云岡盆地晚白堊世助馬堡組沉積相研究

劉瑩

摘 要：云岡盆地地處華北克拉通中北部，演化時(shí)期為早侏羅世晚期到晚白堊世，沉積較為連續(xù)。筆者對(duì)大同市新榮區(qū)助馬堡村上白堊統(tǒng)助馬堡組典型剖面進(jìn)行了實(shí)測(cè)，并對(duì)沉積相進(jìn)行了研究。研究表明，助馬堡組由灰白-灰黃色砂礫巖與紫紅色粉砂巖、泥巖旋回組成，為典型曲流河相沉積，并根據(jù)綜合特征識(shí)別出河床、堤岸和河漫三個(gè)亞相，進(jìn)而細(xì)分出河床滯留沉積、邊灘沉積、天然堤沉積、泛濫平原沉積四個(gè)微相。

關(guān)鍵詞：云岡盆地;助馬堡組;晚白堊世;沉積相

中圖分類號(hào)：P512.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0148-02

1 區(qū)域地質(zhì)背景

云岡盆地位于山西省北部，構(gòu)造位置位于華北克拉通中北部，陰山-燕山造山帶西段，呈NE-SW向展布，演化時(shí)期為早侏羅世晚期到晚白堊世，發(fā)育有下侏羅統(tǒng)永定莊組（J1y），中侏羅統(tǒng)大同組（J2d）、云岡組（J2yg），下白堊統(tǒng)左云組（K1z）及上白堊統(tǒng)助馬堡組（K2z）。云岡盆地中生代地層分布及構(gòu)造位置圖如圖1所示。

華北克拉通在早白堊世末-晚白堊世中期，受控于古太平洋向亞洲大陸俯沖作用，板塊的邊界應(yīng)力場(chǎng)使華北克拉通整體處于弱擠壓變形期[1，6]。云崗盆地助馬堡組正是在這樣的構(gòu)造背景之下沉積的。

2 助馬堡組地層特征

助馬堡組典型剖面位于大同市新榮區(qū)助馬堡村，總體上是由灰黃色、灰白色砂巖、砂礫巖與紫紅色粉砂巖、泥巖組成的沉積旋回構(gòu)成，每個(gè)旋回的下部單元為大段灰黃、灰白色中-細(xì)砂巖、砂礫巖，偶為礫巖，常夾有砂礫巖及礫巖透鏡體，整體發(fā)育有非常豐富的大、中型槽狀、板狀、楔狀交錯(cuò)層理，底面常見沖刷侵蝕構(gòu)造，夾有泥礫，整體呈現(xiàn)下粗上細(xì)的正韻律;旋回上部單元的巖性則多為大段紫紅色的細(xì)-粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，有時(shí)夾有多層灰黃色細(xì)-粉砂巖薄層，偶爾見薄層灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，整體沉積構(gòu)造不多見，可見白色鈣質(zhì)結(jié)核，頂面可見蟲跡。

3 助馬堡組的巖相組合與沉積微相劃分

助馬堡組沉積表現(xiàn)出了明顯的二元結(jié)構(gòu)特征：旋回下部呈厚層-塊狀灰黃、灰白色中-細(xì)砂巖、砂礫巖，呈現(xiàn)下粗上細(xì)的正韻律，沉積構(gòu)造非常豐富，常見大、中型槽狀、板狀、楔狀交錯(cuò)層理，底面常見沖刷侵蝕構(gòu)造，夾有泥礫，這些特征符合河流側(cè)向加積特征;旋回上部為大段紫紅色的細(xì)-粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，其沉積構(gòu)造不多見，可見白色鈣質(zhì)結(jié)核，偶爾見薄層灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，頂面可見蟲跡，這些特征符合河流相垂向加積特征。綜上所述，助馬堡組沉積相符合曲流河相特征[7，11]。

此次對(duì)左云地區(qū)的助馬堡組沉積相的研究，可識(shí)別出河床亞相、堤岸亞相和河漫亞相，具體可細(xì)分為河床滯留沉積、邊灘沉積、天然堤沉積、泛濫平原沉積四個(gè)微相。

3.1 河床亞相

河床是河谷中常年流水的部分，沉積物以砂巖為主，次為礫巖，碎屑粒度是河流相中最粗的，層理構(gòu)造極其發(fā)育，是二元結(jié)構(gòu)的下部沉積單元。助馬堡組河床亞相巖性以灰黃、灰白色的中-粗砂巖、砂礫巖為主，下部常含有礫巖透鏡體，礫石分選、磨圓均較差，結(jié)構(gòu)成熟度低，整體上呈下粗上細(xì)的正韻律，發(fā)育有豐富的槽狀、楔狀、板狀交錯(cuò)層理，底部常見沖刷-充填構(gòu)造，局部可見下伏泥巖被沖刷形成的泥礫。

（1）河床滯留沉積微相。河床滯留沉積是由上游搬運(yùn)來的，或就近側(cè)向侵蝕形成的礫石等粗碎屑物質(zhì)，滯留在河床底部而形成的，常見于河床亞相的底部。助馬堡組的河床滯留沉積常呈中-薄層的透鏡狀礫巖沉積，斷續(xù)分布在灰黃、灰白色的中-粗砂巖下部，礫石分選差，磨圓中-差，礫石成分多為石英、長(zhǎng)石和花崗質(zhì)，發(fā)育有豐富的中-大型槽狀交錯(cuò)層理，或呈塊狀，具有下粗上細(xì)的正韻律，組成整個(gè)河流沉積中粒度最粗的部分（圖2-a，b）。

（2）邊灘沉積微相。邊灘沉積又稱點(diǎn)沙壩，是曲流河中的主要沉積單元，是河床側(cè)向遷移和沉積物側(cè)向加積的結(jié)果。助馬堡組的邊灘沉積為厚層的灰黃色、灰白色中-粗砂巖，發(fā)育有豐富的中-大型槽狀、楔狀、板狀交錯(cuò)層理和平行層理，其中偶爾夾有砂礫巖透鏡體，層理的底部多含有礫石或泥礫，構(gòu)成下粗上細(xì)的正韻律，局部可見泄水構(gòu)造（圖2-c，d，e）。

3.2 堤岸亞相

堤岸亞相發(fā)育在河床沉積的上部，粒度較細(xì)，沉積物以細(xì)-粉砂巖為主，時(shí)常暴露出水面，構(gòu)成二元結(jié)構(gòu)的上部沉積單元。助馬堡組的堤岸沉積為灰紫色粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，夾有薄層灰綠色粉砂質(zhì)泥巖或中-薄層灰黃色細(xì)砂巖，可見小型交錯(cuò)層理和植物碎片。

天然堤微相：天然堤沉積是洪水期河流水位較高時(shí)，河水所攜帶的細(xì)粒物質(zhì)溢出河道沿河床兩岸堆積形成的沙堤。助馬堡組的天然堤沉積為紫紅色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，與灰黃色細(xì)砂巖組成頻繁的薄互層，局部夾灰綠色薄層，可見鈣質(zhì)結(jié)核、植物根痕，或黑色炭質(zhì)夾層（圖2-f，g），偶見生物擾動(dòng)構(gòu)造，沉積構(gòu)造因風(fēng)化難以識(shí)別。

3.3 河漫亞相

河漫沉積常發(fā)育在天然堤外側(cè)，是曲流河中分布面積最廣的部分，又稱泛濫平原沉積。助馬堡組的河漫沉積為紫紅色塊狀粉砂、粉砂質(zhì)泥巖，常為塊狀沉積，沉積構(gòu)造不發(fā)育。

河漫灘微相：河漫灘沉積是河床外側(cè)河谷底部較平坦的部分，是在洪泛期水漫出河床淹沒谷底，由細(xì)粒懸浮沉積物垂向加積形成。助馬堡組的河漫灘沉積巖性較為單一，為塊狀紫紅色塊狀粉砂、粉砂質(zhì)泥巖，沉積構(gòu)造不常見（圖2-h，i），偶見鈣質(zhì)結(jié)核。依照上述沉積亞相和微相特征，本文對(duì)此次助馬堡組實(shí)測(cè)剖面進(jìn)行了詳細(xì)的沉積微相劃分（圖3）。

4 結(jié)語

助馬堡組呈現(xiàn)出典型的曲流河相沉積特征。從整體上看，助馬堡組的下部沉積具有明顯的“泥包砂”特征，大段紫紅色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主夾灰黃、灰白色砂巖、砂礫巖;過中部紫紅色粉砂巖、泥巖的厚度開始不斷減小，砂巖所占比例不斷上升，整體“泥包沙”的特征不斷減弱，所構(gòu)成的旋回的厚度也開始小，重復(fù)的頻率不斷增加;上部紫紅色粉砂巖部分所占比例已經(jīng)明顯下降，厚層灰黃色砂巖占主體。反映了該時(shí)期河流沉積過程中，物源供給不斷增強(qiáng)，河流的下部沉積單元不斷增厚的過程。

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