安化縣冰磧巖特征及其冰川沉積特征分析

李 龍，潘 珊，李曉峰

（1.湖南省煤炭地質勘查院，湖南 長沙 410014；2.湖南省勘查設計研究院，湖南 長沙 410014）

1 地層

區內地層自長城系至白堊系均有出露。其中以青白口系、南華系及寒武系最為發育，面積超過三分之一。區內冰磧巖主要賦存在南華系洪江組。該組與上覆震旦系金家洞組及下伏南華系大塘坡組均呈整合接觸且毗鄰分布，系一套冰磧成因的雜礫巖一泥礫巖沉積，主要為一套灰綠-灰黑色冰磧含礫泥巖、雜礫巖、泥礫巖，底部與含礫砂質板巖、粉砂質板巖成不等厚互層。巖組厚56.95～450.8m。區內該組巖性較穩定，唯厚度有所變化。研究區東部邊緣長塘一帶最厚為450.8m，往西至安化龍塘厚度128.8m，再往西至安化松子坳一帶僅50余米。

2 形態與表面特征

新鮮冰磧礫巖為灰綠色-灰黑色，巖石硬度相對較大，地表或淺部隨風化程度逐漸加深，巖石硬度逐漸降低，局部風化強烈地段可出現結構松散且質軟的土狀巖層，風化冰磧礫巖的顏色可從灰綠色逐漸變化為淺灰綠色、灰白色、棕綠色、黃綠色或粉紅色等。

地表風化層冰磧礫巖泥質成分較高時，即為冰磧含礫泥巖、冰磧泥礫巖時，微層理相對較發育，表現為厚度1～2cm不平直、不穩定且不連續的泥質條紋（圖1-a），隱約顯示似層狀構造，隨深度增加，風化程度減弱，巖石微層理逐漸不明顯，巖石表現為塊狀體。

礫石主要由砂巖、板巖、石英巖、灰巖、硅質巖及花崗巖、酸性火山巖構成，礫石大小懸殊，礫級跨度大，礫徑從0.2～80cm均可見（圖1-b）。礫石磨圓度較差，多為次棱角狀-棱角狀，礫石形態多樣，其中可見熨斗狀、馬鞍狀、針狀等形態特殊的礫石、同時礫石表面具擦痕、條痕、撞擊坑等特征，表明其屬冰川搬運過程中，礫石自由度極底、被冰體和礫石之間強行鏟刮形成。而巖石成熟度低。雜基中具長石、巖屑團塊亦顯示近源快速堆積之特征。礫石含量在2%～35%。礫石分布不均一，多呈懸浮狀嵌布在砂巖之間，局部亦可見礫石成團塊狀、布袋狀構造、落石構造，礫石略具有定向排列特征。

圖1 安化縣洞市剖面冰磧巖照片

3 礦物組分

巖石成分復雜，分選性差，主要由大小不一、雜亂分布的角礫、巖屑、次圓、次棱角狀石英、長石砂屑、晶屑、微量白云母碎屑被具定向排列的絹云母、泥質、氧化鐵質混合物為雜基及微量鋯石組成，構成雜基支撐結構。其中：

角礫、巖屑含量12%～35%，角礫成分主為砂巖角礫（圖2-b）、絹云母千枚巖角礫（圖2-a），火山巖角礫（圖2-c）、碳酸鹽化石英化巖角礫、灰巖角礫（圖2-d），顯落石現象，粒徑大小范圍2～＞8mm，巖屑成分多與角礫成分一致，粒徑多＜2mm，另有部分為硅質巖（圖2-c） 凝灰巖、粉砂巖、石英化巖等，呈棱角狀、次棱角狀、次圓狀。石英含量35%～39%，呈晶屑狀、次圓、次棱角狀、蝕圓粒狀，表面有時可見有磨蝕面，大小不一，粒徑0.03～2mm，個別粒徑達2.3mm。長石含量3%～5%，不規則板狀，具條紋結構、格子雙晶，為條紋長石、微斜長石，粒徑為0.1～1.2mm。白云母微量，細條片狀，具鮮艷的干涉色，星散偶見。膠結物含量42%～45%，主要為鱗片狀、顯微鱗片狀絹云母、泥質和鐵質等混生，填隙于碎屑、角礫當中。鋯石微量，蝕圓柱狀，正突起高，偶見。

圖2 冰磧巖樣品薄片照片

4 冰磧巖沉積特征及其冰川沉積環境分析

4.1 研究區南華系冰期特征

研究區內山地多強烈隆起，地形起伏較大，其構造古地理位置緊靠母源區山地前緣，占據高地與海盆地之間的空間；坡降大、流程短、具備流體由位能轉為動能的底床條件，海床比降越大，越容易發生重力流；母源區的地質構造復雜，活動較強烈。這些條件是影響重力流的碎屑流、泥石流形成和運移的重要因素。

從整個南華系冰磧巖演化特征看，早期冰期規模不大，巖性為砂屑、泥質混雜角礫巖，應為斜坡相沉積，間冰期巖性細、顏色暗、水平紋層發育，為較深水陸棚相沉積。晚期冰期由重力流的碎屑流變為重力流的泥石流。斜坡重力流是在重力作用下以塊體搬運移動的非牛頓流體，按運動和沉積方式分為滑坡、塊體流和流體流。根據成因，該區重力流是沉積物重力流不同階段的演化產物。冰海相沉積厚度較穩定，具有少量夾層，具層理性，含宏體生物，顯示海相沉積特征，非冰海相沉積厚度變化大，不穩定，幾乎無夾層，不顯層理。此外，冰海相沉積構造常見落石構造，非冰海相沉積冰溜遺痕及研磨礫石常見，無落石構造。

4.2 研究區洪江組冰磧巖沉積特征

洪江組冰磧巖由塊狀泥礫巖、砂礫巖構成，礫石含量在變化較大，礫石分選差，多呈懸浮狀嵌布在泥砂巖之間，可見落石構造（圖3），礫石中礫石略具定向排列，具疊復特征，巖系且底部多不平整，具沖刷—鏟刮現象。屬落棚冰川消融磧-冰舌沉積。巖系內亦見有滑塌變形層理、泥包礫等特征，可見其受到碎屑流的改造和重塑，兼有重力流的色彩。

圖3 安化縣洞市村冰磧巖落石構造

由此推出，在大塘間冰期后，研究區氣侯轉寒，洪江組含礫巖系是由早期冰川攜帶的碎屑入海，因溫度升高、冰川迅速消融解體、快速堆積，伴隨著沉積厚度增加及海水注入，由于重力作用、液化作用等因素形成水下冰融泥石流發生再次搬運，致使其沉積物顯示以重力流為主體色彩兼有冰川堆積特征（圖4）。因此，工作區冰磧巖沉積環境應為有冰融水注入的濱岸-潮坪環境。

5 結論

①冰磧巖的礫石成分復雜，礫石大小懸殊，礫級跨度大，礫石磨圓度較差、巖石成熟度低。礫石含量在2%～35%，礫石分布不均一，略具有定向排列特征。

圖4 洪江組沉積模式示意圖

②研究區冰磧巖沉積環境應為有冰融水注入的濱岸－潮坪環境。