内蒙古东部林西地区林西组1段沉积环境分析及意义

内蒙古东部林西地区林西组1段沉积环境分析及意义
发表时间：2020-07-06T03:29:54.931Z 来源：《防护工程》2020年9期作者：杨骁
[导读] 研究表明：研究区林西组1段可划为扇三角洲平原和扇三角洲前缘两个沉积亚相以及分流河道，扇间沼泽，水下分流河道，水下分流河道间，河口砂坝，前缘席状砂等6个沉积微相。

综合分析目的层位为典型陆相沉积环境。

长安大学地球科学与资源学院陕西西安 710054
摘要：林西地区晚二叠世林西组沉积环境一直以来存在巨大争议，本文选取林西组1段作为研究对象，采取野外露头观测，实地剖面测量，室内薄片分析和实验等手段，对研究区岩性特点，岩性组合特征、沉积构造及其组合特征综合分析。

研究表明：研究区林西组1段可划为扇三角洲平原和扇三角洲前缘两个沉积亚相以及分流河道，扇间沼泽，水下分流河道，水下分流河道间，河口砂坝，前缘席状砂等6个沉积微相。

综合分析目的层位为典型陆相沉积环境。

关键词：林西地区、上二叠统、林西组1段、扇三角洲、陆相
1.区域背景
研究区位于内蒙古自治区东部草原区，大兴安岭中南段，松辽盆地西侧，贺根山缝合带南侧，西拉木伦缝合带北侧，平均海拔1200-1300m。

其构造上属于天山-兴蒙造山带东段，受西伯利亚板块和华北板块控制[1、2]。

早石炭世，东北地区少数古陆仍存在，松辽海盆及其周边主要为浅海相沉积；中晚石炭世，海侵范围扩大，在松辽海盆地区仍发育浅海相沉积，南部赤峰地区则发育海陆交互相沉积；早中二叠世，又一次广泛海侵，东北地区海域主要分布在长春-磐石、图们、林西-乌兰浩特和孙吴-哈尔滨地区，为浅海相沉积；晚二叠世，全区隆起，海水大面积退出，陆相、湖泊相沉积占主导地位[3][4-6]。

2.剖面描述
本文剖面位于内蒙古自治区赤峰市林西县东部水泉村，本文研究分析的剖面出露良好，主要为上二叠统林西组1段。

剖面起始坐标为N43°34′38.22″ ，E118°10′37.74″，终点坐标为N43°35′21″，E118°10′21.17″，剖面厚度为415m。

图 2 林西县东部水泉村林西组1段实测
3.沉积相分析
3.1岩性特征
研究区林西组1段岩性以碎屑岩为主。

通过偏光显微镜下观察，可鉴定识别出岩屑砂岩、复成分砾岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、长石质岩屑砂岩等6种岩石类型，详述如下：
①复成分砾岩，颜色为灰绿色，灰紫色，以灰紫色为主，块状产出，颗粒-杂基支撑为主，镜下可见部分胶结，砾石占比约70%，粒径为5-18cm，定向排列。

该砾岩薄片镜下可见隐晶岩、粉砂岩、变质石英岩、泥岩、灰岩成分，分选磨圆较差。

透镜状产出，为近源冲积扇产物。

②岩屑砂岩，颜色为灰紫色，石英占比约40%，岩屑占比约53%，长石占比约3%，云母、重矿物占比约4%。

岩屑粒径约0.25-0.5mm，颗粒支撑，成分以泥质板岩、变质石英岩、砂岩、泥岩为主，含有少量喷出岩、千枚岩岩屑，呈次棱-次圆状，分选较差，反应出沉积物近源快速堆积。

③粉砂质泥岩，颜色为灰绿色，粉砂占比约35%，粘土基质占比约65%，粉砂粒径约0.005-0.06mm，含少量碳质胶结，杂基支撑为主，分选较好，呈次棱-次圆状，反应沉积物经过较长时间的搬运，在弱水流动力环境下最终沉积。

④粉砂岩，颜色为灰绿色，粘土基质占比约33%，石英、长石占比约65%，重矿物占比约2%，粒径约0.03-0.1mm，杂基支撑为主，分选较好，呈次棱-次圆状。

⑤泥岩，颜色为灰黑色、灰绿色、紫红色，灰黑色泥岩出现在林1段底部1-4层，说明当时为较深水的强还原环境。

紫红色泥岩多出现出现在林1段中上部，说明当时为出水体退却的强氧化环境。

灰绿色泥岩出现在林1段顶部，说明当时为水体较浅的弱氧化-弱还原环境。

⑥长石岩屑砂岩，颜色为灰绿色，石英占比约35%，长石占比约25%，岩屑占比约35%，云母、粘土矿物占比约4%，重矿物占比约1%，岩屑成分以变质石英岩、泥岩、砂岩为主。

颗粒支撑，次棱-次圆状，分选较差，说明搬运距离短，物源近。

3.2沉积构造特征
沉积构造是判别沉积环境和识别沉积相的重要标志，利用其组合特征可以确定地层的层序，沉积物搬运和沉积的方式，沉积介质的性质及水动力条件条件，物源方向，砂体展布等等。

林西县水泉村林西组1段，由于顶部第四纪黄土覆盖以及部分地段风化严重，导致出露可识别的沉积构造主要以层理构造和叠层石构造为主。

①水平层理：主要发育于林西组1段的顶部和底部，岩性以粉细砂岩和泥岩为主，层厚主要为中层或中薄层。

它反映了弱水动力条件，说明沉积时处于低能或静水的环境下，一般出现于海、深水湖、沼泽、瀉湖等环境中。

②平行层理：主要发育于林西组1段中部，岩性以砂砾岩和中细砂岩为主，层厚主要为中厚层。

它反映了强水动力条件，说明沉积时处于急流或高能的环境下，一般出现于河道、浊流、海岸、海滩等环境中。

③波状层理：主要发育于林西组1段的顶部和底部，岩性以粉细砂岩和泥岩为主，层厚主要为中薄层。

它反映了弱水-强水动力环境，说明沉积时沉积时沉积物较少而改造又相对强烈的环境下，一般出现于三角洲和海湖滨岸等环境中。

④块状层理：主要发育于林西组1段中部，岩性以复成分砾岩为主。

说明沉积时处于高能环境下，一般出现于冲积扇环境中。

⑤透镜状层理：主要发育于林西组1段中部，岩性以砂泥岩为主。

反映了弱水动力环境，说明河道稳定性差，并处于间歇性水流环境中。

⑥叠瓦状构造：主要发育于林西组1段砾岩中，反应了砾石在流水作用下向同一方向倾斜排列，是牵引流作用的产物。

3.3沉积环境演化分析
本文研究的上二叠统林西组1段位于以林西断裂为主要沉陷作用的半地堑式内陆沉降盆地西南缘[7]。

根据野外露头的观察描述以及室内鉴定样品岩性，剖面的岩性组合及沉积构造等特征和资料收集，认为研究区上二叠统林西组1段从底到顶可以划分为扇三角洲前缘、扇三角洲平原两个沉积亚相，并进一步可细分为水下分流河道、前缘席状砂、分流河道、扇间沼泽、水下分流河道间、河口砂坝等六个沉积微相。

从沉积柱状图观察来看，可以将研究区林西组1段的沉积划分为三个期次。

第一期次（0-85m），发育扇三角洲前缘，识别出水下分流河道间和前缘席状砂两种沉积微相，表明水体较深。

第二期次（85-270m），与第一期次呈突变接触，发育扇三角洲平原，识别出分流河道和扇间沼泽两种沉积微相，表明水体较浅。

第三期次（270-414m），与第二期次呈渐变接触，发育扇三角洲前缘，识别出河口砂坝和前缘席状砂两种沉积微相，表明水体较深。

从整体观察来看，研究区林西组1段沉积时处于断裂活动加剧时期，伴随着湖盆的不断沉降，西南缘地形高差不断增大，在暂时性流水或洪流作用下，扇三角洲呈旋回式的发展扩大并逐渐趋向湖中心前进。

4.结论
（1）研究区林西组1段砂体为扇三角洲沉积，识别出扇三角洲平原，扇三角洲前缘2中沉积亚相，以及分流河道，扇间沼泽，水下分流河道间，水下分流河道，河口砂坝，前缘席状砂6中沉积微相。

（2）研究区林西组1段扇三角洲砂体旋回的存在，说明晚二叠世林西地区存在着剧烈的沉降活动。

参考文献：
[1]李锦轶.内蒙古东部中朝板块与西伯利亚板块之间古缝合带的初步研究[J].科学通报,1986(14):1093-1096.
[2]王荃.内蒙古中部中朝与西伯利亚古板块间缝合线的确定[J].地质学报,1986(01):31-43.
[3]李树才,张雄华,李沅柏,杨欣杰,张亮元.内蒙古林西地区林西组地质时代及沉积环境[J].地质科技情报,2019,38(01):1-7.
[4]朱如凯,许怀先,邓胜徽,郭宏莉.中国北方地区石炭纪岩相古地理[J].古地理学报,2007(01):13-24.
[5]余和中.松辽盆地及周边石炭纪—二叠纪岩相古地理[ J] .沉积与特提斯地质, 2001, 21 ( 4 ):70-83
[6]李福来,曲希玉,刘立,等.内蒙古东北部上二叠统林西组沉积环境[J].沉积学报,2009,27(2):265-272.
[7]刘永高,谭佐山,刘书金.内蒙古东部的上二叠统林西组[J].内蒙古地质,1999,2(1):21-26.。