江西双峰岭组及其地质时代

武 珺， 巫建华

(1.核资源与环境国家重点实验室培育基地(东华理工大学)，江西 南昌 330013;2.东华理工大学地球科学学院，江西 抚州 344000)

江西中生代晚期存在南、北两个火山岩带，北火山岩带俗称峡江-广丰火山岩带、南火山岩带俗称三南(龙南、定南、全南)-寻乌火山岩带，其中峡江-广丰火山岩带的火山岩系被称为武夷群(江西省地质矿产局，1984;江西省地质矿产厅，1997;巫建华等，2002)，三南-寻乌火山岩带版石、蔡坊、三百山、大长沙盆地的火山岩系也可归入武夷群(巫建华等，2002，2011a，2011b;徐勋胜等，2010，王保峰等，2011)。研究表明，武夷群包括三个岩性岩相单元:下部以沉积岩为主夹火山岩，属沉积喷发相，代表火山活动初始期的产物;中部以火山岩为主，属喷发相，代表火山活动喷发期的产物;上部杂色细粒沉积岩，有时夹火山碎屑岩或熔岩，属喷发沉积相，代表火山活动沉陷期的产物(巫建华等，1996a，1996b)。1961年北京地质学院在上饶开展1∶20万地质调查时，将与武夷群下、中、上三个岩性岩相单元大体相当的岩石组合分别创称打鼓顶组、鹅湖岭组和石溪组，其中打鼓顶组与鹅湖岭组的界线以贵溪上清宫蔡家桥剖面第3层安山岩的顶界为界。同年，江西省地质局石油普查大队在赣东北开展石油地质调查时，将与武夷群下、中、上三个岩性岩相单元大体相当的岩石组合分别创称双峰岭组、熊家组和冷水坞组①黎中仁，何海泉，蒋万.1961.江西省“旧红岩系”地层划分对比及其含油性的初步研究.。双峰岭组、熊家组和冷水坞组创建之后，被认为分别与打鼓顶组、鹅湖岭组和石溪组所代表的岩石组合大体一致，且后者因1∶20万上饶幅地质图说明书的广泛流传而被地质工作者采用(张利民，1979;江西省地质矿产局，1984)，而前者则很少被沿用。然而，打鼓顶组、鹅湖岭组和石溪组创建之后，各组的界线划分特别是打鼓顶组与鹅湖岭组界线划分却一直存在分歧。巫建华(1996b)指出，以贵溪上清宫蔡家桥剖面第3层安山岩的顶界作为打鼓顶组的上界不具区域性和唯一性，而且该剖面划分的打鼓顶组和鹅湖岭组具有相同的岩性岩相特征;江西省地质矿产厅(1997)持类似的观点，将打鼓顶组命名剖面上的打鼓顶组并入了鹅湖岭组，进而将峡江-广丰火山岩带其它地区以沉积岩为主夹火山岩的原打鼓顶组以相山如意亭剖面为层型创建如意亭组;巫建华等(2002)认为，相山如意亭剖面底部被第四系覆盖、上部被英安斑岩侵入破坏，不具备层型剖面的条件;而且，根据命名的优先率原则，停用打鼓顶组一名理应恢复使用双峰岭组;进而将峡江-广丰火山岩带武夷群下部的沉积岩为主夹火山岩称为双峰岭组，并将武夷群使用到三南-寻乌火山岩带，但未对双峰岭组层型剖面进行描述和年代学研究。本文通过对贵溪双峰乡双峰岭剖面地层层序的系统研究和高精度的SHRIMP锆石U-Pb年龄测定，结合峡江-广丰火山岩带、三南-寻乌火山岩带武夷群下部地层特征的对比，认识到双峰岭剖面具有代表性，且符合层型剖面的要求，为双峰岭组代表武夷群下部的岩石地层单位提供了更加翔实的资料。

1 剖面简介

1.1 贵溪双峰岭剖面

该剖面位于贵溪盛源盆地东部双岭邓家和崖岭潘家之间，系江西省地质局石油普查大队(1961)创双峰岭组的层型剖面。剖面近SN向，地层向北倾斜，具体层序如下:

图1 贵溪双峰岭地质剖面图(王圣祥1987② 王圣祥.1987.赣东北中生代火山岩系特征及划分对比.华东地勘局270研究所.，修改)Fig.1 Geological section map of Shuangfengling in Guixi

该剖面地层连续、层序清楚。底部以砂岩、砂砾岩与林山组含煤碎屑岩呈平行不整合接触;顶部以灰紫色粉砂岩、细砂岩与鹅湖岭组含晶屑凝灰岩呈整合接触。双峰岭组以砂岩、粉砂岩为主体夹凝灰岩，可分为三段:下段(1层)为砂岩、砾岩层，厚达217.8 m;中段(2～11层)以晶屑、玻屑凝灰岩和熔结凝灰岩为主夹蜂窝状(球粒)流纹岩及凝灰质砂岩薄层，厚92.8 m;上段(12层)为砂岩含钙质结核粉砂岩，厚41.4 m。

1.2 贵溪笼塘-汪家剖面

剖面位于盛源盆地西部笼塘-汪家一带，具体层序如下:

图2 贵溪笼塘-汪家地质剖面图Fig.2 Geological section map of Longtang-Wangjia in Guixi

剖面中双峰岭组以紫红色砂岩夹晶屑玻屑凝灰岩为主，厚627.0 m。底部为紫红色砂岩、砂砾岩，厚237.0 m，与下伏震旦系云母片岩呈角度不整合接触;顶部一层安山岩，厚142.6 m，其上为一层粉砂岩、砾岩，与上覆鹅湖岭组呈整合接触。

1.3 乐安如意亭剖面

该剖面位于相山盆地北部的乐安县公溪镇，具体层序如下:

图3 相山如意亭地质剖面图Fig.3 Geological section map of Ruyiting in Xiangshan

该剖面1～3层为砂岩、含砾砂岩、砂砾岩为主夹流纹质熔结凝灰岩，厚36.6 m，被指定为如意亭组层型剖面。因剖面底部被第四系覆盖，所谓如意亭组地层出露不全，据剖面附近钻孔资料证实，暗紫红色流纹英安岩层之下的砂岩、含砾砂岩、砂砾岩夹火山岩层厚度近600 m。另外，受断层影响该剖面6层之后的地层被前人归入鹅湖岭组底部，导致所谓如意亭组的岩性岩相组合与鹅湖岭组底部的岩性岩相组合一致，区域上无法识别。

1.4 石溪赤勘-中洲剖面

剖面位于上饶与铅山县之间的石溪盆地，具体层序如下(张利民，1979):

剖面中双峰岭组地层以砂岩、砂岩、含砾砂岩和砾岩为主夹凝灰岩、沉凝灰岩，厚589.0 m。底部砂、砾岩与下三叠统龙页岩、粉砂岩及泥灰岩不整合接触;顶部粉砂岩、砂岩与鹅湖岭组熔结凝灰岩区分明显，二者为整合接触关系。

1.5 安远上丁-祖田剖面

剖面位于安远县车头乡蔡坊盆地上丁-祖田一带，具体层序如下(徐勋胜等，2010):

图4 安远县上丁-祖田地质剖面图(徐勋胜等，2010，修改)Fig.4 Geological section map of Shanding-Zutian in Anyuan county

剖面可分为上、下两段:下段(1～8层)双峰岭组为紫红色粗碎屑岩、细碎屑岩、灰白-灰绿色凝灰质细碎屑岩，粒度由粗变细，火山物质逐渐增多，属火山岩喷发-沉积相，代表火山活动初始期的产物;上段(9～14层)鹅湖岭组为以熔结凝灰岩为主，属火山岩喷发相，代表火山喷发期的产物。双峰岭组底部以紫红色砾岩与震旦系变质砂岩呈不整合接触，顶部以凝灰质砂岩、粉砂质泥岩与鹅湖岭组含角砾凝灰岩呈整合接触。

由以上描述的五个剖面可以看出，双峰岭组以紫红色粉砂岩、细砂岩、砂岩、含砾砂岩和砾岩为主，间夹凝灰岩、熔岩。沉积岩成层性好具韵律、层理等沉积构造，属沉积喷发相。其上覆鹅湖岭组则是以各类熔结凝灰岩、角砾凝灰岩和凝灰岩为主，间夹熔岩和沉积岩，属喷发相。二者呈整合接触关系。双峰岭组上界置于砂岩层与火山岩的岩性界面上，同时也是沉积喷发相与喷发相的相变界面，代表火山活动初始期与喷发期的更替。

2 双峰岭组的同位素年龄

近年来，峡江-广丰和三南-寻乌火山岩带武夷群火山岩获得了一批精确度较高的火山岩年龄。峡江-广丰火山岩带盛源盆地双峰岭组安山岩(笼塘-汪家剖面第4段)全岩Rb-Sr等时线年龄为(138±8.8)Ma(吴俊奇等，2011)，相山盆地鹅湖岭组流纹英安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(135.1±1.7)Ma(杨水源等，2010)，与鹅湖岭组流纹英安岩呈侵入接触的英安斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(136.6 ±2.7)Ma(何观生等，2009)、LA-ICP-MS 锆石 U-Pb年龄为(134.8± 1.1)Ma(杨水源等，2010)，铅山石溪盆地石溪组粗面岩SHRIMP锆石U-Pb 年龄为(137.0 ± 0.9)Ma(刘飞宇等，2009，巫建华等，2011a);三南-寻乌火山岩带蔡坊盆地鹅湖岭组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(130.8±0.7)Ma(徐勋胜等，2010)，版石盆地鹅湖岭组流纹质凝灰岩、石溪组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为(142.5 ±1.3)Ma、(131.4 ± 1.3)Ma(王保峰等，2010)，三百山盆地鹅湖岭组粗面岩SHRIMP锆石 U-Pb年龄为(141.6±1.0)Ma(巫建华，2011b)，大长沙盆地鹅湖岭组粗面岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(135.4 ±1.5)Ma(巫建华，2011b)。根据新的国际地层表(Gradsrein et al，2004)，晚侏罗世与早白垩世之间的界线限定为(145.5±4)Ma，因此，上述火山岩的锆石U-Pb年龄都指示武夷群的地质时代属早白垩世早期。

3 地质时代归属

前文中所述火山岩的锆石U-Pb年龄都是取自武夷群中部的鹅湖岭组和上部的石溪组，武夷群下部的双峰岭组仅有一个全岩Rb-Sr等时线年龄，且误差高达±8.8 Ma。笔者在贵溪双峰岭剖面第10层流纹岩层(具体坐标为 N28°9.4';E117°6.4')中采取新鲜样品(样号:GX103)进行SHRIMP锆石UPb定年。

样品GX103(10 kg)在河北省区域地质调查研究所廊坊实验室用一般人工重砂方法选出锆石，经双目镜下挑纯，选取结晶程度较好的锆石与数粒RSES标准锆石(TEM，其年龄为417 Ma)一起沾在环氧树脂靶上，凝固后打磨抛光使锆石内部暴露，然后进行反射光、透射光和阴极发光显微照相和SHRIMP U-Pb分析。反射光、透射光和阴极发光显微照相在中国地质科学院矿床地质研究所电子探针研究室完成，锆石SHRIMP U-Pb分析在中国地质科学院北京离子探针中心SHRIMPⅡ上完成。样品的锆石多数为淡黄色，呈自形短柱状或双锥状，粒度较粗，一般长轴为200～ 300 μm，长宽比1.5～2.5。阴极发光图像显示锆石多具有清晰的韵律环带结构(图5)，为岩浆锆石。数据处理、年龄计算采用Ludwig博士编写的SQUID1.0及ISOPLOT程序，测试数据采用204Pb进行普通铅校正。单个测试点的误差均为1σ，具有95%置信度。因年轻锆石(＜1 000 Ma)中放射成因207Pb的量较少，分析中容易产生较大的误差，故对年轻的锆石使用206Pb/238U年龄。样品SHRIMP锆石U-Th-Pb分析结果列于表1.从表1可以看出:普通铅含量为 0.00% ～2.69%，U 含量为184 ×10－6～2761×10－6，Th含量为80 ×10－6～ 588 ×10－6，Th/U 比值为 0.15 ～1.26，均大于 0.1，各组206Pb/238U 年龄数据相当一致，U，Th，Pb含量变化范围较小。15个单颗粒锆石年龄相当一致，为122～145 Ma，基本都位于谐和线附近，数据点成群分布在一致曲线之上(图6)，加权平均值为(134.3 ± 1.6)Ma(N=11，MSWD=1.01)。因此，双峰岭组流纹岩SHRIMP锆石UPb年龄为(134.3 ± 1.6)Ma，不仅说明双峰岭组的地质时代属早白垩世早期，而且与其它地区武夷群鹅湖岭组和石溪组年龄相对比在同期火山活动期间内，故其可以代表武夷群底部双峰岭组的地质年代。

图5 流纹岩锆石的高清阴极发光图像、测点和年龄结果Fig.5 Cathode Luminescence photomicrographs，measured points and age(206Pb/238U)results of zircons from rhyolite

4 双峰岭组的命名

巫建华(1994，1996b，1999)认为，火山岩区岩石地层划分应当以地层的岩性岩相特征为依据，根据火山岩系岩性岩相特征划分的地层单位应该采用岩石地层单位系统“群-组-段-层”;根据岩石地层划分的要求，结合火山产物的自身特点，提出将岩石地层单位“群”与火山旋回、“组”与复合岩相、“段”与火山岩相或沉积岩相、“层”与火山岩相的基本类型相对应，以直接建立“群”与火山构造、“组”与火山构造演化阶段、“段”与火山活动期或间隙期、“层”与火山作用形式的联系。因此，当沉积岩区的岩石地层划分方法运用于火山岩区时，就应当与火山产物的自身特点结合起来，就能将火山岩区的岩石地层划分与火山活动历史的研究有机结合起来。本文厘定的双峰岭组所代表的地层，大体相当于前人所称的打鼓顶组(张利民，1979;江西省地质矿产局，1984;巫建华，1996a，1996b)或如意亭组(江西省地质矿产厅，1997)，与巫建华等(2002)的双峰岭组含义相同。之所以采用双峰岭组而不继续使用打鼓顶组或如意亭组，主要理由如下:

表1 流纹岩SHRIMP锆石U-Pb定年数据Table1 Data of SHRIMP Zircon U-Pb dating from rhyolite

图6 流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄一致曲线图Fig.6 Concordia diagrams of SHRIMP Zircon U-Pb dating from rhyolite

(1)打鼓顶组命名存在的问题。打鼓顶组的划分以贵溪上清宫蔡家桥剖面第3层安山岩的顶界为标准，这一标准存在以下问题(巫建华，1996a，1996b):①安山岩层不具备区域性，导致打鼓顶组的划分出现分歧。如石溪盆地武夷群下部以沉积岩为主夹凝灰岩(见石溪赤勘-中洲剖面)，缺少安山岩层，张利民(1979)、巫建华(1996b)将其归入打鼓顶组，而江西省地质矿产局(1984)则将其归入鹅湖岭组;又如:盛源盆地西部武夷群下部有安山岩层出露(见贵溪笼塘汪家剖面)，而盆地东部武夷群下部未见安山岩层(见贵溪双峰岭剖面)，张利民(1979)将盆地西部武夷群安山岩层及以下的沉积岩夹火山岩层和盆地东部武夷群下部的沉积岩夹火山岩层都归入打鼓顶组，巫建华(1996a，1996b)将盆地西部武夷群安山岩层和其上的沉积岩层以及其下的沉积岩夹火山岩层、盆地东部武夷群下部的沉积岩夹火山岩层都归入打鼓顶组，江西省地质矿产局(1984)则将盆地西部武夷群安山岩层及以下的沉积岩夹火山岩层归入打鼓顶组、将盆地东部武夷群下部的沉积岩夹火山岩层归入鹅湖岭组。②安山岩层呈透镜状夹层存在，导致安山岩层分布区之外的地层归属产生分歧。如盛源盆地西部安山岩层之上为紫红色粉砂岩层、之下为灰绿色粉砂岩层，张利民(1979)将紫红色粉砂岩层归入鹅湖岭组，巫建华(1996b)则将紫红色粉砂岩层归入打鼓顶组;而盆地东部相对应的紫红色粉砂岩层和灰绿色粉砂岩层呈过渡关系，张利民(1979)和巫建华(1996b)将它们都归入打鼓顶组。③北京地质学院(1961)在贵溪上清宫蔡家桥剖面上划分的打鼓顶组，与上覆的鹅湖岭组均以火山岩为主，均属喷发岩相，不仅不符合岩石地层单位划分的要求，而且在区域上也无法识别。为此，巫建华(1996b)和江西省地质矿产厅(1997)均将该剖面打鼓顶组所代表的地层并入鹅湖岭组。

(2)如意亭组命名存在的问题。针对打鼓顶组划分和命名存在的问题，江西省地质矿产厅(1997)以乐安如意亭剖面为层型剖面创建如意亭组，代表武夷群下部的沉积岩夹火山岩层。然而，研究表明，如意亭组的层型剖面不具备层型剖面的条件，主要表现在:①如意亭剖面下部被第四系覆盖，导致与下伏地层的接触关系不明;②如意亭剖面中沉积岩夹火山岩层的总厚度仅36.6 m，而剖面附近的钻孔资料证实武夷群下部的沉积岩夹火山岩层超过600 m，剖面岩石组合特征不能反映武夷群下部岩石组合的整体面貌。③如意亭剖面被英安斑岩侵入破坏，剖面南段出露的沉积岩夹火山岩层与剖面北段划分的如意亭组关系不明。相山盆地武夷群碎斑熔岩之下常见沉积岩夹火山岩，如果将如意亭剖面北段的沉积岩夹火山岩层归入如意亭组、南段的沉积岩夹火山岩归入鹅湖岭组下部，则会导致区域上使用的分歧。

为此，笔者支持恢复双峰岭组代表武夷群下部的岩石地层单位，主要理由有:①根据地层命名的优先律原则，双峰岭组和打鼓顶组几乎同时创建，两者所代表的地层也大体相当，既然打鼓顶组的命名存在问题，就应恢复使用双峰岭组一名。②双峰岭剖面顶底出露完全，双峰岭组下与林山组呈平行不整合接触、上与鹅湖岭组呈整合接触，符合层型剖面的要求。③双峰岭组以紫红色砂岩层与鹅湖岭组凝灰岩分界，该界限既是岩性界线，也是岩相界线，在区域上易于识别，符合岩石地层单位划分的要求。④三南-寻乌火山带早白垩世早期火山岩系的岩石组合与峡江-广丰火山岩带的武夷群一致，可归入武夷群，其下部的沉积岩夹火山岩层自然归于双峰岭组。

5 结论

综上所述，可得出以下结论:

⑴贵溪双峰岭剖面上的双峰岭组出露完整，以沉积岩为主夹火山岩，属沉积喷发相，与上覆喷发相为特征的鹅湖岭组有明显的区别，符合层型剖面的条件。

⑵双峰岭组中流纹岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(134.3 ±1.6)Ma，与江西省其他地区武夷群火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄一致，同属于早白垩世早期。

⑶贵溪双峰岭剖面双峰岭组的岩性岩相特征，在峡江-广丰火山岩带和三南-寻乌火山带具有代表性，由其代表武夷群下部的岩石地层单位符合岩石地层单位的要求。

⑷鉴于打鼓顶组划分中存在的问题，停止使用打鼓顶组一名是合理的，但根据地层单位命名的优先律原则，应恢复使用双峰岭组一名。

致谢:SHRIMP U-Pb年龄测定过程中得到中国地质科学院北京离子探针中心杜利林博士、翟庆国博士的大力支持和帮助，邓平教授、祝禧艳博士、刘平华博士为测试的准备工作给予了指导，参加野外工作的还有刘帅副教授、徐勋胜硕士;参与部分室内工作的还有项媛馨、刘飞宇硕士研究生，在此一并感谢。

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