Question

沉积体系类型及其特征

Answer 1

矿区古近系达连河组属断陷型陆相沉积。层序的沉积体系由多种沉积类型组成，根据沉积特征和岩石成因标志识别出矿区古近系沉积类型，主要有冲积扇、扇三角洲、河流、湖泊、湖泊三角洲沉积等。这些沉积类型在垂向上有规律的交替，构成一定的配置关系，沉积体系类型及其特征分述如下。

1.冲积扇沉积体系

冲积扇主要发育在矿区盆缘断裂F₂内侧，冲积扇沉积带，扇扇相接，形成冲积扇裙，在盆地初始裂陷的早期发育，形成盆地充填序列的底部粗碎屑冲积岩段，盆地沉积的晚期也有发育，多呈冲积扇裙沿盆缘断裂分布。主要沉积类型有泥石流沉积物和水携沉积物(辫状河河道充填沉积物和漫流沉积物)。在沉积构造上，冲积扇岩层无明显层理，块状构造。有大量的植物碎屑和树干化石，不见动物化石。根据冲积扇距物源区的远近与特征，可划分为扇根、扇中和扁尾三个亚相，其中扇根和扇中在含煤盆地中比较发育。①扇根:主要由泥石流沉积组成，以粗砂岩为主，分选差，次棱角状，以泥质支撑的砾岩为主，无层理，呈块状。②扇中:为冲积扇的主体部分，厚度大，沉积类型以辫状河道为主，由砾岩、含砾粗砂岩与细砂岩或粉砂岩、泥岩频繁互层，分选差，次棱角状，层理不明显，在砂岩中具有韵律层理。③扇尾:仍以辫状河沉积为主，由含砾砂岩、砂岩夹细砾岩组成，见平行层理和槽状交错层理。

盆地充填序列下部发育冲积扇，在垂向上多为正旋回，反映冲积扇向物源区退积和侧向迁移。沉积物堆积速度小于盆地沉降速度，上部发育的冲积扇呈反旋回，反映沉积物堆积速度大于盆地沉降速度，冲积扇砂体不断向盆地中心推移。

2.扇三角洲沉积体系

盆地初期沉降以后，冲积扇进积入湖水体，多具倒粒序，形成冲积扇—扇三角洲沉积体系。扇三角洲相比较发育，几乎分布于盆地的各个时期，为盆地发育的一种主要沉积类型。扇三角洲沉积可进一步划分为三个亚相即:扇三角洲平原，扇三角洲前缘，扇前三角洲相。

(1)扇三角洲平原:为陆上部分，是主要的沉积层序组成之一，亦为主要的聚煤场所。主要由分支流河道及支流间沉积组成。在分流河道沉积了含砾中粗砂岩，发育交错层理，一般均为向上变细的正粒序，底部具有明显的冲刷面。支流间沉积了泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及细砂岩等沉积，发育有水平层理及波状层理，其顶部广布沼泽和泥炭沼泽，与扇区连成一片，是聚煤的主要场所。扇三角洲平原上倾方向与陆面冲积扇是过渡关系，向下过渡为三角州前缘亚相。

(2)扇三角洲前缘:主要发育水下分流河道、水道间和席状砂坪沉积。分流河道由砂岩夹薄层泥岩组成，发育有大型斜层理、板状交错层理、平行层理，水道间主要由粉砂岩、泥质粉砂岩组成，发育各种小型层理构造;席状砂坪为细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩组合，发育有对称波痕、小型斜层理、波状交错层理，具生物潜穴，沉积范围广。

(3)扇前三角洲:位于扇三角洲最前端，以灰色及灰黑色泥质粉砂岩、粉砂岩和泥岩为主，夹细砂岩薄层，与湖相泥岩在剖面上呈指状互层;具波状交错层理，常见生物遗迹及滑塌沉积。

3.河流沉积体系

在断陷盆地中，河流沉积物是主要充填类型之一。在沉积层序上具明显下粗上细的正粒序，显现二元结构特征。依据河道型式、内部构成、外部几何形态及在沉积体系的共生组合关系，可分为辫状河、网状河和曲流河三种。

辫状河在断陷盆地中主要发育在冲积扇的前缘地带，以砂砾岩为主，通常由多个砾质或河道相组成的叠置辫状河沉积覆合体，上倾方向与泥石流沉积为主的冲积扇砾岩指状交叉，下倾方向逐渐过渡为网状河道湿地沉积为主的冲积平原。其特点在辫状河沉积区，细粒沉积物不发育，并很少出现大面积沼泽沉积，含煤性差。

曲流河在断陷盆地中，出现高弯度曲流河机会少，只有在盆地中央冲积较开阔地带才可能出现。可分为河道、河岸、洪泛盆地及牛轭湖等多个微环境。

4.湖泊沉积体系

湖泊沉积体系是盆地沉积的主体，由于盆地不宽，一侧受断裂控制，断陷幅度又有差异，所以环带状分布特点不明显。因而从湖盆边缘向湖心深处可分出滨湖、浅湖及深湖三个亚环境。

(1)滨湖沉积:水动力条件复杂，沉积物的类型以粉砂质泥岩、粉砂岩为主，砾岩、砂岩次之，分选磨圆均较好。以水平层理、波状层理为主，有时形成泥炭沼泽环境，发生聚煤作用，该带分布在矿区北部，现已剥蚀掉。

(2)浅水湖泊沉积:浅水湖泊沉积在该区分布较广，包括浅水湖泊和洪泛平原上的小型湖泊，沉积物岩性以粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，夹有煤层、细砂岩薄层，具有水平层理，泥岩与粉砂岩相间，呈条带状层理，植物碎片常见。该区沉积特点是浅水湖泊与较深的覆水沼泽大面积分布，某一时期由于周缘河流和漫流的进积，淤浅后，出现长期发育的沼泽或泥炭沼泽，发生聚煤作用，成为该区主要的聚煤环境。达连河组下含煤段均在这种环境下形成具有工业价值的煤炭资源，某一时期浅水湖泊或较深的覆水沼泽形成油页岩。

(3)深湖沉积:主要为半深湖，大部分为浅水湖泊部分地段覆水较深而成，其沉积物以厚层油页岩或泥岩、粉砂质泥岩为特征，常见自生的黄铁矿颗粒，岩性厚度横向分布稳定，水平层理发育。

5.湖泊三角洲沉积体系

湖泊三角洲沉积体是指由河流入湖而形成的三角洲，在达连河组上部砂页岩段明显发育，向湖泊内部延伸。湖泊三角洲沉积分三个亚相，即前三角洲、三角洲前缘和顶积层，具倒粒序。

(1)前三角洲:以水下细粒沉积泥岩和粉砂岩为主，具水平层理、块状层理、变形层理等，产动物化石，具生物扰动构造及虫孔。

(2)三角洲前缘:典型沉积物为沙坝沉积。其中远沙坝由粉细砂岩互层组成，具韵律层理、见生物潜穴。河口沙坝粒度加粗，为细、中砂岩，磨圆好，具块状层理、小型交错层理、变形层理及滑塌构造，水平层理发育。

(3)三角洲平原:河流沉积在三角洲上的延伸，其下部河道沉积以粗碎屑为主，厚层块状中粗砂岩，具大型槽状层理、板状层理在下部具冲刷面。中部分流河道，具交错层理、波状层理。上部分流河道间沉积以粉砂岩为主，夹细砂岩、薄层炭页岩及煤层，并发育沼泽和泥炭沼泽沉积，具水平层理等，产植物化石。