川西南-滇東北地區晚二疊世早期海陸過渡相沉積地層特征及巖相古地理探討

李雁龍，胡杰，孟標，黃德智，桂賓

（1.四川省第八地質大隊，四川 西昌 615000；2.四川省第四地質大隊，成都 611130）

在川西南-滇東北地區的峨眉-東川一帶，峨眉山玄武巖組呈南北長約450 km、東西寬約380 km 的帶狀分布（圖1）。自上世紀60 年代以來，該區相繼開展的區域地質調查工作在會東、巧家、會澤、普格、美姑、甘洛、峨眉等地發現峨眉山玄武巖組之下有厚數十厘米至數米的透鏡狀海陸過渡相沉積地層，其后由四川省地礦局編制完成的《四川省區域地質志》、《四川省巖石地層》和云南省地礦局編制完成的《云南省區域地質志》、《云南省巖石地層》等報告，詳細記述和分析了峨眉山玄武巖組的巖性-巖相、區域變化及噴發時代，并將該套海陸過渡相沉積地層與不含陸相地層的玄武巖一并劃歸為峨眉山玄武巖組或劃屬“下樂平組”，將玄武巖之下以灰巖為主的地層劃歸為棲霞組或茅口組或陽新組，認為二者為（噴發）不整合接觸，反映了地表快速抬升后的淺表剝蝕響應或者連續沉積。

圖1 研究區峨眉山玄武巖分布簡圖（據1∶150 萬西南地質圖修改）

然而，峨眉山玄武巖組與下伏陽新組灰巖的界線并沒有因為不整合接觸而清晰明了，在中二疊統陽新組與晚二疊統峨眉山玄武巖組接觸界線附近的灰巖與玄武巖往往呈現出互為交織的沉（堆）積現象。比如，在四川會東戛吉、鍋筐崖及寧南英哥等地中二疊統陽新組灰巖的中部發現夾有厚10 余米至20 余米的玄武巖；在會東糖房、寧南英哥、金沙江沿岸和布拖、金陽及甘洛上倉等地中二疊統陽新組（茅口組）灰巖的上部亦發現夾有厚數米至百余米的玄武巖。同時，在峨眉山玄武巖組底部也常見有灰巖透鏡體，其厚度為數十米至百余米，如越西縣馬前門地區的峨眉山玄武巖組地層中的灰巖透鏡體長達數公里，厚度最大可達88 米。因此，形成了眾多不同的觀點，比如在峨眉山玄武巖成巖環境方面，出現海相、陸相的認識（陳文一等，2003；張招崇等，2001；宋謝炎等，1998；林建英，1987；熊舜華等，1984）；在成巖時代上，出現早二疊世、晚二疊世之說（何冰輝，2016）。

本文初步報道了在川西南-滇東北一帶的峨眉山市挖斷山、樂山市沙灣、美姑縣柳紅、普格縣西羅等13 個地區峨眉山玄武巖組與陽新組（茅口組）灰巖之間發現的一套厚數米的海陸過渡相含煤巖系地層的分布、規模、巖石組合、古生物化石和地層接觸關系等特征，并探討其巖相古地理特征和建組研究的意義。這一發現豐富了川滇地區中二疊世晚期古地理資料，以期為今后研究川滇地區中晚二疊世沉積演化過程、巖相古地理特征以及確定峨眉山玄武巖早期噴發古地理環境、時限等提供了新線索和基礎資料。

1 地質背景

廣義峨眉山玄武巖組的分布范圍南抵云南建水、屏邊，北越四川南江，西以小金河深斷裂為界，東至貴州晴隆地區，一般是指以玄武巖為主的暗色巖系，具有厚度大、多旋回噴發特征（何冰輝，2016；王瑞華等，2011）。在四川南江-鹽源一帶，峨眉山玄武巖組呈北東向狹長帶狀分布，發育柱狀節理及枕狀構造，指示其為海陸過渡相沉（堆）積；在云南會澤-東川一帶則多發育柱狀節理，噴發間歇期沉積了河湖相的紅色砂泥巖，指示其為陸相沉（堆）積。與下伏地層（陽新組或茅口組）一般被認為是噴發不整合接觸（張良鉅和楊育富，2019；王甘露等，2009），但局部地區玄武巖與灰巖的沉積基本上連續的（張宏輝等，2022）。在區域上大致以康滇地軸為界，西部的金河-箐河深斷裂沿線屬線狀坳陷地帶，在峨眉山玄武巖組噴發前沉積了平川組濱?！獪\海陸棚邊緣斜坡相之石英砂巖-泥巖-（砂礫屑）灰巖，并伴有濱淺海相基性玄武質角礫巖-凝灰巖-玄武巖的沉（堆）積（唐廣成和張璐，2021）；而金河-箐河深斷裂與小金河深斷裂間，因隆升、剝蝕無沉積；小金河深斷裂以西，以強烈火山活動為特征，在巴顏咯拉地塊東緣沉（堆）積了中-上二疊統大石包組半深海相基性火山巖。東部即瀘定-西昌-攀枝花以東，總體上是峨眉山玄武巖與陽新組灰巖直接呈不整合接觸，但調查發現在越西海棠-甘洛片馬、峨眉挖斷山-美姑柳紅、普格西羅、會東壩口、巧家大富涼山-會澤羅布等地沉積了含煤碎屑巖夾不純碳酸鹽巖組合之地層體，與上、下地層均呈平行不整合接觸，具備了單獨建組研究的意義。

本次研究在系統查閱不同年代完成的1︰25 萬～1︰5 萬區域地質調查成果資料基礎上，通過開展系統的野外地質路線調查和地質剖面觀測，對川西南-滇東北地區二疊系陽新組灰巖與峨眉山玄武巖組間出露的一套海陸過渡相含煤細碎屑巖夾泥（質）灰巖地層單元進行了詳細的巖石組合、古生物化石和地層接觸關系等方面的調查研究。

2 空間分布及巖石組合

峨眉山玄武巖組在川滇黔地區大面積分布，厚度不一，比如在貴州地區最薄僅幾米至幾十米，而在四川米易、云南尋甸等地則可達2 553～2 748 m（林建英，1987），云南賓川地區厚達5 000 余米（王瑞華等，2011）。其底部多以玄武質火山角礫巖、角礫狀凝灰巖以及玄武巖等巖石直接不整合覆于陽新組（或茅口組）灰巖之上（徐則民，2011；劉冉等，2021)，這與峨眉山地幔柱的活動導致的地殼抬升、陽新組灰巖頂部風化剝蝕有關（李宏博等，2011；何斌等，2005；宋謝炎等，2002）。在川西簡陽地區峨眉山玄武巖沿著薄弱帶上升、爆發，噴發時挾帶灰巖碎屑，從而在底部形成含灰巖質火山角礫巖，同時個別地段在灰巖與玄武巖接觸界面上發育了古風化殼（劉冉等，2021；夏茂龍等，2020）；在滇東北烏蒙山地區玄武巖與灰巖相互交叉的構造現象反映地殼抬升幅度小速度緩慢，古環境為處于海平面以下碳酸鹽臺地的基本連續沉積；而以凝灰巖、泥巖、灰巖質角礫巖為主，甚至部分地段發育煤線的巖石組合反映其古環境為抬升后地表已露出水面（張宏輝等，2022）。

地幔柱的中心位置、地殼抬升速度和幅度直接決定了茅口組沉積末期灰巖的剝蝕程度和之上沉積的巖石組合特征（李宏博等，2011，2013；何斌等，2005，2003）。調查發現，在四川峨眉山市挖斷山、樂山市沙灣、甘洛縣片馬、越西縣海棠、甘洛縣波洛、哈喏李腳、尼漢馬柴已橋、美姑縣柳紅、普格縣西羅、會東縣壩口、云南巧家縣大富涼山、魯甸縣小寨、會澤縣羅布等13 個地區的峨眉山玄武巖組底部與陽新組大套灰巖之間發育有以含煤碎屑巖為主夾泥（質）灰巖的海陸過渡相地層。該套地層單元在區域上厚度較為穩定，南北厚度較穩定，向東具變厚趨勢，一般厚度0.5～4.2 m，最厚為會澤縣羅布地區（厚35 m）（圖2）。

這套地層的基本巖性組合為黃灰、綠灰、深灰-灰黑色（含礫）泥巖或（鋁質）粘土巖、鐵質泥巖、碳質泥（頁）巖夾鈣（泥）質粉砂巖、煤線，向上夾灰色薄-中層泥質灰巖、灰黑色泥灰巖等（圖3）。其中在峨眉山市挖斷山地區該地層單元的巖性組合自下而上依次為：灰白色鋁土質粘土巖（0.8 m）→透境狀煤層（0.1 m）→灰色泥質灰巖夾黑色頁巖（0.5 m）→灰黑色泥質砂巖夾碳質頁巖及煤線，含Pecopteis rigida（堅直節羊齒）Cladophlebissp.（枝脈蕨），Cordaitessp.（柯達木）等化石（0.7 m）；在樂山市沙灣地區為：黃褐色含礫泥巖（1.2 m）→黃色硬質頁巖夾青灰色白云質灰巖及薄層碳質泥巖，灰巖中含珊瑚、菊石（0.3 m）→黃灰、褐色含碳、含砂質泥巖，有時含石英礫石（0.3 m）→黑色泥灰巖（0.4 m）→淺青灰色頁巖及黃紅色鐵質泥巖（0.3 m）；在美姑縣柳紅地區為：灰黃色碳質粘土巖，有植物化石碎片（0.7 m）→黑色碳質頁巖（0.03 m）→灰黑色鐵質泥巖（0.15 m）；在普格縣西羅地區為：黃綠色細礫巖（0.7 m）→灰色鈣質粉砂巖夾泥質灰巖透鏡體，產Lepidodendronoculagfetis（Abbado），Calamitessp.，Pecopterissp.等（1.1 m）→灰黑色泥灰巖，產Calamitessp.及雙殼類化石（0.5 m）→綠灰、灰綠色砂質頁巖夾碳質頁巖透鏡體，含植物化石碎片（1.2 m）→灰綠色粘土質頁巖（0.7 m）；在甘洛縣哈羅李腳地層為厚度約0.5 m的碳質頁巖夾玄武巖。與下伏陽新組灰巖、上覆峨眉山玄武巖組均呈平行不整合接觸，界面波狀起伏，尤其是在普格縣西羅地區，該特征最為典型（圖3c）。其底部以透鏡狀礫巖與下伏陽新組灰巖接觸，界面呈波狀起伏，波長約4 m，波高約60 cm，多渾圓狀；頂部以粘土質頁巖與上覆峨眉山玄武巖組玄武巖接觸，界面亦為波狀，波長約3 m，波高約0.4 m，斷續分布鐵質風化殼。

3 古物面貌及時代限定

該地層單元內古生物化石稀少，灰巖中常含珊瑚類、菊石類及雙殼類碎片，植物化石賦存于粉砂巖、碳質泥（頁）巖、泥灰巖中，保存差，多呈碎片，僅峨眉挖斷山、普格西羅有較完整的植物化石：Pecopterissp.，P.rigida，Cladophlebissp.，Cordaitessp.，Calamitessp，Lepidodendronoculagfetis（Abbado），Oculusfelissp.。

這些古生物分子在華北、陜西、內蒙等地二疊系地層中廣泛發育，賦存地層的巖性-巖相可與內蒙大興安嶺林西組對比，均屬一套海陸過渡相地層，而化石則多賦存于上部灰、黑、綠灰等深色巖層中?；M合面貌屬華夏植物群，主要化石分子為Pecopteris、Calamites屬，除Cladophlebis屬時代為K-P 跨度較大外，Lepidodendron、Calamites、Cordaites、Pecopteris屬均為二疊紀，以中-晚二疊世最為繁盛、豐度最高，其中Pecopteris屬及分子是華北地區中二疊世晚期主要分子。因此，這些植物化石的存在也是陽新世晚期研究區地殼抬升接受剝蝕沉積的響應。鑒于該地層平行不整合于陽新組灰巖之上、峨眉山玄武巖組之下，控制了峨眉山玄武巖噴發旋回的底界，推測其時代應屬陽新世冷塢期早時。

4 巖相古地理及意義

區域不整合界面和沉積相轉換面是層序地層界面識別的重要標志，而煤線（層）的發育更是指示了海平面的變化（邵龍義等，2013）。結合區域上巖相古地理研究成果，我們初步認為研究區在陽新世冷塢期早時，因地處康滇古隆起東側，長期遭受大面積不均衡抬升，剝蝕頻繁而又強烈（何斌等，2003），沉積作用微弱，僅局部低洼區接受海相、海陸過渡相碎屑—碳酸鹽巖沉積和少量火山沉積巖、熔巖的沉（堆）積（圖4）。該期的古地理格局沿襲了陽新世孤峰期的古隆起特點，海平面仍在持續上升或大面積隆升，海退加劇，部分陸源物質已參與化學沉積。

圖4 研究區陽新世冷塢期早時巖相古地理圖

在上述峨眉挖斷山、樂山沙灣、普格西羅等原始低洼處均有殘余海，且與廣海連通，其中樂山沙灣、普格西羅沉積有濱岸礫巖、少量濱岸沙，但大多屬濱岸平原粘土，向東水動力減弱，以粘土等泥質巖為主，靠海一側（泥質）灰巖富含珊瑚類、蜓類、雙殼類、菊石類化石，但受水動力、波浪作用的強烈影響，化石保存差；向陸一側由濱岸平原逐漸向湖泊演化，多處達深湖環境，以含植物化石的泥灰巖或泥質灰巖為特征。之后水體變淺，以研究區多地該地層單元上部出現碳質泥頁巖為特征，代表由湖泊→沼澤的演化。沼澤后期研究區全面成陸接受了陸相峨眉山玄武巖的大規模噴發與堆積，噴發間歇期有少量陸相地層沉積，由西向東陸相沉積夾層增多、增厚。

5 結論

（1）分布于峨眉山玄武巖與陽新組灰巖之間的含煤碎屑巖夾不純碳酸鹽巖組合，主要出露于越西海棠-甘洛片馬、峨眉挖斷山-美姑柳紅、普格西羅、會東壩口、巧家大富涼山-會澤羅布等地。

（2）該套地層中化石稀少，保存較差，地層中目前已發現的植物化石以及區域平行不整合接觸關系等證據均佐證了其時代應屬陽新世冷塢期早時。

（3）該地層在區域上分布具有一定的穩定性，屬濱海-湖泊-沼澤相沉積環境，具有單獨建地層單位研究的意義。

致謝：本文在研究過程中，引用了四川省和云南省多幅1︰20 萬、1︰5 萬區域地質調查資料，四川省地質調查院以及中國地質調查局成都地質調查中心的專家提供了幫助和支持，在此一并致謝。