河西郭-冷家剖面下寒武系青山群八畝地組沉積巖地球化學(xué)特征

河西郭-冷家剖面下寒武系青山群八畝地組沉積巖地球化學(xué)特征

一、巖石學(xué)和年代學(xué)膠萊盆地是中新世的大型重疊盆地，白牙期為陸相碎屑巖和火山巖盆地。盆地內(nèi)主要沉積了3套地層:下部為早白堊世萊陽群河湖相碎屑巖系,中部為早白堊世青山群中酸性火山噴發(fā)巖系,上部為晚白堊世王氏群紅色河湖相碎屑巖系。青山群廣泛發(fā)育火山巖,并且可進一步劃分為四個噴發(fā)旋回,自下而上定名為后夼組、八畝地組、石前莊組和辛戈莊組。八畝地組是青山群發(fā)育最完整、分布最廣的一個組,為青山期火山活動最強烈噴發(fā)旋回。對火山巖的年代學(xué)研究眾多,馬耳山地區(qū)U-Pb鋯石同位素年齡115±1Ma,五蓮分嶺山地區(qū)40Ar-39Ar同位素年齡109.9±0.6Ma,萊陽萬第地區(qū)K-Ar同位素年齡101.5±4.5Ma(引自報告)。1991年山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(杜本明等)創(chuàng)名八畝地組,地點在即墨市豐城鄉(xiāng)八畝地村,正層型為即墨市豐城鄉(xiāng)刁家大丈剖面(120°49′,36°33′;山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊,1990)。刁家大丈八畝地組正層型剖面二、沉積巖夾層發(fā)育時期在膠州河西郭-冷家村實測的青山群剖面上八畝地組巖性與正層型剖面上的巖性有很大的差距,在該剖面發(fā)育了大量沉積巖,和火山巖交替出現(xiàn)。本文將剖面上的沉積巖作為火山巖夾層處理,重點研究沉積巖的特征。剖面位置位于后夼村西側(cè),包括了后夼組和八畝地組,剖面總長度1300m(圖1)。在實測剖面上,沉積巖產(chǎn)出連續(xù),厚度大,夾層較多。根據(jù)此次野外調(diào)查,地層分布為沉積巖-火山巖-沉積巖-火山巖-沉積巖,沉積巖夾層累積厚度為746.82m,火山巖累積厚度為95.39m(圖2)。該區(qū)沉積巖夾層主要為中粗碎屑巖,以礫巖、含礫粗砂巖、細砂巖為主,在含礫粗砂巖中見泥巖夾層,在細砂巖中可見含礫粗砂巖夾層。參照黃玉龍(2007)對松遼盆地火山巖旋回、期次劃分可以將沉積巖夾層作為間斷面,八畝地組噴發(fā)旋回可劃分為兩個噴發(fā)期次,在火山活動間歇期區(qū)域接受沉積。在八畝地組地層柱狀圖上(圖2)顯示,沉積巖夾層中的砂巖主要發(fā)育在兩個時期,第一部分在后夼組火山噴發(fā)旋回和八畝地組火山噴發(fā)旋回第一噴發(fā)期次之間,第二部分在八畝地組火山噴發(fā)旋回第二噴發(fā)期次和石前莊組火山噴發(fā)旋回之間。在八畝地組火山噴發(fā)旋回的第一噴發(fā)期次與第二噴發(fā)期次之間發(fā)育復(fù)成分礫巖。膠州市河西郭-冷家村青山群八畝地組剖面上覆地層:石前莊組紫紅色含角礫凝灰?guī)r三、巖、礦物及含礫砂巖八畝地組沉積巖夾層主要以陸源碎屑沉積為主,主要為砂巖,泥質(zhì)巖少量發(fā)育。砂巖類,在河西郭-冷家村剖面上大量出現(xiàn),砂巖類型主要為長石雜砂巖、長石巖屑砂巖和巖屑砂巖,以粗砂巖和細砂巖為主,可見少量泥巖夾層。粗砂巖和細砂巖以中厚層或是巨厚層產(chǎn)出,泥巖為薄層狀。以顆粒支撐為主,膠結(jié)物質(zhì)主要為硅質(zhì)和泥質(zhì)。砂巖顏色以紫紅色為主,泥巖以土黃色為主,在砂巖中可見沉積層理。含礫粗砂巖中礫石成分為凝灰?guī)r、花崗片麻巖、安山巖,巖屑砂巖中巖屑主要為火山巖巖屑。該沉積巖夾層成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都不高,說明這些碎屑巖是在較快速條件下沉積的產(chǎn)物,碎屑為短距離搬運。四、沉積相與沉積特征據(jù)何順利等(2005)對新型辮狀河沉積模式鑒別標志和汪彥等(2012)對辮狀河沉積模式討論的證據(jù),八畝地組沉積巖夾層符合以下幾個特點:(1)巖石類型相對比較單一,顆粒以中-粗砂為主;(2)成分成熟度偏低,碎屑顆粒成分復(fù)雜,巖屑含量較高;(3)結(jié)構(gòu)成熟度低,多為顆粒支撐結(jié)構(gòu)。辮狀河在垂向?qū)有蛏虾恿鞫Y(jié)構(gòu)的底層沉積發(fā)育良好、厚度較大,而頂層沉積不發(fā)育或是厚度較小,底層沉積的粒度粗,通常發(fā)育砂礫巖。將八畝地組地層柱狀圖(圖2)作為該地區(qū)的河流沉積剖面可以看出,第一噴發(fā)期次之下的沉積巖夾層底層發(fā)育含礫粗砂巖,其頂層發(fā)育細砂巖或是泥巖,反映了水動力能量逐漸減弱的沉積過程,含礫粗砂巖的厚度明顯大于細砂巖和泥巖的厚度;第二噴發(fā)期次之上同樣發(fā)育了底層沉積為含礫粗砂巖,頂層沉積為細砂巖的二元結(jié)構(gòu),含礫粗砂巖厚度為282.38m,細砂巖厚度為22.50m,底層沉積厚度明顯大于頂層沉積厚度;而在兩次噴發(fā)期次之間發(fā)育的含礫粗砂巖,頂層沉積未發(fā)育這三部分的沉積特征均具有辮狀河河流相的典型特征。根據(jù)對沉積巖夾層沉積構(gòu)造的野外觀察,粗砂巖巖層發(fā)育均槽狀交錯層理,細砂巖巖層發(fā)育板狀交錯層理,Cant和Walker經(jīng)典的辮狀河沉積層序(圖3)可與此處沉積巖夾層沉積層序進行對比。另外根據(jù)野外觀察,八畝地組沉積巖夾層色調(diào)以紫紅色為主,反映了古氣候是干旱氣候,突發(fā)性的降雨容易導(dǎo)致河流的流量變化大,這為辮狀河發(fā)育提供了條件。綜上所述,認為在后夼組火山噴發(fā)旋回結(jié)束之后,膠萊盆地河西郭-冷家村地區(qū)河流開始發(fā)育,且為辮狀河,隨著降雨量的變化,水動力發(fā)生幾次變化,在第一噴發(fā)期次結(jié)束之后,河流水動力相對較大,導(dǎo)致辮狀河的細粒沉積未發(fā)育,第二噴發(fā)期次結(jié)束之后仍為辮狀河沉積環(huán)境。五、沉積相沉積巖夾層研究區(qū)域的確定和研究方法的應(yīng)用研究本文通過對八畝地組沉積巖夾層的野外調(diào)查研究,認為沉積巖夾層為近距離陸源碎屑沉積,沉