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瘤状灰岩的分类及成因研究

2020-08-07 来源:好走旅游网
・26・ 四川有色金属 Sichuan Nonferrous Metals 2015年06月 文章编号:1006—4079(2015)02—0026—04 瘤状灰岩的分类及成因研究 刘荞菲 (成都理工大学沉积地质研究院,四川I成都 610059) 摘要:瘤状灰岩是一种较常见的具有瘤状形态及相似产出特征的碳酸盐岩,由瘤体和基质两 部分组成。瘤状灰岩的颜色多样,形态各异,含有多种生物碎屑,岩层中发育缝合线构造和一些 张性裂缝,不仅可成为油气运移的通道,也可成为油气的储集空间 通过对瘤状灰岩相关文献的 查阅,总结了瘤状灰岩在我国的分布、分类、特征及成因、意义。 关键词:瘤状灰岩:瘤状灰岩分类;瘤状灰岩特征;瘤状灰岩成因 中图分类号:P534 文献标志码:A The Classiicatifon and the Causes of Nodular Limestone LIU Qiaofei (Institute ofSedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu 61005 ̄China) Abstract:Nodular limestone iS one of the more common with nodular form and similar to the output characteristics of carbonatc rocks consists of two parts,tumors and the substrate.Nodular limestone has variety of colors and forms,contains a lot of bioclastic the rocks development suture line structure and some tensile cracks these not only can be channels of hydrocarbon migration,also can become the oil and gas reservoir space.This article through to consult the relevant literature of nodular limestone.summarized the distribution of nodular limestone in our country.the classification,the classification and the causes the significance of nodular limestone. Key words:the nodular limestone;classification of nodular limestone;characteristic of nodular limestone; formation of nodular limestone 1瘤状灰岩的分布 在地质历史中,凡是具瘤状形态及相似产出特 征的灰岩被统称为瘤状灰岩 ]。根据不同学者对其的 2瘤状灰岩的分类 不同的学者对不同地区的瘤状灰岩的分类是不 同的,主要有以下几种分类方式。 2.1结构成因分类 命名,瘤状灰岩又可称作结核灰岩、压扁结核状灰 岩、眼球状灰岩或瘤石灰岩,它是一种比较常见的碳 酸盐岩,国内外均有对其的相关报道。瘤状灰岩在我 国的分布范围较广,其发育的地层层位也较广泛,不 同地质历史时期的碳酸盐岩地层中都有着不同程度 地发育,几乎贯穿了整个地质历史时期,比如我国扬 子地台的寒武系、上下奥陶统、下志留统、泥盆系、二 金若谷根据结构和成因,将瘤状灰岩划分为瘤 状结核(不连续)、连续瘤状结核和压扁瘤状结核(即 压扁构造)三种类型 ]。瘤状结核,它是由不连续的结 核体和围绕它的富灰泥质“外壳”组成,风化后,结核 体呈不规则状散布于灰泥基质中。连续瘤状结核,单 个结核体在长时间的成岩作用下,促使结核体进一 步发育和生长,就变成半连续或连续的瘤状结核或 岩化结核层,又称初期硬地。连续瘤状结核有两种: 叠系及下三叠统.华北地台的上寒武统、中下奥陶 统,尤以南方的滇、黔、桂地区泥盆系的瘤状灰岩最 为典型 作者简介:刘荞菲(1991一),女,硕士。丰要从事沉积学方面的研究。 第2期 瘤状灰岩的分类及成因研究 ・27・ 一种是呈群集出现。即有数层或数十层连续结核体 和灰泥“外壳”呈互层或小型韵律层出现;另一种是以 单层出现,呈扁豆状或豆荚状,产于钙质泥岩或泥灰 岩中。压扁瘤状结核,它是由压扁结核和富粘土质溶解 层组成,溶解层可分为简单溶解层和复合溶解层。 2.2排列方式分类 朱洪发和王恕一按瘤体的断面形态、排列方式 将瘤状灰岩分为顺层串珠状瘤状灰岩、断续串珠状 瘤状灰岩和杂乱状瘤状灰岩 。顺层串珠状,瘤体 呈串珠状、豆荚状顺层排列,瘤体几乎未被隔开..可 以连续成层。断续串珠状,瘤体绝大部分由灰泥基质 隔开,并互相孤立,但瘤体顺层分开,有的勉强能把 瘤体拼合成层,杂乱状,瘤体杂乱,呈悬浮状分布于 灰泥基质中,瘤体边缘平整。 2.3形态特征分类 郭福生和梁鼎新按瘤状灰岩的形态特征及成因 差异将其分为以下五种类型 :①压扁瘤构造:瘤体 呈眼球状、长扁豆状、不规则姜块状,同一层内大小 较均匀。大致平行层面排列,剖面上呈断续的串珠状 或波状起伏的条带。瘤体表面光滑,与基质界线清楚, 可风化剥落成碎石或被溶蚀后形成蜂窝状构造。② 揉皱角砾构造:灰岩碎块呈不规则弯曲状、撕裂状断 续分布于泥岩中,泥岩的水平纹理强烈揉皱并绕过 灰岩碎块。③压溶瘤构造:表现为含泥灰岩中缝合线 和压溶粘土膜发育,并相互交切分割,使岩石具瘤状 外貌。瘤体形态不规则,大致呈等轴状,平行层面排 列。④干裂角砾状构造:由角砾及其间的充填物组 成。角砾大小不等,形状不规则,多为次棱角状,相邻 角砾常能彼此嵌合。充填物为生物碎屑及微晶一粉晶 方解石。⑤粗砾屑结构:砾屑分选性中等,磨圆度较 好,多呈卵圆状、竹叶状及不规则状,少数呈凝胶状 变形弯曲。 2.4生物成分分类 蓝光志等根据瘤状灰岩的结构、构造、生物成分 及分布位置,将其粗略地划分为三种类型:①生物骨 架体瘤状灰岩。主要由蓝绿藻包裹小型群体珊瑚、层 孔虫等粘结灰泥而成。层内含有较多的泥质,夹于化 石体形成的“瘤体”之间。②蓝绿藻包裹生屑形成的 瘤状灰岩,主要由隐藻类蓝绿藻缠结生屑并粘结灰 泥而成。瘤体多顺层分布于泥岩中,若发育较好时, 可形成藻球或藻丘。③由泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩组 成的瘤状灰岩,其特征为灰、深灰色泥晶灰岩,生屑 泥晶灰岩组成瘤体层,基质成分为泥岩或泥质灰岩。 2.5泥灰比值分类 白云风等按照瘤状灰岩中泥灰含量比值的不 同.将瘤状灰岩的赋存类型分为富灰型、过渡型和富 泥型三种I5_。富灰型,特点是灰岩含量高,成层产 出。灰岩层表面凸凹不平,布满小丘状凸起。基质成 层性略差.且基质层顺应着瘤体的形态而起伏,呈现 “灰包泥”的地层结构特征。过渡型,瘤体从侧面观 察呈长条状和长透镜状,多数连续分布,局部地区有 压断和溶断现象,基质层成层性好。富泥型,泥页岩 含量大于灰岩含量。瘤体呈断续的疙瘩状分布,略显 杂乱,基质层成层性良好,顺层连续发育,在瘤体周 围呈环绕状,呈现“泥包灰”的地层结构特征。 3瘤状灰岩的特征 瘤状灰岩一般是由瘤体和基质两部分组成。据 韩树菜 对安徽沿长江地区下三叠统的瘤状灰岩的 研究可知,瘤状灰岩的层数变化与其整个岩段中的 泥质含量的多少有密切的关系,若岩段中泥质含量 高,则瘤状灰岩层数多,韵律频繁,瘤体结构较明显; 若岩段中泥质含量低,则不仅瘤状灰岩层数少,而且 瘤体结构也不明显。不同地质历史时期地层的瘤状 灰岩的特征也不尽相同。 燕山地区高于庄组张家峪亚组的瘤状灰岩属于 中新元古界地层,瘤状灰岩呈灰色一深灰色,薄一中层 状.多与浅灰色、灰色薄层状泥晶灰岩和灰黑色硅质 页岩互层产出。其瘤体大小从数厘米到70era不等,一 般为5em一30em,呈透镜状、长条状产出,瘤体的矿物 成分为方解石、白云石及有机质,还有少量的陆源物 质(粉砂、细砂)。基质的颜色呈浅灰色和黄色,矿物 成分为泥一粉晶方解石,岩性为硅质有机岩口]。滇西 上寒武统保山组的瘤状灰岩分为3种特征类型。第 一种是压扁瘤状灰岩,它的瘤体为浅灰色微晶一泥晶 灰岩,矿物成分为方解石及少量陆源碎屑,形态为扁 豆状、不规则条带状和疙瘩状,瘤体占全岩体积的 ・28・ 瘤状灰岩的分类及成因研究 第2期 30%一70%,大小为0.5cm一3cm,瘤体中含有的生屑有 棘皮屑、腕足屑、三叶虫屑、介形虫屑和双壳屑等。基 质呈灰色、黄绿色,矿物成分为粘土矿物和方解石, 岩性为钙质泥岩或含钙质泥岩。第二种是串珠状瘤 状灰岩。瘤体为灰白色亮晶一泥晶灰岩,矿物成分为 方解石和少量陆源碎屑,形态为串珠状、疙瘩状,瘤 体占全岩体积的45%-60%,大小为0.5cm-3cm 基质 呈黄绿色,矿物成分为粘土矿物和方解石,岩性为含 钙泥岩,并见“似流动构造”。第三种是角砾状瘤状灰 岩,瘤体为灰白色含藻粉砂屑灰岩及微晶一泥晶灰 岩,矿物成分为晶粒方解石、内碎屑和生物屑.形态 为次棱角状、疙瘩状,瘤体占全岩体积的60%一80%。 基质呈铁红色,成分为铁泥质及生物屑,并呈细脉状、 网状缠绕瘤体分布 。浙西地区奥陶系砚瓦山组的瘤 状灰岩颜色呈灰色、灰白色,薄一中层状。瘤体为灰色 微晶灰岩和含泥微晶灰岩,矿物成分为微晶方解石, 含石英、长石粉砂、粘土矿物和生屑,其中生屑有三 叶虫屑和棘皮类。瘤体的形态为不规则条带状、似椭 球状和疙瘩状,占全岩体积的40%一80%,瘤体内部 发育缝合线和粘土膜。基质呈黄色、褐黄色和黄灰 色,矿物成分为粘土矿物、方解石和生屑,其中生屑 为三叶虫、棘皮类和介形虫,基质岩性为钙质泥岩和 含钙质泥岩¨9]。库鲁克塔格地区下奥陶统的瘤状灰岩 的瘤体为灰白色灰岩,形态呈豆荚状、透镜状,大小 从数卜毫米至几十厘米,有白云石交代方解石的现 象。基质呈灰绿色,岩性为泥岩和页岩,层间见缝合 线构造。川西北地区早志留统的瘤状灰岩的瘤体由 泥晶灰岩和生屑泥晶灰岩组成,直径为lcm一7cm,基 质为泥质,赋存于瘤体之间,泥质少时成层状。都安 下泥盆统的瘤状灰岩成分为深灰色生物粒泥岩及少 量含竹节石硅质岩,生屑可见竹节石、菊石、塔节石 和光壳节石[1 。云贵地区二叠系的瘤状灰岩中发育 有密集的微缝合线和锯齿状缝合线,其瘤体颜色为 浅灰色、灰色和深灰色,成分为生屑石灰岩、生屑质 灰泥石灰岩、含生屑灰泥石灰岩和灰泥石灰岩.生屑 为红藻(裸松藻、翁格达藻)、绿藻(蠕孔藻、假蠕孔 藻、米齐藻、始角藻等)、蜓、非蜓有孔虫、腕足类、介 形虫、棘屑等。瘤体形态为眼球状、透镜状和疙瘩状, 大小为3cmx5em一20cmx4Ocm,占全岩体积的40%一 80%,基质为灰黑色泥岩口 。中扬子地区下三叠统的 瘤状灰岩多呈浅灰、灰至深灰色,薄一中层状。瘤体呈 灰、深灰色,形态为不规则长条状和豆荚状,长0.3cm一 3cm,宽0.5era一1.5era,矿物成分为粗粉晶方解石。基 质呈黄色、紫红色,矿物成分为泥(粉)晶方解石、粘 土矿物,见石英粉砂,生屑有棘皮屑、介形虫和薄壳 瓣腮,可见基质绕过瘤体弯曲的变形纹和缝合线构 造口 。下扬子地区下三叠统的瘤状灰岩呈紫红色、黄 灰色、青灰色和灰黑色,岩石的颜色因其基质的成 分、颜色不同而变化。瘤体为灰色,矿物成分为微晶 方解石,生屑有瓣腮、介形虫碎片。形态为不规则扁 平状,大小为lena一2cm,占全岩体积的80%-90%。基 质为泥质,含微晶方解石,可见白云石菱面体n4]。安 徽沿长江地区下三叠统的瘤状灰岩的瘤体有泥晶、 微晶方解石组成,多呈灰色。占全岩体积的80%一 90%,含泥质物和铁镁成分少。其基质为含泥晶、微晶 方解石的泥质物,多为紫红色和黄绿色,占全岩体 积的5%一20%,铁镁成分含量较高。 综上所述,瘤状灰岩在不同地质历史时期的地 层中的特征有很大的差异,包括岩石的颜色、厚度, 瘤体的大小、成分、形态、分布及生屑的种类,基质的 颜色、矿物成分等。瘤状灰岩的特征差异代表着它形 成的环境的差异及成因的差异。 4瘤状灰岩的成因探讨 关于瘤状灰岩的成因可以说是众说纷纭,根据 前人对瘤状灰岩的成因研究。概括起来主要有以下8 种:①成岩分异作用。均匀分布的富含泥质的碳酸盐 沉积物,在成岩过程中经过化学分异作用,而使Ca 重新聚集在一起形成大小不一的瘤体。②海底溶解 作用。较深水盆地中的泥灰质,在沉积作用发生时, 若海底底流作用存在,由于底流作用对未固结或弱 固结的沉积物进行溶解.剩下较多不易溶解的粘土 矿物及其他物质形成基质;若没有海底底流作用发 生,这些物质会较快地沉积并固结,在挤压作用下形 成瘤体。③压溶作用。成岩作用过程中发育的网状 (微)缝合线群、粘土膜将原来均匀的泥灰质沉积物 分割成大小不一的瘤体。④海底原地胶结作用。在深 水环境中,海底底流和洋流作用使沉积中断,沉积物 在沉积界面附近发生不均匀的早期胶结作用而形成 瘤状灰岩。⑤沉积期滑塌作用。在具(下转第39页) 第2期 四川省南江县东榆镇耳子山建筑用石料矿床地质特征及开采技术条件研究 ・39・ 矿山在开采过程中,由于矿区采场较小,矿山开 采不会引起大的滑坡和崩塌地质灾害。矿山开采中 可能会产生小台阶滑坡,一般规模很小,只会对矿山 场地造成一定影响,应加强对矿山开采过程中小台 矿床地质特征的综合研究,并对矿床开采技术条件 进行了分析,得出以下结论: (1)三叠系下统雷15I坡组(T21)为矿山开采石灰 岩矿主要赋存层位。矿层稳定性好,走向、倾向上变 化不大,矿石主要成分为微晶白云岩、微晶灰岩。矿 阶滑坡的监测,以免造成安全事故。 矿山开采中会剥离部分地表土,应修建耕作土 堆场予以保存,后期用作退耕还林,并排除部分废 石,这些废弃物如果堆放在沟谷中,可能会在暴雨冲 石各项指标达到建筑用石料的要求,可提供建筑市 场销售。 (2)矿山开采方式为露采。矿体及其顶底板岩石均 为灰岩和白云岩,属坚硬岩类,岩层完整}生相对较好,矿 区工程地质条件简单。矿区地质环境良好,为小型矿 刷下形成泥石流,所以对矿区产生的废石废渣应集 中堆放并修建拦渣坝,防止废石废渣引发泥石流及 滑坡灾害。根据现场调查,I矿区堆放废石废渣条件 较差,I矿区西侧为一条冲沟,不宜堆放废石废渣, 应根据周边地质、地形条件选择适当的场地作为废 石废渣堆放场地。 山,矿床开采技术条件简单。 参考文献: [1]赵友年,陈斌.四川省地质构造演化简述EJ].I ̄lJll地质学 报,2009,6(29):95—98. 总之,该矿区周边地质环境条件简单,矿山开采 对环境影响较小,属于地质环境影响轻微的地区。 [2]陈喜军拽谈石灰岩及其开发利用[J]-辽宁建材.2007.4. [3]王春华.石灰岩矿安全高效露采技术研究[JJ.江西理工大 学.2o12.2. 4结论 通过对四川省南江县东榆镇耳子山建筑用 料 (上接第28页)有较大坡度的深水一半深水盆地斜坡 上,呈互层分布的弱固结泥岩和灰岩沉积沿斜坡发生 水下滑塌。灰岩脆性大,发生破碎,泥岩塑形大,发生 揉皱变形,并包围灰质团块而形成扁豆状、串珠状、 参考文献: [1]蓝光志,张廷山,高卫东川—西北地区早志留世瘤状灰岩的类 型、成因及意义_J1.西南石油学院学报,1994,16(3):1—5. [2]金若谷.一种深水沉积标志一“瘤状结核”及其成因Ⅲ.沉 积学报,1989,7(2):51—61. 砾屑状灰岩。⑥差异压实作用。呈互层状分布的泥质 和灰质薄层,在成岩压实过程中,泥质层受压发生侧 向流动,钙质层则被拉断而形成瘤体。⑦暴露成因。 灰泥沉积层间歇性地暴露干裂。移位磨蚀,并被后期 沉积物充填胶结。⑧生物钻孔作用。碳酸盐沉积物 沉积后,如果大量的底栖生物(菊石、海胆、腹足、瓣 腮、有孔虫等)对其进行钻孔扰动,就会产生不规则 的通道,这些通道被泥、砂、白云石、燧石等物质充 填,充填物形成基质,而未被扰动钻孔的碳酸盐就会 形成不规则的瘤状体。 [3]朱洪发,王恕一.苏南、皖南三叠纪瘤状灰岩、蠕虫状灰岩 的成因[J].石油实验地质,1992,14(4):454—460. [4]郭福生,梁鼎新.浙江江山砚瓦山组瘤状灰岩的成因[J].矿 物岩石,1993,13(3):74—80. [5]白云风,程日辉,王璞口,等库鲁克塔格地区巷古勒皆 朗瘤 状灰岩及其沉积研境[J]颢疆地质,2006,24(4):361—364. [6]韩树口.安徽沿长江地区下三叠统瘤状灰岩成因研究…. 地质科学,1983,(3):232—238. [7]夏丹,汪凯明,罗顺社,等.燕山地区高于庄组张家峪组瘤 状灰岩成因研究EJ]石油地质与工程,2009,23(1):4—7. [8]郝家栩,彭成龙,张国祥.滇西上寒武统保山组瘤状灰岩成 因[J].地质力学学报,2012,1 8(4):410—417. [9]张霞,林春明,凌洪飞,等-浙西地区奥陶系砚瓦山组瘤状灰 ’岩及其成因探讨[J].古地理学报,2009,1 1(5):481—490. 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