湖南漣源—邵陽中泥盆世艾菲爾期巖相古地理分析

劉天一，王先輝，李建中

（1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083；2.湖南省地質調查所，湖南 長沙 410116）

0 引言

“漣邵盆地”是湘中地區的一個巨型盆地，屬晚古生代沉積盆地。盆地西界為西峰造山帶，北界為安化—瀏陽東西向隆起帶，東界為溈山—紫云山隆起，南至苗兒山、越城嶺、塔山加里東期褶皺隆起帶，并向南西向開口。盆地內礦產資源豐富，因而對該盆地的性質、充真序列研究并盆地分析有著重要的意義[1-5]。本文僅對中泥盆世艾菲爾期沉積盆地進行研究。

1 地質背景

“漣邵盆地”位于湖南省中部，是一個在前泥盆紀淺變質巖系基礎發展起來的繼承性沉積盆地（圖1）。泥盆紀地層發育齊全，沉積類型復雜，巖相變化大。以城步—新化巖石圈斷裂帶為界，北西屬于揚子微板塊南東緣，南東屬華夏微板塊北西緣。盆地西部和北部為雪峰山加里東期弧形褶皺隆起帶所環繞，南部為苗兒山、越城嶺、塔山加里東期褶皺隆起帶呈東西向串珠狀斷續展布，東部為溈山、紫云山加里東期褶皺隆起帶呈南北向展布，經及南東部部部衡陽燕山晚期—喜馬拉雅期構造盆地所疊覆，加里東褶皺構成基底。而“漣邵盆地”為晚古生代至早中三疊世相對拗陷區，并向南西向開口，接受海相沉積，構成沉積蓋層，中三疊世末的印支期安源運動使其褶皺隆起成山，基本結束海侵，成為印支期褶皺區[1，2，4，5]。

圖1 “漣邵盆地”工作區位置

2 中泥盆世艾菲爾期地層巖性分布特征

中泥盆世艾菲爾期主要地層為跳馬澗組，其主要出露于新化縣瑯塘—西河—槎溪—茶山村—隆回縣九龍山一線、漣源市東灣—婁底市雙江鄉—湘鄉市甘草灣—雙峰縣杏子鋪、邵東縣佘田橋—衡陽縣曲蘭—雙峰縣鎖石—陳家沖、新邵縣龍溪鋪—坪上、陳家坊—漣源市茅塘、洞口縣毓蘭—山門—隆回縣六都寨、溆浦縣石園界及懷化市銅灣一帶、水廟—武岡市一線西側、西巖城步一線東側、城步—七坡山—李熙橋—紅巖鎮—鳳凰山一線附近，越城嶺—關帝廟、陽明山—塔山隆起帶的周邊地帶，另在韶山縣清溪、邵東縣簡家垅、雙峰縣甘棠鋪、新寧縣司機塘、高橋鎮和通道侗族自治縣馬龍—雷團等地亦有分布，除在銅柱灘一帶整合于源口組之上外，其余均為角度不整合于前泥盆紀地層之上，為一套以淺紫紅色為主色調濱—淺海相的碎屑巖沉積，由兩個較大的沉積旋回組成。

下旋回下部為灰白色中層狀細粒石英砂巖、石英礫巖夾灰綠色薄層狀頁巖。砂巖中發育平行層理、斜層理、板狀交錯層理、負荷模構造；頁巖中發育水平層理。產大量的植物和魚化石碎片，但保存不好。屬臨濱帶—前濱帶沉積。上部以紫紅色薄層狀泥質粉砂巖、薄層狀粉砂質泥巖夾中層狀細粒含鐵石英砂巖及豆狀赤鐵礦層。粉砂質泥巖中發育水平層理、浪成沙紋層理，鮞狀、豆狀赤鐵礦層，鮞、豆狀體呈橢圓形，長軸5～11mm。應為臨濱帶夾淺海陸棚沉積。

上旋回為灰白色薄至中層狀細粒石英砂巖、粉砂巖夾紫紅色薄層狀泥質粉砂巖、粉砂質頁巖。砂巖中發育平行層理、斜層理，泥質粉砂巖、粉砂質泥巖中常見水平層理，砂泥薄互層理。產腕足類化石及大量的植物碎片，具前濱—臨濱相沉積特征。

本組厚度在區域上變化較大，新邵龍溪鋪—坪上一帶厚度最大，雷公脊剖面可達668.8m，往兩側厚度有所減小，東至雙峰甘棠鋪，本組厚378～455.7m，往北西至新化縣瑯塘—西河—楊溪一帶，僅95.5m；圖區東北部漣源—婁底—湘鄉—雙峰杏子鋪一帶，大體上自北西往南東厚度逐漸減小，為22～377.2m。

工作區東南部本組底部常見有數層紫紅、灰白色厚至塊狀石英礫巖，礫石含量可達60%以上，主要為脈石英，少量硅質巖和其他礫石，礫徑0.3～5cm，磨圓度好，在水東江一帶最厚，可達455.5m，且礫石層數量較多，往西至佘田橋、仙槎橋厚度多在157～237.9m，往南東至演陂，厚度迅速減小至42.8m，往北東至雙峰陳家沖，為149～250m。

3 泥盆紀構造古地理格局

加里東運動的結束，標志著雪峰—加里東期陸緣裂谷的全面封閉。從泥盆紀開始，進入了震蕩性升降運動為主的陸表海上疊盆地的沉積階段。

中泥盆世艾菲爾早期早時，該區域成為河流交匯與橫向擺動的場所。古陸上風化剝蝕的陸屑物不斷動移堆積，構成了沉積盆地的雛形。晚時，海水沿微形拉張的城步—新化斷裂沉降帶所形成的海槽，自南西向北東侵入（也為后期的海侵通道），形成一個向南呈喇叭形狀開口的海灣，洞口石下江—冷水江市—安化驛頭鋪—衡陽向陽橋一線大致為海岸線所在，主要為河口灣沉積。南部越城嶺、苗兒山一帶的加里東巖體分布區，其時為起著障壁作用的古陸所在，在新寧—東安一帶則形成了渾水潮坪。古陸兩側與廣海相通，由于水體運動的主要能量與風浪作用，故在河口灣與潮坪之間為前濱碎屑沉積。

艾菲爾期晚期早時尚未接受沉積的地區，局部地方見有河流沉積。后階段海侵大為擴張，海水越過早期岸線向北推進，西部靖縣—安化斷裂和北部安化—瀏陽斷裂控制西部、北部海岸線，并使之成為雪峰—幕阜古陸與華南海的邊界，由于海平面的提高，越城嶺—苗兒山古島一度沉沒于水下，成為無障壁海的一部分。由于古陸上風化剝蝕的陸源碎屑不斷輸入，成為充填型的海底平坦、寬廣的前濱地帶。

中泥盆世艾菲爾早期的構造活動，是在加里東期構造背景上向疊復盆地發展的，主要表現為震蕩性活動和北東向斷裂的重新活動，控制了古地理的變化，導致了沉積相的多變，現分階段如圖2 所示。

圖2 中泥盆世艾菲爾期巖相古地理演化模式

4 中泥盆世艾菲爾期的巖相

據古地理分布、巖石組合、沉積構造、生物組合與生態特征等為依據，將中泥盆世艾菲爾期不同時期充填序列的沉積相劃分表1 所示。

表1 艾菲爾期期沉積相劃分

艾菲爾期巖相古地理特征如圖3 所示。

圖3 中泥盆世艾菲爾期巖相古地理圖

（1）沖洪積－沖積相：系艾菲爾期早期早時的沉積。主要分布于邵陽—邵東以北及雙峰一驛頭鋪—冷水江市一線之南的地帶。早期晚時在仍為陸地的益陽牛軛灣等地，均發育有河流相沉積。沉積物普遍具二元結構：下部由礫巖、砂礫巖夾細粒石英砂巖組成河床亞相沉積，礫石具分選、磨圓和迭瓦狀構造，含植物殘莖斷枝；上部由中—細粒石英砂巖或巖屑石英雜砂巖、含礫砂巖組成上部邊灘亞相沉積，發育大型板狀斜層理；其上發育有水平紋層和泥裂構造的粉砂巖、泥質粉砂巖等懸浮物質組成的漫灘沉積。在河流流經的山麓地帶（新邵汪家沖等地），見礫石成分復雜、分選差、磨圓度低，砂泥物質明顯增多的沖洪積相沉積。

（2）河口灣相：分布于新邵、邵東、漣源、婁底和安化驛頭鋪一帶，為艾菲爾期早期初時沉積。其沉積物覆于河流相沉積物之上。由泥質粉砂巖、鈣泥質石英粉砂巖、含鐵泥質石英細一粉砂巖、砂質泥巖等組成。巖層中具水平層理和斜層理，內含漂浮植物殘骸。

（3）潮坪相：艾菲爾期早期越城嶺—苗兒山古島北側，因古島障壁作用的影響，水體活動主要為潮汐作用。巖石組合為粉砂質頁巖、石英粉—細砂巖、鈣泥質粉砂巖。具水平層理、脈狀層理。

（4）前濱相：艾菲爾期早、晚期均較發育。早期見于城步隆回、邵陽、祁陽、永州一帶；晚期分布于黔陽—安化—長沙一線之南（古海岸線），及城步、洞口、邵陽西寨口、祁陽一線之北。在此地帶內，由于水體較淺、無明顯障壁、以風浪作用為主的沉積。

早期前濱相下部，由于海水初次侵入本區使曾經為古陸風化剝蝕產物在潮流的反復磨蝕下，形成了厚度不一、成熟度較高的復成分含泥砂礫質海灘的廣泛分布。在水體活動較強的地區（衡南鐵絲街一帶），在風浪和潮汐共同反復的沖洗作用下，沉積了成熟度極高的、主要為石英質砂、礫灘。隨著海侵的擴大，海水的加深，風浪作用遠遠超過潮汐作用，到前濱相的中上部則主要為礦物成熟度更高的中細粒石英砂巖。

晚期該相沉積，自海岸往向海方向，沉積物顆粒由粗變細，大致可分為成熟度高的石英砂礫灘、中細粒石英質砂壩和分布在上述砂壩兩者之間主要由潮汐低能沉積的泥砂壩3 個沉積亞相。

前濱相區沉積構造發育，具板狀層理、雙向斜層理，波狀、透鏡狀層理，槽狀、楔狀層理及水平層理等。層面構造的波痕、泥裂、沖刷痕、爬痕和垂直或傾斜蟲孔也很常見。生物主要為植物、魚、雙殼和一些腕足、腹足、苔蘚蟲及漂浮菊石。

（5）近濱相：分布于城步—洞口—祁陽—線以南地區，往南延展出區外、是介于低潮線至浪基面之間的低能沉積地帶。微相巖石主要為粉砂巖、粉砂質泥（頁）巖、含豆狀赤鐵礦粉砂巖和一些鈣質粉砂巖、細粒石英砂巖。沉積構造具水平層理、小型交錯層理和粒序層理，見垂直層面分布的生物潛穴。生物有魚、雙殼類、腕足類和異地植物等。

5 結語

（1）中泥盆世艾菲爾期主要地層為跳馬澗組，分布范圍與工作區基本重疊，為泥盆紀在本區域內出露的最老地層。

（2）中泥盆世艾菲爾期先是河流交匯成所，古陸上陸屑物不斷動移堆積，構成了沉積盆地的雛形；其后，海水沿微形拉張的城步—新化斷裂沉降帶所形成的海槽，自南西向北東侵入，形成一個向南呈喇叭形狀開口的海灣。南部越城嶺、苗兒山一帶的加里東巖體分布區，其時為起著障壁作用的古陸所在，在新寧—東安一帶則形成了渾水潮坪。