滇西南瀾滄地區(qū)南段組砂巖粒度特征與意義

王志忠，王瑞，嚴(yán)城民，徐啟勝，劉仕承，周聽全，王國輝

(1.云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，云南 昆明 650200；2.云南省地礦局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查大隊(duì)，云南 玉溪 653100)

瀾滄地區(qū)位于云南普洱市瀾滄縣，地層單位南段組由云南省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)五分隊(duì)(1982)創(chuàng)名于瀾滄縣南段村[12]。其后，該組被較多的地質(zhì)資料引用[1-3]。經(jīng)云南省巖石地層清理：南段組為一套淺變質(zhì)的陸源碎屑巖，厚>5841m，屬滇西瀾滄地層小區(qū)，層型剖面為云南省瀾滄縣南段剖面[4]。前人研究中，南段組產(chǎn)菊石、雙殼類、植物化石[4、5]。該組化石均產(chǎn)于上部，中下部數(shù)千米厚的地層中未獲化石，結(jié)合沉積盆地演化，該組年代地層應(yīng)屬泥盆系-石炭系，地層代號為DCn[13]。

南段組(DCn)沉積環(huán)境有兩種差異較大的認(rèn)識。云南省地質(zhì)調(diào)查院(2013)根據(jù)巖石中保存的鮑馬層序所顯示的濁流沉積現(xiàn)象，認(rèn)為該地層主要形成于半深海環(huán)境，屬斜坡扇沉積[13]。崔春龍等根據(jù)砂巖粒度分析、沉積構(gòu)造、巖石組合等研究認(rèn)為，南段組并非深海復(fù)理石建造，為浪控三角洲前緣斜坡-深陸棚環(huán)境的近源片泛性(非扇模式)重力流和正常陸棚的復(fù)合沉積[6]。

在大地構(gòu)造位置上，南段組(DCn)位于昌寧-孟連結(jié)合帶(PZ2)東側(cè)[7-9]。查明該組的沉積環(huán)境，對研究昌寧-孟連沉積盆地的形成、發(fā)展及演化歷史具有較為重要的意義。云南省1∶50 000東崗幅(F47E010016)、南北歸幅(F47E011016)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，將南段組劃分為三個(gè)巖性段。綜合分析巖石組合、沉積構(gòu)造、基本層序等，這三個(gè)巖性段主要沉積環(huán)境分別為三角洲、三角洲-潮坪、三角洲-大陸斜坡[10]。同時(shí)，在該組的三個(gè)巖性段中共采集粒度分析樣品27件，為確定南段組沉積環(huán)境增加了新的資料。

南段組(DCn)砂巖的碎屑粒度不均。除極少數(shù)巖石外，多數(shù)巖石以兩種粒級為主、一種粒級次之，其他粒級較少。在粒度分析樣品中，巖石命名有必要突出不同粒級的含量。命名原則為：①含量≥15%粒度按“少前多后”原則直接參與命名，②含量5%～15%粒度冠“含”參與命名，③含量<5%粒度酌情冠“含少量”參與命名。南段組巖石均發(fā)生淺變質(zhì)，為行文簡潔，下文的砂巖名稱中均省略“變質(zhì)”二字。

1 南段組一段巖性特征

南段組一段(DCn1)采集粒度分析樣品6件，分為4種巖石類型。

1.1 中細(xì)粒石英砂巖

樣品編號PM014-13-1、PM014-41-1，均采自1∶50000東崗幅(以下簡稱“東崗幅”)，沉積環(huán)境屬三角洲支流河道中之主河道。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值2.17～2.52(平均2.35)，屬細(xì)粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.57～0.72(平均0.65)，分選性較好，形成于河流-濱海環(huán)境；偏度(SK1)-0.03～-0.04(平均-0.04)，近對稱；峰度(KG)0.92～0.97，(平均0.95)峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表1)，巖石形成于三角洲支流河道沉積環(huán)境。

表1 南段組一段砂巖粒度分析判別計(jì)算結(jié)果

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖1)，S、T截點(diǎn)分別位于(φ值)2.5～3.5、2～2.5之間，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的三角洲支流河道中之主河道相似。

圖1 南段組一段砂巖的粒度分布概率累計(jì)曲線(據(jù)Visher，1969；轉(zhuǎn)引自劉寶王君，1985)

1.2 含粗砂細(xì)中粒石英砂巖

樣品編號PM014-104-1，采自東崗幅，沉積環(huán)境屬濁流沉積中之海下扇。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.75，屬中粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.57，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)為-0.16，負(fù)偏；峰度(KG)1.04，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表1)，巖石形成于濁流沉積中之海下扇環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖1)，S截點(diǎn)位于2.7(φ值)左右，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]濁流沉積中之海下扇相似。

1.3 含細(xì)砂粗中粒石英砂巖

樣品編號PM014-10-2、PM018-9-1、PM018-16-1，采自東崗幅和南北歸幅，沉積環(huán)境屬海岸帶中之上前濱。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.28～1.47(平均1.32)，屬中粒砂巖；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.56～0.60(平均0.58)，分選性較好，屬河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.06～-0.04(平均-0.05)，近對稱；峰度(KG)0.96～1.00(平均0.98)，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表1)，巖石形成于海岸帶中之上前濱沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上：2件樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖2)，S截點(diǎn)位于1.7～2.3(φ值)之間；1件樣品發(fā)育懸浮、跳躍、跳躍總體，T截點(diǎn)、S截點(diǎn)分別位于0.2、2.1(φ值)附近。反映海岸帶中之上前濱的圖像特點(diǎn)(劉寶珺，1985)[11]。

圖2 南段組二段砂巖的粒度分布概率累計(jì)曲線(轉(zhuǎn)引自劉寶王君，1985)

2 南段組二段

南段組一段(DCn2)采集粒度分析樣品12件，分為4種巖石類型。

2.1 含粗砂細(xì)中粒石英砂巖

樣品編號PM014-84-2、PM027-56-2，分別采自東崗幅、南北歸幅，沉積環(huán)境屬海岸帶中之上前濱。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.59～1.81(平均1.68)，屬中粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.61～0.70(平均0.66)，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.04～-0.15(平均-0.09)，近對稱-負(fù)偏；峰度(KG)0.95～1.08(平均1.02)，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于海岸帶中之上前濱沉積環(huán)境。

表2 南段組二段砂巖粒度分析粒度判別計(jì)算結(jié)果

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖2)，S截點(diǎn)位于2.5～3.5(φ值)之間，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的海岸帶中之上前濱相似。

2.2 含巨砂中粗粒石英砂巖

樣品編號D1966-1，采自南北歸幅，沉積環(huán)境屬濁河流環(huán)境。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值0.68，屬粗粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.58，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.09，近對稱；峰度(KG)0.9，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于濁河流沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品發(fā)育懸浮、跳躍、牽引總體(圖2)，S、T截點(diǎn)分別位于1.8、-0.2(φ值)處，圖像特點(diǎn)屬典型的河流沉積。

2.3 含細(xì)砂粗中粒石英砂巖

樣品編號PM027-56-1、D4804-1，采自南北歸幅，沉積環(huán)境屬河流中之邊灘。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.08～1.27(平均1.18)，屬中粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.60～0.62(平均0.61)，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)0.02～0.07(平均0.05)，近對稱；峰度(KG)1.01～1.04(平均1.03)，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于河流中之邊灘沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖2)，S、T截點(diǎn)分別位于2.0～2.5(φ值)之間，圖像特點(diǎn)屬河流的邊灘沉積。

2.4 含少量粗砂中細(xì)粒石英砂巖

樣品編號PM018-25-1、D4807-1、PM014-60-3、D4804-3，樣品分別采自東崗幅、南北歸幅，沉積環(huán)境屬三角洲支流河道中之主河道。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值2.28～2.65(平均2.47)，屬細(xì)粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.65～0.79(平均0.69)，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.05～-0.14(平均-0.11)，負(fù)偏-近對稱；峰度(KG)0.91～1.05(平均0.99)，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于三角洲支流河道中之主河道沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品發(fā)育懸浮、跳躍、牽引總體(圖2)，S、T截點(diǎn)分別位于3.1～3.7、1.4～1.8(φ值)之間，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的三角洲支流河道中之主河道相似。

2.5 含中砂細(xì)粒石英砂巖

樣品編號PM018-71-1，采自南北歸幅，沉積環(huán)境屬濁流沉積海下扇。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值2.68，屬細(xì)粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.58，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)為0.00，近對稱；峰度(KG)0.88，峰態(tài)寬。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于濁流沉積海下扇環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖2)，S截點(diǎn)位于3.6(φ值)附近，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的濁流沉積中哈德孫海下扇相似。

2.6 含少量中砂細(xì)粒巖屑石英砂巖

樣品編號PM014-84-3，采自東崗幅，沉積環(huán)境屬海岸帶中之海岸砂丘砂。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值2.87，屬細(xì)粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.48，分選性好，形成于河流-海灘環(huán)境；偏度(SK1)-0.08，近對稱；峰度(KG)0.98，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于海岸帶中之海岸砂丘砂沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品發(fā)育懸浮、跳躍、滾動(dòng)總體(圖2)，S、T截點(diǎn)位于3.6、2.1(φ值)附近，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的海岸帶中佛羅里達(dá)州克雷斯森特哥的海岸砂丘砂相似。

2.7 含粗砂細(xì)中粒巖屑石英雜砂巖

樣品編號PM014-26-1，采自東崗幅，沉積環(huán)境屬三角洲鄰近天然堤的淺水支流河道。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.76，屬中粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.65，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.04，近對稱；峰度(KG)1.06，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表2)，巖石形成于三角洲鄰近天然堤的淺水支流河道沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖2)，S截點(diǎn)位于3.6、2.5(φ值)附近，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的三角洲鄰近天然堤的淺水支流河道相似。

3 南段組三段

南段組三段(DCn3)共采集粒度分析樣品6件。

3.1 (含)粗砂細(xì)中粒石英砂巖

樣品編號PM027-67-1、PM018-47-1，采自南北歸幅，沉積環(huán)境屬海岸帶中之上前濱。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.51～1.86(平均1.69)，屬中粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.57～0.73(平均0.65)，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)0.02～-0.05(平均-0.02)，近對稱；峰度(KG)0.88～1.04(平均0.96)，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表3)，巖石形成于海岸帶中之上前濱沉積環(huán)境。

表3 南段組三段砂巖粒度分析粒度判別計(jì)算結(jié)果

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖3)，S截點(diǎn)位于2.4～3.0(φ值)之間，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的海岸帶中佛羅里達(dá)州鼓薩科拉的上前濱相似。

圖3 南段組三段砂巖的粒度分布概率累計(jì)曲線(據(jù)Visher，1969；轉(zhuǎn)引自劉寶王君，1985)

3.2 含少量粗砂中細(xì)粒石英砂巖

樣品編號PM018-59-1、PM027-63-1，采自南北歸幅，沉積環(huán)境屬三角洲支流河道中之主河道。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值2.28～2.37(平均2.33)，屬細(xì)粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.58～0.67(平均0.63)，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)0.03～-0.08(平均-0.03)，近對稱；峰度(KG)1.04～1.12(平均1.07)，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表3)，巖石形成于三角洲支流河道中之主河道沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品發(fā)育懸浮、跳躍、滾動(dòng)總體(圖3)，S、T截點(diǎn)位于3.3～3.6、1.5～1.8(φ值)之間，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的三角洲支流河道中之主河道相似。

3.3 含粗砂中細(xì)粒石英砂巖

樣品編號PM018-54-1，樣品采自南北歸幅，沉積環(huán)境屬濁流沉積海下扇。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值1.76～2.03(平均1.90)，屬中-細(xì)粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.65～0.67(平均0.66)，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.06～-0.09(平均-0.07)，近對稱；峰度(KG)均為1.00，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表3)，巖石形成于濁流沉積海下扇沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖3)，S截點(diǎn)位于3.0～3.3(φ值)之間，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的濁流沉積中哈德孫海下扇相似。

3.4 含少量中砂細(xì)粒石英砂巖

樣品編號為PM014-97-1，樣品采自東崗幅，沉積環(huán)境屬濁流沉積海下扇。粒度分析主要參數(shù)及意義：φ值3.03，屬微粒砂；標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)0.54，分選性較好，形成于河流-濱淺海環(huán)境；偏度(SK1)-0.18，負(fù)偏；峰度(KG)均為0.90，峰態(tài)中等。經(jīng)薩胡判別計(jì)算(表3)，巖石形成于濁流沉積海下扇沉積環(huán)境。

在概率累積曲線圖上，樣品僅發(fā)育懸浮、跳躍總體(圖3)，S截點(diǎn)位于3.9(φ值)附近，圖像特點(diǎn)與劉寶珺(1985)[11]的濁流沉積中哈德孫海下扇相似。

4 結(jié) 論

(1)南段組一段(DCn1)為中細(xì)粒石英砂巖、含細(xì)砂粗中粒石英砂巖及少量含粗砂細(xì)中粒石英砂巖組成；沉積環(huán)境為三角洲平原的分支河流河道、三角洲前緣。

(2)南段組二段(DCn2)為含粗粒細(xì)中粒石英砂巖、含巨砂中粗粒石英砂巖、含細(xì)砂粗中粒石英砂巖、含中砂細(xì)粒石英砂巖、含粗砂細(xì)中粒巖屑石英雜砂巖、含少量粗砂中細(xì)粒石英砂巖及含少量中砂細(xì)粒巖屑石英砂巖組成；沉積環(huán)境為三角洲平原的分支河流河道、三角洲前緣、潮坪。

(3)南段組三段(DCn3)為含粗砂細(xì)中粒石英砂巖、含少量粗砂中細(xì)粒石英砂巖、含粗砂中細(xì)粒石英砂巖、含少量中砂細(xì)粒石英砂巖組成；沉積環(huán)境為潮坪、大陸斜坡、三角洲前緣斜坡-深陸棚。