschwagerina sp.7 89.03 浮土6 0.64 灰色薄—中層狀含燧石條帶及團(tuán)塊含生物碎屑微晶灰?guī)r。產(chǎn)蜓類：Neoschwagerina sp.，Verbeckina sp.5 28.91深灰—灰黑色中—厚層狀微晶生物碎屑灰?guī)r，夾燧石條帶含炭微晶生物碎屑灰?guī)r產(chǎn)蜓類：Parafusulina sp.，Neoschwagerina sp.，Namkinella sp.，Pseudodoliolina sp.4 43.27 灰色微密塊狀微晶生物碎屑透鏡體灰?guī)r夾含炭灰?guī)r。3 36.39 浮土1—2 79深灰色薄層狀泥質(zhì)頁巖及硅質(zhì)巖，硅質(zhì)頁巖。產(chǎn)腕足類 夾瓣 鰓 類 ：Tenuichonetee sp.，Pygmochonetes sp.，Acanthopecten sp.等。

在鉛山縣下港相當(dāng)于湖坊組上部層位的灰?guī)r薄層狀凝灰粉砂質(zhì)泥巖，夾少量灰色風(fēng)華后呈土黃色薄層砂巖。產(chǎn)菊石：Shanchangoceras sp.，角石Domatoceras sp.，腕 足 類 pygmochonetes sp.，Squamularia sp.，Neoplicatifera huangi Ustriski，Urushetenia crenulata Ting，Edriosteges sp.，Crurifhyris sp.，spinomaginifera kueichowensis Huang，Marthinia sp.，瓣鰓 ：Palaeoneilo cf.mochesnegena(Girfh)。

從上列剖面的古生物群面貌及地層層序，將此套地層歸屬于早二疊世茅口組沉積是確切無疑的。

2 火山碎屑巖的巖石特征

以往對江西省早二疊世的火山碎屑巖了解不夠，資料甚少，僅二處發(fā)現(xiàn)。一處在桐子坪，發(fā)現(xiàn)二層含角礫沉凝灰?guī)r，其厚度變化較大，最大達(dá)30m，最薄2.1m，含角礫沉凝灰?guī)r與硅質(zhì)巖交互成層。

2.1 含角礫沉凝灰?guī)r

呈灰白～灰紫色，角礫～凝灰結(jié)構(gòu)，角礫由各種雜色熔巖組成，多呈棱角狀，分布不規(guī)則；碎屑物由凝灰質(zhì)及適應(yīng)碎屑組成，分布極不均勻。鏡檢特征：巖石由火山灰（凝灰物）90%～92%，角礫（由熔巖及石英組成）0%～7%，氧化鐵及赤鐵礦少量，局明顯的碎屑結(jié)構(gòu)（凝灰結(jié)構(gòu)或角礫凝灰結(jié)構(gòu)），凝灰物脫玻化而呈隱晶至微晶結(jié)構(gòu)，有部分已再生為石髓及石英。角礫之輪廓極不規(guī)則，呈棱角狀，沒有搬運磨蝕現(xiàn)象。角礫與碎屑物界線較模糊，凝灰物表面布滿氧化鐵物質(zhì)，往往呈似膠狀之條紋或假鮞狀（直徑0.35mm～0.5mm）分布。碎屑物大致呈定向排列，使巖石具明顯層狀構(gòu)造。

在雙門石見沉凝灰?guī)r及含粉砂凝灰泥質(zhì)頁巖及凝灰質(zhì)泥頁巖。

2.2 沉凝灰?guī)r

灰綠、灰、褐黃色、硬度一般較大，成層性好，主要由大量細(xì)火山灰、塵80%～85%，部分陸源泥質(zhì)物10%～15%及陸源石英、絹云母片1%組成。具顯微鱗片泥狀沉凝灰結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。

由于成巖階段的重結(jié)晶（或脫玻化），使凝灰物及泥質(zhì)重結(jié)晶或分解成纖維狀、絲狀或鱗片狀水云母、絹云母、隱晶～霏細(xì)長英物和部分綠泥石，因而原沉凝灰結(jié)構(gòu)不甚清晰，但局部在單偏光鏡下，縮小光圈仍可見呈隱雞骨、弓箭形態(tài)，大小在0.01mm～0.03mm之間（圖4）。

由于云母片稍呈定向分布，使巖石具層狀構(gòu)造或弱千枚狀構(gòu)造。

圖4 （平行偏光×40）

細(xì)小白色彎曲者為火山灰，呈不甚明顯雞骨、弓箭等各種形態(tài)

2.3 含粉砂凝灰泥質(zhì)頁巖

灰、褐黃色，成層性較好，由大量泥質(zhì)物、火山灰、塵30%～45%，部分陸源碎屑物（石英、白云母、黑云母及絹云母）25%，少量電氣石、鋯石、金紅石，未見崩碎的晶屑，具顯微鱗片沉凝灰結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。由于鐵質(zhì)或雜志的混入，使凝灰物及陸源物不易區(qū)分，因而凝灰結(jié)構(gòu)不清晰。陸源碎屑石英呈滾圓狀或次棱角狀，粒徑0.015mm～0.05mm；白云母、絹云母具明顯層狀構(gòu)造，片徑0.02mm-0.25mm×0.09mm-0.035mm；黑云母常風(fēng)化為白云母。

為控制微膠囊粒徑的均勻性，攪拌速度控制在300-400rpm，反應(yīng)時間經(jīng)過試驗選取30min，采用掃描電鏡，獲得樣品的SEM照片，如圖5所示。最終制作的微膠囊相變材料樣品如圖6所示。

副礦物：電氣石呈碎屑狀，具藍(lán)灰—灰綠色，吸收性，粒徑0.015mm～0.1mm；鋯石呈自形，少數(shù)半自形，粒徑0.02mm；金紅石細(xì)小粒狀（圖5）。

白云母（Mc），石英（Q），并與凝灰或泥質(zhì)物呈粗細(xì)相向分布，形成薄層條紋狀構(gòu)造。

上述沉火山碎屑巖類是在晚二疊世晚期（茅口期）附近強(qiáng)烈火山活動的產(chǎn)物，在淺海環(huán)境中沉積而成的。其理由如下：

（1）含角礫沉凝灰?guī)r與化學(xué)沉積或生物化學(xué)沉積的硅質(zhì)巖交互成層，具層狀構(gòu)造及水平層理。

（2）在硅質(zhì)巖及碳酸鹽巖中產(chǎn)腕足類，苔蘚蟲，海百合莖，蜓類等淺海相生物。

（3）桐子坪地區(qū)，含角礫沉凝灰?guī)r，呈隱晶至微晶結(jié)構(gòu)，碎屑物見有搬運磨蝕現(xiàn)象，未見陸碎屑物混入。

圖5 （正偏光×40）

3 火山碎屑巖發(fā)現(xiàn)及意義

據(jù)已有資料，東南沿海諸省從未在早二疊世地層中發(fā)現(xiàn)火山碎屑巖的沉積。《中國二疊系》一書中指出：“玄武組（即峨眉山玄武巖——筆者注）為整合于早二疊世陽新統(tǒng)之上，是繼東吳運動開始之后，經(jīng)長期侵蝕作用，開始有玄武巖沉積，其上龍?zhí)督M為連續(xù)沉積，即當(dāng)煤系沉積開始沉積，火山活動仍未停止，所以玄武巖時代應(yīng)為晚二疊世，即樂平世的初期”。

顯然，區(qū)內(nèi)的火山碎屑巖與“峨眉山玄武巖”不是同期的產(chǎn)物，即較“峨眉山玄武巖”早。與米士在云南所稱“下玄武巖”似可對比。

總之，區(qū)內(nèi)在早二疊世沉積時，即東吳運動之前省內(nèi)已有火山活動，從贛西到贛東北的饒南均有所表現(xiàn)，其中以贛西表現(xiàn)較為強(qiáng)烈。過去由于對早二疊世火山巖研究不夠，因而其它地區(qū)還沒有發(fā)現(xiàn)，隨后地質(zhì)工作的不斷深入，會有所發(fā)現(xiàn)的。這對解釋省內(nèi)早二疊世的古地理及火山活動提供可靠地佐證。

“東吳運動”系李四光先生于1937年所創(chuàng)，代表我國南部下二疊統(tǒng)與上二疊統(tǒng)之間有一個比較顯著地運動，此運動在中國南部普遍造成假整合，部分為不整合。省內(nèi)以萍樂坳陷帶表現(xiàn)較為強(qiáng)烈，上下二疊統(tǒng)之間為假整合或不整合接觸，而饒南一帶則為整合接觸，這與火山噴發(fā)強(qiáng)烈是一致的。