第三章 沉积岩

第三章沉积岩测区内的沉积岩主要是中生代的沉积岩,分布面积约占测区面积的30%。

分为鸡西群、桦山群及龙爪沟群，其中鸡西群约占沉积岩面积的60%，桦山群30%、龙爪沟群约占10%；鸡西群由下向上地层单元可分为滴道组（K1d）、城子河组（K1ĉ）、穆棱组（K1m）及东山组（K1ds）；桦山群测区内为猴石沟组（K1—2h）；龙爪沟群由下向上地层单元可分为裴德组（J3K1p）、七虎林河组（K1q）及云山组（K1y）。

鸡西群为陆源碎屑沉积，在滴道组（K1d）内发现有沟鞭藻类海相化石及在城子河组（K1ĉ）泥岩中发现海相化石层，说明滴道组（K1d）在沉积过程中曾有过短暂的海侵发生，在城子河组中发生过较大的海侵。

该群沉积岩主要为h）岩石砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及其过渡类型岩石含煤层（工业煤层）。

猴石沟组（K1—2组合下部以砾岩为主、上部以砂岩为主含薄层的粉砂岩、泥岩及其过渡类型，局部见薄煤层（不具开采价值）。

龙爪沟群为海陆交互相沉积体系，为含煤地层。

岩石组合裴德组（J3K1p）以砂岩为主，含砾岩、粉砂岩、泥岩及其岩石过渡类型，含薄煤层，七虎林河组（K1q）以海相泥岩为主夹粉砂泥岩，为海相化石主要赋存层位；云山组（K1y）以砂岩为主，含粉砂岩、泥岩及薄煤层，含海相化石。

第一节沉积岩岩石及岩相一、沉积岩岩石类型测区内沉积岩共分两大类—正常沉积碎屑岩及火山沉积碎屑岩。

沉积岩粒级划分标准根据《沉积岩类区1：5万区域地质填图方法指南》[4]，＞64mm卵石、64—2mm砾、2—1mm 粗砂、1—0.5mm中砂、0.5—0.063mm细砂、0.063—0.039mm粉砂、＜0.039mm为泥。

据此将测区内沉积岩分类如下：（一）正常沉积碎屑岩包括砾岩、砂岩、粉砂岩及泥岩、煤。

下面分别介绍岩石特征。

1、砾岩类（1）卵石砾岩：多因风化，卵石已脱落，风化面浅褐黄色，新鲜面灰色，卵石砾状结构，厚层状构造，见向上变细的粒序层理。

岩石中卵石含量60—70%，成分复杂，有花岗岩、火山岩及变质岩。

卵石为滚圆状、扁圆状、少量为次圆状、次棱角状，大小20—120mm，个别可达500mm；填隙物为砂岩、粉砂岩，约占30—40%；据统计，卵石形态为扁圆体、椭球体，其中A∶B∶C≈3∶2∶1（其中A为长轴，B为中轴，C为短轴）。

卵石砾岩分布于鸡西群滴道组（K1d）城子河组（K1ĉ）的底部及桦山群猴石沟组（K1—2h）的下部。

龙爪沟群裴德组（J3K1P）的底部也存在，其中以猴石沟组（K1h）最发育。

—2（2）砾岩浅黄褐色、杂色、浅灰色，砾状结构，块状构造，见粒序层理。

砾石为圆状—滚圆状，大小2—60mm，含量30—60%，成分多样，有火山岩、花岗岩、变质岩、沉积岩。

填隙物为砂岩、粉砂岩及泥岩。

为孔隙型混基砾岩，分选差。

粗砾岩、中砾岩及细砾岩的岩石特征相似，除砾石粒径大小不同外，砾石的分选程度不同，砾石越细，分选越好。

砾岩普遍存在于滴道组（K1d）、城子河组（K1ĉ）、猴石沟组（K1-2h）及裴德组（J3K1p）中，其它组也存在砾岩，但多以夹层或底砾岩薄层的形式存在。

（3）砂砾岩为浅黄褐色，砂砾结构，块状构造，见粒序层理，由砾石、砂及粉砂组成。

砾石成分为花岗岩、火山岩、变质岩，为滚圆状，大小2—20mm，含量2—30%。

砂及粉砂含量70%左右。

砂砾岩多存在于滴道组（K1d）、城子河组（K1ĉ）、猴石沟组（K1—2h）及裴德组（J3K1p）h）砂砾岩居多。

中，以猴石沟组（K1—22、砂岩类砂岩按粒度分为粗、中、细砂岩，个别砂岩含砾石。

按成分主要有岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩及杂砂岩。

（1）岩屑长石砂岩为浅黄色，砂状结构，具平行层理、斜层理、交错层理及块状层理。

主要成分为石英、长石及岩屑，其中石英为无色，粒状，含量约20—30%，长石为浅黄白色，板状，含量约30—50%，岩屑含量为10—20%；岩石颗粒为次圆—次棱角状，为颗粒支撑，接触式胶结。

岩屑长石砂岩主要存在于城子河组（K1ĉ）、云山组（K1y）中，其中城子河组（K1ĉ）以粗、中粒岩屑长石砂岩为主；云山组（K1y）以中细粒岩屑长石砂岩为主。

（2）长石岩屑砂岩与岩屑长石砂岩相比，成分含量不同，其中长石含量25—30%，岩屑40—60%，石英15—20%。

颗粒为次棱角状，颗粒支撑，接触式胶结及孔隙式胶结。

长石岩屑砂岩主要存在于滴道组（K1d）、裴德组（J3K1p）、猴石沟组（K1—2h）中，其中猴石沟组（K1—2h）以粗粒为主，滴道组（K1d）以粗、中粒长石岩屑砂岩为主；裴德组（J3K1p）以中、细粒长石岩屑砂岩为主。

（3）杂砂岩是指杂基含量大于15%的砂岩。

测区内杂砂岩存在于滴道组（K1d）、猴石沟组（K1—2h）及裴德组（J3K1p）中，猴石沟组（K1—2h）以粗粒杂砂岩居多；滴道组（K1d）及裴德组（J3K1p）以中细粒杂砂岩居多。

上述砂岩除七虎林河组（K1q）含砂岩较少之外，其余各组砂岩累计厚度均较大。

3、粉砂岩类为灰色、浅灰色，粉砂质结构，水平层理、波状层理。

主要成分为石英，其次为长石，岩石颗粒为次棱角状，分选好。

粉砂岩赋存于鸡西群及龙爪沟群地层中，猴石沟组（K1h）粉砂岩较少。

穆棱组（K1m）、—2城子河组（K1ĉ）、七虎林河组（K1q）的粉砂岩累计厚度较大。

4、泥岩类为深灰色、灰黑色，泥质结构，水平层理，由小于0.039mm的细小颗粒组成。

普遍存在于鸡西群、龙爪沟群及猴石沟组（K1h）中，其中穆棱组（K1m）、七虎林河组（K1q）泥岩—2较厚，其它各组中泥岩以薄层的形式存在。

5、煤煤为黑色，具条带状构造。

宏观上可分为暗煤、半暗煤、半亮煤及亮煤四种类型。

煤在测区内主要分布于鸡西群城子河组（K1ĉ）、穆棱组（K1m）中，其中以城子河组（K1ĉ）中煤质最好，多为半亮煤及亮煤，发热量高，为主要工业煤层。

龙爪沟群及猴石沟组（K1h）—2中，夹薄煤层，但煤质较差，一般为暗煤、半暗煤，不具工业价值。

（二）火山碎屑沉积岩火山碎屑沉积岩在测区内较发育，多以沉积夹层的形式出现，主要为沉凝灰岩、凝灰质砂岩。

鸡西群及龙爪沟群沉积岩中均含有火山碎屑沉积岩。

1、沉凝灰岩为灰黑色，沉凝灰结构，略具水平纹理，90%以上为细火山灰，同时含有少量的晶屑、玻屑及岩屑，薄片中见有磁铁矿物，火山物质定向性明显。

以沉积夹层的形式多存在于穆棱组（K1m）、滴道组（K1d）中，城子河组（K1ĉ）中含量较少。

2、凝灰质砂岩砂岩中含有火山灰物质，一般火山灰含量5—25%，其余成分为砂质。

多为凝灰砂质结构，具平行层理，存在于穆棱组（K1m）及城子河组（K1ĉ）中。

二、沉积岩岩相测区内沉积岩分布广，面积大，多为中生代盆地内的沉积岩，按沉积地层层序特征、岩石组合特征，把测区内的沉积岩划分为5个岩相：卵石砾岩相、砾岩相、砂岩相、粉砂岩相及泥岩相。

（一）岩相特征1、卵石砾岩相以卵石砾岩为主，含有漂砾，填隙物以细砾粗砂为主的岩性段，通常夹薄层的粉砂岩、含砾粗砂岩。

2、砾岩相以中、中细砾岩为主，含有粗砾，填隙物以粗砂、中砂为主的岩性段，通常夹薄层的粗砂岩、中砂岩。

3、砂岩相以细、中、粗砂岩为主体的岩性段，夹有粉砂岩及泥岩的沉积薄层。

4、粉砂岩相以粉砂岩为主体的岩性段，通常夹有薄层的粉砂质泥岩及泥岩。

5、泥岩相以泥岩为主体的岩性段，夹有薄层的粉砂岩及泥质粉砂岩。

（二）岩相分布特征1、鸡西群（1）滴道组（K1d）底部为卵石砾岩层相，下部为砾岩相，上部砂岩相。

表现山麓冲积沉积特征。

（2）城子河组（K1ĉ）底部发育砾岩相，向上砂岩相最发育，含有粉砂岩相及泥岩相。

表现为山麓冲积扇—三角洲平原的沉积特征。

（3）穆棱组（K1m）发育砂岩相，粉砂岩相及泥岩相，反映为三角洲平原—滨湖平原的沉积特征。

2、龙爪沟群（1）裴德组（J3K1p）底部发育卵石砾岩相、砾岩相，上部发育砂岩相，反映山麓冲积扇—三角洲平原沉积特征。

（2）七虎林河组（K1q）发育砂岩相、粉砂岩相及泥岩相，含大量海相化石，反映为滨海—泻湖沉积的特征。

（3）云山组（K1y）砂岩相发育，含有粉砂岩相及泥岩相，含海相化石，反映为河流三角洲—滨海平原沉积的特征。

3、桦山群猴石沟组（K1—2h）下部为卵石砾岩相、砾岩相；上部为砂岩相，含有粉砂岩相及泥岩相，反映河流冲积—河流三角洲沉积特征。

第二节层序地层分析一、各级层序地层分析测区内中生代盆地鸡西与勃利盆地，为含海相层的陆相盆地，并非真正意义上的海陆交互相含煤盆地，而龙爪沟盆地则为海陆交互相含煤盆地，并且测区内的中生代沉积岩区主要沿北东向敦密山断裂北侧分布。

因此，分析沉积盆地的各级层序特征对研究沉积盆地的生成、发展、演化具有重要意义。

（一）沉积盆地特征测区内的鸡西、勃利盆地及龙爪沟沉积盆地主要受敦密断裂及依舒断裂控制，因此沉降分异大，构造分区明显，沉积物堆积快，物源较近。

盆地在发育不同时期具有不同的沉降中心，具多方向物源沉积，沉积相变快、相变窄等特点，同时盆地的水域分布受构造沉降、气候条件的控制。

其中构造作用是控制盆地沉积的主导因素，因此盆地沉积的构造旋回性强，盆地的形成、发育、演化和废弃的阶段性也较强。

（二）盆地层序地层特征测区内的陆相盆地地层层序构成样式与区域构造具密切的关系，层序内部单元的层次和级别依构造活动的阶段性不同而有所差异。

层序内体系的划分与级别及小层序的划分，主要依据盆地水域体制的变化；层序级别的划分与构造运动的规模及级次相对应。

测区内引用林畅松等（1995）通过对乌里雅斯太断陷盆地的分析，反映如下特征：（1）一个二级层序是一个构造沉降幕或裂陷幕的产物。

（2）二级层序的不整合面是沉降速率减少到零，直至盆地遭受剥蚀的结果。

（3）三级层序的发育也可能与更次一级的间歇性构造沉降差异有关。

顾家裕（1995）在建立陆相盆地层序地层中应用低水位、水进和高水位三种体系域的三分法。

测区内的一级层序相对应的构造为敦密断裂带，二级层序对应鸡西勃利盆地及龙爪沟盆地的基底面，三级层序相对应的为鸡西群、龙爪沟群及桦山群内的各组层序。

（三）盆地层序的主要控制因素陆相盆地中，控制层序发育的主要因素是盆地基底沉降、沉积物供给和气候[10]，上述三种因素中构造是主导因素，在整个盆地演化过程中，三级层序的分界面都与构造事件有关。

通过测区内露头、剖面的实际观测，下面几种界面为鸡西与勃利盆地及龙爪沟盆地内三级层序的界面。

1、古构造运动面为盆地充填沉积带代表基底面或盆地萎缩阶段古风化剥蚀面，代表构造运动形成的区域不整合面，与区域构造事件有关，如鸡西与勃利盆地及龙爪沟盆地基底面。

2、构造应力场转换面由于构造背景的转换，盆地所处的构造应力场发生变动。

盆地从扩张到萎缩，可能是由于盆地构造应力场的转换，导致充填沉积物发生明显变化，如测区内鸡西群城子河组（K1ĉ）与穆棱组（K1m）的界面，龙爪沟群七虎林河组（K1q）与云山组（K1y）的界面。