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安徽合肥盆地东北部白垩纪层序地层学分析

2020-11-15 来源:乌哈旅游
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地层学杂志 2002年4月 JOURNAl OF STRATIGRAPHY 第26卷第2期 安徽合肥盆地东北部白垩纪层序地层学分析① 吴跃东 邵 莉 (安徽省地质调查院 安徽合肥230001) 捕要:运用层序地层学理论和工作方法,对台肥盆地东北部白垩纪陆相地层各类沉积建靖的沉积环境、沉积相和 陆相沉积体系域进行r分析,根据红层盆地的沉积物充填序列、基本层序,将白垩纪断(坳)陷盆地充填沉积序列中 划分为4十层序,在屠序地层学分析基础上 并根据岩石地层单元和沉积体系在时空上的展布特征,初步建立了缸 盆地层格架。 关键词:白垩纪地层,陆相沉积体系域.层序及界面.层序地层学分析 地层格架 中图法分类号:P 334.53 文献标识码:A 文章编号:0253—4959(2002)02 0111—08 安徽合肥盆地,在大地构造位置上横跨了中朝 是在不同的历史时期盆地范围、性质都有所不同。通 准地台和秦岭褶皱系两个大地构造单元(王鸿祯, 过对该地区研究对整个盆地地层、层序及演化都具 1983),盆地东界为嘉山~庐江断裂;西界为长山东 有一定的实际意义。 断裂;北界为颖上一定远断裂;南界为桐柏磨子潭 断裂,大致呈不等边四边形,总面积近23 000 km 田 i (韩树芬等,1 996) 回 釉 合肥盆地的形成经历了复杂的演化过程(早期 以挤压为主,晚期以伸展为主),为一复合型盆地.即 回脏 经历了挠曲构造负荷沉降拉张断陷 坳陷几个发 回耻 展阶段,反映了中朝地块与扬子地块拼合后,地壳有 缩短增厚一应力松弛过度地壳减薄伸展的动力背 口t i 景(朱夏等,1 983;王清晨等,l997;朱光等,2000)。合 圈矾甜 肥盆地为燕山早期以来形成的断(坳)陷盆地,盆地 回捕 】 的形成和演化受郯庐断裂所控制 早白垩世早期,郯 庐断裂左行平移,产生北东向拉分,形成坳陷盆地, 回 洲 至早白垩世晚期,郯庐断裂呈北西南东向伸展,形 圈 癸 成地堑式断陷盆地(许志琴.1984;薛爱民等,l999; 周建高等,1 999) 合肥盆地东北部肥东高亮定远 囫rEIli', ̄ 界牌池河一带陆相红色碎屑岩的白垩纪地层分布 团逆根 面积较广(图1)、层序完整、沉积厚度较大、沉积相 的纵横向变化均较大(吴跃东等,1 999).是合肥盆地 囫 # 同期地层记录较完整的地区,本文对该区白垩纪陆 P-1 l 相盆地进行层序地层学分析,研究其层序构成和沉 57——1 根 积体系空间配置,建立岩石地层格架,探讨盆地充填 序剜与盆地演化形成机制的成困联系。研究区虽然 团畚嚣脯 位于盆地边缘,其沉积作用总体与合肥盆地相同.但 [ 蔓厶 ①原地质矿产都l,5万《池河镇幅} 《藕塘填幅》,《界牌集幅}和 管家坝幅》区调项目 图l 调查区基岩地质略图 文稿接受日期;2001 l1 l8 第一作者简舟:l962年7月生,男.安徽肥东人.高级工程师,从 一、白垩纪地层的层序及沉积相 事区域地质调查、地层和岩相古地理研究工作。 1毛坦厂组(Km) 维普资讯 http://www.cqvip.com

地 层 学 杂 志 26卷 郯庐断裂带在早白垩世走滑平移活动过程中诱 发了火山岩喷发(牛漫兰等,2000).形成火山岩夹碎 屑岩沉积,灰白色、灰紫色安山质凝灰角砾岩、灰紫 色安山凝灰熔岩、灰白色安山质熔岩和凝灰岩组成 两个不完整的喷发旋回,局部夹紫、灰紫色薄 中薄 层凝灰质砂岩,偏下部为暗紫红色长石岩屑砂岩,火 山岩年龄为1 24.1±0.7Ma(黑云母4OAr/39Ar) 层长石石英细砂岩与粉砂岩或泥质粉砂岩呈不等厚 互层,局部夹灰紫色细砾岩透镜体,具水平层理、沙 纹层理和波状层理,在雨林集一带还出现了丘状交 错层理,厚大于254m。 2.3上段(K.37。) 在西王章广一带的坳陷盆地 中,此时盆地坳陷比较深,沉积了浅湖相灰绿、黄绿、 棕紫色薄层泥质粉砂岩和泥岩.具沙纹层理、渡状层 理和水平层理.厚大于100m。在南部古城到北部雨 林集的坳陷盆地中,此时也同样处在盆地坳陷最深 的时候,为半深湖相沉积。南部古城一带沉积了灰 绿、灰色薄层泥岩夹黄色薄层泥灰岩透镜体,厚 448m。到北部雨林集一带沉积了深灰、黄绿色薄层 泥岩、粉砂质泥岩夹少量薄层钙质细砂岩,厚大于 50m。 (周泰禧等,1992;朱光等,2001),其底为砾岩和砂砾 岩与下伏不同时代地层呈不整合接触(陈丕基, 2000)。 2新庄组(K. ) 2.1 下段(K. ) 由于受郯庐断裂左行平移作用 产生近东向拉分,盆地最东边的西王章广一带位 于坳陷盆地边缘,其沉积地层不整合于变质岩基底 之上,为山麓冲积崩相沉积;岩性为灰紫、紫红色块 状粗 巨砾岩、中砾岩、细砾岩、含砾粗砂岩,局部夹 粗砂岩透镜体,砾石成分主要为下伏层西冷(岩)组 的变质岩,厚304m。向西至岱山水库滑鼻山一带 为离开坳陷盆地的边缘,当时盆地坡度不是太陡,离 陆源较近,流速较快,显示河床浅,砂坝众多,形成以 砾石含量较高的砾质辫状河流相沉积;岩性为灰紫、 紫灰、紫红色厚层砾岩与含砾粗砂岩、粗砂岩呈不等 3邱庄组(K2q) 3.1下段(K q )研究区由以挤压为主向以拉张 为主的阶段转化,郯庐断裂平移活动减弱,由张性断 裂控制(朱光等,2001),沉积盆地的发育情况较以前 有很大变化,由坳陷盆地转为断陷盆地,盆地重新下 降接受沉积 在南部三官一带盆地边缘出现冲积扇 相沉积,岩性为灰紫、紫灰色砾岩、含砾砂岩和岩屑 砂岩组成的旋回性沉积,局部夹棕褐色薄层泥岩,砾 石成分为片麻岩、安山质火山岩及脉石英等,厚大于 720m。在杨塘广兴一界牌藕塘一线全为砾质辫 状河流相沉积,岩性为暗灰、浅灰红色中薄一中厚层 安山质砾岩、含砾砂岩夹浅灰红色薄 中薄层岩屑 砂岩,为一套火山质砾岩、含砾岩屑砂岩和岩屑砂岩 组成的下粗上细的正旋回序列,厚大于165m,主要 为河道滞留沉积、砾质和砂质砂坝沉积。河漫滩或洪 泛平原相沉积,常因底部冲刷而减薄或缺失,岩性为 灰红色岩屑砂岩与泥质粉砂岩互层,岩石具水平层 理,系垂向加积产物。 3.2 中段(K q ) 向南至肥东三官集和向北至定 远永宁泗龙山都为扇三角洲相沉积,为洪流携带着 大量的粗碎屑物以不同方位、不同规模、不同程度直 接插入湖盆中的不同部位所形成,主要由扇三角平 原的河道滞留沉积、砂质砂坝沉积组成。河道滞留沉 积由棕红、浅灰红色中薄层细砾岩组成,具底冲刷和 正粒序性;砂质砂坝沉积由棕红、浅灰红色长石石英 砂岩或钙质长石石英砂岩组成,发育槽状交错层理、 板状交错层理和平行层理;扇三角洲前缘由棕红、浅 灰红色钙质中细粒岩屑砂岩与薄层细粒长石砂岩互 层夹少量泥质粉砂岩具平行层理和斜层理,成层性 较好,呈席状分布;前扇三角洲沉积为棕红、浅灰红 色粉砂岩或粉砂质泥岩,具水平层理和具渡状沙纹 厚互层,厚大于179m。其碎屑物质来自于东边张八 峙山地,古流向在南部以南西为主,中部为西到北西 西向。向盆地内部则为冲积平原型沉积。 2.2 中段(K ) 西王 章广一带仍处在构造活 动较强的边缘地带.此时发育辫状三角洲相沉积.自 下而上为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲亚相 沉积,组成下粗上细的层序。三角洲平原沉积由砾质 辫状河道和泛滥平原沉积组成,砾质辫状河道为灰 紫、紫红色中 厚层砾岩与含砾砂岩夹灰紫色中厚 一厚层细粒岩屑石英砂岩,沉积的旋回下粗上细.并 且往上旋回规模逐渐变小。旋回下部为河道滞留砾 岩沉积,具底冲刷和正粒序.旋回的上部为砾质砂坝 沉积,砾石基本顺层排列,具槽状交错层理,古流向 为北西西向,碎屑物质来自于东边张八岭山地;辫状 三角洲前缘由具槽状和斜层理的厚层或块状粗粒砂 岩夹细砾岩组成,为砂质砂坝沉积和具中厚层细粒 长石石英砂岩与泥质粉砂岩组成的三角洲前缘远砂 坝和席状砂沉积;泛滥平原沉积为灰紫色岩屑砂岩、 粉砂岩夹薄层泥岩.其中生物遗迹众多,并有龟裂 纹,厚494m。在马湖雨林集一带由于距盆地边缘 相对较远,加上坳陷已有一定深度,此时已成为浅湖 相沉积,河流把东边张八岭山地风化剥蚀物带人到 湖盆中沉积下来,形成了浅灰紫、紫灰色中薄一中厚 维普资讯 http://www.cqvip.com

2期 吴跃东等:安徽台肥盆地东北部白垩纪层序地层学分析 113 层理。其余地区为棕红、浅灰红色中薄层长石石英砂 岩、粉砂岩夹薄层粉砂质泥岩,具水平层理、沙纹层 理,为滨、浅湖相沉积。厚大于327m。 3.3 上段(K q。) 从三官 马湖 界牌以西全部 为浅湖相沉积,沉积了浅灰红、棕红色中厚层粉砂 岩、泥质粉砂岩夹浅灰、浅灰绿色薄层钙质细砂岩夹 棕红色薄层泥岩.具水平层理和沙纹层理 厚大于 11 4m。在西南高亮一带转变为半深湖相沉积,由薄 层浅灰红、棕红色中厚层粉砂岩、泥质粉砂岩夹浅灰 到浅灰绿色钙质细砂岩和棕红色薄层泥岩、粉砂质 泥岩夹泥灰岩透镜体组成.水平层理发育 4张桥组【K ) 4.1 下段(K ) 处在郯庐断裂带的伸展活动阶 段,也是郏庐断裂裂谷作用阶段(许志琴,1 984),表 现为区域应力场处于北西南东向伸展作用阶段, 断裂以正断裂为主,由于池河~杨塘断裂与藕塘 古城断裂两断裂的作用(安徽地质矿产局,1988).晚 自垩世晚期红盆沉积发育,东部多处不整合覆于变 质岩基底或晚侏罗世侵人岩之上,西侧断陷速度和 幅度较大.沉积厚度也大,东侧幅度较小。在杨培 藕塘一带和弛河以北为洪积扇相沉积,由于在干旱 气候出现季节暴雨.山地河流携带大量碎屑物质在 出口处困坡度变缓、流速变小.而使碎屑物质快速堆 积下来形成 岩性为紫红、砖红色厚层砾岩、含砾砂 岩,局部夹砖红色长石石英砂岩透镜体,砾石成分较 杂,分选很差.大小悬殊.基质支撑,不显层理,其中 砾石成分为西冷(岩)组变质岩,厚大于413m。从藕 塘漫张水库到北部岱山一线.岩性为紫红、砖红色块 状砾岩、含砾砂岩、长石石英砂岩到夹薄层泥质粉砂 岩,底部砾石成分为二长花岗岩,往上二长花岗岩砾 石逐渐消失,取而代之是张八岭(岩)群的变质岩砾 石,厚147m。池河以北岩性为砖红色块状砾岩、含砾 长石石英砂岩.局部夹棕红色薄层泥岩,厚l?m 杨 塘广兴一带,砾石成分以斜长片麻岩为主,少量石 英岩。广兴~藕塘一带多为西冷(岩)组变质岩,具有 少量安山岩,在藕塘附近,底部具有较多晚侏罗世岩 体的花岗岩砾石。在藕塘和岱山之间,则形成砾质辫 状河沉积,由河道滞留沉积、辫状河心滩沉积和河道 砂坝沉积组成,为一系列下粗上细的正旋回序列。有 时能在顶部见到薄层粉砂质泥岩、细砂岩.具水平层 理,为辫状河中的河漫滩沉积。 4.2 中段(K, ) 广兴一界牌 岱山一带为崩三 角洲相沉积.扇三角洲平原为砾质辫状河道沉积的 厚层状砾岩,砾石大小不等,呈棱角到次棱角状 在 藕塘以南为砖红色块状砾岩、块状粗砾岩与细砾岩 互层,局部夹砖红色岩屑石英砂岩透镜体,砾石成分 为安山岩、安山质凝灰岩,安山质凝灰角砾岩、安山 质熔凝灰岩及流纹岩,具槽状底冲刷构造,顶面较 平,内部为具槽状和大型斜层理细砾岩组成,砾石粒 度总体向上变小.在砾质辫状河道之上保留有砂质 辫状河道和砂质砂坝沉积,彼此相叠置;扇三角洲前 缘为中粗粒岩屑砂岩与薄层细粒长石砂岩互层组 成,间夹少量泥质粉砂岩薄层 具平行层理和斜层 理,成层性好,呈席状分布;前扇三角洲为薄层粉砂 质泥岩和粉砂岩,具水平层理和渡状抄纹层理,厚大 于79m。凤阳白山凌一带为滨浅湖相沉积,沉积了砖 红、紫红色中 厚层岩屑砂岩、钙质细砂岩、粉砂岩 夹粉砂质泥岩,砂岩中具平行层理,粉砂岩和粉砂质 泥岩具水平层理。北部池河一带,位于沙漠边缘处, 与冲积扇末端丘间与旱谷间歇充水与干涸风蚀相间 有关,为风成相沉积(岳文浙等,1999),沉积了砖红 色厚块层状长石石英砂岩、岩屑长石砂岩和长石 砂岩,局部夹棕红色薄层泥岩,碎屑颗粒分选和磨圆 度较好,颗粒支撑,钙质胶结,较松散,岩石中具有高 角度大型斜层理,在一些大型斜层理截切面上见少 量稳定组分砾石,具风棱石特征。砂岩由风成砂丘形 成,泥岩由丘间旱谷沉积形成,厚443m。 4.3上段(K 。)研究区内全部转为辫状河流相 沉积。在岱山以南,为砖红色块层含砾长石岩屑砂岩 夹细砾岩、中一厚层砾岩、砾质长石岩屑砂岩夹含砾 长石砂岩,砾石成分为英安质火山岩、灰紫色安山 岩,向上出现片麻岩,厚大于147m。向北至池河一带 为砖红、紫红色厚层含砾长石石英砂岩与中薄一中 厚层长石石英砂岩呈不等厚互层夹薄层砾岩,砾石 成分多为稳定的脉石英、燧石、石英砂岩及片麻岩、 安山岩等,厚大于277m。从南向北地层厚度愈来愈 薄,砾石含量逐渐减少,砾径也逐渐变小。在岱山以 南地区砾石成分来自断陷盆地东部早期火山碎屑 岩;岱山以北地区由于没有火山喷发物,砾石则来自 断陷盆地东部沉积物,多为稳定脉石英、燧石和砂 岩。上述辫状河层序反映物源较近,搬运不远 二、层序划分 1层序界面的确定 白垩纪沉积时期,由于受盆地构造作用控制,形 成4个构造不整舍面,其间被界面围限的岩石地层 单位的岩性都是由下往上,沉积物由粗变细再变粗, 湖水由浅到裸再到浅,反映了盆地周期性演化特点。 在舍肥断(坳)陷盆地沉积充填序列中,较高级的层 序界面往往与区域构造事件(郯庐断裂活动)有一定 维普资讯 http://www.cqvip.com

114 地 层 学 杂 志 26卷 联系.而较低级别的层序界面往往与突发性的古气 候以及区域湖平面变化有一定联系,根据这些特点 划分出下列几种界面为层序划分界面(陈样云等, 1996;黄其胜等,1 998): 1.1 I级层序界面——构造运动界面 该运动界 在盆地内部为整台面,而在盆缘区则为侵蚀、冲刷或 不整合面。对于台肥断(坳)陷盆地来说,盆缘断裂的 活动影响和控制盆地沉积,因而构造应力场转换面 是盆地沉积体制发生改变的界面,界面上下沉积体 系的配置和沉积组合具有明显的不同。界面位于合 肥盆地边缘的早白垩世新庄组沉积之后与晚白垩世 面是指在全盆地范围内发育的区域性不整台面.并 可与区域构造运动事件进行对比,界面上下为两套 截然不同的沉积组台序列。第一个界面位于早白垩 世沉积之前(毛坦厂组的底界),在研究区未见底.但 在区域上毛坦厂组与下伏不同时代地层相接触(安 徽区调队,1 988),早白垩世早期与晚侏罗世之间的 界面由中燕山运动所形成.为一区域性构造运动界 邱庄组沉积之前.区域上两者之间呈假整合接触,上 覆的邱庄组以一套浅水的粗碎屑覆盖于新庄组较深 水的细碎屑物之上,两者之间有明显的跳相现象。新 庄组碎屑物质来自张八岭山地,均为变质岩风化剥 蚀产物。邱庄组碎屑物除有变质岩砾石外,还有较多 安山岩和安山质火山碎屑砾岩。 1、3 口级层序界面——微角度不整合一整合面 面。第二个界面位于新庄组底部.调查区内大部分地 方都不整台于晚侏罗世岩体之上。在层型剖面五河 是指在一个盆地形成发展过程中,同一构造幕内部, 由于受短期的突发性事件引起湖进或湖退的一种界 面,也是由不同岩性或者不同岩相叠覆的一种界面, 为相变换面.界面上、下地层的岩性、岩相、基本层序 和基本层序组合有明显的差异,界面之下为进积型 基本层序.界面之上为退积型基本层序组合,这类界 面往往是大的侵蚀面及与之相对应的整合面。代表 同一时期不同阶段地层的新老关系叠覆界面,相当 于组、段级岩石地层单位的界面。 l、4 Ⅳ级层序界面——沉积相变换面 是指短期 内小范围突发性沉积韵律界面,在同一构造背景下 产生的分割不同沉积相的岩层界面,上下不同沉积 物之间可以是不整合,也可以是假整合关系,这种界 面通常不易区分,界面上下岩性、基本层序及其组合 差异不甚明显,是同相岩石间的沉积间断面、最大湖 泛面和湖退面,是岩石地层单位组内部同相岩石叠 新庄地点.新庄组不整合在晚太古代西蝈堆(岩)组 之上。向盆地内部.在肥东响导铺合参1井可见不整 合于早白垩世毛坦厂组之上(安徽区调队,1988),其 底部砾石成分决定于下伏层岩性。该不整台界面之 上从东向西,从盆地边缘到盆地内部.由冲积扇相到 扇前辫状河沉积 第三个重要的构造运动界面位于 晚白垩世早期邱庄组与晚白垩世晚期张桥组之间, 由晚燕山运动所形成,晚燕山运动造成晚白垩世早 期与晚白垩世晚期沉积特征和古地理轮廓有显著不 同,为一区域性构造运动界面.该界面在区域上具有 对比性。界面上下为两套不同的沉积组合,为超出盆 地范围的区域性不整台面,从盆地内部到盆地边缘 由整台接触刘微角度不整合再到角度不整台,出现 超覆不整合面 在盆地内定远三官庙合深6孔中张 桥组整合于邱庄组之上,到肥东响导铺合参1井张 桥组假整合在邱庄组之上(安徽区调队,1988),到了 盆地边缘藕塘 池河一带不整台于晚侏罗世岩体之 覆的最大旋回底部。台肥盆地东北部白垩纪红层沉 积相主要有冲(洪)积扇相、扇三角洲相、辫状河流 相、辫状三角洲相和滨浅湖、半深湖相等几种类型, 上,藕塘一杨塘一带不整合于新庄组之上。第四个界 面位于晚白垩世晚期与古近纪早期之间,为喜马拉 雅运动序幕所形成,古近纪地层以角度不整台覆盖 于晚白垩世地层之上.该界面上下为两套不同的沉 积组台.界面之下为一套辫状河流相沉积,界面之上 为一套厚度较大冲积扇相砂、砾岩沉积.同样为区域 构造运动所形成的界面。 与之相应的沉积物代表一个亚层序,整个白垩纪盆 地沉积中至少可以划分出11个亚层序(图2)。 2层序地层的划分 白垩纪时,研究区内由于受郯庐断裂走滑平移 和伸展构造控制,形成断(坳)陷盆地(朱光等, 2000),但是构造仅能控制盆地的发生、发展和衰亡, 起到提供空间的作用,而古气候条件则决定了湖泊 性质、湖平面升降以及沉积物供给,两者共同作用控 1 2 Ⅱ级层序界面——构造应力场转换面 由于 构造运动性质或形式的改变导致盆地构造应力场的 转换.为盆地水域扩张或萎缩阶段形成的体系域转 换面,如构造应力方向的改变或构造性质由伸展作 用转变为挤压作用.导致盆地沉积机制发生改变。构 造应力场转换面在沉积上表现为沉积体系域或体系 域的转换面,两者是有机地联系在一起的。这种界面 制可容空间增减及沉积速率的大小、湖泊的扩张和 萎缩,制约着体系域及层序的发生及结构特征(李思 田等,1995;陈建文等,1996)。根据上述对层序界面 的识别和划分,以及断(坳)陷盆地沉积充填特征及 盆地演化分析,共划分出4个层序。 维普资讯 http://www.cqvip.com

2期 吴跃东等:安徽台肥盆地东北部白垩纪层序地层学分析 2.1层序I 层序I由毛坦厂组组成,其底部层序 界面(SB1)和顶部层序界面(SB2)都为区域构造运 动事件界面,为l级层序不整合面.也是盆地充填沉 积中体系域性质发生根本转换的构造一沉积事件界 面。毛坦厂组处于拉张作用背景.其底部砂砾岩为冲 积扇一滨浅湖相沉积,规模较小,仅局部可见,属初 始充填体系域(PST);其上的火山岩夹火山碎屑岩 系湖盆不断扩张的结果,属湖扩展体系域(EST).由 于上部岩性未出露,湖萎缩体系域沉积未见。 坦啦年代 岩石地层单位 层序地层 厚压 构造背景 纪世 名称 fm) 岩性柱状圈 沉积体积配置 体系域 层序 张 上殷 辫状河 层11 忡 由 白晚 轿 中殷 扇 角洲 成 一 一滨蛙潮 序【0 伸 —— 白 组 下段 袂积崩一舛状河 lV 9 晨 d 呈 邱 上殷 ; 小型崩三角洲 滨揽湖 层8 拉 一庄 中殷 扇三角洲一风成 序一 7 张 一生 垩世 演浅瑚 — 展 为 蛆 下目 i年 ・i 冲积扇一辫牡问 AST 111 6 主 虽 新 段 小型扇三角洲 一半澡湖 CST 层5 走 走 白 庄 中履 =三曲 辫状兰角洲 滨蛙期 序——4  滑 一垩 下 冲鞭扇一舛状 一 拉 组 304l: 鲁 一冲租 原 I【3 丹 代 纪世 重r 隐 火山岩抻积扇 央碎胃岩 层一序21 T  正移 走 滑剪  图2台肥盆地东北部白垩系陆相沉积层序 2.2层序Ⅱ 层序Ⅱ由新庄组下段、中段和上段 组成,新庄组下段沉积于盆地发育初期,由于盆地形 成初期可容空间较小,气候又处于潮湿期,沉积速率 高于可容空间增长速率,使其超覆于下伏不同层位 之上,盆地最东部边缘地形坡度较陡,则沉积充填了 粗碎屑的山麓冲积扇相沉积体系.由厚到巨厚的砾 岩、砂砾岩组成退积型和加积型准层序,在岱山一滑 鼻山一带盆地边缘坡度不是太陡,则形成由含砾砂 岩、岩屑石英砂岩组成的以辫状河流为主的退积型 和加积型沉积体系,到远离盆地中部则形成由含砾 砂岩、砂岩夹砾岩透镜体组成的由粗到细退积型和 加积型泛滥盆地沉积体系,即形成冲积体系域 (AST)。随着构造活动的继续,可容空间逐渐增大, 再配合适当的古气候条件,处于潮湿气候,即可逐渐 形成覆水盆地;新庄组中段沉积时期以湖泊扩张为 特征,盆地东部一西部为辫状河一滨浅湖相沉积体 系,盆地边缘主要由含砾砂岩、岩屑石英砂岩组成加 积型准层序叠置而成。盆地西部则为滨湖相沉积体 系,主要由棕红、浅灰紫色长石石英砂岩与粉砂岩或 泥质粉砂岩组成退积型准层序叠置而成:盆地内部 为浅湖相沉积体系,主要由砂岩、粉砂岩及粉砂质泥 岩组成退积一加积型准层序叠置而成,该段总体构 成湖扩张体系域(EST)。随着构造活动继续,在盆地 东部近岸处主要由浅湖相泥质粉砂岩和泥岩组成加 积一退积型准层序叠置而成,向盆地西部为小型扇 三角洲一半深湖相沉积的粉砂质泥岩、泥岩夹钙质 细砂岩和泥灰岩透镜体组成加积型准层序相叠置。 具进积型地层结构,属湖泊萎缩体系域(CST)。 2.3层序Ⅲ 层序Ⅲ由邱庄组下、中、上段组成,其 底以Ⅱ级层序界面(SB3)为构造应力场转换面,顶 以I级层序界面(SB4)所限定,为区域构造运动事 件的界面,也为不整合面。邱庄组下段在盆地东部主 要由冲积扇相形成的灰紫、紫灰色安山质砾岩、含砾 砂岩夹浅灰红色岩屑砂岩组成加积一退积准层序} 向盆地内部则为辫状河流相形成火山质砾岩、含砾 岩屑砂岩和岩屑砂岩组成加积一退积型准层序叠置 而成,该段总体构成冲积体系域(AST)。邱庄组中 段进人湖泊最大扩张期,从盆地边缘到盆地内部由 扇三角到滨浅湖相沉积体系,盆地边缘扇三角沉积 由砾岩与含砾砂岩或粉砂岩组成退积型准层序,西 部以浅湖相为主的浅灰红色砂岩、粉砂岩夹含砾砂 岩透镜体组成由粗到细的退积型准层序,该段总体 构成湖扩张体系域(EST)。邱庄组上段为小型扇三 角洲相一半深湖相沉积体系,主要由粉砂岩、泥质粉 砂岩夹薄层钙质细砂岩和泥岩组成进积一加积型准 层序相叠置;盆地中心则为薄层泥岩、粉砂质泥岩夹 泥灰岩透镜体组成加积型准层序相叠置,总体构成 湖泊萎缩体系域(CST)。 2.4层序Ⅳ 层序 由张桥组构成,其顶底界面都 为区域构造运动面,由二个I级层序界面(SB4)和 (SB5)所限定为三元结构,是盆地演化中一个构造 旋回的产物,构成一个完整的层序 初始充填体系域 由加积一退积型准层序组成,从盆地边缘向盆地内 部由洪积扇一砾质辫状河一砂质辫状河组成的沉积 体系,其洪积扇沉积较发育,形成了棕红色巨砾岩到 中砾岩、局部夹薄层含砾砂岩组成层序,辫状河则形 成由砾岩、含砾砂岩、长石石英砂岩到夹薄层泥质粉 砂岩组成的退积型准层序,构成冲积体系域 (AST)。之后,进人湖泊扩张期,主要有辫状河流一 风成一滨浅湖沉积,在垂向上主要由2—3个退积一 加积型叠置的准层序构成,构成湖泊扩张体系域 (EST)。随着盆地边缘构造活动加剧,晚期盆地由扩 展逐渐转为湖泊萎缩期,辫状河流相形成的粗碎屑 沉积由盆缘向盆地内部快速推进,形成巨厚的粗碎 屑沉积,盆地逐渐被充填,此时水域逐渐萎缩,沉积 维普资讯 http://www.cqvip.com

地 层 学 杂 志 26卷 了一套由砖红、紫红色砾岩、含砾砂岩、砂岩组成的 辫状河体系,总体上由多个进积型叠置准层序组成. 构成湖泊萎缩体系域(CST)。其顶界面为盆地构造 应力场转换面,也是盆地充填沉积中体系域性质发 生根本性转换构造 沉积事件界面。 三、沉积体系 在同一个内陆河湖环境中,一次洪水作用可以 形成不同的沉积体系,如洪水泛滥、湖水上涨时,河 流人湖处可以形成河流相、湖泊三角洲相等沉积物. 细粒物质移动较远形成浅、半深湖相沉积;季节性河 流也在湖边留下一个个规模不等的冲积扇;大小不 等的三角洲之间为滨湖相沉物;而洪水枯竭、湖水退 却时,河流下切,形成分流河道相、湖相沉积物。同 样,根据沉积相在空间上的不同组合.可以反推当时 的沉积环境,并且可以推定处于湖水上涨、湖盆扩大 图4台肥盆地东北部晚白垩世断陷盆沉积模式图 (据赶橙林,2000修改) 显层理的砾岩,底部具有强烈的底冲刷,扇中为由砾 岩和具槽状交错层理的含砾砂岩组成、扇端具板状、 槽状交错层理砂岩。总体上由下至上、由盆地边缘到 盆地内部逐渐变细 扇体的叠覆主要是退积型和加 积型 沉积相特征表明当时盆缘上升加剧,风化剥蚀 作用强烈,为盆缘快速堆积的产物。 2扇三角洲体系 在经历了冲积扇辫状河沉积之后,随着湖盆 或者永面下降时、沉积盆地缩小的不同阶段.而湖盆 扩大与缩小的原因多半与构造作用有关 此外.古气 候的变化对盆地的湖平面变化也起着特别明显作 用。依据沉积体系的发育特征可以分别建立起台肥 盆地东北部早白垩世坳陷盆地和晚白垩世断陷盆地 沉积模式图(赵澄林.2000)(图3、图4) 扩张,湖水不断加深,即进人扇三角洲和湖滨带至湖 泊型充填。扇三角相垂向呈现退积型叠置,具有岸超 的特点 沉积物由多个楔状进积型生长层序组成,底 部为极薄的湖泊沉积泥岩,往上依次是洪泛河道沉 积为主的扇三角洲平原相粉砂岩、细砂岩和厚度较 大的以泥石流沉积为主的冲积扇相砾岩,冲刷面、大 型槽状交错层理、平行层理常见。 3辫状河体系 在盆地边缘相对较缓处或者是在早期冲积扇沉 积物不断堆积下,此时地形高差变小,发育辫状河流 相沉积,根据砾石含量高低,可以分成砾质辫状河系 统沉积和砂质辫状河系统沉积。 图3合肥盆地东北部早白垩世坳陷盆沉积模式图 【据赵澄林,2000修改) 3.1砾质辫状河系统沉积 由于离陆源近、流速 快,以砾石和砂沉积为主,显示河床浅、沙坝众多,主 要为辫状河道滞留沉积、砾质沙坝和砂质砂坝沉积, 辫状河道滞留沉积较发育,而堤岸、泛滥平原沉积较 薄,河道滞留沉积砾岩中砾石含量大于5O ,砾石 有时具叠瓦状排列,发育槽状交错层理、正粒序层理 和底冲刷,砾质砂坝沉积由砾岩和含砾岩屑砂岩组 成,发育槽状交错层理 砂质砂坝沉积为岩屑石英砂 岩、长石石英砂岩组成,发育槽状交错层理、板状交 错层理和平行层理。 1冲积扇体系 郯庐断裂强烈活动.形成断陷盆地沉积,由于断 裂活动表现为快速沉降和快速充填,此时.在陡坡 折坡型盆地边缘内侧,形成了冲积扇相沉积,为盆地 初始充填产物,呈一系列大小不等的扇体互相衔接 起来的冲积扇体系,沿山麓边缘呈裙带状分布.沉积 物以河川径流作用的砾岩、砂砾岩为主,单个扇体由 厚到巨厚的无序堆积砾岩、砂砾岩组成,其砾岩中具 块状层理.含砾砂岩具叠瓦状构造和槽状交错层理, 砂岩中具楔状和槽状交错层理,总体上由下至上.由 盆地边缘到盆地内部逐渐变细,扇头主要为块状不 3.2砂质辫状河系统沉积主要由河道滞留沉积 和砂质砂坝沉积到洪泛平原或河漫濉沉积组成,河 道滞留沉积由砾岩组成,具底冲刷和正粒序性,砂质 维普资讯 http://www.cqvip.com

2期 吴跃东等:安徽台肥盆地东北部白垩纪层序地层学分析 ll7 砂坝沉积由长石石英砂岩或钙质长石石英砂岩组 成.发育槽状交错层理、板状交错层理和楔状交错层 理。洪泛平原或河漫滩沉积由粉砂岩或粉砂质泥岩 组成。 4湖泊体系 广泛发育于盆地中心的广阔地带,可以分为辫 状河三角洲、滨 浅湖和深湖三种沉积类型组合。 4.1辫状河三角洲沉积 辫状河三角洲是由辫状 河体系前积到停滞水体(湖泊)中形成的富含砂和砾 石的三角洲,是由断陷盆地的缓坡河流人湖形成的 三角洲,通常发育在构造活动较强的盆地边缘地带。 其沉积体系的成因可分前辫状三角洲、辫状三角洲 前缘和辫状三角洲平原三太组合 前辫状三角洲沉 积由深灰色中厚层纹层状的粉砂岩和薄层泥质粉砂 岩组成,具水平层理、微波状层理;辫状三角洲平原 主要由砾质辫状河道沉积和泛滥平原(越岸)沉积物 组成。砾质辫状河道沉积是由辫状河道成因的砾、砂 岩组成,构成砾质扇和砂质扇的复合体,显著特征是 呈现规模不等的透镜体,多具槽形底侵蚀面.顶面相 对平直,其内由具大型交错层理的砾岩、含砾粗砂岩 和中粗粒砂岩组成。而越岸沉积则由细粒杂砂岩与 具水平层理及沙纹层理的粉砂组成,反映出洪泛平 原的沉积特征;辫状河三角洲前缘则由辫状河水下 河道,河口砂坝或远砂坝、分流间湾等亚环境组成 4.2滨湖相沉积 分布于辫状河前缘,在河流不 断充填作用下,盆地地形已变缓、范围逐渐变小,气 候由早期的潮湿、炎热已逐渐变为炎热干燥,沉积中 钙质含量较高,形成棕红、紫红色中厚层钙质长石细 砂岩、钙质粉砂岩、含砾钙质长石石英砂岩夹含砾石 英细砂岩。 4.3浅湖相沉积 由浅灰红、棕红色中薄层状粉 砂岩、中厚层粉砂质、泥质粉砂岩夹浅灰、浅灰绿色 薄层钙质细砂岩和泥岩组成,岩石成层性好.横向延 伸稳定:纵向上由多个单层复合而成,粉砂岩中常见 沙纹层理,粉砂质泥岩中则发育水平层理.粉砂岩和 粉砂质泥岩构成互层基本层序。 4.4半深湖相沉积 沉积了灰绿、黄绿、灰、深灰 色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层泥灰岩透镜体、钙质细砂 岩,最特征的标志是出现灰色含砂质泥晶灰岩,碳酸 盐沉积说明湖盆具有一定深度(张春生,2000)。横向 上该套地层延伸稳定.纵向上具有垂向加积的特点。 含丰富的腹足、轮藻、介形、双壳类和哺乳动物化石。 四、岩石地层格架特征 1沉积体系空问配置及体系域构成 合肥盆地东北部白垩纪沉积地层的形成和演化 主要受控于构造作用,从毛坦厂组到张桥组各组之 间为假整合到不整合接触,反映构造运动具多期活 动性特征.导致了层序样式的多样性和层序构成的 复杂性;而每一个构造活动阶段,从挤压期到拉张, 体系域组成及相应的沉积体系空间配置又有一定的 联系(吴其切等,1980),一般都有冲积体系域 (AsT)、湖扩张体系域(EST)、湖萎缩体系域(CST) 三个部分 湖盆扩张到最大湖泛面(mrs)期,沉积物 稀少形成凝缩段(CS),或仅产生内生沉积形成饥饿 段(SS)。同时,凝缩段或饥饿段往往也是最大湖退 (robs)时的界面,这样一个完整组合体系域代表了 从洪水泛滥、洪水上涨到洪水枯竭、湖水退却的发展 过程,同时包含了当时沉积环境下的沉积相组合(余 素玉等,1993}解习农等,1 996)。 2岩石地层格架 岩石地层格架是指构成盆地各种沉积体系域单 元的空间几何形态及其相互关系,岩石地层格架的 建立是通过对盆地构造格局、构造运动、盆地岩相和 沉积序列演化特征调查和分析(Jill家裕,1 995)。白垩 纪地层格架如图5,它清楚地展示了各类岩石地层 单位的形态和相互关系、时空排列、顺序以及层序地 层划分清况。 曰口口日日 图5台肥盆地白垩纪东北部沉积地层格架 】_冲积扇 蚌状河沉积; 2.辫状河沉积I 3弊状柯三角洲 滨浅湖沉积I 4扇三角洲燕浅胡捉积; 5.扇三角洲… 芈深胡沉积:AsT 冲积体系域; EsT朝扩张体系域; csT期萎纬体系域 合肥盆地在白垩纪时进入了一个新的发展阶 段 盆地的形成是地壳演化一定阶段的产物,它的产 生、发展和消亡往往是在断裂构造演化背景上进行 的,盆地的沉积演化与构造活动具有明显的耦台关 系,控制白垩纪陆相盆地沉积充填的主要因素是受 盆地基底断裂构造活动的控制,区域构造运动的活 动机制控制盆地层序形成及内部构成型式(纪友亮 等,1996)。盆地在断裂构造、火山活动和气候等因素 维普资讯 http://www.cqvip.com

118 地 层 学 杂 志 26卷 的综台作用,不仅形成了巨厚陆相碎屑岩沉积,也形 成了丰富的沉积矿产。因而调查研究陆相盆地层序 地层可以帮助寻找石膏、岩盐、芒硝乃至油气等诸类 矿产资源。 ‘8 J:l1 119 陈样云,栅邦秀.魏振.邹爱建,郏 文.吴富江.1986.陆相红盐1 岩相填图法.江西地质 ;5万填图的新方法——树遣 岩性科技.(增刊1>:1 6 陈建文,王蒋发.1996.中国中东部中 新生代盐地及沉积充填序列 地球科学,21(4),414 420 野外工作中得到杜森官、毕治国高叛工程师的 悉m指导,在此深表谢意! 参 考 文 献 吴其切.胡存札.扬文选一穆日孔一俞芝莲.1986江苏及邻区中新生 代陆相生物地层、沉积相和油气特征中国地质科学院南京地质 矿产研究所所刊增刊,第2号:5O 57. 吴跃东,侯明金,刘家云1999.音肥盆地东北缘白垩纪地层特征厦沉 积环境分析,安赣地质一9(2):1o2 1O7. 采素玉,耶建华.1993.层序地层学方法厦其在陆相潮盐中的应甩地 质科技情报.12(8):37-43. 张春生2000塔西南坳陷侏罗系断陷盘地沉积特征矿钫岩石,9: 4l 4 中国科学院南京地质古生物研究所.1980.浙皖中生代火山褫积岩地 层的划分与对比.北京.科学出版社1—246. 王鸿桢.1983中国东部厦邻区中、新生代盆地发育厦太陆边缘区的 构造发展.地质学报,钉(3):213 223. 乇清晨.M柏林.1 99 7.太剁山造山带与合肥盆地的构造组合科学通 报.42(6):575 580. 周建高, 宗举一邓红晏i999音肥盘地树造演化及吉油气分析,地 质学报,73(1);1j 24 牛穗兰,朱光.束传中.王道轩.刘目生ZOO0.都庐断裂带火山活动 周泰禧,醇江峰,季学明.彭于成.1992簧赣中新生代中酸性火山岩 的时代归属.安赣地质科技一(2):28—29 岳文新一丁保良.1998.江苏白垩纪陆相层序地层研究.火山地质与矿 与深部地质过程的新认识.地质科技情报.19(3):21 25. 纪友亮,张世奇编1996.陆相断陪期盆层序地层学北京:石油工业 出版社.1 74. 产一南京地质矿产研究所,20(4):293 321_ 赵澄林编2000.沉积学原理.北京:石油工业出版牡.88 92. 顾家格1895.陆相盆地层序地层学椿架概念及模式.石油勘控与开 发 16(4):51 61 朱夏,陈焕疆,孙肇 ,张渝昌l988.中国中、新生代构造与音油气 盆地.地质学报,51(8);235—842. 朱光,剂国生.朱传中,王道轩8000辉庐断裂带的脉动式伸展活 动高植地质学报,6(3):396--404. 徐嘉炜等.1991中国柬部中新生代南北陆块的对接——论大别山碰 撞带厦其意义.见=中籍生代地质学术讨论会文集.北京.地质出 版社 采光.宋传中,王遭轩,刘国生津嘉炜.2001.部庐断裂带走精时代 的年代学研究显其构造意义.中国科学(D辑),(3):25O 2j6. 许志琴1984.都庐裂各概述见;构造地质论丛(3).北京:地质出版 社.∞46 黄其胜,卢宗盛,黄剑勇,张佃香,彭维橙.1998.赣术北早中慷罗世层 序地层、沉积体系域及陆盐谊化.地层学杂志,22(4):269— 277. 安微省地质矿产局.1988安徽省区域地质志.北京;地质出版社 539 j们 韩树芽等.1996安赣北部中新生代沉积盆地分析.北京:地质出版 社.89 94 安赣省地质矿产局区域地质调查队1988.安徽地层志 白垩系丹 册.音肥:安徽科学技术出版社.9~15,1 4()一143. 李思田.林畅格,解习寝1995.大型陆相盆地层序地层学研究一鄂尔多斯中籍生代盏地为倒.地学前缘,2(4):133 136. 胨正基.2000中目陆相侏罗、白垩系划分对比进评地层学杂志,24 以 解习寝,任建业,焦葬泉.葛立刚.1996.断陷盆地柯造作用与层序样 式地质论评,42(3):839--244 薛爱民,盎维渲,袁学诚.1999.大别山北缘合肥盐螬中、新生代构造 演化高校地质学报,5(2):157 168. CRETACE0US SEQUENCE STRATIGRAPHIC ANALYSIS 0F THE N0RTHEASTERN HEFEI BASIN WU Yue—dong and SHAO Li (Anhui Academy of Geological Survey,Hefei,230001) Abstract Using the sequence stratigraphic theory and methods,an analysis of the sedimentary environ merit,sedimentary facies and terrestrial facies of sedimentary system tract of the sedimentary formations of the Cretaceous terresteria]strata in the northeastern Hefei Basin is made.According to the filling suece8一 sion of sediments and basic sequence of red bed basin,the filling depositional succession in the Cretaceous fault basin is divided into four sequences.Based on the sequence stratigraphic analysis and temporal and spatial distribution characteristics of 1ith0stratigraphic units and sedimentary system,the stratigraphic framework of the red basin is roughly set up. Key words Cretaceous strata,terrestrial facies,sedimentary system,sequence stragraphic analysis, stratigraphic framework,Hefei,Anhui 

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