广西桂林庙头上泥盆统融县组中的灰岩脉和角砾灰岩体及其成因

广西桂林庙头上泥盆统融县组台地边缘相具鸟眼或溶孔砂屑生屑藻粘结灰岩中发育了大量灰岩脉,灰岩脉呈岩墙状近直立地切过围岩,露头上可见连续垂直延伸长度达十余米,脉内仍是上泥盆统融县组灰岩组分,仅比围岩稍晚或同时代的:角砾状退白云石化藻粘结灰岩、角砾状藻粘结灰岩(快速堆积,角砾多数来自围岩)、细鲕粒颗粒灰岩、含钙球砂屑粒泥灰岩、藻砂屑腹足泥粒灰岩(正常沉积或液化变形软沉积流,均高于围岩层位)及大量栉壳状方解石脉(张性环境)等,灰岩脉内可见软沉积物变形痕迹及液化脉(地震液化),晚期灰岩脉可穿插早期灰岩脉;在其西侧同层位共生有一套楔状(地裂缝)、不规则状角砾灰岩体,角砾棱角状,大小不等,成分是灰色中厚层角砾状藻粘结灰岩、含钙球砂屑粒泥灰岩等。笔者等注意到灰岩脉均出露在北东向正断层的下盘(东侧),而角砾灰岩体则均出露在该断层的上盘(西侧),事实上,灰岩脉及角砾灰岩体分布走向与北东向断层走向一致,角砾灰岩体中的角砾成分显示其来自较灰岩脉围岩稍高层位,与灰岩脉内充填岩性相近,因此,是该断层控制了当时的沉积,此断层是晚泥盆世台地边缘同沉积正断层;灰岩脉是与断层伴生的张性裂隙被围岩角砾或稍晚时段的沉积物充填;角砾灰岩体是同沉积正断层形成的断层崖崩落角砾岩,指示一个消失殆尽的晚泥盆世碳酸盐岩同沉积正断层陡崖,因而,桂林台地,至少西段台地边缘,是与右江各孤立台地边缘一样——在地质图上应标示为同沉积正断层边界。其构造意义是:庙头地区的灰岩脉、角砾灰岩体及同沉积断层是桂林台地对晚泥盆世构造伸展作用的响应,从而说明广西晚古生代的板块拉张,不是从二叠纪才开始的,而是至少从晚泥盆世就开始了;晚古生代至早三叠世持续的孤立台地与深水盆地相间的古地理格局,是在晚泥盆世就奠定了基础。

广西凌云下甲二叠纪沉积灰岩墙和角砾灰岩体的成因及地质意义

20世纪70年代,广西地质八队在凌云下甲水晶矿区识别出中二叠世茅口期的沉积灰岩脉呈近直立状穿插在中泥盆统东岗岭阶或上泥盆统融县组灰岩中,同时在同层位识别出中二叠世茅口期生物碎屑灰岩胶结石炭纪—早二叠世生物碎屑角砾形成的角砾灰岩体。但对其成因解释与地质事实矛盾。笔者识别出沉积灰岩脉内有地震软沉积物流充填物和正常海底沉积物,同时识别出灰岩脉是台地边缘同沉积断层的伴生张裂隙,角砾灰岩体是同沉积断层产生的陡崖崩塌物及断层角砾岩。从而认为中二叠世时,由于频繁的同沉积正断层活动,使中、上泥盆统成为凌云地区碳酸盐岩台地的陡崖。一次新的断裂活动,在陡崖上形成张性裂隙,或者使已有裂隙张开,并诱发地震。最初,地震引发的碎屑流灌入裂隙,首先落入裂隙中的是中二叠世以前形成的固体岩石,可来自石炭系等,接着是台地上形成的内碎屑流,最后在安定期,台地形成的内碎屑也可缓慢落入裂隙中。与此同时,台地的断层陡崖崩塌,形成角砾灰岩体,其成分大部分是地震诱发的角砾岩。

桂西北晚古生代地层中的毗连不整合研究

桂西北右江地区广泛发育碳酸盐岩孤立台地,台地边缘发育大量沉积岩脉、角砾岩体、台地边缘同沉积正断层、及局部地层缺失造成的特殊界面,各要素之间的成因关系一直有争论。毗连不整合是指因同沉积断层作用使平坦地形变成强烈起伏的陡坡地形,粗碎屑物质快速沉积于地形凹处,新沉积的地层与早先坡下的较老基岩横向相接,因此造成新老地层之间的不整合,多形成于构造不稳定地区。国外地质学家最初将其识别为普通的角度不整合、陆架边缘不整合或者台地边缘不整合等等,国内地质学家也注意到了这类特殊界面,但在一些野外露头上观察其为断层面,而在另一些露头上观察其为侵蚀间断(不整合)面,由此产生争论:这类特殊界面是断层还是不整合?并产生很多名称:同构造沉积不整合、碳酸盐岩台地边缘围限断裂带、角度不整合接触带、陡崖式假不整合、事件沉积不整合、超覆不整合、构造窗和飞来峰等等,迄今为止没有统一。笔者等在研究广西晚古生代孤立碳酸盐岩台地边缘沉积岩脉和角砾岩体的过程中,发现特殊界面与沉积岩脉和角砾岩体关系密切,并发现如果将这些特殊界面归类于传统不整合面,均有与地质事实相矛盾的地方,因而认为其应重新归类。随着研究的深入:笔者等在凤山剖面的同一露头上观察到关键地质现象:特殊界面下部具断层特征,上部具溶蚀间断特征,因此认为其是遭受溶蚀的同沉积断层面。其成因是:同沉积构造十分活跃,使同沉积断层面上部来不及被新沉积物掩埋而遭受水下溶蚀,从而形成巨大地形起伏,造成新老地层横向相接,与Davis毗连不整合概念吻合,据此将这类特殊界面统一命名为毗连不整合。随即发现桂西北晚古生代地层内部广泛发育毗连不整合,并且发现晚古生代地层与下伏寒武系、及上覆三叠系之间也是毗连不整合接触,这是桂西北晚古生代地层及相关寒武系和三叠系的基本特色,由于毗连不整合代表区域地质构造活动强烈,表明桂西北地质构造从古生代到中生代一直处于活动状态,地层—构造活动记录与古特提斯域特征相似,属古特提斯洋的东沿部分。从而结束特殊界面是断层还是不整合的争论,为桂西北地层与构造的深入研究及其大地构造归属提供了新证据。