桂林晚白垩世溶积钙砾岩的成因类型

如题所述

陆相岩溶区,碳酸盐岩碎屑组成的溶积钙砾岩,结构构造变化大,分层对比难度大,其成因类型的划分,宜以角砾含量为基础(图5.5),以角砾形态和组合,砾间填隙物的结构构造和层面构造、钙砾岩的产状等环境因素为依据,作成因微(亚)环境分类(表5.4),其中微(亚)环境的确定,需做大量的细致野外观测研究。首先作繁杂的现场观测统计,逐点观测角砾(砾石)产出特征、层面构造、纵横向组合变化,初步确定角砾成因类型。其次作面上综合对比,观测砾岩产状和岩石类型及其组合,了解纵横向变化。这些观测研究是确定岩溶微(亚)环境的基础。

表5.3 碳酸盐岩砾岩、角砾岩成因分类表

表5.4 桂林溶积钙砾岩成因分类表

图5.5 桂林阳朔水嵅溶积钙砾岩角砾含量图

1.实测含量;2.相对集中范围内平均含量;3.一个数集中范围;4.百分含量集中范围

5.3.2.1 崩-坍塌积类的基本特征

分布在溶岜坡地、坡麓、洞穴、溶井或溶裂(照片11)、溶岧、

槽(谷)陡壁下,呈不规则状、锥状、筒状产出,与基岩接触面较平缓,产状不易观测,但筒状体,与基岩接触面陡立,或呈阶梯状,或牙状镶嵌。角砾平均含量80.4%,最高85.6%,最低74.7%。角砾以棱角状、次棱角状为主,达77.7%;其次呈次圆状,为19.6%,磨圆度比值最少,仅0.29(表5.5)。角砾砾径大,50cm以上大于11%,10~50cm者占48.4%,粒(球)度比值为0.20。有立砾或旋砾,有崩(裂)解或塌(裂)解现象,即某些大小角砾(块)可复原、拼接,重建崩(裂)破碎前原岩的形貌。角砾表面的溶蚀现象、构造擦痕,甚至其中的构造岩和各种充填脉体都保留。填隙物分配不均,常在较大砾间形成纹层或粒序层,有时角砾(岩块)两侧填隙物层面构造不同(图5.6)并有堵截层理,或具穿切 压弯纹层,填隙物中较多砾(岩)屑。此类呈小堆积体混杂于其他类型溶积钙砾岩中,若夹杂较多河流相砾岩,有方解石晶包或古钙华层(重晶灰岩)伴生,应是洞穴坍塌角砾岩。若是呈筒状产出,常是坍塌体和垂向溶裂崩塌充填体。若角砾砾径较小而均一,填隙物较少且不均一,则可能是竖井充填的钙砾岩筒。总之,崩 坍塌积类型溶积钙砾岩的产状观测是确定岩溶沉积堆积微环境(亚相)的基础。

表5.5 桂林古溶积钙砾岩角砾形态统计表

图5.6 阳朔后背嵅G3测点断面素描图(示砾块两侧分别为似粒序层、纹层构造)

1.碳酸盐岩角砾,具立砾、坍塌角砾,大小混杂堆积;2.碳酸盐岩细碎屑,钙泥质填隙胶结物,局部具似粒序层、纹层构造,产状分别为N65E/NW∠8°,0/E∠15°~30°

5.3.2.2 坡-坡麓残积堆积类的基本特征

分布在溶岜、溶岧等山坡中下部(照片12)、

谷(槽)陡立谷壁 下,古溶丘附近。呈片状、条状、不规则状、半环—环状(图5.7)产出。与基岩接触面较平缓,或起伏陡缓突变。角砾平均含量64.7%,最高为71.1%,最低61%。角砾以次棱角状、棱角状为主,达59.6%,磨圆度比值为0.68。砾径稍小,以6~30cm为主,达70.9%,其次30~99cm者为19.3%,球(粒)度比值最小,仅0.11(表5.6)。角砾主要由裂解、崩解破碎而成,略有运移或滚动。填隙物以细碎屑为主,含较多岩屑,极少泥屑,层面构造极差,偶见类粒序层构造,局部有粒序层或纹局构造。坡麓堆积类有旋砾,角砾和胶结物混杂堆积,偶尔砾块略具定向性,或略呈揉皱碎裂和断裂破碎现象(痕迹)。有时底部有砾质溶积钙屑灰岩夹层(图5.8)。本类与坍塌角砾岩混杂共存,常与洪 冲积类混杂堆积。

图5.7 桂林白垩系溶积钙砾岩平面形态

1.溶岜(山体)残余高程;2.溶积钙砾岩似环形、条形等形态沿坡麓断裂带分布

表5.6 桂林古溶积钙砾岩砾径统计表

5.3.2.3 洪-冲积类的基本特征

分布在㟖地和嵅地内、溶斗或竖井中及

谷(槽)的某些地段。呈不规则状、锥状、扇状、条状产出。且与基岩为不整合,接触面产状变化大(图5.9)。角砾平均含量51.3%,最高55.3%,最低为47%。以次棱角状、次圆状角砾为主,高达83.1%,磨圆度比值略大,为0.74(表5.5)。砾径以10~29cm为主,占35.2%,大于30cm和小于10cm的角砾,均逐级减少,呈现砾径逐渐变小趋势。粒(球)度比值为0.27(表5.6)。砾径变小的趋势与磨圆度的圆化同步。填隙物以中细粒(岩)屑为主,局部含砾或泥质较高,具粒序层或似纹层构造,偶见斜层理或交错层理(图5.10)。本类的总貌是角砾和填隙物混杂堆积,无层理。角砾大小掺杂,排列无序,棱角状、次棱角状、次圆状、浑圆状角砾混杂,局部角砾和填隙胶结物含量相当,无序的角砾、砾石与粒序状的填隙物交织过渡,有时含砾或砾质溶积钙屑灰岩与钙砾岩难以分开,特别是砾径小于5cm或大于30cm的角砾为主的地段,钙屑灰岩和钙砾岩更难分,两者相依共存,都是溶积钙砾岩中不可分的一小部分。总之,混杂是洪-冲积类溶积钙砾岩突出的组合特征。此外,还常与冲—淤积和坡—坡麓残积堆积类共存。而各类彼此在纵横向上相互叠覆或连接,是判别嵅地、㟖地或槽谷等微(亚)环境的综合依据之一。

图5.8 白沙堡寨西门峰体南壁素描图

1.上白垩统溶积钙砾岩的碳酸盐岩角砾;2.碳酸盐岩砂屑、钙泥质填隙胶结物;3.溶积钙砾岩底部钙屑灰岩夹层,产状N75E/NW∠12°;4.上泥盆统碳酸盐岩;5.古岩溶不整合;6.断裂,产状N40E/NW∠80°

图5.9 桂林马面北峰体北坡自然剖面

1.上白垩统溶积钙砾岩;2.古岩溶不整合面;3.上泥盆统亮晶砂屑灰岩;4断层

图5.10 阳朔白沙堡寨里上白垩统溶积钙砾岩露头素描(示局部具层面构造)

1.碳酸盐岩角砾大小混杂,局部具层面构造;2.碳酸盐岩细碎屑呈砾间填隙钙泥质胶结物,局部具纹层构造,产状N80E/NW∠7°

5.3.2.4 冲-淤积类的基本特征(表5.4、5.5、5.6)

分布在㟖地和嵅地的低洼段、溶斗、竖井、溶隙(裂)或洞穴、

谷(槽)的某些地段和岩溶湖、溶潭中。呈细条状、不规则状、等轴状、串珠状产出。且与基岩不整合,接触界线呈不规则状,陡立或平缓均有。角砾平均含量36.8%,最高44.3%,最低为30.1%。次圆状和浑圆状角砾60%,次棱角状角砾35.6%,磨圆度比值1.5,次圆级浑圆级砾石含量和磨圆度都最大(表5.5、5.6),砾径以3~9cm为主,达46.5%,其次为10~29cm,占27.9%,粒(球)度比值为0.46,即小砾径为主,球(粒)度最大(表5.6)。角砾磨圆度和粒(球)度同步,圆化趋势明显,两比值均为岩溶区的最大值,但粒(球)度呈跳跃式变化,反映角砾径大,运移不远和变化大。而磨圆度呈渐进式的圆化,符合流水搬运动力作用的变化规律。填隙胶结物以细(岩)屑和泥质为主,层理不清,粒屑均呈次棱角状、棱角状,含砾(岩)屑或泥屑。岩石类型组合较复杂,局部地段似砾质钙屑灰岩与钙砾岩难分,若含泥质较多,则呈纹层或似粒序层构造,但纵横向变化大,使纹层或似粒序层与块状层渐变过渡,则钙屑灰岩和钙质泥岩更难分,但都普遍含岩屑和泥屑。总之,角砾分布不均,砾径悬殊(图5.11),磨圆度较好等是重要特征。具纹层构造的地段,有时角砾略具定向,或具包绕纹层构造(图5.11)。本类一般成为其他类溶积钙砾岩的夹层,或与钙屑灰岩、钙质泥岩组成完整型或混合型岩溶建造。

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