刘宇

四川盆地侏罗纪地层锆石年代学研究现状与展望

刘宇

（自贡恐龙博物馆，四川 自贡 643013）

本文通过收集近十年以来盆地内部侏罗纪地层锆石研究资料进行分析讨论，最新的锆石研究资料表明部分侏罗纪地层同以往分布时代认知存在冲突，可能需要重新厘定。此外，四川盆地是重要的恐龙化石产地，对含恐龙化石层位的年代学研究可以为恐龙的演化提供有效的证据。需要补充地层相应的岩石学资料，加强对地层中同时代沉积的火山岩（如凝灰岩）的关注，以期获得更加可靠的资料。

四川盆地；侏罗纪地层；锆石年代学；研究现状

四川盆地位于中国西南腹地，是国内四大盆地之一，总面积约为26万km2。盆地周围四面环山，北侧为米仓山和大巴山，西北侧主要为龙门山，南部为大娄山，东缘为巫山，西南侧是大凉山，盆地西部毗邻青藏高原，形成了一个天然的封闭空间（图1）。四川盆地为著名的红色盆地，内部中生代地层极为发育，出露齐全，其中侏罗纪地层分布面积最广，几乎占到盆地的一半。

1 区域地层及岩性特征

四川盆地内部各个区域均发育有不同程度的侏罗纪地层，地层层序完整且连续。从下自上包括白田坝组、自流井组、千佛岩组、新田沟组、沙溪庙组、遂宁组、蓬莱镇组和莲花口组，地层主要为陆源碎屑岩组成，岩性主要以砂岩和泥岩为主，部分为灰岩。此外，地层中含有丰富的古生物化石，沙溪庙组和遂宁组中含有丰富的恐龙化石（彭光照等，2019）。由于本文主要讨论地层锆石研究进展，对于没有锆石研究的自流井组、新田沟组和莲花口组本文不做地层的岩性描述和讨论。

1.1 上侏罗统

蓬莱镇组（J3）主要分布在盆地中部及东北部地区，地层命名地为蓬溪县蓬莱镇。地层主要为长石石英砂岩与泥页岩不等厚互层，不同地域层厚由780～1 200m不等。层间产叶肢介、介形虫及双壳类化石。

图1 四川盆地区域位置示意图（李朝辉，2016）

遂宁组（J3）分布范围与蓬莱镇组相当，地层最初命名于遂宁县周围，曾经在乐山地区被命名为“牛华溪红层”（李悦言，1940），属于同物异名，现在沿用遂宁组名称。遂宁组以泥（页）岩为主，层间夹杂有岩屑长石砂岩、粉砂岩，含介形类、轮藻、叶肢介及双壳类化石。与上覆地层和下伏地层均为整合接触。

1.2 中侏罗统

沙溪庙组（J2）广泛分布于盆地中部到东部地区，于1946年命名于合川县南沙溪庙，泛指川中地区“关口砂岩”和遂宁页岩之间的紫红色砂岩、泥岩层。地层岩性单一，层厚较大，该套地层共分为两段，以层间的叶肢介黑色页岩层为区分标志。层中含丰富的化石，如双壳类、介形类、叶肢介及脊椎动物化石，在自贡沙溪庙组中含有大量的恐龙化石，包括剑龙类、兽脚类和蜥脚类恐龙；此外2015年在重庆云阳县同一层位也发现有数量庞大的恐龙化石群（余海东，2020）。

千佛岩组（J2）分布于四川盆地北侧，命名于广元县北侧的千佛崖，曾被命名为“千佛岩系”或“千佛岩统”，地层以细砂岩、粉砂岩、页岩为主，夹介壳灰岩条带，地层底部具细砾岩及含砾砂岩，含双壳类、植物及孢粉化石（钱利军等，2016）。与下伏白田坝组及上覆沙溪庙组呈整合接触关系。

1.3 下侏罗统

白田坝组（J1）与千佛岩组分布范围大致相当，由包茨、王国宁1954年始创于广元县宝轮院白田坝。地层以石英砂岩为主，夹细砂岩、粉砂岩及泥页岩，层间可见薄煤线发育，底部为厚层石英质砾岩，含植物等化石。与下伏须家河组呈不整合或平行不整合。

2 地层锆石研究现状

随着科学技术的不断进步，锆石已然在地质年代确定以及物源分析中得到广泛的应用。地层中富含锆石（ZrSiO4），可以通过测试手段获得锆石中Th和U的含量，并以此推算出锆石的的结晶年龄，因此可以作为地层形成时代的判断依据。近年来已有不少学者利用锆石分析测年方法开展了四川盆地侏罗纪地层的绝对年龄研究，并取得了一系列突破性成果。本文收集近十年以来的锆石数据用作分析和讨论（表1）。

表1 本文锆石数据收集情况

1～4.区域岩浆；5.城市；6.区域主要断层；7.锆石样品采集点；8.恐龙化石富集点；9.地形界线

所收集的锆石数据会根据以下条件进行筛选：

（1）所选锆石数据谐和度均置于90%～110%区间。

（2）对于206Pb/238U<1000Ma的数据结果，使用206Pb/238U的年龄结果，反之则采用207Pb/206Pb的年龄结果。

（3）所有收集锆石数据均来自于四川盆地内部侏罗纪地层。

为了方便讨论，样品编号均按照原文献，样品位置分布如图2。

2.1 上侏罗统

蓬莱镇组有4件样品，编号为CX6、SC003、SC105、SC198，样品CX6和SC003采自盆地北部地区，SC105和SC198分别来自盆地中部和西部地区。其中样品CX6与SC105年轻锆石数据较集中，分别有28颗和6颗，加权平均年龄为213±2.0 Ma和157±3.9 Ma；而样品SC003与SC198锆石数据最小年龄值分别为161 Ma和168 Ma。样品CX6与其他3件样品最小年龄差距较大（图3）。

遂宁组收集有2件样品数据，样品SC106有3颗年轻锆石数据，为153 Ma、155 Ma和166 Ma；样品SN-1最小年龄锆石共有12颗，协和年龄为114±1.1 Ma（图4）。

2.2 中侏罗统

沙溪庙组锆石数据最为丰富，共有7件，样品编号为CX5、ZG02、ZG04、SC046、SC111、SC130、SC109，其中CX5来自巴中，ZG02、ZG04来自于自贡，SC046、SC111、SC109来自盆地中部，SC130来自南部泸州地区。

CX5年轻加权平均年龄为162±1.3 Ma；ZG02为160±0.74 Ma；ZG04为160±0.65 Ma，而另外4件样品最小年龄数据较稀少，SC046、SC111、SC130、SC109最小年龄分别为161 Ma、161 Ma、164 Ma和168 Ma（图5）。

千佛岩组样品（CX4）来自于盆地北部米仓山和大巴山的交汇处，样品锆石数据良好，最小的加权平均年龄为171±1.4 Ma（图5），共有18颗锆石，年龄数据十分集中。

2.3 下侏罗统

白田坝组有样品2件，编号为CM01和CM04，分别采自盆地北部边缘的万源和广元地区，2件样品最小年龄数据相似。CM01加权平均年龄为230±6.2 Ma；CM04为228±6.3 Ma（图6）。

图4 遂宁组锆石样品协和图

3 讨论

样品中锆石数据最小加权平均年龄被视为地层的最大沉积年龄，即地层的形成时代。而对于最小年龄较分散的锆石数据，其2～3颗的最小年龄数据也可以说明地层形成的大致时代。

蓬莱镇组（J3）SC003、SC105、SC198三件样品的最小年龄为161 Ma、157 Ma和168 Ma，明显有别于样品CX6的213 Ma。同样遂宁组（J3）的2件样品仍然存在偏差：样品SC106为153 Ma，SN-1则为114 Ma。相反的是，沙溪庙组（J2）锆石研究最为丰富，其7件样品的最小年龄分布于160～168 Ma，差别极小。千佛岩组（J2）样品仅有1件，不存在对比性，但样品锆石数据结果极优，18颗锆石数据指示形成年龄为171 Ma，具有极强的说服性。白田坝组（J1）2件样品数据均良好，且年龄较为相近，为230 Ma和228 Ma。

四川盆地侏罗纪地层由下至上为：白田坝组（J1）、千佛岩组（J2）、沙溪庙组（J2）、遂宁组（J3）和蓬莱镇组（J3）（图7）。通过对比最新发布于2020年3月的国际年代地层表（图8）可以发现：

沙溪庙组当属于晚侏罗世牛津期到中侏罗世巴柔期；千佛岩组属于晚阿林期；遂宁组差别较大，样品测试结果分别指示其属于晚侏罗世钦莫利期？晚白垩世？蓬莱镇组3件较一致的样品为中-晚侏罗世，而样品CX6则表示该地层属于晚三叠世？白田坝组样品结果均暗示其属于晚三叠世？

对比显示，四川盆地内部以往被认为是侏罗纪时代地层在不同地点获得的锆石结果不尽相同。原本认为是晚侏罗世的蓬莱镇组可能属于中侏罗世；而数据呈现较高相似度的沙溪庙组分布时代可能跨度中侏罗世到晚侏罗世；此外，对于数据结果差距极大的白田坝组、遂宁组和蓬莱镇组部分样品，可能由于错误的采集了其他层位的岩石样品。四川盆地内部地层沉积厚度较大，可能存在同一层位但不同厚度采集的样品导致测试结果有偏差，但是来自多个地区的样品锆石研究结果也应该并非偶然。很可能指示四川盆地内部侏罗纪部分地层时代可能需要重新划分厘定。

图5 沙溪庙组和千佛岩组锆石样品协和图

Wang（2019）报道的资阳地区遂宁组地层产安岳马门溪龙化石。地层锆石年龄显示其应当属于早白垩世，现阶段已有的马门溪龙科研究资料认为其生活的时代贯穿整个侏罗纪（杨春燕，2014），与传统认知存在矛盾，但是研究资料极少，不具有较强的说服力。另外，2015年报道的重庆云阳县普安乡恐龙化石群，其分布时代、化石种类、富集状况均与自贡大山铺恐龙化石群存在较高的相似度（杨一一，2017），为恐龙空间上的演化提供了新的资料，期待其地层相关方面的研究。

图6 白田坝组锆石样品协和图

代纪世组组号 中生代白垩纪 侏罗纪早侏罗世蓬莱镇组J3p 遂宁组J3sn 中侏罗世沙溪庙组J2s 千佛岩组J2q 晚侏罗世白田坝组J1b 三叠纪早三叠世须家河组T3x 中三叠世雷口坡组T2l 晚三叠世嘉陵江组T1j 飞仙关组T1f

图8 侏罗纪地层年代表（据2020年3月的国际年代地层表）

4 结论与展望

本文通过收集四川盆地以往侏罗纪地层锆石研究资料分析讨论主要获得了以下认识：

（1）以前对地层的划分主要以地层中的生物化石为确定标志（如双壳类，叶肢介等），对地层中锆石的测试可以有效地减少由认知导致的认为偏差。

（2）已有的研究表明，部分地层锆石数据结果显示出对以往地层分布时代认知的冲突，对盆地内部侏罗纪部分地层可能需要重新厘定。

（3）所收集的锆石研究中均缺失样品薄片、地球化学等岩石学方面的资料，同时可能受到样品采集、锆石挑选、实验测试仪器等诸多客观因素的影响，都会对样品锆石数据结果产生偏差。应当加强对地层中同时代沉积的火山岩（如凝灰岩等）的关注，补充完整的岩石学资料，以期获得更加可靠的结论。

李朝辉．2016．四川盆地侏罗纪岩相古地理研究[D]．成都理工大学．

彭光照，秦钢，叶勇，朱桃秀，郝宝鞘，江山，唐薇，李双江．2019．四川恐龙化石的发现与研究[J]．四川地质学报，039(002)：215-223．

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余海东．2020．重庆市云阳中侏罗统下沙溪庙组恐龙化石及其沉积环境研究[D]．中国地质大学(北京)．

钱利军，欧莉华，郝强，林良彪，徐胜林．2016．川西-川北地区中侏罗统千佛岩组物源分析及沉积相展布[J]．科学技术与工程，16(08)：79-86．

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杨一一．2017．一个世界级恐龙化石群藏在云阳[J]．重庆与世界，(23)：74-77

Present Situation and Prospect of Zircon Geochronology of Jurassic Strata in the Sichuan Basin

LIU Yu

(Zigong Dinosaur Museum,Zigong, Sichuan 643013)

The latest zircon geochronological data on the Jurassic strata in the Sichuan basin come into conflict with the previous cognition. The Sichuan basin is an important place of Dinosaur fossils. The geochronological study of Dinosaur fossils-bearing strata can provide effective evidence for Dinosaur evolution. In order to obtain more reliable data, it is necessary to supplement the corresponding petrologic data and pay more attention to the contemporaneous volcanic rocks (such as tuff).

Sichuan basin; Jurassic strata; zircon geochronology

P597+.3

A

1006-0995（2021）03-0366-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.003

2021-06-16

刘宇（1994— ），男，四川简阳人，馆员，研究方向：古生物学与地层学及地质遗迹保护