中元古代串岭沟组沉积构造研究进展综述.doc

中元古代串岭沟组沉积构造研究进展综述 魏明辉 陈树清 谷振飞 杨 云 全素桃 （河北省地矿局第三地质大队 张家口 075000） 摘 要 华北地台中元古界串岭沟组暗色页岩中发育一种特殊的砂质脉状构造。近年来对众多学者对其成因进行了分析和研究，并以各种理论进行了解释，本文主要对已取得的成果进行简单介绍。 关键词 中元古代 串岭沟组 沉积构造 砂脉体 串岭沟组主要分布于燕辽地区，岩性以黑-灰黑色粉砂质页岩为主，与下伏常州沟组厚层石英砂岩以及上覆团山子组厚层白云岩之间均为整合接触（陈晋镳，1980；朱士兴等，1994；陆松年，1998；武铁山，2002）。 据对辽宁凌源，河北平泉、宽城、兴隆、怀来、宣化、赤城，北京十三陵、昌平、怀柔等地串岭沟组中下部层段的观察与研究，暗色页岩中普遍发育一种形态特殊的浅色砂质脉状构造（砂脉体），层面上表现为不规则密集分布的细长砂脊或弯曲的砂质条带，垂向上多由不连续薄砂层和近于直立“肠状”弯曲的小型脉状体交互组成。其以特有的沉积构造特征为地质学家所瞩目，以下就相关内容及研究进展情况进行简单论述。 1 砂质脉状构造概述 1.1 产出层位 串岭沟组中砂质脉状构造产出层位较多，尤其在距底黑色泥岩-灰黑色粉砂质页岩段中相当密集，特征清楚。从地层分布特征看，主要集中于海进体系域（TST）层段，特别在薄层砂质条带发育的副层序中比较丰富。在缺乏细砂质条带的层位，较少发育特征显著的砂质脉状构造。 1.2形态特征 砂脉体在层面上表现为不规则的低砂脊状，略突出于围岩1～3mm，直或弯曲，略向两端收尖，风化后可呈浅沟状；曾被误认为遗迹化石（刘洪福和刘池洋，1992）。大多数砂脉宽2～5mm，个别达8mm；长4～14cm，个别可达20cm。砂脉色浅，多呈灰黄-灰白色；而围岩黑色-黑灰色。两者在颜色上形成鲜明的对比。砂脉在层面上密集散乱排列，无明显方向选择性（图1）。 在垂直于岩层层面的断面上，砂质脉状构造以两种形式出现，一种表现为平行于层理的薄砂层或砂质条带，厚3～9mm，个别达15mm，长度可达30cm，但很少穿层且横向上不连续，薄砂层在垂向上密度较高，间距2～10cm不等，厚度不均匀，并向两侧变薄，与暗色泥质层交互构成似层理状或脉状层理结构，其内偶见低角度砂纹层理。薄砂层本身很少构成层理面，在层面上实际表现为大小不一、厚度不匀的砂质斑块。由于砂层厚度小，风化后很少能完整保存，这可能是层面上很少观察到完整砂层的重要原因。另一种表现为小型砂脉体，与层理面近垂直或斜交。大多数砂脉体呈“肠状”形态，一般宽2～7mm，高2～6cm不等；穿达层面时表现为略凸的砂脊。砂脉体多发育于薄砂层之下，密集程度或脉体间距变化很大。多数砂脉（92％）具下窄上宽的特征，顶端与上部砂层接触，或向上穿越砂层（约2％），但延伸不远。在不发育上砂层的部位，一般很少出现砂脉构造。当砂脉向上穿越薄砂层时，砂脉两侧往往存在宽0.5～2mm的间隙。由于成岩期压实作用，常见砂脉上端刺穿上砂层（多发生于较薄砂层之下）或向上顶起砂层（常见于较厚砂层之下）形成小的帐篷状尖顶构造。砂脉下端明显较细，并向下尖灭。肠状弯曲更为显著；绝大多数（96％）不与其下方的砂层相连，并常独立出现在不发育下砂层部位。 图1 砂质脉状构造（砂脉体）形态特征 A-砂脉体在层面上的特征；B-薄砂层与砂脉体特征 2 矿物组成 2.1 砂脉体 野外观察与室内镜下研究表明，砂脉与薄砂层的成分相对较纯，由较均一的细粒-粗粉砂级石英颗粒（60～80％）和泥质（10～30％）组成，含少量长石（＜5％）、云母片（小于5％）和微量暗色矿物（小于1％），偶见岩屑。总体上颗粒分选较好，而磨圆较差。砂脉与薄砂层在矿物成分上无显著不同。发育于同一层面上的砂脊（同期）在矿物成分与结构特征上完全一致，而与不同层面上的砂脊（不同世代）则往往有差别。 通过肉眼观察和岩石薄片镜下鉴定发现，砂脉体中普遍存在微量碳酸盐矿物，如微晶等粒白云石、菱铁矿，以及形态不规则的微-隐晶碳酸盐斑块状胶结物。另外，黄铁矿数量较多，除自形较好的四方体和八面体外，还有较多草莓状黄铁矿集合体，白云石与黄铁矿常共生在一起，在砂脉和薄砂层与泥质围岩的接触带较集中。在近水平的薄砂层中，微晶白云石常沿炭质纹层分布，并形成白云石细层。黄铁矿也常出现在围岩附近，呈微层状或簇状分布。 2.1.1 碳酸盐矿物 岩石薄片的显微镜观察表明，碳酸盐沉淀在垂直层面的砂脉和平行层面的薄砂层以及泥质围岩中均有发育。据碳酸盐岩的产出特征，可以分为两种类型。一类表现为顺层发育，横向上较连续的条带状微晶质等厚薄层。另一类呈横向上不连续的微晶-隐晶质斑块或斑点，散布于基质或以胶结物形式存在于粒间空隙中。 第1种类型在沉积物胶结较好或炭质纹层密集发育的部位发育较好，特别是在砂脉与