云南景洪东南地区中泥盆统植物化石化石的古环境意义

云南景洪东南地区中泥盆统植物化石化石的古环境意义

景洪东南部有一套主要的碎屑岩和火山碎屑岩地层。1965年，云南省地质勘察队将其归为上叠统。1976年，云南省第二区八支队沿着汉江边境进行了测量，在那里采集了泥盆纪植物和地表岩石，包括植物化石的碎屑岩和凝灰岩，称为晚泥盆世南光群（d），以及具有手腕和足类化石的粗粒碎屑岩部分，称为中泥盆统（云南省地质秘书处，1990）。1996年，云南省地层多样性评价研究小组将中泥盆统命名为中泥盆世怕当组（dp）（云南省地质秘书处，1996年）。然而,由于该地区地处热带雨林环境,风化作用发育,地层露头极差,对其沉积环境、地质时代一直存在不同认识(云南省地质矿产局,1990;李兴振等,1995;云南省地质矿产局,1996;方润森,2000)。近年来,该地区大量种植橡胶树,因运送橡胶需要修建许多道路,其中沿澜沧江边新修的机动道路,切过了全部泥盆系地层。2011年4~5月,笔者等人沿新开公路,对该剖面进行实测,系统研究了地层层序、沉积构造和地质时代。由于篇幅所限,笔者对地层学研究成果予以报道,沉积环境研究成果将另文发表。一、泥盆系地层格架研究区位于云南省景洪市东南部南光行政村和怕当行政村地区,上古生界地层呈断片状出露,并与中、新生界地层呈断层接触;泥盆系是该区域出露最老的沉积地层(图1)。2011年,笔者等人对两个泥盆系地层断片进行了实测,西部断片剖面穿过温泉居民点,故命名为温泉剖面;东部断片剖面穿过曼崩居民点村,相应命名为曼崩剖面(图1)。1拉竹河组岩相剖面底部风化较强,新开公路没有切露基岩,故剖面底未出露;剖面顶部与中二叠统拉竹河组呈断层接触;剖面分为8层(图2),自上而下描述如下:拉竹河组:二、层序地层时代的探讨1976年,云南省第二区调大队八分队张志斌等人,在开展1/20万《景洪幅》区域地质调查过程中,依靠竹筏沿澜沧江边实测了该剖面,获得宝贵的地层学和古生物学资料,将其地质时代由二叠系修订为泥盆系。后人关于该剖面的讨论和研究主要依据了这些资料,再没有开展深入的野外地层学研究。由于受当时的知识结构和沿江地层露头的影响,有些资料收集不足,特别是沉积学资料稀少,对其沉积环境的解释缺乏论证。我们新的调查还发现地层层序和地质时代也存在问题。当年,张志斌等人在多个层位采获了大量茎干植物化石,经蔡重阳教授鉴定,为LepotophloeumrhombicumDawson,该化石被认为是晚泥盆世标准化石(李星学等,1986),故将南光组划归上泥盆统。新的调查研究证明这个结论是正确的。同时,他们还在粗粒碎屑岩的泥岩、粉砂岩夹层中,采获腕足类、双壳类和海百合茎化石,其中腕足类鉴定为Glyptospirifersp.,Productellasp.,Productel-lanasp.,Indospirifersp.,Isorthissp.。该腕足类动物群时代被鉴定为早泥盆世晚期—中泥盆世。据此,将含该腕足类动物群的粗碎屑岩部分置于剖面下部,地质时代划归中泥盆统或下—中泥盆统(云南省地质矿产局,1990、1996)。Glyptospirifer现在改名为Howittia,其地质时代是下泥盆统,分布于澳大利亚、蒙古、华南和越南北部;Productella分布于亚洲、欧洲和北美地区,地质时代为中泥盆统—下石炭统;Productellana分布于我国和北美地区,地质时代为上泥盆统—下石炭统;Indospirifer分布于亚洲和欧洲地区,地质时代为中泥盆统;Isorthis的时代是下志留统—中泥盆统,具有全球性分布(王钰等,1964;湖北省区域地质测量队,1984)。由此来看,上述化石名单中不同腕足类化石的时代范围存在着明显的矛盾,其鉴定存在商榷之处,但由于缺少化石图版,无法对其深入研究。2013年5月,笔者再次赴该剖面进行腕足类化石补采,在两处采获一些腕足类化石,由于保存问题,很难进行属种鉴定,没有地层时代意义。新的层序研究结果表明,在两条剖面,含砾粗碎屑岩部分都位于剖面顶部,而不是底部;并且,在两条剖面上部(曼崩剖面第13层和温泉剖面第6层)砂岩中都采获植物化石LepotophloeumrhombicumDawson(图3)。所以,原定怕当组不是位于晚泥盆世南光组之下,而是之上;其地质时代不是中泥盆世,而是晚泥盆世。另外,这套原定义为怕当组的含砾粗碎屑岩空间上分布局限,成因上与南光组同为浊积扇层序,时代上与南光组同为晚泥盆世,两者构成完整的海底浊积扇层序序列。所以,建议废除怕当组,两者合并称为南光组,地质时代为晚泥盆世。8.灰色生物碎屑灰岩,夹黄色薄层凝灰岩。生物碎屑为海百合类、腕足类等碎片,见珊瑚类、类化石(Neoschwageriasp.)。断层角砾非常发育112m南光组:7.灰白色巨厚层复成份砾岩:单层厚2~4m,砾石成分主要为凝灰岩(40%~45%)、火山岩屑长石砂岩(20%~25%)、硅质灰岩(5%~6%)、岩屑石英砂岩(20%~15%)、细砂岩(3%~4%),及其他岩类砾石等,砾石直径0.5~8cm为主,一般在1~4cm左右,最大达12cm,分选差,次圆状,凝灰质、泥质胶结。砾石无定向性(图3B)56m6.灰色厚层状中—粗粒长石石英砂岩、长石岩屑砂岩与粉砂岩、泥质粉砂岩呈旋回出露,见发育水平层理、小型斜层理、交错层理和粒序层理。含有许多斜方薄皮木植物化石(Lepotophloeumrhombicum)66m5.灰白色中层状长石砂岩、火山岩屑长石砂岩夹较多凝灰质粉砂质泥岩和深灰色细粒中层状凝灰质细砂岩54m4.火山岩屑长石砂岩与凝灰质粉砂质泥岩互层产出,局部见粒序层理和底模构造,为经典浊流沉积物形成278m3.灰白色薄层状凝灰质粉砂质泥岩夹灰色中厚层状粗粒岩屑石英杂砂岩88m2.下部为灰色火山岩屑长石砂岩夹凝灰质粉砂岩,向上粒度略变细,凝灰质增加,顶部见厚约50cm较纯沉凝灰岩。局部见硅质岩透镜体。含较多植物碎片,硅质岩透镜体含有球形放射虫化石,但由于保存较差,很难鉴定属种149m1.深灰色薄板状凝灰质粉砂质板岩、凝灰质泥质板岩(底部被第四系沉积物覆盖)25m2鲍马序列沉积相清晰、近连续的露头观察发现,曼崩泥盆纪地层断片为一复式背斜。本次剖面实测仅测量其中一翼。该剖面分为15层,顶部第15层可以对比为中二叠统拉竹河组,与下覆地层呈断层接触(图2)。自上而下剖面描述如下。拉竹河组:15.深灰色中层状泥灰岩夹凝灰质岩。含有腕足类、有孔虫等化石。可对比为拉竹河组。与下覆地层为断层接触,断层角砾非常发育122m南光组:14.底部为灰、深灰色复成份砾岩,砾石成分主要为中性火成岩(60%~50%)、杂砂岩(20%)、凝灰质灰岩(20%)和少量凝灰岩等,砾石大小为2~15cm,多为4~10cm,最大可达20cm,分选差,次棱角状,砂质相对集中成透镜状条带状分布在砾石间,砂砾支撑,钙泥质胶结。在单层内,砾石向上变细,构成粒序层理18m13.主要由块状杂砂岩组成,发育粒序层理、平行层理、交错层理和底模构造,可以归为鲍马序列AD、ABD组合;含较多斜方薄皮木等植物化石(Lepotophloeumrhombicum)(图3E,F)8m12.露头好,为典型鲍马序列沉积层序,主要发育ABD、ABCD段组合。A段为灰黄色含砾粗粒杂砂岩、粗粒杂砂岩;B、C段为细—中粒岩屑杂砂岩,D段为凝灰质粉砂岩、凝灰质泥岩36m11.灰色凝灰质粉砂质泥岩、石英杂砂岩、灰白色岩屑长石杂砂岩,偶见泥灰岩透镜体。发育底模构造、粒序层理、平行层理和小型交错层理,属于浊流沉积层序56m10.灰色中粒石英杂砂岩夹深灰色粉砂质泥质板岩,偶见泥灰岩透镜体。发育典型鲍马序列沉积构造128m9.主要由浅灰色钙质粉砂岩、深灰色粉砂质泥质板岩、凝灰质泥质板岩、细-中粒岩屑石英杂砂岩组成,夹深灰色泥灰岩透镜体。主要发育鲍马序列CDE段沉积,AB段沉积层序较少353m8.主要为灰色、灰白色硅质钙质板岩、粉砂质泥质板岩。主要由CDE段鲍马序列组成,A和B段稀少65m7.为浅灰含细砾中—粗粒岩屑石英杂砂岩。由ABE、ABDE段浊积岩序列组成,以AB段为主;DE段很薄,呈透镜状、脉状、薄层状,由凝灰岩、凝灰质泥岩、泥灰岩透镜体组成。发育小型滑塌构造(图3C)147m6.为灰色粉砂质泥岩与浅灰色中-细砂岩互层出现,基本层序厚50~120cm,两者近等厚。前者偶见水平层理和密级纹层,属于鲍马序列DE段沉积。后者发育平行层理,偶见粒序层理,属于鲍马序列ABC段沉积26m5.为凝灰质细砂岩、含细砾中粒砂岩,夹凝灰质粉砂岩。该段以AB段鲍马序列为主,A段为含细砾中粒砂岩,B段为细砂岩,CD段为凝灰质粉砂岩70m4.为凝灰质粉砂质泥岩、粉砂岩、长石石英杂砂岩。鲍马序列韵律清晰,主要由BD、CDE、CD段组成。B段为中-细粒砂岩,发育平行层理;C段为中层状粉砂岩发育小型交错层理、爬升层理;DE凝灰质粉砂质泥岩,水平层理发育27m3.为灰色中—厚层状凝灰质细粒砂岩夹凝灰质粉砂岩、凝灰质板岩。鲍马序列沉积层序发育,主要由AB、BC段组成。A和B段为细粒砂岩;C段为粉砂岩、板岩63m2.为粉砂质板岩、泥质板岩、细砂岩、凝灰质泥质板岩。岩石沉积构造清晰,粒序层理和底模发育,多由AB、BCD、CDE段组成。A和B段为细粒砂岩,薄层状或透镜状,厚度5~10cm为主;CDE段为粉砂质板岩和泥质板岩等(图3D)54m1.厚—巨厚层状灰白色长石岩屑砂岩夹薄层硅质凝灰岩。鲍马序列沉积层序发育,主要由BE、BDE段组成。B段主要为细粒、中—细粒长石岩屑砂岩,D段主要为粉砂岩、粉砂质泥岩,E段为薄层硅质凝灰岩或凝灰岩261m从岩石特征和沉积特征来看,两条剖面基本可以对比:其顶部为复成份砾岩(温泉剖面第7层和曼崩剖面第14层),它被拉竹河组灰岩、泥灰岩覆盖