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志留系地层

志留系地层

(1)兰多弗里统鲁丹阶-埃朗阶

龙马溪组(S1l):本组命名地点为湖北秭归新滩龙马溪,最早为李四光命名龙马页岩,后尹赞勋将其改名为龙马溪页岩。标准地点为四川綦江观音桥,区内分布广泛。龙马溪组一般可分为上下两部分:下部富含笔石,以黑、灰黑色页岩、粉砂质页岩为主,底部炭质页岩在黔北、黔中隆起前缘太15井、丁山1井比较发育,其他地区较薄。上部岩性为灰黑、灰色页岩、粉砂质页岩,部分地区夹薄层灰岩、泥灰岩,见笔石、三叶虫、腕足类等化石。

在重庆东南彭水-酉阳一带,本组几乎全部为灰绿、黄绿色粉砂质页岩、页岩,只在底部发育有厚度不大的黑色炭质页岩、灰黑色页岩和泥质粉砂岩。在川南、川西南,本组全为黑、灰黑色页岩、炭质页岩,夹粉砂岩,并在下部含有较多黄铁矿结核。

本组厚度变化较大,一般为100~300m,酉阳一带(秀山溶溪剖面)厚达500m左右。本组主要含笔石,尤以下部最为丰富,上部含少量介壳类、三叶虫和腕足类。根据笔石化石,龙马溪组最高笔石层位相当于Monograptus sedgwickii带,本组为兰多弗里统下部无疑。

(2)兰多弗里统特里奇阶早-中期

石牛栏组(S1s):本组命名地点及标准地点为四川綦江石牛栏。丁文江(1930)首先将川黔边境志留系划分为:酒店垭页岩、石牛栏灰岩、韩家店页岩。尹赞勋等(1947)沿用石牛栏灰岩一名,以含介壳化石的暗灰色页岩作为石牛栏灰岩的开始,其下含笔石的暗灰色页岩归入龙马溪页岩,以含海百合茎灰岩、页状灰岩作为石牛栏灰岩的结束。其上黄绿色砂质页岩归入韩家店页岩。张文堂等(1964)在綦江韩家店,以黄色瘤状泥灰岩作为石牛栏群之开始,其下含笔石、三叶虫、腕足类的灰黑色钙质页岩夹薄层灰岩及灰质结核(瘤)的一套地层归入龙马溪群,石牛栏群的顶界划在韩家店群灰绿及土黄色页岩之下。葛治洲等(1975)将张文堂等划的龙马溪群上部含笔石、三叶虫、腕足类等混合相地层归入石牛栏群,改称石牛栏组。《西南地区区域地层表贵州分册》(1977)扩大了原张文堂等(1964)的含义,包括了其上的灰绿、黄绿色页岩、粉砂岩。林宝玉等在《中国地层6—中国的志留系》(1984)中,也采用此扩大的石牛栏组,以下红层紫红色、黄绿色砂质页岩、细砂岩及含泥砂岩出现为石牛栏组顶界。

本组分布于黔北遵义董公寺、湄潭虾子场、牛场一线以北,黔东北江口、余庆以北,川南綦江观音桥至川西南古宋一带。一般分上下两段,下段为灰色瘤状灰岩、泥灰岩、灰岩,夹黄绿色页岩,含珊瑚、腕足及少量笔石,厚度50~60m至300m。上段为灰绿、黄绿色页岩、粉砂质页岩,夹泥质粉砂岩,化石稀少,厚度十余米至近200m。川南綦江一带本组为深灰色瘤状泥灰岩,下部夹钙质页岩,化石以珊瑚为主,厚度200~300m。本组所含珊瑚化石,经前人研究,都是早志留世特有或常见分子,少量时间跨度为奥陶纪至早志留世,一般不到中志留世。所含腕足类种属仅限于早志留世,少数属于早志留世中晚期。

小河坝组(S1x):本组同石牛栏组为同时异相沉积。命名地点在四川南川小河坝,川东南一带作为小河坝组的代表性地区。常庆隆(1933)建立小河坝系,包括上下两部分,下部厚层状硬砂岩,不含化石,上部黄绿色页岩夹砂岩薄层,化石少。尹赞勋等(1943)缩小含义,只限于原小河坝系下部之砂岩。尹赞勋(1949)改称小河坝组。葛治洲等(1975)提出小河坝组,包括原尹赞勋(1949)小河坝组的砂岩加上上部页岩。《四川省各时代地层总结志留系》提出以介壳相生物组合出现为小河坝组下界,上界以“紫红色层”(下红层)出现作为上界,此划分与葛治洲等(1975)含义相同。

本组分布于川东南以及川南的南川一带。川东南秀山溶溪剖面(林宝玉,1984)本组分上下两段,下段为灰绿、黄绿色粉砂岩、细砂岩,夹少量粉砂质页岩,中部夹厚为3.5m的灰岩及灰岩透镜体,虫迹、波痕发育,含笔石、三叶虫及腕足类,厚度200余米。上段为黄绿色页岩、砂质页岩、粉砂岩,虫迹、波痕较发育,含腕足类、笔石,厚度160m左右。秀山溶溪剖面(林宝玉,1984)向北到酉阳思渠、丁市、卜海一带,岩性与秀山溶溪剖面相同,下部夹薄层生物灰岩、泥岩,卜海一带底部还含砾石,化石少,厚度360~470m。再往北至秀山大田坝至酉阳一带,全部以中厚层为主的黄绿色、灰绿色粉砂岩、粉砂质页岩,夹石英砂岩,不含碳酸盐,厚度460m。彭水郁山、石柱漆辽-冷水溪一带,小河坝组厚300余米,岩性与酉阳相近。

川东南的南川县三泉一带,本组下段为中-厚层状绿灰色粉砂岩,上部局部夹生物碎屑灰岩条带,具不明显波痕,含珊瑚、腕足类、三叶虫等,厚度187m。本组上段为黄绿、灰绿色页岩,夹生物灰岩薄层或透镜体,底部夹粉砂岩条带,具虫迹、小型波痕,生物灰岩中富含珊瑚、腕足类、苔藓虫及海百合等,厚度300m。彭水万足一带小河坝组岩性与三泉相似,厚度352m。

本组所含珊瑚、笔石、三叶虫、腕足类、海百合等,均为石牛栏组中常见分子。韩家店剖面小河坝组之下为相当于Monograptus sedgwickii带的混合相地层,再上即为石牛栏组,川东南彭水、南川(林宝玉,1984)及冷水溪(1975年黔江幅区域地质调查报告)等地均有Monograptus sedgwickii及其相似种出现,其上即为以介壳相生物组合出现为标志的小河坝组。因此,一般认为,川东南、川南之小河坝组与黔北、黔东北的石牛栏组两者下界基本一致。但在区域对比上,陈旭等认为小河坝组和黔北马脚冲组岩性及生物地层对比较好,小河坝组为特里奇阶早期地层。

罗惹坪组(S1lr):“罗惹坪系”由谢家荣等(1925)最早创立,其命名剖面位于宜昌市东北20km处的罗惹坪附近。其后尹赞勋(1949)、穆恩之(1962)改称为“罗惹坪群”。赵裕亭(1978)、倪寓南(1978)、葛治洲等(1979)、林宝玉等(1984)、Mu et al.(1986)、汪啸风等(1987)改称罗惹坪组。其野外露头标志明显,底部为一层厚1.3m含腕足类、三叶虫、珊瑚及笔石的灰绿色含瘤状泥灰岩与下伏龙马溪组顶部笔石Pseudoglyptograptussp.的黄绿色泥岩分界,界限清楚,易于识别。在本研究区内,罗惹坪组主要集中在高罗-鹤峰-五峰-宜都一带;据岩性组合特征,本组大体上可分为上下两个岩性段,下段岩性为灰绿色、灰色泥灰岩,鲕粒灰岩及瘤状泥灰岩,产大量的古生物化石。其中化石主要为腕足类、珊瑚、三叶虫等。厚度变化较快,高罗当阳坪厚50m左右,鹤峰白果坪厚12m,五峰红渔坪厚6m,宜都茶园寺厚约10m。本组上段地层岩性主要为黄绿色粉砂质泥岩夹灰色薄层状粉砂岩,其中粉砂岩多呈波状、透镜状,横向上变化较快,层面上见波痕,虫迹发育。

研究区内本组的厚度变化也较明显,高罗当阳坪厚450m左右,鹤峰白果坪厚350m,五峰红渔坪厚570m,宜都茶园寺厚约300m。

(3)兰多弗里统特里奇阶中晚期

溶溪组(S1r):本组原名白沙组,原命名地点在贵州石阡白沙,葛治洲等(1975)在《西南地区的志留系》中提到白沙组是当时贵州石油勘探指挥部采用的野外名称,鉴于白沙组的标准地点贵州石阡县白沙白马坡一带地质构造复杂,断层较多,而这段底层又未经详细测量,故改用溶溪组代替白沙组。但之前白沙组已被广泛使用,所以林宝玉等(1984)早期仍沿用白沙组的名字。

溶溪组的命名地点和标准剖面地点均为秀山溶溪,溶溪组的顶、底均以紫红色粉砂质页岩、泥岩为界,为一套紫红、黄绿、灰绿色粉砂质页岩、泥岩,夹粉砂岩,化石稀少的一套地层。与回星哨组被称为“海相上红层”相对应,本组被称作“海相下红层”,在本组发育的地区,具有很好的稳定性,是剖面对比的一个重要标志层位,红层的出现也是石牛栏组和小河坝组定义中的顶界标志。

本组分布于黔北至黔东部分地区以北,川东南秀山、酉阳、黔江、彭水地区,以及鄂西南、湘西北、滇东北。岩性为紫红色粉砂质泥岩、页岩、泥质粉砂岩,夹灰绿、黄绿色泥质粉砂岩、页岩,偶夹生物碎屑灰岩薄层或透镜体。“紫红色层”所占比例不一,黔江濯河坝一带减少,彭水一带仅呈薄层夹层状产出。黔江以北的川东南、鄂西南的西北部,本组红层不明显,为灰绿色、黄绿色砂泥岩,常夹灰岩薄层或透镜体。本组厚度在秀山溶溪剖面为257m,酉阳一带为250~330m,黔江濯河坝为250m,黔北、黔东北为数十米至近400m。贵州桐梓韩家店剖面仅见7.6m紫红色页岩,以往的地层对比中将其直接命名为“溶溪组”,但经龚连瓒研究认为,贵州桐梓韩家店剖面7.6m紫红色页岩仅仅只相当于秀山溶溪剖面溶溪组的底部。

本组化石稀少,剖面中所见有笔石、珊瑚、双壳类、腹足类、海百合、腕足类及牙形石。关于溶溪组时代,葛治洲等(1975,1998)定为早志留世。耿良玉等(1990)在溶溪组发现属于特里奇阶早期的化石,陈旭等(1996)认为属于特里奇阶早期turriculatus-crispus生物带时期。

韩家店组(S1h):本组命名及标准剖面位置均位于贵州桐梓县城北约5km处的松坎至綦江公路边韩家店村附近。丁文江(1930)最早将黔北的志留系分为上部韩家店页岩、中部石牛栏灰岩和下部酒店垭页岩三部分。丁文江(1947)指出韩家店组和三峡地区的纱帽组可能不相当。尹赞勋(1949)、穆恩之(1962)称韩家店群,划归上志留亚系,张文堂等(1964)赞同这种划法。南京地质古生物研究所(1974)、葛治洲等(1979)、林宝玉(1979)认为韩家店组的时代为兰多弗里世晚期至文洛克世早期。周希云等(1981)、穆恩之等(1982)、龚联瓒(1986)、Mu et al.(1986)将本组全部划归兰多弗里统。金淳泰等(1982)主张将本组归文洛克统。戎嘉余等(1990)将本组的时代确定为兰多弗里世早、中期,其中韩家店剖面上韩家店组胞石序列等生物组合显示,该地区韩家店组的顶界甚至不会高于特里奇阶早期turriculatus-crispus带(戎嘉余等,1996),即与溶溪组顶界相当。龚连瓒(1990)在对黔北、黔东北地层对比中,也认为韩家店组整体时代在秀山组之下,韩家店组顶界大体与溶溪组顶界相当,只有局部地区保留有韩家店组顶部第二套红层之上的地层可以与秀山组底部地层相当。

本组主要分布于黔北、川南地区。主要为灰绿、黄灰、蓝灰色泥岩、粉砂质泥岩。下部黄绿色、蓝灰色泥岩,厚度约80m,化石稀少。中上部为灰绿色、蓝灰、黄绿色泥岩、粉砂岩,底为厚8m的紫红色页岩,至顶部砂质、粉砂质增多,厚度约237m。本组与下伏石牛栏组或小河坝组整合接触,与上覆二叠系梁山组呈假整合接触。本组含化石层位不多,见腕足类,还有三叶虫和几丁石。

陈旭等(1996)认为,本组从胞石序列以及区域对比的角度分析,韩家店组的顶部不会高于turriculatus-crispus带的顶界,即特里奇阶早期,但一般的地层对比中,包括《中国地层典—志留系》仍然将韩家店组划入特里奇阶中期(或至晚期)。

纱帽组(S1s):本组是由“纱帽山系”、“纱帽群”引伸而来。谢家荣等(1925)最早以“纱帽山系”命名于宜昌县北40km处的纱帽山。尹赞勋(1949)改称为“纱帽群”。本区纱帽组岩性特征由底至顶可以分为上、中、下三段,上段由具交错层理及浅水波痕的细砂岩组成,迄今未发现大化石,顶部砂岩中具水道沉积和一层绿至黄色页岩,与上覆中泥盆统云台观组假整合接触。本组中段以黄绿色页岩、细砂岩和粉砂岩为主,底部见1.8m紫红色的海相粉砂质页岩。本组化石稀少,偶见个别笔石及三叶虫、腕足类Nucleospira。并见浅水相的遗迹化石、波痕及交错层理,可能代表一次连续的海退过程。下段为灰绿、黄绿、蓝灰色石英细砂岩夹粉砂岩组成,与下伏地层罗惹坪组整合接触。从沉积特征来看,表示一个新海退的开始。本段见分异度较差的笔石动物群。同时见腕足类Katastrophomena depressa和三叶虫Encrinuroides,Latiproetus。在西部宜都至恩施地区,东部荆门以东地区上段地层中见灰岩发育。在对区内纱帽组地层年代对比中发现,纱帽组上段生物群较下段面貌差异较大,属种增加,新的分子开始出现,个体数量也相对增多。葛治洲等(1979)通过对宜昌纱帽组中段和上段分别与黔东北、川东南的溶溪组和秀山组对比,认为纱帽组顶界明显低于秀山组顶界;此观点受到Mu et al.(1986)的赞同。汪啸风等(1987)提出纱帽组相当于秀山组的观点,且最上部地层可以与回星哨组对比;而戎嘉余等(1990)指出宜昌大中坝剖面纱帽组时代大致相当于turriculatus-crispus的部分地层,即形成的大致年代应属于兰多弗里世特里奇早期。我们也认同其观点。戎嘉余(1990)在秭归两河口的贾家沟和宜都毛湖尚梯子口志留系地层上部发育秀山动物群,且顶部地层所对应的层位较宜昌分乡王家湾的顶部地层的层位要高。

秀山组(S1xs):本组命名及标准剖面地点在四川秀山溶溪,为南京地质古生物研究所(1974)建立的地层单位。本组分布范围大致与溶溪组相同,在川东南、黔东北、湘西北和鄂西南一带广泛分布,也在川西南等地区发育,岩相与生物相较稳定,总厚度常为400~600m,与上覆回星哨组(海相上红层)、下伏溶溪组(海相下红层)均为整合接触。在秀山溶溪剖面,下部为石英粉砂岩、石英粉砂质页岩及细砂岩,偶夹砂质灰岩或灰质砂岩;上部为灰质页岩、灰质石英粉砂岩,夹粉砂岩、灰岩结核。其他地区一般为黄绿、灰绿色砂质或粉砂质页岩、页岩,下部夹细砂岩或泥质粉砂岩,上部夹薄层灰岩或含钙质结核。本组厚度在川东南秀山、酉阳一带600~650m,黔东可达900m左右,向西减薄,黔北厚度为236~0m。

本组化石下部少,上部丰富,主要有笔石、三叶虫、头足类、腕足类,还见有珊瑚、牙形石。关于秀山组时代,一直争议较多,葛治洲等(1975)根据笔石化石特征,认为归属中志留世早期,林宝玉通过床板珊瑚化石组合的研究,将其归属中志留世晚期,林宝玉等(1984)将其归属于中志留世,南京地质古生物研究所(1974)将本组归于文洛克世晚期,后改归文洛克世早期(葛治洲,1979;穆恩之等,1982,林宝玉,1984;Mu et al.,1986)。周希云等(1981,1985)根据牙形石的研究成果,将本组的大部分划归兰多弗里统,得到龚联瓒(1987)的支持。王成源等认为秀山组上段下部可与特里奇阶晚期P.celloni牙形石带下部,但不是最下部,而秀山组上段上部的牙形石只相当P.celloni带的中部,至多接近P.celloni带的上部,而绝达不到此生物带的顶部,即秀山组的时代为兰多弗里世特里奇晚期。耿良玉也认为秀山组时代为特里奇晚期。戎嘉余等(1990,1996)也认为本组的时代为兰多弗里世特里奇晚期。

(4)文洛克统申伍德阶早期(或兰多弗里统特里奇阶末期)

回星哨组(S2h):本组命名及标准剖面地点在四川秀山溶溪,南京地质古生物研究所(1974)建立。本组断续分布于东起湘西北桑植与龙山之间,向西至川西南昭觉、宁南,为江南古陆西北侧的沉降凹陷带,大致呈北东-南西向的狭长地区。在这一凹陷带中,本组以湘西北保靖、大庸、桑植一带发育较全,向西南、向东北逐渐变薄。

本组一般可分为上下两部分,即下部回星哨段和上部小溪段。下部以紫红色粉砂质泥岩、页岩、泥质粉砂岩为主(海相上红层);上部以绿灰、黄绿、土黄色相间的泥岩、页岩为主,夹泥质粉砂岩。在秀山溶溪剖面,本组下部回星哨段为紫红色粉砂质泥岩与绿色粉砂岩互层,厚约85m;上部小溪段以绿灰色粉砂岩、粉砂质页岩为主,泥岩上管状虫迹密布,厚度约58m。川东南酉阳龙潭,本组为紫红色与黄绿色相间的泥岩、页岩、夹泥质粉砂岩。川西南长宁双河一带,夹薄层含细砾粗砂岩。本组厚度,黔东北为数十米至百余米,川东南为百余米至200余米,川西南为百余米。

本组底部以紫红色泥岩、粉砂岩的出现与下伏秀山组整合接触,顶部与中或晚泥盆世的石英砂岩呈假整合接触。本组分布于江南古陆西北侧的沉降凹陷带中,大致呈北东-南西向的狭条状,此带东北始自湘西北的大庸、桑植一带,西南止于黔东北的石阡附近。在这一凹陷带中,回星哨组以湘西北保靖、大庸、桑植一带发育较全,向西南、向东北逐渐变薄,花垣卡棚的回星哨组厚约250m,龙山北洞厚86m,桑植洪家峪仅厚1m。小溪段最厚的地区也在湘西北,向西南至石阡一带,小溪段仅厚10m。

本组化石稀少,种属单调,在黔东北石阡剖面仅发现双壳类Modiomorpha sp.和Modiolopsis sp.,珊瑚Tryplasma sp.和板足鲎类碎片,秀山溶溪剖面中回星哨组仅有双壳类Modiomorpha crypta和Praecardium cf. ovatum,腹足类Turbocheilus和Discordichilus以及板足鲎类碎片。下伏秀山组存在Stomatograptus sinensis,陈旭等(1996)推测相当于griestoniensis生物带上部至spiralis-grandis生物带下部。牙形刺的研究表明,秀山组上段上部仅相当于P.celloni生物带的中部,接近上部。本组由(葛治洲等,1979;林宝玉等,1984;龚连瓒,1986)归文洛克统。

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