導語:
新元古代盆地演化及大地構造背景研究的關鍵區域為湘黔桂地區,這一時期的地層在湘黔桂盆地內發育較為連續且完整,良好的地層記錄及同期頻繁的火山活動為揚子地塊前寒武紀地殼演化。
闡明這些變革期的古構造、古地理及古環境的變遷過程,是揭示盆地構造-沉積充填動力學演化的關鍵。
01
區域地質背景
1、大地構造背景
華南大陸區域包括了秦嶺-大別以前,青藏高原以
東的廣大區域
。它是古華南大陸透過板塊構造和多期陸內造山
運動的基礎上發展起來的。
揚
子地塊和華夏地塊在新元古代早期進行拼合,
形成統一的古華南大陸。
傳統的觀點認為,
揚子和華夏陸塊的拼合與裂解經歷了三個階段:揚子與華夏兩古陸分屬不同地體,在900Ma各微地塊之間完成
相對獨立的拼合
;而揚子和華夏最終的拼合則是
在晉寧Ⅱ期
(850-820Ma);南華裂谷盆地(800-720Ma)是華南板內裂谷,它是Rodinia超大陸裂解
背景下的伸展響應
。
揚子地塊和華夏地塊新元古代
沉積盆地是以晉寧
-四堡期的縫合帶為分界。揚子-華夏板塊結合部位,過去東段常以江紹斷裂為東段邊界,
中段為萍鄉-
衡陽-北海一線或是南昌-萬載-瀏陽-長沙經
雪峰隆起帶為界。
江南造山帶
,是指揚子和華夏地塊之間的前寒武紀地質單元。揚子和華夏陸塊碰撞拼合的產物,即江南造山帶。江南造山帶將華南地塊
分為兩部分
,其北西一側為揚子地塊,
華夏地塊位於南東側。
2、地層序列
在湘黔桂及鄰區新元古地層存在
角度不整合面,
是揚子和華夏地塊經晉寧-四堡運動最終拼合的直接沉積學證據。一般認為雲南的晉寧
運動發生的時限
、構造運動性質相當於湖南地區武陵運動、
貴州的梵淨山運動
、桂北的四堡運動、在區域上有普遍的意義。
晉寧-四堡運動形成的不整合面之上地層湖南
地區為板溪群
、高澗群,貴州地區為下江群,
桂北地區為丹洲群
;不整合面之下湖南地區為冷家溪群,貴州地區為梵淨山群,桂北地區為四堡群。研究區新元古代地層主要出露於
江南造山帶的西緣
,地理屬於湖南、湖北、
貴州及廣西等省份。
依據分割槽原則,
結合區域內新元古代板溪期地層的沉積特點。將不整合面之下揚子東南緣湘黔桂地層分三個小區,不整合面之上地層分為
八個地層小區
:峽東小區、湘北小區、黔東北小區、
湘西北小區
、湘中小區、湘西南小區、黔東南小區、桂北小區。
02
深入瞭解不同小區的地質特徵,不同區域內的巖性和厚度會有所差異
1、峽東小區
峽東地區主要指新元古代鄂中
古陸以南的區域,
地層主要以蓮沱組沉積。該區蓮沱組底部由紫紅色、暗紫紅色中層-厚層砂礫岩、含礫粗砂岩、長石
砂岩夾凝灰質
,上部巖性為紫紅色夾灰綠細
粒長石岩屑砂岩。
在峽東地區
,蓮沱組與下伏黃陵花崗岩呈不整合接觸,頂部與南沱組冰磧礫岩呈平行不整合接觸。從鄂中古邊緣向盆地方向,蓮沱組由北向南巖性
有規律的發生變化
。特別是底部礫岩層沉積厚度、礫石的磨
圓度都有所增加
。
2、湘北小區
湘北地區大庸-石門-
岳陽以北的區域。
湘北地區典型剖面以石門楊家坪為代表,板溪期的地層為張家灣組、渫水河組。其底部與冷家溪群紫紅色中層條
帶狀粉砂質板岩角
度不整合接觸,頂部與南華冰期地層東山峰
組平行不整合接觸
。
張家灣組
,在區內底部為一套石英礫岩、粗砂岩含少量礫石,下部巖性單元由紫紅色石英砂岩、粉砂岩、條帶狀粉砂質泥岩
、粉砂岩韻律互層
,上部由紫紅色、灰白色含礫石英砂岩、石英雜砂岩、
粉砂岩組成
。
整體巖性向上
呈變細的序列
。渫水河組,本組下部由紫灰色及灰白色厚層至塊狀淺變質石英礫岩、砂礫岩、含礫砂岩、
粗粒石英砂岩
、中-細粒長石石英砂岩夾少量石英粉砂岩、
板岩等組成
;向上變化為紫紅色或灰綠色粗-細粒變質長石石英砂岩、石英粉砂岩、砂質板岩:板岩,它們構成互層、夾層、韻律層
等多種形式的組合。
3、湘西北小區
湘西北主要
指大庸-古丈-芷江-線,
板溪群分佈區,該區域的典型剖面在湖南芷江漁溪口。板溪群自下而上由橫路衝組、馬底驛組、通塔灣組、
五強溪組、多益塘組
、百合壠組
、牛牯坪組組成
。該區域板溪群與下伏冷家群角度不整合接觸,與上覆地層南華系冰期礫岩平行不整合接觸。板溪群
具有淺變質的特點。
橫路衝組,指不整合於冷家溪群之
上一套覆成分礫岩
、含礫砂岩,往上出現岩屑雜砂岩及粉砂質泥岩。該組的巖性及厚度在區域內變化較大。
馬底驛組
,下部一套紫紅色
塊狀含鈣質團塊
、條帶狀板岩,俗稱“蓋板”;岩石風化後,鈣質容易流失,呈孔洞或蜂窩狀;上部為紫紅色條帶狀粉砂質
板岩夾條帶絹雲母板岩
。
湖南益陽
、貴州梵淨山地區相同層位中夾有大理岩層或透鏡體。通塔灣組,該組下部主要是一套灰綠色粉砂岩、
黑色碳質粉砂質泥岩
,淺變質,向上主要為灰綠色粉砂岩,條帶狀層理髮育。五強溪組,主要指通塔灣組含
碳質泥岩之上的。
一套相對
粗粒的岩石組
合
。巖性主要有灰白色塊狀含礫長石石英砂岩、砂礫岩、砂岩,層間偶夾粉砂岩、泥質粉砂岩。多益塘組指整合於五強溪
組含礫長石石英砂岩
、石英砂岩層系之上的
一套灰綠色
、灰色粉砂岩、泥質粉砂岩夾凝灰質的地層單元。
百合壠組位於多益塘組與牛
枯坪組之間的一套粗碎屑
,巖性主要由含礫長石石英粗砂岩、含長石石英砂岩、含凝灰質長石石英砂岩為主夾薄層粉砂岩、
泥質粉砂岩
。牛牯坪組位於
板溪群的最上部
,整合覆於百合壠組粗碎屑岩系之上的一套以灰色薄-中層條帶狀粉砂岩、泥質粉砂岩為主,偶夾
少量凝灰岩的地層單元。
4、湘西南小區
該區域分佈在芷江-懷化-漣源-
雙峰以南的廣大地區
,南端到湖南通道-城步一帶,是
高澗群的沉積區域
。由灰綠色、灰-深灰色、少量紫灰色淺變質砂岩,層凝灰岩,粉砂岩、泥質粉砂組成,淺變質。
與板溪群有相同之處
,下部夾炭質板岩、碳酸鹽巖。根據巖性、巖相特點,劃分為石橋鋪組、黃獅洞組、
磚牆灣組、架梘田組、巖門寨組。
與下伏冷家溪群假整合或微角度不整合接觸。石橋鋪組指不整合於冷家溪群之
上的一套塊狀變質
沉積火山角礫岩
、板岩夾凝灰質砂岩、粉砂岩的地層。黃獅洞組該組為一套鈣泥質岩及碳酸鹽巖組合,
與板溪群馬底驛組可對比。
磚牆灣組
下部地層單元為灰
、灰黑色條帶狀粉砂質板岩夾泥質粉砂岩、黑色碳質板岩,夾薄-厚層狀石英雜砂岩;上部為灰綠色條帶狀
含粉砂質絹雲母板岩
。梘田組以石英雜砂岩、長石石英雜砂岩
出現為本組開
始
,向上由細粒岩屑石英砂岩與條帶狀粉砂質板岩、
砂板岩構成韻律。
03
認識新元古代火山岩及火山作用,較為準確的岩石年齡尚未明確報道
新元古代火山岩主要
分佈於瀏陽-益陽-懷化-城步地區
。部分已受到中-深度變質作用。新元古代早期的巖體有瀏陽文家市等的變火山岩
,岩石中區域性殘留有
杏仁狀及細氣孔狀構造。現存巖性為綠簾石陽起石(片)巖
、陽起石綠簾石
(片)巖。經原巖恢復可能為
中-基性火山岩
。較為準確的年齡尚未報道。
湘東北及湘中地區
,冷家溪地層中一些火山岩呈似層狀或小熔岩流產出,夾有凝灰岩層。醴陵地區玄武安山岩呈似圓狀產出,
枕狀構造普遍發育
。瀏陽南橋地區有層狀及似層狀產出的變
石英角斑岩及變玄武岩
,厚度幾十公分至數米厚。益陽赫山、寶林沖及湘西、湘西南的古丈盤草、洪江山石洞、城步雲場裡等地有
相對較大規模的火山
巖出露。
益陽火山
巖下部巖性較基性,
大多認為是玄武質科馬提巖,含橄欖石或單斜輝石斑晶,上部為較酸性的玄武安山岩。寶林沖火山岩噴發於新元
古代冷家溪群頂部
,上與新元古代地層過渡關係。主要巖性有英安質
火山集塊巖
-火山角礫岩-凝灰岩及安山質火山集塊巖-
火山角礫岩-凝灰岩。
結語:
梵淨山西北部
肖家河、淘金河
、桃樹林以及中部青龍洞地區則出露以淺色花崗岩組合為代表的酸性侵入岩和酸性岩脈。花崗岩以小巖株、
岩脈等形式出露
,出露面積不大,但深部特徵研究認為地腹的
岩基可能是連通的
。淺色花崗岩具有自變質特性,空間由內而外顯示分帶性,花崗岩的限定年齡與鎂鐵-
超鎂鐵質火山岩相近
。