肖光榮
(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),江西 南昌 330030)
贛西西部系指江西省萍鄉(xiāng)市至豐城以北、上栗至南昌以南地區(qū),地質(zhì)上稱為“萍樂坳陷帶西段”,為揚(yáng)子克拉通盆地南緣一個拉分邊緣盆地。該區(qū)地處“欽-杭結(jié)合帶”中段,就沉積作用而言,具有揚(yáng)子克拉通盆地與華南活動大陸邊緣盆地的過渡性質(zhì)。由于“欽-杭結(jié)合帶”為我國一重要的成礦帶(胡肇榮等,2009)。因此,運(yùn)用“旋回地層學(xué)”的理論對中晚二疊世地層進(jìn)行研究,不但可以建立本區(qū)該時(shí)段的旋回層序地層系統(tǒng),而且為本區(qū)的地殼運(yùn)動及其規(guī)律提供基礎(chǔ)資料。贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)在區(qū)調(diào)工作中,曾對這段地層進(jìn)行過旋回地層研究,對其米級旋回層序進(jìn)行了上千個數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),本文在這些資料研究基礎(chǔ)上整理成文。
旋回地層學(xué)是在層序地層學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的述語是可以相互對應(yīng)的。層序地層學(xué)是以正層序?yàn)榛締卧?三級層序),而旋回地層層序則以露頭可識別的“米級旋回”(間斷-加積旋回)作為基本單元,它一般屬5~7級旋回,被認(rèn)為是由于地球軌道旋回造成的冰蓋擴(kuò)大或消融而導(dǎo)致的海平面相對下降或上升產(chǎn)生的旋回,稱其為“冰川型海平面變化旋回”(梅冪相等,1995)。四級以上旋回的海平面變化則可能是由于板塊運(yùn)動造成洋盆的擴(kuò)大和縮小導(dǎo)致,則被稱為“構(gòu)造型海平面變化旋回”。本文是在生物地層及年代地層研究的基礎(chǔ)上(曾書明等,2000),從“巖性、巖相、相序”研究入手,進(jìn)而探討各種類型米級旋回層序特征以及它們的垂向疊置方式,以此進(jìn)行三級旋回層序的劃分及盆地演化特征分析。對二疊紀(jì)中世至晚世各地層系統(tǒng)地統(tǒng)計(jì)了1000余個米級旋回層序,據(jù)此劃分出6個三級旋回層序(SQ1-6)。
本文所指的旋回層序是一個有成因聯(lián)系的沉積序列,其頂、底界面隸屬于不同級別的海平面升降變化旋回而產(chǎn)生的環(huán)境加深效應(yīng)及變淺效應(yīng)的“相變面”或“相變不連續(xù)面”,它可以是“暴露間斷面”,也可以是“淹沒間斷面”,甚至是整合面(梅冪相等,2005)。米級旋回層序是指地層記錄中在露頭上能直接識別的,幾十厘米至幾米厚的地層堆積作用單元,為異成因機(jī)制下的間斷—加積作用過程的產(chǎn)物。它為最小級別反映海平面升降的旋回,大致相當(dāng)層序地層的準(zhǔn)層序(梅冪相等,2005)。研究區(qū)中、晚二疊世包括了中二疊統(tǒng)雞公嶺組、棲霞組、小江邊組、茅口組、南港組,上二疊統(tǒng)樂平組、七寶山組及長興組所見米級旋回層序有濱海相、淺海相及深海相。
(1)環(huán)潮坪型米級旋回層序。本區(qū)見到碎屑巖潮坪與碳酸鹽潮坪,前者見于晚二疊世樂平組,其米級旋回層序?yàn)槟鄮r(或粉砂巖)—細(xì)至中粒巖屑石英砂巖(混合潮坪),見小型槽狀層理、雙向斜層理、底沖刷現(xiàn)象常見,見植物化石碎片及舌形貝化石。為潮間帶型的米級旋回層序;碳酸鹽潮坪型米級旋回層序相序?yàn)楹锼樾?砂屑)灰?guī)r—細(xì)晶白云巖,萍鄉(xiāng)福田為一種特殊類型的米級旋回層序類型,相序?yàn)樯寄嗑Щ規(guī)r—巨晶灰?guī)r,后者為巨形方解石單晶或集合體,為淡水作用的結(jié)果,為潮上帶的產(chǎn)物。
(2)瀉湖型米級旋回層序。僅見淡化瀉湖,于樂平組老山段上部。其相序?yàn)槟鄮r(或粉砂巖)—細(xì)至中粒砂巖。前者含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核,水平層理、波狀層理及透鏡狀層理,產(chǎn)少量腕足類及植物化石。后者見脈狀層理、透鏡狀層理及緩波狀層理,含少量腕足類及植物碎屑化石,并見生物擾動。米級旋回層序下部單元為瀉湖相,上部單元為潮汐作用砂壩微相,反映了一個向上變淺的沉積序列。
當(dāng)瀉湖隨著海平面下降湖面逐漸縮小后,則形成沼澤環(huán)境的米級旋回層序,其相序?yàn)槟鄮r(或粉砂質(zhì)泥巖)—炭質(zhì)泥巖(或薄煤層)。局部地段夾石英細(xì)砂巖條帶及鮞狀菱鐵礦層,產(chǎn)植物、植物碎片及植物根化石。
(1)淺海陸棚型米級旋回層序。典型的淺海陸棚型米級旋回相序?yàn)楸訝钅鄮r—細(xì)砂巖薄層或透鏡體,局部可見硅質(zhì)巖夾層。水平或微波狀水平層理,含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核。產(chǎn)菊石、腕足、單體珊瑚、鸚鵡螺等化石。常見順層面分布的覓食蟲跡。
(2)碳酸鹽臺地型米級旋回層序。見于各碳酸鹽巖地層中,為一廣泛發(fā)育的米級旋回層序。由中—厚層狀生物碎屑泥晶灰?guī)r—厚至巨厚層狀泥晶生物碎屑(藻)灰?guī)r組成的一個由下向上逐漸變淺的旋回層序序列。沉積物中以灰砂、灰泥為主,形成生物碎屑、砂屑粒泥灰?guī)r、泥?;?guī)r,巖石中偶見鮞粒及亮晶方解石等高能產(chǎn)物。生物群以窄鹽度的蜓、珊瑚、海百合莖、苔蘚蟲、腕足類等為主,尤以藻類特別發(fā)育,往往形成泥晶藻灰?guī)r。可見生物擾動。說明海水鹽度正常,處于浪基面以下的開闊海域。局部可見廣鹽度的雙殼類、螺類、介形蟲等,可能為海底隆起區(qū)海水略有淡化的反映。根據(jù)生物組合特征,海水深度當(dāng)在30 m以內(nèi)。
(3)臺內(nèi)斜坡型米級旋回層序。該相系指臺地內(nèi)地形起伏形成,規(guī)模較小,表現(xiàn)其米級旋回層序是薄的夾層居于臺地沉積物之中。米級旋回層序?yàn)槟嗑Щ規(guī)r—中層狀泥晶砂礫屑灰?guī)r。前者為原地沉積物,后者則為海平面下降時(shí)海底高地暴露遭受風(fēng)化作用,致使巖石成為礫粒,當(dāng)受外力作用,礫石順坡而下被運(yùn)移至坡腳堆積而成??傮w為一向上變淺的沉積過程。
(4)淺灘型米級旋回層序。本文所指的淺灘相系指臺緣淺灘,發(fā)育于研究區(qū)北部的江西上栗至南昌一線的長興組。茅口組與南港組的局部地區(qū),于臺地相沉積物中亦出現(xiàn)薄的淺灘相米級旋回層夾層,為臺地中局部高能帶的產(chǎn)物,兩者層序基本一致。相序?yàn)榱辆锼樾?或藻)灰?guī)r—亮晶礫屑灰?guī)r,巖石中還含有大量內(nèi)碎屑,以砂屑為主。相序中偶然出現(xiàn)白云巖,其中溶孔發(fā)育,孔內(nèi)充填泥晶方解石或白云石,標(biāo)志時(shí)有暴露的淡水作用。生物以藻為主,并見有蜓、有孔蟲、棘屑、苔蘚蟲、腕足類、雙殼類、螺、介形蟲等狹、廣鹽度生物群,表明海水極淺,可能在15 m以內(nèi)。
(5)開闊陸相型米級旋回層序。系指斜坡與臺盆之間的平坦海域,水深幾十米至100 m左右,氧化環(huán)境,鹽度正常,循環(huán)良好,浪底以下,但大風(fēng)暴可以影響本區(qū),為典型的較深淺海環(huán)境。其米級旋回層序?yàn)楹亢嗄嗑锼樾蓟規(guī)r(或泥灰?guī)r)——泥晶灰?guī)r,局部層段中還可以出現(xiàn)薄的硅質(zhì)巖夾層或似層狀燧石,以及泥質(zhì)條帶,水平層理發(fā)育。生物較少,有腕足類、雙殼類以及斯塔夫蜓類,并見細(xì)小介殼生屑順層排列。周祖仁(1982)在研究湘東南棲霞組蜓類時(shí)認(rèn)為,斯塔夫蜓類一般不與其它蜓類共生,這種分布的“排它性”表明偏愛的生活環(huán)境與其它非斯塔夫蜓不同,據(jù)巖性推測它生活于較深的環(huán)境之中。
宜春慈化的小江邊組沉積系列中,見4個風(fēng)暴沉積旋回,組成了一個風(fēng)暴沉積系列。每一旋回中的風(fēng)暴高峰期見強(qiáng)烈底蝕作用形成的波狀沖刷面。強(qiáng)烈的生物作用形成了以蜓為主并見有孔蟲、棘屑的介殼層,其中還見有燧石碎屑。衰減期則形成粒序?qū)永?,由蜓的含量向上逐漸減少清楚顯示。衰減后期則形成由黑色有機(jī)泥質(zhì)顯示的丘狀層理。平息期則為細(xì)粒懸浮物沉淀形成的微—泥晶灰?guī)r。這種旋回性結(jié)構(gòu)是“自旋回”機(jī)制控制下的產(chǎn)物,所以,暫不稱其為米級旋回層序(梅冪相,1995)。這一風(fēng)暴系列夾持于開闊陸棚沉積物之中,說明此環(huán)境水深在正常浪基面之下,風(fēng)暴浪基面之上的開闊陸棚區(qū),為淺海區(qū)中最深部位的沉積物之一。
主要見于棲霞組下部,小江邊組,南港組及七寶山組。
(1)次深海臺盆型米級旋回層序。次深海臺盆型米級旋回層序有多種類型,主要有:瘤狀灰?guī)r—夾似層狀燧石的薄層狀泥晶灰?guī)r;泥巖—薄層狀泥晶灰?guī)r;硅質(zhì)巖—泥巖(或泥灰?guī)r);硅質(zhì)巖—薄至中層狀泥晶灰?guī)r等相序。雖然巖石組合不盡一致,但均反映出由深變淺的沉積序列。其中見微細(xì)水平層平及微波狀水平層理,含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核,產(chǎn)豐富的菊類化石。硅質(zhì)巖中見大量海綿骨針及少量放射蟲,層面蟲跡常見,底棲的腕足類、雙殼類等多順層定向排列,推測它們可能是死亡后移運(yùn)于此再沉積的產(chǎn)物。依據(jù)沉積構(gòu)造、生物組合,以及自生礦物等標(biāo)志,說明形成環(huán)境當(dāng)在50 m以下的次深海,由SiO2膠體、泥質(zhì)、鈣質(zhì)物在還原環(huán)境中形成,并以加積沉積作用為主。
(2)深海臺盆型米級旋回層序。僅見于七寶山組。這一環(huán)境的米級旋回層序巖石非常單調(diào),為黑色薄—中層狀硅質(zhì)巖。巖石的單層厚薄顯示米級旋回層序。巖石中水平紋理非常發(fā)育,含黃鐵礦。生物以放射蟲為主,有時(shí)含量可達(dá)30%以上。硅質(zhì)海綿骨針常見。由于這一環(huán)境陽光不達(dá)海底,氧氮不足,導(dǎo)致底棲生物消失,由生活于海洋上層的以放射蟲為主的硅質(zhì)骨骼下沉為主的硅質(zhì)軟泥組成?,F(xiàn)代這類軟泥位于橫穿赤道的太平洋中,水深4 600 m,寬約200 km的狹長地帶之中,水深大于50 m(殷鴻福等,1995)。
這一米級旋回層序僅分布于宜春竹亭至樂平柯山一線,帶寬約10 km,呈北東向展布。說明該區(qū)為一拉張裂陷槽,與臘市—石港深大斷裂的活動密切相關(guān)(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1984)。
選取宜春烏石嶺棲霞組剖面、窯上小江邊組剖面、太平橋茅口組—南港組剖面為代表進(jìn)行論述。將柱狀中不同背景的沉積古地理環(huán)境所發(fā)育的不同類型米級旋回層序置于柱狀之中,就可以清晰地看出海平面升降變化,由此可區(qū)分出四個三級旋回層序(表1,圖 1)。
(1)雞公嶺組至棲霞組米級旋回層序及相序垂直疊加形式。雞公嶺組至棲霞組構(gòu)成一個三級旋回層序,它是在馬平組頂部與淡水作用有關(guān)的白云巖為代表的暴露不整合面的基礎(chǔ)上開始接受沉積,經(jīng)典序?qū)拥貙訉W(xué)稱其為“I型不整合面”。海侵初期(低位期)由(砂屑)生物碎屑泥晶灰?guī)r—泥晶生物碎屑灰?guī)r組成的多個開闊臺地型米級旋回層序疊置組成;海進(jìn)期則為薄—中層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r—厚層狀夾似層狀硅質(zhì)灰?guī)r的開闊陸棚型米級旋回層序演化為泥巖—含炭泥巖的次深海臺盆的米級旋回層序;高位期由2個開闊陸棚型米級旋回層序系列—次深海臺盆型米級旋回層序系列—開闊臺地型米級旋回系列組成。高位期頂部則出現(xiàn)泥晶藻灰?guī)r—白云巖組成的環(huán)潮坪米級旋回層序,表現(xiàn)出明顯的強(qiáng)迫型海退沉積作用,代表了海退的頂點(diǎn)。它們總體組成了一個三級海平面升降旋回層序(SQ1)。
(2)小江邊組—茅口組下部米級旋回層序及垂直疊加形式。這一三級旋回層序由泥晶砂礫屑白云巖—泥昌灰?guī)r組成的緩斜坡型米級旋回層序—泥晶灰?guī)r與藻泥晶灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序—泥灰?guī)r與泥晶灰?guī)r組成的開闊陸棚型米級旋回層序(其中還見有風(fēng)暴沉積層)--鈣質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉晶灰?guī)r組成的次深海臺盆型米級旋回層序。它們組成了一個海進(jìn)沉積序列;上部則由鈣質(zhì)泥巖與瘤狀生屑灰?guī)r與含生物碎屑疊層石泥晶灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序,再向上則相變?yōu)槟嗑Щ規(guī)r與泥晶云灰?guī)r組成的環(huán)潮坪型米級旋回層序,反映了一個向上變淺的沉積序列,兩者共同構(gòu)成了一個海平面上升下降的旋回,因此,本三級旋回層序?yàn)橐弧昂_M(jìn)—海退”層序(SQ2)。
(3)茅口組中上部米級旋回層序及垂向疊加形式。該旋回層序(SQ3)是在潮坪間歇暴露面的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,為I型層序界面。低水位早期由淺斜坡型米級旋回層序至環(huán)潮坪型米有旋回層序組成。前者的米級旋回層序的相序?yàn)樯靶寄嗑Щ規(guī)r—泥晶砂礫屑白云巖,環(huán)潮坪型米級旋回層序的相序?yàn)槟嗑锼樾蓟規(guī)r—含生物碎屑灰云巖,它們具有階梯性海平面下降的特點(diǎn),由此,這一米級旋回層序系列可能為強(qiáng)迫型海退作用的沉積物。低水位晚期則由開闊臺地型米級旋回層序及環(huán)潮坪型米級旋回層序疊置構(gòu)成,標(biāo)志海進(jìn)作用已經(jīng)開始;海進(jìn)期的沉積由生物碎屑泥晶灰?guī)r—泥晶藻灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序開始,向上演化為含炭含泥泥晶灰?guī)r—生物碎屑泥晶灰?guī)r組成的開闊陸棚型米級旋回層序至泥灰?guī)r—泥晶生物碎屑灰?guī)r組成的次深海臺盆型米級旋回層序,清晰地反映了一個海進(jìn)沉積序列;高位早期由開闊臺地型米級旋回層序至環(huán)潮坪型米級旋回層序組成,中期由次深海臺盆型米級旋回層序、開闊臺型米級旋回層序及環(huán)潮坪型米級旋回層序組成,晚期則由開闊臺地型米級旋回層序—開闊陸棚型米級旋回的2個序列疊置構(gòu)成。高位期的垂向序列清楚反映了一個海平面總體下降的過程。
(4)南港組米級旋回層序及垂向疊加形式。南港組組成了一個三級旋回層序(SQ4),下部由泥灰?guī)r—泥晶灰?guī)r組成的開闊陸棚型米級旋回層序與由生屑泥晶灰?guī)r—泥晶藻灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序的2個旋回組成了三級旋回層序的海進(jìn)期沉積;高位期則由開闊陸棚型米級旋回層序—開闊臺地型米級旋回層序—由泥晶灰?guī)r與白云巖組成的環(huán)潮坪型米級旋回層序垂向疊置構(gòu)成,反映了一個海平面緩慢下降的沉積過程。
晚二疊世地層共劃分出2個三層旋回層序(SQ5,SQ6)。
(1)樂平組—七寶山組下部米級旋回層序及垂向疊加形式。樂平組是在東吳運(yùn)動不整合面的基礎(chǔ)上開始接觸沉積,宜春西村見標(biāo)志“古土壤”存在的“渣狀土”,萬載黃茅則在界面處見厚約40 cm的海進(jìn)滯留礫石層,宜春慈化在界面處見有古卡期特巖溶地貌。因此,本層序(SQ5)界面為一長期暴露的剝蝕面,即I型不整合界面。低位期的沉積由含炭泥巖—巖屑石英細(xì)砂巖組成的瀉湖型米級旋回層序與泥巖(或粉砂巖)—細(xì)至中粒石英砂巖組成的環(huán)潮坪型米級旋回層序構(gòu)成,代表了海進(jìn)初期的沉積特征;海進(jìn)期則由瀉湖型米級旋回層序—環(huán)潮坪型米級旋回層序—含炭泥巖與泥巖組成的次深海臺盆型米級旋回層序構(gòu)成,反映了一個快速的海進(jìn)過程;高位早期由泥晶灰?guī)r與粉—細(xì)晶白云巖組成的環(huán)潮坪型米級旋回層序,巨厚層狀泥晶灰?guī)r—生物碎屑泥晶灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序,泥巖組成的次深海臺盆型米級旋回層序疊置構(gòu)成。晚期則由開闊臺地型米級旋回層序—環(huán)潮坪型碳酸鹽巖組成的米級旋回層序組成的3個垂向疊加的米級旋回層序序列組成,它們總體上反映了一個海平面逐漸下降的沉積過程,尤其是高位晚期表現(xiàn)出明顯地海平面階地形下降作用,因此,仍應(yīng)為強(qiáng)迫性海退的沉積(圖3)。
圖1 中二疊統(tǒng)米級旋回層序剖面柱狀圖Fig.1 The meter-scale cyclic sequences section column in middle Permian
圖2 上二疊統(tǒng)米級旋回層序剖面柱狀圖Fig.2 The meter-scale cyclic sequences section column in upper Permian
(2)七寶山組上部—長興組米級旋回層序及垂向疊加形式。該三級旋回層序(SQ6)是從厚—巨厚層狀泥晶灰?guī)r與生物碎屑泥晶灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序開始,向上迅速演化為硅質(zhì)巖與內(nèi)碎屑灰?guī)r組成的次深海臺盆型米級旋回層序,隨后再相變?yōu)楣栀|(zhì)巖以厚薄變化為特征的深海臺盆型米級旋回層序,反映了海平面快速上升的退積沉積作用。海退期開始時(shí),由單一巖性的中層狀泥晶灰?guī)r組成的米級旋回層序,亮晶泥晶灰?guī)r組成的低能淺灘型米級旋回層序及由泥晶灰?guī)r—硅質(zhì)巖—礫屑灰?guī)r組成的緩斜坡型米級旋回層序的沉積序列為代表。其上為生物碎屑泥晶灰?guī)r與泥(粉)晶內(nèi)碎屑灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序,含生屑砂屑灰?guī)r與細(xì)晶白云巖組成的環(huán)潮坪型米級旋回層序,垂向上出現(xiàn)兩個旋回,代表了SQ6高位期海平面高點(diǎn)的沉積。同時(shí)說明,此時(shí)海平面振蕩頻繁。上部由生物碎屑泥晶灰?guī)r—亮晶生物碎屑灰?guī)r—亮晶生物碎屑含云灰?guī)r組成的淺灘型米級旋回層序與含生物碎屑泥晶灰?guī)r與生物碎屑泥晶灰?guī)r組成的開闊臺地型米級旋回層序。垂向上兩者相互疊置,共見三個旋回,兩者并不反映海水深淺的變化,更多的是海水能量的差別。由于本三級旋回層序只能劃分出海進(jìn)與海退兩個階段,所以,SQ6為一“海進(jìn)—海退”層序。
綜合上述,贛西西部中、晚二疊世地層共劃分出6個三級旋回層序,其中I型層序3個,“海進(jìn)—海退”層序3個。長興階頂界年齡為250 Ma,羅甸階底界年齡為283 Ma(金玉圩,2000),大致相當(dāng)本區(qū)棲霞組至長興組,共延續(xù)約33 Ma,平均每一個三級海平面升降旋回約5.5 Ma。中二疊世的延續(xù)時(shí)限為25 Ma,見米級旋回層序341個,平均米級旋回層序約7.3萬年。在淺水(如潮坪相、開闊臺地相等環(huán)境)沉積過程中,海底剝蝕作用常見,同時(shí),統(tǒng)計(jì)時(shí)亦可能遺漏,丟失了不少米級旋回,因此,米級旋回時(shí)限可能相當(dāng)?shù)厍蜍壍傈S赤交角旋回(約四萬年周期)。
中二疊世初期(雞公嶺組)又一次海侵波及本區(qū),船山期末大面積暴露的陸地隨著海侵的擴(kuò)大,淪為開闊臺地,沉積了一套中層狀泥晶生物灰?guī)r的臺地沉積物。海侵的進(jìn)一步擴(kuò)大,九嶺古陸沒入水下,揚(yáng)子海與華南海真正連成一片,成為廣闊的海域。棲霞早期,本區(qū)主體為硅質(zhì)巖相、泥巖相及泥灰?guī)r相構(gòu)成的次深海臺盆,西部的萍鄉(xiāng)至宜春為硅質(zhì)巖相的深海臺盆相;東部的新余則為灰?guī)r相、泥巖相的開闊陸棚相,呈現(xiàn)出由南東向北西海水加深的變化規(guī)律。各相帶呈北東向展布,明顯受古地貌及地殼運(yùn)動不均勻沉降所控制。至棲霞中期,原深海臺盆相區(qū)已相變?yōu)槟鄮r相與灰?guī)r相組成的次深海臺盆相,晚期則演化為含群體四射珊瑚的開闊臺地相,末期出現(xiàn)白云巖為代表的潮坪相。因此,棲霞期具有由淺變深又變淺的沉積相序特征。
進(jìn)入小江邊期為一海平面快速上升期,表現(xiàn)為泥灰?guī)r相與硅質(zhì)巖相組成的次深海臺盆沉積廣布。上栗至萬載黃茅一帶見斜坡相的重力流礫屑灰?guī)r沉積,說明其北的九嶺古陸仍為一水下隆起,且具有一定的高度。至小江邊晚期,則出現(xiàn)瘤狀灰?guī)r,雖然仍為次深海盆地相沉積物,但海水則較前者為淺。進(jìn)入茅口期,出現(xiàn)灰?guī)r相的開闊臺地,白云巖相的潮坪沉積。垂向上構(gòu)成了一個快速海平面上升又下降的三級旋回層序沉積序列。
茅口中晚期,高安至萬載均以灰?guī)r相的開闊臺相為主,臺地邊緣的宜春—上高以南地區(qū)出現(xiàn)緩斜坡重力流礫屑灰?guī)r相沉積,反映了一北高南低的古地貌格局。其上則出現(xiàn)厚約40 m的泥灰?guī)r相與泥晶灰?guī)r相組成的次深海臺盆型米級旋回層序,雖然時(shí)間短暫,但仍為一次明顯的海侵。茅口晚期本區(qū)以灰?guī)r相的開闊臺地相為主,灰?guī)r單層厚由中層狀—厚層狀—巨厚層狀直至塊層狀,表明由下至上海平面逐漸下降的沉積過程。從其垂向巖相序列演化,茅口晚期仍為一三級海平面的“海進(jìn)—海退”旋回。
南港期最突出的表現(xiàn)是不均勻沉降明顯加劇。高安以及萍樂坳陷西緣的開闊臺地由于地臺下沉轉(zhuǎn)變?yōu)殛懪锵喑练e,萍鄉(xiāng)—樟樹則為泥巖相與硅質(zhì)巖相的次深海臺盆沉積,其南側(cè)為硅質(zhì)巖相的深海臺盆。相帶的展布清晰反映出北高南低的古地貌格局,垂向上的相序則反映了一個快速的海進(jìn)過程。晚期原為次深海臺盆區(qū)的萍鄉(xiāng),則演化為灰?guī)r相的開闊臺地沉積區(qū),至南港期結(jié)束,全區(qū)上升成陸,出現(xiàn)古土壤、古風(fēng)化殼,以及海進(jìn)滯留礫石等暴露標(biāo)志。綜上所述,南港為一海進(jìn)—海退沉積的三級旋回。
晚二疊世樂平組為新的一輪海侵。早期宜春至進(jìn)賢隆起成為一橫恒江西省中部的近東西向以花崗巖為主的長形島嶼,向周邊沉積區(qū)提供了大量碎屑物質(zhì),致使周邊地區(qū)的樂平組官山段粗碎屑沉積物以長石石英砂巖為主。島的西側(cè)為粉砂巖相、泥巖相、含炭泥巖相組成的外陸棚沉積,標(biāo)志一個海進(jìn)沉積序列。樂平晚期早時(shí),原次深海臺盆沉積區(qū),演化為灰?guī)r相的開闊臺地,其南的次深海臺盆區(qū)則淪為瀉湖及砂壩。兩者共同構(gòu)成了一個三級海平面升降旋回的沉積序列。
樂平晚期晚時(shí),海平面又快迅抬升,萍鄉(xiāng)地區(qū)為硅質(zhì)巖相的深海盆地,其余地區(qū)均為泥巖相或粉砂巖相組成的次深海臺盆,形成一淹沒不整合面。僅北西角的萬載黃茅見亮晶顆粒灰?guī)r相的淺灘沉積,可能為臺盆中的水下局部隆起。長興期萬載至南昌,為亮晶顆粒灰?guī)r相的介殼灘,其余地區(qū)則以灰?guī)r相的開闊臺地沉積為主。相帶展布仍呈北東向,垂向相序的變化則表現(xiàn)出了海進(jìn)—海退的三級旋回。
綜上所述,從巖相古地理的垂向變化分析,中二疊世至晚二疊世有四次明顯的拉張期,即棲霞早期、小江邊期、南港期,以及樂平晚期,它們均表現(xiàn)為由淺海相突然相變?yōu)樯詈O?,沉積物則表現(xiàn)為臺地相的灰?guī)r突變?yōu)槟鄮r、泥灰?guī)r夾硅質(zhì)巖的次深海臺盆的沉積。尤其是樂平晚期,則相變?yōu)榉派湎x硅質(zhì)巖的深海臺盆相,它們在空間上呈狹長的北東向條帶,為陸表海中拉張的裂陷槽或深海溝。表明拉抻與擠壓作用頻繁交替,除說明印支運(yùn)動作用強(qiáng)烈外,而且可能與欽杭造山帶的“開、合”運(yùn)動密切相關(guān)。
(1)運(yùn)用“旋回地層學(xué)”理論和方法,對研究區(qū)中、晚二疊世地層的1000余個“米級旋回”的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及沉積環(huán)境的研究,共劃分出6個三級旋回層序,其中I型層序3個,海進(jìn)—海退層序3個。它們的延續(xù)時(shí)間約33 Ma,平均每一三級層序的時(shí)限約5.5 Ma。
(2)中二疊世于研究區(qū)共見米級旋回層序341個,它們可劃分為環(huán)潮型、瀉湖型、陸棚型、臺地型、臺內(nèi)斜坡型、開闊陸棚型、次深海臺盆型及深海臺盆型等類型。由于中二疊世時(shí)限為25 Ma,因此,每一米級旋回層序?yàn)?.3萬年??紤]到海底剝蝕作用及統(tǒng)計(jì)中的遺漏造成的米級旋回的丟失,因此,米級旋回層序可能相當(dāng)?shù)厍蜍壍傈S赤交角旋回(4萬年周期)。
(3)研究區(qū)處“欽—杭結(jié)合帶”中段,其地殼活動與欽杭造山帶密切相關(guān)。通過米級旋回層序的研究,棲霞早期、小江邊期、南港期及樂平晚期均由淺海相突變?yōu)樯詈O嗟墓琛唷⒒摇喑练e,是為陸表海中的拉伸裂陷槽或深海溝,表明有4次明顯的拉伸期。這種拉伸與擠壓作用的交替,除說明印支運(yùn)動在研究區(qū)活動強(qiáng)烈外,同時(shí)亦為欽杭造山帶的“開、合”構(gòu)造作用在本區(qū)的反映。
致謝:本文成文過程中得到了覃兆松教授級高級工程師的精心指導(dǎo),在此深表謝意!
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