研究区的南华冰期地层具有广泛出露、发育齐全、沉积类型多样的特点，蕴藏以铁、锰为主的丰富矿产。时代归属于新元古代中期，为一套在严寒气候条件下形成的泥砾岩夹泥质碳酸盐岩建造，偶见基性火山岩。全系总厚77.3～5064m。与上覆震旦纪地层平行不整合接触；与下伏板溪群一般为平行不整合接触，湘西北地区为超覆不整合接触；系内个别组间尚有呈间断关系者。
1936年，王晓青、刘祖彝在其所著的《湘南长常区地质志》中，误将本系分属于寒武纪板溪系和奥陶纪大幅坪系的一部分。1938年，王晓青等将板溪系改属震旦纪，1940年又将震旦纪板溪系二分，下部仍称板溪系，上部含卵石的千枚岩命名为洪江系。1944年，刘国昌将黔阳一带的洪江系与峡东南沱冰碛岩组对比，更名为南沱冰碛层。1950年，王晓青等将湘阴、泊罗、临湘一带南华系、震旦系归属元古宇并分为上下二统。1955年湘鄂磷矿普查队将石门、沅陵、古丈等地南华系、震旦系划分为二统及4个组，沿用峡东岩石地层单位名称。1961年南京大学王鹤年将南华系、震旦系归属古生界，分为二统，下统为南沱砂岩、南沱冰碛层；上统为陡山沱组、留茶坡组。1962年湘桂黔三省（区）前寒武纪地层工作组首次将湖南省南华系、震旦系明确地分为南、北二区，但所使用的地层名称只有一套，即下统为南沱砂岩组、南沱冰碛层组，上统为陡山沱组、灯影组。1976年，邢裕盛将南方南华系、震旦系分为扬子型及江南型两个沉积区。1979年季金法、杨梯君报道在宁乡棠甘山、湘潭锰矿的南华纪碳酸锰矿中发现大量古蓝藻。1979年湖南地质研究所将湖南南华系、震旦系分为3个区，北区：下统莲沱组、南沱组，上统陡山沱组、灯影组；中区：下统江口组、莲沱组、南沱组，上统陡山沱组、留茶坡组；南区：下组、中组、上组。
1958年以来，湖南区调队在全省范围内开展了1∶20万区域地质调查，获得了各地南华系全面系统的实际资料，建立了各图幅的地层系统，进行了全省性的划分与对比，为湖南省南华纪地层的进一步研究奠定了基础。
2000年国际地质科学联合会《国际地层表》和2001年全国地层委员会《中国地层指南及中国地层指南说明书》将南方一套寒冷气候条件下的沉积物从原震旦系中分解出来，命名为南华系，并与世界冰期沉积对比。
湖南省南华纪地层分区主要考虑的是沉积建造、古地理、古气候、沉积物特征及微古植物组合等因素，据此可划分为北区、中区和南区（表2-2，图2-2）。
表2-2 南华纪地层划分对比表
图2-2 南华纪地层露头分布与地层分区图（Ⅰ.北区；Ⅱ.中区；Ⅲ.南区）
（一）北区
北区位于保靖—大庸四都坪—石门—岳阳陆城和桐梓铺一线以北。主要为大陆冰川沉积型和海洋冰川沉积型的冰碛砾泥岩、冰碛砾粉砂岩，夹少量间冰期的碳泥质岩和含锰碳酸盐岩，厚度45～657.9m。由下而上可划分为富禄组、古城组、大塘坡组和南沱组，下与渫水河组平行不整合接触。
1.富禄组
石门县杨家坪剖面（据《湖南省1∶20万桑植幅区域地质调查报告》，湖南省区域地质测量队二连，1969；本书修测）。
富禄组北区为一套中厚层状含凝灰质砂岩、砂岩，局部夹板岩或硅质板岩。岩性变化甚小，而厚度变化较大，厚l～260m，岩性特征与上、下地层均易划分。
2.古城组
本组仅分布在上扬子地层分区，主体岩性是以含砾泥质岩石为特征，有含砾泥岩、泥砾岩、含砾砂岩、砂砾岩等，局部夹白云岩、板岩。厚度变化及岩性变化均较大，厚为2～160.2 m，多为一套含砾泥岩。
3.大塘坡组
花垣民乐锰矿区剖面（据《湖南省1∶5万花垣幅区域地质调查报告》修编），2012。
大塘坡组下部为黑色碳质页岩夹白云岩、菱锰矿，局部夹薄层硅质岩，上部为灰色板岩。本组直接与下伏古城组整合接触，主要在湘西北出露。
4.南沱组
石门县杨家坪剖面（据《湖南1∶20万桑植幅区域地质调查报告》资料，湖南省区域地质测量队二连，1969；稍作修编）。
北区南沱组为灰绿色、灰黄色、浅灰色等杂色冰碛泥砾岩。砾石成分复杂：大砾石较多，粒径以20～30cm者常见。砾石形状多样，多为次棱角及次滚圆状，无一定排列方向，擦痕、刻痕、压裂、压坑及研磨砾石较普遍。胶结物多为泥质及粉砂质，不显层理。泥砾岩在湘西一带花岗岩砾石较多，大者1m。砾石成分复杂、形态多变、磨圆度较差，表面擦痕、压裂现象明显。慈利溪口、南山坪、大庸田坪以北一带，砾石的砾径变小，局部显较清晰的纹理，厚度略有增大，总厚25～116m，与下伏大塘坡组整合接触，上覆地层为陡山沱组。
（二）中区
中区包括保靖—大庸四都坪—石门—岳阳陆城和桐梓铺一线以南，零陵—耒阳—茶陵一线以北的广大地域。主要为海洋冰川沉积类型和正常海洋与海洋冰川混合沉积类型的冰碛砾泥岩、冰碛砾粉砂岩、含砾板岩或粉砂岩以及砂岩、板岩，夹少量间冰期的黑色碳质板岩、含锰碳酸盐岩、锰矿层及砂页岩，厚77.3～5064m。下与板溪群平行不整合、微角度不整合或整合接触，南华系各组间基本为连续沉积。进而据其冰碛岩系的类型及分布划分出怀化-长沙小区与洞口-双峰小区。
1.怀化-长沙小区
该小区分布于保靖—大庸—石门—岳阳一线以南，会同—溆浦—高涧一线以北，由下而上可划分为富禄组、大塘坡组和南沱组。代表大陆性冰川沉积特征的南沱组在本区多处可见其直接不整合覆于板溪群不同岩性段之上，且厚度较薄，并在其上部夹具牵引流作用特征的陆缘碎屑沉积。南沱组可见其发育叠瓦状砾石层以及粗尾递变层理。说明其时该地应处于一个斜坡地带，往南在古地形上要比北侧低很多。
1）富禄组
安化松子坳剖面（111°12′，28°20′）（据《湖南省1∶20万安化幅区域地质调查报告》，湖南省区域地质测量队二连，1975；稍作修编）。
本小区富禄组平行不整合于板溪群多益塘组之上，底部为灰色厚层砾岩，岩石中砾石含量为60%左右，砾石成分为细砂岩、板岩，砾径一般0.5～5cm，次圆、圆状，具较好的分选性、定向性。底界面呈波状，界面上保留有厚约5mm的灰黄色焦壳状黏土岩、亚黏土岩。往上为深灰色、灰绿色厚层—块状砾岩，砾质长石石英砂岩，含砾长石石英砂岩，含砾杂砂岩，长石石英砂岩，条带状砂岩，条带状板岩，粉砂质板岩组合。发育平行层理、粒序层理、板状、槽状交错层理，基本不含铁矿层。
2）大塘坡组
宁乡县麦田公社孙家滩剖面（据《湖南省1∶20万长沙幅区域地质调查报告》，湖南省区域地质测量队，1975；稍作修编）。
大塘坡组在湘潭—溆浦—花垣民乐一带，下部为含锰白云质灰岩；上部为灰色板状页岩。平江、浏阳永和一带为灰色厚层条带状含凝灰质粉砂质板岩、硅质板岩夹含磷碳质板岩与含磷白云岩透镜体。
3）南沱组
沅陵县荔枝溪乡黄泥溪剖面（据《湖南省1∶5万官庄幅、湖南坡幅区域地质调查报告》，湖南省区域地质测量队，1994；稍作修编）。
湘中区怀化-长沙小区，沅陵—辰溪—古丈一带，南沱组直接平行不整合于多益塘组之上（图2-3）。南沱组以块状泥砾岩或砾泥岩为特征，它的变化虽大，但仅限于砾石成分、大小、含量及厚度的差异。砾石成分、大小、含量变化因地而异，无规律可循。怀化袁家、沅陵黄泥溪剖面以多个旋回组成，每个旋回砾石下粗上细较为明显。冲刷粒级层，是冰川或冰川泥石流停积后，经河流冲刷而成，呈砂砾岩透镜体，见于黔阳黔城、怀化袁家、沅陵黄泥溪、荔枝溪及安化罗家斗剖面。层数最多是袁家剖面，透镜体最大是黔城和罗家斗剖面，长5～15m，厚1～5m。混杂砾石层更为普遍，块状，无粒序，砾石悬浮于基质之中。(www.xing528.com)
图2-3 沅陵黄泥溪南沱组超覆于多益塘组之上平行不整合接触素描图
①板岩；②泥砾岩
2.洞口-双峰小区
该小区分布于会同—溆浦—高涧一线以南、零陵—耒阳—茶陵一线以北地区，由下而上可划分为长安组、富禄组、大塘坡组和洪江组。代表南华纪早期寒冷气候条件下（冰期）沉积的长安组，主要分布于本小区。洪江-溆浦断裂带以东，厚度达数千米，却短距离终止于溆浦—涟源—双峰一线以南。代表海洋冰川沉积的洪江组平行不整合于大塘坡组之上，并为一套典型的具有泥石流特征的高密度流沉积。
1）长安组
黔阳铁山乡长滩剖面（110°15′，27°19′）（据《湖南省1∶5万铁破山幅、塘湾幅区域地质调查报告》，湖南区域地质调查所，1992；稍作修编）。
长安组分布局限于中区，岩性主要是由含砾板岩（砾泥岩或泥砾岩）构成，次为砂岩、含砾砂岩和少量板岩及碳酸盐岩透镜体。在湘中、湘西一带与下伏高涧群或板溪群呈平行不整合接触，在双峰—祁东一带呈整合接触。本组厚1500～2280m，最厚在新邵龙山一带，厚度达2512m，最薄在双峰—祁东一带，厚106～659m，局部仅9.6～12m。
含砾板岩以含绢云母板岩为主，次为含砾凝灰质板岩、含砾硅质板岩。含砾板岩总的特征呈块状、无层理，含砾3%～5%，局部可达10%。砾径一般为0.5～1.5cm，个别达30cm。砾石成分因地而异。砂岩类有含砾砂岩、长石石英砂岩及杂砂岩。板岩类以绢云母板岩为主，硅质板岩次之。在新化凉竹亭本组中部夹一层玄武岩，层状产出，具角砾状及条带状构造，厚26.1m。
2）富禄组
洞口县江口镇剖面（据《湖南省1∶5万铁坡山幅、塘湾幅区域地质调查报告》，湖南区域地质调查所，1990；稍作修编）。
本小区富禄组与长安组为连续沉积，新化—通道一个狭窄的地带，厚500～1892m。中上部以灰绿色厚层长石石英砂岩、含钙长石石英砂岩、石英砂岩为主，夹条带状粉砂质板岩、绢云母板岩。砂岩局部含砾，具水平层理、波状层理及冲刷交错层理。向北砂岩变多、粒度逐步变粗。在通道一带岩层水平层理发育，并有细小微层理，夹白云岩及碳质页岩。
3）大塘坡组
新邵县小南公社栗滩剖面（据《湖南省1∶5万大乘山幅区域地质调查报告》，湖南区域地质调查所，1984；稍作修编）。
本小区大塘坡组主要由白云岩及硅质岩组成。在通道、靖县、绥宁一带，多为深灰色条带状板岩及少量碳质页岩夹白云岩，富含黄铁矿。局部见有含铁绿泥石板岩及绢云母板岩，厚2～79m。
4）洪江组
绥宁县王家塘剖面（据《湖南省1∶20万城步幅区域地质调查报告》，湖南省区域地质测量队，1974；稍作修编）。
洪江组分布范围为湘中区洞口-双峰小区。新化—通道一带，岩性以灰色、深灰色块状含砾泥岩，夹板岩、砂岩及白云岩透镜体为特征。砾石成分复杂，花岗岩砾石较多，砾径1～5c m，个别达20c m。砾石含量为5%～15%。通道一带夹板岩及白云岩透镜体，落石（坠石）构造比较发育。再向北在隆回大水田一带，砂岩增多，板岩减少，并有硅质板岩及凝灰质板岩。
双峰一带为灰绿色泥砾岩，块状不显层理，砾石定向构造明显，由两组不同方向的砾石构成镶嵌构造。非构造劈理十分发育，劈理的方向不定且多分叉。砾石成分复杂，计有10余种，以白云岩为主，次为砂岩、板岩、花岗岩等，并悬浮于基质之中，含量为10%～30%。砾径一般1～10cm，个别达90cm。圆度及分选性极差，砾石形态复杂，有麻花状砾石，压裂现象普遍，擦痕、沟槽、叠瓦状构造和压坑现象明显，下部夹白云岩和硅质岩，上部夹白云岩透镜体，砾石磨圆度较好，坠石普遍。
（三）南区
南区为零陵—耒阳—茶陵一线以南的地区。主要为正常海洋与海洋冰川混合沉积类型的浅变质复矿物砂岩、凝灰质砂岩、板岩，夹含冰碛砾石泥板岩及少量含锰灰岩、白云岩，厚度一般为978～4278m。多数地区出露不全，一般由下而上可划分为泗洲山组、天子地组、正园岭组，为桂阳桥市大江边泗洲山剖面所创。
1.泗洲山组
桂阳桥市大江边泗洲山剖面（112°37，26°05′）（据《湖南省1∶5万白沙镇幅区域地质调查报告》，湖南省区域地质调查队1982年测制，1994年黄建中等修测、补充）。
泗洲山组仅分布于湘南区，以板岩、含砾板岩夹少量碳酸盐岩为特征，以含砾岩石的出现或消失作为划分本组的依据。下部为灰绿色含砾板岩与条带状板岩、砂质板岩互层；上部以深灰色条带状粉砂质板岩为主，间夹浅变质泥砾岩、含砾板岩、硅质岩及白云质灰岩。发育有水平层理及滑塌变形层理，所含砾石分选及磨圆度差，砾石表面有刻痕、凹坑及压裂现象，落石（坠石）构造普遍发育。本组就岩性与湘中地区长安组相似，层位二者相当，均属早南华世早期的沉积。
2.天子地组
桂阳桥市大江边泗洲山剖面（112°37，26°05′）（据《湖南省1∶5万白沙镇幅区域地质调查报告》，湖南省区调队1982年测制，1994年黄建中等修测、补充）。
天子地组以紫红色、灰绿色条带状板岩，绢云母板岩与灰绿色中厚层砂质粉砂岩，岩屑杂砂岩呈大厚度互层为特征。大量紫红色岩层和条带状赤铁矿的出现为本组的开始。岩层多由ADE、BCDE、CDE鲍马序列构成韵律层。上述特征应属陆缘斜坡浊积扇的中扇-扇舌外缘浊流沉积。其顶界止于正园岭组厚层—块状长石石英杂砂岩、砂砾岩为主体的碎屑岩组合之下。江华县码市一带发育有较好的条带状赤铁-磁铁石英岩，厚度均超过1500m。本组就其层位与富禄组、大塘坡组相当。其时代应为早南华世晚期。
3.正园岭组
桂阳桥市大江边泗洲山剖面（112°37，26°05′）（据《湖南省1∶5万白沙镇幅区域地质调查报告》，湖南区域地质调查队1982年测制，1994年黄建中等修测、补充）。
正园岭组在桂、湘、赣地层分区分布广泛，纵横变化甚小，是本区南华系进一步划分的良好标志层。下部以灰绿色巨厚层—块状长石岩屑杂砂岩为主，夹薄层粉砂岩、砂质板岩、条带状板岩，层内发育AC、ACE、CDE、CE组合的鲍马序列。其中夹6.5m厚的砂砾岩和含砾长石石英杂砂岩构成的韵律层，含砾长石石英杂砂岩，单层厚、结构粗，具粗尾递变层理。底面发育有槽模。近顶层面为粉砂结构，发育沙纹层理、水平层理。砂砾岩，砾石多为砂岩、板岩和含锰碳酸盐岩，少量为硅质岩。砾径1～4cm，大者5～10cm。砾石多呈扁平体、椭球体，有明显的叠瓦状构造和正粒序递变特征，岩层底面有槽模。板岩具水平层理及变形层理。上部为灰绿色、黄绿色中厚层石英杂砂岩夹粉砂质板岩，厚417～683m。顶部为乳白色硅质岩及含砾板岩夹板岩，厚9m。在郴县—江华一带较薄，厚4.7m，向东南本组达汝城一带明显变厚，大于683m。
正园岭组与下伏天子地组的砂岩、板岩组成复理石韵律层分界。它们较为突出的标志是本组为厚层砂岩，颗粒较粗，而天子地组为中层砂岩，且颗粒较细，这种差别可以作为它们的分界标志。
本组含砾板岩呈透镜体产出，见于郴县—资兴—汝城一带，厚0.4～0.6m，并断续产出。砾石成分为砂岩、板岩、脉石英及硅质岩等，含砾量3%左右，多为次圆状、次棱角状。砾、砂、泥相对集中形成灰黄色及深棕色相间的条带，灰黄色条带宽5mm，含砂、砾75%，杂基25%，为含砾砂岩。深棕色条带宽3mm，含砂30%，为砂质板岩。见落石构造，其层位大体与南沱（洪江）组相当。
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