四川盆地侏羅紀地層鋯石年代學研究現狀與展望

劉宇

四川盆地侏羅紀地層鋯石年代學研究現狀與展望

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部侏羅紀地層鋯石研究資料進行分析討論，最新的鋯石研究資料表明部分侏羅紀地層同以往分布時代認知存在沖突，可能需要重新厘定。此外，四川盆地是重要的恐龍化石產地，對含恐龍化石層位的年代學研究可以為恐龍的演化提供有效的證據。需要補充地層相應的巖石學資料，加強對地層中同時代沉積的火山巖（如凝灰巖）的關注，以期獲得更加可靠的資料。

四川盆地；侏羅紀地層；鋯石年代學；研究現狀

四川盆地位于中國西南腹地，是國內四大盆地之一，總面積約為26萬km2。盆地周圍四面環山，北側為米倉山和大巴山，西北側主要為龍門山，南部為大婁山，東緣為巫山，西南側是大涼山，盆地西部毗鄰青藏高原，形成了一個天然的封閉空間（圖1）。四川盆地為著名的紅色盆地，內部中生代地層極為發育，出露齊全，其中侏羅紀地層分布面積最廣，幾乎占到盆地的一半。

1 區域地層及巖性特征

四川盆地內部各個區域均發育有不同程度的侏羅紀地層，地層層序完整且連續。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，部分為灰巖。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展，對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

蓬萊鎮組（J3）主要分布在盆地中部及東北部地區，地層命名地為蓬溪縣蓬萊鎮。地層主要為長石石英砂巖與泥頁巖不等厚互層，不同地域層厚由780～1 200m不等。層間產葉肢介、介形蟲及雙殼類化石。

圖1 四川盆地區域位置示意圖（李朝輝，2016）

遂寧組（J3）分布范圍與蓬萊鎮組相當，地層最初命名于遂寧縣周圍，曾經在樂山地區被命名為“牛華溪紅層”（李悅言，1940），屬于同物異名，現在沿用遂寧組名稱。遂寧組以泥（頁）巖為主，層間夾雜有巖屑長石砂巖、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

沙溪廟組（J2）廣泛分布于盆地中部到東部地區，于1946年命名于合川縣南沙溪廟，泛指川中地區“關口砂巖”和遂寧頁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巖層為區分標志。層中含豐富的化石，如雙殼類、介形類、葉肢介及脊椎動物化石，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年在重慶云陽縣同一層位也發現有數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，命名于廣元縣北側的千佛崖，曾被命名為“千佛巖系”或“千佛巖統”，地層以細砂巖、粉砂巖、頁巖為主，夾介殼灰巖條帶，地層底部具細礫巖及含礫砂巖，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系。

1.3 下侏羅統

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

2 地層鋯石研究現狀

隨著科學技術的不斷進步，鋯石已然在地質年代確定以及物源分析中得到廣泛的應用。地層中富含鋯石（ZrSiO4），可以通過測試手段獲得鋯石中Th和U的含量，并以此推算出鋯石的的結晶年齡，因此可以作為地層形成時代的判斷依據。近年來已有不少學者利用鋯石分析測年方法開展了四川盆地侏羅紀地層的絕對年齡研究，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據用作分析和討論（表1）。

表1 本文鋯石數據收集情況

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

所收集的鋯石數據會根據以下條件進行篩選：

（1）所選鋯石數據諧和度均置于90%～110%區間。

（2）對于206Pb/238U<1000Ma的數據結果，使用206Pb/238U的年齡結果，反之則采用207Pb/206Pb的年齡結果。

（3）所有收集鋯石數據均來自于四川盆地內部侏羅紀地層。

為了方便討論，樣品編號均按照原文獻，樣品位置分布如圖2。

2.1 上侏羅統

蓬萊鎮組有4件樣品，編號為CX6、SC003、SC105、SC198，樣品CX6和SC003采自盆地北部地區，SC105和SC198分別來自盆地中部和西部地區。其中樣品CX6與SC105年輕鋯石數據較集中，分別有28顆和6顆，加權平均年齡為213±2.0 Ma和157±3.9 Ma；而樣品SC003與SC198鋯石數據最小年齡值分別為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件樣品數據，樣品SC106有3顆年輕鋯石數據，為153 Ma、155 Ma和166 Ma；樣品SN-1最小年齡鋯石共有12顆，協和年齡為114±1.1 Ma（圖4）。

2.2 中侏羅統

沙溪廟組鋯石數據最為豐富，共有7件，樣品編號為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。

CX5年輕加權平均年齡為162±1.3 Ma；ZG02為160±0.74 Ma；ZG04為160±0.65 Ma，而另外4件樣品最小年齡數據較稀少，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山和大巴山的交匯處，樣品鋯石數據良好，最小的加權平均年齡為171±1.4 Ma（圖5），共有18顆鋯石，年齡數據十分集中。

2.3 下侏羅統

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

圖4 遂寧組鋯石樣品協和圖

3 討論

樣品中鋯石數據最小加權平均年齡被視為地層的最大沉積年齡，即地層的形成時代。而對于最小年齡較分散的鋯石數據，其2～3顆的最小年齡數據也可以說明地層形成的大致時代。

蓬萊鎮組（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，不存在對比性，但樣品鋯石數據結果極優，18顆鋯石數據指示形成年齡為171 Ma，具有極強的說服性。白田壩組（J1）2件樣品數據均良好，且年齡較為相近，為230 Ma和228 Ma。

四川盆地侏羅紀地層由下至上為：白田壩組（J1）、千佛巖組（J2）、沙溪廟組（J2）、遂寧組（J3）和蓬萊鎮組（J3）（圖7）。通過對比最新發布于2020年3月的國際年代地層表（圖8）可以發現：

沙溪廟組當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，樣品測試結果分別指示其屬于晚侏羅世欽莫利期？晚白堊世？蓬萊鎮組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？白田壩組樣品結果均暗示其屬于晚三疊世？

對比顯示，四川盆地內部以往被認為是侏羅紀時代地層在不同地點獲得的鋯石結果不盡相同。原本認為是晚侏羅世的蓬萊鎮組可能屬于中侏羅世；而數據呈現較高相似度的沙溪廟組分布時代可能跨度中侏羅世到晚侏羅世；此外，對于數據結果差距極大的白田壩組、遂寧組和蓬萊鎮組部分樣品，可能由于錯誤的采集了其他層位的巖石樣品。四川盆地內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致測試結果有偏差，但是來自多個地區的樣品鋯石研究結果也應該并非偶然。很可能指示四川盆地內部侏羅紀部分地層時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和圖

Wang（2019）報道的資陽地區遂寧組地層產安岳馬門溪龍化石。地層鋯石年齡顯示其應當屬于早白堊世，現階段已有的馬門溪龍科研究資料認為其生活的時代貫穿整個侏羅紀（楊春燕，2014），與傳統認知存在矛盾，但是研究資料極少，不具有較強的說服力。另外，2015年報道的重慶云陽縣普安鄉恐龍化石群，其分布時代、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，期待其地層相關方面的研究。

圖6 白田壩組鋯石樣品協和圖

代紀世組組號 中生代白堊紀 侏羅紀早侏羅世蓬萊鎮組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 飛仙關組T1f

圖8 侏羅紀地層年代表（據2020年3月的國際年代地層表）

4 結論與展望

本文通過收集四川盆地以往侏羅紀地層鋯石研究資料分析討論主要獲得了以下認識：

（1）以前對地層的劃分主要以地層中的生物化石為確定標志（如雙殼類，葉肢介等），對地層中鋯石的測試可以有效地減少由認知導致的認為偏差。

（2）已有的研究表明，部分地層鋯石數據結果顯示出對以往地層分布時代認知的沖突，對盆地內部侏羅紀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、地球化學等巖石學方面的資料，同時可能受到樣品采集、鋯石挑選、實驗測試儀器等諸多客觀因素的影響，都會對樣品鋯石數據結果產生偏差。應當加強對地層中同時代沉積的火山巖（如凝灰巖等）的關注，補充完整的巖石學資料，以期獲得更加可靠的結論。

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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，四川簡陽人，館員，研究方向：古生物學與地層學及地質遺跡保護