神农架群地层层序初探.docx
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神农架群地层层序初探
神农架群地层层序初探
摘要:
根据大量的区调资料,运用现代沉积学理论的分析方法,通过地层剖面的横向对比,将中元古代神农架群自下而上划分为郑家垭组、石槽河组、大窝坑组、矿石山组等五个岩石地层单位,并在石槽河组中划分出大岩坪岩楔。
将原神农架群顶部的一套碎屑岩组合新建为青白口纪凉风垭组。
在详细研究岩性、岩相的变化规律的基础上,初步建立了神农架群的岩石地层格架,分析了中元古代神农架群裂谷盆地的发育史。
关键词:
神农架;中元古代;地层层序;岩石地层格架
1概况
神农架群由江涛、华媚春(1962)创名于湖北省神农架地区,原始定义:
指位于“石槽河群之下的一套具中级变质的火山喷发岩系及变质岩系”,时代为前震旦纪,厚度大于1040m。
《湖北省岩石地层》(1996)将神农架群定义为“是一套以白云岩为主的岩石组合,其次含有砂岩、粉砂岩、砾岩、火山岩、铁矿层等,岩石经轻微区域动力变质。
底部没有出露,顶与上覆马槽园群呈不整合接触,时代为中元古代,”自下而上划分鹰窝洞组、大岩坪组、乱石沟组、大窝坑组、矿石山组、台子组、野马河组、温水河组、石槽河组、送子园组、瓦岗溪组共11个组,总厚度大于12680m(表1)。
1:
25万神农架林区幅区调在总结、分析前人资料基础上,通过系统的野外调查和剖面研究,认为前人所建神农架群层序存在以下问题:
1、神农架群为一套以碳酸盐岩为主体的沉积地层,厚度达12km,与现代沉积理论不符。
2、地层单位的对比不合理,导致了地层序列的重复。
将凉风垭一带的碎屑岩系与九冲断裂西部碎屑岩系对比,称为台子组,二者岩石外貌虽然较相似,但在垂向序列存在极大差异。
前者与下伏矿石山组呈不整合接触、上覆莲沱组,为一套磨拉石(?
)-复理石建造的前陆盆地沉积物;后者下未见底,上伏斜坡相碳酸盐岩重力流沉积及台地相白云岩,为陆内裂谷碎屑岩系。
二者岩性组合特征及其在地层序列中的位置明显不同,大地构造背景亦不相同,分属不同时代的岩石地层单位;
3、地层单位的划分不合理,造成地层对比的混乱。
(1)将相同地层划为不同地层单位。
新华断裂东侧及石槽河一带以碎屑岩为主的岩石组合,前人认为分属“台子组”和“大岩坪组”,经证实为同一套地层,两者岩石特征相同,顶部均存在一套玄武质火山岩。
即原台子组(凉风垭一带除外)为神农架群下部地层,其上的地层是下部地层的重复;
(2)将不同地层划分为同一地层单位。
原“大岩坪组”经本次调查应包含两个部分,下部主要分布于新华断裂附近,以陆源碎屑岩夹火山岩为特征,属陆内裂谷阶段沉积物;上部主要分布于大岩坪-长坊一线,以白云质角砾岩、白云质细砾岩、白云质粉砂岩为主,为一套典型的斜坡相重力流沉积,其上为台地相白云岩覆盖。
两者为上、下关系,属盆地不同阶段沉积物。
4、理论认识的不足,将同一时期不同沉积环境、沉积相的沉积物划分为不同地层单位(马槽园群与大岩坪组),造成地层划分出现错误。
原马槽园群的建立缺乏依据,其与原大岩坪组之间的不整合界面并不存在,两者间岩性呈过渡关系,为斜坡相重力流不同部位的堆积物,其间界面为两次重力流沉积的刨蚀面。
马槽园群之上经调查有大窝坑组、矿石山组沉积;
5、对构造变形认识不足,部分地段建立的地层单位及序列不合理。
专题建立的神农架群最底部鹰窝洞组与“乱石沟组”应属同一地层,原建组剖面上地层不存在倒转,应为向斜构造;
由于以碎屑岩为主体的地层划分对比存在问题,导致所建立的神农架群地层层序混乱。
原“大
表1神农架群划分对比沿革表
江涛
(1962)
杨开济
(1962)
湖北省地质局综合队(1965)
中南地质研究所(1972)
1:
20万
(1974)
专题
(1987)
本次区调
上震
旦系
灯影组
震
旦
系
灯影组
震
旦
系
灯影组
震
旦
系
灯影组
震
旦
系
灯影组
震
旦
系
灯影组
震
旦系
灯影组
陡山沱组
陡山沱组
陡山沱组
陡山沱组
陡山沱组
陡山沱组
陡山沱组
中
震
旦
系
南
沱
组
冰碛岩
板岩
砂砾岩
冰碛岩
砂岩
冰碛岩
砂岩
南沱冰碛岩
南沱砂岩
南沱冰碛岩
南沱组
南
华
系
南沱组
大塘坡组
大塘坡组
坪阡组
坪阡组
南沱砂岩
莲沱组
莲沱组
马槽园组
马槽园群
青白
口系
凉风垭组
黑色板岩
黑色板岩
黑色硅质岩
黑色硅质岩
神农
架群
上
亚群
瓦钢溪组
神农
架群
瓦钢溪组
中
元
古
界
神农
架群
矿石山组
下
震
旦
系
石槽河组
小神农
架群
伍子坪群
高桥河组
前震
旦系
上
亚
群
石槽河组
送子园组
送子园组
石槽河组
铁厂河组
中
亚群
石槽河组
石槽河组
大窝坑组
温水河组
石槽河组
野马河组
羊圈河组
台子组
台子组
郑家垭组
前
震
旦
系
神农架群
元古界
大神农
架群
神农架群
红河组
下
亚
群
黑水河组
下亚群
矿石山组
矿石山组
荒草坪组
大窝坑组
大窝坑组
韭菜
垭子组
王龙亭组
乱石沟组
乱石沟组
大岩坪组
大岩坪组
鹰窝洞组
岩坪组”以上前人划分为乱石沟组、大窝坑组、矿石山组;台子组以上划分为野马河组、温水河组、石槽河组、送子园组、瓦岗溪组,其中野马河组、温水河组是《神农架上前寒武纪》专题从石槽河组中解体出来的地层单位。
通过调查,“乱石沟组”与“野马河组、温水河组、石槽河组(下部)”地层相当,原“石槽河组(中部)”紫红色岩系之上的白云岩与大窝坑组相当;送子园组、瓦岗溪组分别相当于矿石山组下部(含赤铁矿层)和上部。
2主要剖面介绍(图1)
1.湖北省神农架林区新华郑家垭中元古代神农架群郑家垭组(Pt2z)—石槽河组(Pt2s)实测剖面,位于神农架林区东部新华乡郑家垭,处于新华断裂东侧以神农架群构成的不完整背斜的东翼。
上覆地层:
南华纪南沱组(Nh2n)
24层深灰色冰碛砾岩19.088m
~~~~~~~角度不整合~~~~~~~~~
神农架群石槽河组(Pt2s)137.964m
23层浅灰色中厚层状白云岩夹少量硅质条纹、硅质结核白云岩和砂泥质条纹状白云岩58.248m
22层暗灰色中厚层状白云岩角砾岩11.399m
21层深灰色含白云质不等晶灰岩7.215m
20层深灰色含粉砂含炭质页岩1.651m
19层灰色、浅灰色中厚层状含粉砂细晶白云岩夹薄层灰泥岩59.451m
整合
神农架群郑家垭组(Pt2z)656.7m
18层灰绿色、浅红色基性火山凝灰岩7.54m
17层灰绿色、紫红色玄武质火山角砾岩29.05m
16层下部为深灰色薄层状含泥质条带细晶白云岩,上部为浅灰色厚层中细粒石英砂岩58.1m
15层暗灰色中厚层状中细粒长石石英砂岩夹灰黑色薄层状炭泥质粉砂岩17.133m
14层灰、深灰色泥质粉砂岩与泥粉砂岩、岩屑杂砂岩不规则互层15.66m
13层灰黑色炭泥质页岩夹粉砂岩和白云质岩屑砂岩和细砂岩条带121.214m
12层灰黑色炭泥质页岩夹灰绿色沉基性火山凝灰岩和黑色硅质页岩(薄层硅质岩)
143.128m
11层灰黑色含炭、含粉砂质页岩夹少量粉砂岩(具水平层理)11.976m
10层青灰色中厚层状复成分砾岩、灰色含砾屑岩屑砂岩、灰色条纹粉砂岩组成的旋回,具重荷模构造,平行层理和小型交错层理。
局部夹具槽状交错层理的复成分砾岩与炭泥质粉砂岩的层对25.24m
9层灰黑色中厚层细粒岩屑砂岩、粉砂岩夹炭泥质页岩72.14m
8层灰黑色含砾岩屑杂砂岩夹粉砂岩和含砂、粉砂质微晶白云岩9.391m
7层灰黑色中厚层细粒岩屑砂岩、粉砂岩夹炭泥质页岩18.061m
6层灰色复成分砾岩与不等粒岩屑砂岩互层4.501m
5层浅灰色白云质粉砂岩、灰黑色含炭细粒岩屑砂岩与炭泥质粉砂岩互层94.82m
4层深灰色构造角砾岩(中细粒岩屑砂岩)1.875m
3层深灰色复成分砾岩与不等粒岩屑砂岩和粉砂质白云岩不规则互层9.723m
2层浅灰色厚层状复成分砾岩与中薄层岩屑砂岩互层6.61m
1层浅灰色白云质粉砂岩、深灰色含炭粉砂岩夹薄层状砾岩10.569m
未见底
2.湖北省兴山县咸水柏树坪元古代神农架群郑家垭组(Pt2z)—大窝坑组(Pt2d)实测剖面
剖面位于新华断裂南西侧,起点位置:
E110°39′30″,N31°25′40″。
未见底。
上覆地层神农架群矿石山组(Pt2k)
上段(Pt2k2)>25.7m
17层浅灰色厚层状白云岩2.0m
下段(Pt2k1)23.7m
16层灰黄色中-薄层状粉砂岩5.1m
15层赤铁矿层1.0m
14层灰色中-薄层状含砂硅、泥质岩14.4m
13层浅灰白色中层状石英砂岩3.0m
整合
神农架群大窝坑组(Pt2d)117.1m
上段(Pt2d2)116.6m
12层浅灰白色厚层状砂屑白云岩4.3m
11层灰白色厚层-块状叠层石白云岩、硅化白云岩89.2m
10层浅灰色中—厚层状含燧石结核、条带状白云岩7m
9层浅灰色中—厚层状含砂石白云岩、细晶白云岩、藻斑白云岩和叠层石白云岩15.9m
下段(Pt2d1)0.5m
8层灰、暗灰色薄层硅质砾岩夹砂岩0.5m
--------------平行不整合----------------
神农架群石槽河组(Pt2s)130.1m
上部(Pt2s)69.8m
7层浅灰色中—厚层状含粉屑细晶白云岩夹灰白色含磷白云岩51.2m
6层灰色薄-厚层状细晶白云岩18.6m
石槽河组大岩坪岩楔(Pt2sd)60.3m
5层深灰色块状白云岩角砾岩48.6m
4层深灰色砂屑、岩屑白云岩与薄层微、细晶白云岩互层11.6m
整合
神农架群郑家垭组(Pt2z)13.3m
3层紫红色硅质页岩、粉砂质页岩夹基性火山凝灰岩2.8m
2层灰黑色薄层状含含粉砂、炭泥质硅质岩和炭质硅质页岩5.7m
1层黑色薄层状含炭、泥质硅质岩4.7m
未见底
3.湖北省神农架林区风景垭中元古代神农架群石槽河组(Pt2S)—晚元古代青白口系凉风垭组(Qbl)实测剖面,位于神农架主峰风景垭。
上覆地层南华纪莲沱组(Nh1l)
78层浅灰色含砾粉砂质页岩夹薄层硅质岩
77层紫红色粉砂质页岩与含粉砂泥页岩28.654m
76层下部为浅灰色硅化硅质砾岩,上部为浅红色白云岩角砾岩17.52m
不整合
青白口纪凉风垭组(Qbl)711.4m
75层灰色薄层状粉砂质页岩191.581m
74层深灰色薄层状条纹状含粉砂、硅质炭泥质页岩76.935m
73层深灰色厚层石英砂岩与硅泥质粉砂岩互层25.668m
72层灰色中厚层状石英砂岩夹砂质粉砂质页岩19.425m
71层灰黑色薄层含炭质、泥质粉砂岩。
岩层中含疑源类化石:
Trachysphaeridiumaff.incrassatum,T.minor,T.incrassatum,Bavlinellaminuta,Asperatopsophosphaeraumishanensisvar.minor,A.sp.,Trachyminusculasp.,Leiominusculaaff.Bullata,Nostocomorphasp.,Trematosphaeridiumminutum,Quadratimorphaminor,Q.sp.8.358m
70层深灰色中粗粒硅泥质石英砂岩夹条纹状粉砂岩32.543m
69层浅灰色厚层中粗粒石英砂岩石20.906m
68层浅灰色厚层中粗粒石英砂岩与条纹状粉砂质页岩互层。
岩层中含疑源类化石:
Trachysphaeridiumsimplex,T.minor,T.rugosum,T.incrassatum,T.aff.incrassatum,T.sp.,T.nervatumsp.nov.,Trachyminusculasp.,Pseudozonospaerasinica,P.formosasp.nov.,Asperatopsophosphaerapartialis,Favososphaeridiumformosasp.nov.,F.sp.,Laminaritessp.,Leiominusculapellucentis,Protosphaeridiumacis,P.asaphum,Dictyosphaerasinica,Stictosphaeridiumsinapticuliferum,S.implexum,S.pectinale,Monotrematosphaeridiumluanshigouensesp.nov.,Liulaobeinellafurcatusasp.nov.,Symplassosphaeridiuminfriatum15.656m
67层深灰色中厚层石英砂岩夹条纹状粉砂岩。
岩层中含疑源类化石:
Trachysphaeridiumsimplex,T.minor,T.rugosum,T.incrassatum,Trachyminusculasp.,Pseudozonospaeraaff.verrucosa,P.sinica,Asperatopsophosphaeraumishanensis,A.partialis,A.bacca,A.sp.,Trematosphaeridiumrugosumsp.nov.,T.minutum,Leiopsophosphaeraminor,Protosphaeridiumacis,Stictosphaeridiumsinapticuliferum,S.sp.,Synsphaeridiumconglutinatum,Quadratimorphasp.,Hubeisphaerascopulatasp.nov.,Dictyosphaeridiumcf.tungusum,D.simplexsp.nov.,D.sp.,Dictyosphaerasinica。
24.104m
66层粘土质页岩与厚层状中粗粒石英砂岩互层。
岩石中含疑源类化石:
Protosphaeridiumacis,P.asaphum,Leiominusculapellucentis,Leiopsophosphaeraapertus,L.minor,Ligumsp.,Trachysphaeridiumsimplex,T.minor,T.incrassatum,T.chihsienense,T.maculatumsp.nov.,Kildinellasp.,Symphlassosphaeridiuminfriatum,Synsphaeridiumconglutinatum,S.minutumsp.nov.,S.sp.,Stictosphaeridiumpectinale,S.sp.,Trematosphaeridiumminutum,Asperatopsophosphaerabacca,Pseudozonospaeraaff.Verrucosa,P.sinica,Dictyosphaeridiumsp.,Dictyosphaerasp.,Microconcentricashennongjiaensissp.nov.,M.concellata,Liulaobeinellaaff.densa,L.aff.tenera,Quadratimorphaconcellasp.nov.,Triangumorphahubeiensissp.nov.,Margominusculaaff.Tennela29.115m
65层深灰色薄层状粉砂粘土岩66.04m
64层灰黑色瘤状灰岩6.954m
63层浅灰色白云质巨砾岩夹少量砂质砾岩、含砾粉砂岩和石英砂岩140.147m
62层灰色纹层状细晶白云岩50.659m
61层浅灰色中晶白云岩5.196m
60层硅化复成分砾岩1.155m
平行不整合
神农架群矿石山组(Pt2k)281.6m
上段(Pt2k2)231.4m
59层浅灰色细中晶白云岩1.732m
58层灰色块状纹层状细晶白云岩3.464m
57层浅灰色硅质中细晶白云岩夹白云质角砾岩19.05m
56层薄层状泥质细晶白云岩夹中粒岩屑石英杂砂岩10.391m
55层灰色厚层块状硅质细晶白云岩16.486m
54层深灰色薄层状泥硅质岩夹含粉砂泥板岩0.636m
53层灰色块状含藻迹细晶白云岩、硅质白云岩夹粉砂质硅泥岩39.907m
52层浅灰色块状(锥状)叠层石白云岩夹藻鲕粒、豆粒白云岩。
岩石中产疑源类化石:
Trematosphaeridiumholtedahlii,T.minutum,Polyporataobsoleta。
74.96m
51层浅灰色块状角砾状白云岩夹鲕粒、豆粒白云岩18.796m
50层灰色厚层状硅质条带状白云岩14.097m
49层灰色块状(锥、柱状)叠层石白云岩夹含藻迹晶洞状纹层状白云岩16.792m
48层灰色厚层状(波状)叠层石纹层状白云岩15.085m
下段(Pt2k1)50.3m
47层深灰色薄层状含铁粘土岩,上部夹含铁中粒石英砂岩5.028m
46层黄褐色赤铁矿层1.33m
45层深灰色薄层粘土质粉砂岩夹白云质粉砂岩5.322m
44层浅灰色薄层状含白云质硅泥质岩夹粉砂质白云岩,底为薄层石英砂岩
38.581m
整合
神农架群大窝坑组(Pt2d)353.2m
上部(Pt2d2)334.2m
43层浅灰色厚层砂屑细晶白云岩、细晶白云岩、(柱状)叠层白云岩103.438m
42层灰色厚层(柱状)叠层石细晶白云岩与细晶白云岩互层,向上白云岩增多102.296m
41层浅灰色中厚层状含砂屑、砾屑白云岩24.302m
40层深灰色薄层状粉砂质泥板岩2.916m
39层灰色薄-中层状(半球状)叠层石白云岩偶夹角砾状白云岩9.347m
38层浅灰色中厚层状(锥柱状)叠层石白云岩与砂屑白云岩和细晶白云岩互层10.729m
37层浅灰色角砾状砂质微晶白云岩1.318m
36层浅灰色中厚层状砂屑白云岩与细晶白云岩互层79.919m
下部(Pt2d1)19.003m
35层浅灰色薄层状、纹层状粉砂岩夹泥板岩。
岩石中产疑源类化石:
Trachysphaeridiumrugosum,T.incrassatum,T.minor,Dictyosphaeridiumnervatum,Trematosphaeridiumholtedahlii,T.minutum,Leiopsophosphaerasp.,Polyporataobsoleta,P.microporosa,Lignumpunctulosum。
5.337m
34层浅灰色薄层状细晶白云岩夹砂屑白云岩和砾屑白云岩12.642`m
33层泥砂质砾岩1.024m
平行不整合
神农架群石槽河组(Pt2s)816.29m
上部(Pt2s)718.014m
32层紫红色粉砂岩夹薄层状白云岩23.043m
31层紫红色纹层状微细晶白云岩24.58m
30层紫红色白云质砂质砾岩、含砾砂岩夹泥铁质微晶白云岩52.775m
29层浅灰色薄层泥晶白云岩与白云质粉砂岩互层9.313m
28层浅灰色薄层泥晶白云岩夹白云质粉砂岩。
13.518m
27层灰色薄层状粉砂岩2.08m
26层灰、紫色薄层白云质粉砂岩夹含粉砂泥质微晶白云岩37.345m
25层浅红色薄层状含燧石条带细晶白云岩夹鲕粒、砂屑白云岩
4.152m
24层紫红色泥铁质粉砂岩夹叠层石白云岩4.745m
23层紫红色(锥柱状)叠层石白云岩8.837m
22层紫红色纹层状微细晶白云岩夹叠层石白云岩40.703m
21层肉红色薄-中层状细晶白云岩(含半球状叠层石)10.207m
20层紫纹层状粉砂质细晶白云岩夹含铁水云母板岩。
岩石中产疑源类化石:
Polyporataobsoleta,Trematosphaeridiumholtedahlii。
87.84m
19层灰色纹层状细晶白云岩夹红色细晶白云岩14.054m
18层浅灰色中厚层状砾屑白云岩、砂屑白云岩与微细晶白云岩互层。
岩层中产微体藻类化石:
Huroniosporasp.1,H.sp.2。
产疑源类化石:
Trematosphaeridiumholtedahlii,Polyporataobsoleta。
55.394m
17层灰色薄层状、纹层状泥硅质粉砂岩5.264m
16层浅灰色中厚层状(半球状)叠层石白云岩17.522m
15层浅灰色纹层状细晶白云岩1.742m
14层浅灰色厚层状微晶白云岩14.629m
13层灰色中厚层状叠层石白云岩夹含粉砂、泥质条纹白云岩34.973m
12层灰色薄-中层状含燧石条带微晶白云岩(半球状叠层石)20.353m
11层灰绿色中厚层状含砾屑砂屑白云岩0.993m
10层浅灰色含硅质条带微晶白云岩、岩屑砂屑粉砂质白云岩、微细晶白云岩互层。
岩层中含疑源类化石:
Polyporataobsoleta,P.microporosa,Trematosphaeridiumholtedahlii,T.minutum,Asperatopsophosphaeraumishanensis,A.partialis。
112.425m
9层浅灰色含砂屑(半球状)叠层石白云岩。
岩层中含疑源类化石和藻体化石:
Cunflintiaseptata,Ferrimoniloidesinvolvensgen.etsp.nov.;
Leiopsophosphaeraapertus,L.aff.infriata,L.densa,L.effusus,L.minor,L.costellatasp.nov.,L.sp.,Trachysphaeridiumsimplex,T.minor,T.chihsienensa,T.rugosum,T.incrassatum,T.macroptychumsp.Nov.,T.hyalinum,T.sp.,Leiominusculaminuta,L.orientalis,L.pellucentis,Polyporataobsoleta,P.microporosa,Trematosphaeridiumholtedahlii,T.minutum,T.rugosumsp.nov.,Dictyosphaerasinica,D.macroreticulata,Margominuscularugosa,Monotrematosphaeridiumluanshigouensesp.nov.,M.minutumsp.nov.,M.asperum,Liulaobeinellas
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