在上文“闲聊紫砂与紫砂壶（二）中，作者已经对宜兴紫砂岩的成因做了初步论述，其中当然要涉及到紫砂岩的沉积环境，本文将在这一基础上对沉积环境进行进一步的探讨。很显然，作为由这片土地哺育成长的宜兴人，一个职业与地理，地质，地貌，气候，水文，河流与海洋有密切关系的人，作者对宜兴的山水与环境变化有着特别的偏爱，只是过去在职的时候没有时间而已。

     在80年代初的南京大学，是我本科毕业前一年进入野外实习阶段的时候，我就选择了江苏省苏北淤泥质海岸的课题，由于历史上黄河，淮河与长江携带的泥沙对该海岸的发育都留下了深刻的影响，是我国最为典型的淤泥质海岸，滩涂面积宽阔，动植物丰富，有着典型的潮水沟地貌，岸外有做独特的辐射状的水下沙洲，当时江苏省正在开展海岸带滩涂地貌和资源的调查，这也是当时全国性海岸带调查的一个组成部分。由于当时“文革”才结束几年，国内像样的沉积学专著和印刷版教材几乎没有。所以只能去一点点自学啃读西方英文版的有关沉积岩，沉积环境和沉积相的原著。在硕士和博士研究生期间，我的学位论文都是围绕中国东部的气候与海平面变化，时间尺度是最后一个“间冰球-冰期-间冰期”以来（约最近12.5万年以来）。对于超出气候器测时期和有关气候变化的历史文字和文物记录的年代（约2000年前），沉积环境和沉积相就是不可缺少的基础知识。

      在“闲聊紫砂与紫砂壶（二）中，我们已经谈到，在地质学上，宜兴的紫砂岩位于泥盆纪(Devonian Period)的“五通群”中，形成于泥盆纪(Devonian Period)，五通群内分下部和上部，即早期的“观山组”和晚期的“擂鼓台组“（表1）。在擂鼓台组的上部就开始发育石炭纪（Carboniferous Period）的 金陵组石灰岩（C1），它是一套灰黑色中厚层状微晶生物屑石灰岩（宜兴人也叫“青石”），该地层含有丰富的海百合茎和珊瑚化石，是典型的海相沉积岩。李四光等（1930）年于南京附近的龙潭镇的观山给予定名，原称金陵石灰岩。但分布于宜兴和溧阳一带与金陵组地质年代相当的，是一套碎屑岩，现在依据其岩性特征，把它归属于擂鼓台组上部。所以，可以把这套碎屑岩作为该地泥盆纪沉积的地层，该时期正在向石炭纪时代过渡。

        表1  宜溧小区（宜兴-溧阳）擂鼓台组地质特征（资料据参考文献1）

      在朱泽伟的著作收录的历史照片中（文献2），有若干地层剖面图，为我们留一了宝贵的材料。近几十年来，由于强烈的紫砂开采活动，对山体自然地貌造成了严重的破坏，除了少数仅剩的几处外，可以说是面目全非，重建古地理，地貌和地质环境变得非常困难。观察地质剖面图，是地质学专业人士的最爱，这类剖面能够给我们许多连续和极有价值的地质信息，包括地层的产状，分布，该地层与上下层岩石的接触关系，该地层形成以后曾经历的地质构造运动，沉积物类型，沉积物颗粒特征，古生物化石等等，这些信息不但是重建本地沉积环境的基础，也为更宏观的地质学研究提供了基础。

      图1中的地质剖面，位于青龙山甲泥矿（黄龙山西端），表土以下由一层石灰岩（当地称青石）；但这一层石灰岩在黄龙山宝山矿区北侧，东侧却已经缺失，即表土层直接位于厚层黄石层之上，这是由于原始山体经过长期剥蚀和侵蚀和化学风化的结果。从中我们也可以看出，在五通群石英砂岩沉积以后，宜兴当地的环境从陆相向海相发展，上面覆盖的石灰岩清楚地反映了这一结论。在其它地方的地质剖面中，如黄龙山台西矿区等地，在表土以下普遍发育一层碎石层，所谓碎石层，就是棱角分明的，未经过长距离搬运和分选的，经受长期风化作用后形成的破碎细石，所以，我认为是这是裸露岩石经受长期风化过程后，仍然残留在坡地上的坡积物。

     图1. 宜兴石灰岩与紫砂矿岩的上下接触关系（资料据文献2）

      图2. 黄龙山矿区覆盖在在紫砂矿上面的碎石层（坡积物），资料来源见参考文献2

根据有限的地质学信息，我们可以简要描述当时的沉积环境变化图景（晚泥盆纪至早石炭纪时代）：

1. 泥盆纪开始前后，大规模的沉积盆地开始发育，这为接受周边地区搬运来的泥沙和碎屑物提供了场所，并且，由于五通组砂岩厚度很大，历时很长，所以这种盆地一边在接纳沉积物，一边在不断地沉降。气候变化和构造下降速率的变化，可以导致沉积盆地中水面积的扩展和收缩，这对于给定的地点，也意味着水的深度可以变大或者变小，作为结果，可导致沉积物粒径的变化，乃至颗粒物质成分的变化。同时，在漫长的地质年代，什么都可能发生，沉积物的来源地和物质也可能发生巨大的变化，从而改变沉积物特性的变化，从而：

2. 气候变化和构造下降速率的变化，可以导致沉积盆地中水面积的扩展和收缩，这对于给定的地点，也意味着水的深度可以变大或者变小，作为结果，可导致沉积物粒径的变化，乃至颗粒物质成分的变化。同时，在漫长的地质年代，什么都可能发生，沉积物的来源地和物质也可能发生巨大的变化，从而改变沉积物特性的变化，从而：

3. 在五通组砂岩内部，层状构造体现了沉积岩的基本特征。图3拍摄于宜兴黄龙山矿址公园，该地层剖面显示了在厚层石英砂岩之间有多层紫砂矿夹层，有的较厚，很容易看出来，也有只有几厘米厚，稍不注意很难发现。显然，紫砂矿料无论在颗粒大小还是成分上，明显不同于其上下的厚层五通组砂岩。例如，紫砂矿料中的石英成分一般在50%至60%左右，但在五通组厚层石英岩中，石英成分可高达90%以上。这类层与层之间的变化，实际上就反映了当时沉积环境的变化，全球气候或区域气候，导致流域内的陆地水文也发生变化，也导致搬运到沉积盆地的泥沙来源，数量和特性的变化。

      图3. 厚层石英砂岩之间的薄层紫砂矿层

4.  对于一个给定的沉积盆地，盆地越大，水深越大，越有利于泥沙在汇入和下沉过程的分选作用，粗颗粒下降速度大，离开岸边的距离越大，沉积的颗粒越细。我们可以把河流进入大海做个类比，实际上，海洋就是个最大的沉积盆地，当河流夹带着泥沙入海时，粗颗粒物首先在靠近河口的三角洲沉积下来，而远离陆地的大陆架上的现代沉积物就要细得多。同样，当沉积物来源地发生变化时，进入三角洲的沉积物特性也要发生变化，比如美国密西西比河携带的泥沙与中国长江就很不相同。同样，在不同气候区，进入沉积盆地物质成分也不同。最使我无助的是，我们目前对那个久远时代的气候还了解不多，如那时候气候炎热程度？如何变化的？年降水量多少？大暴雨和洪水情况怎样？我们对当时包括地震在内的地壳运动强度有一个估计吗？所以，我们还不能完全以现代地壳运动和气候特征去认识过去沉积物的形成，搬运和堆积。谈到这，我想起19世纪英国著名地质学家莱伊尔（Charles Lyell）(1797-1875)，他在1830年写的“地质学原理”一文中的名言：“现在是过去的钥匙”。在我看来，这把钥匙的用途至今仍然有限。

5. 在早石炭纪，由于大环境的变化，宜兴地区的地壳继续下降，开始向海洋环境过渡，所以，五通组砂岩的堆积过程完成，宜兴地区向海洋环境过渡，所以，在早石炭纪晚期以后，本地区在晚石炭纪开始沉积海相的老虎洞组地层，在宜兴，溧阳，广德和长兴的白云岩内，多发现晚石炭纪的海洋化石。随后，晚石炭纪，本地区又沉积发育了更为著名的厚层和海相的黄龙组石灰岩（C2）覆盖在泥盆世擂鼓台组的上部。位于江浙皖交界地区的宜兴山区丘陵广泛发育的石灰岩溶洞景点，大多发育于这个时期，这是跑题话，这里暂且不表。

6. 宜兴五通组石英砂岩地层内，可见明显的地壳构造运动的现象，首先在宏观上是明显的褶皱现象，如地层的向斜和背斜构造。在褶皱强烈的地方，如丁蜀黄龙山东南面的蠡墅大水潭矿区北侧，在局部地点，原本水平的沉积层已经直立起来了（图4）。但应该指出，五通群内的这种褶皱构造与五通群当时的沉积环境没有关系，这是五通群成岩以后才发生的地壳运动。

7. 与五通群内的地层褶皱构造一样，宜兴紫砂矿料内的一些矿料也是地层沉积以后才产生的，如紫砂业内所称的“土骨”（即地质学中所称的“结核”），是一种“含铁量极高的天然着色矿料，其外观呈黄褐色，紫褐色等兽骨，豆粒状，质地坚硬（见参考文献2）”。这种结核的形成是在地层形成以后，铁等化学元素在流体的作用下，长期在地层内的溶滤，迁移，富集和吸附沉积导致的。

8. 宜兴五通群发育的时代，地壳不断沉降，环境从陆地转向海洋，然后在地层深处的时候，石英砂岩有从松散到压实成岩的过程，甚至在地下深处在温度-压力-化学流体作用下，有一个胶结和浅变质过程，然后在地壳应力的作用下，再有一个褶皱和抬升过程。随着地壳的抬升，海洋环境变化为陆地和山地环境。原来黄龙山和青龙山矿区包括周边地地区，是连续的山地，在五通群上面，原来还有厚层的泥盆纪及以后的沉积地层，包括目前我们在宜兴其它地方可以看见的厚层石炭世石灰岩。只是在漫长的地质年代中，这些上覆的岩石都已经被剥蚀和侵蚀掉了，导致五通群岩石暴露在地表。

     参考文献：

1. 江苏地质矿产局编著：《江苏省岩石地层》，中国地质大学出版社，武汉，2009年4月第二次印刷。

2. 朱泽伟，沈亚琴著：《宜兴紫砂矿料》，地质出版社，北京，2009年。

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