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1、 50 1 地质论评 G E O L O G I C A L R E V I E W V o 1 5 5 N O 1 J a n 2 0 0 9 广西凌云下 甲二叠纪沉积灰岩墙和角砾灰岩体 的成 因及地质 意义 彭 阳 陆 刚 胡 贵 昂 周 敏 乔 秀 夫 章 雨 旭 1 北京大学地球与空问科学学院 北京 1 0 0 8 7 1 2 中国地质科学院地质研究所 1 0 0 0 3 7 3 广西区域地质调查研究院 广西桂林 5 4 1 0 0 3 4 贵州省资源开发总公司 贵阳 5 5 0 0 0 2 内容提要 2 O世纪 7 O年代 广西地质八 队在凌 云下甲水 晶矿 区识别 出 中二叠 世茅
2、 口期 的沉积灰 岩脉呈近直立 状穿插在 中泥盆统东 岗岭 阶或上泥盆统融县组灰 岩 中 同时 在同层位识 别出 中二 叠世茅 口期生物碎 屑灰岩胶结 石 炭纪一早二叠世生物碎屑角砾形成的角砾灰岩体 但 对其成因解释与地 质事实矛盾 笔者识别 出沉积灰岩脉 内有 地震软沉积物流充填物和正常海底沉积物 同时识别 出灰岩脉是 台地边 缘同沉积断层 的伴生张裂 隙 角砾灰岩体是 同沉积断层产生的陡崖崩塌物及断层角砾岩 从 而认为 中二叠世 时 由于频繁 的同沉积正 断层活动 使 中 上泥盆 统成为凌云地区碳酸盐岩台地的陡崖 一次新 的断裂活 动 在 陡崖上形 成张性裂 隙 或者使 已有裂 隙张开 并
3、诱发 地震 最初 地震引发 的碎屑流灌人裂 隙 首 先落入裂 隙中的是 中二叠世 以前形 成的 固体岩石 可来 自石炭 系等 接 着是台地上形成的内碎屑流 最后在安定期 台地 形成 的内碎屑也 可缓慢落 入裂隙 中 与此 同时 台地 的断层陡崖 崩塌 形成角砾灰岩体 其成分 大部分是地震诱发 的角砾 岩 关键词 沉积灰岩岩墙 角砾灰岩体 同沉积断层 二叠纪 广西 桂西北 的沉 积 灰 岩 墙 于 2 O世 纪 7 O年 代 被 发 现 人们对其特征和成因进行 了大量研究 广西壮族 自治区地质局第八地质队 淮南煤炭学 院 1 9 7 8 张 继淹 2 0 0 5 邝 国敦 2 0 0 1 邝 国
4、敦等 2 0 0 2 乔 秀夫 等 2 0 0 2 其成因解释对理解右江盆地的构造演化 具有重要 的意义 但是 至今对其成 因仍有多种不 同的认识 笔者等 曾进行过总结 彭 阳等 2 0 0 4 近 几年来 又有一 些进 展 黄宏 伟 等 2 0 0 4 陆 刚等 2 0 0 6 笔者等也对桂北 桂西北一带 的沉积灰岩墙 和角砾灰岩体又进行了详细的地质调查 凌 云 台 地 是 右 江 盆 地 中 的孤 立 台 地 之 一 图 1 台地边 缘 由生物 礁 组 成 泥 盆 系 石炭 系 以藻 礁 为主 二叠系 以海绵藻礁为 主 使 台地形成 了正地 形 三叠系的浊积岩则沉积在孤立台地之间 形成负
5、地形 中的充 填物 图 2 本文依据沉积灰岩墙和角砾灰岩体等的地质特 征 提出 了新 的形成 模式 并对 之作 进一 步论 证 1 沉积灰岩脉及角砾灰岩体特征 1 1 沉 积灰岩 脉及角 砾灰 岩体 的特征 凌云地区沉积灰岩脉的特征是 多数近直立 图 3 图版 I 一 1 脉 内产 出的化石 均为 茅 口期 标 准化石 即灰岩脉的形成时代均为中二叠世 广西壮 族 自治区地质局第八地质队 淮南煤炭学院 1 9 7 8 赋存灰岩脉的地层时代大部分是晚泥盆世 融县 组灰岩 少数是 中泥盆世 东 岗岭组灰岩 图 3 灰岩脉组成岩脉群北西西向延伸几千米 图 3 脉 内充填物发育液化变形层理 液化脉等地震
6、灾 变事件记录 角砾灰岩体的特征是 角砾形态复杂 大小 悬 殊 从 几 毫米 到几 米 长 也 无 分 选 图 版 I 一 3 6 灰岩体 内生物化石为 早石炭世 中石炭世 晚石炭世 早二叠世分子 广西壮族 自治区地质局第 八地质队 淮南煤炭学院 1 9 7 8 赋存角砾灰岩 体的地层时代均为晚泥盆世 融县组灰岩 图 1 角砾灰岩体均沿着 深洞背斜轴部附近呈东西向 展布 图 1 1 2 沉 积灰岩 脉与 角砾灰 岩体 的关 系 凌 云地 区 的沉 积灰 岩脉 的围岩 大部分是 上泥 盆 统融县组 少量是中泥盆统东岗岭组 而角砾灰岩体 则多赋存在上泥盆统融县组 中 露头上既可见到沉 注 本文为国
7、家 自然科学基金项 目 编号 4 0 3 7 2 0 5 8 中国地质调查局项 目 1 2 1 2 0 1 0 8 1 1 0 3 3 的成果 收稿 F t 期 2 0 0 8 1 0 0 8 改回 日期 2 0 0 8 1 1 2 3 责任编辑 郝梓国 作者简介 彭 阳 女 1 9 6 4年生 1 9 8 4年和 1 9 9 1 年于 中国地质大学获学 士和硕士学位 现为中国地质科学院地质研究所研究员 北京大学 博士研究生 电话 0 1 0 6 8 9 9 9 6 7 6 E ma i l t o p j y 2 0 0 5 y a h o o t o m e l l 地质论评 图 1凌云台
8、地在右江盆地 中的位置 F i g 1 Lo c a t i o n ma p o f t h e Li n g y u n c a r b o n a t e p l a t f o r m i n t h e Yo u j i a n g b a s i n I 孤立碳酸盐岩台地 一盆地 一古陆 IV滨岸台地 I i s o 1 a t e d c a r b o n a t e p l a t f o r m 1 I b a s i n l U c o n t i n e n t a l IV o f f s h o r e c a r b o n a t e p l a t f o r
9、 m 积灰岩脉切穿角砾灰岩体 又可见到角砾灰岩体阻 断了沉积灰岩脉 图 3 因此凌云地 区的沉积灰岩 脉与角砾灰岩体是基本同时形成的 1 2 C1 葚 一 硌 大 老 山 T2 1 3 沉积灰 岩脉 和角砾 灰岩体 中的 地震 灾变事 件记 录 凌云地区沉积灰岩脉中识别出大量软沉积物变 形层理 图版 工 一 2 是二叠纪地震灾变事件记录 角 砾灰岩体中各角砾时代复杂 成分复杂 无分选无磨 圆 是典型 的地震垮 塌 崩落 角砾 岩特征 图版 I一 3 标志凌云地区中二叠世有强地震事件 沉积灰岩脉及角砾灰岩体的展布方 向与凌云孤 立台地边缘展布方向一致 均为近东西向 这也是台 地边缘同沉积断层的展
10、布方 向 在 中生代表现为逆 冲断层 根据其控制沉积灰岩脉及角砾灰岩体的展 布方向的特点推断 此近东西 向或北西西 向逆冲断 层在晚古生代应是台地边缘的同沉积正断层 在中 图 2凌 云台地地质 图 Fi g 2 Ge o l o gi c al ma p of t he Li ngy un pl a t f or m T2 一 中三 叠 统 T1 2 一下 中三 叠 统 P 2 3 一 中一上 二 叠 统 P 2 中二叠统 C 2 P 1 上石炭 统一下 二叠统 C P 1 一石炭 系一 下 二叠统 D 2 3 一 中一上泥盆统 D3 r 一上泥盆统融县组 M i d d 1 e Tr i a
11、 s s i c T卜 2 L0 we r M i d d l e Tr i a s s i c Pz 3 一 M i d d l e Up p e r Pe r mi a n P2 一 M i d d 1 e Pe r mi a n C2 P1 一 Up p e r Ca r b o n i f e r o u s Lo we r Pe r mi a n CP1 Ca r b o n i f e r o u s L o we r Pe r mi a n D2 3 M i d d l e Up p e r De v o n i a n Da r Up p e r De v o n i a n
12、Ro ng x i a n Fo r ma t i o n 耐胁眍 团 圈 川 第 1期 彭阳等 广西凌云下 甲二叠 纪 沉积灰岩墙和角砾灰岩体的成因及地质 意义 4 5 生代构造背景发生变化时而转换为逆冲断层 这个 台缘的同生断层 的活动正是中二叠世地震发生的根 源 2 讨论 凌云地区沉积灰岩脉中的化石时代为 中二叠世 茅口期 围岩是 中泥盆世东 岗岭组和晚泥盆 世 融县 组 二者时代相差约80M a 关于时代相 差如此巨大 的解释有以下 几种 1 认为下伏地层发生 了构造褶皱 从而剥失了 上覆地层而使 中晚泥盆统暴露地表 接受 中二叠世 的海侵沉积形成沉 积灰岩脉 并 同时形成 岩溶角砾
13、岩成因的角砾灰岩体 广西壮族自治区地质局第八 地质队 淮南煤炭 学院 1 978 但与这 一 观点相矛 盾 的地质事实是 区域上并没有因地层褶皱形成的 地层 间断 该区地层基本上是连续的 只局部缺失栖 霞期地层 跨越了整个石炭系最终 到达中泥盆统的 大规模剥蚀是不存在的 而且沉积灰岩脉并非均为 直立并发育在褶皱轴部 现在 看 到 的灰岩脉与褶皱 轴部的叠加是 一 种假像 2 巨大 的海底 扩 张裂 隙切穿了整个石炭 系到 达中泥盆统 现在看 到 的沉积灰岩 脉是这 些巨大裂 隙的尾部 邝国敦 2001 邝国敦等 2002 与事实 相矛盾 的是 切穿整个石炭系到达泥盆系 累计厚度 达 近2000
14、m 的巨大裂隙是难以想象的 而事实上也 没有发现包含沉积灰岩脉角砾 的报道 笔者等 乔秀夫等 2002 彭阳等 2004 2007 注意到 凌云下 甲的灰岩脉之所以被解释为背斜 轴 面劈理发展成 的古裂隙和背斜轴部扭 裂 隙充填 是 因为这些灰岩脉大 多数发育在凌云深洞背斜轴部 与其轴面走 向 一 致 或 与其轴部两组扭裂隙方向 一 致 图3 但是 灰岩脉的填 隙物是 中二叠世茅口期生物 碎屑灰岩 即裂开 和充填是是中二叠世 而深洞背斜 是中三叠世之后才形 成的 所以 两者仅是在 台地 边缘共存 而并非母 子关系 沉积灰岩脉是与台地边缘正断层相伴生的张性 裂隙充填而成 因此都发育在 台地边缘
15、其展布方 向 与 台地边缘的正断层边界延伸方 向即台地边缘延 展 方 向 一 致 例如凌云下 甲的情况 同时 由于台地 边缘 同沉积断层的长期活动 加上台地 边缘二叠 纪 生物礁的快速生长 使 台地边缘成为正地形 三叠 纪 盆地相浊积岩与其持平甚或更低的负地形 二者横 向相接触 形成了明显的软硬岩层对比 这样 当中生 图3广西凌云下甲中二叠世茅口期沉积灰岩脉及角砾岩体分布图 F i g 3D istributionmapoftheMid d lePermianMaokouan1imeston eNeptu niandykesand1imestone brecciatalusi nX iajla
16、area L ingyuncounty Guangxi 沉积灰岩脉沿近东西 向及 北西 向分布 沉 积灰岩角砾呈 近北 西向分布 与凌云台地在下 甲的台地边缘展布方 向 一 致 T helimeston eNeptu niandykes arerough lyinEW an dN Wdirections thelimeston ebrecciatalu s arero ugh lyinN Wdirection bothofth em areinaccordwithshel fmaginoftheL ingyun pl atforminX iajiaarea 地质论评 兰 耋 V 一 P 一D Id 曩 一C2 c P t m 主 D d u 脉 n e sto n e灰 b 图 4凌云深洞沉积灰 岩脉及角砾灰岩体的成因模式 图 Fi g 4 Or i gi n mod a l s k e t c h o f t he M i d d l e Pe r mi a n l i me s t o n e n e p t u n i a n d y k e s a n d l i me s t
