云南景洪東南地區(qū)中泥盆統(tǒng)植物化石化石的古環(huán)境意義

云南景洪東南地區(qū)中泥盆統(tǒng)植物化石化石的古環(huán)境意義

景洪東南部有一套主要的碎屑巖和火山碎屑巖地層。1965年，云南省地質(zhì)勘察隊將其歸為上疊統(tǒng)。1976年，云南省第二區(qū)八支隊沿著漢江邊境進行了測量，在那里采集了泥盆紀植物和地表巖石，包括植物化石的碎屑巖和凝灰?guī)r，稱為晚泥盆世南光群（d），以及具有手腕和足類化石的粗粒碎屑巖部分，稱為中泥盆統(tǒng)（云南省地質(zhì)秘書處，1990）。1996年，云南省地層多樣性評價研究小組將中泥盆統(tǒng)命名為中泥盆世怕當(dāng)組（dp）（云南省地質(zhì)秘書處，1996年）。然而,由于該地區(qū)地處熱帶雨林環(huán)境,風(fēng)化作用發(fā)育,地層露頭極差,對其沉積環(huán)境、地質(zhì)時代一直存在不同認識(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1990;李興振等,1995;云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1996;方潤森,2000)。近年來,該地區(qū)大量種植橡膠樹,因運送橡膠需要修建許多道路,其中沿瀾滄江邊新修的機動道路,切過了全部泥盆系地層。2011年4~5月,筆者等人沿新開公路,對該剖面進行實測,系統(tǒng)研究了地層層序、沉積構(gòu)造和地質(zhì)時代。由于篇幅所限,筆者對地層學(xué)研究成果予以報道,沉積環(huán)境研究成果將另文發(fā)表。一、泥盆系地層格架研究區(qū)位于云南省景洪市東南部南光行政村和怕當(dāng)行政村地區(qū),上古生界地層呈斷片狀出露,并與中、新生界地層呈斷層接觸;泥盆系是該區(qū)域出露最老的沉積地層(圖1)。2011年,筆者等人對兩個泥盆系地層斷片進行了實測,西部斷片剖面穿過溫泉居民點,故命名為溫泉剖面;東部斷片剖面穿過曼崩居民點村,相應(yīng)命名為曼崩剖面(圖1)。1拉竹河組巖相剖面底部風(fēng)化較強,新開公路沒有切露基巖,故剖面底未出露;剖面頂部與中二疊統(tǒng)拉竹河組呈斷層接觸;剖面分為8層(圖2),自上而下描述如下:拉竹河組:二、層序地層時代的探討1976年,云南省第二區(qū)調(diào)大隊八分隊張志斌等人,在開展1/20萬《景洪幅》區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過程中,依靠竹筏沿瀾滄江邊實測了該剖面,獲得寶貴的地層學(xué)和古生物學(xué)資料,將其地質(zhì)時代由二疊系修訂為泥盆系。后人關(guān)于該剖面的討論和研究主要依據(jù)了這些資料,再沒有開展深入的野外地層學(xué)研究。由于受當(dāng)時的知識結(jié)構(gòu)和沿江地層露頭的影響,有些資料收集不足,特別是沉積學(xué)資料稀少,對其沉積環(huán)境的解釋缺乏論證。我們新的調(diào)查還發(fā)現(xiàn)地層層序和地質(zhì)時代也存在問題。當(dāng)年,張志斌等人在多個層位采獲了大量莖干植物化石,經(jīng)蔡重陽教授鑒定,為LepotophloeumrhombicumDawson,該化石被認為是晚泥盆世標準化石(李星學(xué)等,1986),故將南光組劃歸上泥盆統(tǒng)。新的調(diào)查研究證明這個結(jié)論是正確的。同時,他們還在粗粒碎屑巖的泥巖、粉砂巖夾層中,采獲腕足類、雙殼類和海百合莖化石,其中腕足類鑒定為Glyptospirifersp.,Productellasp.,Productel-lanasp.,Indospirifersp.,Isorthissp.。該腕足類動物群時代被鑒定為早泥盆世晚期—中泥盆世。據(jù)此,將含該腕足類動物群的粗碎屑巖部分置于剖面下部,地質(zhì)時代劃歸中泥盆統(tǒng)或下—中泥盆統(tǒng)(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1990、1996)。Glyptospirifer現(xiàn)在改名為Howittia,其地質(zhì)時代是下泥盆統(tǒng),分布于澳大利亞、蒙古、華南和越南北部;Productella分布于亞洲、歐洲和北美地區(qū),地質(zhì)時代為中泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng);Productellana分布于我國和北美地區(qū),地質(zhì)時代為上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng);Indospirifer分布于亞洲和歐洲地區(qū),地質(zhì)時代為中泥盆統(tǒng);Isorthis的時代是下志留統(tǒng)—中泥盆統(tǒng),具有全球性分布(王鈺等,1964;湖北省區(qū)域地質(zhì)測量隊,1984)。由此來看,上述化石名單中不同腕足類化石的時代范圍存在著明顯的矛盾,其鑒定存在商榷之處,但由于缺少化石圖版,無法對其深入研究。2013年5月,筆者再次赴該剖面進行腕足類化石補采,在兩處采獲一些腕足類化石,由于保存問題,很難進行屬種鑒定,沒有地層時代意義。新的層序研究結(jié)果表明,在兩條剖面,含礫粗碎屑巖部分都位于剖面頂部,而不是底部;并且,在兩條剖面上部(曼崩剖面第13層和溫泉剖面第6層)砂巖中都采獲植物化石LepotophloeumrhombicumDawson(圖3)。所以,原定怕當(dāng)組不是位于晚泥盆世南光組之下,而是之上;其地質(zhì)時代不是中泥盆世,而是晚泥盆世。另外,這套原定義為怕當(dāng)組的含礫粗碎屑巖空間上分布局限,成因上與南光組同為濁積扇層序,時代上與南光組同為晚泥盆世,兩者構(gòu)成完整的海底濁積扇層序序列。所以,建議廢除怕當(dāng)組,兩者合并稱為南光組,地質(zhì)時代為晚泥盆世。8.灰色生物碎屑灰?guī)r,夾黃色薄層凝灰?guī)r。生物碎屑為海百合類、腕足類等碎片,見珊瑚類、類化石(Neoschwageriasp.)。斷層角礫非常發(fā)育112m南光組:7.灰白色巨厚層復(fù)成份礫巖:單層厚2~4m,礫石成分主要為凝灰?guī)r(40%~45%)、火山巖屑長石砂巖(20%~25%)、硅質(zhì)灰?guī)r(5%~6%)、巖屑石英砂巖(20%~15%)、細砂巖(3%~4%),及其他巖類礫石等,礫石直徑0.5~8cm為主,一般在1~4cm左右,最大達12cm,分選差,次圓狀,凝灰質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)。礫石無定向性(圖3B)56m6.灰色厚層狀中—粗粒長石石英砂巖、長石巖屑砂巖與粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖呈旋回出露,見發(fā)育水平層理、小型斜層理、交錯層理和粒序?qū)永?。含有許多斜方薄皮木植物化石(Lepotophloeumrhombicum)66m5.灰白色中層狀長石砂巖、火山巖屑長石砂巖夾較多凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖和深灰色細粒中層狀凝灰質(zhì)細砂巖54m4.火山巖屑長石砂巖與凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖互層產(chǎn)出,局部見粒序?qū)永砗偷啄?gòu)造,為經(jīng)典濁流沉積物形成278m3.灰白色薄層狀凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖夾灰色中厚層狀粗粒巖屑石英雜砂巖88m2.下部為灰色火山巖屑長石砂巖夾凝灰質(zhì)粉砂巖,向上粒度略變細,凝灰質(zhì)增加,頂部見厚約50cm較純沉凝灰?guī)r。局部見硅質(zhì)巖透鏡體。含較多植物碎片,硅質(zhì)巖透鏡體含有球形放射蟲化石,但由于保存較差,很難鑒定屬種149m1.深灰色薄板狀凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)泥質(zhì)板巖(底部被第四系沉積物覆蓋)25m2鮑馬序列沉積相清晰、近連續(xù)的露頭觀察發(fā)現(xiàn),曼崩泥盆紀地層斷片為一復(fù)式背斜。本次剖面實測僅測量其中一翼。該剖面分為15層,頂部第15層可以對比為中二疊統(tǒng)拉竹河組,與下覆地層呈斷層接觸(圖2)。自上而下剖面描述如下。拉竹河組:15.深灰色中層狀泥灰?guī)r夾凝灰質(zhì)巖。含有腕足類、有孔蟲等化石?？蓪Ρ葹槔窈咏M。與下覆地層為斷層接觸,斷層角礫非常發(fā)育122m南光組:14.底部為灰、深灰色復(fù)成份礫巖,礫石成分主要為中性火成巖(60%~50%)、雜砂巖(20%)、凝灰質(zhì)灰?guī)r(20%)和少量凝灰?guī)r等,礫石大小為2~15cm,多為4~10cm,最大可達20cm,分選差,次棱角狀,砂質(zhì)相對集中成透鏡狀條帶狀分布在礫石間,砂礫支撐,鈣泥質(zhì)膠結(jié)。在單層內(nèi),礫石向上變細,構(gòu)成粒序?qū)永?8m13.主要由塊狀雜砂巖組成,發(fā)育粒序?qū)永?、平行層理、交錯層理和底模構(gòu)造,可以歸為鮑馬序列AD、ABD組合;含較多斜方薄皮木等植物化石(Lepotophloeumrhombicum)(圖3E,F)8m12.露頭好,為典型鮑馬序列沉積層序,主要發(fā)育ABD、ABCD段組合。A段為灰黃色含礫粗粒雜砂巖、粗粒雜砂巖;B、C段為細—中粒巖屑雜砂巖,D段為凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)泥巖36m11.灰色凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、石英雜砂巖、灰白色巖屑長石雜砂巖,偶見泥灰?guī)r透鏡體。發(fā)育底模構(gòu)造、粒序?qū)永?、平行層理和小型交錯層理,屬于濁流沉積層序56m10.灰色中粒石英雜砂巖夾深灰色粉砂質(zhì)泥質(zhì)板巖,偶見泥灰?guī)r透鏡體。發(fā)育典型鮑馬序列沉積構(gòu)造128m9.主要由淺灰色鈣質(zhì)粉砂巖、深灰色粉砂質(zhì)泥質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)泥質(zhì)板巖、細-中粒巖屑石英雜砂巖組成,夾深灰色泥灰?guī)r透鏡體。主要發(fā)育鮑馬序列CDE段沉積,AB段沉積層序較少353m8.主要為灰色、灰白色硅質(zhì)鈣質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)泥質(zhì)板巖。主要由CDE段鮑馬序列組成,A和B段稀少65m7.為淺灰含細礫中—粗粒巖屑石英雜砂巖。由ABE、ABDE段濁積巖序列組成,以AB段為主;DE段很薄,呈透鏡狀、脈狀、薄層狀,由凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r透鏡體組成。發(fā)育小型滑塌構(gòu)造(圖3C)147m6.為灰色粉砂質(zhì)泥巖與淺灰色中-細砂巖互層出現(xiàn),基本層序厚50~120cm,兩者近等厚。前者偶見水平層理和密級紋層,屬于鮑馬序列DE段沉積。后者發(fā)育平行層理,偶見粒序?qū)永?屬于鮑馬序列ABC段沉積26m5.為凝灰質(zhì)細砂巖、含細礫中粒砂巖,夾凝灰質(zhì)粉砂巖。該段以AB段鮑馬序列為主,A段為含細礫中粒砂巖,B段為細砂巖,CD段為凝灰質(zhì)粉砂巖70m4.為凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、長石石英雜砂巖。鮑馬序列韻律清晰,主要由BD、CDE、CD段組成。B段為中-細粒砂巖,發(fā)育平行層理;C段為中層狀粉砂巖發(fā)育小型交錯層理、爬升層理;DE凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖,水平層理發(fā)育27m3.為灰色中—厚層狀凝灰質(zhì)細粒砂巖夾凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)板巖。鮑馬序列沉積層序發(fā)育,主要由AB、BC段組成。A和B段為細粒砂巖;C段為粉砂巖、板巖63m2.為粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、細砂巖、凝灰質(zhì)泥質(zhì)板巖。巖石沉積構(gòu)造清晰,粒序?qū)永砗偷啄０l(fā)育,多由AB、BCD、CDE段組成。A和B段為細粒砂巖,薄層狀或透鏡狀,厚度5~10cm為主;CDE段為粉砂質(zhì)板巖和泥質(zhì)板巖等(圖3D)54m1.厚—巨厚層狀灰白色長石巖屑砂巖夾薄層硅質(zhì)凝灰?guī)r。鮑馬序列沉積層序發(fā)育,主要由BE、BDE段組成。B段主要為細粒、中—細粒長石巖屑砂巖,D段主要為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖,E段為薄層硅質(zhì)凝灰?guī)r或凝灰?guī)r261m從巖石特征和沉積特征來看,兩條剖面基本可以對比:其頂部為復(fù)成份礫巖(溫泉剖面第7層和曼崩剖面第14層),它被拉竹河組灰?guī)r、泥灰?guī)r覆蓋