覃洪鋒, 李昌明, 鄧 賓, 蔣 劍, 尹庭旺, 王學(xué)恒, 李玉坤

(1.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院, 南寧 530023; 2.中國(guó)—東盟地學(xué)合作中心, 南寧 530023)

右江盆地是世界上罕見(jiàn)的孤立碳酸鹽巖臺(tái)地與深水海盆沉積共生的盆地[1], 同時(shí)產(chǎn)有豐富的有色金屬、貴金屬及油氣等資源, 因而盆地演化的研究成為了熱點(diǎn), 并取得了重要進(jìn)展, 但對(duì)盆地性質(zhì)及演化仍存在不同的認(rèn)識(shí), 代表性觀點(diǎn)有特提斯洋的一部分[2-8]、與古特提斯洋關(guān)系密切的加里東造山帶基礎(chǔ)上再生裂陷的大陸邊緣盆地[1,9]、與特提斯洋相關(guān)的被動(dòng)型裂谷盆地[10-12]。前人對(duì)盆地的研究多集中于對(duì)盆地內(nèi)深水相地層及火成巖, 卻忽略了盆地內(nèi)眾多的孤立碳酸鹽巖臺(tái)地形成與演化所能提供的盆地演化信息, 而使得僅有個(gè)別對(duì)少數(shù)臺(tái)地開(kāi)展了研究工作[13-17], 這些研究多限于地層巖石組合、沉積相等方面, 僅劉超[17]對(duì)巴馬臺(tái)地作了相關(guān)古生物方面的研究, 對(duì)各地層時(shí)間框架無(wú)法很好地限定。孤立臺(tái)地由于遠(yuǎn)離大陸架并被深水盆地所環(huán)繞[18], 其沉積一般不受陸源碎屑供給的影響, 而多以盆地內(nèi)碳酸鹽巖沉積系列為主[6,14], 其形成與演化受盆地構(gòu)造演化、全球海平面升降及盆地內(nèi)輸入物質(zhì)的共同影響[14,16-17,19], 同時(shí)也可能受碳酸鹽生產(chǎn)和堆積的影響[20]。因此，研究臺(tái)地的形成與演化可以提供盆地演化、全球海平面變化、大地構(gòu)造變化及碳酸鹽生產(chǎn)、堆積等信息。

隆或臺(tái)地位于右江盆地內(nèi)西北部, 是盆地內(nèi)一個(gè)規(guī)模較小的臺(tái)地, 但臺(tái)地及周緣晚古生代地層序列發(fā)育齊全, 化石豐富, 同時(shí)臺(tái)地上還有產(chǎn)于下石炭統(tǒng)臺(tái)溝相內(nèi)的金礦——隆或金礦。因此，通過(guò)對(duì)隆或臺(tái)地及其周緣晚古生代典型剖面的地層序列、沉積特征、沉積相類(lèi)型等進(jìn)行研究, 探討臺(tái)地形成及其演化特征, 有望能對(duì)右江盆地構(gòu)造演化及金、銻、鋁等礦產(chǎn)勘查與研究提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

右江盆地位于桂西、黔南及滇東交接部位(圖1), 大地構(gòu)造上位于特提斯構(gòu)造帶東端, 地處特提斯與濱太平洋構(gòu)造域交匯部位[8-9]。其西部以師宗-彌勒斷裂為界, 西北側(cè)大致以南盤(pán)江斷裂為界, 東側(cè)為埡都-紫云斷裂和南丹-都安斷裂, 南側(cè)與馬關(guān)隆起、西大明山隆起相接[15, 21]。

圖1 右江盆地古地理簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[16]修改)

加里東運(yùn)動(dòng)后, 揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼合形成統(tǒng)一的華南板塊。自早泥盆世始, 華南進(jìn)入以板內(nèi)運(yùn)動(dòng)為主的拉張階段[12], 隨著古特提斯洋的向東打開(kāi), 在揚(yáng)子板塊南緣發(fā)生裂解并形成了初始的右江盆地[8]。早中泥盆世—中二疊世, 隨著玄武巖巖漿活動(dòng)開(kāi)始并不斷增強(qiáng)[6,8], 盆地持續(xù)裂解, 其邊緣破裂成規(guī)模不等的塊體并向盆地內(nèi)滑移, 形成了一系列平行盆地邊緣分布的孤立臺(tái)地并持續(xù)演化, 進(jìn)而形成了右江盆地臺(tái)-盆相間的特殊古地理格局。二疊紀(jì)瓜德魯普世, 海侵達(dá)到高潮, 滇黔桂地區(qū)古陸幾乎消失而形成一個(gè)大片海域, 二疊紀(jì)瓜德魯普世末期的東吳運(yùn)動(dòng)在盆地東南部的欽-防地區(qū)表現(xiàn)為擠壓造山運(yùn)動(dòng), 而在盆地的西北部則總體表現(xiàn)為由“峨眉山玄武巖”所代表的地殼拉張運(yùn)動(dòng), 形成一個(gè)不對(duì)稱(chēng)盆地[22]。隨著印支地塊向揚(yáng)子地塊匯聚, 陸源碎屑向盆地大量輸入, 右江盆地明顯收縮變淺; 中-晚三疊世隨著強(qiáng)烈的印支運(yùn)動(dòng)使得盆地兩側(cè)地塊拼合、盆地逐漸關(guān)閉, 周邊隆起區(qū)陸源碎屑向盆地大量輸入, 盆地快速淤滿(mǎn)并最終抬升消亡[6,22], 結(jié)束了其海相沉積的歷史。

2 晚古生代地層特征、沉積類(lèi)型及時(shí)代

研究區(qū)位于右江盆地西北緣, 晚古生代地層發(fā)育齊全, 古生物化石豐富, 是研究華南晚古生代地層、古生物的理想?yún)^(qū)域。本次工作對(duì)研究區(qū)地層進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查, 同時(shí)對(duì)其中古生物進(jìn)行初步研究, 嘗試建立研究區(qū)時(shí)代地層格架。代表性地層系列及主要生物特征見(jiàn)圖2。

圖2 桂西北隆或地區(qū)上古生界沉積序列(含山剖面據(jù)文獻(xiàn)[24]修改)

盆地內(nèi)晚古生代最早接受沉積形成郁江組, 是一套以潮坪相灰綠色-灰色中厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖、石英粉砂巖為主, 局部夾泥巖的組合, 富含腕足化石, 局部富集形成腕足層(圖3a), 該組上部產(chǎn)有Dicocelostrophia-Rostrospirifer組合帶[23]的重要化石Rostrospirifertonkinensis,Xenostrophiayukiangensis,Dicocelostrophiasp.,Xenostrophiacf.yukiangensis,Calceolacf.acuminata; 上覆平恩組底部產(chǎn)有埃姆斯階底部牙形刺帶Polygnathusdehiscens帶的標(biāo)準(zhǔn)分子Polygnathusdehiscens[24], 因此郁江組時(shí)代屬于早泥盆世埃姆斯期早期, 下部可能包括布拉格期少部分。該時(shí)期右江盆地未出現(xiàn)沉積相明顯分異, 總體為較統(tǒng)一的濱淺海陸棚相沉積, 早泥盆世埃姆斯期晚期后盆地發(fā)生裂解, 并開(kāi)始出現(xiàn)明顯的沉積相分異, 總體可劃分為斜坡-盆地相及孤立臺(tái)地相2個(gè)相區(qū), 各相區(qū)地層系列述之如下。

圖3 桂西北隆林地區(qū)晚古代斜坡-盆地相典型沉積特征

2.1 斜坡-盆地相區(qū)

該相區(qū)上古生界地層自下而上劃分為平恩組、羅富組、榴江組、五指山組、鹿寨組、巴平組、南丹組、四大寨組及領(lǐng)好組。

平恩組為一套深灰-灰色中厚層狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、礫屑灰?guī)r夾白云巖為主的巖石組合, 產(chǎn)珊瑚、層孔蟲(chóng)、竹節(jié)石等。在坡巖地區(qū)夾有較多白云巖、層孔蟲(chóng)白云巖;在隆林含山地區(qū), 平恩組上部深灰色中層灰?guī)r夾有較多的硅質(zhì)巖(圖3b)、硅質(zhì)泥巖, 富含牙形刺、竹節(jié)石, 具鈣質(zhì)濁流沉積, 鮮思遠(yuǎn)等[24]對(duì)隆林含山平恩組作了詳細(xì)的研究, 其產(chǎn)牙形刺Polygnathusdehiscens,Po.perbonus,Po.serotinus,Po.cf.angustipennatus,Po.linguiformis,Po.hanshanensis,Po.sp.等。其中Po.dehiscens是牙形刺帶Po.dehiscens帶的標(biāo)準(zhǔn)分子,Po.serotinus則是Po.serotinus帶的標(biāo)準(zhǔn)分子, 而Po.dehiscens帶屬下泥盆統(tǒng)埃姆斯階底部第一個(gè)牙形刺帶,Po.serotinus帶為埃姆斯階上部牙形刺帶[25]; 竹節(jié)石Nowakiabarrandei,N.elegans,N.cancellata,N.richteri, 為竹節(jié)石化石帶N.barrandei帶-N.richteri帶標(biāo)準(zhǔn)分子, 屬下泥盆統(tǒng)埃姆斯階上部; 產(chǎn)有菊石帶Anetoceras帶分子Anetocerasrareplicatum,A.cf.lineare,A.sp., 該帶屬于埃姆斯階上部—艾菲爾階頂部。綜上所述, 該地區(qū)平恩組形成時(shí)代屬于早泥盆世埃姆斯期—中泥盆世埃菲爾期。

羅富組分布范圍有限, 僅發(fā)育于丫口寨及南務(wù)-馬雄-尾里一帶, 且變化較大。丫口寨一帶羅富組為一套灰色薄層泥巖、石英粉砂巖的巖石組合, 含牙形刺、竹節(jié)石; 而在南務(wù)-馬雄-尾里, 羅富組可劃分為上、下兩個(gè)巖性段, 下部為灰綠色夾灰色薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖, 上部為深灰色厚層狀含生物碎屑灰?guī)r、深灰色薄層砂屑灰?guī)r夾薄層砂屑微晶灰?guī)r。至隆林含山地區(qū), 中泥盆統(tǒng)則相變平恩組上部一套深灰色薄-中層灰?guī)r夾有較多的硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖的巖石組合, 富含牙形刺、竹節(jié)石、珊瑚等化石, 表明其可能形成于相對(duì)深水的環(huán)境; 該組灰?guī)r內(nèi)產(chǎn)Polygnathuslinguiformis, 同時(shí)結(jié)合其整合于平恩組及榴江組間, 故其時(shí)代為中泥盆世艾菲爾期—吉維特期。

榴江組巖性較為單一, 主要為一套灰色薄層狀硅質(zhì)巖, 在馬雄村尾里附近，局部下部夾少量灰?guī)r, 產(chǎn)少量牙形刺Palmatolepissp.,Ozakodinasp.; 竹節(jié)石豐富, 主要有Styliolinasp.,Homoctenussp.,Nowakia(N.)sp.,Viriatellinasp.; 三葉蟲(chóng)Plagiolariasp.; 腕足Atrypasp.。其中牙形刺Palmatolepissp.是晚泥盆世地層最重要的屬, 而竹節(jié)石Homoctenussp.出現(xiàn)于Homoctenus.tenuicinctus-H.ultimus帶, 故榴江組時(shí)代大致屬晚泥盆世弗拉期。

五指山組則為一套灰色薄層-條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r, 局部夾少量扁豆?fàn)罨規(guī)r, 頂部常發(fā)育滑塌角礫巖(圖3c)、礫屑灰?guī)r及同沉積小褶皺(圖3d)。該組主要牙形刺化石分布見(jiàn)圖2(丫口寨剖面)及圖4(a—l), 其屬crepida帶(或更低)至上trachytera帶, 而五指山組上覆地層鹿寨組底部產(chǎn)下石炭統(tǒng)杜內(nèi)階牙形刺Siphonodellacf.duplicata, 故其時(shí)代應(yīng)為晚泥盆世法門(mén)期。值得注意的是, 在隆或臺(tái)地東北緣夾于兩條近北東向斷層之間的龍旺一帶, 上泥盆統(tǒng)地層層序?yàn)樘萍覟辰M—榴江組—五指山組—融縣組, 表明晚泥盆世龍旺一帶可能受北東向斷層活動(dòng)影響而出現(xiàn)臺(tái)溝相沉積, 可能也代表了隆或臺(tái)地真正從連陸臺(tái)地脫離形成孤立碳酸鹽巖臺(tái)地的時(shí)期。

圖4 桂西北隆或地區(qū)部分典型牙形刺

鹿寨組巖性組合為灰-深灰色薄層硅質(zhì)巖、泥巖, 在深水盆地相區(qū)發(fā)育有大量玄武巖。在丫口寨剖面, 鹿寨組底部硅質(zhì)泥巖內(nèi)采集到牙形刺Siphonodellacf.duplicata,Ozarkodinasp.其中Siphonodellacf.duplicata屬于杜內(nèi)階Siphonodelladuplicata帶的帶化石。而在巴平組底部微晶灰?guī)r內(nèi)采集到牙形刺Gnathodusbilineatusbollandensis,G.bilineatusbilineatus,Lochrieasp., 其中G.bilineatusbollandensis,G.bilineatusbilineatus為石炭系密西西比亞系謝爾普霍夫階上部G.bilineatusbollandensis帶的標(biāo)準(zhǔn)分子。因此, 鹿寨組時(shí)代可從杜內(nèi)期延續(xù)至謝爾普霍夫期早期。

2.2 臺(tái)地相區(qū)

臺(tái)地上地層自下而上劃分為唐家灣組(局部相變?yōu)閷涌紫x(chóng)礁)、融縣組、都安組、黃龍組、馬平組、棲霞組、茅口組、合山組。

唐家灣組是臺(tái)地上出露的最老地層, 為一套深灰色厚層狀亮晶生物屑砂屑灰?guī)r夾生物屑灰?guī)r、含生物屑含砂屑微晶灰?guī)r、白云巖化含生物屑微晶灰?guī)r, 局部夾層孔蟲(chóng)灰?guī)r, 產(chǎn)枝狀層孔蟲(chóng)、珊瑚及腕足等, 發(fā)育鳥(niǎo)眼構(gòu)造、窗孔構(gòu)造等。在隆或臺(tái)地, 唐家灣組下部產(chǎn)層孔蟲(chóng)Amphiporasp.; 腕足Gypidulasp.; 珊瑚Thamnoporasp.,Dendrostellasp.,Cladoporasp.,Alveolitessp.,Fasciphyllumsp.,Acanthophyllumsp.,Stringophyllumsp.,Tryplasmasp.,Temnocariniasp.,Gryphyllumsp.,Dohmophyllumsp.等, 這些珊瑚屬于中泥盆統(tǒng)吉維特階臺(tái)地相珊瑚Dohmophyllum組合帶-Dendrostellatrigemme組合帶[23]重要分子。中上部與其同期異相的道臘礁灰?guī)r時(shí)代屬于吉維特階中上部, 故隆或臺(tái)地唐家灣組時(shí)代可自艾菲爾早期至中泥盆世吉維特期晚期。在隆或臺(tái)地東南緣道臘一帶發(fā)育有層孔蟲(chóng)礁, 下部珊瑚以大量Stringophyllumsp.,Acanthophyllumsp.為特征, 同時(shí)共生有Nadotiasp.,Macgeeasp.,Temnocariniasp.,Cladoporasp.等, 其組合特征與Stringophyllumminor帶[23]的珊瑚組合特征一致。而上部珊瑚主要為Haplotheciasp.,Phillipsastraeasp.,Temnophyllumsp., 共生有Macgeeasp.,Alveolitessp.,Trematophyllumsp.等, 其組合特征與HaplotheciafliataAss.帶的珊瑚組合特征一致。因此道臘礁灰?guī)r時(shí)代屬于中泥盆世吉維特期。

融縣組為一套灰-淺灰色厚層-塊狀含砂屑微晶灰?guī)r、砂屑微晶灰?guī)r夾亮晶微晶含生物屑砂屑礫屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r等, 產(chǎn)少量腕足、海百合莖、有孔蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)、腎形藻等。值得注意的是, 融縣組靠近頂部常發(fā)育白云巖化(圖5a), 可能是對(duì)紫云運(yùn)動(dòng)的響應(yīng), 且白云巖化之上生物面貌變化極大, 僅發(fā)育有小型疊層石礁(圖5b), 代表了沉積作用對(duì)生物滅絕事件的一種特殊響應(yīng)[26], 而其中的小型疊層石礁可能是F-F生物大滅絕事件之后氣溫回升期微生物繁盛的重要標(biāo)志[17,27]。融縣組化石稀少, 在隆或臺(tái)地下寨融縣組頂部(圖5e)采集到少量牙形刺(圖2下寨剖面, 圖4m、n), 主要有Protognathoduscollinsoni,Pr.kockli,Palmatolepisgracilisgracilis,Gnathodussp., 其中Protognathoduskockeli為上泥盆統(tǒng)法門(mén)階praesulcata帶的重要化石, 而Gnathodussp.則首現(xiàn)于下石炭統(tǒng)杜內(nèi)階Gnathodustypicaus帶下部, 因此, 隆或臺(tái)地融縣組頂部時(shí)代可達(dá)下石炭統(tǒng)杜內(nèi)階上部, 而其與下伏唐家灣組整合接觸, 故其底界應(yīng)為弗拉階底部。

圖5 隆或地區(qū)晚古代臺(tái)地相典型地層分界和典型沉積特征

棲霞組為深灰色薄-中層微晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r, 局部夾深灰色硅質(zhì)團(tuán)塊。茅口組則為淺灰-淺灰白色中-厚層塊狀生物屑灰?guī)r、藻屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r夾微晶灰?guī)r, 局部夾白云質(zhì)灰?guī)r。

生物礁主要發(fā)育于臺(tái)地邊緣, 縱向上生物礁與下伏馬平組呈陡崖式假不整合[29]; 橫向上, 向臺(tái)內(nèi)則相變?yōu)闂冀M-茅口組, 向臺(tái)地前緣斜坡相變?yōu)樗拇笳M。隆或臺(tái)地礁體規(guī)模普遍較小, 造礁生物以藻類(lèi)為主, 見(jiàn)少量海綿。

合山組主要為一套灰-深灰色中-厚層夾薄層砂屑灰?guī)r、含生物屑藻砂屑灰?guī)r, 局部夾白云巖化砂屑灰?guī)r, 局部含較多硅質(zhì)團(tuán)塊, 底部發(fā)育有少量鐵鋁巖, 與下伏茅口組呈平行不整合接觸, 是東吳運(yùn)動(dòng)在區(qū)內(nèi)的表現(xiàn)。棲霞組、茅口組及合山組在研究區(qū)內(nèi)僅少量出露, 未能采集到有意義的化石, 根據(jù)區(qū)域資料, 前兩者時(shí)代劃分為中二疊世, 合山組為晚二疊世。

3 晚古生代沉積相類(lèi)型及沉積模式

右江盆地晚古生代由于復(fù)雜的地質(zhì)背景, 發(fā)育形成了獨(dú)具特色的孤立碳酸鹽巖臺(tái)地—臺(tái)緣斜坡—臺(tái)間盆地沉積體系[4,16,21,30]。通過(guò)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查并參照威爾遜(1975)的碳酸鹽巖沉積相模式, 將隆或臺(tái)地及其周緣晚古生代沉積劃分為孤立臺(tái)地相及斜坡-盆地相兩大相區(qū), 并細(xì)分為局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣淺灘、臺(tái)地邊緣礁、臺(tái)溝、臺(tái)地前緣斜坡及盆地相7種沉積相類(lèi)型(圖6)。

圖6 桂西北隆或地區(qū)晚古生代孤立臺(tái)地沉積相示意圖(據(jù)文獻(xiàn)[16]修改)

(1)局限臺(tái)地: 臺(tái)地內(nèi)部受淺灘、生物礁遮擋, 相對(duì)低洼、水動(dòng)力較弱、鹽度高的潟湖環(huán)境。其巖石類(lèi)型以灰泥灰?guī)r、球?；?guī)r、粒泥灰?guī)r為主, 多發(fā)生白云巖化, 發(fā)育紋理構(gòu)造、鳥(niǎo)眼構(gòu)造等。生物主要有介形蟲(chóng)、腕足類(lèi)、藍(lán)綠藻、枝狀層孔蟲(chóng)等窄鹽度生物組合。該相主要發(fā)育于唐家灣組上部、融縣組頂部(圖5a)、都安組底部及黃龍組底部。

(5)臺(tái)溝: 為發(fā)育在碳酸鹽臺(tái)地上的特殊相帶。它是在淺水碳酸鹽巖臺(tái)地上或臺(tái)地邊緣(圖6), 由于不均衡裂陷作用形成的較深水的臺(tái)溝相帶。該相帶主要是一套較深水沉積的富含有機(jī)質(zhì)的硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r等, 生物門(mén)類(lèi)為放射蟲(chóng)、牙形刺、海綿骨針、竹節(jié)石等營(yíng)漂游動(dòng)物群, 往上快速變?yōu)闇\水碳酸鹽巖沉積。該相帶分布嚴(yán)格受斷層控制, 如分布于隆或金礦一帶的都安組底部的硅質(zhì)巖層(圖2隆或剖面, 圖5f, 圖6)及分布于臺(tái)地東北緣龍旺一帶的榴江組、五指山組均屬于該相沉積(圖5h), 其可能是臺(tái)地進(jìn)一步裂解的證據(jù)。

(7)盆地相: 指臺(tái)地間地形平坦、水體深、海底貧氧或缺氧的沉積環(huán)境。主要為暗色、薄層灰泥石灰?guī)r或暗色硅質(zhì)巖、泥巖夾火山碎屑巖, 常夾有玄武巖(圖3f), 缺乏底棲生物化石, 可含浮游生物化石, 層面平整, 水平層理發(fā)育, 生物擾動(dòng)弱。羅富組、榴江組、五指山組部分、鹿寨組、巴平組部分、南丹組、領(lǐng)好組等均屬于該相。

4 臺(tái)地形成與演化

右江盆地內(nèi)的孤立碳酸鹽臺(tái)地是在強(qiáng)烈的伸展背景下, 盆地急劇擴(kuò)張和基底強(qiáng)烈沉降, 致使陸架邊緣破裂、向盆地內(nèi)滑移, 并在遠(yuǎn)離陸架的環(huán)境中接受沉積形成的[6], 其形成與演化過(guò)程與右江盆地構(gòu)造演化密切相關(guān)。通過(guò)總結(jié)隆或孤立碳酸鹽巖臺(tái)地及周邊晚古生代地層沉積演化特征, 并結(jié)合前人對(duì)盆地內(nèi)相鄰臺(tái)地研究及右江盆地構(gòu)造演化特征, 將隆或臺(tái)地形成與演化劃分為4個(gè)階段,即孤立碳酸鹽巖臺(tái)地孕育階段(D1—D2)、孤立碳酸鹽巖臺(tái)地成型階段(D3)、孤立碳酸鹽巖臺(tái)地持續(xù)演化階段(C1—P2)和孤立碳酸鹽巖臺(tái)地淹沒(méi)收縮階段(P3—T1)(圖7)。

圖7 桂西北隆或孤立碳酸鹽巖臺(tái)地形成與右江盆地演化示意圖(據(jù)文獻(xiàn)[14, 16, 44]修改, 未按比例, 巖性符號(hào)參見(jiàn)圖2)

4.1 孤立碳酸鹽巖臺(tái)地孕育階段(D1—D2)

右江盆地的演化與特提斯特構(gòu)造域密切相關(guān), 而特提斯構(gòu)造域在漫長(zhǎng)的演化過(guò)程中, 主要表現(xiàn)為陸塊從南方岡瓦納裂離, 并漂向北方的勞亞/歐亞大陸[31]。因此, 晚古生代早期, 隨著古特提斯洋開(kāi)啟, 研究區(qū)內(nèi)以伸展活動(dòng)為特征[8,12]。泥盆世早期, 由于同沉積斷裂引起地陷及地殼不均衡升降, 海水首先沿欽州海槽、開(kāi)遠(yuǎn)等通道自南向北逐步海侵[11,32-33], 在古地形相對(duì)低洼處沉積形成了郁江組以陸棚相砂頁(yè)巖為主的巖層, 含豐富的淺海底棲生物化石[6,30], 其巖性組合特征和云南的坡腳組很相似。田林縣八渡地區(qū)的郁江組頂部夾有多層火山巖, 可能代表陸殼裂解的開(kāi)始，該組代表基底緩慢拉伸沉降、盆地形成初期的淺海沉積; 基底沉降與陸源碎屑補(bǔ)給平衡, 水深與巖相變化不大, 研究區(qū)沉積及生物群特征與滇東南及桂東地區(qū)郁江組近似, 整個(gè)右江盆地為正常淺海環(huán)境, 未出現(xiàn)顯著的構(gòu)造與古地理分異[6,34], 局部的巖相差異可能是盆地內(nèi)存在水下隆起引起的[24]。此時(shí)隆林蛇場(chǎng)北部涼水井-衛(wèi)沙-新立村可能高出海平面而形成孤島, 直至中晚泥盆世才被海水淹沒(méi)接受沉積, 該地區(qū)可見(jiàn)中上泥盆統(tǒng)淺灰色塊狀微晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r(產(chǎn)珊瑚Acanthophyllumsp.,Stringophyllumsp.,Pseudozaphrentissp.,Temnocariniasp.及枝狀層孔蟲(chóng)、塊狀層孔蟲(chóng)等)直接不整合于寒武紀(jì)地層之上, 不整合面上為以底礫巖(礫巖成分為下伏寒武系白云巖、灰?guī)r)為主(圖5c、d)。該時(shí)期屬于陸表海盆地階段, 是加里東運(yùn)動(dòng)(廣西運(yùn)動(dòng))后,陸殼緩慢拉伸沉降、盆地形成的初期階段[6]。

隨著早泥盆世埃姆斯期晚期盆地內(nèi)玄武巖巖漿活動(dòng)開(kāi)始活躍[6], 標(biāo)志著陸殼進(jìn)一步拉伸破裂, 此后右江盆地基底發(fā)生強(qiáng)烈的差異沉降, 并伴隨大規(guī)模海侵, 從而形成了明顯的沉積相分異, 南丹一帶演化為深水相, 沉積形成塘丁組黑色薄層泥巖、含生物屑泥巖、含碳泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、少量泥灰?guī)r及砂巖等; 田林八渡地區(qū)及研究區(qū)此時(shí)屬于斜坡相, 沉積形成灰?guī)r夾硅質(zhì)巖組合, 八渡地區(qū)夾有火山巖, 而研究區(qū)平恩組下部為深灰色薄層-中層泥晶灰?guī)r夾有少量白云巖或白云巖化灰?guī)r, 局部見(jiàn)同沉積滑動(dòng)變形構(gòu)造, 含珊瑚、層孔蟲(chóng)、腕足及菊石等生物, 白云巖的形成可能與中泥盆世艾菲爾階-吉維特階間發(fā)生的強(qiáng)迫性海退事件有關(guān), 是?？谶\(yùn)動(dòng)在區(qū)內(nèi)的表現(xiàn)[35]。爾后, 隨著地殼進(jìn)一步拉張, 沉積分異更加明顯, 在隆林含山地區(qū)平恩組中上部沉積形成含泥質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)條帶及薄層硅質(zhì)巖為主, 發(fā)育有鈣屑濁流沉積, 泥晶灰?guī)r中見(jiàn)海綿骨針、竹節(jié)石和牙形刺, 往東至馬雄一帶相當(dāng)層位則為沉積形成薄層碎屑巖及灰?guī)r組合, 再往東至臺(tái)地上則為與唐家灣組深灰色厚層狀生物屑砂屑灰?guī)r夾生物屑灰?guī)r、強(qiáng)白云巖化含生物屑微晶灰?guī)r, 局部夾層孔蟲(chóng)灰?guī)r, 局部發(fā)育層孔蟲(chóng)礁(隆或道臘一帶), 表明此時(shí)在右江盆地已經(jīng)出現(xiàn)碳酸鹽臺(tái)地-斜坡相-盆地相分異。

沉積相明顯分異及玄武巖漿活動(dòng), 表明裂谷盆地已經(jīng)形成。此時(shí)研究區(qū)及周邊臺(tái)地可能仍相互連成一體, 構(gòu)成一個(gè)較大的邊緣碳酸鹽巖臺(tái)地, 沒(méi)有擺脫大陸的影響, 局部仍有陸源碎屑的沉積, 廣泛發(fā)育的碳酸鹽沉積可能代表了由邊緣臺(tái)地向孤立臺(tái)地發(fā)展的過(guò)渡狀態(tài)[14-15], 為孤立碳酸鹽巖臺(tái)地孕育階段。

4.2 孤立碳酸鹽巖臺(tái)地成型階段(D3)

晚泥盆世也是揚(yáng)子等地塊脫離岡瓦納大陸的時(shí)期[36], 代表著古特提斯洋形成。此時(shí)右江盆地除孤立臺(tái)地區(qū)外, 盆地內(nèi)均沉積形成榴江組硅質(zhì)巖及深水-斜坡相五指山組條帶-扁豆?fàn)罨規(guī)r、滑塌角礫巖, 并夾有多層的玄武巖[6,8]。大量玄武巖巖漿活動(dòng)表明盆地處于全面擴(kuò)張時(shí)期, 而那坡地區(qū)出現(xiàn)具洋島玄武巖(OIB)特征的玄武巖[8], 表明該地區(qū)可能已經(jīng)出現(xiàn)洋殼[7], 同時(shí)與其密切伴生的硅質(zhì)巖具有明顯的Ce負(fù)異常也指示了遠(yuǎn)離陸源的遠(yuǎn)洋環(huán)境[8,37], 該時(shí)間可能是裂谷盆地向洋殼盆地的過(guò)渡階段。

該階段由于強(qiáng)烈的拉張和基底沉降, 早期形成的邊緣臺(tái)地破裂并向盆地內(nèi)滑動(dòng)形成一系列更小規(guī)模的近于平行盆地邊緣分布的孤立臺(tái)地[7]。此時(shí)盆地內(nèi)沉積形成榴江組-五指山組深水相硅質(zhì)巖-扁豆?fàn)罨規(guī)r, 而臺(tái)地上上泥盆統(tǒng)融縣組均由碳酸鹽巖組成, 表明臺(tái)地演化進(jìn)入了真正的孤立臺(tái)地演化階段, 而臺(tái)地邊緣局部上泥盆統(tǒng)臺(tái)溝相沉積可能代表隆或臺(tái)地從周邊臺(tái)地裂解出來(lái)的重要證據(jù)。晚泥盆世末期紫云運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕對(duì)該臺(tái)地影響可能有限, 因?yàn)楣P者在隆或臺(tái)地融縣組頂部采集到了下石炭統(tǒng)牙形刺, 表明臺(tái)地上晚泥盆世—早石炭世早期是連續(xù)沉積的, 僅在局部地區(qū)(融縣組上部)發(fā)現(xiàn)少量白云巖化現(xiàn)象(圖5a),暗示該時(shí)期隆或臺(tái)地相對(duì)遠(yuǎn)離陸架, 屬于真正孤立碳酸鹽巖臺(tái)地。

4.3 孤立碳酸鹽巖臺(tái)地持續(xù)演化階段(C1-P2)

研究區(qū)下石炭統(tǒng)鹿寨組—中二疊統(tǒng)四大寨組均夾有規(guī)模不等的玄武巖, 也表明該時(shí)間盆地內(nèi)發(fā)生了多期次的玄武巖巖漿活動(dòng), 是盆地強(qiáng)烈擴(kuò)張的表現(xiàn), 右江盆地進(jìn)入洋盆擴(kuò)張階段[6]。在盆地持續(xù)擴(kuò)張與裂陷沉積過(guò)程, 先前形成的孤立臺(tái)地進(jìn)一步向盆內(nèi)滑動(dòng)[16], 部分大臺(tái)地可能進(jìn)一步解體成規(guī)模更小的臺(tái)地。早石炭世—晚石炭世早期, 紫云運(yùn)動(dòng)Ⅱ—Ⅳ幕使得區(qū)內(nèi)地殼不均衡抬升, 同時(shí)冰期造成強(qiáng)迫性海退, 使得隆或臺(tái)地古地理高處露出海平面接觸剝蝕, 造成都安組與融縣組呈平行不整合, 并發(fā)育有古溶洞(圖5e)。而在隆或臺(tái)地西南緣隆或金礦附近, 發(fā)育臺(tái)溝相沉積, 其與下伏融縣組呈侵蝕接觸關(guān)系, 同時(shí)局部地區(qū)臺(tái)地上可見(jiàn)下石炭統(tǒng)深灰色生物碎屑灰?guī)r呈脈狀灌入上泥盆統(tǒng)融縣組, 暗示該時(shí)期臺(tái)地處于裂解的過(guò)程, 隆或臺(tái)地可能是從大臺(tái)地上進(jìn)一步分解出來(lái)形成的。

晚石炭世晚期—中二疊世是右江盆地玄武巖巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈的時(shí)期, 研究區(qū)深水相區(qū)發(fā)育巨厚的玄武巖層, 玄武巖內(nèi)含有大量巖塊(圖3g), 同時(shí)在臺(tái)地邊緣馬平組發(fā)育中二疊世沉積灰?guī)r脈(圖5g), 脈內(nèi)含有Yabeinahayasakai,Metadoliolinasp.,Verbeekinasp.,Neochwagerinasp.,是盆地內(nèi)地殼強(qiáng)烈擴(kuò)張及其所引起臺(tái)地邊緣同沉積斷層活動(dòng)的表現(xiàn)。盆地的強(qiáng)烈擴(kuò)張和基地沉降, 導(dǎo)致孤立臺(tái)地進(jìn)一步向盆內(nèi)滑移。該時(shí)期臺(tái)地上仍以純凈的碳酸鹽巖沉積為特征, 至中二疊世, 右江盆地已經(jīng)屬于相對(duì)成熟的洋盆[1], 臺(tái)地邊緣發(fā)育了較為典型的海綿-藻礁, 形成了典型鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地。

值得注意的是, 該時(shí)期同時(shí)也是岡瓦納大陸晚古生代冰期發(fā)育期, 其由多個(gè)冰期與幾乎等時(shí)的間冰期旋回組成, 造成全球性的海平面升降, 在華南地區(qū)也有相應(yīng)的記錄[17,38-39], 通過(guò)多次的海平面升降, 影響臺(tái)地的演化。

4.4 孤立碳酸鹽巖臺(tái)地淹沒(méi)收縮階段(P3-T1)

二疊紀(jì)瓜德魯普世末期的東吳運(yùn)動(dòng)使右江盆地沉積環(huán)境發(fā)生了很大變化, 南部地區(qū)表現(xiàn)為擠壓造山運(yùn)動(dòng)并伴隨與俯沖作用有關(guān)的弧火山巖巖漿活動(dòng), 而盆地北部則表現(xiàn)為以峨眉山玄武巖為代表的地殼拉張運(yùn)動(dòng), 形成一個(gè)不對(duì)稱(chēng)盆地[22]。對(duì)古特提斯洋相關(guān)分支洋盆俯沖極性的研究是認(rèn)識(shí)該時(shí)期盆地性質(zhì)的關(guān)鍵, 由于華南板塊的西緣仍然缺失哀牢山洋東向俯沖的島弧巖漿巖記錄, 傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為哀牢山分支洋及與其相關(guān)的洋盆向西南俯沖于印支板塊之下, 華南板塊南緣屬于被動(dòng)大陸邊緣[1,5-6,34,40]。但近年來(lái)的研究表明, 哀牢山分支洋及與其相關(guān)的洋盆也可能向東俯沖于華南板塊之下, 如: 王曼等[41]對(duì)廣西來(lái)賓地區(qū)蓬萊灘剖面大隆組頂部的凝灰質(zhì)砂巖碎屑鋯石研究認(rèn)為, 在華南板塊的西南緣存在一個(gè)二疊紀(jì)的大陸巖漿島弧; 徐健[42]對(duì)哀牢山構(gòu)造帶及其鄰區(qū)古生代—早中生代巖漿巖及碎屑巖研究認(rèn)為, 晚二疊世(ca.261 Ma)時(shí)期, 哀牢山洋殼向東俯沖過(guò)程中, 俯沖板塊后撤所引起地?；亓? 造成區(qū)域上的拉張和強(qiáng)烈的幔源巖漿作用, 同時(shí)使華南板塊之下的峨眉山大火成巖省 OIB 型富集物質(zhì)流向俯沖帶, 并與哀牢山洋 MORB 型虧損地幔物質(zhì)發(fā)生混合, 成為哀牢山富 Nb 玄武巖的源區(qū); 陳超等[43]對(duì)滇東建水地區(qū)二疊紀(jì)火山巖研究認(rèn)為, 其形成于洋殼向北俯沖形成的弧后擴(kuò)張環(huán)境；杜遠(yuǎn)生等[1]認(rèn)為, 石炭紀(jì)初期右江盆地和越北地塊之間可能存在一個(gè)與古特提斯洋相關(guān)的分支洋, 隨古特提斯洋消減俯沖, 該分支洋盆向越北地塊俯沖消減, 并在越北地塊北部形成陸緣弧; 而喬龍[44]對(duì)桂西鋁土礦研究認(rèn)為, 晚二疊世時(shí)期金沙江-哀牢山-馬江-海南縫合帶呈弧形向西或者南向俯沖, 同時(shí)另一條古特提斯分支洋盆(滇瓊縫合帶)向北俯沖于華南板塊下方, 俯沖作用導(dǎo)致了弧巖漿巖的發(fā)育和弧后的伸展作用; 向忠金等[45]對(duì)中越邊界地區(qū)早-中三疊世弧火山巖與蛇綠混雜巖帶的時(shí)空展布特征的研究認(rèn)為, 該地區(qū)晚古生代洋盆發(fā)生了向北的俯沖消減。綜上, 石炭紀(jì)初期右江盆地和越北地塊之間可能存在一個(gè)與古特提斯洋相關(guān)的分支洋, 隨著隨古特提斯洋俯沖消減, 該分支洋發(fā)生雙向俯沖, 除在越北地塊北部形成陸緣弧外, 在揚(yáng)子板塊南緣形成八布-憑祥島弧[44], 因此右江盆地當(dāng)時(shí)應(yīng)屬于弧后盆地演化階段。

受到弧后擴(kuò)張作用影響, 研究區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈拉張沉降作用, 臺(tái)、盆間差異升降更加明顯。臺(tái)地上, 茅口組與合山組間存在明顯的不整合; 在臺(tái)地前緣斜坡, 局部生物礁仍繼續(xù)生長(zhǎng), 并持續(xù)至二疊紀(jì)末期; 在盆地內(nèi)則表現(xiàn)為領(lǐng)好組原地硅、泥質(zhì)沉積, 同時(shí)伴有大量火山物質(zhì)及局部發(fā)育遠(yuǎn)源濁積巖系。此時(shí)盆地范圍擴(kuò)展, 同時(shí)大量陸源碎屑輸入造成盆地內(nèi)碳酸鹽生產(chǎn)速率降低, 孤立臺(tái)地演化進(jìn)入相對(duì)收縮階段[14,16]。

二疊紀(jì)與三疊紀(jì)之交, 全球發(fā)生了大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)活動(dòng), 大量的火山噴發(fā)導(dǎo)致大氣圈中塵埃和二氧化碳含量的急劇增加, 全球溫度升高, 極地和高地冰川融化, 海平面急劇上升, 發(fā)生全球淹沒(méi)事件[46]。受大規(guī)模淹沒(méi)事件影響, 右江盆地二疊紀(jì)的古地理格局發(fā)生巨大改變, 位于盆地中心的樂(lè)業(yè)臺(tái)地、隆林臺(tái)地、隆或臺(tái)地等逐漸被淹沒(méi)而消失[46-47]。此時(shí), 右江盆地南部南寧臺(tái)地和靖西臺(tái)地仍在發(fā)育, 直至早三疊世末期, 印支運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕及伴隨的大規(guī)模的火山活動(dòng), 造成大量陸源碎屑注入, 盆地形成一個(gè)從非補(bǔ)償沉積到補(bǔ)償沉積的濁積巖序列[22,47], 由于大量的陸源碎屑快速注入盆地, 臺(tái)地迅速被淹沒(méi)才結(jié)束了右江盆地臺(tái)-盆相間的格局。

5 結(jié) 論

(1)隆或臺(tái)地中泥盆統(tǒng)—上二疊統(tǒng)幾乎均由純凈的碳酸鹽巖組成, 表明該時(shí)期其是在遠(yuǎn)離陸地、缺乏陸源物質(zhì)影響的環(huán)境下接受沉積形成的。

(2)隆或臺(tái)地及其周緣晚古生代沉積可劃分為孤立臺(tái)地相及斜坡-盆地相兩大相區(qū), 并可細(xì)分為局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地相、臺(tái)地邊緣淺灘、臺(tái)地邊緣礁、臺(tái)溝、臺(tái)地前緣斜坡及盆地相7種沉積相類(lèi)型。

(3)隆或臺(tái)地形成孕育于早泥盆世晚期, 并逐步演化發(fā)展, 至早三疊世最終消亡。其形成及演化可劃分為4個(gè)階段, 即孤立碳酸鹽巖臺(tái)地孕育階段(D1—D2)、孤立碳酸鹽巖臺(tái)地成型階段(D3)、孤立碳酸鹽巖臺(tái)地持續(xù)演化階段(C1—P2)和孤立碳酸鹽巖臺(tái)地淹沒(méi)收縮階段(P3—T1), 其與右江盆地演化裂谷盆地、洋殼盆地、洋殼盆地?cái)U(kuò)張及弧后盆地4個(gè)階段相對(duì)應(yīng)。

(4)隆或臺(tái)地是右江盆地晚古生代發(fā)生了強(qiáng)烈的擴(kuò)張、沉降, 揚(yáng)子臺(tái)地邊緣破裂形成規(guī)模不等的塊體逐步向盆地內(nèi)滑移并接受沉積形成的, 其形成及演化與右江盆地的構(gòu)造演化密切相關(guān), 同時(shí)受全球海平面變化和盆地內(nèi)陸源物質(zhì)的輸入影響。

感謝審稿專(zhuān)家及編輯對(duì)論文提出的寶貴意見(jiàn)！