陆源区的分析

如题所述

1.判断古陆或侵蚀区的存在

在地质历史时期中,侵蚀区与沉积区是一个相对的概念,只能以一定时期内的主要地质作用为依据来加以区分。如在某一个地区在一定时期内堆积了沉积物,该地区可以认为是沉积区;假如这个时期结束前没有沉积,则把它看作为侵蚀区。通常把侵蚀区作为在相当长的时期内,向沉积区供给陆源碎屑和溶解物质的剥蚀区。侵蚀区通常是地壳持续上升的地区,按持续时间的长短,将侵蚀区划分为稳定的侵蚀区和暂时的侵蚀区,把稳定的侵蚀区称为古陆。

要判断某一地区在地质历史某些时期内存在侵蚀区,首先是要在该地区确定缺失相应时代的地层,但这还不够,因为某些地层或沉积物,可能是在沉积之后更晚的时代被侵蚀掉的。我们还可根据以下的标志来判断古陆或侵蚀区的存在:①被研究的地层的尖灭和较新的地层的超覆;②下伏地层顶部有古风化壳存在,或与下伏地层呈不整合关系;③根据沉积相变来判断古陆的存在,由侵蚀区至沉积区的相变是有规律的,靠近陆源区海相沉积物减少,而被陆相沉积物代替,这样可以根据对某时代地层的相剖面的对比,按照相变的规律追索确定侵蚀区的位置。如果在缺失某个时代的岩层的地区与沉积区之间的沉积相、厚度等值线和生物相之间都是渐变的,呈近平行关系,则标志着有剥蚀区存在,如果是交叉关系甚至是垂直关系,则可能是后期剥蚀所造成的,即后期隆起剥蚀区(图10-1);④利用古流向分析也可区分古剥蚀区和后期隆起剥蚀区,并可确定古剥蚀区存在的方位(图10-2);⑤根据同时代的陆源碎屑矿物的含量及粒度变化确定古陆的存在,愈靠近侵蚀区,陆源碎屑矿物总含量愈高,粒度愈大,粘土矿物组分的规律变化为近陆地以高岭石为主,远离剥蚀区则蒙脱石和伊利石增多。

图10-1 沉积时为古陆侵蚀区(A)和沉积后为侵蚀区(B)的岩相变化示意图

(据刘宝珺、曾允孚,1985)

2.查明古地形的起伏特征

古地形的起伏程度与大地构造的性质、剥蚀强度、沉积作用强度等因素有关。在构造稳定区,构造运动缓慢,风化作用强,古陆地形较平坦,其上覆有风化壳;在构造活动区,升降运动的速度和幅度均很大,因此具有切割强度大的地形。古侵蚀面能反映受地形切割的强度,对切割古地形的再造,应当从分析沉积物特点出发,沉积区离侵蚀区愈远,沉积物的性质就愈不能反映地形特征。因此,应该首先注意陆相沉积物,如果陆相沉积物没有被保存下来,那么必须找同一时代的滨海或浅海沉积。侵蚀区的切割地形边缘常堆积粗碎屑沉积物。因此,分选及磨圆均较差的粗碎屑堆积可作为侵蚀区地形切割强烈的标志。细粒碎屑沉积物及古风化壳的存在,以及碳酸盐岩的滨线沉积,可反映剥蚀区较平坦的地形特征。碳酸盐岩与陆源碎屑混合沉积的海岸,反映古地形稍有起伏。但是,实际情况要复杂得多,在海岸十分陡峭和海底倾斜很大的情况下,在沿岸地区完全可以堆积大量的岩块和砾石物质,这种砾石距离来源区近;如果砾石距离来源区很远,则完全可以推断当时的古地形是高而切割强烈的。

图10-2 根据古流向特点确定古剥蚀区的存在及沉积时为剥蚀区(A)和沉积后剥蚀区(B)的古流向变化

(据刘宝珺、余光明,1990)

沉积相类型和分布特征的研究也有助于恢复古地形特征,作为正地形特征的沉积相是残积相与坡积相,而湖泊相、沼泽相和河流相都属于负地形,但冲积扇沉积无疑是分布在地形起伏显著、坡降急剧减缓的山麓。曲流河三角洲沉积的存在可以推断古陆地形是低的较平坦的地形。而存在海相沉积无疑指示海盆的存在。根据海相沉积的类型又可确定滨海、浅海、半深海和深海环境。

3.物源区母岩性质的确定

物源区是提供陆源碎屑的物质来源的地区,沉积物质主要来自古陆。可以根据沉积物的特征来判别物源区的母岩的性质。

(1)砾岩的成分

砾石的粒度、成分及百分含量的变化是确定母岩的性质及物源方向的基本手段。砾岩主要分布在盆地边缘,接近于物源区。砾石成分可直接反映物源区的母岩成分,统计各种砾石成分及比例,即可得知母岩之成分特征。但由于各种母岩抗风化、磨蚀能力各不相同,因此,砾石类型的比例有时不能直接反映物源区各类岩石的相对丰度。

(2)砂岩的成分

砂岩中的岩屑直接反映母岩性质。砂岩中的颗粒矿物类型也能反映母岩性质,砂岩最主要的矿物是石英和长石。根据石英中的包裹体、石英消光类型、形状以及多晶现象等常被用来判别各种类型的石英。例如,①来自中、酸性岩浆岩的石英多为镶嵌接触的多晶石英,石英中可有锆石、电气石、磷灰石等矿物包裹体;②来自火山岩的石英,通常是单晶、透明,颜色呈烟灰色,无波状消光,呈短的双锥体,并有裂纹和熔蚀现象;③来自变质岩的石英,为缝合接触的多晶石英,具有波状消光,石英中有夕线石、电气石、蓝晶石等矿物包裹体;来自沉积岩的石英,颗粒比较圆滑,常为具有再旋回的次生加大现象,属再生石英。

近十年来,根据石英的不同阴极发光类型确定母岩的性质的方法被广泛应用,石英有三种类型的发光,每一种发光类型代表一个特定的岩区:①紫色石英,它们是高温(>573℃)条件下快速冷却形成的,产出于深成岩、火山岩、接触变质岩中;②褐色石英,形成温度300~573℃,产出于区域变质岩中;③不发光石英,形成温度<300℃,是成岩过程中自生的且又未经过回火作用的石英。不同发光颜色的石英来自不同的物源区。因此,可以根据石英的不同发光类型,确定物源区的母岩性质,并可追索物源区母岩类型的混合度。

综合应用砂岩中各种组分,编制砂岩类型分区图,也有助于恢复母岩性质及物源方向,近母岩区长石和岩屑含量高,石英相对较少,多为岩屑砂岩和长石砂岩,向盆内渐过渡为石英砂岩。

(3)碎屑重矿物组合

碎屑重矿物常集中在细砂岩及粉砂岩中,含量不超过1%。利用碎屑重矿物组合及含量变化,追索物源和恢复母岩早已被广泛应用。一定的重矿物组合能反映一定的母岩性质,如表10-1所示。

表10-1 常见母岩的轻重矿物组合

(据刘岫峰,1991)

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