鄂爾多斯盆地南緣平?jīng)鼋M軟沉積變形特征及成因機(jī)制

牟秋環(huán) 宋立軍 樊慶毅 王媛

【摘要】鄂爾多斯盆地南緣中奧陶統(tǒng)平?jīng)鼋M中發(fā)育大量軟沉變形。然而，前人對其變形特征、過程及其機(jī)制缺乏細(xì)致的研究。本研究以陜西富平底店奧陶系剖面為例，精細(xì)研究了平?jīng)鼋M的軟沉積變形特征，發(fā)現(xiàn)該軟沉積變形發(fā)育于深海斜坡相帶，經(jīng)歷了滑塌和滑移變形等變形過程，揭示鄂爾多斯盆地南緣中奧陶世平?jīng)銎诳赡芴幱谟苫『筵晗菹蚧『罅严?、再向弧后坳陷轉(zhuǎn)換的過渡構(gòu)造環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】平?jīng)鼋M 軟沉積變形 滑塌構(gòu)造 滑移構(gòu)造

軟沉積變形是沉積物沉積之后，在固結(jié)成巖之前遭受沉積期某種動力作用而產(chǎn)生的軟沉積變形構(gòu)造。資料調(diào)查顯示，國際上對沉積物構(gòu)造的研究已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水平，相比之下，我國在沉積構(gòu)造的專門研究方面近十幾年成果則很少，水平也相對較低，且深度和系統(tǒng)性不夠，因而影響也不大。

野外調(diào)查表明，鄂爾多斯盆地南緣平?jīng)鼋M薄層碳酸鹽巖內(nèi)發(fā)育大量滑塌、滑移軟沉積變形。然而，對其軟沉積變形特征、發(fā)育機(jī)理、形成地質(zhì)背景的研究更加少，僅對其巖性、沉積環(huán)境進(jìn)行過初步研究[1-4]。

研究選取位于鄂爾多斯盆地南緣的渭北隆起帶中段的底店剖面，對其內(nèi)平?jīng)鼋M軟沉積變形的構(gòu)造特征、形成機(jī)理、沉積環(huán)境以及地質(zhì)意義加以研究，以期能全面地了解其形成時(shí)古地理環(huán)境和地質(zhì)背景。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

平?jīng)鼋M也稱趙老峪組，其分布于鄂爾多斯地區(qū)的西緣及南緣，呈“L”形展布，巖性以頁巖、砂巖為主，次為石灰?guī)r和白云巖 [2]。研究選擇的底店奧陶系剖面位于鄂爾多斯盆地南緣的渭北隆起帶中段 [3]，剖面內(nèi)發(fā)育大量薄層碳酸鹽巖及其角礫，厚度約30m。

2 軟沉積變形構(gòu)造特征

軟沉積變形是沉積物在未固結(jié)成巖時(shí)或者沉積過程中發(fā)生的變形，主要有滑塌斷層、滑塌褶皺、卷曲層理、壓模、碟狀等構(gòu)造[6]。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)平?jīng)鼋M主要為薄片狀和頁狀薄層灰?guī)r，并夾雜多層黃綠色凝灰?guī)r，主要發(fā)育有滑塌構(gòu)造和滑移構(gòu)造兩種類型軟沉積變形。

2.1 滑塌構(gòu)造

滑塌構(gòu)造是沉積巖層因重力滑脫發(fā)生的褶皺變形，同時(shí)伴有小型斷層和角礫化現(xiàn)象。本剖面平?jīng)鼋M滑塌構(gòu)造比較發(fā)育，滑塌形成的深灰色薄層狀灰?guī)r角礫混雜堆積，其內(nèi)角礫最大可達(dá)70×10cm [7]。

2.2 滑移構(gòu)造

滑移褶皺變形是在滑動變形沉積過程中重力擠壓形成的褶皺變形構(gòu)造，該變形巖層中的角礫很少。本剖面上可看到由平臥的向斜、斜歪背斜等褶皺變形（圖1.a）。

向斜呈弓形彎曲狀并且寬緩舒展，背斜狹窄扭曲，并且局部可見有次級小褶曲[8]。由小型的滑塌、滑移構(gòu)造組成，局部地帶可以完全由滑塌構(gòu)造組成或其他類型的滑移構(gòu)造組成（圖1.b）。 3.1 變形序列

平?jīng)鼋M下部巖性以泥巖、灰?guī)r為主，泥巖厚度較大。主要為灰—深灰色厚層塊狀礫屑灰質(zhì)白云巖及白云巖，灰色中薄層狀白云巖，具水平紋層的灰—黃灰色及灰黑色薄層中層狀泥粉晶白云巖。單層厚度或呈厘米級的薄板狀，或?yàn)楹撩准壍捻摖顚?。層間具泥質(zhì)裂理，內(nèi)部具水平紋層。本段中夾數(shù)層棕黃色凝灰?guī)r，最下部夾具水平紋層的薄層硅質(zhì)巖。這些特征表明，它們是在水體比較安靜的深海環(huán)境沉積的，其原始沉積物可能是淺水臺地上的灰泥。平?jīng)鼋M下部深度最大，沉積位置靠近盆地一側(cè)。

平?jīng)鼋M中部主要為深灰色薄板狀石灰?guī)r和頁狀石灰?guī)r夾角礫石灰?guī)r（圖1）。薄板狀石灰?guī)r主要為含“漂浮狀”細(xì)礫的泥晶砂屑灰?guī)r、泥晶粉屑灰?guī)r和泥晶灰?guī)r；頁狀石灰?guī)r為泥晶粉屑灰?guī)r、粉屑泥晶灰?guī)r和泥晶灰?guī)r的毫米級薄互層。薄板狀石灰?guī)r和頁狀石灰?guī)r組成的巨礫和巖塊，內(nèi)部發(fā)育復(fù)雜的褶皺、錯(cuò)斷和窗欞構(gòu)造[9，10]。平?jīng)鼋M中部夾大量雜亂角礫石灰?guī)r和粒序?qū)咏堑[石灰?guī)r，說明沉積位置在古斜坡邊緣（圖2），水深比下部的淺。

平?jīng)鼋M上部巖性以灰?guī)r、泥灰?guī)r為主。主要為深灰色薄板狀石灰?guī)r和頁狀石灰?guī)r的不等厚互層。薄板狀石灰?guī)r含泥質(zhì)較高，主要為淺灰色、灰色厚層塊狀“巨型”礫屑灰?guī)r，下部夾黃綠色頁巖、淺黃色含泥灰?guī)r?！熬扌汀钡[屑石灰?guī)r的特點(diǎn)是：礫屑大小混雜，分選不好，一般礫徑15cm左右，可達(dá)30～100cm或更大。礫屑磨圓差，大部分為次棱角狀，礫屑邊緣有的地方可見黃褐色圈。層理不清楚，為塊狀和巨厚層。平?jīng)鼋M的上部水深更淺，沉積位置可能在斜坡上部（圖2）。