川西南-滇東北地區(qū)晚二疊世早期海陸過(guò)渡相沉積地層特征及巖相古地理探討

李雁龍，胡杰，孟標(biāo)，黃德智，桂賓

（1.四川省第八地質(zhì)大隊(duì)，四川 西昌 615000；2.四川省第四地質(zhì)大隊(duì)，成都 611130）

在川西南-滇東北地區(qū)的峨眉-東川一帶，峨眉山玄武巖組呈南北長(zhǎng)約450 km、東西寬約380 km 的帶狀分布（圖1）。自上世紀(jì)60 年代以來(lái)，該區(qū)相繼開(kāi)展的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作在會(huì)東、巧家、會(huì)澤、普格、美姑、甘洛、峨眉等地發(fā)現(xiàn)峨眉山玄武巖組之下有厚數(shù)十厘米至數(shù)米的透鏡狀海陸過(guò)渡相沉積地層，其后由四川省地礦局編制完成的《四川省區(qū)域地質(zhì)志》、《四川省巖石地層》和云南省地礦局編制完成的《云南省區(qū)域地質(zhì)志》、《云南省巖石地層》等報(bào)告，詳細(xì)記述和分析了峨眉山玄武巖組的巖性-巖相、區(qū)域變化及噴發(fā)時(shí)代，并將該套海陸過(guò)渡相沉積地層與不含陸相地層的玄武巖一并劃歸為峨眉山玄武巖組或劃屬“下樂(lè)平組”，將玄武巖之下以灰?guī)r為主的地層劃歸為棲霞組或茅口組或陽(yáng)新組，認(rèn)為二者為（噴發(fā)）不整合接觸，反映了地表快速抬升后的淺表剝蝕響應(yīng)或者連續(xù)沉積。

圖1 研究區(qū)峨眉山玄武巖分布簡(jiǎn)圖（據(jù)1∶150 萬(wàn)西南地質(zhì)圖修改）

然而，峨眉山玄武巖組與下伏陽(yáng)新組灰?guī)r的界線并沒(méi)有因?yàn)椴徽辖佑|而清晰明了，在中二疊統(tǒng)陽(yáng)新組與晚二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組接觸界線附近的灰?guī)r與玄武巖往往呈現(xiàn)出互為交織的沉（堆）積現(xiàn)象。比如，在四川會(huì)東戛吉、鍋筐崖及寧南英哥等地中二疊統(tǒng)陽(yáng)新組灰?guī)r的中部發(fā)現(xiàn)夾有厚10 余米至20 余米的玄武巖；在會(huì)東糖房、寧南英哥、金沙江沿岸和布拖、金陽(yáng)及甘洛上倉(cāng)等地中二疊統(tǒng)陽(yáng)新組（茅口組）灰?guī)r的上部亦發(fā)現(xiàn)夾有厚數(shù)米至百余米的玄武巖。同時(shí)，在峨眉山玄武巖組底部也常見(jiàn)有灰?guī)r透鏡體，其厚度為數(shù)十米至百余米，如越西縣馬前門(mén)地區(qū)的峨眉山玄武巖組地層中的灰?guī)r透鏡體長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里，厚度最大可達(dá)88 米。因此，形成了眾多不同的觀點(diǎn)，比如在峨眉山玄武巖成巖環(huán)境方面，出現(xiàn)海相、陸相的認(rèn)識(shí)（陳文一等，2003；張招崇等，2001；宋謝炎等，1998；林建英，1987；熊舜華等，1984）；在成巖時(shí)代上，出現(xiàn)早二疊世、晚二疊世之說(shuō)（何冰輝，2016）。

本文初步報(bào)道了在川西南-滇東北一帶的峨眉山市挖斷山、樂(lè)山市沙灣、美姑縣柳紅、普格縣西羅等13 個(gè)地區(qū)峨眉山玄武巖組與陽(yáng)新組（茅口組）灰?guī)r之間發(fā)現(xiàn)的一套厚數(shù)米的海陸過(guò)渡相含煤巖系地層的分布、規(guī)模、巖石組合、古生物化石和地層接觸關(guān)系等特征，并探討其巖相古地理特征和建組研究的意義。這一發(fā)現(xiàn)豐富了川滇地區(qū)中二疊世晚期古地理資料，以期為今后研究川滇地區(qū)中晚二疊世沉積演化過(guò)程、巖相古地理特征以及確定峨眉山玄武巖早期噴發(fā)古地理環(huán)境、時(shí)限等提供了新線索和基礎(chǔ)資料。

1 地質(zhì)背景

廣義峨眉山玄武巖組的分布范圍南抵云南建水、屏邊，北越四川南江，西以小金河深斷裂為界，東至貴州晴隆地區(qū)，一般是指以玄武巖為主的暗色巖系，具有厚度大、多旋回噴發(fā)特征（何冰輝，2016；王瑞華等，2011）。在四川南江-鹽源一帶，峨眉山玄武巖組呈北東向狹長(zhǎng)帶狀分布，發(fā)育柱狀節(jié)理及枕狀構(gòu)造，指示其為海陸過(guò)渡相沉（堆）積；在云南會(huì)澤-東川一帶則多發(fā)育柱狀節(jié)理，噴發(fā)間歇期沉積了河湖相的紅色砂泥巖，指示其為陸相沉（堆）積。與下伏地層（陽(yáng)新組或茅口組）一般被認(rèn)為是噴發(fā)不整合接觸（張良鉅和楊育富，2019；王甘露等，2009），但局部地區(qū)玄武巖與灰?guī)r的沉積基本上連續(xù)的（張宏輝等，2022）。在區(qū)域上大致以康滇地軸為界，西部的金河-箐河深斷裂沿線屬線狀坳陷地帶，在峨眉山玄武巖組噴發(fā)前沉積了平川組濱海—淺海陸棚邊緣斜坡相之石英砂巖-泥巖-（砂礫屑）灰?guī)r，并伴有濱淺海相基性玄武質(zhì)角礫巖-凝灰?guī)r-玄武巖的沉（堆）積（唐廣成和張璐，2021）；而金河-箐河深斷裂與小金河深斷裂間，因隆升、剝蝕無(wú)沉積；小金河深斷裂以西，以強(qiáng)烈火山活動(dòng)為特征，在巴顏咯拉地塊東緣沉（堆）積了中-上二疊統(tǒng)大石包組半深海相基性火山巖。東部即瀘定-西昌-攀枝花以東，總體上是峨眉山玄武巖與陽(yáng)新組灰?guī)r直接呈不整合接觸，但調(diào)查發(fā)現(xiàn)在越西海棠-甘洛片馬、峨眉挖斷山-美姑柳紅、普格西羅、會(huì)東壩口、巧家大富涼山-會(huì)澤羅布等地沉積了含煤碎屑巖夾不純碳酸鹽巖組合之地層體，與上、下地層均呈平行不整合接觸，具備了單獨(dú)建組研究的意義。

本次研究在系統(tǒng)查閱不同年代完成的1︰25 萬(wàn)～1︰5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果資料基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)展系統(tǒng)的野外地質(zhì)路線調(diào)查和地質(zhì)剖面觀測(cè)，對(duì)川西南-滇東北地區(qū)二疊系陽(yáng)新組灰?guī)r與峨眉山玄武巖組間出露的一套海陸過(guò)渡相含煤細(xì)碎屑巖夾泥（質(zhì)）灰?guī)r地層單元進(jìn)行了詳細(xì)的巖石組合、古生物化石和地層接觸關(guān)系等方面的調(diào)查研究。

2 空間分布及巖石組合

峨眉山玄武巖組在川滇黔地區(qū)大面積分布，厚度不一，比如在貴州地區(qū)最薄僅幾米至幾十米，而在四川米易、云南尋甸等地則可達(dá)2 553～2 748 m（林建英，1987），云南賓川地區(qū)厚達(dá)5 000 余米（王瑞華等，2011）。其底部多以玄武質(zhì)火山角礫巖、角礫狀凝灰?guī)r以及玄武巖等巖石直接不整合覆于陽(yáng)新組（或茅口組）灰?guī)r之上（徐則民，2011；劉冉等，2021)，這與峨眉山地幔柱的活動(dòng)導(dǎo)致的地殼抬升、陽(yáng)新組灰?guī)r頂部風(fēng)化剝蝕有關(guān)（李宏博等，2011；何斌等，2005；宋謝炎等，2002）。在川西簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)峨眉山玄武巖沿著薄弱帶上升、爆發(fā)，噴發(fā)時(shí)挾帶灰?guī)r碎屑，從而在底部形成含灰?guī)r質(zhì)火山角礫巖，同時(shí)個(gè)別地段在灰?guī)r與玄武巖接觸界面上發(fā)育了古風(fēng)化殼（劉冉等，2021；夏茂龍等，2020）；在滇東北烏蒙山地區(qū)玄武巖與灰?guī)r相互交叉的構(gòu)造現(xiàn)象反映地殼抬升幅度小速度緩慢，古環(huán)境為處于海平面以下碳酸鹽臺(tái)地的基本連續(xù)沉積；而以凝灰?guī)r、泥巖、灰?guī)r質(zhì)角礫巖為主，甚至部分地段發(fā)育煤線的巖石組合反映其古環(huán)境為抬升后地表已露出水面（張宏輝等，2022）。

地幔柱的中心位置、地殼抬升速度和幅度直接決定了茅口組沉積末期灰?guī)r的剝蝕程度和之上沉積的巖石組合特征（李宏博等，2011，2013；何斌等，2005，2003）。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在四川峨眉山市挖斷山、樂(lè)山市沙灣、甘洛縣片馬、越西縣海棠、甘洛縣波洛、哈喏李腳、尼漢馬柴已橋、美姑縣柳紅、普格縣西羅、會(huì)東縣壩口、云南巧家縣大富涼山、魯?shù)榭h小寨、會(huì)澤縣羅布等13 個(gè)地區(qū)的峨眉山玄武巖組底部與陽(yáng)新組大套灰?guī)r之間發(fā)育有以含煤碎屑巖為主夾泥（質(zhì)）灰?guī)r的海陸過(guò)渡相地層。該套地層單元在區(qū)域上厚度較為穩(wěn)定，南北厚度較穩(wěn)定，向東具變厚趨勢(shì)，一般厚度0.5～4.2 m，最厚為會(huì)澤縣羅布地區(qū)（厚35 m）（圖2）。

這套地層的基本巖性組合為黃灰、綠灰、深灰-灰黑色（含礫）泥巖或（鋁質(zhì)）粘土巖、鐵質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥（頁(yè)）巖夾鈣（泥）質(zhì)粉砂巖、煤線，向上夾灰色薄-中層泥質(zhì)灰?guī)r、灰黑色泥灰?guī)r等（圖3）。其中在峨眉山市挖斷山地區(qū)該地層單元的巖性組合自下而上依次為：灰白色鋁土質(zhì)粘土巖（0.8 m）→透境狀煤層（0.1 m）→灰色泥質(zhì)灰?guī)r夾黑色頁(yè)巖（0.5 m）→灰黑色泥質(zhì)砂巖夾碳質(zhì)頁(yè)巖及煤線，含Pecopteis rigida（堅(jiān)直節(jié)羊齒）Cladophlebissp.（枝脈蕨），Cordaitessp.（柯達(dá)木）等化石（0.7 m）；在樂(lè)山市沙灣地區(qū)為：黃褐色含礫泥巖（1.2 m）→黃色硬質(zhì)頁(yè)巖夾青灰色白云質(zhì)灰?guī)r及薄層碳質(zhì)泥巖，灰?guī)r中含珊瑚、菊石（0.3 m）→黃灰、褐色含碳、含砂質(zhì)泥巖，有時(shí)含石英礫石（0.3 m）→黑色泥灰?guī)r（0.4 m）→淺青灰色頁(yè)巖及黃紅色鐵質(zhì)泥巖（0.3 m）；在美姑縣柳紅地區(qū)為：灰黃色碳質(zhì)粘土巖，有植物化石碎片（0.7 m）→黑色碳質(zhì)頁(yè)巖（0.03 m）→灰黑色鐵質(zhì)泥巖（0.15 m）；在普格縣西羅地區(qū)為：黃綠色細(xì)礫巖（0.7 m）→灰色鈣質(zhì)粉砂巖夾泥質(zhì)灰?guī)r透鏡體，產(chǎn)Lepidodendronoculagfetis（Abbado），Calamitessp.，Pecopterissp.等（1.1 m）→灰黑色泥灰?guī)r，產(chǎn)Calamitessp.及雙殼類(lèi)化石（0.5 m）→綠灰、灰綠色砂質(zhì)頁(yè)巖夾碳質(zhì)頁(yè)巖透鏡體，含植物化石碎片（1.2 m）→灰綠色粘土質(zhì)頁(yè)巖（0.7 m）；在甘洛縣哈羅李腳地層為厚度約0.5 m的碳質(zhì)頁(yè)巖夾玄武巖。與下伏陽(yáng)新組灰?guī)r、上覆峨眉山玄武巖組均呈平行不整合接觸，界面波狀起伏，尤其是在普格縣西羅地區(qū)，該特征最為典型（圖3c）。其底部以透鏡狀礫巖與下伏陽(yáng)新組灰?guī)r接觸，界面呈波狀起伏，波長(zhǎng)約4 m，波高約60 cm，多渾圓狀；頂部以粘土質(zhì)頁(yè)巖與上覆峨眉山玄武巖組玄武巖接觸，界面亦為波狀，波長(zhǎng)約3 m，波高約0.4 m，斷續(xù)分布鐵質(zhì)風(fēng)化殼。

3 古物面貌及時(shí)代限定

該地層單元內(nèi)古生物化石稀少，灰?guī)r中常含珊瑚類(lèi)、菊石類(lèi)及雙殼類(lèi)碎片，植物化石賦存于粉砂巖、碳質(zhì)泥（頁(yè)）巖、泥灰?guī)r中，保存差，多呈碎片，僅峨眉挖斷山、普格西羅有較完整的植物化石：Pecopterissp.，P.rigida，Cladophlebissp.，Cordaitessp.，Calamitessp，Lepidodendronoculagfetis（Abbado），Oculusfelissp.。

這些古生物分子在華北、陜西、內(nèi)蒙等地二疊系地層中廣泛發(fā)育，賦存地層的巖性-巖相可與內(nèi)蒙大興安嶺林西組對(duì)比，均屬一套海陸過(guò)渡相地層，而化石則多賦存于上部灰、黑、綠灰等深色巖層中?；M合面貌屬華夏植物群，主要化石分子為Pecopteris、Calamites屬，除Cladophlebis屬時(shí)代為K-P 跨度較大外，Lepidodendron、Calamites、Cordaites、Pecopteris屬均為二疊紀(jì)，以中-晚二疊世最為繁盛、豐度最高，其中Pecopteris屬及分子是華北地區(qū)中二疊世晚期主要分子。因此，這些植物化石的存在也是陽(yáng)新世晚期研究區(qū)地殼抬升接受剝蝕沉積的響應(yīng)。鑒于該地層平行不整合于陽(yáng)新組灰?guī)r之上、峨眉山玄武巖組之下，控制了峨眉山玄武巖噴發(fā)旋回的底界，推測(cè)其時(shí)代應(yīng)屬陽(yáng)新世冷塢期早時(shí)。

4 巖相古地理及意義

區(qū)域不整合界面和沉積相轉(zhuǎn)換面是層序地層界面識(shí)別的重要標(biāo)志，而煤線（層）的發(fā)育更是指示了海平面的變化（邵龍義等，2013）。結(jié)合區(qū)域上巖相古地理研究成果，我們初步認(rèn)為研究區(qū)在陽(yáng)新世冷塢期早時(shí)，因地處康滇古隆起東側(cè)，長(zhǎng)期遭受大面積不均衡抬升，剝蝕頻繁而又強(qiáng)烈（何斌等，2003），沉積作用微弱，僅局部低洼區(qū)接受海相、海陸過(guò)渡相碎屑—碳酸鹽巖沉積和少量火山沉積巖、熔巖的沉（堆）積（圖4）。該期的古地理格局沿襲了陽(yáng)新世孤峰期的古隆起特點(diǎn)，海平面仍在持續(xù)上升或大面積隆升，海退加劇，部分陸源物質(zhì)已參與化學(xué)沉積。

圖4 研究區(qū)陽(yáng)新世冷塢期早時(shí)巖相古地理圖

在上述峨眉挖斷山、樂(lè)山沙灣、普格西羅等原始低洼處均有殘余海，且與廣海連通，其中樂(lè)山沙灣、普格西羅沉積有濱岸礫巖、少量濱岸沙，但大多屬濱岸平原粘土，向東水動(dòng)力減弱，以粘土等泥質(zhì)巖為主，靠海一側(cè)（泥質(zhì)）灰?guī)r富含珊瑚類(lèi)、蜓類(lèi)、雙殼類(lèi)、菊石類(lèi)化石，但受水動(dòng)力、波浪作用的強(qiáng)烈影響，化石保存差；向陸一側(cè)由濱岸平原逐漸向湖泊演化，多處達(dá)深湖環(huán)境，以含植物化石的泥灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r為特征。之后水體變淺，以研究區(qū)多地該地層單元上部出現(xiàn)碳質(zhì)泥頁(yè)巖為特征，代表由湖泊→沼澤的演化。沼澤后期研究區(qū)全面成陸接受了陸相峨眉山玄武巖的大規(guī)模噴發(fā)與堆積，噴發(fā)間歇期有少量陸相地層沉積，由西向東陸相沉積夾層增多、增厚。

5 結(jié)論

（1）分布于峨眉山玄武巖與陽(yáng)新組灰?guī)r之間的含煤碎屑巖夾不純碳酸鹽巖組合，主要出露于越西海棠-甘洛片馬、峨眉挖斷山-美姑柳紅、普格西羅、會(huì)東壩口、巧家大富涼山-會(huì)澤羅布等地。

（2）該套地層中化石稀少，保存較差，地層中目前已發(fā)現(xiàn)的植物化石以及區(qū)域平行不整合接觸關(guān)系等證據(jù)均佐證了其時(shí)代應(yīng)屬陽(yáng)新世冷塢期早時(shí)。

（3）該地層在區(qū)域上分布具有一定的穩(wěn)定性，屬濱海-湖泊-沼澤相沉積環(huán)境，具有單獨(dú)建地層單位研究的意義。

致謝：本文在研究過(guò)程中，引用了四川省和云南省多幅1︰20 萬(wàn)、1︰5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料，四川省地質(zhì)調(diào)查院以及中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心的專(zhuān)家提供了幫助和支持，在此一并致謝。