下扬子鄂东南地区冷家溪群大药姑组沉积特征分析

许露露,龚志愚,赵雪松,徐 聪,曹正琦,王 璐

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

下扬子鄂东南地区冷家溪群大药姑组沉积特征分析

许露露,龚志愚,赵雪松,徐 聪,曹正琦,王 璐

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

通过鄂东南1∶5万沙洲店等幅区调工作,对通山县岭下大队大药姑组剖面进行测量。详细描述大药姑组地层岩性及砾石分布特征,并与邻区进行地层对比,分析大药姑组沉积环境及物源方向。研究表明,大药姑组可划分为两段,即一段以灰绿色中—厚层状变质细砂岩为主,底部及顶部发育数层细砾岩及含细砾砂岩,砾石成分主要为深灰色粉砂质砾和白色石英砾,砾径2～5 mm,圆—次圆状,分选较好,下部见明显鲍马序列,为较深水浊流沉积环境;二段以灰绿色板岩及砂质板岩为主,夹灰黄色薄—中层变质粉砂岩,与一段相比,沉积水体更深。通过与通山小洞和江西修水大药姑组地层对比表明,小洞和修水为水体较浅的斜坡带上部碎屑流沉积环境,岭下大队剖面为斜坡带下部较深的浊流沉积环境。通过上述三条剖面沉积厚度、砾径和分选度对比,表明物源由北西向南东方向搬运。

大药姑组;冷家溪群;沉积特征;鄂东南

1 地质背景

1∶5万沙洲店幅(图1)位于鄂东南通山县,为湖北与江西两省交界处,隶属下扬子地层—构造区[1]。依据《湖北省岩石地层》,冷家溪群从下至上划分为小木坪组、坪原组及大药姑组,时代为中元古代[2]。之后锆石U-Pb年龄数据表明,冷家溪群为新元古代[3-6]。本次区调将小木坪组和坪原组合并,称为小木坪组,其上为大药姑组[7-10],时代为新元古代。

前人对于冷家溪群地层岩性组合及砾岩层的地质特征已经有较多的描述。唐晓珊通过浏阳县雷神庙—平江县上南源冷家溪群剖面的测制,发现冷家溪群地层见清晰的鲍马序列,并认为冷家溪群地层属于半深海相粘土岩与低密度浊流碎屑岩往复式交互沉积。陈俊等认为湖南临湘地区冷家溪群大药姑组上下部均发现较多的鲍马序列,反映的水动力条件是阵发性的快速流动机制,属于海底扇浊流体系沉积[11]。张恒等通过沅陵地区和临湘地区冷家溪群的研究,识别出浊积岩相和深海相两种沉积相模式,并认为两个地区物源来自西南和北部的沉积基底[12]。前人的实测剖面资料表明,不同地区的冷家溪群既有相同的地质特征,各自也呈现不同的地质特点。本次研究,亦发现大药姑组为浊流沉积。

图1 1∶5万沙洲店幅地质略图及剖面位置图Fig.1 1∶50 000 Shazhoudian sheet geologic scheme and section location map1.莲沱组;2.大药姑组;3.小木坪组;4.沉积地层;5.大药姑组;6.小木坪组;7.花岗岩;8.辉绿岩脉;9.逆断层;10.省界。

2 剖面介绍

通山县岭下大队大药姑组剖面见图2。该剖面位于湖北省通山县沙洲店幅岭下大队公路边。起点坐标X:299773.30,Y:3260433.13。该剖面露头良好,顶底界线清晰,交通便利。通过对该剖面测量,一方面可以研究该区大药姑组的岩性组合特征、砾石发育特征及沉积环境特征,另一方面可以与邻区进行地层对比,更加详实地反映大药姑组区域上横向变化,补充和完善对大药姑组地层的认识。

图2 通山县岭下大队大药姑组实测地层剖面图Fig.2 Measured stratigraphic section of Dayaogu formation in Lingxia Brigade,Tongshan County

2 地质特征

2.1 地层特征

大药姑组一段(Qbd1):为剖面第4-42层,厚度2 018.90 m。以下伏小木坪组(Qbx)灰绿色薄层状变质粉砂岩消失、灰绿色块状变质含砾细砂岩出现为划分标志。界线两侧产状基本一致,为整合接触关系。下部(第4-16层)由灰绿色块状砾岩、变质含砾细砂岩、灰绿色中—厚层层状变质细砂岩及灰绿色中—薄层状变质粉砂岩组成,具有旋回特征,每一个旋回呈现向上变细的基本层序。下部岩性组合呈现良好的韵律特征。中下部(第17-24层)为灰绿色厚层—块状变质中细粒砂岩,间夹黄绿色中层状变质粉砂岩。中上部(第25-38层)为灰绿色中—厚层状砂质粉砂岩夹灰绿色中层状含泥质条带变质细砂岩。上部(第39-42层)为灰绿色中厚—块状变质含砾中—细粒砂岩,夹少量灰绿色薄—中层状变质粉砂岩。通过岩性观察发现,一段主要由鲍马序列的a段(含砾中砂岩)、b段(细砂岩)(图3)和b段(细砂岩)、c段(粉砂岩)(图4)组成。总体上,大药姑组一段由下至上岩石粒度符合由粗到细,再由细到粗的变化规律,鲍马序列特征明显,为半深海浊流沉积相。

图3 第11层含砾砂岩与细砂岩组成鲍马序列Fig.3 The 11th layer of gravel sandstone and fine sandstone consists of the Bauma sequence

图4 第9层细砂岩与粉砂岩组成鲍马序列Fig.4 The 9th layer of fine sandstone and siltstone consists of the Bauma sequence

大药姑组二段(Qbd2):为剖面第43-58层,厚度965.10 m。以灰绿色中—厚层变质含砾细砂岩的消失、黄绿色中—薄层变质粉砂岩的出现为划分标志。下部(第43-50层)以黄绿—灰绿色中—薄层变质粉砂岩为主,夹灰绿色薄层状含砂质条带板岩及少量灰绿色中—厚层状变质细砂岩。上部地层(第51-58层)岩性单一,以灰绿—青灰色薄层状板岩及砂质板岩为主,顶部为浅灰绿色中—厚层状变质细砂岩。以薄层板岩的消失、灰黄色厚层—块状含砾不等粒杂砂岩的出现作为大药姑组与莲沱组的分界标志。二段主要由鲍马序列的c段(粉砂岩)、d段(砂质板岩)、e段(板岩)和d段(砂质板岩)、e段(板岩)组成。总体上,大药姑组二段主要以薄层状板岩为主,岩石颗粒粒度较细,颜色多呈灰绿色,水平层理发育和大药姑组一段一样,岩石粒度符合由粗到细,再由细到粗的变化规律。相比于一段地层,二段地层水体更深,为深海浊流相沉积环境。

2.2 岩性特征

岭下大队剖面大药姑组岩石类型主要有以下几种:粉砂岩、板岩、杂砂岩、细砂岩、含砾细砂岩及细砾岩。变质粉砂岩在大药姑组一段中上部及二段下部较为发育(图5-a),岩石以灰绿—黄绿色为主,以中层状居多,风化破碎较为严重。板岩主要在大药姑组二段上部发育,呈青灰—灰绿色,薄—极薄状,含较多泥质,层理面平直(图5-b)。变质杂砂岩在一段中部地层较为发育,颜色呈灰黄—灰绿色,多呈中粗粒块状,含较多变质矿物,主要为绿泥石(图5-c)。变质细砂岩主要在一段中上部发育,多呈灰绿色,以中厚—块状为主,岩石坚硬,抗风化能力强(图5-d)。

图5 大药姑组地层岩性特征Fig.5 Formation lithology characteristic in Dayaogu formationa.一段中上部第36层黄绿色中—薄层状变质粉砂岩;b.二段上部第55层灰绿色板岩;c.一段中部第21层灰绿色块状变质粗粒杂砂岩;d.一段上部第39层厚状变质细砂岩。

含砾细砂岩及砾岩分布在一段下部及顶部。其中,砾岩共发育5层,均集中在一段下部。含砾细砂岩共7层。根据剖面露头砾石的分布特征,将砾石划分为5种类型(图6)。总体上,大药姑组砾石砾径较小,一般2～5 mm,次圆状为主,分选较好。砾石成分以粉砂质为主,石英略少。一段顶部含砾细砂岩中发育大量石英脉,砾石呈定向排列。

3 区域对比

对比通山岭下大队、通山小洞及江西修水观音阁大药姑组剖面(图7),小洞大药姑组剖面沉积厚度167 m,但砾岩与含砾砂岩层厚度大,一般几十米厚,砾石颗粒砾径大,一般砾石砾径1～6 cm;磨圆中等,分选较差;沉积厚度小,砾石砾径大,分选较差,表明沉积环境水深相对较浅的沉积物重力流沉积,而且含砾砂岩包裹板岩岩块的外貌特征,可能由于陆棚斜坡坡角较大,未固结的沉积物发生滑塌所致。因此沉积环境为斜坡碎屑流沉积环境。岭下大队剖面在小洞剖面的东南方向,沉积厚度2 018 m,但砾岩与含砾砂岩总体上厚度小,一般几米到十几米。与小洞剖面相比,岭下大队大药姑组水体更深,可容纳空间大,因此沉积厚度大。而且可以推断岭下大队大药姑组距离物源区更远,沉积物经过长距离的搬运淘洗,因此砾石砾径小,分选磨圆较好。往西南到江西修水剖面,大药姑组沉积厚度明显变小,砾石砾径变化大,分选较差[13]。表明修水大药姑组沉积水深较岭下大队大药姑组浅,其沉积环境可能与小洞剖面相似,为斜坡带上部碎屑流沉积。通过上述三条剖面大药姑组剖面沉积厚度、砾石砾径和分选度的对比,表明物源由北西向南东方向搬运。

图6 大药姑组一段砾石的5种沉积组合特征Fig.6 Five sedimentary combinations characteristics of a gravel in Dayaogu formation

4 结论

(1) 通山岭下大队大药姑组沉积厚度大,根据砾岩层的发育层位,将大药姑组分为两段:一段地层以灰绿色中—厚层状变质细砂岩为主,发育数层砾岩及含砾砂岩;二段地层主要以灰绿色薄层状板岩及砂质板岩为主,下部夹灰黄色薄—中层变质粉砂岩。

图7 大药姑组地层区域对比图Fig.7 Stratigraphic area comparison chart in Dayaogu formation1.砾岩;2.粉砂质板岩；3.辉绿岩；4.板岩;5.板岩岩块;6.杂砂岩;7.含砾砂岩;8.浅变质砂岩;9.英安岩。

(2) 砾岩及含砾砂岩层分布在一段底部及顶部,主要为深灰色粉砂质砾和石英砾,砾径多分布在2～5 mm,次圆状居多,分选较好。根据砾石在岩层的分布特征,将砾石分为5种沉积形态。

(3) 一段主要由鲍马序列的ab段和bc段组成,为半深海浊流沉积相;二段主要由鲍马序列的cde段和de段组成。相比于一段地层,二段地层岩性颗粒更细,水体更深,为深海浊流相沉积环境。

(4) 区域地层对比表明,小洞和修水剖面为水体较浅的斜坡带上部碎屑流沉积环境,岭下大队剖面为斜坡带下部较深的浊流环境。通过上述三条剖面沉积厚度、砾石砾径和分选度对比,表明物源是由北西向南东方向搬运。

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(责任编辑：于继红)

Analysis on Dayaogu Formation of Lengjiaxi Group Sedimentary Characteristicsin the Lower Yangtze Area of Southeast Hubei

XU Lulu,GONG Zhiyu,ZHAO Xuesong,XU Cong,CAO Zhengqi,WANG Lu

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

The section of the Dayaogu formation in Lingxia Brigade,Tongshan County was measured through the regional geological survey work of 1∶50 000 Shazhoudian sheet of Southeast Hubei.The lithology and gravel distribution characteristics of Dayaogu formation are described in detail and compared with the strata of the adjacent area,and the depositional environment and the source direction of Dayaogu formation are analyzed.The study shows that Dayaogu formation can be divided into two sections:the first section is gray green medium-thick layered metamorphic fine sandstone mainly at the bottom and the top of the development of several layers of fine conglomerate and gravel sandstone,gravel composition is mainly dark gray sandy gravel and white gravel,gravel diameter 2～5 mm,round and sub-round,sorting better,the lower part of the Bauma sequence,for the deeper water turbidity deposition environment;the second section of gray green slate and sand slate mainly,and gray yellow thin-middle layered metamorphic siltstone,the sedimentary water is deeper compared with the first section.Compared with Tongshan Xiaodong and Jiangxi Xiushui strata of Dayaogu formation,Xiaodong and Xiushui for the debris flow deposition environment of the upper part of the shallow water slope,Lingxia brigade section for the deeper turbidite deposition environment of the lower slope.Through the above three sections of the deposition thickness,gravel diameter and sort grade comparison,indicating that the source direction from northwest to and southeast.

Dayaogu formation; Lengjiaxi group; sedimentary characteristics; Southeast Hubei

P512.2

A

1671-1211(2017)05-0515-06

2017-02-24;改回日期2017-04-13

湖北1∶5万杨芳林、宝石河、沙洲店幅区域地质矿产综合调查,项目编号DD20160031-05。

许露露(1985-),男,工程师,矿产普查与勘探专业,从事区域地质调查研究工作。E-mail:xulu19850806@126.com

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20170824.1748.036.html数字出版日期2017-08-24 17:48

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.05.001