云南石林世界地质公园阿诗玛石柱碳酸盐岩显微特征及沉积环境

彭阳， 陈安泽， 钱方

1) 中国地质科学院地质研究所，北京, 100037；2) 中国地质科学院，北京，100037； 3) 中国地质科学院地质力学研究所， 北京，100081

内容提要: 云南石林世界地质公园阿诗玛石柱，其岩石地层是呈水平产状的中二叠统茅口组厚层块状灰岩，但其构成岩石的具体岩性却未见做过详细工作。笔者等经公园管理部门同意，自下而上分别在阿诗玛石柱背侧底部、下部、中部、上部和顶部共采集样品五块，对其岩石学特征及沉积微相作了详细研究，弄清了这一世界著名景点自下而上的岩石构成及沉积相。底部为高能浅滩相灰色厚层块状具平行层理生屑颗粒灰岩，构成阿诗玛脚部。下部为中能浅潮下灰色厚层块状虫筳生屑泥粒灰岩，构成阿诗玛腿部。中部为中能浅潮下灰色厚层块状砂屑泥粒灰岩，构成阿诗玛腰部。上部为中能浅潮下灰色厚层块状具生物扰动含砂屑生屑泥粒灰岩，构成阿诗玛胸部；顶部为高能浅滩相灰色厚层块状砂屑生屑颗粒灰岩，构成阿诗玛头部。其中含有大量生物化石碎屑：有孔虫、三叶虫、藻类、介形虫、腕足、苔藓虫、虫筳、海百合茎、双壳类，为高能浅滩相和中等能量浅潮下环境。希能为石林形成过程研究和科学普及提供参考。

云南石林景区内的成景岩石的区域地质工作迄今为止已经做了很多，早在1939年，马希融就对云南石林的地层构成和地形成因作了初步的调查研究；杰显义(1966)对石林的喀斯特特征作了初步研究；随后张寿越(1984)研究了石林的发育和演化：通过石林的形态及地形、沉积物的年代分析，将其岩溶发育划分成多个阶段；蒋志文(1991)对路南石林地层作了综述，测制了较为详细的岩石地层和年代地层剖面；李玉辉(1998,2001,2002)研究了其发育年代和古环境，并对其岩溶形态和特征做了进一步研究；董宝清等(2005)发现了二叠系茅口组新的叶状藻化石，王超等(2004)对石炭纪盘古虫类有孔虫进行了初探，提高了石林景区的背景区域地层特征及古生物研究程度。这些都是与石林有关的背景研究，没有涉及到石林中石柱本身具体岩性及岩石微相研究。

阿诗玛石柱，是石林中的最著名景点。阿诗玛，在当地彝族语中是漂亮姑娘的意思，传说阿诗玛石柱为一美女化身。笔者等经公园管理部门同意，对阿诗玛石柱的岩石性质及微相特征进行了详细研究，从微观角度，为石林整个景区成景原岩的沉积环境和沉积相提供了新的材料，为阿诗玛这一世界著名景点的岩石学特征及沉积环境、沉积相及微相特征提供了新证据。希能为石林形成过程研究和科学意义普及提供参考资料。

1 地质背景及样品采集

石林县位于昆明东南86km滇东喀斯特高原南部,地形起伏和缓。全县喀斯特面积超过900 km2,其中石林分布面积超过350 km2,构成了国家级石林喀斯特景观自然保护区。构成石林景区的岩石主要为晚古生代中二叠统栖霞组和茅口组厚层块状生物碎屑颗粒灰岩和厚层块状生物碎屑泥粒灰岩，岩层均呈水平状。在石林风景区内发育的主导裂隙节理为315°～338°,其次为45°～60°和285°～300°三组节理(Stanka,1996)。它们的倾角陡直，在75°～90°之间。根据钙华测年结果(刘星,1998)，石林景区在早更新世初步发育，中-晚更新世进入高潮，形成主要景区。

图1 云南石林世界地质公园阿诗玛石柱全貌、取样位置及各部位的显微特征Fig. 1 View， samples positions and micro-features of the Ashima stele in the Shilin World Geopark, Yunnan, China (a) 阿诗玛石柱全貌及取样位置,图中的1、2、3、4、5，对应于各子图上的数字编号。(b)—(f) 显微镜下 照片,均为单偏光: (b) 石柱基座; (c) 石柱下部; (d) 石柱中部；(e) 石柱上部；(f) 石柱顶部 (a) View， samples positions of the Ashima stele, the 1,2,3,4,5 in this daughterFigure are corresponding to the numbers in other daughterFigures. (b)—(f) micrographs of the Ashima stele, all are under plainlight: (b) the base; (c) the lower part; (d) the middle part; (e) the upper part; (f) the top

阿诗玛景区属于小石林景区，其中发育的地层以中二叠统茅口组厚层块状生物碎屑灰岩为主，笔者等经公园管理部门同意，首先在其底座处，已松动的岩石中抠得岩石标本一块，随后在确保不影响石柱安全和原貌的前提下，在石柱下部、中部、上部和顶部各获得1块岩石标本，共在阿诗玛石柱获得5块岩石标本(图1)，均在室内切割成普通岩石薄片，进行显微镜下观察研究。得到以下成果。

2 阿诗玛石柱的岩性及沉积环境、沉积微相

如图1a所示，“阿诗玛”景点的基座是中二叠统茅口组灰色厚层块状具平行层理生屑颗粒灰岩，平行层理局部发育。单层厚度较大，几十厘米。到几米不等。是小石林景区的主要岩性之一，由于地层产状近水平，且景区标高变化不大，与阿诗玛同标高的地层均为此种类型。

岩石分类采用Dunham(1962)年碳酸盐岩分类方案。

2.1 “阿诗玛”景点的基座(图1b)

岩性为：灰色厚层块状具平行层理生屑颗粒灰岩，含大量生物碎屑及砂屑。

生物碎屑种类为：有孔虫、藻类、三叶虫、介形虫、腕足、苔藓虫等，生物碎屑可达30%左右，砂屑多为富有机质藻砂屑及他形粒状生屑，约占20%左右，胶结物为亮晶方解石,占50%左右。磨圆度中—较好，分选性好，岩石为孔隙式胶结，颗粒支撑。

沉积环境应当为浅海、高能、潮下带、浅滩相。

2.2 “阿诗玛”下部(柱状石柱如图1c)

岩性为：中二叠统茅口组灰色厚层块状虫筳生屑泥粒灰岩。

生物碎屑为：虫筳、有孔虫、腕足、介形虫、海百合茎、双壳、藻类(多为蠕孔藻等)、苔藓虫、三叶虫等。

沉积环境推测为：浅海、中等能量、潮下带。在薄片中：岩石粒度一般以0.7×0.8mm±居多，棱角—次棱角状，分选差，基底式胶结，泥支撑，具泥晶化作用。

2.3 “阿诗玛”中部(柱状石柱，如图1d)

岩性为：灰色厚层块状砂屑生屑泥粒灰岩；

薄片中可见：岩石粒度一般以0.3×1.3mm±居多，棱角—次棱角状，分选差，基底式胶结，泥支撑，具泥晶化作用。

生物碎屑为：苔藓虫、有孔虫、腕足、海百合茎、介形虫、双壳、腹足等。

沉积环境推测为：浅海、中等能量、潮下带。

2.4 “阿诗玛”上部(柱状石柱，如图1e)

岩性为：灰色厚层块状具生物扰动含砂屑生屑泥粒灰岩；

生物碎屑为：藻类(蠕孔藻等)、海百合茎、有孔虫、介形虫等。

沉积环境推测为：浅海、中等能量、潮下带。

薄片中可见：岩石粒度一般0.3×0.5 mm±，棱角—次棱角状，分选差，基底式胶结，泥支撑，新生变形作用，弱泥晶化作用，生物扰动构造。

2.5 “阿诗玛”上部(柱状石柱，如图1f)

岩性为：灰色厚层块状砂屑生屑颗粒灰岩；

生物碎屑：藻类(蠕孔藻等)、海百合茎、有孔虫、介形虫等。

环境推测：浅海、高能浅滩。

薄片中可见：岩石粒度一般0.25×1.2mm±，次圆状，分选较好，孔隙式胶结，颗粒支撑，次生加大作用，弱泥晶化作用。

3 结论

云南石林世界地质公园阿诗玛石柱，其构成岩石地层是呈水平产状的中二叠统茅口组厚层块状灰岩，其底部、下部、中部、上部、顶部岩石学特征及沉积相特征为：底部为高能浅滩相灰色厚层块状具平行层理生屑颗粒灰岩，构成阿诗玛脚部。下部为中能浅潮下灰色厚层块状虫筳生屑泥粒灰岩，构成阿诗玛腿部。中部为中能浅潮下灰色厚层块状砂屑泥粒灰岩，构成阿诗玛腰部。上部为中能浅潮下灰色厚层块状具生物扰动含砂屑生屑泥粒灰岩，构成阿诗玛胸部；顶部为高能浅滩相灰色厚层块状砂屑生屑颗粒灰岩，构成阿诗玛头部。其中含有大量生物化石碎屑：有孔虫、三叶虫、藻类、介形虫、腕足、苔藓虫、虫筳、海百合茎、双壳类，为高能浅滩相和中等能量浅潮下环境。