谷華昱　李雨

摘 要：華北克拉通中—新元古代沉積盆地的充填過(guò)程可提供關(guān)鍵性沉積—構(gòu)造演化信息，本次研究選取下湯地區(qū)中—新元古代黃連垛組和董家組沉積剖面，進(jìn)行粒度分析、沉積環(huán)境分析等研究。華北南緣中元古代長(zhǎng)城系（1.8—1.6Ga）沉積后期，構(gòu)造活動(dòng)后發(fā)育黃連垛組。巖性以礫巖—砂巖和硅質(zhì)條帶白云巖為主，發(fā)育于局限盆地下的潮汐通道—潮間坪;黃連垛組沉積結(jié)束之后，再次發(fā)生構(gòu)造抬升，沉積董家組長(zhǎng)石石英砂巖，發(fā)育于局限海的濱海相。粒度參數(shù)特征顯示董家組沉積時(shí)期水平面升降變化，沉積于前濱—近濱。地殼再次抬升，羅圈組冰湖沉積。而上覆早古生代碎屑巖代表的是顯生宙華北地臺(tái)最早期海侵記錄之一。

關(guān)鍵詞：黃連垛組;董家組;粒度分析;沉積環(huán)境分析

1 緒論

華北南緣廣泛分布主要由陸源碎屑巖和碳酸鹽巖組成中—新元古代沉積層序，其中華北南緣澠池—確山小區(qū)自下而上的中—上元古界沉積有小溝背組、汝陽(yáng)群（云夢(mèng)山組、白草坪組及北大尖組）、洛峪群（崔莊組、三教堂組及洛峪口組）、黃連垛組、董家組、羅圈組及東坡組[1]。黃連垛組和董家組作為華北克拉通中—新元古代沉積地層之間銜接的關(guān)鍵一環(huán)，對(duì)于該時(shí)期古地理空間分布、沉積環(huán)境及構(gòu)造演化具有重要意義。前人認(rèn)為黃連垛組可與官道口群對(duì)比，董家組可與欒川群對(duì)比，而黃連垛組碎屑鋯石年齡峰值主要為1800Ma、2350Ma，董家組碎屑鋯石峰值年齡為2450Ma[2-3]。但針對(duì)黃連垛組和董家組巖性詳細(xì)分析、沉積微相分析仍存在不足。本次研究利用野外實(shí)測(cè)、粒度分析及沉積相分析，對(duì)豫西地區(qū)黃連垛組和董家組沉積學(xué)特征、沉積環(huán)境進(jìn)行研究，旨在研究華北南緣中—上元古界黃連垛組和董家組沉積環(huán)境演化和華北南緣中—新元古代古地理格局。

黃連垛組與董家組主要出露于魯山、葉縣、方城等地區(qū)[4]。本次所測(cè)剖面位于河南省平頂山市魯山縣龍?zhí)洞甯浇▓D1）。黃連垛組與下伏地層洛峪口組疊層石白云巖呈平行不整合接觸，與上覆董家組呈平行不整合接觸，而董家組與上覆新元古代冰磧巖呈平行不整合接觸。該剖面總厚度13795m，其中黃連垛組厚度為66.1m，董家組剖面厚度為61.9m。

2 黃連垛組和董家組巖石學(xué)特征

黃連垛組分布于豫西南魯山、葉縣等地區(qū)，與下伏地層洛峪口組呈平行不整合接觸，與上覆董家組呈平行不整合接觸。下湯地區(qū)黃連垛組主要巖性自下而上為礫巖—砂巖—硅質(zhì)條帶白云巖（圖2），下段礫巖巖層厚度約為9.94m，主要為含礫石英砂巖，淡黃色，分選差，磨圓差，棱角狀—次滾圓狀，礫石粒徑0.2—8cm，平均粒徑約2cm，礫石成分主要為燧石、石英巖等。中段砂巖厚約18.65m，主要為長(zhǎng)石石英砂巖，淡黃色，垂向上粗砂巖—細(xì)砂巖—細(xì)砂巖夾泥巖，具平行層理、楔狀交錯(cuò)層理，磨圓好，分選好，長(zhǎng)石風(fēng)化嚴(yán)重。上段硅質(zhì)條帶白云巖厚約39.48m，硅質(zhì)條帶垂向上為乳白色—黑色，成層性好，部分條帶尖滅。

董家組與下伏黃連垛組呈平行不整合接觸，與上覆羅圈組平行不整合接觸。董家組主要巖性為石英砂巖和含長(zhǎng)石石英砂巖。呈灰白色、淡黃色，分選較好，磨圓較好。剖面地層分成三個(gè)韻律層，粒徑均以細(xì)?！写至！至５囊?guī)律分布（圖2）。

3 沉積相分析

黃連垛組沉積相為潮坪相，可細(xì)分為潮汐通道、潮間云坪相;將董家組沉積相劃分為濱海相，劃分為近濱相與前濱相。

3.1 潮坪相

3.1.1 潮汐通道

黃連垛組下段底部巖石呈淡黃色，分選差，其中最大礫徑25—35cm，最小礫徑2—5mm，磨圓差，多呈棱角狀，長(zhǎng)軸方向具有定向排列現(xiàn)象（圖3a）;下段中部為較粗粒砂巖沉積，淡黃色，分選中等，磨圓中等，顆粒多呈半滾圓狀（圖3b）。中部沉積粗砂巖，淡黃色，分選好，磨圓好，具平行層理（圖3c）。

下段上部為中細(xì)粒砂巖夾泥砂巖互層組成的淺潮道沉積。砂巖呈褐黃色，分選好，磨圓好，具楔狀交錯(cuò)層理（圖3d）;泥砂巖呈灰綠色，分選極好，磨圓極好（圖3e）。砂巖由中細(xì)粒漸變?yōu)榧?xì)粒（圖3f）。

3.1.2 潮間云坪相

潮間云坪沉積巖性主要以硅質(zhì)條帶白云巖巖性為主，呈灰白色，硅質(zhì)條帶自下而上由薄層條帶漸變?yōu)闂l紋狀成層性。硅質(zhì)層呈波浪形，漸次尖滅（圖4）。

3.2 濱海相

董家組為長(zhǎng)石石英砂巖與石英砂巖，沉積與濱海相。董家組下部以石英砂巖為主，淡黃色或黃色，中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，平均粒徑0.3—1mm。分選較好，次圓狀—圓狀。董家組上部以長(zhǎng)石石英砂巖為主，呈淡黃色或黃色，粒徑0.5—2m。分選中—差，次棱角—次圓狀。顆粒支撐，接觸式膠結(jié)。董家組垂向上巖石粒徑呈三段規(guī)律分布，底部粒徑為細(xì)?！写至！至?中部為細(xì)?！写至！至?上部為細(xì)?！写至！至?。該時(shí)期可能海平面由高到低，再?gòu)牡偷礁?，再次從高降低?/p>

4 粒度分析

本次共采集黃連垛組樣品1塊，董家組樣品12塊。采用薄片粒算方法與條帶法統(tǒng)計(jì)，每個(gè)薄片粒徑統(tǒng)計(jì)約500—600個(gè)，并換算φ值，得到了相應(yīng)的粒度參數(shù)（見(jiàn)下表）。

4.1 粒度參數(shù)特征

董家組樣品中值介于0.88—2.76之間，平均值介于2749—0.919之間整體上φ值呈現(xiàn)出由小變大、由小再變大的變化趨勢(shì)，董家組沉積時(shí)期可能海平面水動(dòng)力變化較大，水位從較深處下降又上升再下降。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ1值介于0399—0.719之間，峰度KG于0.9—1.11之間，表示董家組顆粒分選較好，顆粒磨圓較好。偏度SK1分布于-0.034—0029之間，董家組偏度值屬于負(fù)偏態(tài)，海灘沉積環(huán)境沉積砂巖顆粒值也屬于負(fù)偏態(tài)。

4.2 概率累積曲線與C-M圖

概率累積曲線斜率多在50°到60°之間，該區(qū)碎屑顆粒分選性較好而該區(qū)累計(jì)曲線都存在2到3個(gè)次總體，說(shuō)明在下湯地區(qū)董家組概率累計(jì)曲線以跳躍組分為主存在兩種或三種組分且碎屑顆粒分選性較好，與海灘或淺海沉積環(huán)境極為相似（圖5a）。

C-M圖（圖5b）反映黃連垛組和董家組13個(gè)樣品基本落在牽引流區(qū)，搬運(yùn)方式以懸浮搬運(yùn)為主、滾動(dòng)搬運(yùn)次之;顆粒在OP、PQ、QR三區(qū)均有分布。該區(qū)沉積環(huán)境最可能為淺海或?yàn)I海沉積。在濱海沉積中以牽引流為主的水動(dòng)力特征影響最大，可能性最大為潮汐流。

5 沉積相演化分析

華北克拉通南緣在中元古代早期（約1800～1750Ma）發(fā)育了熊耳火山—沉積作用，之后沉積巨厚層中—新元古代沉積蓋層（汝陽(yáng)群—洛峪群）[5]。該套沉積蓋層上部地層洛峪口組磷釔礦測(cè)得的最小年齡為1400Ma，凝灰?guī)r夾層年齡約為1613Ma。

洛峪口組沉積之后，該區(qū)域可能發(fā)生地殼活動(dòng)并發(fā)生構(gòu)造抬升形成局限海盆，原沉積物接受剝蝕，沉積黃連垛組下部粗碎屑沉積物。黃連垛組沉積初期為河口灣—潮坪沉積環(huán)境[6]，沉積初期陸源碎屑供給充足在下湯地區(qū)發(fā)育底部含礫砂巖，下湯南東部葉縣地區(qū)沉積濱海相礫巖;隨海侵開(kāi)始，陸源碎屑物質(zhì)供給減弱在下湯地區(qū)沉積長(zhǎng)石石英砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層，葉縣地區(qū)沉積潮間帶泥晶白云巖;后期陸源碎屑物質(zhì)消失，在下湯和葉縣地區(qū)沉積潮下帶泥晶白云巖與含硅質(zhì)條帶白云巖。

黃連垛組沉積之后可能再次發(fā)生地殼活動(dòng)，使該局限盆地再次抬升，沉積董家組地層。董家組沉積初期為濱海沉積，陸源碎屑物質(zhì)供給充分，在下湯和葉縣地區(qū)沉積底部細(xì)礫巖及長(zhǎng)石石英砂巖;海侵開(kāi)始后，陸源碎屑物質(zhì)供給減弱，在下湯地區(qū)沉積濱海相長(zhǎng)石石英砂巖，在葉縣地區(qū)沉積潮坪相具交錯(cuò)層理長(zhǎng)石石英砂巖與泥質(zhì)粉砂巖;后期陸源碎屑物質(zhì)消失，在下湯地區(qū)沉積泥頁(yè)巖，葉縣地區(qū)沉積鈣質(zhì)泥巖，整體表現(xiàn)為碳酸鹽巖臺(tái)地相。

隨后華北克拉通南緣再次發(fā)生構(gòu)造抬升，發(fā)育羅圈組和東坡組冰磧物沉積，新元古代末期到早古生代，華北克拉通南緣受南部秦嶺造山帶活動(dòng)影響發(fā)生抬升，缺失早古生代早期地層，之后在發(fā)生大規(guī)模海侵沉積早古生代辛集組碎屑巖沉積物。

6 結(jié)論

（1）下湯地區(qū)黃連垛組為潮坪相礫巖—砂巖相與硅質(zhì)條帶白云巖，由潮汐通道過(guò)渡到潮間云坪相;下湯地區(qū)董家組主要為濱海相長(zhǎng)石石英砂巖，據(jù)砂巖粒度特征，認(rèn)為董家組時(shí)期水平面存在升降變化，沉積相為前濱—近濱。

（2）洛峪口組沉積后期地殼抬升形成局限海盆，華北南緣黃連垛組整體為河口灣—潮坪沉積環(huán)境;之后再次發(fā)生地殼活動(dòng)，發(fā)育董家組整體為濱?！妓猁}巖臺(tái)地沉積，隨著華北南緣再次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，沉積新元古代冰湖沉積。早古生代辛集組濱海碎屑巖是再次海侵的產(chǎn)物，這一系列沉積物可能均受到南部秦嶺造山帶的影響。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：谷華昱（1992— ），女，漢族，河南焦作人，在讀研究生，主要從事沉積相與地層學(xué)研究。