吳浩若 王忠誠
（中國科學院地質研究所，北京 100029）
鄺國敦
（廣西地質調查研究院，南寧 530023）
摘要 廣西位於中國南方，南臨南海，西南與越南接壤。傳統上認為它在晚古生代時為臺地與臺盆交互的格局。近年我們在桂西發現矽巖、矽質灰巖與厚層枕狀或塊狀玄武巖交互，牙形刺化石表明其時代為晚泥盆世至晚二疊世。矽巖明顯的負鈰異常和其他地球化學特征說明其形成於具熱水活動的深水遠洋環境。玄武巖的地球化學組成也顯示了大洋板內的構造背景。同時，在廣西南部壹個連續的矽質巖系中找到從晚泥盆世到晚二疊世的11個放射蟲組合和10個牙形刺帶。放射蟲組合可與滇西和日本的很好對比。這些發現表明廣西晚古生代時可能大部為洋的環境。廣西某些地方出露有變形薄弱的晚古生代臺地型碳酸鹽巖石，但缺乏陸源碎屑以及其中矽質夾層的負鈰異常也指出其遠洋背景。它們可能積累於水下高地。這些水下高地有時出露海面，在揚子和印支地塊之間形成島海環境。
關鍵詞 深水相 廣西 古特提斯 晚古生代 構造背景
1 引言
廣西位於中國南方，南臨南海。傳統上認為它是加裏東運動的典型地區，加裏東運動之後，它與揚子克拉通合並，成為華南地塊的壹部分[5,7,9]。廣西西南面與越南接壤，壹般認為華南地塊與印支地塊的分界在越北的紅河帶，只是二者碰撞的時間壹直有分歧[2，3，8，9，13]。然而，廣西晚古生代深水相地層的研究表明，當時在揚子地塊（非華南地塊）與印支地塊之間存在古特提斯洋的水道，廣西和越北有壹系列小的地體而非單壹的縫合線分開這兩個地塊。
2 區域地質背景
圖1為廣西的壹個地質輪廓，揚子地塊占據其東北部，南部為欽州－雲開地體和大明山地體[19]。揚子地塊和欽州－雲開地體之間的廣西大部地區出露晚古生代碳酸鹽臺地沈積，晚古生代深水沈積僅小範圍分布於臺地之間。前者主要在廣西東北部的桂林地區、西部的靖西地區、中部的柳州地區和大明山地體。此外，在廣西西北部也有壹些小的孤立晚古生代碳酸鹽臺地。這些碳酸鹽巖層變形很弱，產狀平緩。其中只有少量的晚泥盆世或早石炭世玄武巖夾層出現於靖西地區和大明山地體的少數地方，厚度不超過20m。另壹方面，廣西西部的晚古生代深水相沈積變形強烈，並且常與厚的玄武巖堆積交互。在廣西南部，板城矽質巖帶標誌欽州－雲開地體和大明山地體之間存在縫合線[6，19，21]。最近，在廣東境內該帶的東延部分也發現了矽質巖和枕狀熔巖[23]。
圖1 廣西地質特征略圖
●古地磁樣品點
3 地層
對廣西晚古生代深水相沈積，過去的工作註重於沈積特征和相分析，地層學方面研究不多。這些地層中大化石很難找到，微體化石也知之甚少。由於缺少必要的生物地層學材料，過去認為廣西深水相沈積限於上泥盆統壹下石炭統和上二疊統，而晚石炭世—早二疊世在構造演化史上屬於穩定階段[11]。最近，我們在百色以西30km的右江河谷，看到壹個石炭系—二疊系深水沈積和玄武巖交互的良好剖面（圖2）。剖面西端，約60m灰色—黑色層狀矽巖和玄武巖與西面的三疊系粉砂巖斷層接觸，矽巖中找到早石炭世早期的牙形刺化石Pseudopolygnathus triangularis和Siphonodella lobata等；接著是80m厚的黑色和暗綠色玄武巖，玄武巖上覆以26m厚的深灰色薄層狀矽巖和矽質灰巖，其中含早石炭世晚期的牙形刺化石Gnathodus honopuctatus、G.billineatus和G.typicus等。因此，這段玄武巖層的時代可確定為早石炭世。往上，地層過渡為40m厚的矽質灰巖和細粒碳酸鹽沈積巖，其頂部找到晚石炭世牙形刺化石Declinognathodus。晚石炭世—早二疊世地層主要為碳酸鹽巖和玄武巖互層。但二者之間常有厚度為1～10m的層狀矽巖。各個玄武巖段的厚度從6m到50m以上。碳酸鹽沈積為暗色矽質灰巖或細粒遠端濁積巖，具遞變層理，總厚度約100m。上部找到早二疊世牙形刺化石Mesogondolella。再往上，地層出露不好，主要為泥巖和凝灰質巖系，根據其地層位置可能為上二疊統。類似的晚古生代深水相序列在百色以西20km的右江河谷也可見到。這裏出露良好的上泥盆統，並主要由暗色泥巖和矽質頁巖以及兩段各厚約100m的玄武巖組成，總厚超過500m。在兩段玄武巖之下分別采到晚泥盆世早期的牙形刺化石Mesotaxis sp.、Hindeodellasp.、Ozarkodinasp.、Ligonodinasp.和晚泥盆世晚期的牙形刺化石Palmatolepis perlobata、P.arinutus和P.triangularis。
圖2 百色以西的陽圩晚古生代地層剖面
1—砂巖；2—碳酸鹽巖；3—矽巖；4—玄武巖；5—第四系；6—化石點
晚古生代深水相沈積散布在廣西西部許多地方，它們幾乎都與玄武巖互層[18]，巖性和上述百色以西的剖面類似。但精確的年代確定還需要進壹步工作。
晚古生代玄武巖主要分布在廣西西部，包括兩種類型：塊狀玄武巖和枕狀玄武巖。前者出露於許多地點，並和深水相沈積物互層，如上述百色地區剖面所示。它們的時代可由其上覆或下伏沈積巖中所獲化石判定。由目前所得證據，玄武巖層的時代分布至少從晚泥盆世至早二疊世。枕狀熔巖廣泛分布在那坡地區，其中有許多巨大的灰巖塊體，有些可能從當時附近的海嶺崩塌下來。同時，枕狀熔巖中也夾有壹些矽質巖和火山碎屑濁積巖，其沈積特征指示了深水環境。枕狀熔巖和周圍的晚古生代深水沈積為斷層接觸，所以其精確時代還有待確定。但它們的地球化學特征和塊狀玄武巖十分相似，都指示了大洋板內的構造背景[16]。
4 鈰異常和古地磁證據
矽質巖的地球化學組成與其沈積環境有關，其中負鈰異常的存在是遠洋環境的標誌[10]。我們已經報道過廣西晚古生代矽質巖的某些地球化學資料[15,22]。在廣西西部許多地點的晚古生代矽質巖都具有明顯的負鈰異常。廣西中部的柳州地區主要出露晚古生代的碳酸鹽臺地沈積。然而，在柳州市西南14km的譚村，上石炭統為深灰色—黑色矽質灰巖夾矽質巖，柳州市西北部柳江沿岸的中上二疊統為深灰色—黑色矽巖和矽質灰巖互層，具有遠端濁積巖的沈積構造，其上部含有火山碎屑。這兩個地點的矽質巖也具有明顯的負鈰異常。同時，這裏的臺地型碳酸鹽巖也缺乏陸源碎屑[14]。因此，柳州地區在晚古生代可能也處於遠洋環境。然而，廣西南部的板城矽質巖帶，只有上石炭統—下二疊統的矽質巖顯示弱的負鈰異常，上泥盆統—下石炭統和二疊系中上部的矽巖不具負鈰異常[15]。這可能是由於晚古生代時這個沈積區受到來自欽州－雲開地體陸源物質的影響。這個情況也從另壹方面支持了上述廣西西部和中部矽巖的負鈰異常可作為遠洋沈積背景的證據。
此外，由美國加利福尼亞大學Santa Cruz分校趙西西博士和我們合作進行的古地磁研究，最近獲得的結果表明，早石炭世欽州－雲開地體的古緯度為20.6°S，而百色地區同壹時期的古緯度為4.1°N（采樣地點示於圖1）。這也意味著當時這兩個地區之間存在上千公裏的廣海。
5 大地構造意義
上述資料表明，具有廣泛玄武巖噴溢的深水遠洋環境在廣西西部至少始於晚泥盆世，並持續於石炭紀和二疊紀。廣西中部也處於遠洋環境，並在某些時候受到火山活動的影響。在廣西南部，上泥盆統—上二疊統的矽質巖系含有保存良好的放射蟲化石組合[21]。它們可以與雲南西部、泰國西北部和日本同時期的放射蟲動物群很好對比[20，12，4]。其中二疊紀動物群顯示了環太平洋深水放射蟲動物群的特征[1]。所以當時廣西大部分為深水遠洋環境占據，構成了揚子和印支地塊之間的重要海道（圖3）。柳州、靖西、大明山等地的碳酸鹽臺地只是其中的小塊水下高地，並不說明晚古生代廣西已發育為壹個穩定的地臺。
圖3 晚古生代東南亞島海示意圖
DM—大明山臺地；JX—靖西臺地；NV—北越地塊；YK—欽州－雲開地塊
此外，廣西西部的泥盆紀地層直接覆於寒武系（少數地方為下奧陶統）巖石之上[17]，地層序列與鄰近的北越地塊相似，而與揚子地塊不同。這些臺地或小的地體，包括靖西臺地、柳州臺地、北越地體、大明山地體和欽州－雲開地體，它們與其間的深水相沈積壹起構成了揚子地塊和印支地塊之間廣闊的復雜過渡帶。
致謝 本研究項目得到中國國家自然科學基金的資助，謹此致謝。
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