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桂林地区上泥盆统发育了碳酸盐岩台地相、台地边缘斜坡相、下斜坡相、盆地相等四种沉积相,依次分别由四条实测剖面所代表:回龙剖面、南边村剖面、白沙剖面、古坪—石门塘剖面。表明晚泥盆世已有较清晰的台地—台缘斜坡—下斜坡—盆地古地理格局,右江地区在晚泥盆世的时候也已有清晰的台地—台缘—斜坡—盆地古地理格局。
在桂林和右江地区的晚古生代台地边缘相中广泛发育了一种特殊的地质现象:时代较晚的沉积灰岩脉以近直立的角度出现在较早时代的地层当中,沉积灰岩脉与围岩的时代差最大可达80Ma(如凌云台地中二叠统沉积灰岩脉穿入中泥盆统灰岩中)。同时在同层位识别出与灰岩脉同时代的生物碎屑角砾形成的角砾灰岩体。
沉积灰岩脉最初被解释为背斜轴面劈理发展成的古裂隙和背斜轴部扭裂隙充填,以后又被解释为海底扩张形成的巨型张裂缝被海侵沉积物充填;角砾灰岩体被解释为古背斜隆起被剥蚀形成的岩溶角砾岩。但这几种解释都有与地质事实相矛盾的地方。首先沉积灰岩脉并不都发育在背斜核部,因此它们不是背斜轴面劈理发展成的古裂隙和背斜轴部扭裂隙充填;其次也没有沉积灰岩脉切穿整个石炭系到达泥盆系形成巨型裂隙的证据,因此也不是海底扩张形成的巨型张裂隙被海侵沉积物充填。而且区域地层是连续的,并不存在不整合,所以角砾灰岩体不是古背斜隆起被剥蚀形成的岩溶角砾岩。
因此晚古生代地层中发育的沉积灰岩脉和角砾灰岩体需要重新解释。
笔者对桂林和右江地区的各个沉积灰岩脉和角砾灰岩体以及台缘同沉积断层发育的剖面和观测点都进行了详细的研究。桂林地区的南边村剖面—庙头剖面—象山公园的沉积灰岩脉、桂林地区的庙头剖面—大圩剖面—福利矮山剖面的角砾灰岩体、桂林地区庙头剖面—大圩剖面的同沉积断层、右江地区天峨龙扒剖面—天峨八腊剖面—天峨龙滩剖面—凤山陇门剖面—凤山后洞剖面—凤山老里剖面—凤山狮子坳剖面—凤山好八村剖面—凌云下甲剖—乐业久利剖面—乐业拉雅山剖面—乐业同乐镇剖面中的沉积灰岩脉、右江地区凌云下甲剖面中的角砾灰岩体、右江地区凌云下甲地区的同沉积断层等多条剖面,进行了详细的野外观察和室内薄片研究。
结果,笔者识别出沉积灰岩脉内有地震软沉积物流充填物和正常海底沉积物,同时以新的思路将灰岩脉与台地边缘同沉积断层联系起来,识别出灰岩脉是台地边缘同沉积断层的伴生张裂隙和地震诱发的地裂缝;并将角砾灰岩体与碳酸盐岩台地边缘陡崖地震崩塌岩及台缘同沉积断层相联系,识别出角砾灰岩体是同沉积断层活动诱发地震活动产生的陡崖地震崩塌物及断层角砾岩。
从而得出结论:晚泥盆世桂林和右江地区存在较清晰的台地—台地边缘—斜坡—盆地的岩相古地理格局,在台地边缘相发育了大规模的沉积灰岩脉和角砾灰岩体,并发育同沉积正断层。而正是因为同沉积正断层的断错,造成沉积灰岩脉的围岩露出海底水中,同时受同沉积断层影响产生张裂隙,或受同沉积断层诱发的地震活动引起地裂缝,这些裂隙被上覆地震液化软沉积物流和随后的正常沉积物充填,在围岩中形成了沉积灰岩脉。断层形成的断层陡崖在同沉积断层诱发的地震影响下发生崩塌形成角砾灰岩体。如凌云地区正是中二叠世凌云台地边缘的一次长距离同沉积断错造成中泥盆统露出海底,并产生张裂隙,充填了地震造成的中二叠世软沉积物流和随后的正常海相沉积物,使沉积灰岩脉与围岩时代相差达到80Ma。而其中的含有石炭纪和早二叠世化石的角砾灰岩体反映了存在一个同沉积正断层的断层陡崖。
并根据晚古生代沉积灰岩脉、角砾灰岩体及同沉积断层的关系,进一步得出结论:桂林和右江地区的晚古生代可以划分出三个地震和同沉积断层活跃期。第一个活跃期发生在晚泥盆世,以桂林庙头剖面为典型代表;第二个活跃期发生在石炭纪,以桂林南边村剖面、右江天峨龙扒剖面为典型代表:第三个活跃期发生在中二叠世,以右江凌云剖面为典型代表。以第三个活跃期,即中二叠世地震和同沉积断层活跃期,活动最强烈。中二叠世这一活跃期又与盆地及周边地区如峨眉山玄武岩喷发时间相吻合,反映晚古生代右江地区处在一个动荡的地震、拉张构造活动期,在中二叠世达到高潮。