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摘要:土城子组沉积环境主要有三种类型:冲积扇沉积、河流沉积和湖泊沉积。它们在盆地中的配置关系取决于盆缘断裂的活动周期、源区的剥蚀周期以及湖水的升降等因素。当源区剥蚀强烈时,冲积体系向盆内进积,盆地主要以冲积扇、河流(辫状河)沉积为主,湖泊沉积物不甚发育。当源区剥蚀缓慢或水面上升时,冲积体系退积。盆内以河流(曲流河)与湖泊沉积为主,冲积扇向源区萎缩。
关键词:河北怀安 中生代地层 土城子组 沉积环境 沉积模式
概述
本区中生代地层出露较广,主要分布在测区中部阳高窑村—甲石河村—榆林河村一带,其它地方也有零星分布,出露面积约284km2。岩石类型主要由泥砂质的碎屑岩组成,且红色岩石占据主体,局部地段见少量火山岩夹层,总体为一套复杂的陆相火山—沉积岩系。
1.沉积环境
根据岩石成因标志及宏观沉积特征,土城子组沉积环境主要有三种类型:冲积扇沉积、河流沉积和湖泊沉积。
(1)冲积扇沉积
本区冲积扇主要分布在盆地西北缘,靠近盆缘断裂一侧,特别在土城子组一段(砂砾岩段)最为发育,其特征如下:
①组成冲积扇的主要岩相类型有:块状层砾岩(Gm)、砂基支撑砾岩(Gmc)、板状交错层砂岩(Sp)及水平层理粉砂岩(Fh)。这几种岩相在横向上变化复杂。在盆地边缘保满沟一带,以Gm为主,厚度约20m,为扇根沉积。扇中位于狮子沟一带,以Gm与Sm组合为主,厚约30m。扇端位于下窑一带,以Sm为主,厚度变薄,不足40m。
②冲积扇的主要作用过程为砾质及砂质辫状河。在扇根以砾质辫状河沉积为主(图1-A),其组合为Gm—Sm—Fh型。与现代河流比较,该沉积组合可解释为纵向坝沉积,多层坝体在垂向上叠加构成向上变粗的逆旋回。在扇端以砂质辫状河作用为主(图1-B),其组合为Gm—Sp—Fh及Sm—Fh。与砾质辫状河所不同的是,该组合中以Sm或Sp为主,与现代河流纵向坝沉积模式类似。
(2)河流沉积
①辫状河
辫状河沉积物主要发育于土城子组二段(砂岩段),具以下特点(图2-A)。
A.沉积组合主要由块状层砾岩(Gm),块状层粗砂岩(Sm)、板状交错层砂岩(Sp)、沙纹层理细砂岩(Sr)及炭质粉砂岩(Fc)组成。
B.辫状河垂向层序为下粗上细的正韵律,剖面上这种韵律可叠加几十次。单个韵律底面为冲刷面,之上为砾岩层,含有泥砾,为河底滞留沉积,代表高流态水动力条件。该组合中部为块状层砂岩或板状交错层砂岩,为河道砂坝沉积。顶部具水平层理的粉砂岩为洪泛平原沉积,代表垂向加积低能沉积环境。
C.辫状河沉积组合以河道砂坝沉积为主,沉积厚、粒度粗,洪泛平原沉积薄,甚至不发育。砂泥比为10︰1~20︰1,具典型“砂包泥”的地质景观。
②曲流河
土城子组曲流河组合具以下几点特征:
A.组成曲流河组合的岩相类型为块状层砂巖(Sm)、板状交错层砂岩(Sp)、小沙波层细砂岩(Sr)、水平层理粉砂岩(Fh)及炭质泥岩(Fc)。但这五种岩相发育齐全的层序少见,多数仅发育2~3个岩相类型(图2-B)。
B.曲流河组合具典型河流二元结构,为一向上变细的正韵律。组合底面为冲刷面,之上为河底滞留沉积,Sm与Sp为点坝沉积,顶为Fc,属漫滩沉积。自下而上由冲刷面—板状交错层—水平层理组成水动力条件由强变弱的沉积构造序列。
C.在曲流河点砂坝顶部,常发育水平层理细的粉砂岩,为天然堤沉积。
D.曲流河砂体在横剖面上呈长透镜状,不同时期形成的砂体错位叠置,并被粉砂岩、泥岩所包围,砂泥比值较辫状河低,为1︰3~3︰5。
(3)湖泊沉积
区内土城子组湖泊沉积不太发育,测区北部头道沟一带较发育。湖泊沉积物主要为滨浅湖相的细砂岩、粉砂岩,其次为砾,泥质一般较少,分选较好,圆度中等;具有单向斜层理、交错层理和波状层理,细层倾角平缓,层系厚度较小,层面常发育波痕、泥裂、雨痕、生物钻孔和虫迹、等扰动构造;生物化石少见,局部可见植物碎片。纵向序列表现为由细变粗的序列,一般自下而上由泥质沉积物开始,向上变为较粗的滨岸沉积,甚至为更粗的河流沉积,表明湖水逐渐变浅,盆地逐渐萎缩,最终以填满告终。
2.沉积模式
上述沉积环境隶属于冲积沉积体系与湖泊沉积体系。它们在盆地中的配置关系取决于盆缘断裂的活动周期、源区的剥蚀周期以及湖水的升降等因素。当源区剥蚀强烈时,冲积体系向盆内进积,盆地主要以冲积扇、河流(辫状河)沉积为主,湖泊沉积物不甚发育。当源区剥蚀缓慢或水面上升时,冲积体系退积。盆内以河流(曲流河)与湖泊沉积为主,冲积扇向源区萎缩。但不论出现何种情况,土城子组沉积环境的分布均具有某种规律可循:冲积扇总是出现在临近盆缘断裂处,沿断裂带分布;河流主要在冲积扇前缘地带发育,其上倾方向与冲积扇呈指状交叉,下倾方向与湖泊逐渐过渡;湖泊出现在盆地缓坡一侧,物源位于即西北侧,如图3所示。
综上所述,可以得出以下结论:土城子组沉积环境主要有三种类型:冲积扇沉积、河流沉积和湖泊沉积。冲积扇总是出现在临近盆缘断裂处,沿断裂带分布;河流主要在冲积扇前缘地带发育,其上倾方向与冲积扇呈指状交叉,下倾方向与湖泊逐渐过渡;湖泊出现在盆地缓坡一侧,物源位于即西北侧。
●致谢:本文主要依《河北1:5万怀安县等五幅区域地质矿产调查》取得的数据编写。
关键词:河北怀安 中生代地层 土城子组 沉积环境 沉积模式
概述
本区中生代地层出露较广,主要分布在测区中部阳高窑村—甲石河村—榆林河村一带,其它地方也有零星分布,出露面积约284km2。岩石类型主要由泥砂质的碎屑岩组成,且红色岩石占据主体,局部地段见少量火山岩夹层,总体为一套复杂的陆相火山—沉积岩系。
1.沉积环境
根据岩石成因标志及宏观沉积特征,土城子组沉积环境主要有三种类型:冲积扇沉积、河流沉积和湖泊沉积。
(1)冲积扇沉积
本区冲积扇主要分布在盆地西北缘,靠近盆缘断裂一侧,特别在土城子组一段(砂砾岩段)最为发育,其特征如下:
①组成冲积扇的主要岩相类型有:块状层砾岩(Gm)、砂基支撑砾岩(Gmc)、板状交错层砂岩(Sp)及水平层理粉砂岩(Fh)。这几种岩相在横向上变化复杂。在盆地边缘保满沟一带,以Gm为主,厚度约20m,为扇根沉积。扇中位于狮子沟一带,以Gm与Sm组合为主,厚约30m。扇端位于下窑一带,以Sm为主,厚度变薄,不足40m。
②冲积扇的主要作用过程为砾质及砂质辫状河。在扇根以砾质辫状河沉积为主(图1-A),其组合为Gm—Sm—Fh型。与现代河流比较,该沉积组合可解释为纵向坝沉积,多层坝体在垂向上叠加构成向上变粗的逆旋回。在扇端以砂质辫状河作用为主(图1-B),其组合为Gm—Sp—Fh及Sm—Fh。与砾质辫状河所不同的是,该组合中以Sm或Sp为主,与现代河流纵向坝沉积模式类似。
(2)河流沉积
①辫状河
辫状河沉积物主要发育于土城子组二段(砂岩段),具以下特点(图2-A)。
A.沉积组合主要由块状层砾岩(Gm),块状层粗砂岩(Sm)、板状交错层砂岩(Sp)、沙纹层理细砂岩(Sr)及炭质粉砂岩(Fc)组成。
B.辫状河垂向层序为下粗上细的正韵律,剖面上这种韵律可叠加几十次。单个韵律底面为冲刷面,之上为砾岩层,含有泥砾,为河底滞留沉积,代表高流态水动力条件。该组合中部为块状层砂岩或板状交错层砂岩,为河道砂坝沉积。顶部具水平层理的粉砂岩为洪泛平原沉积,代表垂向加积低能沉积环境。
C.辫状河沉积组合以河道砂坝沉积为主,沉积厚、粒度粗,洪泛平原沉积薄,甚至不发育。砂泥比为10︰1~20︰1,具典型“砂包泥”的地质景观。
②曲流河
土城子组曲流河组合具以下几点特征:
A.组成曲流河组合的岩相类型为块状层砂巖(Sm)、板状交错层砂岩(Sp)、小沙波层细砂岩(Sr)、水平层理粉砂岩(Fh)及炭质泥岩(Fc)。但这五种岩相发育齐全的层序少见,多数仅发育2~3个岩相类型(图2-B)。
B.曲流河组合具典型河流二元结构,为一向上变细的正韵律。组合底面为冲刷面,之上为河底滞留沉积,Sm与Sp为点坝沉积,顶为Fc,属漫滩沉积。自下而上由冲刷面—板状交错层—水平层理组成水动力条件由强变弱的沉积构造序列。
C.在曲流河点砂坝顶部,常发育水平层理细的粉砂岩,为天然堤沉积。
D.曲流河砂体在横剖面上呈长透镜状,不同时期形成的砂体错位叠置,并被粉砂岩、泥岩所包围,砂泥比值较辫状河低,为1︰3~3︰5。
(3)湖泊沉积
区内土城子组湖泊沉积不太发育,测区北部头道沟一带较发育。湖泊沉积物主要为滨浅湖相的细砂岩、粉砂岩,其次为砾,泥质一般较少,分选较好,圆度中等;具有单向斜层理、交错层理和波状层理,细层倾角平缓,层系厚度较小,层面常发育波痕、泥裂、雨痕、生物钻孔和虫迹、等扰动构造;生物化石少见,局部可见植物碎片。纵向序列表现为由细变粗的序列,一般自下而上由泥质沉积物开始,向上变为较粗的滨岸沉积,甚至为更粗的河流沉积,表明湖水逐渐变浅,盆地逐渐萎缩,最终以填满告终。
2.沉积模式
上述沉积环境隶属于冲积沉积体系与湖泊沉积体系。它们在盆地中的配置关系取决于盆缘断裂的活动周期、源区的剥蚀周期以及湖水的升降等因素。当源区剥蚀强烈时,冲积体系向盆内进积,盆地主要以冲积扇、河流(辫状河)沉积为主,湖泊沉积物不甚发育。当源区剥蚀缓慢或水面上升时,冲积体系退积。盆内以河流(曲流河)与湖泊沉积为主,冲积扇向源区萎缩。但不论出现何种情况,土城子组沉积环境的分布均具有某种规律可循:冲积扇总是出现在临近盆缘断裂处,沿断裂带分布;河流主要在冲积扇前缘地带发育,其上倾方向与冲积扇呈指状交叉,下倾方向与湖泊逐渐过渡;湖泊出现在盆地缓坡一侧,物源位于即西北侧,如图3所示。
综上所述,可以得出以下结论:土城子组沉积环境主要有三种类型:冲积扇沉积、河流沉积和湖泊沉积。冲积扇总是出现在临近盆缘断裂处,沿断裂带分布;河流主要在冲积扇前缘地带发育,其上倾方向与冲积扇呈指状交叉,下倾方向与湖泊逐渐过渡;湖泊出现在盆地缓坡一侧,物源位于即西北侧。
●致谢:本文主要依《河北1:5万怀安县等五幅区域地质矿产调查》取得的数据编写。