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?自然地理——之凱里市地質

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凱里市地質

地 層

凱里市地層發育較齊全,自晚元古宙形成地臺基底后,古生代多次接受海相沉積,尤以早古生代地層發育,海相地層的層序較連續,化石較豐富。晚元古宙以海相碎屑沉積為主,古生代以海相碳酸鹽沉積占優勢。之后,地殼上升,接受陸碎屑沉積。

晚元古地層凱里市最老地層,出露面積小,分布于東南角的腳高、平樂一帶。地層組織主要是陸源碎屑巖及遠源火山碎屑巖少量碳酸巖,屬陸海源海相活動類型沉積。自下而上有一套巖群(下江群)和震旦系。

下江群僅出露番召組和清水江組。番召組分為兩段,第一段為淺灰至深灰色變余砂巖、變余粉砂巖夾板巖,上部見大理巖小透鏡體,巖石中普遍含黃鐵礦,砂巖粉砂巖中常含礫石透鏡體,厚400900米。第二段為淺灰至深灰色板巖,千枚巖少量變余砂巖、變余凝灰巖等,含黃鐵礦,偶見大理巖小透鏡體,厚4001900米。清水江組為淺灰、灰綠及深灰色變余凝灰巖、沉凝灰巖、變余砂巖、變余粉砂巖及板巖,以具有較多的凝灰質巖為特色,厚度8502100米。

震旦系分布于舟溪,落圍小,呈南北展布,但地層發育較全,具江南區與揚子江之間的沉積類型和巖相環境,屬過渡地層區,具揚子與江南兩區過渡色彩,屬海相活動至穩定沉積類型。震旦系在區內分上、下兩統。下統稱南沱組,上統分陡山沱組和燈影組。南沱組巖性已發生較大變化,不具有冰磧巖特征,以礫石質泥巖、礫石質砂巖為主,其間夾有若干層狀砂層及黏土層,一般厚度200300米。陡山沱組以黏土巖為主,并夾有磷塊巖透鏡體,其底部有白云巖或含錳白云巖;燈影組以暗色薄層硅質巖為主,頂部含小殼化石,其下含藻菌及菌類化石,屬斜坡相沉積,厚度從幾米至100余米都有,變化較大,頂部普遍具夾層成透鏡體狀,硅質磷塊巖和薄層巖質黏土質。

早古生代地層包括寒武紀、奧陶紀和志留紀地層。寒武系分布于境內大部分地區,出露齊全,發育完整,分為上、中、下三統。下統分布在東部的洞下,南部的大塘,西南呈零星分布,分為牛蹄塘組、杷榔組和清虛洞組,主要由硅質巖、炭質頁巖、細粒碎屑巖組成。中、上統幾乎全為堿化海相白云巖,僅夾少量泥質白云巖。中統在全區均有分布,呈北東向展布,富產化石高臺蟲,定名為高臺組。上統僅有爐山組,未發現化石。寒武系總厚23003000米,與下伏震系普遍為假整合接觸,與上奧陶系為整合接觸。

奧陶系出于中部和西部,呈北東向帶狀展布。缺失中、上統,下統自下而上分為桐梓組、紅花園組、大灣組。桐梓組、紅花園組主要由白云巖、灰巖組成;大灣組以紫紅、灰綠色泥灰巖、瘤狀灰巖與鈣質頁巖為主,間有粉砂質及灰巖透鏡體。區內下統往往有油氣顯示,與下伏寒武系普遍為連續沉積。由于上升運動的影響,與上露地層志留系呈假整合接觸。

志留系分布基本同奧陶系,普遍發育不全,僅有中下統,以翁項地名命名為翁項群(下統稱下翁項群,中統稱上翁項群)。主要由淺海相黃綠、灰綠、灰黃色頁巖、砂巖及灰巖組成。

晚古生代地層包括泥盆紀、石巖紀和二疊紀地層,缺失石炭紀地層。泥盆系零星分布于石板寨、萬潮、洛棉、白銀等地。海相沉積屬獨山型沉積,除上統及中統上部為碳酸巖外,主要由陸緣濱海相砂礫巖及頁巖組成,發育差,厚度小,化石較少,旋回不明。上、中、下三統分為蟒山群、獨山組、望城坡組和堯松組。巖性以淺灰至深灰色中厚層灰巖、薄層泥灰巖和白云巖為主變化甚大,常有缺失。分界特征不一致,總厚1761328米。

泥盆系之上直接沉積二疊系,分布在苦李井、魚洞和木佬寨等地,主要由灰巖、燧石灰巖、硅質巖和頁巖組成,發育不全。

中生代地層零星出露白堊系。僅于旁海北約1公里處見,屬斷陷盆地堆積。由磚紅色含泥質泥巖、磚紅色厚層塊狀含礫石英砂巖及磚紅色砂質泥巖等組成。輪藻化石較豐富,為中白堊統產物。

新生代地層第四系,分布廣而分散,主要于寬闊盆地、河谷地帶及梯形斜坡上。成因類型有沖積、坡積、洪積、冰磧、化學沉積、硐穴堆積等。巖性變化較大,一般以黏土、亞黏土、砂土、亞砂土及礫石等為主,冰磧泥礫、石灰華等次之。

地質構造

凱里市處于揚子準地臺貴定南北向構造變形區與華南褶皺帶的過渡帶上。以江南臺隆邊緣斷層為界,斷層以西主要表現為貴定南北向構造變形區,以東則表現為華南褶皺帶。地質構造比較復雜,以東部為老,中部和西部地層較新。構造以北東向和北北東向斷裂和褶曲為主,東西向和北西向斷層次之。北東向、北北東向、東西向和北西向斷裂在掛丁、凱里、甘壩三處分別交會,并相互穿插、斜接,形成凱里地區構造格局。

斷裂構造凱里市區域斷裂構造,有漫洞斷層:出露于東南角,呈北東40°至45°延長。從漫洞南東圖外延入,經上平寨、黨果、洞下至臺江縣龍井街出圖,為江南臺隆邊緣深大斷裂構造,起自丹寨朱砂廠,向北東延伸呈“人”字形交會于凱里新晃斷裂帶上,然后繼續呈北東向延伸入湖南。斷層在區內延長38公里,屬壓性斷層性質,為一條古老而多期活動的大斷層;凱里斷層(大坪樞紐斷層):南起麻江宣威之南,經銅鼓、白午進入區內。在凱里市北分枝為兩條,在旁海又相交,然后繼續向北東延伸至鎮遠,與鎮遠斷層相交,在凱里市內延長達34公里;翁宰斷層:斷層南端延至凱里市西與陜班斷層斜接,往北經排羊出境,經翁宰至施秉交會在東西向鎮遠斷層上,在凱里市內延長20公里;大風洞斷層:起于麻江隆昌之南,在甘壩之西進入市區,經爐山、大風洞往北出境,經黃平縣城至施秉金坑交于鎮遠斷層上,在凱里市延長23.5公里;黃平斷裂帶:出露于區內北西邊界線上,從巖登寨入凱里,延長約10公里后出境,經黃平時切斷大風洞斷層,然后繼續往北延長至施秉,交會在東西向鎮遠斷層上;陜班斷層:從麻江縣陜班延入市南部至凱里,全長約30公里,境內長約20公里,斷層性質不明;掛丁斷層:出露在掛丁至排羊段,長15公里。北盤出露清水江組,南盤出露番召組,具有正斷層性質;洛幫至陸坪斷層:出露在南西邊緣,境內全長大于12公里。斷層面傾向北東,傾角65°,在洛幫斷層拐彎向東凸起,然后轉為走向北東的斷層,斷面傾向南東,傾角45°。斷層上、下盤主要由泥盆地層與奧陶紀、寒武紀地層接觸,具張、扭性特征。

除上述斷裂構造外,尚有下列次級斷裂構造,魚洞北東向斷層:起自福泉市哲港,在甘壩入境,經萬潮、魚洞至江禾逐漸興滅,區內全長24公里;南北向小河斷層:位于北北東向大風洞斷層與北西向洛邦至陸坪斷層之間的撇開部位,由三條平行的斷層組成,長812公里,斷層規模小,具張、張扭性質。

褶曲構造伴隨造山運動并與斷層相配套的褶曲,在凱里市較為發育。早期褶曲受加里東構造運動中的都勻運動影響而形成的南北向隔槽式黃平復向斜,為區域性褶曲構造,向斜南段傾后端已延至凱里魚洞地段。后經晚期構造運動(主要是燕山運動)的改造,而形成一系列北東、北北東向次級褶曲。主要褶曲有大風洞向斜:軸線北東20°,延長約20公里,寬610公里。軸部出露下二疊統,兩翼為奧陶系和泥盆系,地層傾角9°至12°。向斜內礦產資源豐富,已知有鋁土礦、鐵礦、煤礦、重晶石礦及鉛鋅礦等;魚洞向斜:軸線呈北東向延長達30公里,在凱里地區長約20公里,直接迭加在南北向黃平復式向斜上。向斜兩翼開闊,寬約12公里,核部出露早二疊世地層,兩翼為奧陶紀和泥盆紀地層,兩翼地層傾角8°至17°。向斜內已知有鋁土礦、煤礦和鐵礦;白銀向斜:分布于地午白銀廠一帶,呈北東向“S”形展布,長約8公里,寬35公里,南段被凱里斷層破壞殆盡,保留的北段核部出露早二疊世地層,兩翼出露奧陶紀和泥盆紀地層,向斜四周受凱里斷層形成的透鏡狀斷塊限制。向斜內已知有煤、鐵等礦產;旁海背斜:位于旁海西約1.5公里,背斜軸近于南北方向延長,長約6公里,寬約2公里,西翼受斷層破壞,東翼地層由寒武系爐山組和下奧陶統組成,地層傾角28°。由于此區斷裂構造發育,致使該背斜的發育嚴格受斷裂的限制;腳里向斜——臻洞司(金洞司)向斜:南段稱臻洞向斜,北段稱腳里向斜。向斜軸呈北東向展布。北段通過凱里斷層后,拐彎呈南北向。向斜軸線長26公里,寬46公里。核部出露早寒武世爐山組地層,兩翼出露中寒武世地層,地層傾角5°至15°,局部達25°。向斜處于區域性漫洞斷層與凱里斷層之間,向斜兩翼中寒武世地層有鉛鋅礦產出;舟溪向斜:出露在凱里地區南部的舟溪,向斜軸呈北東向展布,境內為舟溪向斜的北段,長15公里,寬約4公里。向斜兩翼出露下古生代地層和二疊紀地層,東翼因受區域性漫洞斷層切割,使該翼破壞殆盡,殘留下來的西翼形成向南東傾斜的單斜構造,地層傾角23°至32°。在二疊系梁山組中富含煤、鐵及黃鐵礦等礦產。

地質變化

晚元古宙在武陵運動(距今10億年)造就的古地理背景上,經過初期的夷平,凱里市全境和全省一樣被海水淹沒。此時在接受泥巖及粉砂質沉積的同時,隨著較強的地殼震蕩,海底發生間歇性火山噴發。伴隨陸源碎屑沉積,形成了巨厚的灰綠色碎屑濁積巖和火山碎屑積巖沉積。清水江晚期,海水活動漸趨平靜,又接受了較厚的黏土質為主的砂頁巖建造。隨著整個過程的進展,地殼抬升,晚元古宙早期末的雪峰運動(距今7.6億年)改變了貴州的海陸分布,也是揚子準地臺的一臺奠基性的構造運動,結束了地臺基底地褶型活動沉積的歷史,轉入地臺蓋臺穩定性沉積。此時,凱里地區處于臺地緣斜地相環境,滑塌堆積了早震旦世南沱礫巖及晚震旦世泥質、硅質、白云質、混雜堆積。

早古生代早寒武世(距今65.4億年),此期生物以底棲、浮游為主的三葉蟲相當發育。早寒武世清虛洞期,凱里地區發展為臺地邊緣灘,發育鮞狀、豆狀亮晶碳酸鹽巖或生物骨架巖等,此期三葉蟲生長繁殖茂盛;中、晚寒武世(距今5.44.9億年),當時的古地理環境與早寒武系世清虛洞類似,直至早奧陶世桐梓期(距今4.94.45億年)仍處于臺緣灘相環境。早奧陶世中期的紅花園期,接受瘤狀灰巖和生物碎屑灰巖夾頁巖的沉積,巖層具水平層理,浮游型生物與底棲型生物混生,古地理環境改變為內陸棚沉積;早奧陶世晚期(大灣期,距今約4.5億年),加里東運動使地殼抬升,區內發生海退,凱里地區表現為早泥盆世地層超覆于下奧陶統之上,中間缺失中、上奧陶統;早志留世(距今約4.3億年),海侵開始,范圍逐步擴大,至中志留世海水變淺。至晚期,由于廣西運動(距今約3.75億年)影響,地殼上升,致使海退。由于廣西運動的發生,使揚子準地臺與華南褶皺之間產生差異性隆起,而形成一些張裂地帶,凱里地區北東向區域性斷裂,在此期形成。

晚古生代早泥盆世(距今3.7億年),凱里地區已隆起為陸,缺失早泥盆世早期沉積,中期下部主要為石英砂巖,質地純,成熟度高,為濱岸相高能沉積產物;中晚泥盆世(距今3.593.45億年),此期的海洋古地理輪廊與早泥盆世相似,但沉積物以碳酸鹽巖為主,底棲型腕足類和珊瑚發育。晚泥盆世末期,市內受華力西——印支構造運動的影響上升為陸,直至早二疊世又重新接受相沉積;早二疊世(距今2.72.25億年),在早二疊世之前,地質上又發生一次升降運動(黔桂運動),使凱里進入海陸變遷的新階段,海水自南向北推進,凱里地區古地理環境處于半局限臺地與開闊臺地的過渡帶上,經黔桂運動短暫上升后,海浸范圍逐漸擴大。早二疊世早期(梁山期),大陸氣候溫和潮濕,適宜植物生長,在海陸交替的陸地邊緣相環境下,梁山期沉積了煤、鐵、鋁,境內魚洞、苦李井煤、鐵、鋁礦產,在此期形成。至早迭世晚期(棲霞、茅口期),全部接受海相碳酸鹽沉積。

中、新生代中、新生代距今2.25億至200萬年,凱里地區上升為陸地;接受二疊紀廣海陸棚和廣海盆地相的沉積后,經風化侵蝕夷盡。燕山運動(距今1億年左右)中的寧鎮期,使白堊紀以前的地層普遍發生褶皺。至第四紀(距今200萬年),接受孤立分散的粗碎屑沉積。在早、中、晚更新世時,由于大陸氣候寒冷,全區經歷了鄱陽、大姑、廬山和大理四個冰期階段,接受了孤立分散的粗碎屑沉積。全新生世時,氣候轉暖,接受冰后期產物,地層風化剝蝕產物,及河漫灘粗碎屑沉積。

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