神农架蚂蝗沟地区南华系岩石地层序列与沉积特征

邓乾忠, 石先滨, 杜小峰

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

神农架蚂蝗沟地区南华系岩石地层序列与沉积特征

邓乾忠, 石先滨, 杜小峰

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

通过对神农架蚂蝗沟地区新发现的南华系实测剖面综合研究,结合全国地层委员会提出的南华系建系的地层划分原则及中国地层表(2013),首次于神农架腹地新建了神农架地区南华系地层序列，并认为该地区剖面完整、顶底齐全,具有一定代表性。通过对其地层序列与沉积相及环境分析,自下而上划分出下统莲沱组，中统古城组、大塘坡组，上统南沱组4个组级岩石地层单位。结合岩石地球化学特征,明确指出莲沱组时期海水变浅、气候开始转冷,出现冷暖交互气候条件下的灰黑色碳泥质沉积;古城冰期为海洋成冰作用的产物;大塘坡间冰期为滨浅海碎屑沉积间碳酸盐岩沉积;南沱期为大陆成冰期冰碛岩。

神农架;南华系;成冰期;地层序列

南华系是中国第三届全国地层学会议(北京,2003)新定义的新建系。系名源自于刘鸿允命名的“南华大冰期”[1]。 新建南华系相当于中国南方原“震旦系”的下统部分[2],即将原莲沱组、古城组、大塘坡组和南沱组划归南华系。现分上、中、下三统，即：下统莲沱组;中统古城组和大塘坡组;上统南沱组。属新元古代中世。按照彭学军、刘耀荣等(2004)及张启锐、储雪蕾(2006)[3-4]划分方案,本区代表扬子地区“长安冰期”之上地层。下伏与青白口纪相接,按照全国地层委员会[5]给出的时限为:下界年龄推定为7.8亿年,上为震旦系所覆盖,上界年龄推定为6.35亿年。

本文南华系岩石地层是指分布于神农架蚂蝗沟地区的一套滨浅海碎屑沉积—冰冷期冰碛岩系组合,位于神农架穹隆的北部(图1)。其岩石地层莲沱组底界与中元古界神农架群呈角度不整合接触,顶界南沱组与震旦系陡山沱组平行不整合接触。本区岩石地层序列与中国建系定义具可比性[6],自下而上可分为下统莲沱组，中统古城组、大塘坡组，上统南沱组4个岩石地层单位。但由于所处古地理环境的不同,岩性组合及沉积相等与长江三峡地区具显著差异性[7],对研究扬子前陆地区南华纪地质发展演化具有重要意义。

1 剖面介绍

本文剖面(图2)位于湖北省神农架林区松柏镇—宋洛乡公路蚂蝗沟一带,地理坐标为:X462929.42；Y3507290.44。

上覆地层:早震旦世陡山沱组一段(Z1d1)

30层、浅灰白色厚层—块状条带状微晶白云岩(未见顶)。

厚>13.6 m

- - - - - - - - 平行不整合- - - - - - - -

晚南华世南沱组(Nh3n)

总厚298.4 m

29层、浅灰绿色极薄层状粉砂质泥岩。

厚21.3 m

28层、浅灰绿色中层状粉砂岩夹浅灰绿色薄层状粉砂质泥岩。

厚5.3 m

27层、灰色含砾泥岩夹粉砂质不等粒长石岩屑砂岩。

厚23.9 m

26层、灰色冰碛砾岩。

厚70.5 m

25层、灰绿色薄层状含砾含砂粉砂质粘土岩夹薄层钙质泥岩。

厚27.2 m

24层、灰色含砾泥岩夹砂质复成分砾岩。

厚9.4 m

23层、灰绿色冰碛砾岩。

厚140.8 m

- - - - - - - - 平行不整合- - - - - - - -

中南华世大塘坡组(Nh2d)

总厚69.2 m

22层、灰白色细砂岩与灰色泥质页岩互层。

厚1.8 m

21层、灰绿色中薄层状泥质含砂石英粉砂岩。

厚36.6 m

20层、深灰色中层状粉砂质细粒长石岩屑砂岩与泥质页岩互层。

厚18.8 m

19层、灰白色纹层状微—粉晶白云岩。

厚6.1 m

18层、灰白色中薄层状细晶白云岩夹泥质页岩。

厚5.9 m

中南华世古城组(Nh2g)

总厚105.1 m

17层、灰绿色含砾含粉砂水云母粘土岩。

厚50.5 m

16层、灰色块状纹层状含砾含砂粉砂质泥—微晶白云岩。

厚9.5 m

15层、冰碛砾岩夹白云质含砾不等粒岩屑砂岩。

厚14.4 m

14层、黄绿色薄层状含铁粉砂质粘土岩。

厚0.2 m

13层、冰碛砾岩夹白云质含砾不等粒岩屑砂岩。

厚30.5 m

- - - - - - - - 平行不整合- - - - - - - -

早南华世莲沱组(Nh1l)

总厚31.0 m

12层、灰色中厚层状含铁泥质石英粉砂岩。

厚 7.6 m

11层、深灰色中层状含碳粉砂质水云母粘土岩夹凝灰质粉砂岩。

厚11.9 m

10层、灰黑色中厚层状粉砂岩。

厚7.0 m

9层、灰色含铁含粉砂水云母粘土岩。

厚0.1 m

8层、黑色含碳泥质石英粉砂岩。

厚0.9 m

7-3层、深灰色—灰黑色含粉砂泥质微晶白云岩,以微晶白云石为主,次为粘土矿物,含8%的粉砂碎屑物和5%的黄铁矿,显示含黄铁矿含粉砂泥质微晶结构。

厚0.25 m

7-2层、灰黑色粉砂岩夹角砾岩,粉砂岩具薄层状构造,冰碛砾岩为夹层,厚约5～8 cm,砾石成分主要为白云岩或硅质岩,砾径1～5 cm。

厚0.1 m

7-1层、灰黑色含砾粉砂岩,主要由粘土和细砂混杂堆积形成,含中—细砾石,砾石含量约30%,胶结疏松,发育空洞,向上砾石含量减少,局部夹纹层状泥质粉砂岩层。

厚0.15 m

6-3层、灰黑色含砾杂砂岩,主要由砾石、砂和泥混杂堆积而成,胶结疏松,常见小空洞,底部砾石较大,砾径达到15 cm,砾石成分主要为白云质岩、硅质岩,局部见花岗岩,呈次圆状或尖棱角状,向上砾石含量减少,砾径变小,泥质粉砂岩含量增加。

厚0.2 m

6-2层、深灰色—灰黑色含砾泥质粉砂岩,主要为粘土和粉砂质组成,含少量的细砾,砾石含量约2%,呈次圆状,泥质粉砂岩具薄层状构造,层厚2～3 cm。

厚0.1 m

6-1层、灰黑色块状角砾岩,主要由细砾、细砂和粘土混杂堆积,胶结疏松,常见小空洞,所含砾石直径1～6 cm,呈次圆状,砾石成分多为白云岩,少量为粘土质岩或玄武岩,由下向上砾石含量逐渐减少,砂质增多。

厚0.1 m

5-2层、灰黑色含砾砂质粉—微晶白云岩,具含砾砂质粉—微晶结构,薄层状构造,层厚约0.5～2 cm,砾石含量较上层减少,约8%,纹层状或层理特征显著。

厚1.2 m

5-1层、灰黑色含砾、岩屑杂砂岩,岩石主要由微晶和粉晶白云石和一定量的碎屑物组成,纹层状或层理特征明显,含中—细粒砾石,含量约15%,砾径大者15～20 cm,砾石表面见压坑、凹槽和少量刻痕,砾石长轴方向基本沿岩层层理或纹层方向平行展布。

厚0.8 m

4-2层、灰黑色块状含巨砾角砾岩,砾石大小悬殊,最大者为40 cm,最小者2.1 mm,巨砾石由砾石和砂质组成,砾石外形多呈次圆状或圆状,少呈次棱角,大小不等,成分较复杂,多见白云岩,个别玄武岩、石英岩。砂质碎屑物外形呈次棱角或次圆状,成分主要是岩屑,含少量的石英单晶,岩屑成分多见白云岩、少见硅质岩,偶见玄武岩。胶结物成分主要是泥—微晶白云石和微粒状集合体的石英硅质,含微量粉末状集合体的铁质物。砾石表面具压坑、凹槽等。

厚0.9 m

4-1层、灰黑色块状含细—中砾石角砾岩,岩石主要由大小不一的砾石组成,最大者可达6 mm,最小者3 mm,外形多呈次圆状,少呈次棱角状,其成分较复杂,多见白云岩,少见硅质岩和灰岩。内夹杂6%的砂质碎屑物,砂质碎屑物外形呈次棱角或次圆状,成分主要是岩屑,含少量的石英单晶,岩屑成分有白云岩和硅质岩两种。

厚0.1 m

3层、杂色白云质硅质砾岩夹灰黄色含砾粉砂岩,岩石主要由砾石组成,显示砂质砾石状结构,砾石成分以硅质岩为主,次为白云岩,多数呈次圆状,少数次棱角状。砂质碎屑物成分几乎为岩屑,含微量的石英。胶结物成分仅见次生脉,局部可见砾石受后期构造影响,显示碎裂结构的特征,沿砾石和砂质碎屑物之间分布并起胶结作用。

厚0.2 m

2层、紫红色含砾细砂岩,粒度由下部的粗砂级向上渐变为中细砂级,有时夹粉砂岩。砾石成分主要为白云岩,少量为硅质岩,最大者5 cm,最小者2 mm,基质成分中陆源碎屑石英30%左右,长石达15%。

厚0.1 m

1层、杂色砾岩夹紫红色砂砾岩,砾石组分以白色、灰色和褐红色白云质或硅质为主,砾石磨圆度中等,局部见明显的定向排列,夹层为褐红色的砂砾岩层,位于该层的底部,褐红色砂砾岩层较薄。

厚0.7 m

下伏地层:中元古代神农架群石槽河组(Pt2s)

0层、紫红色薄层—中厚层含纹层粉砂、粉屑微晶白云岩与纹层状藻粉屑粉—微晶白云岩互层(未见底)。

2 岩石地层及其变化特征

在2010年前,对研究区南华纪地层系统仅划分出上统南沱组,没有发现和报道下统莲沱组—中统古城组、大塘坡组地层。通过本次调查研究,首次发现该地层单位并实测了地质剖面,采集了必要的测试样品,开展了该地层系统划分与建序工作。将该区南华系自下而上划分为下统莲沱组，中统古城组、大塘坡组，上统南沱组四个正式组级岩石地层单位。其中,莲沱组、古城组、大塘坡组为首次在神农架地区新发现或新划分出的岩石地层单位。

2.1 莲沱组(Nh1l)

本组岩石组合下部与《湖北省岩石地层》(1996)定义基本一致,与建系剖面定义基本相同[8]。只是上部出现浅海陆棚相碳泥质岩,有别于其他地区。在神农架地区新发现的岩石地层单位,仅分布于神农架林区松柏镇南部关门河—后河与宋洛河交汇的蚂蝗沟一带,分布于河谷两岸半坡上,呈近东西向产出,并向两侧尖灭。与下伏神农架白云岩接触界面具明显角度相交,角度不整合覆盖于中元古代神农架石槽河组白云岩之上。以一套滨浅海—陆棚碎屑沉积夹火山凝灰质建造为特征,地层厚度31 m。

图1 神农架地区地质略图及剖面位置图Fig.1 Schematic geological map and profile location map of Shennongjia region1.寒武纪—三叠纪;2.震旦纪;3.南华纪;4.元古代;5.辉绿岩体;6.实测地质界线;7.角度不整合地质界线；8.实测正断层;9.实测逆断层;10.实测平推断层;11.实测性质不明断层;12.剖面位置。

图2 湖北省神农架林区蚂蝗沟南华系实测剖面图Fig.2 Measured section of Nanhua system in Mahuanggou,Shennongjia region

本区莲沱组主要岩性为:底部紫红色砾岩、砂砾岩、含砾粉砂岩,砾石组分以白色、灰色和褐红色白云岩、硅质岩为主,磨圆度中等,多数呈次圆状,少数次棱角状,局部见明显定向排列;中部深灰—灰黑色砾岩、含砾、岩屑杂砂岩、含砾泥质粉砂岩、含砾杂砂岩、含砾粉砂岩等不等厚互层,在近底部砾岩中含海绿石;上部灰—灰黑色含碳泥质石英粉砂岩、含铁含碳粉砂质水云母粘土岩、中厚层状含铁泥质石英粉砂岩夹凝灰质粉砂岩。

岩性组合特征表明莲沱组从底部到上部物质组成明显呈现从粗到细的变化特点,岩石的颜色由紫红色—浅灰色—灰黑色逐渐变化,这表明该时期气候由温暖炎热向寒冷转换条件下的沉积特点。

2.2 古城组(Nh2g)

本研究区内古城组岩性组合特征与长江三峡地区存在一定差异,与湖北省岩石地层定义基本一致。区内伴随莲沱组呈窄条带或透镜状产出,仅分布于神农架林区松柏镇南部关门河—后河与宋洛河交汇的蚂蝗沟一带,与莲沱组相伴产出,呈近东西向分布,并向两侧尖灭,地层厚度105.1 m。以冰碛砾岩的出现与下伏莲沱组浅灰色中厚层状含铁泥质石英粉砂岩呈平行不整合接触。

总体上古城组岩性组合比较简单,主要由冰碛砾岩、含砾不等粒岩屑砂岩、含铁粉砂质粘土岩、含砾粉砂质水云母粘土岩组成,构成两次冰伐旋回的特点明显,即下部冰碛砾岩夹白云质含砾不等粒岩屑砂岩—黄绿色薄层状含铁粉砂质粘土岩;上部浅灰绿色冰碛砾岩夹白云质含砾不等粒岩屑砂岩—灰绿色含砾含粉砂水云母粘土岩夹纹泥岩。在灰绿色含砾含粉砂水云母粘土岩中水平纹层发育,岩石风化脱落呈萝卜丝状特征。

冰碛砾岩的砾石砾径大小悬殊,最大的达50 cm,大多为10～15 cm,成分较复杂,局部可见砾中砾或砂岩透镜体,砂岩透镜体长轴方向大多平行于层理方向,少量与层理方向斜交,砾石成分主要为白云岩、白云质细粒岩屑长石砂岩及硅质岩,磨圆度及分选性差,呈棱角状—次棱角状。薄层状含铁粉砂质粘土岩、含砾含粉砂水云母粘土岩中水平纹层、纹带的发育特征表明,该套沉积岩系可能代表了海洋冰碛环境特征。

2.3 大塘坡组(Nh2d)

本研究区内大塘坡组仅分布于神农架林区松柏镇南部蚂蝗沟一带,呈近东西向与古城组相伴产出,向两侧尖灭。该区大塘坡组岩性特征与湖北省岩石地层定义及与三峡地区大塘坡组岩性特征具明显差异。该区大塘坡组底部发育灰—灰白色中—中厚层白云岩夹泥质页岩,向上白云岩减少,逐步变为深灰色中层状粉砂质细粒长石岩屑砂岩与泥质页岩不等厚互层,发育水平层理,地层厚度69.2 m。以灰白色中厚层白云岩的出现与下伏古城组灰绿色冰碛砾岩为整合接触。

大塘坡组代表南华纪间冰期浅海局限台地碳酸盐、泥质沉积,未见碳泥质或含锰建造。因此,该区大塘坡组岩性组合特征及所反映的成岩古构造环境与含矿性是与其他地区大塘坡组相区别的重要标志[9]。

2.4 南沱组(Nh3n)

南沱组冰碛砾岩在区内分布广泛,凡是有南华系分布的地区均有南沱组冰碛砾岩出露。岩性大致可分为上下二部分:下部以灰色冰碛砾岩为主,夹灰绿色薄层状含砾含砂粉砂质粘土岩、薄层钙质泥岩。砾石成分复杂,主要为白云岩、粉砂岩、砾岩,见少量花岗岩、硅质岩砾石,角砾大小混杂,应为近源砾石。砾径一般3～35 cm居多,多为棱角—次棱角状。胶结物成分为微晶白云石、硅质和粉末状集合体的泥铁质,沿砾石和砂质碎屑物之间分布并起胶结作用,岩石呈块状产出。上部为灰—灰绿色块状泥砂质冰碛岩、含砾砂质泥岩,夹含砾岩屑杂砂岩、浅灰绿色薄层状粉砂质泥岩等。砾石成分为白云岩、硅质岩、变质砂岩、花岗岩等。砾石大小混杂,砾径2～25 cm居多,呈次棱角—次浑圆状,杂基支撑,含量5%～30%,砾石可见错断石构造、擦痕碎屑以及滴石(漂砾)等冰成特征;顶部为浅灰绿色极薄层状粉砂质泥岩,岩层中纹层状构造发育,并有条带状构造。地层厚度10～298.4 m。在蚂蝗沟一带与下伏大塘坡组呈平行不整合接触,其他地区与神农架群各组呈角度不整合接触关系[10]。与上覆震旦纪陡山沱组厚层块状微晶白云岩呈平行不整合接触。

南沱组发育的冰碛砾岩与古城组冰碛砾岩存在明显差异,前者具一定成层性,冰碛砾岩—黄绿色含砾粉砂岩,旋回性明显,岩石呈萝卜丝状风化剥落;而南沱组冰碛砾岩整体较为松散,胶结较差,块状产出,不显层理,整体岩石颜色较浅,多呈灰色—灰黄色,岩层中漂砾更为发育多见,砾石表面可见擦痕、压坑等构造。充分显现了大陆型冰碛岩结构特点。

3 岩石地球化学特征

研究区南华系主要岩石类型氧化物含量及CIA值变化特征明显(表1)。关于冰碛与非冰碛的判别，根据Nesbitt等(1982)提出以化学蚀变指数(CIA)值来判别[11],化学蚀变指数是反映碎屑岩化学风化程度的指标[12-13],化学蚀变指数表达式CIA=[Al2O3/(Al2O3+ CaO*+ Na2O + K2O )]×100,其中n(CaO*)=n(CaO)-n(CO2,方解石)-0.5n(CO2,白云石)-10/3n(P2O5)。

当CIA值50～65时,反映寒冷、干燥气候条件下的低等化学风化程度(即冰期产物);当CIA值>65时,反映温暖、湿润气候条件下强风化—中等风化程度(即间冰期产物)。

经对研究区南华系岩石地层单位进行连续采样和对氧化物含量的计算,获得研究区莲沱组地层中CIA值为下部50.08～63.84、上部(8-12层)68.32～72.66,变化区间明显,显示为早期气候寒冷、干燥的低等化学风化程度;晚期温暖、湿润强风化—中等风化程度特征。与赵小明、刘圣德等(2011)[14]对长江三峡地区莲沱组的研究形成鲜明对比;而与王自强、尹崇玉、高林志(2006)[15]对三斗坪地区南华系化学蚀变指数特征较吻合。古城组地层中CIA值为50.08～73.39,变化区间较大,显示多次气候变化特征,岩性组合与古气候变化及冰碛岩产出吻合较好,显示出古城组具二次亚冰期作用;而大塘坡组CIA值为70.48～74.73,整体均>65,代表温暖气候条件,并且其CIA值具逐渐增大趋势,表明该时期气候逐渐转暖,显示出其间冰期沉积气候特点;南沱组CIA值为55.04,代表寒冷气候条件。南沱时期为全球新元古代的成冰期,该时期冰期地层出露厚度较大,且广泛。

表1 南华纪氧化物含量变化特征一览表Table 1 The list of the oxide changes in content of Nanhua

注:CIA=[Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)]×100，CIA为交替变化的化学指标;CaO*为全岩中的CaO扣除化学沉积CaO的摩尔分数。

总体来说,研究区南华纪古气候表现为由寒冷向温暖气候递变过程,变化规律与冰碛事件的突发性是一致的。南华纪各时期稀土元素配分曲线均呈向右倾斜的V形,具Eu负异常特征,轻重稀土分异明显,其中轻稀土部分呈陡倾斜,重稀土部分呈缓倾斜,表明轻稀土分馏更显著。莲沱组稀土元素总量较低(图3),轻稀土分馏显著,具弱负Eu异常;古城组(1亚冰期)和古城组(2亚冰期)的稀土元素曲线具相似的特征(图4、图5),粉砂质泥岩负Eu异常特征更为显著;大塘坡组稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显,具弱负Eu异常(图6)。

图3 莲沱组稀土元素配分曲线图Fig.3 The rare earth partition diagram of Liantuo formation

从南华纪各岩石地层单位微量元素含量变化显示，除了早南华世莲沱时期略有差别外,上覆各组各微量元素走势基本一致,反映了从中南华世古城组时期到晚南华世南沱组时期处于相似的沉积环境,其中Cu、Rb、Ba、Th等元素明显偏高,而Cr、Ni、V等元素含量偏低,这些微量元素特征可反映原始沉积条件。

图4 古城组(1亚冰期)稀土元素配分曲线图Fig.4 The rare earth partition diagram of Gucheng formation(first glacial substage)

图5 古城组(2亚冰期)稀土元素配分曲线图Fig.5 The rare earth partition diagram of Gucheng formation(second glacial substage)

图6 大塘坡组稀土元素配分曲线图Fig.6 The rare earth partition diagram of Datangpo formation

4 沉积环境分析

研究区早南华纪时期整体物质组合构成的岩石地层序列所反映的沉积环境与沉积相特征显示出地区个性特点,尤其是莲沱组和大塘坡组沉积组合与长江三峡地区及其他地区有显著区别(表2)。

研究区早南华纪莲沱组时期,接受了由滨岸—陆棚相沉积的一套灰色碎裂砂质白云岩硅质岩砾岩、灰红色褐铁矿化硅化白云岩角砾岩、褐红色砂质硅质白云岩砾岩与黑色薄层状含碳粉砂岩、白云岩角砾岩、粉砂质粘土岩、灰黑色含砾砂质粉—微晶白云岩等不等厚互层组合,总体地层结构显示了由粗变细退积型结构特点,沉积物颜色由浅变深,以出现碳泥质岩结束。代表近斜坡相沉积向局限盆地发展过程。

表2 研究区莲沱组、大塘坡组沉积特征区域对比简表Table 2 Compared diagram of sedimentary characteristics of Liantuo formation and Datangpo formation in study area

据朱士兴等人研究资料显示,在本研究区古庙垭一带冰碛岩层中发现一层碳质粉砂质页岩,层面上保存有带藻化石碎片,经鉴定为Tyrasotaenia cf.Podolica Gnil.属文德带藻群基拉索带藻属[16],一般认为属海产植物,且多数生活于较冷的水体中,一般生存深度不超过25 m。由此可表明莲沱组上部赋存该化石的含碳岩系已进入气候变冷期—海洋冰冷沉积环境。

中世古城组—大塘坡组时期则进入由冰湖相沉积向间冰期沉积,逐渐向大陆冰川堆积转变的特点。自下而上,古城组岩性组合反映了具二次冰伐作用:第一期以灰色冰碛砾岩—灰绿色粉砂质泥岩组合为特征,其沉积环境应为冰川消融相沉积;而第二期以灰色冰碛砾岩—灰色中厚层状含砾粉砂岩—灰绿色含砾粉砂质泥岩组合为特征,其沉积环境与第一期具显著可比性。在第二期冰碛砾岩上部发育灰绿色纹层状含砾粉砂岩和冰碛纹泥层,夹冰碛岩层,厚度一般10～50 m,砾石含量较少,且粒度较小,基质细,分选程度较好,中厚层状或纹层—纹带状,其含砾石成分与冰碛砾岩相同,由此可判断该套冰碛(含砾)砂—泥岩属于冰前盆地的产物,其沉积相应属于冰前湖泊或冰前泻湖环境。

大塘坡组时期为一套间冰期沉积,与区域上大塘坡组岩性组合及沉积特征不同,大塘坡组底部为薄层状细晶白云岩与粉砂质泥岩互层,白云岩在宏观展布上呈透镜体状产出,横向上逐渐尖灭。往上为厚层状细砂岩夹粉砂质页岩,条纹条带状构造发育,显示水平层理或平缓的波状层理,具加积结构特征,其沉积环境为局限台地相—泻湖相。

晚世南沱组时期沉积结构主要为冰碛砾岩夹粉砂岩。岩层呈巨厚块状、不显层理,随处可见许多的大漂砾,发育两层块状冰碛砾岩,具冰碛砾岩—含砾砂泥岩—不含砾砂泥岩或粉砂岩组合,反映为两次冰进和冰退的冰碛作用特点,显示为较典型大陆冰川沉积的冰川底碛相性质。

5 结论

本文经对神农架蚂蝗沟地区南华系岩石地层序列与沉积特征的研究,无论从岩石地层、沉积环境、气候变化等特征均显示出本地区岩相古地理环境特点。

(1) 神农架地区具扬子前陆北缘顶底齐全的南华纪地层序列,自下而上可划分出下统莲沱组,中统古城组、大塘坡组及上统南沱组四个岩石地层单位。其中,下统莲沱组,中统古城组、大塘坡组是本地区新发现岩石地层单位,指示这一地区具有研究中国扬子前陆地区南华纪良好完整的地层剖面。对研究中国南方南华纪沉积建造结构及发展演化历史具有重要地学意义。

(2) 神农架地区南华纪沉积组合与岩石地球化学特征及所反映的气候环境揭示本区地质发展演化与其他地区不同的特点。在早期莲沱组时期接受滨岸—陆棚碎屑泥质沉积过程中,气候开始由寒冷干燥转换为温暖潮湿环境;中期的古城组时期则转化为寒冷与温暖交替,进入大塘坡组时期又转化为温暖气候条件下的局限台地相—泻湖相沉积;晚期的南沱组时期进入统一大陆冰川作用,接受了数百米厚陆相冰碛岩堆积,系统展现了这一地区南华纪岩相古地理特征与气候变化规律。

致谢：项目野外工作中得到了湖北省地质调查院教授级高级工程师胡正祥、吴传荣的现场指导；审稿专家对本文进行了认真审阅,提出了宝贵的修改意见；同时对参加本项目工作的同仁一并表示感谢。

[1] 刘鸿允,董榕生，张启锐.中国震旦系[M].北京:科学出版社,1991.

[2] 张启锐,储雪蕾.南华系建系探讨[J].地层学杂志,2007(3)：222-228.

[3] 彭学军,刘耀荣.扬子陆块东南缘南华纪地层划分对比[J].地层学杂志,2004，28(4)：354-358.

[4] 张启锐,储雪蕾.扬子地区江口冰期地层的划分对比与南华系成型剖面[J].地层学杂志,2006(4)：306-313.

[5] 全国地层委员会.中国地层指南及中国地层指南说明书(修订版)[M].北京:地质出版社,2013.

[6] 刘鸿允,董榕生,李建林,等.论震旦系划分与对比问题[J].地质科学,1980(4):307-321.

[7] 赵自强,刑裕盛,马国干，等.湖北峡东震旦系[M].天津:天津科学技术出版社,2002.

[8] 陈公信,金经炜,吴细松，等.湖北省岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1996.

[9] 谭满堂,鲁志雄,张嫣.鄂西地区南华系大塘坡期锰矿成因浅析——以长阳古城锰矿为例[J].资源环境与工程,2009,23(2):108-113.

[10] 黄建勋,金经纬,张淦权.湖北省区域地质志[M].北京：地质出版社,1990.

[11] Nesbitt H W,Young G M.Early Proteozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites[J].Nature,1982，299:715-717.

[12] Young G M,Nesbitt H W.Paleoclimatology and provenance of the glaciogenic Gowganda Formation(Paleoproterozoic),Ontario,Candal a chemostratigraphic approach[J].GSA Bullenin,1999，111:264-274.

[13] Nesbitt H W,Young G M.Prediction of some weathering trends of ptutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations[J].Geochimica et Cosmochimica Acts,1984，48:1523-1534.

[14] 赵小明,刘圣德,张权绪，等.鄂西长阳南华系地球化学特征的气候指示意义及地层对比[J].地质学报,2011，85(4)：576-585.

[15] 王自强,尹崇玉,高林志,等.宜昌三斗坪地区南华系化学蚀变指数特征及南华系划分、对比的讨论[J].地质论评,2006,52(5)：577-585.

[16] 李铨,冷坚.神农架上前寒武系[M].天津:天津科学技术出版社,1991.

(责任编辑：于继红)

DENG Qianzhong, SHI Xianbin, DU Xiaofeng
(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

Stratigraphic Sequence and Sedimentary Characteristics of Nanhua System in Mahuanggou,Shennongjia Area

According to the outcomes of regional geological survey in Shennongjia,then on the basis of a comprehensive study for a complete sequence of measured section which newly discovered in Nanhua system,and combined with the principle of Stratigraphic division of establishing Nanhua system which is proposed by National Commission on Stratigraphy and Chinese stratigraphic table(2013),they firstly establish the stratigraphic sequence of Nanhua system in Shennongjia hinterland.And they think the stratigraphic sequence and the top to the bottom of the sections are complete,and it is a good representative of Nanhua system in Shennongjia region.Tney analyse the stratigraphic sequence,sedimentary facies and environment of Nanhua system,then divide the Nanhua system into Liantuo formation,Gucheng formation,Datangpo formation and Nantuo formation from the top to the bottom.Combined with the geochemistry,the authors clearly stated that the seawater shallowing and the climate cooling during the period of Liantuo formation,and this region deposit gray-black carbon argillaceous rocks that formed in the cold-warm alternating climate.Gucheng ice age is the results of ocean icing period.Nantuo formation is moraine rock formed in the the mainland icing period.

Shennongjia region; Nanhua system; ice age; stratigraphic sequence

2014-11-04;改回日期:2015-01-22

本文成果依托于中国地质调查局国土资源大调查项目(1212011120782)。

邓乾忠(1955-),男,正高职高级工程师,地质力学专业，从事基础地质工作。E-mail:shanchuan0928@163.com

P539.2

A

1671-1211(2015)02-0124-08

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150204.1046.016.html 数字出版日期:2015-02-04 10:46