云岡盆地晚白堊世助馬堡組沉積相研究

劉瑩

摘 要：云岡盆地地處華北克拉通中北部，演化時期為早侏羅世晚期到晚白堊世，沉積較為連續。筆者對大同市新榮區助馬堡村上白堊統助馬堡組典型剖面進行了實測，并對沉積相進行了研究。研究表明，助馬堡組由灰白-灰黃色砂礫巖與紫紅色粉砂巖、泥巖旋回組成，為典型曲流河相沉積，并根據綜合特征識別出河床、堤岸和河漫三個亞相，進而細分出河床滯留沉積、邊灘沉積、天然堤沉積、泛濫平原沉積四個微相。

關鍵詞：云岡盆地;助馬堡組;晚白堊世;沉積相

中圖分類號：P512.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0148-02

1 區域地質背景

云岡盆地位于山西省北部，構造位置位于華北克拉通中北部，陰山-燕山造山帶西段，呈NE-SW向展布，演化時期為早侏羅世晚期到晚白堊世，發育有下侏羅統永定莊組（J1y），中侏羅統大同組（J2d）、云岡組（J2yg），下白堊統左云組（K1z）及上白堊統助馬堡組（K2z）。云岡盆地中生代地層分布及構造位置圖如圖1所示。

華北克拉通在早白堊世末-晚白堊世中期，受控于古太平洋向亞洲大陸俯沖作用，板塊的邊界應力場使華北克拉通整體處于弱擠壓變形期[1，6]。云崗盆地助馬堡組正是在這樣的構造背景之下沉積的。

2 助馬堡組地層特征

助馬堡組典型剖面位于大同市新榮區助馬堡村，總體上是由灰黃色、灰白色砂巖、砂礫巖與紫紅色粉砂巖、泥巖組成的沉積旋回構成，每個旋回的下部單元為大段灰黃、灰白色中-細砂巖、砂礫巖，偶為礫巖，常夾有砂礫巖及礫巖透鏡體，整體發育有非常豐富的大、中型槽狀、板狀、楔狀交錯層理，底面常見沖刷侵蝕構造，夾有泥礫，整體呈現下粗上細的正韻律;旋回上部單元的巖性則多為大段紫紅色的細-粉砂巖、粉砂質泥巖，有時夾有多層灰黃色細-粉砂巖薄層，偶爾見薄層灰綠色粉砂質泥巖，整體沉積構造不多見，可見白色鈣質結核，頂面可見蟲跡。

3 助馬堡組的巖相組合與沉積微相劃分

助馬堡組沉積表現出了明顯的二元結構特征：旋回下部呈厚層-塊狀灰黃、灰白色中-細砂巖、砂礫巖，呈現下粗上細的正韻律，沉積構造非常豐富，常見大、中型槽狀、板狀、楔狀交錯層理，底面常見沖刷侵蝕構造，夾有泥礫，這些特征符合河流側向加積特征;旋回上部為大段紫紅色的細-粉砂巖、粉砂質泥巖，其沉積構造不多見，可見白色鈣質結核，偶爾見薄層灰綠色粉砂質泥巖，頂面可見蟲跡，這些特征符合河流相垂向加積特征。綜上所述，助馬堡組沉積相符合曲流河相特征[7，11]。

此次對左云地區的助馬堡組沉積相的研究，可識別出河床亞相、堤岸亞相和河漫亞相，具體可細分為河床滯留沉積、邊灘沉積、天然堤沉積、泛濫平原沉積四個微相。

3.1 河床亞相

河床是河谷中常年流水的部分，沉積物以砂巖為主，次為礫巖，碎屑粒度是河流相中最粗的，層理構造極其發育，是二元結構的下部沉積單元。助馬堡組河床亞相巖性以灰黃、灰白色的中-粗砂巖、砂礫巖為主，下部常含有礫巖透鏡體，礫石分選、磨圓均較差，結構成熟度低，整體上呈下粗上細的正韻律，發育有豐富的槽狀、楔狀、板狀交錯層理，底部常見沖刷-充填構造，局部可見下伏泥巖被沖刷形成的泥礫。

（1）河床滯留沉積微相。河床滯留沉積是由上游搬運來的，或就近側向侵蝕形成的礫石等粗碎屑物質，滯留在河床底部而形成的，常見于河床亞相的底部。助馬堡組的河床滯留沉積常呈中-薄層的透鏡狀礫巖沉積，斷續分布在灰黃、灰白色的中-粗砂巖下部，礫石分選差，磨圓中-差，礫石成分多為石英、長石和花崗質，發育有豐富的中-大型槽狀交錯層理，或呈塊狀，具有下粗上細的正韻律，組成整個河流沉積中粒度最粗的部分（圖2-a，b）。

（2）邊灘沉積微相。邊灘沉積又稱點沙壩，是曲流河中的主要沉積單元，是河床側向遷移和沉積物側向加積的結果。助馬堡組的邊灘沉積為厚層的灰黃色、灰白色中-粗砂巖，發育有豐富的中-大型槽狀、楔狀、板狀交錯層理和平行層理，其中偶爾夾有砂礫巖透鏡體，層理的底部多含有礫石或泥礫，構成下粗上細的正韻律，局部可見泄水構造（圖2-c，d，e）。

3.2 堤岸亞相

堤岸亞相發育在河床沉積的上部，粒度較細，沉積物以細-粉砂巖為主，時常暴露出水面，構成二元結構的上部沉積單元。助馬堡組的堤岸沉積為灰紫色粉砂巖和粉砂質泥巖，夾有薄層灰綠色粉砂質泥巖或中-薄層灰黃色細砂巖，可見小型交錯層理和植物碎片。

天然堤微相：天然堤沉積是洪水期河流水位較高時，河水所攜帶的細粒物質溢出河道沿河床兩岸堆積形成的沙堤。助馬堡組的天然堤沉積為紫紅色粉砂巖、粉砂質泥巖，與灰黃色細砂巖組成頻繁的薄互層，局部夾灰綠色薄層，可見鈣質結核、植物根痕，或黑色炭質夾層（圖2-f，g），偶見生物擾動構造，沉積構造因風化難以識別。

3.3 河漫亞相

河漫沉積常發育在天然堤外側，是曲流河中分布面積最廣的部分，又稱泛濫平原沉積。助馬堡組的河漫沉積為紫紅色塊狀粉砂、粉砂質泥巖，常為塊狀沉積，沉積構造不發育。

河漫灘微相：河漫灘沉積是河床外側河谷底部較平坦的部分，是在洪泛期水漫出河床淹沒谷底，由細粒懸浮沉積物垂向加積形成。助馬堡組的河漫灘沉積巖性較為單一，為塊狀紫紅色塊狀粉砂、粉砂質泥巖，沉積構造不常見（圖2-h，i），偶見鈣質結核。依照上述沉積亞相和微相特征，本文對此次助馬堡組實測剖面進行了詳細的沉積微相劃分（圖3）。

4 結語

助馬堡組呈現出典型的曲流河相沉積特征。從整體上看，助馬堡組的下部沉積具有明顯的“泥包砂”特征，大段紫紅色粉砂巖、粉砂質泥巖為主夾灰黃、灰白色砂巖、砂礫巖;過中部紫紅色粉砂巖、泥巖的厚度開始不斷減小，砂巖所占比例不斷上升，整體“泥包沙”的特征不斷減弱，所構成的旋回的厚度也開始小，重復的頻率不斷增加;上部紫紅色粉砂巖部分所占比例已經明顯下降，厚層灰黃色砂巖占主體。反映了該時期河流沉積過程中，物源供給不斷增強，河流的下部沉積單元不斷增厚的過程。

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