安徽东南部二叠系龙潭组砂岩碎屑组分及物源分析

安徽东南部二叠系龙潭组砂岩碎屑组分及物源分析

杜叶龙;李双应;孔为伦;王松

【摘要】砂岩碎屑组分分析是研究盆地沉积物源及其构造演化的重要途径.龙潭组是我国南方重要的含煤层位之一,进一步确定其沉积物来源和源区构造背景具有重要意义.安徽东南部二叠系龙潭组砂岩碎屑组分特征为:单晶石英含量为25%～40%,多品石英含量为30%～65%,而且细砂岩中,石英多具有溶蚀的边缘;长石含量变化较大,在细砂岩中含量在5%～15%之间,在中粗粒砂岩中含量仅为1%左右;岩屑在细砂岩中的含量为15%～25%,在中粗粒砂岩中含量为10%～20%.砂岩物源分析结果显示,龙潭组砂岩来源于再旋回造山带与消减杂岩带的混合蚀源区,结合含近源砾石特征及区域大地构造背景,可推测研究区龙潭组物源区很可能来自华夏板块与扬子板块碰撞的接壤地带--江南造山带.

【期刊名称】《高校地质学报》

【年(卷),期】2010(016)004

【总页数】8页(P509-516)

【关键词】二叠纪;龙潭组砂岩组分;物源分析;安徽东南部

【作者】杜叶龙;李双应;孔为伦;王松

【作者单位】合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009

【正文语种】中文

【中图分类】P534.46

物源分析是判别古气候、恢复古地貌特征、确定盆地所处构造背景的一项重要手段，物源物质成分的变化反映了盆地边缘造山带的隆升与盆地沉降的关系（Dickinson and Suczek，1979；Dickinson et a1.，1983；Zuffa，1980；Mack，1984；Ingersoll，1987；李忠等，1999； Weltje and Eynatten，2004）。Dickinson 和 Suczek（1979），Dickinson等（1983）提出砂岩骨架成分与构造背景的关系，按活动差异明显不同的板块构造单元划分出3个一级物源区，再根据碎屑模

型进一步划分出7个次级物源区。近几十年来这些模型并没有得到更深入的改进，只是在具体的镜下统计方法上有所不同，Ingersoll等提出了Gazzi-Dickinson法（Ingersoll et al.，1984），该套方案和碎屑模型判别图在国内外得到广泛应用，并成功地解释了很多物源区的构造背景。物源区，尤其是在消减型板块边缘，由于大规模的剥蚀和破坏，一般很难保存下来（Sun et al.，2008），在这种情况下根据砂岩的成分判断其物源区的构造性质，进而探讨盆地类型和盆地演化的方法是进行盆地分析的一项较为准确的方法（Hendrix，2000）。

下扬子盆地的上二叠统龙潭组是我国南方重要的含煤地层之一，广泛发育的碎屑岩及其源区特征也是人们重点关注对象，近几十年来通过对地层、岩相、化石和地球化学特征等的研究，确定龙潭组属于三角洲相沉积（迟元苓，1991；江纳言等，1994；王文耀，1993，1998；张克信等，2002），但是对于其碎屑组分的来源、盆地所处的大地构造背景研究却尚有欠缺，这对研究二叠纪古地理特征、盆地构造演化和聚煤规律无疑是一种制约。因此，确定上二叠统龙潭组的源区构造背景具有重要的理论和实践意义。

下扬子区行政区划上包括苏、浙、皖、沪三省一市，大地构造位置属于下扬子板块，西北以郯庐断裂为界与华北板块及秦岭海槽相隔，东南部（江南造山带）与华夏

地块间以江绍断裂为界，面积2×105 km2（杜小弟等，1999），研究区位于扬

子板块内的安徽东南部（如图1）。本次实测巢湖银屏、无为白牡山、泾县昌桥和南陵丫山四条龙潭组剖面，并与收集的资料作对比，其地层特征如下（图2）。

1.1 南陵丫山龙潭组

总厚度为35.8 m，根据岩性可以分为两部分：下部由砂岩构成，厚19.0 m，主要为黄绿色石英砂岩，并且在底部见有极薄层的火山岩；上部为砂质页岩、粉砂质页岩夹薄层细砂岩，以及炭质页岩夹煤层，含植物化石，厚16.8 m。龙潭组与下伏武穴组呈假整合接触。

1.2 泾县昌桥龙潭组

总厚136.6 m，根据岩性可以分为三部分。下部：灰黑色至深灰色粉砂岩、细砂岩、长石砂岩，厚约74.0 m，局部夹砂质页岩；中部：主要为深灰色至灰黑色页岩、炭质页岩、砂质页岩夹煤层，含腕足类和植物化石，厚59.3 m；上部：深灰色至黑色薄层生物碎屑灰岩，厚3.3 m。龙潭组与下伏银屏组呈假整合接触。1.3 无为白牡山龙潭组

总厚58.3 m，根据岩性可以分为三部分。下部：浅灰绿-黄绿色中细粒砂岩、长石石英细砂岩，夹粉砂岩，底部为泥岩夹炭质页岩，含植物化石碎片，厚36.1 m；中部：厚16.7 m，主要由炭质页岩和泥质粉砂岩组成，夹薄煤层，含植物化石；上部：薄层含燧石结核灰岩，厚5.5 m，产腕足类和珊瑚化石。龙潭组与下伏银屏组呈假整合接触。

1.4 巢湖银屏龙潭组

总厚度58.5 mm，根据岩性可以分为三部分。下部为灰黄、青灰色中厚层细粒岩屑长石石英砂岩及含砾砂岩，夹黑色薄层泥岩，厚28.5 m，产蕨类、羽杉等植物化石；中部为青灰、灰黑、灰黄色薄层泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹煤线，厚21.0 m，产大量蕨类化石；上部为灰黑色中厚层泥晶白云质生物碎屑灰岩，含燧石团块及条带，厚约9.0 m，产大量腕足类化石。龙潭组与下伏银屏组呈假整合接

触，该区地层岩相特征如图2所示。

巢湖、无为、南陵和泾县四条龙潭组剖面对比如图2，从图中可以看到，龙潭组假整合于下伏银屏组或武穴组之上，与上覆大隆组整合接触，主要分为三部分，下部为砂岩，厚度19.0～74.0 m，由石英砂岩或长石石英砂岩和细-粉砂岩组成，属于三角洲前缘沉积；中部为含煤碎屑岩，主要为粉砂质和炭质泥-页岩，夹煤层，厚

度16.7～59.3 m，属于三角洲平原沉积；上部为灰岩，厚度0～9.0 m，属于浅海碳酸盐台地沉积。

盆地的沉积物来自于物源区的剥蚀，其沉积特征记录着物源区的构造演化，因此，对盆地充填物的分析是对物源区构造背景研究的一种重要方法。

2.1 碎屑成分统计方法

砂岩中的杂基和胶结物特征及含量受成岩作用的影响很大，只有碎屑颗粒才具有相对稳定性，而这些碎屑颗粒组合对物源区的性质和构造环境有着敏感的反应，因而可用其进行砂岩物源和大地构造背景分析。因为野外露头剖面不同程度地遭受化学、物理化学风化和后期成岩作用的改造，岩石中的组成元素或多或少的都有些改变，所以详细而准确的砂岩碎屑成分统计在物源分析上是很有用的，其可信度可能比纯化学分析还要高。本文使用Dickinson和Suczek （1979），Dickinson et al.（1983），Dickinson（1985），Ingersoll et al.（1984）和李忠等（1999）的统计方法。由于相似的母岩产生相似的成分模式，而与颗粒的大小或沉积物的压实历史无关（Ingersoll et al.，1984），结合本区龙潭组碎屑岩组分特征，对大于

50μm的碎屑颗粒即作为骨架成分统计，小于50 μm的颗粒视为基质。使用Leica-DFC280偏光显微镜下人工点计法统计碎屑颗粒组分含量，每个样品所统计的总颗粒不少于350个。

2.2 龙潭组碎屑组分特征

南陵、泾县、无为和巢湖四条龙潭组剖面砂岩薄片鉴定显示，该区砂岩从粒度上主