贵州水城地区中三叠统关岭组沉积相研究

吕绍玉

(贵州省地矿局113地质大队,贵州 水城 553001)



贵州水城地区中三叠统关岭组沉积相研究

吕绍玉*

(贵州省地矿局113地质大队,贵州 水城 553001)

贵州水城地区中三叠统关岭组有 6种主要岩相类型: 1.紫红、灰绿等杂色含粘土质粉砂岩、2. 浅灰色(微含泥质)泥晶白云岩、3. 浅灰色具膏盐假晶泥晶白云岩、4. 灰黄、灰紫、紫红色含粘土质中—细粒长石岩屑砂岩、5.灰色泥晶灰岩、6. (微含泥质)含生物屑含砂屑泥晶灰岩。 划分出障壁海岸相,以及潮坪亚相、泻湖亚相和 6种微相; 建立了沉积相序, 指出海平面变化对该区巴东期沉积物类型起着控制作用。

水城; 中三叠统;关岭组; 沉积相; 贵州

贵州水城地区位于扬子陆块东南缘,处于六盘水NW向构造变形区与威宁穹盆构造变形的结合部位。中三叠时期，贵州北部在碳酸盐台地的基础上，沿镇远、贵阳、安顺、贞丰一带，在台地边缘沉积了一“S”形礁滩相带，此相北西侧为半局限台地，南东侧为广海盆地[ 1]。研究区位于礁滩相带北西侧(图1)。

(据贵州省1：50万地质图修改)1.石炭系 2.二叠系 3.飞仙关组 4.喜陵江组 5.关岭组 6.杨柳井组 7.滨岸(碎屑岩)相带 8.半局限台地相 9.开阔台地相 10.深水盆地相 11.研究区位置 12.剖面位置图1　研究区地质略图

区内地层发育较为完整,已有大量研究成果, 关于中三叠世关岭组的研究主要集中在地层、古生物方面[1]，而对于沉积学方面研究较为少见[2,3]。中晚三叠世的印支运动导致了扬子地台发生大规模海退,中三叠世关岭组沉积期正处于这一转折时段,因此关岭组的沉积学研究对于探讨印支运动对该地区沉积学的响应有着十分重要的意义。近年来，笔者在该地区进行膨润土矿资源调查时，在野外填图和剖面测制的基础上,结合沉积学研究方法,对关岭组岩石地层、沉积相作了初步研究。

关岭组源于许德佑(1940) 在关岭县附近创建的“关岭层”演变而来。该组在贵州中、西部广泛分布,其西与巴东组滨岸相碎屑岩、东与坡段组浅滩相碳酸盐岩为同时异相沉积[1]。

1　岩性组合特征

根据本次在位于水城县盐井乡(盐井向斜SW翼)测制的地层剖面，区内关岭组岩石组合特征与区域上一致，可分为两个岩性段(图2)。

第一段：为灰、黄灰色薄至中厚层泥至微晶白云岩夹中厚至厚层溶塌角砾白云岩、泥质白云岩、白云质灰岩、泥晶灰岩及少量生物屑灰岩、粘土岩。白云岩具鸟眼构造、帐蓬构造、水平层理、平行纹层及小型交错层理，偶见膏盐假晶。底部为灰绿、灰黄、黄绿色玻屑凝灰岩。厚135 m。

第二段：为灰、青灰色薄至中厚层具生物扰动泥晶灰岩与中厚至厚层泥晶灰岩、砂屑生物屑泥晶灰岩呈不等厚互层，夹白云质灰岩、白云岩。厚185 m。

2　岩石学特征与沉积构造

2.1岩石学特征

以沉积学原理为指导[4、5、6]，通过剖面测制与镜下岩矿分析，总结了该剖面的岩石学特征。

2.1.1含粘土质粉砂岩

在关岭组第一段中含量最高，颜色主要为紫红、灰绿等杂色。由粘土矿物和陆源碎屑二组分组成。碎屑成分为玄武岩岩屑(含量40%～50%)、长石矿物屑(含量20%～25%)、石英矿物屑(含量10%～20%)及其它矿物屑(绿泥石矿物屑、云母矿物屑等，含量约3%)。以粉砂级为主，细砂级次见；粉砂/细砂约7/3或6/4；呈次圆状、圆状，磨圆度和分选性均良好。镜下见及粘土矿物和陆源碎屑多各自顺层偏集呈透镜—层纹—条纹—条带状间隔产出。

2.1.2(微含泥质)泥晶白云岩

颜色主要为浅灰色。岩石由白云石基底和泥质组分组成。白云石含量高达96%。分布不甚均匀，泥晶级；自形—半自形，粒状晶体。泥质含量约4%。不均匀偏集分布，不显示光性特征。镜下见白云石和泥质多各自顺层偏集呈透镜—层纹—条纹—条带状间隔产出。

2.1.3具膏盐假晶泥晶白云岩

颜色主要为浅灰色。岩石基本上由白云石基底、石膏假晶、泥质和陆源碎屑等组分组成。白云石含量高达85%。不均匀偏集分布，泥晶级；自形—半自形，粒状晶体。泥质含量约3%。不均匀污染状分布，石膏假晶特征为：含量约12%。板状晶型，已溶失。现次生充填成分为方解石，中—细—粉晶级；半自形—它形，粒状晶体。镜下见白云石基底、石膏假晶、泥质和陆源碎屑)各自顺层偏集呈层纹—条纹—条带状间隔产出。

2.1.4含粘土质中—细粒长石岩屑砂岩

仅在关岭组第一段底部见及。颜色主要为灰黄、灰紫、紫红色。碎屑成分为玄武岩岩屑(含量约50%)、长石矿物屑(含量约25%)、石英矿物屑(含量约15%)及其它矿物屑(如绿泥石矿物屑、云母矿物屑等，含量约3%)。碎屑矿物成熟度较低。填隙物为粘土矿物，不均匀偏集分布；显微鳞片状晶体；半自形—自形。对陆源碎屑起胶结作用(相当于接触式胶结)。

2.1.5泥晶灰岩

分布于关岭组第二段中，为灰色薄—厚层状。主要矿物成分为泥晶方解石。灰岩中时有一定量的陆源碎屑，主要是玄武岩岩屑、绿泥石等，含稀少的生物屑，主要薄壳类介屑、棘皮屑等。

2.1.6(微含泥质)含生物屑含砂屑泥晶灰岩

分布于关岭组第二段下部和上部，为灰色薄—厚层状。岩石由方解石基底、粒屑(内碎屑、生物屑)等组分构成。砂屑含量20%～25%，成分为泥晶级它形粒状方解石，分布不甚均匀，呈层偏集。呈圆状、椭圆状、次圆状、次椭圆状等，分选性与圆度均良好。生物屑含量20%～30%，分布不甚均匀，呈层偏集。粒度<5.00～0.06 mm，为砾砂级生物屑；分选不佳。种类较为单一，见及薄壳类介屑、棘屑等。保存不完整、破碎程度强烈。长轴大致平行于层理面展布。

2.2沉积构造

关岭组第一段主要为微-泥晶白云岩，底部沉积少许中—细粒长石岩屑砂岩。泥质岩中发育由各种组分偏集形成的透镜—层纹—条纹—条带状构造；白云岩中发育水平纹层及晶洞构造。表明水动力很弱。

1.岩屑长石砂岩 2.粉砂质粘土岩 3.溶塌角砾白云岩 4.泥晶白云岩 5.泥质白云岩 6.泥晶生物屑砂屑灰岩 7.水平层理 8.晶洞构造 9.虫管图2　贵州省水城县盐井-猴场一带关岭组岩相柱状图

关岭组第二段以泥晶灰岩为主,下部和上部夹含生物屑含砂屑泥晶灰岩。泥晶灰岩发育水平层理，中部发育虫管，虫管多在层面上呈长条形、弧形，直径大者达1.5 cm。表明水动力较弱。含生物屑含砂屑泥晶灰岩中局部具低角度斜层理，纹层系由生物屑、砂屑含量变化显现，为潮汐作用之产物。

3　沉积相

根据剖面上岩石学组合特征及沉积构造，结合前人的研究成果，认为水城地区关岭组为障壁型海岸下低能的潮坪、泻湖沉积环境(图2)。

3.1潮坪亚相

此亚相处于平均高潮面附近和平均低潮面附近，剖面上由下至上为发育陆源碎屑沉积→灰泥质方解石沉积。近岸处以陆源碎屑沉积为主，远离海岸处以灰泥质方解石沉积为主。它们各自包含了若干微相，依次叠置构成了向上变浅的沉积序列。

3.1.1砂坪微相

该微相主要发育于潮间下带(也称低潮坪)和浅潮下带，水动力条件相对较强，以砂质沉积物占优势。岩性主要为灰紫、紫红色岩屑长石杂细砂岩及薄层状泥质粉砂岩。砂岩中具斜层理，泥质粉砂岩中发育砂纹层理。此斜层理和砂纹层理可能是由沙坡在潮流作用下迁移造成的，也可能是潮沟侧向迁移形成的。

3.1.2泥坪微相

该微相主要发育于潮间带(也称高潮坪)和潮上带，此带常暴露于大气下，仅在大潮和风暴潮期间才被海水淹没。岩性主要为紫红、灰绿色薄层粉砂质粘土岩。发育水平层理，以氧化色调为典型特征。

3.1.3砂屑滩(坪)微相

该微相主要发育于潮间下带，水动力条件相对较强，以碳酸盐颗粒沉积占优势。岩性主要为灰色泥晶生物屑藻砂砾屑灰岩。该滩(坪)是由障壁岛滩上高能淘洗的介屑、棘屑及藻砂砾屑经间歇性潮汐作用搬运至潮坪环境中沉积的。

3.1.4灰泥坪微相

该微相主要发育于潮间下带，为潮下低能环境。岩性主要为深灰色、灰色中厚—厚层瘤状(微含泥质)泥晶灰岩，层间夹泥质条带，含稀少的介壳屑和棘皮屑。具水平层理及生物扰动构造。

3.2泻湖亚相

泻湖是被障壁岛所遮挡的浅水盆地，它以潮道同广海相通或与广海成半隔绝状态。其波浪作用较弱，沉积物以化学沉积物质为主。由于水体的蒸发、淡水的注入等因素影响，都将使泻湖的含盐度高于或低于正常海水，由此形成淡化泻湖和咸化泻湖。

区内仅为泥云质泻湖微相，主要发育于关岭组第一段中，岩性为灰绿、紫红、等杂色白云质泥岩与灰色薄层状泥质白云岩呈韵律组合。泥质岩中发育水平层理，白云岩中具晶洞构造。此微相是在环境逐渐闭塞、气候干燥、蒸发作用增强的演变而成。

4　沉积模式

根据上述对研究区剖面沉积相分析(图2)，可看出关岭组总体为由泻湖相过渡到潮坪相的演化特征。结合区域岩相特征，建立了该地区沉积相模式(图3)，表现为障壁岛后的潮坪、泻湖沉积。其中关岭组第一段为白云岩、白云质泥岩与含粘土质粉砂岩相互叠加，纵向上表现为泻湖相与潮坪相的相互变迁。第二段以泥晶灰岩为主夹生物屑砂屑灰岩，发育水平层理和生物扰动构造。表现为在潮下低能的背景下，时而有潮汐流从障壁滩上带来生物屑、砂屑颗粒到区内沉积。

1古陆 2滨岸 3沼泽 4泻湖 5障壁岛 6深海 7虫管 8研究区图3　研究区关岭组沉积模式图

综上，区内关岭组岩相演化与区域上一致，总体表现为由闭塞→半闭塞、海水由浅变深的沉积序列。

5　结论

通过系统野外地质剖面研究基础上，结合室内镜下岩相分析，研究了区内中三叠统关岭组的主要岩相类型和沉积相，并对其沉积环境做了初步分析，获得如下认识：

(1)水城地区中三叠统发育6种岩相类型：1.紫红、灰绿等杂色含粘土质粉砂岩、2. 浅灰色(微含泥质)泥晶白云岩、3. 浅灰色具膏盐假晶泥晶白云岩、4. 灰黄、灰紫、紫红色含粘土质中—细粒长石岩屑砂岩、5.灰色泥晶灰岩、6. (微含泥质)含生物屑含砂屑泥晶灰岩。

(2)根据实测剖面的沉积构造特征、岩相特征和相关资料，认为研究区关岭组沉积环境为有障壁海岸条件下的潮坪、泻湖沉积。其中潮坪根据沉积物差异划分为砂坪、泥坪、灰坪和砂屑坪。泻湖则仅发育泥云质泻湖。

(3)在关岭时期，区内海水逐渐加深，其岩相演化与区域上一致，总体表现为由闭塞→半闭塞、海水由浅变深的沉积序列。

[1] 贵州省地质矿产局，贵州省区域地质志[M].北京：地质出版社，1987.

[2] 杨式溥，孙永传. 贵州清镇中三叠统关岭组的遗迹化石及其沉积环境意义[J].石油与天然气地质, 1982，3(4):369-378.

[3] 徐胜林,陈洪德,朱利东，等．重庆石柱中三叠统巴东组沉积相研究[J].沉积与特提斯地质，2007，27(1):44-49.

[4] 刘宝珺，曾允孚.岩相古地理基础和工作方法[M].北京：地质出版社, 1985.

[5] 陈建强,周洪瑞,王训练．沉积学及古地理学教程[M].北京：地质出版社，2004：1-253.

[6] 梅冥相,高金汉．岩石地层的相分析方法与原理[M].北京：地质出版社，2005：1-279.

(责任编辑：王先桃)

The Study of Guanling Formation of Middle Triassic about Shuicheng Area of Guizhou

LV Shaoyu

(113 Geological Team, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration & Development, Shuicheng 553001， China)

There are six major facies types about Guanling Formation of Middle Triassic about Shuicheng Area of Guizhou: 1. purple, gray and other variegated clayey siltstone; 2. Dolomicrite with light gray; 3. Salt pseudomorphic dolomicrite with light gray; 4. The containing clay middle-thin sandstone of yellow with gray, purple with gray; 5. Gray micritic limestone; 6. (including micro muddy) sand containing bioclastic micritic limestone debris. Divided barrier coast phase, and tidal flat subfacies lagoon subfacies and six micro phase; the establishment of a sedimentary facies sequence, it pointed out that the sea-level change of sediment type Patong acted as the dominator.

Shuicheng; Middle Triassic; Guanling group; sedimentary facies; Guizhou

A

1000-5269(2016)03-0050-05

10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2016.03.13

2016-03-30

国家自然科学基金项目资助(41072072).

吕绍玉(1969-)，男，大学本科，工程师，研究方向：地质调查及找矿工作，Email:913697552@qq.com.

吕绍玉，Email：913697552@qq.com.

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