南华纪二级层序岩相及古地理环境

高水位体系域：是海平面上升后期、稳定期和下降早期的沉积，由加积到进积型沉积的序列组成，其上界为下一个层序的底界。造成海平面升降变化的原因很多，一般认为造成高一级的海平面变化的原因主要有地壳运动的升降旋回、全球大洋中脊扩张、大陆冰盖的增长与衰减等。该期高水位体系域沉积与大陆冰盖的增长有关，南华纪晚期全球气候是一个处于逐渐变得寒冷至雪球地球再到融冰的过程，全球发育了广泛意义上的“三段式”沉积结构的地层。下扬子海域内普遍出现的南沱组下涯埠段冰筏砾岩沉积就是雪球地球早期先驱冰期造成下扬子海海平面下降，早期沉积的冰筏坠石产物属上一个层序的高水位体系域沉积。

从岩相古地理图可知（图5-8），该期沉积厚度各地不一，大片地区厚度小于100m，但在黟县—绩溪一带厚度普遍大于100m，其局部地区可达300～400m。出现的岩石类型有含砾砂岩岩组、含砾砂岩-含砾粉砂岩-石英砂岩岩组、含砾砂岩-粉砂岩-泥岩岩组、含砾含锰粉砂岩-含砾砂岩-含锰白云岩岩组、含砾泥岩-含砾凝灰岩-石英砂岩岩组、含砾凝灰岩-含砾粉砂岩岩组、含砾泥岩岩组、含砾凝灰岩岩组。从含砾岩石的结构、构造来看，砾石呈杂基支撑，砾石成分复杂，磨圆度、分选性均差，厚度变化大等，反映当时的堆积速度较快；从下扬子海域内普遍发育这套冰筏坠石来看，进入先驱冰期持续的时间应相当的漫长，且提供物源的江南古陆物理风化作用应相当强烈、物源相当丰富；从沉积等厚线、结合岩石组合分析，厚度最大分布区的黟县—绩溪一带出现有火山碎屑岩组合，证明在此处附近存在火山活动，主要有含砾晶屑沉凝灰岩、含角砾流纹质岩屑晶凝灰岩、含砾凝灰岩、含砾晶屑凝灰质砂岩、含砾晶屑凝灰质粉砂岩、含砾凝灰质粉砂泥岩等。这一现象的产生并非偶然，结合南华纪NhSQ1二级层序TST岩相古地理就能发现，在这一带再次出现火山物质，可能反映了火山的再次复活。

图5-8　皖南新元古代中晚期南华纪NhSQ1-HST先驱冰期岩相古地理图

含砾晶屑沉凝灰岩　具含砾沉凝灰结构，块状构造。含砾率12％左右，砾石大小悬殊0.2～22cm，其中见具有环带状砾石。环带多寡不同，一般边部以浅颜色的长英质为主，中部为粒状较粗的云英质，内核则以颜色稍浅的长英质为主。除具环带状砾石外，尚有石英岩、花岗岩、粉砂岩、片麻状花岗岩等岩性的砾石，最有趣的是有的砾石一端与岩性相同的脉状砾石相连，呈脉状砾石，很可能为岩脉。砾石呈次圆—次棱角状、蚕状等，砾石具明显的流水改造痕迹，含砾晶屑沉凝灰岩中夹有半风化呈灰黄绿色岩屑含砾凝灰质粉砂岩。镜下：岩石具有沉凝灰结构，显微鳞片粒状变晶结构，块状结构。岩石成分：砂—晶屑60％～65％，变质火山灰35％～40％，副矿物小于1％。

含砾晶屑凝灰质砂岩　镜下：含砾凝灰砂状结构，显微鳞片变晶结构，变余层理构造，其中砾石20％左右。以中、细砾为主，呈次磨圆状，为含石榴石的蚀变黑云母花岗岩和石英岩等，晶屑—砂55％，其中石英30％，岩屑20％，斜长石5％，石英和斜长石有晶屑，也有岩屑。石英呈次棱角状、棱角状、熔蚀状，自形六方短柱状。杂基及胶结物45％，都已变质重结晶。

含砾晶屑凝灰质粉砂岩　砾石率10％左右，砾石成分复杂，有石英、片麻状花岗闪长岩、灰岩以及粉砂质泥岩。此外见到具有层圈构造的火山砾石，有的砾石顶部具垂直于砾石表面的反射状裂口，砾石大小不一，磨圆度差，分选性不好，为次棱角—次圆状，岩石的成分成熟度及结构成熟度均匀。砾石统计结果：砾石成分中，石英30％、粉砂岩30％、灰岩（泥灰岩）10％、粉砂质泥岩10.6％；具火山物质砾石19.4％，其中具层圈构造砾石占10％左右。砾石直径：5～10mm二者占63.53％；10～30mm二者占27.05％；30～50mm二者占3.52％；50～100mm二者占4.70％；大于100mm者占1.17％。可见小型交错层理。镜下：岩石具含砾及火山角砾，砂状及晶屑凝灰质结构、显微鳞片变晶结构，变余层状构造及块状构造。成分：砾石-火山角砾小于5％，其中火山角砾为酸性火山灰凝灰岩。砂-凝灰碎屑-粉砂大于55％，变质胶结物40％，副矿物小于1％。(www.xing528.com)

含砾流纹质岩屑、晶屑凝灰岩　具浅紫红色，细粒结构以及含砾结构，块层状构造。镜下：岩石具含角砾岩屑—晶屑凝灰结构，其中细角砾15％，凝灰粒屑50％～55％（晶屑40％，岩屑10％～15％），火山灰30％～35％。

由上可知，在进入寒冷冰期漫长的时期内，下扬子海局部地区存在火山喷发，除喷发本身产生的火山物质沉积以外，高温也可使通行至火山活动区域内的携带大量砂、砾的冰筏消融，形成坠石沉积。因此，在有火山岩组合分布的地区沉积厚度巨大也就不难理解了（图5-9）。

图5-9　下扬子海NhSQ1-HST、ZSQ1-LST（雪球地球）、ZSQ1-LST（融冰期）沉积相柱状对比图

此外，早期的先驱冰期形成的冰筏是不能完全覆盖下扬子海的，因此下扬子海域内沉积物还同时受到外力地质作用的影响，海底沉积界面上含砾、不含砾的沉积物受到波浪作用不同程度的改造，在黟县美溪等许多地区可见发育板状交错层理、丘状交错层理等风暴浪留下的遗迹。有的地区发育许多层的正常海相沉积夹层。

从岩相古地理图可以看出，围绕江南古陆四周滨岸海域内以粗碎屑沉积为主，远离古陆近滨-陆棚区以泥岩沉积为主。从各个剖面统计冰筏砾岩沉积的含量及大小也可发现：歙县、宁国东部等广大地区（江南古陆的东南部）冰筏沉积的砾石含量高、砾径大。如歙县羊山坪一带砾石成分为石英、硅质及花岗岩类砾石，含砾率10％～20％，大小混杂以3～5cm为主，大者达30cm以上；宁国大曹一带砾石成分含锰灰岩（主），石英砂岩、泥岩、脉石英等，含砾率20％，大小混杂以2～6cm为主，大者达10cm以上；黄山区上海干部疗养院（简称为黄山干疗）一带砾石普遍较大，常见10～40cm砾径的大砾石。而黟县美溪、绩溪煤炭山一带砾径稍小，以1～3cm为主，但含量普遍较高，有的可达30％～40％。江南古陆南西侧则明显不同于东北部，冰筏沉积的砾石含量明显低且砾径小，如东至县葛公镇梨云岭、东至县建新卫星化工厂等地仅为含细砾的纹层状泥岩。因此，从上述特征可以看出，来自于江南古陆向北漂移的冰筏，西部冰筏携带的碎屑少，东侧冰筏携带了大量的砂、砾岩石，如将前者形容成“芝麻糖”状，后者则明显形如“花生糖”形状的冰筏在海域中漂移，反映了江南古陆东部物理风化作用强、物源丰富的特征。