云南保山金鸡剖面丁家寨组及其古水温问题的讨论.pdf

地层学杂志 _p 1 9 9 9年 7月 J O UR N A LoF s T R A T I G R AP HY 第 2 3卷第 3期 保 山盒 鸡 剖面丁 家寨 组下 部含 砾层 的双层 结构 特 征 与不 同的 地质 作用 有 关 下都 砾 岩层 为 滨 海相 砾 岩； 上 部角 砾状 灰岩 由碎 屑流 产生 所 产遗 迹化 石指 示滨 海相 环境 。 根 据保 山地 区 丁家 寨组 的颗粒 成分 、 胶 结物 及地球 化 学特 征 ， 对丁 家寨 组狰 温艰 成 固 的观 点提 出了质 疑 。 关 键 词 丁家寨 组 ， 碎屑 流 ， 遗 迹化 石 ． 滨海 相 ， 稳 定同位 素 ， 暖水 ， 石炭 组 ， 云南 蝴溯 _ 图 1金 鸡 剖 面 位 置 圈 金 鸡 剖 面 位 于 云 南 保 山 金 鸡 村 以 东 2 k in、 金 鸡 至 卧 牛 寺 的 公 路 上 公 路 里 程 碑 6 ～ 7 k in 处 图 1 ， 卧 牛 寺 组 建 组 的 标 准 剖 面 地 点 即 在 此 附 近 云南 省 地 质 局 ， 1 9 8 0 ” 。 金 小 赤 J i nXi a o c h i ，1 9 9 4 详 细 描 述 过 金 鸡 剖 面 丁 家 寨 组 金 文 中 称 之 为 卧 牛 寺 剖 面 ， 方 念 乔 、 杨 伟 平 F a n g ＆ Y a n g ，1 9 9 1 为 了 推 测 保 山 地 区 晚 古 生 代 海 洋 的 古 水 温 ， 对 该 剖 面 丁 家 寨 组 作 过 碳 氧 稳 定 同位 素研 究 笔 者在 1 9 9 7年 野 外 考 察 时 对 金 鸡 剖 面 的 丁 家 寨 组 进 行 过 研 究 ， 并 在 含 砾 层 之 上 的 泥 岩 中 首 次 采 得 孢 粉 化 石 及 遗 迹 化 石 ； 1 9 9 8 年 笔 者 之 一 的 郭震 宇 对 该 剖 面 的 丁 家 寨 组 又 进 行 了 详 细 观 测 ， 两 次野 外 工 作 所 获 地 质 资料 对 于 了 解 丁 家 寨 组 的 时 代 分 布 、 沉积 环境 和 含 砾层 的成 固问 题 具 有 重 要 意 义 。 一 、剖 面 简 介 金 鸡 剖 面下 石 炭 统铺 门前 组 灰 岩 没 有 出 露 。 丁家寨 组 底 部 的细 砂 岩 和含 砾 层 构 成 背斜 核 部 ， 背 斜 西 翼 被 一 逆 断 层 所 切 割 ， 剖 面 自背 斜 核 部 向 东 展 开 ， 露 头 新 鲜 ， 层 序 清 楚 图 2 ， 岩 性 及 所 产 化 石 自上 而下 描述 如下 卧 牛寺组 P ． w 7 ． 藏褐 色玄 武岩 6 ． 黄褐色 玄武 质凝 灰 岩 、 J山角砾 岩 整台 丁 家 寨 组 P． d 5 ．黄 褐 藏 黑 色泥 质粉 砂岩 。 产 多层 苔藓虫 化 石 ， 以窗格 类 、 多孔类 苔藓 虫 为 主， 如 F 。 国家 自 科学 基金项 目 No ． 4 9 6 7 2 1 4 7 研究 成果之 一 ”云 南省地 质局 ． 1 9 8 0 ． 中华人 民共和 国 1 ／ 2 0万 保 山幅 区域地 质 谓查报 告 7 5 7 6 原 稿收 到 日期 1 9 9 8 1 1 1 2 修 改稿 收到 日期 1 9 9 9 0 3 2 1 ． 1 9 9 9 0 5 2 0 维普资讯 3期 周志 澄等 云南保 山盒鸡 剖 面丁 家寨组 厦其 古水 温问 题 的讨论 1 8 3 r a mi m，S l r e b t o t y p a s p i n d e t ． ， 顶 部 见 珊 瑚 化 石 ； 底 部 产 遗 迹 化 石 Ti s o a i n i e t s i s 野外 号 9 7 J J 3 R 图板 I ， 图 1 、 2 、 5 和 孢粉化 石 Mi c r o b a c u t t s p o r at e n t u l a ， Ps e u d o r e t i c u l a t i c o n f l u e n s ，J a y a n t t s t ， o r i t e s v a r i a b i l i s ，Ho r r i d i t r i t e l e 3 “ l e r e l e a n g u [ a l u s 』 n d r i r a di l i r ，Vi t t a t i n a 知 s c i o l a t at We y l a n di l e s l u c i f e ．W ．ma gmu ．Pr o t o h a pl o a y pmu ． l i mpi du s．P a mpl u s ，P．r u ga t u s ，s￡ r l 吐 t 。 4 呻 e s c a n c e l t a t u s ，St r i a l o a b i e Re s mu t t t s H“ f “ s ．RF t u s o i t e t e s di w e r s l f o r mi s ．R．s p． ，Ve r r u c o s i s po r e c f ．a n de r s o n i i ．Ca l a mo s p o 一 c M r 口t Li rai t i s p o r i t e s c f ．r e c t u s -P， t c ＆ ￡ f 声 f f s p p． ，A u r o r a s po r a s p Di c l y 。 t r i l P f s P ． ．I n t e r a d i s p o r a s p ． ，S a h n i t e s s p p ． 据Ya n g We i p i n g ．1 9 9 7 ； 腕 足 娄 Sc h i z h o r i a s P ． 图 版 I I ． 图 3、 4 约 4 0 m 4 ．紫红 色泥 岩 。 产 苔藓 虫 、 l积壳 娄 5 t r e b l o p l e r i a s p ． 、 腹 足类 厦 遗迹 化石 P a l a e o ／ f s p B 图 版 1 ， 图 3 野 外 号 9 7 一 J J 2 R 4 m 5 ． 灰色 中层 角砾状 灰 岩 。 砾 石主要 由灰 岩组 成 ， 太小 不一 一 大 的直径 可 达 7 0 c m 图版 I I ． 图 1 小 的不到 l c m。由苔 藓虫 棘皮 娄 泥粒 状蔽 岩 p a c k s t o n e 囤版 I I ， 图 2 A 、 鲕 粒泥 粒状 灰 岩 ． 兰绿 藻类 泥状 灰岩 mu d s t o n e ] 版 I I ． 图 2 B 等 组成 。 除 灰岩 碎屑 外 t 尚有 少数 砂级 太 小 、 部 分 达到砾 级 的石英 图版 I I ． c 和 粉砂岩 岩 屑 。角砾 状 灰岩 腔结 紧密0 ． 2 8 m 2 ． 灰 色 中厚 层砾 岩层 ． 砾 石 成丹 比较 复杂 ， 由 比较 坚 硬 的 ． 耐 磨蚀 的石 英 砂岩 、 硅 质 岩 、 火成 岩 组 成 ． 磨 圆度 中等 到较 好 ． 呈 卵形 或椭 球形 ． 直 径 3 ～5 c m 左 右 图 版 I ， 图 4 ． 6 ， 太小 相 差 不大 ， 在砾 石表面 束发 现可信 的 、 由冰川 作用 所产 生的擦 疟 。基 质主 要为 泥质成 丹 一 胶结 程 度较 整0 - 7 4 m 1 ． 黄 褐色 细砂 岩 在 金 小 赤 1 9 9 4 的描 述 中 ． 丁 家寨 组 底 部 有 厚 度 约 1 5 m 的深 灰 色 或 暗 绿 色 的页 岩 及 砂 岩存 在 ， 并且显示 出许多 小的旋 回 据 我们 的野 外观察 ． 金鸡剖 面中最低层位 为黄褐色 细砂 岩 1层 ． 在 断 层 的 西侧 出 现 卧 牛 寺 玄 武 岩 ． 玄 武 岩 之 下 出 现 深 灰色 或 灰黑 色 的 泥 质 粉 砂 岩 和 粉 砂 质 泥 岩 ． 那 是 属 于 丁 家 寨 组 上 部 ， 是 断 层 的 下 盘 图 2 。 原 剖 面顺 大 路 测 制 ， 掩 盖 较 多 ， 未 见 玄 武 岩 露 头 ， 也 见 不 到 小 背 斜 和 断 层 等 构 造 现 象 。 旦L 目 目 圜 ， 目 目 ， 目 曰 ， 团 e 固 。 团 1 0 图 2 保 山盒 鸡丁 家慕 组信 手剖 面 图 1 ． 细 砂岩 2 砾 岩层 l 3 ． 角砾 状灰 岩 { 4 ． 泥岩 5 泥质粉砂 岩 l 6 ． 玄 武质凝 灰岩 7 ． 玄 武 岩 8 动 物化 石 l 9 ． 孢 粉 化 石 ；1 0 遗 迹 化 石 二 、 金 鸡 剖 面 含 砾 层 结构 特 征 本 次 工 作 所 采 孢 粉 组 合 及 丁 家 寨 组 的 时代 问题 将 另 文讨 论 方 宗 杰 等 ， 待 刊 。 剖 面 描 述 的 2 、 3层卸 为丁家寨组下部含砾层， 2层为砾岩层。 3 层为角砾状灰岩层， 二者在岩石组成成 维普资讯 1 8 4 地 层 学 杂 志 2 卷 分 、 胶结 物 和 胶 结 程 度 、 结 构 构造 特点 等方 面 ， 有 着 本 质 上 的差 异 ， 分 属 不 同 地 质 作 用 下 的产 物 ， 前 者 为 正 常 的 滨 海 相 砾 岩 ， 后 者 由 碎 屑 流 造 成 周 志 澄 等 ． 待 刊 这 种 含 砾 层 的 双 层 结 构 现 象 与 在 施 甸 由旺 丁家 寨 组 所 观 察 到 的相 同 周 志 澄 等 ． t 9 9 0 ， 尹 集祥 1 9 9 7 也 注 意 到 这 两 层 砾 岩 之 间 的差 异 但 在 金 小 赤 的文 章 中 ， 对 这 一 现 象 及其 成 因 没 有 予 以足 够 重 视 ， 吉 砾 层 被 统 称 为 杂 砾 岩 d i a mi c t i t e s 和 含 砾 泥 岩 p e b b l y mu d s t o n e s ， 含 砾 层 的 厚 度 达 t 7 m J i n Xi a o c h i ，1 9 9 4 而 据 笔 者 两 次 野 外 观 察 ， 含 砾 屠 的 厚 度 仅 为 l m 左 右 ， 由 于 含 砾 层 正 处 于 背 斜 核 部 ． 再 加 上 原 剖 面 掩 盖 较 多 ， 真 实厚 度很 可 能 由 于 构 造 的 原 因而 被人 为地 夸 大 了 三 、 遗 迹 化 石及 环境 意 义 作 为 生 物 成 因沉 积 构 造 的遗 迹 化 石 ， 对 于 恢 复 和 重 建 原 始 的 沉 积 环境 具 有 重要 意 义 在 丁 家寨 剖 面 的丁 家 寨 组 中产 有 遗 迹 化 石 Pa l a e o p h y c u s s p ． ． Ta e n i d i u m s e r p e n t i n u s ，环 节状 栖 管 和 De n d r o t i c h n i u m s p 周 志 澄等 ， 1 9 9 0 在 金 鸡 剖 面 的 吉 砾层 之 上 的紫 红 色 泥岩 中 产 有 Pa l a e o t f 5 s p ．B， 在 此 层 位 之 上 数 米 的 褐 色 粉 砂 质 泥 岩 中 图 2 ， 产 有 Ti s o a j i n j i e n ．现 将 这 两 种 遗 迹化 石 简 述 如 下 Pa l a e o p C I A S s p ．B 古 藻 迹 未 定 种 B 圉 版 I ， 圉 3 ． 弯 曲 ， 末 端 收 缩 ， 掘 穴 表 面 略 显 环 状 ， 具 分 枝 ， 长 J c m 左 右 ； 横 切 面 圆 ， 直 径 2 mm 左 右 ． 具 管 壁 ， 厚 0 ． 5 mm 左 右 ， 充 填 物 与 围 岩基 本 一 致 ， 标 本 类 似 于 Os g o o d 1 9 7 0 描述 的 Pa l a e o p h y c u s t y p e B 蒂 索迹 属 I c h n o g e n u s T i s o a d e S e r r e s ， 1 8 4 0的特 征 为 垂 直 的 U 形 管 ， 两 翼 管 1 i mb s 贴 近 ， 单 个 栖 管 直 径 2 ～ 3 ram， 遗 迹 的 长 轴 方 向呈 圆 锥 形 ， 长 可 达 l m ， 底 都 弯 曲部 分 通 常 没 有 保 存 。 蒂 索 迹 类 似 于 沙 蝎 迹 Ar e n i c o l i t e s ， 主 要 区别 在 于后 者 两 翼 管 之 间距 离 较 大 ， 并 具 有 蹼 状 构 造 ； 而蒂 索 迹 两翼 管之 问 间距 较 小 ， 有 时 紧 密 贴 近 ， 缺 少 蹼 状 构 造 金 鸡 蒂 索 迹 新 种 Ti s o a 丘e n s i s Z h o u i e h n o s p ．n O V ． 圉 版 I ， 圉 1 、 2 、 5 遗 迹 垂 直 于 层 面 ， 两 翼 管 紧 密 贴 近 ． 并 被 一层 薄 的衬 壁 2 ram 左 右 所 包 裹 ； 遗 迹 表 面 光 滑 ， 整 个 遗 迹 长 2 2 c m 上 ， 宽 5 c m ， 厚 3 ． 5 c m， 单 个 栖 管 横 切 面呈 椭 圆形 ， 长 径 达 2 c m 。U一形 管 底 部 弯 曲部 分 末 见 。 当前 的标 本 与 T i s o a s i p h o n a l i s的区 别 在 于 后 者 的 管 壁 较 厚 ， 整 个 遗 迹 呈 圆 锥 形 和 外 表 面 具 纵 向 的条 纹 Hfi n t z s c h e l ，1 9 7 5 ； T． n j i e n s i s衬 壁 较 薄 ， 遗 迹 外 表 无 纵 向条 纹 ， 从 上 至 下 ， 略 微 收缩 ， 横 切 面 为 扁 圆状 ， 单 个 栖 管 的直 径 较 大 达 2 e ra 。 具 有 垂 直 栖 管 构 造 的 金 鸡 蒂 索 迹 Ti s o a n j i e n s i s 与 沙 橱 迹 Ar e n i c o l i t e s 的 形 态 相 似 ， 均 属 于 居 住 迹 Do mi c h n i a ， 二 者 的生 态 功 能 和 指 相 意 义 基 本 一 致 ， 都 可 归 属 于 S k o l i t h o , 遗 迹 相 ， 反 映具 有 松 软底 质 的 滨海 高能 环境 。丁 家 寨 组 遗 迹 化 石 在 剖 面上 的垂 直 分布 特征 为 下 部 具 有 垂 直 栖 管 的 Ti s o a j i n y i e n s i s ， 中 部 和 上 部 具 有 水 平 掘 穴 的 Ta e n i d i u m 和 De n d r o t i c h n i u m 周 志 澄 等 ， 1 9 9 0 ， 基 本 上 反 映 了 丁 家 寨 组 的沉 积 环 境 由滨 海 相 向 正 常 的 浅 海 相 过 渡 的总 趋 势 。 金 小 赤 1 9 9 4 曾 在金 鸡 剖 面 发 现 有 垂 直 潜 穴 存 在 ， 并 解 释 其形 成 在 具 有 高 沉 积 速 率 的较 深 水 环 境 中 。笔 者 推 测 该 遗 迹 化 石 很 可 能 是 本 文 描 述 的 Ti s o a n j i e n s i s ． 并 对 金 文 所 作 的遗 迹 化 石 的 水 深 解 释 有 不 同 看 法 ， 该 遗 迹 化 石 形 成 于 滨海 环 境 ， 而 不是 较 深水 环 境 。Ti s o a j i n j i e n s i s的发现 ， 从 一个侧 面证实 丁家寨组 下部 包括 含砾层 都属 于滨海 相成 因 四 、 有 关 保 山地 区 早二 叠世 古水 温 的 几 个 问题 梁 定 益 等 1 9 9 4 和金 小 赤 1 9 9 4 根 据 生 物群 面貌 讨 论 过保 山地 区 古 生 代 的 大 地 构 造 属 维普资讯 3期 周 志澄等 云南保 山金 鸡 剖面 丁家 寨组 及其 古水 温 问题 的讨论 1 8 5 性及 古水温 问题 ． 笔者 对此将 进 行专 门评 述 周 志澄等 ， 待 刊 。方 念乔 等 F a n g＆ Ya n g ， 1 9 9 1 、 方 念 乔 1 9 9 3 曾对 保 山 地 区 丁 家寨 组 灰 岩 的 颗 粒 成 分 和 地 球 化学 特 征 进 行 过 研 究 ， 并 与大 理 双 廊 的 灰 岩 c。 P 进 行 比较 ， 认 为 前 者 属 于 冷 温 水 沉 积 ， 后 者 属 于 暖 水 沉 积 。笔 者 根 据 保 山 金鸡 剖 面 和施 甸 由旺 丁 家 寨 组 及 其 他 有 关 资 料 ， 就 丁 家 寨 组 沉 积 古 水 温 同题 ， 提 出 几 点 看 法 1 关 于 丁 家 寨 组 灰 岩 的颗 粒 成 分 方 念 乔 1 9 9 3 曾将 太 理 双 廊 上 石 炭 统下 二 叠 统 灰 岩 和保 山地 区 丁家 寨 组 上 部 藏 岩 颗 粒 成 分进 行 对 比 ， 并 以 此 作 为 认 定 前 者 属 于暖 水 沉 积 、 后 者 为 冷 温 水 沉 积 的 重 要 证 据 之 一 。 关 于 生物 颗 粒 成 分 ， 方 文 中指 出 ， 大 理 双 廊灰 岩 中含 有 丰 富 的生 物 成 分 。 而 有 些 生 物 如 造 礁 珊瑚 、 层 孔 虫 及 蓝 绿 藻 等 均 是 丁家 寨 组 灰 岩 中所 缺 乏 的 。对 此 ， 笔 者 提 出几 点质 疑 保 山 丁 家 寨 组 自下 至 上 都 含 有 丰 度 不 等 的 以 单 体 珊 瑚 为 主 的 珊 瑚 化 石 ， 在 下 部 的泥 砾 岩 中就 产 有 珊 瑚 化 石 1 7种 周 志 澄 等 ， 待 刊 ， 表 明 丁 家 寨 组 沉 积 时 的海 水 温 度 及 盐 度 均 属 正 常 ， 据 杨 万 蓉 面告 二 叠 纪 最 早 期 我 国 基 本 上 没 有 生 物 礁 存 在 ， 到 了 栖 霞 期 ． 才 出 现海 绵礁 和 藻 礁 ， 而 珊 瑚礁 体 直 至 茅 口期 才 零 星 出现 ，因此 ， 在二 叠纪 初 As s e l i a n期S a k ma r i a n期 沉 积 的 丁家 寨 组 中 没 有 发 现 造 礁 珊瑚 也 就 不 足 为奇 。丁 家 寨 组 所 产 的 四 射 珊 瑚 属 C y a t h a z o n i a动物 群 范 畴 ， 主 要 生 活 于 泥 质 基 底 的 生 态 环 境 ， 与 正 常 的 四 射 珊 瑚 相 有 所 不 同 方 宗 杰 等 ， 待 刊 。 而 大 理 双 廊 所 产 的 四射 珊 瑚 为 群 体 珊 瑚 在 概 念 上 与 造 礁 珊 瑚 之 间 是 有 区 别 的 ， 主要 生 活 于 稳 定 的 、 陆 源 碎 屑 注人 较 少 的碳 酸 盐 台 地 环 境 ， 而 这 一环 境 却 正是 与 丁 家 寨 组 的 沉 积 环 境 所 不同的 后者 陆源碎 屑注人较多 。 因此 ， 保 山和大理 双廊两地 产有 不同四射珊瑚 的原因在 于 不 同的基底 ． 而不是 不同的水温生态条件 。方文 中所提到另一种生物 门类 层孔 虫 ， 更令 人 怀疑其可靠性 。层 孔虫最早 出现 于早古生代 ， 志 留纪时很繁盛 ， 泥 盆纪达到顶 峰 ， 泥 盆纪 后 ， 层 孔 虫 基 本 上 绝 灭 南 京 大 学 地 质 系古 生 物 地 史 学 教 研 室 ， 1 9 8 0 ； 董 得 源 1 9 81 认 为 层 孔 虫 在 早 石 炭 世 后 很 快 近 于 衰 亡 ， 到 中生 代 晚三 叠 世 复 以 出 现 。 笔 者 曾对 我 国华 南地 区 的 上 石 炭 统 及 下 二 叠 统 的碳 酸 盐 岩 作 过 许 多 研 究 工 作 Z h o u Z h i c h e n g a t ． ，1 9 8 6 ；周 志 澄 ， 1 9 9 4 、 1 9 9 5 a 、1 9 9 5 b ， 从 未 发 现过 层 孔 虫化 石 的 碎 片 ， 而 大 理 双 廊 灰岩 中 的层 孔 虫 很 有 可 能 鉴 定 有 误 或 是 再 沉 积 成 因 。至 于 蓝 绿 藻 ， 丁家 寨组 灰 岩 中 同样 有 蓝 绿 藻 存 在 。 丁 家 寨 组 灰 岩 主 要 为 生 物 碎 屑 灰 岩 ， 生 物 碎 屑 密 集 堆 积 ， 生 物类 型 相 当 丰 富 ， 有 苔 藓 虫 、 腕 足 类 、 珊 瑚 、 双 壳 类 、 蛙 类 等 ， 同时 也 有 蓝绿 藻类 存 在 ， 主要 以粘 结 泥 晶 方 解 石 并 包 裹 其 他 生 物 化 石 碎 片 的 方 式 出 现 图 版 I I ， 图 6 a ， 而并 不 像 方 文 中所 说 的那 样 ， 缺 乏蓝 绿 藻 。 方 念 乔 1 9 9 3 认 为 保 山 丁家 寨 组 灰 岩 中缺 乏非 生 物 颗粒 ， 如 内碎 屑 、 球 粒 、 团块 等 ， 但 据 笔者 在镜 下 观 察 ， 丁 家 寨 组 灰 岩 中内 碎 屑 图 版 I I ， 图 5 a 是 其 颗 粒 类 型 的 重要 组 成 部 分 ， 虽 然 没 有 出现 球 粒 和 团块 等 非 生 物 颗 粒 类 型 ． 但 并 不 能 因 此 就 把 它 与碳 酸 盐 沉 积 时 的古 水 温 联 系起 来 在 同一 碳 酸盐 岩 剖 面 中 ， 不 同层 段 的 颗 粒类 型 是 有 变 化 的 ， 有 些 层 段 以 生物 颗粒 为 主 ， 有 些 层 段 则 以非 生物 颗粒 为 主 ， 这种 变 化 不 是 由 于 沉 积 时 的 水 温 变 化 所 致 ， 而 是 主要 由 于沉 积条 件 的 变化 如 水 动 力 条 件 、 水 深 等 所 造 成 。值 得 提 出 的是 ， 丁家 寨 组 上 部 的灰 岩 并 不 发 育 ， 保 山 金 鸡 剖 面 基 本 上 没 有 灰 岩 产 出 ， 施 甸 由 旺 丁 家 寨 剖 面 灰 岩 累 计 厚 度 也 只有 9 m ， 在 这 样 薄 的 灰 岩 中 ， 所 出现 的 颗 粒 类 型 自然 受 到 一 定 的 限制 ， 而 大 理 一 带 上 石 炭 统 至 二 董得 祸 c 、 1 9 8 l 十多 年来 拽所屠 孔虫研 究的成 就． 见 中 国科 学 院南 京地 质古 生蚜 研究所 编． 南京地 质 古生物 研究 所 成 立 三 十 周 年 纪 忠 专 刊 1 9 5 1 1 9 8 1 1 I 3 维普资讯 1 8 6 地 层 学 杂 志 2 3卷 叠统 的碳 酸 盐 岩 厚 度 在 3 0 0 m 以上 云南 省 地 质 局 ． 1 9 7 3 其 颗粒类 型 比只有 9 m 厚 的丁家 寨 组灰 岩 多一些 ， 属 于正 常情 况 。如果 因此 而把 它与沉 积时 的古 水温联 系起 来 ． 未免过 于 牵强 2胶 结 物 特 征 Ra o 1 9 8 8 在 总 结 澳 大 利 亚 塔 斯 马 尼 亚 下 二 叠 统 B e r r i e d a [ e冷 水 灰 岩 岩 石 学 特 征 时 指 出． B e r r i e d a l e冷水 灰岩 的胶结物 缺乏代表原始文 石晶体 的纤 维状亮 晶方解 石晶体 ， 很 少 出 现共轴边 S y n t a x i a [ r i m c e me n t s 方解石胶结物 ， 而是以等粒 的、 菱形 、 拉长菱形 和大的方解 石 胶 结 物 为 特 征 ， 落 石 d r o p s t o n e 使 得 成 岩 早 期 产 生 的 亮 晶方 解 石 断 裂 ； 亮 晶 方 解 石 的 侵 蚀 经 常 发 生 R a o，1 9 8 8 2 2 4 2 2 5 而 在 暖水 成 因 的 灰 岩 中 ， 围绕 颗 粒 边 缘 生 长 的纤 维状 文 石胶 结 物 及共 轴 边 方解 石 胶 结 物 比 较 发 育 ， 前 者 属 于第 一 世代 胶 结 物 ， 成 岩 早 期 在海 水 潜 水 带 中形 成 ， 与 潮 间带 、 潮 下带 的 浅 水 高 能 环 境 如 海 滩 岩 、 浅 滩 、 砂 坝 、 堤 岛 等有 关 ； 共 轴 边 方 解 石 胶结 物 发 生 在 成 岩 作 用 晚 期 ， 在淡 水 潜 水 带 的 方 解石 饱 和亚 带 形 成 。 把 上 述 特 征 与 丁 家 寨 组 上 部 灰 岩 的胶 结 物 特 征 进 行 比较 研 究 ， 对 于 了解 丁家 寨 组 沉 积 时 的古 水 温条 件 ， 可 提供 有 益 的启 示 。 丁 家 寨 组 上 部 灰 岩 以 生 物 碎 屑 泥 粒 状 灰 岩 p a c k s t o n e s 为 主 ， 生 物 碎 屑 颗 粒 岩 g r a i n s t o n e s 较 步 。 在 颗 粒 岩 中 ， 纤 维 状 亮 晶方 解 石 囤 版 Ⅱ． 图 5 b 和 共轴 边方 解 石 发 育 图 版 l 1 ． 图 5 c [ 后者 主要 由方解 石 或文石 、 高镁方解石 围绕 由单 晶方解石构成 的棘皮 类的结 晶轴 方 向向外 生长所产生] 。 颗粒 之间， 主要为大 的板状亮 晶方解石 ． 而等粒状菱形或拉长 的菱形 亮 晶方 解 石 不 发 育 上 述 特 征表 明 ， 丁 家 寨 组 上 部 灰 岩 具 有 暖 水 碳 酸 盐 的成 岩 作 用 特 点 ， 而 与 澳 大 利 亚塔 斯 马 尼 亚 B e r r i e d a l e莰 岩 有 本 质 上 的 区别 。 3地 球 化 学 特 征 方 念 乔 等 F a n g＆ Ya n g，1 9 9 1 、 方 念 乔 1 9 9 3 曾 对 班 卡 鱼 塘 寨 、 保 山 金 鸡 卧 牛 寺 和 腾 冲 空 树 河 等 地 石 炭 系 、 二 叠 系 中的 钙 质 生 物 壳 和 碳 酸 盐 岩 样 品进 行 6 O、 。 C 的 比 较 研 究 ， 并 得 出 了大 理 区 水 温 为 2 1 o ～4 3 。 C， 保 山 区 为 8 。 ～2 2 。 C， 腾 冲 区为 O 。 ～1 0 ． 5 。 C 的结 论 。把 大 理 双 廊 ， 永德 鱼 塘 寨 作 为 暖 水 和 暖 温 水 沉 积 ， 而 保 山及 腾 冲作 为冷 温水 沉积 。 为 了对 比研 究 ， 笔 者 选 取 金鸡 剖 面 及 相 邻 地 区 石 炭 二 叠 纪 碳 酸 盐 岩 地 层 受 到 成 岩 作 用 影 响 较小 的 泥 晶藏 岩样 品进 行 了 占 o、 c测 定 ， 测 定 结 果 如 表 1所 示 寰 1 盒鸡 剖面 及相 邻地 区石 炭一 二 叠系碳 氲同 位素 测定 结果对 比 实验 序号 样 品号 时代 地层 剖面地 点 a c P DB‰ O P DB‰ 8 ” O S MW 9 7 1 l 2 Y 1 P 1 丁 隶寨组 施向 由旺 3 0 8 O 一5 ． 弘3 2 5 ． 3 5 l X s h 一 4 8 C 2 鱼 塘 寨 盟 谰 淹 老 厂 3 ． 6 3 9 2 6 6 2 4 9 7 C3 d 2 a Pl 丁隶寨盟 操 山金鸡 2 ． 0 3 9 2 4 4 8 2 9 7 C3 d 2 b P l 丁隶 寨组 操 山金鸡 1 ． 0 2 5 7 ． 1 l 4 9 7 l 1 6 Yz 一 7 2 C 鱼 塘 寨 组 永 德 鱼 塘 寨 3 7 l 2 9 7 1 1 7 Yz 一 5 2 C 2 鱼塘寨盟 永 蔼鱼 塘寨 3 ． 0 0 0 2 2 7 6 5 保 山地区 丁家 寨组下部角 砾状灰岩 中 占 o 的数 值在 金鸡 剖面为 一6 ． I 9 6 、 一 7 ． 】 ] 4 ， 在 施 甸 丁 家 寨 剖 面 为 一 5 ． 3 4 3 ， 介 于永 德 鱼 塘寨 一 9 ． 3 2 7 、 一 7 ． 8 6 1 和 澜 沧 老 厂 一4 ． 1 1 8 鱼 塘 寨组 的 数 值 之 间 表 1 ， 如 果 依 照 这 些 数 值 来 计 算 古 水 温 ， 保 山地 区 的古 水 温应 介 于 永 德 和 云南省 地质局 ． 1 9 7 3 中华 民共 和 国 1 ／ 2 0万 大理 幅} 区域地质 调查报 告1 5 2 c 维普资讯 3期 周 志 澄等 云 南保 山金 鸡剖 面 丁家寨 组 及其 古水 温 问题 的讨论 1 8 7 澜 1沧 之 问 ， 而后 二 者 在 古 生 代 处 于 同一 构 造 单 元 中 氧 同 位 素 容 易 受 到 后 来 的 成 岩 作 用 和 后 生 作 用 影 响 ． 通 常 情 况 下 一 时 代越 老 受 到 的影 响 越 大 在成 岩 作 用 和 后 生 作 用 影 响下 ， 化 石 骨 骼 碳 酸 钙 与 地 下 水 和其 中溶 解 的氧 和 碳 酸 盐 达 到 了 新 的 同 位 素 平 衡 ， 淡 水 的氧 、 碳 同位 素 比一 般 低 于 海 水 、 淡 水来 源 的地 下 水 能 使 海 相 化 石 骨 骼 的氧 、 碳 同位 素 比显 著 下 降 ， 造 成 计 算 的古 温 度 偏 高 齐 文 同 ． 1 9 8 7 因此 ， 在 运 用 古 生代 化石 或碳 酸盐 全 岩 样 品 的 0 来 测 定 古 水 温 时 ， 必 须 特 别小 心 。 方 念 乔 1 9 9 3 在 解 释 8 o 数 值 的 变 化 时 ， 很 少 考 虑 成 岩 作 用 和 后 生 作 用 对 6 0 的影 响 ， 如 在 解 释保 山 丁家 寨组 苔 藓 虫 页 岩 中 6 低 于 含砾 泥 岩 中 8 0 时 ， 首 先 认 定 含 砾 泥 岩 代 表 冈 瓦 纳 区 系受 冰川 活 动 影 响 最 大 的 时 代 ． 而 苔 藓 虫 页 岩 是气 候 转 暖 的 象 征 。 保 山 地 区在 早 二 叠 世 的大 地 构 造属 性 尚 有 争 议 ． 把 这 一 有 争 议 问题 当做 定 论 ． 并 据 此 对 一 些 数 据 作 出主 观 的解 释 不 是 根 据 数 据 本 身 是 不 可 取 的 保 山 丁家 寨 组 中苔 藓 虫 页 岩 和 含 砾 泥 岩 的 o 的 差 异 是 成 岩 作 用 和 后 生 作用 的影 响所 造成 。更 令 人 不 解 的 是 ， 大理 双廊 灰 岩 8 0 为 一 3 ． 8 6 ～ 一4 ． 0 1 ． 保 山 丁 家 寨组 含砾泥岩 0 值为 3 ． 4 7 ～ j ． 3 9 ， 这 两组 数值基本上 相近 ． 却何 以得 出不 同的水温结 果 方 念 乔 推 断 前 者 为 暖 水 沉 积 ． 后 者 为 冷 温 水 沉 积 方 文 中 曾 把 丁 家 寨 组 S r 、 Mn 比值 作 为 确 定 其 冷 温 水 沉 积 的 依 据 ， 主 要 理 由 是 丁家 寨 组 中 缺 乏 珊 瑚 和 藻 类 化 石 前 文 已述 及 ， 丁 家 寨组 中并 不 缺 乏珊 瑚 和 藻 类 化 石 ， 丁 家 寨 组 中 Mn的 含 量 较 高 是 由 于 受 到 后 来 的 成 岩 作 用 和 后 生 作 用 中 淡 水 的 影 响 所 致 。因 为在 大气 淡水 的影 响 下 ． S r被从 海 相 碳 酸 盐 岩 中排 出 ， 而 Mn则 加 到 其 中去 M n ／ S r比值 小 于 1 O的 碳 酸 盐 岩 包 括灰 岩 和 白 云 岩 通 常保 存 了 原始 的 6 “ C值 和 8 ” 0， 当 Mn ／ S r比值 大 于 1 0时 ， 一 般 不 代 表 原 始 的 C值 和 8 0 值 Ka u f ma n e t a 1 ． ， 1 9 9 5 ， 据 方 文 中所 列 的数 据 ， 保 山 丁家 寨 组 中 Mn为 7 6 0 ～ 1 7 0 0 ， S r为 4 3 ． 2 ～ 6 5 ． 3 ， Mn ／ S r比值 大 大 超 过 1 0， 表 明该 样 品 已遭 受 到 较 强 烈 的成 岩 作 用 和后 生 作 用 的影 响 。 尹 集 祥 1 9 9 7 曾对 保 山 丁 家 寨 组 中腕 足 类 、 海 百 合 茎 及 石 灰 岩作 过 C 和 。 的测 定 ， 8 0 的 数值 在1 ． 2 ～1 1之 间 ， 根 据 这 些 数 据 计 算 出来 的 古 水 温 在 一 个 相 当 大 的 范 围 内波 动 ， 使 人很 难 确定 当 时 真 正 的古 水 温 。笔 者 同意 尹 文 中 的 观点 ， 由于 碳 酸 盐 成 岩 后 变 化 和 海 洋 同 位 索 成 分 的 不 确 定 性 造 成 了 对 古 生 代 沉 积 时 的 古 水 温 测 定 的 复 杂 化 Ve i z e r a 1 ． ，1 9 8 6 。在 方 文 中所列 的 Mn ／ S r 值 大 大超 过 1 0也 证 实 了这 种 成 岩 作 用 的 强 烈影 响 。 4 关 于 丁 家寨 组沉 积 时 的古 水 温 和 古 气 候 的几 个 证 据 了解 丁 家 寨组 沉 积 时 的古 气 候 和 古 水 温 ， 对 于 确 定 保 山地 区早 二 叠 世 时 的 大 地 构 造 属 性 是 否属 于 冈 瓦纳 大 陆 具 有 重 要 意 义 。上 文 已提 到 ， 由于 受 到 成 岩 作 用 及 后 生 作 用 的影 响 ， 单 纯 用 地 球 化 学 的 方 法 ， 应 用 8 O 数 值 来 定 量 地 求 取 古 水 温 值 存 在 一 定 的 困 难 ， 但 其 他 一 些证 据 可 以帮 助 我 们 定 性 地 推 测