摘要：粤北瑶山两侧石炭纪地层分布广泛，发育完整。本文以在该地区开展的区域地质调查工作为基础，以现代地层学、沉积学理论为指导，对石炭纪地层进行了多重地层划分和对比研究，并重新厘定了该区石炭纪岩石地层。通过石炭纪沉积相类型和特征的分析，探讨了该区石炭纪的沉积演化。
关键词：石炭纪；地层；沉积相；粤北；瑶山
1 概述
研究区地处粤北山区，大地构造属性划为华夏板块，地质构造以北东向郴州—怀集断裂带、南北向瑶山—石牯塘断裂构造为主，辅以北西向构造，部分伴有韧性剪切变形。在全国地层划分中隶属华南地层区桂湘赣地层分区。区内石炭纪地层分布广泛，沉积类型多样，生物化石丰富地层区划属桂湘赣地层分区韶关小区，石炭纪地层可划分为7个组，即连县组、长来组、大赛坝组、石磴子组、测水组、梓门桥组、大埔组、壶天组。
2 地层
2.1 连县组
本组岩性为灰、深灰色、灰黑色中厚层－厚层状泥晶灰岩夹少量白云质灰岩、白云岩，局部夹薄层状灰黑色泥质灰岩、豹皮状泥质灰岩。总厚度240～1188m。与下伏天子岭组呈整合接触关系，底部常出现泥岩、豹皮状泥质灰岩、疙瘩状灰岩等。本组产珊瑚Cystoptrentis sp.，Pseudouralinia sp.，Caninia sp.，Syringopora sp.，Diphyphyllum sp.，腕足类：Fusella sp.，Plicochonetes sp.等。
2.2 长来组
本组岩性以浅灰、灰黑色生物碎屑泥晶灰岩为主，夹有亮晶、颗粒生物屑灰岩或薄层泥灰岩，为生物屑泥晶灰岩建造。总厚度20～249.7m。与下伏帽子峰组呈整合接触。本组化石十分丰富，产珊瑚：Humboldtia sp.，Syringoporaparallela，Fasciulophyllum sp.，Caninia sp.，Cystophrentis sp.，Zaphrentites sp.，Syringoporaramulosa aspina等，牙形刺：Spathognathods breviatus，Spathognathods werneri，Apatognathus varians，Ligcnodina bidentara等，介形虫Spinobairdia shaoguanensis，Healdianella sp.等，有孔虫：Septatournayella sp.，Archaespaera sp.等。
2.3 大赛坝组
本组岩性为棕黄、灰白色含砾细砂岩、细粒长石石英砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩与泥岩，中部夹灰色厚层块状生物屑泥晶灰岩。总厚度96～161m。与下伏长来组呈整合接触。本组产珊瑚Pseudouralia sp.，Keyserlingophyllum sp.，Kailingophyllum sp.，Humboldtia sp.，Siphonophllia sp.等，腕足类：Rugosochonetes handrensis，Fusella tornacensis， Eochoristies neipengtaiensis，Martiniella elongata，Xinshaoproductus sp.等，头足类：Michelinoceras sp. 腹足类：Schizodus sp.。
2.4 石磴子组
本组岩性主要为灰色、深灰色中层状泥晶灰岩、生物碎屑灰岩夹白云质灰岩、燧石灰岩，底部含硅质条带灰岩、泥质灰岩等。总厚度＞540m。与下伏连县组呈整合接触。本组产珊瑚Pseudouralinia sp.，Kueichouphyllum sinense，Yuanophyllum sp.，Thysanophyllum sp.，双壳类：Camarotoechia sp.，腕足类：Pleuropugnoides sp.等。
2.5 测水组
本组岩性主要由灰白、灰褐色厚层－中薄层状细粒长石石英砂岩、石英砂岩、钙质粉砂岩、钙质泥岩、炭质泥岩组成，夹煤层、煤线，中部夹灰白色厚层状含砾石英砂岩或石英砂岩。总厚度42.7～130m。与下伏石磴子组呈整合接触。本组产丰富化石：植物Pecopteris sp.，Neuropteris sp.，腕足类：Pugilis sp.，Marginifera viseeniana，Torynifer sp.，Dielasma sp.，Punctospirifer sp.，珊瑚Yuanophyllum sp.，Dibunophyllum sp.，头足类：Lophoceras sp.，瓣鳃类：Edmondia sulcata，Palaeoneilo sp.等。
2.6 梓门桥组
本组岩性主要为灰色中－厚层状泥晶灰岩、含炭质灰岩、白云质灰岩夹白云岩，常含燧石结核或条带。总厚度5.3～124m。与下伏测水组呈整合接触。本组产腕足类：Kansuella sp.，Gigantoproductus sp.，珊瑚Yuanophyllum sp.，Dibunophyllum sp.等。
2.7 大埔组
本组岩性主要为浅灰、灰白色厚层状－块层状粉晶－细晶白云岩、灰质粉晶白云岩，总厚110～262m。本组化石稀少，仅含少量腕足、珊瑚及有孔虫化石，与下伏梓门桥组呈整合接触关系。
2.8 壶天组
本组岩性为灰白、浅灰色厚层状－块状生物碎屑粉屑－泥晶灰岩、白云质灰岩夹白云岩。总厚255～>335m。与下伏大埔组呈整合接触。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本组产蜓类：Triticites sp.，Quasifusulina sp.，Pseudoschwagerina sp.，Pseudofusulina sp.，Parafusulina sp.等。
3 沉积相
3.1 海陆过渡相
主要发育于研究区测水组中。根据岩性特征、沉积构造及生物组合等可细分为滨浅海相、障壁砂坝相、泻湖相、沼泽相四个沉积亚相。①滨浅海相：发育于测水组的顶底，岩性主要由石英砂岩、石英粉砂岩、钙质泥岩组成，该沉积相一般平行于古海岸线展布。②障壁砂坝相：发育于测水组上段的下部。海退型障壁沙坝主要由石英砂岩、细砂岩组成，逆粒序、薄层状到中厚层状，含少量硅质岩屑，下部泥质含量高，生物扰动构造发育，上部有小型交错层理，层面具波痕；海进型障壁沙坝主要是由石英砂砾岩、含砾石英砂岩组成，常发育楔形斜层理。障壁沙坝相含有两种粒序：一种由下往上呈现细一粗一细变化，单层厚度由薄层向厚层至薄层结束；另一种自下往上变细，单层厚度为厚层一薄层，上部常有小型交错层理。③泻湖相：泻湖作为被障壁沙坝所拦截的浅水盆地，常发育于测水组上段的底部，下段的中部也有发现。它仅以潮道与广海相通，处于半封闭状态，加上水体的蒸发，淡水的注入等，都会使泻湖的含盐度高于或低于正常海水，这导致泻湖中的生物群种属急剧减少，珊瑚、头足类及腕足类等化石基本绝迹，而适应广盐度的生物则大量繁殖，并且泻湖中波浪作用弱，沉积水动力则以低能为主。岩性由薄层状泥岩、粉砂岩及细粒砂岩为主，含较多的菱铁质结核，层面含较多的云母碎片，微细水平层理、水平层理及韵律水平层理发育，常可见到生物扰动构造，垂向上常与沼泽相呈渐变关系，主要出现于煤线下部或顶部。④沼泽相：沼泽相分滞流沼泽与流水沼泽，主要见于测水组煤线附近。前者是富含菱铁矿结核的根土岩，后者是含炭质较多并有断续层理的砂质泥岩，依古地理类型可划分为障壁砂坝朝陆一侧的斜坡地带、泻湖淤浅地带及潮间坪地带发育的沼泽，其中后两种沼泽发育的泥炭沼泽聚煤作用更好。岩性主要以粉砂岩、泥岩为主，常见水平层理和水平波状层理，斜层理少见。
3.2 滨岸碎屑潮坪相
该相带主要发育于大赛坝组。可细分为碎屑潮坪相、泥坪相和混合潮坪相三个沉积亚相。①碎屑潮坪相：以细砂岩为主，平面上呈带状分布，薄层至中厚层构造，发育小型交错层理，层面具波痕，分选较好，成熟度较高，代表潮坪相中的高能环境。②泥坪：以泥岩、粉砂岩为主，多见水平纹层及微薄层，虫迹、虫孔及生物扰动构造发育，富含有机质、菱铁质结核及植物碎片，代表潮坪上部低能环境。③混合潮坪：以薄层状砂岩与泥岩互层，泥岩层较薄，单层厚度几厘米至十几厘米，具断续水平层理、缓波状层理、透镜状层理等潮汐层理。潮坪沉积常出现逆粒序，从下往上，粒度由细变粗，单层由薄变厚；层理类型由水平纹层向透镜状层理、交错层理转变，指示潮汐能量存在周期性变化。
3.3 局限—半局限台地相
位于碳酸盐台地内部，受浅滩或礁障壁，海水循环受到限制。主要可分为碳酸盐台地潮坪和咸化泻湖沉积。①碳酸盐台地潮坪：主要发育于长来组和壶天组中。岩性为生物碎屑泥晶－微晶灰岩、生物屑粉晶灰岩、白云质灰岩、白云岩，夹有亮晶、颗粒生物屑灰岩或薄层泥灰岩。发育水平层理、条带状构造、藻纹层、粒序层理、蚀底构造。②咸化泻湖：主要发育于大埔组中。岩性为白云岩、白云质灰岩等，交代残余结构，细、中晶白云石不均匀交代，是泻湖咸化或台地变浅渗滤回流白云岩化的产物，化石稀少，仅含少量腕足、珊瑚及有孔虫化石。
3.4 半局限—开阔台地相
该相发育于连县组、石磴子组及梓门桥组中。岩性以泥晶灰岩、含炭质灰岩、生物碎屑灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、白云岩等为主。
发育水平层理、平行层理、粒序层理、蚀底构造、缝合线构造。本相带底栖生物丰富，主要有层孔虫、珊瑚、腕足类、海百合茎及有孔虫等。
4 沉积演化
4.1 早石炭世
研究区早石炭世早期海平面相对稳定，沉积环境与晚泥盆世相似，地势整体上东高西低，纵贯研究区南北向展布的瑶山和研究区北面的九峰山为古岛。瑶山西侧仍延续半局限－开阔台地沉积环境，而瑶山东侧则进入局限－半局限台地沉积环境。进入测水初期，海平面开始发生变化，海水由东北往西南方向退却，瑶山东侧等地的沉积盆地就呈现出广阔的障壁岛、泻湖和潮坪等滨岸沉积体系，这时沉积盆地接受了来自古陆或古岛多个方向的陆源碎屑物，物源丰富，并且由于沉积盆地提供了植物大量生长的有利条件和广阔空间，故该地区成为了聚煤的有利区域，而瑶山西侧等地的测水组由于仅由瑶山古岛提供相对较少的陆源碎屑物，物源供给不足，加之处于滨浅海陆棚地区，为陆生植物的生长提供的空间有限，所以在该地区发现的煤层均不适合工业开采；测水中期，海水继续往西南方向退去，海岸线也相应往西南方向推进至极限，即当时处于海退和海进的转折点，此时正是整个沉积盆地最有利于聚煤的时期，所以在研究区乐昌、曲江梅村一带发现的最有利于工业开采的煤层往往处于该转折点附近；测水晚期，海水开始大规模侵入后，沉积盆地开始往滨浅海环境演变，此时测水组上段为砂泥质滨海－潮间环境，成煤作用受到限制，最有利于聚煤的沼泽面积也相应大规模缩小，沉积物中炭质组分亦急剧减少，由下往上陆源组分中的粗碎屑物开始减少、颗粒也相应变细，灰质和滨海相生物化石开始增多，直至进入晚石炭世。
4.2 晚石炭世
晚石炭世大埔组沉积时期研究区沉积了一套厚层状粉晶－细晶白云岩、灰质粉晶白云岩，反映当时应该处于炎热的气候条件下，浅海泻湖环境的镁质碳酸盐岩由于受蒸发渗透回流作用形成了交代白云岩。进入壶天组沉积时期，岩性以泥晶灰岩、生物碎屑灰岩、白云质灰岩等为主，含丰富蜓类和有孔虫及少量海百合茎、介形虫、生物碎屑等，反映当时应该告别了炎热气候条件，恢复到气候较温暖、海水较明净的正常浅海碳酸盐岩沉积环境。
参考文献
[1]广东省地质局，1:20万韶关幅区域地质调查报告（修编再版），1982.
[2]陈耀钦、陈培权、黄宇辉，广东、海南石炭纪沉积相古地理及层控矿产预测，中国地质大学出版社，1991.
[3]广东省地矿局，广东省岩石地层，中国地质大学出版社，1996.
[4]广东省地质调查院、广东省佛山地质局，1:25万韶关市幅区域地质调查报告(修测)，2009.
论文作者:邵小阳,欧智德,李坤,罗锡宜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/17
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