黔西北夜郎组分层特征与岩相古地理分析_黄继

黔西北夜郎组分层特征与岩相古地理分析 黄 继 四川省煤田地质工程勘察设计研究院 四川 成都 610045 摘 要 通过对三叠系下统夜郎组的岩性 岩相 结构构造 古生物组合和古生态等特征的综合分析 利用区域地质 普查与铁路隧道勘查成果 研究了贵州西北部夜郎组地层的分层特征与岩相古地理 早三叠世 该区处于浅海至滨海 沉积以台地相碳酸盐岩为主 夹少许粘土岩 夜郎组至茅草铺早期 海水略深 沉积物主要为石灰岩 生物主要为瓣鳃类 有较多藻类和少量菊石 茅草铺中晚期 海水变 浅 为局限海和泻湖 生物稀少 沉积物以白云岩为主 并有膏盐 从夜郎组岩石组合特征上看 第二 段上部约厚 20m 的淀晶 鲕粒石灰岩成为该层位岩性 厚度稳定的标志层 关键词 夜郎组 分层特征 岩相古地理 中图分类号 P53 文献标识码 A 文章编号 1004 5716 2011 03 0101 03 黔西北地区中 下统三叠系划分为下三叠系夜郎 组 茅草铺组和中三叠统关岭组 分别对应于印度阶 Induan 奥伦尼克阶 Olenekian 和安尼阶 Anisian 在上扬子地区 中 下三叠统的岩石特征在横向上 变化较大 黔西北区与邻区的地层划分与对比详见 表 1 表 1 黔西北及邻区中 下三叠统划分对比表 地层系统四川盆地渝东鄂西黔西北 上统须家河组 沙溪镇组 二桥组 三 叠 系 中统 拉丁阶 Ladinian 天井山组 川西 安尼阶 Anisian 雷口坡组巴东组关岭组 狮子山段 松子坎段 下统 奥伦阶 Olenekian 嘉陵江组嘉陵江组茅草铺组 印度阶 Induan 飞仙关组大冶组夜郎组 上二叠统长兴组 大隆组 夜郎组厚 464 36m 其中石灰岩占该组总厚的 53 泥页岩占该组总厚的 46 主要由灰色泥晶石灰 岩 蠕虫石灰岩 颗粒石灰岩与紫红色灰质泥页岩的互 层组成 生物组合带与邻区四川盆地的飞仙关组相似 1 地质背景 早三叠世 该区处于浅海至滨海 沉积以台地相碳 酸盐岩为主 夹少许粘土岩 夜郎组至茅草铺早期 海 水略深 沉积物主要为石灰岩 生物主要为瓣鳃类 有较 多藻类和少量菊石 茅草铺中晚期 海水变浅 为局限 海和泻湖 生物稀少 沉积物以白云岩为主 并有膏盐 在构造上 该区首先经历了前震旦纪板溪时期 为 深海 半深海火山碎屑岩及陆源类复理石组合 大略相 当于 地槽0 然后再经历震旦纪至晚三叠世早期 以台 地相碳酸盐岩组合为主 滨浅海砂页岩及含煤组合为 次 夹有铁铝粘土岩及磷块岩等 重要的沉积矿产都在 此阶段产生 各时代的碳酸盐岩尚是热液矿产的重要围 岩 大略相当于 台地0 最后为晚三叠世晚期以后 主 要为河湖相红色砂页岩组合及莫拉石组合 沉积厚度巨 大 地壳活动性增强 大略相当于 活化地台0或 地洼0 热液矿产主要在这个阶段形成 101 2011 年第 3期 西部探矿工程 收稿日期 2010 05 03 作者简介 黄继 1983 男 汉族 四川宜宾人 助理工程师 现从事资源与工程地质勘查与评价工作 2 夜郎组地层分层特征 夜郎组曾称夜郎系或梓槽组 时代属早三叠世早期 印度期 分布于黔北 黔西北及川东地区 为滨海 亚 浅海台地相碳酸盐岩与粘土沉积 主要由浅海相灰岩 泥岩 砂质泥岩及粉砂质泥岩组成 古生物以瓣鳃类最 多 菊石及腕足类少见 按岩性 岩石组合与化石不同 由下而上分为砂堡湾段 玉龙山段及九级滩段 2 1 砂堡湾段 T1y 1 夜郎组第一段 习称砂堡湾段 由黄绿 土黄 紫褐 色板状粘土岩 钙质粘土岩 粘土页岩夹泥晶石灰岩等 组成 沉积构造有平行纹层 斜层理 岩石中时见生物 碎屑 以瓣鳃类为主 厚 34 61m 与下伏二叠系呈整 合或假整合接触 2 2 玉龙山段 T1y 2 夜郎组第二段 习称玉龙山段或黄村坝段 上部为 浅灰色厚层块状淀晶豆 鲕粒石灰岩 厚20 30m 鲕 粒占 70 80 大小一般为 0 5 1mm 大者可达数 毫米 即为豆粒 外形呈圆形 椭圆形 有真鲕 假鲕 薄 皮鲕 复鲕 拖拉鲕等 以真鲕为主 同心圈一般在 5 15 圈 最多可达 30 余圈 鲕核为方解石 碎屑或生物 碎屑 鲕粒间为淀晶方解石胶结 沉积构造有斜层理 交错层理 岩石中常见生物碎屑与内碎屑 石灰岩中的 豆 鲕粒 可作为该层的标志层 中部为浅灰 灰色厚层块状泥晶石灰岩 时夹生物 碎屑 内碎屑泥晶石灰岩 内碎屑占 50 70 有砾 级与砂级两种 砾级大小在 2 5cm 砂级一般在 0 2 2mm 呈半棱角状 半浑圆状 形态不一 有长条形 椭 圆形 浑圆形等 排列大致成层 成分为泥晶石灰岩 碎 屑间为泥晶方解石胶结 生物碎屑主要为瓣鳃类 沉 积构造有平行纹层与条带状层理 时见斜层理 下部为浅灰色薄至中厚层泥晶石灰岩夹钙质粘土 岩 沉积构造有平行纹层 斜层理 少见 岩石中时有 瓣鳃类碎屑及有机质 本段总厚 164 477m 与下伏第一段呈整合过渡关 系 以泥晶石灰岩为主时即为本段开始 2 3 九级滩段 T1y 3 夜郎组第三段 习称九级滩段 岩性为紫红 棕褐 灰黑 土黄色薄层 板状钙质 粉砂质粘土岩 粘土页岩 夹浅灰 灰色中 薄层泥晶石灰岩 生物碎屑 内碎屑泥 晶石灰岩 本段风化后多呈紫红色色调 一般厚 67 82m 另外岩石沉积构造均以平行纹层为主 时见斜层 理 与下伏第二段呈整合接触 淀晶豆 鲕粒石灰岩 结束 粘土岩或肉红色石灰岩出现即为本段开始 2 4 本组各段化石特征 本组化石丰富 可分为两个 组合 下为 Claraia wang i Ophiceras 组合 代表第二段下部与第一段 其共 生重要分子还有 Claraia concentrica C hubeiensis C griesbachi C stachei 等 上为 Claraia aurita Eumor photis multiformis 组合 代表第二段中上部与第三段 其中 Claraia aurita 常见于第三段下部 且与 Eumor photis multiformis 共生 从上述生物组合面貌看 本 区夜郎组实为环太平洋海区 Eumorphotis multifor mis E iwanowi 等 与特提斯海区 Eumorphotis inae quicostata E hinnitidea E venetiana Claraia griesbo chi C aurita 等 的生物混生区 皆为印度期典型化石 3 夜郎组地层岩相古地理分析 贵州中 下三叠世由一 S0形相变带分隔成两大岩 相类型 北西侧以碳酸盐为主 南东侧以碎屑岩为主 S0形相变带可能与边缘堤有关 早三叠世为水下地埂 水下隆脊 中三叠世发展成生物堤礁 正是这个边缘 堤起着 海栏作用0像屏障似的阻挡着海水的南来北往 和生物 乔迁0 在一定程度上 使两侧自然地理环境迥 然不同 夜郎组属于早三叠世中的印度期 主要为粘土岩 石灰岩 现逐段分析如下 夜郎组第一段 主要为粘土岩夹泥晶石灰岩 以平 行纹层为主 时见斜层理 岩石中含生物碎屑 黄铁矿 1 3 有机质 少量 岩石颜色为灰黑 紫褐 黄 绿色 生物以足丝固着营底栖生活的瓣鳃 Claraia 为主 与半漂游的菊石 Ophiceras 为次 属弱还原的滨海 亚浅海相粘土质沉积 相当局限海台地相沉积 夜郎组二段 主要为泥晶石灰岩 时夹生物碎屑 内 碎屑 砾级为主 泥晶石灰岩 局部还夹粘土岩 以平行 纹层与条带状层理为主 波状层理 斜层理少见 岩石中 含黄铁矿 小于 1 与少量有机质 岩石颜色灰 浅灰 色 生物以营底栖生活的瓣鳃类 Claraia Eumorphotis 为主等 属气候温暖 海水正常平静时有波动的开阔海 台地相碳酸盐沉积 上部为淀晶豆 鲕粒石灰岩 有平 行纹层 斜层理 交错层理 岩石中含大量生物碎屑 内 碎屑 豆 鲕粒同心圈多达 30 余圈 淀晶方解石胶结 岩石颜色浅灰 属气候温暖碳酸钙溶液达过饱和 水能 量大 海水动荡剧烈的台地边缘浅滩相沉积 夜郎组三段 主要为粘土岩夹生物碎屑 内碎屑泥 晶石灰岩 以平行纹层与条带状层理为主 时有交错层 理 岩石颜色紫红色为主 灰黑 黄绿色为次 生物以底 栖生活的瓣鳃类 Claraia Eumorphotis 为主 属干热潮 湿的局限海 开阔海台地相粘土质 碳酸盐沉积 4 结论 下转第 106页 102 西部探矿工程 2011 年第 3 期 5m 2m 则相应的高程精度为 0 5m 0 25m 0 1m 可见作为 1 1 万 1 5 千比例尺的高程控制网 精度较为容易满足 作为 1 2 千的地质详查则相对较为 困难 与上述5地质调查 GPS 测量规程6中要求高程精 度相等 可做进一步分析 因为 GPS 有其常规测量手 段不具备的优越性 就是基线边较长 点位不需要通视 通常布设完控制首级网和加密网后 不需要布设图根控 制网 按5地质矿产勘查测量规范6规定 图根点是测制 地形图和进行地质勘探工程测量的依据 而图根点相对 于邻近基本控制点的高程中误差不大于 1 10 等高距 即0 2m 则可适当将首级网和加密网的高程精度降到 高程中误差不大于 1 10 等高距即可 也可满足地质工 程高程精度要求 按5物化探工程测量规范6中精度要求最高的是精 测剖面 要求其点位相对高程中误差为图上 0 6mm 精测剖面比例尺为 1 2 千 则相对高程中误差为 1 2m 这样的精度对 GPS 高程测定是很宽泛的 因此这里不 再叙述 当然 最 简 捷 的 办 法 是 收 集 国 家 高 精 度 的 CQG2000 可对GPS 大地高做一次性转换 快速而且精 度均匀可靠 CQG2000 精度为 0 3 0 5m 近年来 许多省份进行了更高精度的大地水准面精 化 点位内插精度可达厘米级 不过收集费用较高 对于 要求高于上述5规范6 5规程6的 可采用该种方法高精 度转换 5 几点体会与建议 针对不同的地质勘探工程 依据不同的5规范6 5规 程6制定最为合理的 GPS 控制网 既要保证质量 也要 考虑缩短工天与减少费用 因此必须在外业施工前对工 区已有控制资料做外业踏勘与内业分析 观测结束后 在基线解算及网平差有不理想的情况下 应仔细分析资 料 缩小怀疑问题范围 因为地质工程绝大部分是山区 作业 控制网点基本上是布设在山顶 补测工作较为费 工费时 地质工程后续性较强 许多工区一做就是几年甚至 几十年 因此在布设 GPS 控制网时应做远景设计规划 不应只考虑当时单一的工种 而依照某一5规范6布设控 制网 致使日后再做重复工作 因为地质工程测量中 GPS 控制网基线边长较长 不利于测距边长投影后对比 另外高等级高程点也较 少 所以无论是平面网还是高程网一定要有外检核 才 能做最可靠的精度评定 参考文献 1 国家质量技术监督局 平面控制测量 高程控制测量和地 形测量 S 中国标准出版社 2001 3 28 2 中国地质调查局 加密控制测量 S 中国标准出版社 2004 4 10 3 中华人民共和国地质矿产部 物化探 GPS 定位测量 S 中 国标准出版社 1995 7 9 4 国家质量技术监督局 网的技术设计 选点与数据处理 S 中国标准出版社 2001 3 5 11 15 上接第 102 页 通过对黔西北地区夜郎组地层分层特征与岩相古 地理的分析可以看出 区内三叠纪以台地相粘土质沉积 开始 经过碳酸盐沉积 石灰岩 白云岩 最后到近海湖 沼砂质沉积结束 形成一个完整海进到海退沉积的全过 程 在沉积全过程中 由于沉积环境周期性变化 又组 成了下部粘土岩 中部石灰岩 上部白云岩的次一级相 多旋回特征 在夜郎组所属的早三叠世 海水漫入区内 S0形边 缘堤初露出角 呈水下隆脊出现 但早期控制作用不显 著 区内在海水正常畅通 生物较繁盛 在气候温暖环境 下沉积了粘土岩与石灰岩 晚期水下隆脊作用加强 曾 一度阻碍了区内海水与外界的畅通 形成半封闭 封闭 海水咸化 生物衰退 气候炎热环境下沉积了白云岩 从夜郎组岩石组合特征上看 第二段上部约厚 20m 的淀晶 鲕粒石灰岩成为该层位岩性 厚度稳定的标志 层 参考文献 1 息烽幅