三鋪地區(qū)上寒武統(tǒng)的劃分及與近郊地區(qū)對比

王樂樂

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)，安徽 淮北 235000)

1 區(qū)域地層化學(xué)組分特征

淮北地區(qū)出露地層主要分布于宿州市符離集—濉溪縣百善一線以北和淮北市相山以東的低矮山地一帶，走向以北北東或北東向展布。出露地層主要由寒武系、奧陶系、山前坡地上偶見石炭系零星露頭。其他時代地層被廣泛分布的第四系掩蓋[1]。

寒武-奧陶系各組段地層中各種組分含量之間的共同特點(diǎn)：主要成分CaO+MgO與SiO2+Al2O3總量之間存在互為消長關(guān)系，SiO2+Al2O3總量與次要成分K2O+Na2O總量、TFe等組分之間的含量變化呈現(xiàn)大致正相關(guān)關(guān)系。寒武系與奧陶系比較，前者組分含量變化顯著。寒武系、奧陶系化學(xué)組分平均含量統(tǒng)計(jì)如表1所示。

寒武系與奧陶系各組段中微量元素平均含量差別較大的有Cu、Sr、Ti、Mn、B等元素。銅主要分布在泥質(zhì)白云巖中，銅含量較高的層位有奧陶系老虎山組、賈汪組、韓家組和寒武系鳳山組、徐莊組、毛莊組、下統(tǒng)各組。鍶主要分布在質(zhì)純灰?guī)r中，寒武系的鍶含量普遍高于奧陶系。鈦錳主要分布在含泥質(zhì)鈣鎂碳酸鹽巖中，鈦錳高含量層位有寒武系下統(tǒng)各組、毛莊組、徐莊組、鳳山組和奧陶系韓家組、賈汪組、蕭縣組青龍山段。

2 三鋪地區(qū)上寒武統(tǒng)分層特征及與近郊地區(qū)對比

三鋪地區(qū)全為第四系覆蓋，無巖石出露。沉積巖受巖漿巖的侵入、吞蝕造成地層缺失，加之蝕變強(qiáng)烈，給確定地層時代帶來困難。根據(jù)鉆孔巖心的巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造(鮞狀結(jié)構(gòu)、條帶狀構(gòu)造、豹皮狀構(gòu)造、竹葉狀構(gòu)造)、化學(xué)成分(氧化鎂含量普遍高，鈣鎂比值一般介于1.5～2.8之間)和巖性組合特征，努力恢復(fù)其原巖并與夾溝標(biāo)準(zhǔn)地層剖面對比，認(rèn)為三鋪地區(qū)揭露地層主要為上寒武統(tǒng)[2]。詳細(xì)劃分和描述晚寒武世地層特征，對于確定三鋪地區(qū)巖石地層時代，進(jìn)行地層劃分與對比，無疑是十分重要的。

以三鋪地區(qū)鉆孔中地層的資料為主，參照夾溝剖面、相山剖面等處地層資料，現(xiàn)將上寒武統(tǒng)分層特征由老至新分述如下：

2.1 崮山組(∈3g)

本組自下而上大致可分以下三個單層。本組相山剖面厚28.80 m，夾溝剖面厚46.10 m，三鋪地區(qū)厚38.65 m，童亭地區(qū)厚31.27 m。

(1)下部亮晶鮞粒白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)。本層自下而上鮞粒由中鮞變成細(xì)鮞，底部夾有白云巖薄層，上部偶見海綠石。本層厚26.09 m。

(2)中部薄層狀微晶含白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)夾竹葉狀亮晶礫屑灰?guī)r(或白云巖)。雖然竹葉狀亮晶礫屑灰?guī)r厚度小，但結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征明顯，是確定層位的重要巖性標(biāo)志。前常、楊橋孜礦區(qū)鉆孔中都見到此種巖石。本層厚4.94 m。

(3)上部亮晶鮞粒白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)。局部含海綠石，頂部見一層條帶狀含礫屑鮞粒亮晶白云質(zhì)灰?guī)r。本層厚15.07 m。

崮山組巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以亮晶鮞粒結(jié)構(gòu)和竹葉狀構(gòu)造為特征，底部灰黃色薄層狀灰?guī)r為崮山組和下伏地層張夏組的分層標(biāo)志。

2.2 長山組(∈3c)

本組自下而上可分二個單層。本組相山剖面厚32.32 m，夾溝剖面厚22.17 m，三鋪地區(qū)厚23.75 m，童亭地區(qū)厚26.01 m。

(1)下部條帶狀粉屑泥晶含白云質(zhì)灰?guī)r(或灰質(zhì)白云巖)?；疑斜踊?guī)r夾淺綠色、綠灰色薄層鮞狀含海綠石含白云質(zhì)灰?guī)r，底有一層15 cm厚的紫紅色竹葉狀灰?guī)r。鉆孔中巖石條帶狀構(gòu)造清晰可辨，條帶部分含泥質(zhì)、白云石各半，條帶部分寬0.2～0.5 cm。本層夾溝剖面厚11.01 m，三鋪地區(qū)厚7.81 m，童亭地區(qū)厚12.04 m。

(2)上部豹皮狀粉屑泥晶含白云質(zhì)灰?guī)r(灰質(zhì)白云巖)。三鋪、夾溝兩地局部含鮞粒，夾溝、童亭兩地夾薄層竹葉狀礫屑亮晶灰?guī)r(或白云巖)。本層夾溝剖面厚11.16 m，三鋪地區(qū)厚15.94 m，童亭地區(qū)厚15.65 m。

長山組巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造以粉屑泥晶結(jié)構(gòu)和清晰的條帶狀構(gòu)造為特征，局部含鮞粒和礫屑，底部紫紅色竹葉狀灰?guī)r可作為長山組與崮山組的分層標(biāo)志。

2.3 鳳山組(∈3f)

2.3.1 鳳山組下段(∈3f1)

該段自下而上可分為五個單層。本段相山剖面厚76.87 m，夾溝剖面厚133.69 m，三鋪地區(qū)厚126.98 m，童亭地區(qū)厚110.93 m。

(1)條帶狀粉屑泥晶白云質(zhì)灰?guī)r，含白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)。深色條帶的成分由鐵氧渲染的泥質(zhì)和白云石組成，深色條帶部分比淺色基質(zhì)部分的礦物質(zhì)顆粒偏粗。與長山組巖石區(qū)別在于，條帶不明顯，波狀起伏大，密集分布，本層含生物、海綠石等。該層夾溝剖面厚7.68 m。

(2)鈣質(zhì)泥巖夾泥晶灰?guī)r扁豆體(鳳山組下段標(biāo)志層)。泥晶灰?guī)r扁豆體似層狀分布，扁豆體全部由泥晶方解石組成，鈣質(zhì)泥巖具含泥質(zhì)泥晶結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)分布在微晶方解石粒間，該層夾溝剖面厚5.71 m，三鋪地區(qū)厚3.26 m，童亭地區(qū)厚1.89 m。三鋪地區(qū)鉆孔(前ZK507孔、前905孔，秦ZK05孔、秦011孔,劉ZK128孔)由于受巖體熱接觸變質(zhì)作用的影響，所見該層巖石變?yōu)闂l帶狀角巖，灰?guī)r扁豆體變成灰綠色透輝石(石英)角巖，鈣質(zhì)泥巖變成黑色黑云母角巖或絹云母角巖。兩種角巖相間分布，色彩分明，極易辨認(rèn)。

該層巖石化學(xué)成分及微量元素含量有別于鳳山組下段其他各層，平均含量如下：SiO228.70%，Al2O36.22%，CaO 23.28%，MgO 8.21%，K2O 2.95%，Na2O 0.16%，TFe 2.13%，Cu 40×10-6，Sr 200×10-6，Ti 2000×10-6，Mn 500×10-6，B 60×10-6，Cr 45×10-6，V 25×10-6。

區(qū)域上該層頂板有一層厚約1.00 m的含藻(大渦卷)灰?guī)r。在前ZK507鉆孔中發(fā)現(xiàn)了1.52 m厚的含藻(大渦卷)含泥質(zhì)含白云石大理巖，巖性與區(qū)域上完全能夠?qū)Ρ取?/p>

(3)豹皮狀與條帶狀生物泥晶含泥質(zhì)含白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)互層，生物泥晶(微晶)灰?guī)r(或白云巖)與含海綠石生物微晶灰?guī)r(或白云巖)相間分布。本層厚46.45 m。

(4)豹皮狀泥晶含泥質(zhì)含白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)，巖性大體同(3)層，層中夾條帶狀泥晶含白云質(zhì)灰?guī)r薄層，中下部含少量黃鐵礦結(jié)核。該層厚46.85 m。

(5)豹皮狀泥晶含泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r(或白云巖)，巖性大體同(4)層，本層層理薄，泥質(zhì)、鎂質(zhì)略高，本層厚27.00 m。

下段結(jié)構(gòu)構(gòu)造以豹皮狀、條帶狀構(gòu)造和含生物粉屑結(jié)構(gòu)、含海綠石以及含黃鐵礦結(jié)核等特征與其他組段區(qū)別。底部的標(biāo)志層給礦區(qū)地層對比帶來了極大的方便。

2.3.2 鳳山組上段(∈3f2)

自下而上可分為三個單層。本段相山剖面厚31.23 m，夾溝剖面厚65.63 m，三鋪地區(qū)厚>54.05 m，童亭地區(qū)厚41.04 m。

(1)中晶含泥質(zhì)灰質(zhì)白云巖，自下而上白云質(zhì)漸增，本層厚30.07 m。

(2)細(xì)晶白云巖，局部含竹葉狀礫屑，本層厚24.99 m。

(3)含硅質(zhì)結(jié)核微晶～細(xì)晶含泥質(zhì)含灰質(zhì)白云巖，頂部硅質(zhì)結(jié)核成層狀分布，本層厚10.57 m。

3 三鋪地區(qū)上寒武統(tǒng)各組段化學(xué)成分特征及與近郊地區(qū)對比

三鋪地區(qū)與鄰區(qū)上寒武統(tǒng)各組段地層厚度、巖性、化學(xué)組分和微量元素或多或少地存在某些差別(表2、圖1)。從表2、圖1中可以看出，上寒武統(tǒng)厚度自北向南和自東向西逐漸變薄。夾溝最厚，達(dá)267.59 m，三鋪厚約243.43 m，童亭厚209.26 m，相山最薄為173.22 m。東西方向上厚度變化梯度略大。上寒武統(tǒng)化學(xué)成分在區(qū)域上的變化趨勢是，自北向南鈣質(zhì)減少而鎂質(zhì)增加，硅、鋁、鐵、鉀、鈉含量稍微增加。從晚寒武世早期到晚期，整個沉積過程中也表現(xiàn)為鈣質(zhì)減少鎂質(zhì)增加，硅、鋁、鐵、鉀、鈉含量有少量的增加趨勢，微量元素Cu、Sr、Ti、Mn變化極為明顯。晚寒武世從早到晚，銅含量由10×10-6逐漸增加到30×10-6，鍶含量由500×10-6逐漸減少到200×10-6，鈦含量由200×10-6逐漸增加到800×10-6，錳含量由300×10-6增加到500×10-6。銅、鈦、錳一般含在泥質(zhì)中，這些元素含量的增加，間接反映泥質(zhì)成分的增加。鍶一般與鈣有一定關(guān)系，隨著鈣質(zhì)含量降低，鍶含量相應(yīng)減少[3]。從鳳山組下段標(biāo)志層光譜分析資料來看，泥質(zhì)巖石含鍶量最低(200×10-6)。另外還可以看出，三鋪地區(qū)位于夾溝、童亭兩地之間，其地層厚度、巖性、化學(xué)成分和微量元素含量也處于南北兩地的過渡位置上[4]。

表2 上寒武統(tǒng)各組段化學(xué)成分表

注：1、層號為原始編錄層號；2、厚度為真厚度。

圖1 上寒武統(tǒng)各組段化學(xué)成分(%)、微量元素(×10-6)平均含量在區(qū)域和垂向上的差異變化直方圖

4 三鋪地區(qū)地層與鄰區(qū)上寒武統(tǒng)對比結(jié)果

利用上寒武統(tǒng)各組段地層厚度、層序、巖性組合特征、化學(xué)成分和微量元素以及標(biāo)志層等一系列地層標(biāo)志，三鋪地區(qū)地層與鄰區(qū)上寒武紀(jì)地層對比結(jié)果見圖2。

圖2 上寒武統(tǒng)柱狀對比圖

5 結(jié)語

通過對三鋪地區(qū)上寒武統(tǒng)柱狀圖對比，詳細(xì)劃分和描述上寒武統(tǒng)特征，為確定三鋪地區(qū)圍巖巖石地層時代，進(jìn)行圍巖原巖恢復(fù)及地層劃分，研究含礦地層以及礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造提供了技術(shù)支撐。