Satoru Kojima Kazuhiro Sugiyama（Department of Earth and Planetary Sciences，Nagoya University，Nagoya 464-01，Japan）I.V.Kemkin A.I.Khanchuk（Far Eastern Geological Institue，Russian Academy of Sciences，Vladivostok，Russia）Shinjiro Mizutani（Faculty of Social and Information Sciences，Nihon Fukushi University，Handa 475，Japan）摘要 碎屑岩在日本中部美浓地体和俄罗斯锡霍特山的萨马尔卡地体三叠纪层状燧石岩层中很少出现，它主要由玄武岩质（?）火山岩粉砂级—细砾级碎屑、蚀变火山玻璃、燧石、硅质页岩和放射虫化石组成，含少量多晶石英、斜长石、水玉髓、海绿石（?）。牙形石化石集中在一些碎屑岩中。根据放射虫和牙形石化石，碎屑岩的年代范围可从安尼晚期到卡尼早期。碎屑物质最可能来自于玄武岩质火山机构，如大洋岛/台地和不成熟的火山弧，并被浊流所搬运。关键词 三叠纪 燧石 美浓地体 萨马尔卡地体 增生综合体 放射虫生物地层 沉积事件1 引言环太平洋造山带晚古生代至中生代层状燧石岩层中一般认为没有粗粒碎屑物质。而日本中部美浓（Mino）地体，远东俄罗斯锡霍特山（Sikhote-Alin）的萨马尔卡（Samarka）地体（图1）的中三叠世至晚三叠世早期层状燧石，却例外地包括碎屑岩夹层和纹层[3，5，8，1，16]。因为三叠纪放射虫燧石被认为是在深海环境中沉积的，所以燧石中的这些碎屑岩就指示了在三叠纪洋盆中发生的一种特殊的沉积事件。图1 夹碎屑岩燧石的位置示意图，图中还显示了美浓、萨马尔卡和那丹哈达地体（侏罗纪增生综合体）的分布和其同期的变质体我们叙述了这些碎屑岩的存在形式、岩相特征和放射虫年代，论述了碎屑岩的成因、源区和地质意义。从颗粒大小角度看，碎屑岩包括了粉砂岩至细砾岩，但本文不考虑其颗粒大小将之统称为碎屑岩。2 地质背景美浓地体和萨马尔卡地体中的碎屑岩是在侏罗纪期间通过增生作用沿亚洲大陆东缘形成的[7，10.12]。美浓地体主要由晚古生代绿岩和灰岩、二叠纪至早侏罗世层状燧石和侏罗纪碎屑岩，及具年代更老的岩块的混杂岩组成。根据岩石组合、增生时代和变形样式，美浓地体中的岩层被划分为几个单元[18]。Kamiaso单元中的碎屑岩分布在美浓地体的南部（图1）。Kamiaso单元主要由三叠纪至早侏罗世层状燧石和中晚侏罗世碎屑岩组成，表现出了复杂的地质结构，其特征是由于逆断层的存在而使燧石、页岩和砂岩重复出现[6,19]。萨马尔卡地体显示出与美浓地体类似的岩石学特征，它包括中晚侏罗世浊积岩和由中古生代蛇绿岩、晚古生代灰岩、晚古生代和早中生代层状燧石和玄武岩组成的混杂岩[4，7，13]。这个地体和中国东北的那丹哈达地体（图1）都是在中新世日本海张开之前美浓地体的北部延伸[7,9]。3 碎屑岩的产地和岩石学3.1 美浓地体的Ozaki地区在美浓地体南部的Ozaki和Hisuikyo地区，碎屑岩出现在几个层位中。在Ozaki地区碎屑岩厚5～10cm，具平行纹理、交错纹理、递变层理和小型槽道结构[5]。碎屑由玄武岩质（?）火山岩中的砂级—细砾级颗粒、蚀变火山玻璃、燧石、硅质页岩、多晶石英及放射虫和牙形石化石组成。斜长石碎屑很少见。Tsukamoto[16]曾报道在Ozaki的碎屑岩中出现过水玉髓碎屑。3.2 美浓地体的Hisuikyo地区在Hisuikyo地区，在15m厚的层状燧石区间中，碎屑岩至少出现了12层，在5～10cm厚的燧石层中表现为厚0.5～2cm的碎屑纹层[[1,2]。碎屑组分类似于Ozaki地区的碎屑岩组分，但较火山岩更富含硅质页岩和燧石的碎屑。由海绿石（?）和（或）镁质菱铁矿组成的砂级颗粒在这个地区常见。碎屑岩本身含有晚二叠世放射虫，如Follicucullus scholasticus，并没有在基质中，而是在燧石和（或）硅质页岩的碎屑中。3.3 萨马尔卡地体的布雷耶夫卡地区在海参葳北东东方向大约100km的Breevka地区（图2），一个碎屑岩层夹在灰色层状燧石层内（图3、图4a）。层状燧石的视厚度超过30m。因为包含燧石和绿岩岩块的混杂岩出现在露头以西，所以该燧石也可视为混杂岩中的一个大型岩块。在燧石露头以西约5km处可以见到蛇绿岩的一部分（蛇纹岩、辉长岩和角闪岩），但蛇绿岩与混杂岩间的关系不清楚。图2 俄罗斯远东锡霍特山南部地质图1—古生代地体之上的中生代沉积盖层，侏罗纪—白垩纪火山岩和新生代沉积盖层；2—Taukha地体（白垩纪增生综合体）；3—Zhuravlevka地体（早侏罗世浊积岩地体）；4—萨马尔卡地体；5—二叠纪火山岩和沉积岩；6—Laoelin-Grodekov复合地体（含早志留世火山岩和沉积岩的二叠纪岛弧）；7—泥盆纪—石炭纪深成岩、火山岩和沉积岩；8—晚志留世火山岩和深成岩；9—Spassk地体（早古生代增生综合体）；10—Voznesenka地体（早寒武世沉积岩和早奥陶世花岗岩）；11—Sergeevka地体[元古宙（?）变质岩和早古生代深成岩]；12—Matveevka-Nakhimovka地体（元古宙变质岩和深成岩，及早古生代沉积岩）；CSF—锡霍特山中央断层；更详细的地质说明见文献[4，13]。据文献[4]修改图3 锡霍特山脉Breevka地区三叠纪层状燧石中碎屑岩分布素描图CR—碎屑岩层；F—断层碎屑岩层厚10～15cm，具明显的递变层理（图4a）；其下部的粒级大于0.5mm（图4b），而其上部的粒级约为0.1～0.2mm（图4c）。碎屑颗粒主要由玄武岩（?）碎屑、蚀变火山玻璃、燧石、硅质页岩、斜长石及牙形石和放射虫化石组成。图4 俄罗斯远东Breevka地区的碎屑岩照片a—碎屑岩的野外产状（箭头之间），注意下部粗粒部分具粗糙面，上部细粒部分具光滑面；b—碎屑岩下部显微照片，主要由玄武质（?）岩和火山玻璃的碎屑组成，平面偏振光，线条比例为1mm；c—碎屑岩上部显微照片，箭头指示牙形石化石。平面偏振光，线条比例为0.5mm4 碎屑岩的时代我们通过对碎屑岩上下燧石中得到的放射虫化石的研究确定了碎屑岩的时代（图5）。为了正确地确定和比较其时代，我们应用了一个详细而最新规定的三叠纪放射虫分带[15]。在Ozaki地区研究了三个地点的夹碎屑岩燧石的放射虫生物地层，在Amike-1点其年代为拉丁中期（在3B带和4A带的界线附近），在Amike-2点为卡尼早期（5A带），在Ozaki也为卡尼早期（在4B带和5A带的界线附近）。在Hisuikyo地区夹碎屑岩的燧石层其年代为安尼晚期（3A带）至拉丁早期（3B带），较Ozaki地区的岩石年代稍早。在锡霍特山Breevka地区的层状燧石中虽然有放射虫化石，但保存很差，很难正确地确定它们的年代。但是，在碎屑岩上下的燧石中的牙形石化石指示了碎屑岩的年代为拉丁期，可能为拉丁早期[14]。图5 美浓和萨马尔卡地体间碎屑岩燧石的对比RD*—放射虫带。引自文献[15]5 讨论5.1 碎屑岩的源区既然夹于美浓和萨马尔卡地体三叠纪层状燧石中的碎屑岩具有诸如递变层理、平行纹理、交错纹理和槽道结构等沉积构造，那么其碎屑颗粒必定是由如浊流之类的高能水重力流从较浅的源区搬运而来的。碎屑岩中富含的大部分碎屑为玄武质（?）火山岩和蚀变火山玻璃，说明它最可能来源于玄武质（?）火山机构，如大洋岛/台地和不成熟的火山弧，燧石和硅质页岩必定是在大洋岛/台地或其附近沉积的，或是沿岛弧堆积的。Hisuikyo地区的燧石和（或）硅质页岩碎屑中的放射虫至少指示了部分硅质岩是在晚二叠世沉积的。Tsukamoto[16]发现的水玉髓碎屑提供了源区的气候信息；源区内蒸发岩环境占优势或有蒸发岩的分布。Hisuikyo地区的海绿石碎屑可能指示了浅海相沉积环境。虽然多数碎屑物质可以解释为来自于玄武质（?）火山机构，而在Ozaki地区发现的长0.3～2.9mm的多晶石英颗粒[16]暗示了碎屑的大陆来源。5.2 碎屑物质搬运至燧石沉积盆地的沉积事件因为这类碎屑岩不同于环太平洋造山带的三叠纪层状燧石层，所以将碎屑物质搬运至燧石沉积盆地的沉积事件必定是一种罕见的现象。初步的地球化学分析[17]表明Ozaki和Hisuikyo地区的样品中未发现铱异常。从碎屑岩中既未发现冲击石英也未发现撞击球粒。这些证据体系排除了沉积事件中宇宙撞击将碎屑物质分散至燧石沉积盆地的可能性。火山活动是提供碎屑物质最可能的事件，尤其是那些沉积在火山或火山附近的火山岩和硅质沉积。然而，很难解释为什么火山只在安尼晚期至卡尼早期期间活动；而二叠纪至早侏罗世层状燧石层广泛分布在美浓和萨马尔卡地体。此外，虽然在泛大洋中大洋火山活动是常见现象，但在环太平洋造山带晚古生代至中生代燧石中未发现碎屑岩。我们只在二叠纪至早侏罗世燧石的安尼晚期至卡尼早期区间内发现了这种沉积。这意味着在比人类历史要长得多的100Ma内，发生了几次这种沉积事件。肯定还有许多事件迄今为止还未被人们所认识。给燧石盆地提供碎屑物质的沉积事件可能就是这些我们所不知的事件之一。致谢 感谢M.Adachi和M.Takeuchi对早期手稿的审阅，S.Yogo为本研究制备薄片。对在本研究过程中V.S.Rudenko、A.N.Philippov、V.Golozubov、M.Kida、H.Ando、H.Tsukamoto、M.Kametaka、Y.Inoue、Y.Sakata和A.Ando的讨论和帮助也致以谢意。部分野外和实验室工作的经费由日本文部省科研资助基金（07238106，08640567）和第29届国际地质大学财政委员会给S.K.的专用拨款所提供。（余青译，聂浩刚校）参考文献[1]H.Ando.Triassic bedded cherts including clasticgrains in southern part of the Mino terrane.Master Thesis of Nagoya Univ.，1988.（日文附英文摘要）.[2]Y.Kakuwa.Lithology and petrography of Triasso-Jurassic bedded cherts of the Ashio，Mino and Tamba belts in Southwest Japan.Sci.Pap.，Coll.Arts and Sci.，Univ.of Tokyo，1991，41，7～57.[3]Y.Kakuwa.Sedimentary petrographical，geochemical and sedimentological aspects of Triassic-Jurassic bedded cherts in Southwest Japan.In:A.Iijima，A.M.Abed and R.E.Garrison，eds..Proc.29th Int.Geol.Cong.，Part C，1994，233～248.[4]A.I.Khanchuk，V.V.Ratkin，M.D.Ryazantseva，V.V.Golozubov，N.G.Gonokhova.Geology and mineral deposits of Primorye Kray（essay）.Dal"nauka，Vladivostok.1996，66.[5]M.Kida.On the origin of bedded chert，with special reference to clastic beds in the Gifu-Kakamigahara area，central Japan.Master Thesis of Nagoya Univ.，1979.[6]S.Kido.Occurrence of Triassic chert and Jurassic siliceous shale at Kamiaso，Gifu Prefecture，central Japan.News Osaka Micropaleont.，1982，Spec.Vol.（5），135～151（日文附英文摘要）.[7]S.Kojima.Mesozoic terrane accretion in Northeast China，Sikhote-Alin and Japan regions.Palaeogeogr.，Palaeoclimatol.，Palaeoecol.，1989，69，213～232.[8]S.Kojima，Y.Inoue，K.Sugiyama and S.Mizutani.Clastic rocks in the Middle Triassic bedded chert in central Japan and Sikhote-Alin.Jour.Geol.（Geol.Surv.Vietnam），1995，Ser.B，（5-6），158～159.[9]S.Kojima，K.Wakita，Y.Okamura，B.A.Natal"in，S.V.Zyabrev，Q.L.Zhang and J.A.Shao.Mesozoic radiolarians from the Khabarovsk complex，eastern USSR:their significance in relation to the Mino terrane，central Japan.Jour.Geol.Soc.Japan，1991，97，549～551.[10]S.Mizutani.Mesozoic evolution of the Japanese Islands.Proc.15th Int.Symp.Kyungpook National Univ.，1995，11～41.[11]S.Mizutani and Y.Koido.Geology of the Kanayama district with Geological Sheet Map at 1∶ 50000.Geological Survey of Japan，1992（日文附英文摘要）.[12]S.Mizutani and S.Kojima.Mesozoic radiolarian biostratigraphy of Japan and collage tectonics along the eastern continental margin of Asia.Palaeogeogr.，Palaeoclimatol.，Palaeoecol.，1992，96，3～22.[13]B.Natal"in.History and modes of Mesozoic accretion in Southeastern Russia.The Island Arc，1993，2，15～34.[14]V.S.Rudenko.1995年个人通讯.[15]K.Sugiyama.Triassic radiolarian biostratigraphy in the southeastern part of the Mino terrane.Abst.1995 Annual Meet.Palaeont.Soc.Japan 124，1995（日文）.[16]H.Tsukamoto.Lutecite in Triassic bedded chert from the southern Mino terrane，central Japan.Jour.Earth Sci.，Nagoya Univ.，1989，36，1～14.[17]T.Uchino，M.Ebihara，S.Kojima and S.Kawakami.Search for impact ejecta rocks in deepsea pelagic sediments.Abst.1995 Japan Earth Planet.Sci.Joint Meet.462，1995（日文）.[18]K.Wakita.Origin of chaotically mixed rock bodies in the Early Jurassic to Early Cretaceous sedimentary complex of the Mino terrane，central Japan.Bull.Geol.Survey Japan，1988，39，675～757.[19]A.Yao，T.Matsuda and Y.Isozaki.Triassic and Jurassic radiolarians from the Inuyama area，central Japan.Jour.Geosci.，Osaka City Univ.，1980，23，135～154.
