内蒙古扎兰屯格根敖包组一段沉积岩层序地层特征

吴 桐，李 伟，司秋亮，唐 振，马永非

1.吉林大学地球科学学院，吉林长春130026；2.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034

内蒙古扎兰屯格根敖包组一段沉积岩层序地层特征

吴 桐1，2，李 伟2，司秋亮2，唐 振1，2，马永非1，2

1.吉林大学地球科学学院，吉林长春130026；2.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034

扎兰屯哈拉口子北山上石炭统—下二叠统格根敖包组一段沉积岩非常发育，为一套正常陆源碎屑沉积岩组合.根据岩石组合特征、组构、岩层垂向变化规律、沉积环境变化等分析，本区格根敖包组一段沉积岩自下而上可划分为1个Ⅱ级层序，3个Ⅲ级层序及7个Ⅳ级层序.对其进行层序地层学等方面的研究，为大兴安岭地区晚古生代沉积盆地层序地层的研究提供一定的参考.

格根敖包组一段；层序地层；沉积地层；扎兰屯；内蒙古

近年来，层序地层学的研究［1-7］，特别是陆相红色盆地层序地层的研究［8-12］，已由我国南方向北方逐渐展开，在海相地层研究中已取得了重大的进展，大兴安岭地区海陆交互相沉积盆地层序地层的研究也逐步深入.分布在内蒙古扎兰屯哈拉口子上石炭统—下二叠统格根敖包组沉积岩出露面积比较大，出露好，发育全.笔者在该地区进行1∶5万区域地质调查的同时，重点研究了格根敖包组层序地层的划分及沉积环境特征.以哈拉口子北山PM217实测剖面为例，对该沉积地层进行了层序地层特征的分析，旨在为大兴安岭地区晚古生代层序地层的研究提供一定的研究思路.

1 地质概况

哈拉口子北山沉积盆地位于扎兰屯西南部，地层分区古生界为兴安地层区东乌-呼玛地层分区［13］.区内大面积发育晚古生代地层，格根敖包组一段沉积岩是其中重要的组成部分.总体上地层呈北北东向展布，地势较平缓，长约10 km，宽2~5 km不等（图1）.其上被早白垩世白音高老组火山岩喷发不整合覆盖.

2 地层特征

格根敖包组由谢同伦1963年命名，内蒙古地质局第一区测队（1972）正式引用.命名剖面位于内蒙古东乌珠穆沁旗额吉卓尔苏木格根敖包.1973年内蒙古地质局第一区测队依据腕足类确定本组时代为早二叠世.1978年，内蒙古自治区区域地层表编写组将本组1～2安山段划属中、上石炭统，3～5岩性段属下二叠统，改称盐池北山组.1991年《内蒙古自治区区域地质志》恢复了格根敖包组［14］.

格根敖包组一段（C2P1g1）地层层序剖面为哈拉口子北山PM217剖面（图2），其地层层序如下：

图1 扎兰屯哈拉口子地质略图Fig.1 Geological sketch map of Zhalantun area

图2 哈拉口子北山格根敖包组一段实测剖面（PM217）Fig.2 Geological profile（PM217）of the first member of Gergenaobao Formation at Halakouzi

该剖面格根敖包组下部地层由砂质板岩、粉砂岩、粗砂岩及砂砾岩组成.含植物碎片化石，初步鉴定为芦木.顶部被白音高老组不整合覆盖，未见底.总体呈向上稍变粗后变细的退积—进积序列，代表了相对稳定的沉积环境.

3 沉积岩岩石学特征

格根敖包组一段沉积岩的岩石类型主要有7种，以粉砂岩、细砂岩为主，夹少量泥质粉砂岩、粉砂质板岩、粗砂岩、砂砾岩及砾岩.其岩石特征如下.

1）浅褐色砂砾岩：风化面浅褐色，新鲜面灰色，砾状结构，块状构造.砾石成分为安山岩，次圆—圆状，磨圆较好，砾径3~20 mm，含量50%；砂屑成分为安山岩、长石、石英等，次圆—圆状，磨圆一般，大小0.2~1 mm，含量30%.充填物为粉砂和泥质成分，含量20%.

2）黄褐色粗砂岩：灰绿色，粗粒砂状结构，块状构造，砂粒分选性较好，磨圆度次圆—次棱角状.砂粒成分石英占60%，长石占25%，岩屑占10%；胶结物为硅质-铁质等.

3）浅褐色砾岩：风化面浅褐色，新鲜面灰色，砾状结构，块状构造.砾石成分为安山岩，次圆—圆状，磨圆较好，砾径3~20 mm，含量70%.充填物为粉砂和泥质成分，含量30%.

4）深灰色细砂岩：灰绿色，细粒砂状结构，块状构造，砂粒分选性较好，磨圆度次圆—次棱角状.砂粒成分石英占70%，长石占20%，岩屑占5%；胶结物为硅质-铁质等.含植物化石碎片.

5）灰褐色泥质粉砂岩：风化面灰褐色，新鲜面深灰色，泥质粉砂结构，块状构造.由粉砂和泥质组成，肉眼难以分辨特征.

6）黄绿色粉砂岩：黄绿色、浅灰绿色、灰色，粉砂质结构，层状构造.钙质胶结，具体粉砂成分不可辨认.含植物化石碎片.

7）灰褐色粉砂质板岩：风化面灰褐色，新鲜面灰绿色，变余粉砂结构，板状构造，外表呈致密隐晶质，矿物颗粒很细，肉眼难以鉴别.

格根敖包组一段的沉积岩是以粉砂岩为主的一套细碎屑岩，极少量出露砾岩及砂砾岩，代表了当时一种比较稳定的构造环境，沉积速率较缓慢.

4 层序地层划分及特征

海相盆地沉积受区域构造的控制［15-16］.对其层序界面的识别能有效地反映沉积物纵向变化的特点、盆地生成环境及演化规律，从而为正确建立盆地地层格架奠定基础［17］.据陈祥云等的划分原则，以本区发育较好的扎兰屯哈拉口子北山格根敖包组一段实测剖面（PM217）为例，将本区格根敖包组一段沉积岩自下而上可划分为1个Ⅱ级层序，3个Ⅲ级层序及7个Ⅳ级层序（图3）.

格根敖包组一段沉积岩层序地层主要特征如下.

1）Ⅱ级层序：相当于格根敖包组全部的陆源碎屑岩沉积地层.代表了一个盆地从发生、发展到消亡的全部过程.

2）Ⅲ1级层序：相当于格根敖包组早期沉积地层.为河流相沉积环境，代表了格根敖包期湖盆发生—发展—消亡的早期沉积特征.其内部又划分为1个Ⅳ级层序.

Ⅳ1级层序：相当于剖面的1~2层，主要由薄层细砂岩及中厚层砂砾岩组成.构成细砂岩—砂砾岩向上变粗型基本层序，反映了河流相自碎屑流—泥石流的能量逐渐增强的变化.

3）Ⅲ2级层序：相当于格根敖包组早期以后的沉积地层.为河流相－冲积扇相的沉积环境，代表了格根敖包期湖盆发生—发展—消亡的早期沉积特征.其内部又大体划分为2个Ⅳ级层序.

图3 格根敖包组沉积岩层序地层特征Fig.3 Sequence stratigraphic features of Gegenaobao Formation

Ⅳ2~Ⅳ3级层序：相当于剖面的3~6层，主要由中厚层粉砂岩、薄层粗砂岩、中厚层含化石粉砂岩及中层砾岩组成.构成粉砂岩—粗砂岩—粉砂岩—砾岩向上变粗型基本层序，反映了冲积扇自扇根—扇端由碎屑流—泥石流的能量先减弱后增强萎缩的盆地构造，代表了一次小的海退，同时也说明了扇端快速沉积或者湖泛沉积的沉积环境.

4）Ⅲ3级层序：相当于格根敖包组中后期的沉积地层.为海相的沉积环境，代表了格根敖包期湖盆发展—稳定的后期沉积特征.其内部又大体划分为3个Ⅳ级层序.

Ⅳ4级层序：相当于剖面的7~8层，主要由中厚层粉砂岩及薄层细砂岩组成，构成粉砂岩－细砂岩向上变粗型基本层序.其中细砂岩中含芦木化石.反映了海相沉积环境形成早期滨海—滨浅海—滨海海水总体变浅，能量相对稳定的湖退沉积作用萎缩的盆地构造.

Ⅳ5级层序：相当于剖面的9~11层，主要由厚层粉砂岩及中厚层泥质粉砂岩组成.构成粉砂岩—泥质粉砂岩向上变细型基本层序，反映了滨海—浅海海水总体变深，能量相对稳定的陆—海侵沉积作用、扩张的盆地构造.这个时期在粉砂岩中产芦木等植物化石.

Ⅳ6级层序：相当于剖面的第12~19层，主要由巨厚层粉砂岩及少量粉砂质板岩组成.这种基本层序沉积物颗粒较细，反映水动力条件非常稳定的盆地构造.

总之，剖面上共划分6个基本层序.一类是向上变粗型基本层序，是湖平面震荡降低及附属河道-冲积扇形成的；另一类是向上总体先稍变粗后稍变细的基本层序，是湖平面的先稍升高后稍下降形成的.主要岩性为泥质粉砂岩、粉砂岩及细砂岩.这些说明构造环境非常稳定，沉积速率相对较缓慢，盆地沉积环境较稳定.

5 沉积环境探讨

格根敖包组一段沉积岩主要为海陆交互相碎屑岩沉积，以粉砂岩为主，显示了较深水沉积的环境特征.基本层序类型以向上变细型为主，反映了水动力较弱的远岸沉积特点.下部为细砂岩、粗砂岩、砂砾岩的组合，岩石分选性较好，发育交错层理、板状交错层理，代表该组底部河流-冲积扇较活跃的沉积环境.中上部以细砂岩、粉砂岩、泥岩组合为主，岩石的分选较好，发育有水平层理、平行层理、波状层理以及各种显微纹理，代表了一种水体较深、水动力较弱的冲积扇-滨海-浅海沉积环境.基本层序以二元结构型向上变细型、向上变粗型、韵律型交替组合为主，显示了沉积环境由滨海—浅海—滨海旋回式变化特点，说明该组经历了多次海侵向海退转变后稳定下来的旋回式沉积作用.该组内粉砂岩中多层位含植物化石，主要有芦木等植物化石.在接图1∶5万龙头里幅中的格根敖包组沉积地层发现了海百合茎（张渝金，2012），充分显示了其海相沉积的环境.

综上，格根敖包组为一套海陆交互相沉积产物.

6 结论

1）扎兰屯哈拉口子盆地格根敖包组沉积岩可划分为河流相-冲积扇-海相的沉积环境.

2）根据岩石组合特征、组构、岩层垂向变化规律、沉积环境变化等分析，本区格根敖包组沉积岩自下而上可划分为1个Ⅱ级层序，3个Ⅲ级层序及7个Ⅳ级层序.

（3）格根敖包组沉积期哈拉口子沉积盆地经历了两次收缩及一次扩张的过程，分别对应了底部的河流相沉积及冲积扇沉积.

4）格根敖包组沉积后期构造环境比较稳定，沉积速率慢，盆地沉积作用非常平稳.

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SEQUENCE STRATIGRAPHY OF THE FIRST MEMBER OF GEGENAOBAO FORMATION IN ZHALANTUN AREA,INNER MONGOLIA

WU Tong1，2，LI Wei2，SI Qiu-liang2，TANG Zhen1，2，MA Yong-fei1，2
1.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China；2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，CGS，Shenyang 110034，China

A set of normal terrigenous clastic sedimentary rocks of the first member of Gegenaobao Formation,Upper Carboniferous-Lower Permian,is well developed in Zhalatun area,Inner Mongolia.Base on the analysis of the rock assemblage,composition,vertical variation of strata and sedimentary environment change,the sedimentary rocks of Gegenaobao Formation may be subdivided into one Grade II sequence,including three Grade III sequences and seven Grade IV sequences.Study on the sequence stratigraphy provides a valuable reference for the Late Paleozoic sedimentary basin formation in Daxinganling region.

first member of Gegenaobao Formation；sequence stratigraphy；sedimentary strata；Zhalantun；Inner Mongolia

1671-1947（2016）03-0218-05

P539.2

A

2015－12－30；

2016-03-31.编辑：张哲.

中国地质调查局“内蒙古1/5万大呼勒气沟等四幅区域地质调查”（编号1212011120665）；“松辽外围西部盆地群油气基础地质调查”（编号12120115001001）.

吴桐（1981—），男，工程师，吉林大学硕士研究生，现从事数字化区域地质调查工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号，E-mail//jesnet1981@sina.com.cn