Question

岩相类型及其特征

Answer 1

岩石相简称岩相，通过综合岩石结构特征和沉积构造特征来反映各微相沉积物形成过程中古水动力能量大小和变化。通过对研究区及其外围露头剖面 ( 淄博剖面) 、钻孔岩心的分析研究，在研究区及其外围石炭 - 二叠纪煤系共识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、黏土岩、铝土岩、碳酸盐岩、煤层等岩相 ( 表 2. 1) 。

表 2. 1 研究区石炭 - 二叠纪煤系岩相类型

2. 1. 1. 1 碎屑岩岩相类型及其特征

( 1) 砂岩相

根据沉积构造、岩石结构、颜色等砂岩相可细分为 9 种主要类型: 低角度槽状交错层理砂岩相、平行层理砂岩相、波状层理砂岩相、包卷层理砂岩相、块状层理砂岩相、楔状交错层理砂岩相、板状交错层理砂岩相、粒序层理砂岩相、双向交错层理砂岩相、含砾砂岩相等 ( 图 2. 1 至图 2. 3) 。

图 2. 1 砂岩岩相类型 ( 1)

低角度槽状交错层理砂岩相: 灰色、浅黄色岩屑长石石英砂岩，局部含砾，发育低角度槽状交错层理，底部见冲刷面。主要为曲流河河道沉积、三角洲平原分流河道沉积。在山西组、石盒子组都有分布。

图 2. 2 砂岩岩相类型 ( 2)

平行层理砂岩相: 褐灰色、灰色、灰黄色中、厚层状岩，通常含大量植物茎化石，平行层面排列，发育平行层理或断续状平行层理。主要为分流河道、河口坝或滨岸沉积。分布于上、下石盒子组。

包卷层理砂岩相: 主要发育于三角洲前缘环境，为灰色含菱铁质中 - 细砂岩，露头剖面呈球形风化，主要分布于上、下石盒子组。

块状层理砂岩相: 灰色、灰白色中 - 粗粒砂岩或含砾砂岩，呈巨厚层状，内部层理不发育。碎屑分选中等，磨圆差，多呈棱角状或次棱角状。多分布于山西组、上石河子组，主要为曲流河河道、曲流河分流河道及三角洲前缘河口坝沉积，前两者底部常有冲刷面发育，并见树干化石。

波状层理砂岩相: 发育波痕砂岩，多为灰色、灰白色和灰黄色，岩层面发育波痕构造，波痕对称，波脊平直，主要形成于双向水流发育的潮下砂坪、潮汐水道、潮汐三角洲和湖滨砂坝环境。

板状交错层理砂岩相: 灰色、灰黄色含中、细砂岩、紫灰色巨厚层状中粗长石砂岩、灰黄色厚层状中粗长石石英砂岩，分选、磨圆中等 - 较好，发育大型板状交错层理，底部具冲刷面。主要为曲流河边滩、障壁砂坝、河道砂坝沉积，该类岩相分布于山西组、上石盒子组和下石盒子组。

图 2. 3 砂岩岩相类型 ( 3)

( 2) 粉砂岩相

粉砂岩相根据其特征可分为生物扰动粉砂岩相和含植物碎片粉砂岩相、水平层理粉砂岩岩相等 3 主要类型 ( 图 2. 4) 。

生物扰动粉砂岩相: 一般为深灰色、灰色中、厚层状粉砂岩，发育沙纹层理或水平层理，含生物扰动构造、生物潜穴、生物化石碎片，为潮坪 ( 砂坪) 、滨岸、三角洲前缘河口坝沉积，其中潮坪 ( 砂坪) 环境主要是分布于平缓海岸的潮间带及潮下带上部的地带，是海陆交互作用的沉积地貌，以粉砂沉积为主 ( 王颖等，2003) ，该类岩相主要分布在本溪组和太原组。

含植物碎片粉砂岩相: 一般为灰色、灰黄色、紫灰色、中、厚、巨厚层状粉砂岩，发育明显或不明显的沙纹层理和水平层理，含大量植物碎片或植物根、茎化石，主要为泛滥盆地、河漫滩、决口扇沉积，该类岩相在山西组、下石盒子组和上石盒子组均有分布。

块状粉砂岩: 呈中 - 厚层状产出，由粉砂质沉积物快速沉积形成，多发育于三角洲平原分流间湾、三角洲前缘、滨浅湖等环境。

水平层理粉砂岩: 多为泥质粉砂岩，由沉积物的垂向加积形成，可出现于河流二元结构的上部泛滥平原、三角洲平原分流间湾和间湾湖泊、三角洲前缘、湖湾和滨外陆棚、潟湖等各种环境，其颜色因含杂质不同从灰褐色至灰黑色均有分布; 由于形成于较安静的水环境，水平层理粉砂岩多呈薄层状产出，泥质胶结为主，碎屑成分以长石和石英为主，局部见泥质包裹体。

图 2. 4 研究区典型粉砂岩相特征

波状层理粉砂岩: 多为灰色、灰白色，灰褐色较少，在水流动荡的三角洲平原、前缘，潮坪等环境均可形成。

( 3) 泥岩相

根据泥岩的岩性特征和颜色，可将泥岩相细分为灰白色块状铝土岩相，灰色、灰黑色水平层理泥岩相，紫红色、紫灰色块状泥岩相，炭质泥岩相 ( 图 2. 5) 。灰白色块状铝土岩 ( 铝质泥岩) 相主要形成于潟湖等环境，分布于本溪组底部，少量分布于上石河子组、下石盒子组。

灰色、灰黑色水平层理泥岩相多形成于潟湖、滨外泥质陆棚等环境，多分布于本溪组和太原组。

紫红色、紫灰色块状泥岩相一般为河流相的泛滥盆地沉积，多分布于上、下石盒子组。

炭质泥岩相则主要形成于各种积水的沼泽中，如河流相的牛轭湖、河漫沼泽、三角洲分流间湾泥炭沼泽、潮坪中的泥炭沼泽等。

2. 1. 1. 2 碳酸盐岩岩相

研究区在太原组和本溪组自上而下发育 13 层碳酸盐岩，其中以 “3 灰”、 “8 灰”、“10 灰”和 “12 灰”最稳定，这些碳酸盐岩主要是生屑泥晶灰岩，含大量海相动物化石，在岩层面通常有生物扰动构造，厚度不等，因此，将其命名为生屑泥晶灰岩相，主要为碳酸盐潮下带或局限台地沉积，该类岩相在研究区分布稳定 ( 图 2. 6) 。

图 2. 5 研究区典型泥岩岩相特征

图 2. 6 研究区典型碳酸盐岩相特征