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        大別山北淮陽金寨三仙山地區(qū)石炭紀地層巖石學(xué)特征

        2021-12-20 17:38:29沈仕豪劉家云張晉喆
        西部資源 2021年5期
        關(guān)鍵詞:大別山

        沈仕豪 劉家云 張晉喆

        摘要:金寨三仙山地區(qū)石炭系為一套未變質(zhì)或輕微變質(zhì)的沉積地層,且前人對其巖石學(xué)特征歸納較為籠統(tǒng)。本文在野外調(diào)查基礎(chǔ)上,對金寨三仙山地區(qū)出露的石炭紀地層進行巖石學(xué)調(diào)查與研究發(fā)現(xiàn),三仙山地區(qū)石炭紀楊山組巖性為淺灰、淺灰白色厚層—塊狀石英細砂巖夾淺灰白色薄—中薄層礫巖及含礫石英砂巖;道人沖組為淺灰白、乳白色厚層—塊狀石英砂巖夾青灰、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖。胡油坊組為淺灰、灰、深灰色塊狀復(fù)成分礫巖、夾灰、深灰色塊狀含砂細(微)晶灰?guī)r、青灰、灰綠色塊狀鈣質(zhì)粉砂巖。

        關(guān)鍵詞:大別山;北淮陽;巖石學(xué)特征;三仙山;石炭紀

        1.引言

        北淮陽構(gòu)造帶位于華北陸塊南緣與大別造山帶北緣的交匯地帶,一直是研究大別山的熱點區(qū)域[1-4]。但對于金寨三仙山地區(qū)石炭系的研究相對薄弱本文基于野外地質(zhì)調(diào)查,對三仙山地區(qū)石炭紀地層進行了詳細的巖石學(xué)特征研究。

        2.區(qū)域地質(zhì)背景

        北淮陽構(gòu)造帶位于桐柏—大別山北麓,南部以桐柏—磨子潭斷裂為界,北部以信陽—舒城斷裂為界,西接南陽盆地,東部被郯廬深斷裂帶所截切。構(gòu)造帶整體上呈NWW—SEE向狹長展布,長約200km,寬1km~20km。石炭系斷續(xù)展布在信陽—商城—金寨—舒城斷裂兩側(cè)。

        安徽境內(nèi)的佛子嶺巖群(包括梅山群)與河南境內(nèi)的商城群石門沖組至信陽群地層可對比[5]。新一輪《安徽省地質(zhì)志》將三仙山地區(qū)的石炭紀地層稱胡油坊組和楊小莊組,廢棄了梅山群一名。

        3.巖石學(xué)特征

        調(diào)查區(qū)內(nèi)所出露的石炭紀巖石類型主要為陸源碎屑巖和碳酸鹽巖。

        3.1陸源碎屑巖

        在研究區(qū)內(nèi)分布較多,主要為復(fù)成分礫巖、石英質(zhì)礫巖、各種砂巖及炭質(zhì)泥巖(煤線)。

        復(fù)成分礫巖

        在石炭紀地層中均有分布。礫巖為淺灰、青灰色,礫狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。巖石主要由礫石(50%~55%)及填隙物(45%~50%)組成。礫石大小不一,粒徑0.5cm~4cm者居多(占40%),少數(shù)達5cm以上,分選差,呈棱角—次棱角狀。成分主要為石英砂巖、硅質(zhì)巖、粉砂巖、石英巖、板巖等組成,填隙物主要由基質(zhì)和膠結(jié)物組成,基質(zhì)占35%~40%,淺灰紅色、灰黃色,由中細粒的石英及巖屑、巖石碎屑和粘土組成。膠結(jié)物為淺灰色、灰黃色,滴酸起泡較為明顯,主要為鈣泥質(zhì),屬基底式膠結(jié)。巖石稍顯正粒序。

        石英質(zhì)礫巖

        礫巖為淺灰、灰白色,中薄—中厚層狀。礫狀結(jié)構(gòu)、中厚層狀構(gòu)造。巖石主要由礫石(55%~60%)和填隙物(40%~45%)組成。礫石大小較為混雜,大小在0.4cm~3cm之間,磨圓差,呈棱角-次棱角狀。礫石主要為石英巖、石英砂巖(占礫石85%以上),此外尚有少量細砂巖。填隙物由基質(zhì)和膠結(jié)物組成?;|(zhì)占30%~35%,淺灰白色、淺黃色,由細小的巖石碎屑、礦物碎屑組成;膠結(jié)物為淺灰色,主要為硅質(zhì),屬基底式膠結(jié)。巖石底部發(fā)育底沖刷。

        含礫石英砂巖

        巖石呈淺灰白色,中薄層狀,含礫砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、中薄層狀構(gòu)造。巖石主要由礫石、石英砂及填隙物組成。其中礫石占約5%~10%,淺灰色、灰白色,大小較為均一,在0.3cm~1cm之間,呈棱角—次棱角狀,成分主要為石英砂巖及石英粉砂巖。石英砂巖占約85%,石英砂顆粒多呈次圓狀,粒徑以0.2mm~0.4mm居多,部分為0.5mm。填隙物占5%~10%,淺灰色、灰黃色主要為粘土質(zhì)雜基及硅質(zhì)膠結(jié)物,屬基底式膠結(jié)。

        廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)。巖石呈淺灰、淺灰白、乳白色,中薄—中厚層狀,部分塊層狀。砂狀結(jié)構(gòu)。巖石主由砂級碎屑、填隙物組成。砂級碎屑為石英、巖屑。其中石英(90%~95%)主要為單晶石英,少為多晶石英,多呈次棱角狀—次圓狀,大小以0.1mm~0.4mm居多,部分可達0.5mm~0.7mm。巖屑(2%~5%)為硅質(zhì)巖、絹云蝕變巖、粘土質(zhì)硅質(zhì)巖、粘土巖,次棱狀,大小一般0.25mm~0.5mm,部分0.5mm~1mm,少量1mm~2mm。填隙物(1%~3%)灰白色、淺灰黃色,主要為硅質(zhì)膠結(jié)物和極少量的粘土礦物。部分硅質(zhì)膠結(jié)物已變?yōu)樗樾际⒅哟筮?,多為無痕加大,少為有痕加大。

        巖石淺灰、灰白色,砂狀結(jié)構(gòu)、中厚層狀構(gòu)造。巖石主要由砂級碎屑、填隙物組成。砂級碎屑為石英、巖屑。石英(85%~90%)主要為單晶石英,少為多晶石英,次棱狀—次圓狀,大小一般0.25mm~0.5mm,部分0.5mm~1mm,少量1mm~2mm,少量0.05mm~0.25mm。常見波狀消光。巖屑(10%~15%)為硅質(zhì)巖、粘土質(zhì)硅質(zhì)巖、粘土巖、粉砂巖,次圓狀,大小一般0.25mm~0.5mm,部分0.5mm~1mm,少量1mm~2mm,極少量0.05mm~0.25mm,星散狀分布。填隙物為粘土雜基(1%~2%)、硅質(zhì)膠結(jié)物(1%~2%)。部分硅質(zhì)膠結(jié)物已變?yōu)樗樾际⒅哟筮?,多為無痕加大,少為有痕加大。

        泥質(zhì)粉砂巖

        巖石灰黃、淺灰綠色,薄—中薄層狀,泥質(zhì)粉砂結(jié)構(gòu)、薄—中薄層狀構(gòu)造。巖石主由泥質(zhì)及粉砂級碎屑組成。其中中泥質(zhì)含量25%~35%,隱晶—細小鱗片狀,片直徑一般0.001mm~0.005mm,部分0.005mm~0.01mm,少0.01mm~0.03mm,極少0.03mm~0.05mm,鑲嵌狀、定向分布。粉砂級碎屑為石英和巖屑。其中石英占20%~35%,為單晶石英,大小一般0.01mm~0.05mm;巖屑占25%~30%,為泥質(zhì)巖、粉砂巖,云母少量約5%。

        炭質(zhì)泥巖(煤線)分布于楊山組上部。巖石呈灰黑、黑色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。巖石主要由炭質(zhì)(10%~30%),粘土礦物(55%~60%)和巖屑(5%)與石英(5%)組成。煤質(zhì)一般,光澤不明顯,染手。

        3.2碳酸鹽巖

        分布較為零星,為細(微)晶灰?guī)r(圖2,f)。巖石為灰、深灰色,碎屑結(jié)晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖石主由細晶方解石及粉晶方解石等組成,陸源碎屑少量。粉晶方解石(5%~10%)它形粒狀,大小一般0.01mm~0.05mm;細晶方解石(70%~80%)它形粒狀,大小一般0.1mm~0.25mm,部分0.05~0.1mm;陸源砂級碎屑為石英、巖屑,次圓狀為主,部分次棱—次圓狀,大小一般0.1mm~0.25mm(細),部分0.25mm~0.5mm(中),少0.5mm~1mm,個別1mm~2mm(粗),星散狀、定向分布。

        4.地層單元巖石組合

        調(diào)查發(fā)現(xiàn),區(qū)內(nèi)三仙山地區(qū)地層,自北向南依次出露楊山組(C1y)、道人沖組(C2d)

        及胡油坊組(C2h)。各地層單元巖石組合特征如下:

        楊山組巖性為淺灰、淺灰白色厚層—塊狀石英細砂巖夾淺灰白色薄—中薄層礫巖及含礫石英砂巖,局部夾青灰、灰綠色薄層泥質(zhì)粉砂巖;柿樹園一帶夾透鏡狀煤層或煤線。石英砂巖中膠結(jié)物為泥硅質(zhì),稍顯平行層理。礫巖及含礫砂巖中的礫石成分主要為石英砂巖、石英巖、粉砂巖、板巖、千牧巖等,礫石大多為下伏層的巖性,呈棱角—次棱角狀,大小混雜;發(fā)育底沖刷,顯正粒序。泥質(zhì)粉砂巖中水平層理發(fā)育,呈薄—中薄層狀產(chǎn)出,與前述巖性組成沉積韻律或旋回。本區(qū)該組僅相當(dāng)于河南楊山組的上部巖性段。沉積環(huán)境為河流—漫灘沼澤相。

        道人沖組巖性可分為上下兩個部分。下部為淺灰白、乳白色厚層—塊狀石英砂巖、含礫石英砂巖及石英質(zhì)礫巖,局部夾青灰、灰綠色中薄層—中厚層泥質(zhì)粉砂巖,上述組成韻律或旋回。礫巖中礫主要為石英砂巖、石英巖、千牧巖、脈石英、板巖等,大小一般為0.5cm~4cm,呈次棱角—次圓狀,多顯示為下伏巖層的巖性;砂為石英及少量長石;硅質(zhì)膠結(jié);具底沖刷,顯正粒序。石英砂巖顯平行層理;泥質(zhì)粉砂巖中水平層理發(fā)育。上部青灰、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖夾灰白、乳白色厚層—塊狀石英砂巖及礫巖,部分地段組成韻律或旋回。泥質(zhì)粉砂巖為本部分主體,水平層理發(fā)育,石英砂巖成層或透鏡體狀產(chǎn)出,顯平行層理;礫巖特征同前述,多呈薄—中薄層狀產(chǎn)出,具底刷,正粒序。其與下伏楊山組呈整合接觸。沉積環(huán)境為礫質(zhì)河流相—濱淺湖相。

        胡油坊組巖性可分為兩部分:下部為淺灰、灰、深灰色塊狀復(fù)成分礫巖、灰、深灰色塊狀含礫鈣質(zhì)石英砂巖、灰、灰黃色厚—塊狀巖屑石英砂巖、石英砂巖組成韻律或旋回。礫巖的結(jié)構(gòu)成熟度較低,成分復(fù)雜,礫由石英砂巖、粉砂巖、石英巖、板巖、千牧巖、變粒巖等組成,大小為0.5cm~4cm居多,少數(shù)達5cm以上,大小混雜分選差,呈棱角—次棱角狀。砂為中細粒的石英及巖屑等,膠結(jié)物為泥鈣質(zhì)。稍顯正粒序。含礫砂巖、巖屑石英砂巖的成熟度相對較低,顯示快速沉積的特點。上部巖性為灰、深灰色塊狀含砂細(微)晶灰?guī)r、青灰、灰綠色塊狀鈣質(zhì)粉砂巖、灰、灰黃色厚—塊狀巖屑石英砂巖夾青灰、灰綠色薄層泥質(zhì)粉砂巖局部夾1~2層泥板巖;灰?guī)r、粉砂巖類發(fā)育水平層理,砂巖類顯平行層理。其與下伏道人沖組呈整合接觸。沉積環(huán)境為濱湖—淺湖相(底部的復(fù)成分礫屬濱岸崩塌形成的礫巖)。

        5.結(jié)語

        本文對金寨三仙山地區(qū)石炭紀地層進行詳細的巖石學(xué)及層序地層的研究發(fā)現(xiàn):楊山組巖性為淺灰、淺灰白色厚層—塊狀石英細砂巖夾淺灰白色薄—中薄層礫巖及含礫石英砂巖,局部夾青灰、灰綠色薄層泥質(zhì)粉砂巖。道人沖組下部為淺灰白、乳白色厚層—塊狀石英砂巖、含礫石英砂巖及石英質(zhì)礫巖;上部為青灰、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖夾灰白、乳白色厚層—塊狀石英砂巖及礫巖,部分地段組成韻律或旋回。胡油坊組下部為淺灰、灰、深灰色塊狀復(fù)成分礫巖、灰、深灰色塊狀含礫鈣質(zhì)石英砂巖、灰、灰黃色厚—塊狀巖屑石英砂巖、石英砂巖組成韻律或旋回;上部巖性為灰、深灰色塊狀含砂細(微)晶灰?guī)r、青灰、灰綠色塊狀鈣質(zhì)粉砂巖、灰、灰黃色厚—塊狀巖屑石英砂巖夾青灰、灰綠色薄層泥質(zhì)粉砂巖。

        參考文獻:

        [1]王仁農(nóng),王懌,歐陽舒.大別山北麓石炭系研究新進展[J].地層學(xué)雜志, 1994(01): 17-23+83-84.

        [2]李明輝,吳正,劉超,張笑蓉,李楊.安徽西部大別山區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺狀況研究[J].西部資源, 2019(05): 184-186.

        [3]徐嘉煒.大別山區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造問題[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1960(03): 1-19.

        [4]白茹玉,查琦.安徽北淮陽地區(qū)石墨礦找礦潛力和找礦方向淺析[J].西部資源, 2018(05): 71-73.

        [5]河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳.河南省巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社, 1997: 133-136.

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