理科论文 ：现代河流沉积层序及沉积模式探究[1]

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1、引言
对现代河流沉积研究最早起源于19世纪, 但真正对现代河流沉积的广泛研究兴起于20世纪50年代末和60年代初, 特别是20世纪70～80年代召开的第二次国际河流沉积学会议,再次促进了现代河流沉积学的发展,这一时期发表了大量的河流沉积学研究成果及著作。几十年来,通过河流沉积学的研究,人们已归纳出了曲流河、辫状河及网状河的沉积模式及其环境演化模式,河流沉积的二元结构已普遍被接受,虽然这些模式已成为对比和认知古代河流沉积体的一个标准框架,但由于河流沉积的复杂性和多样性,难以用一种模式囊括古代众多复杂的河流沉积过程。特别是随着油田勘探开发工作的不断深入,传统的经典的河流沉积模式已满足不了油田勘探开发工作的需求,正如J D Collinson指出的那样“很多实例的广泛经验,比之有限数量高度提炼过的相模式知识,似乎是解释新例子的更好基础”。本文即是一个很好的实例,它以嫩江大马岗沉积体为例,揭示了一种复杂的河流复合沉积模式和沉积层序,为地下河流相地层的识别提供了一个新的可以借鉴的依据。
2、地质概况
嫩江发源于内蒙古大兴安岭东北端的伊勒呼里山,流经内蒙古、黑龙江两省区,在黑龙江省肇源县境内汇入松花江,全长约870km, 流域面积为2.2×108m2 。该流域在地质构造上位于大兴安岭—内蒙古海西褶皱带东南边缘松嫩中断(坳)陷带的西部(图1) 。 嫩江上游河段位于大小兴安岭山区,河道大多呈“V”字型,以切割侵蚀为主,属于典型的山区河流；中下游河段位于广阔的松嫩平原区,河道宽阔,呈“U”字型,多蛇曲,以冲积沉积为主,属于平原河流,大马岗段处于该河段上。

3、嫩江大马岗沉积体沉积特征及岩相类型
3. 1　沉积特征
通过对大马岗河流沉积体九个探槽剖面、十九个探坑(图2)的细致观察及描述,发现大马岗沉积体主要由三种类型沉积物组成：砾质沉积、砂质沉积及泥质沉积,并以泥质沉积为主,按其沉积的岩性、颜色、粒度及沉积构造等特征,将大马岗沉积体由下至上共划分为10个层,分别用N10—N1表示[15 ],具体沉积特征如下(图3)：
N10：黄褐色粗砂质细砾沉积,受探槽剖面限制,在最深探槽处该层厚1.4m仍未见底。其砾石成分混杂、大小不一,分选、磨圆差,最大直径为14cm,最小为0.2cm,一般2.5～3.0cm。
N9：白灰色或灰白色含粉砂泥或纯泥, 厚30～150 cm。具水平层理, 富含植物根。
N8：为褐色粉砂质泥,厚0～190m, 富含植物根及铁质。在工区内发育不全,仅在探槽III及探槽VIII 南部见到,向工区北部逐渐尖灭。
N7：灰黄色粉砂质细砂与白灰色粉砂质泥互层沉积,厚0～392 cm。细砂单层厚3～4cm,具小型低角度槽状交错层理,富含植物根、铁质及碳屑。粉砂质泥单层厚3～4cm,发育波状层理。
N6：黄色中砂质细砂,厚40～470cm。层理发育,主要发育的层理类型有：大型低角度槽状交错层理、小型低角度槽状交错层理、同沉积变形层理及波状层理等。
N5：灰褐色粉砂质泥,厚94～254cm ,富含植物根、铁质、钙质及碳屑,局部见钙质结核及团块。
N4：灰黄色粉砂质细砂与黄灰色粉砂质泥薄互层沉积,厚30～204cm。单砂层厚2～8cm,泥质层单层厚3～4 cm；砂层内具波状层理,富含碳屑及植物根。
N3：黄灰色泥质粉砂,厚0～210cm,发育波状层理,富含植物根、碳屑及钙质结核。
N2：黄色细砂质粉砂,厚20～204cm,发育小型槽状交错层理,富含植物根、铁质及钙质。
N1：灰黑色粉砂质泥,厚10～298cm,富含植物根,近地表已被土壤化。

3. 2　岩相类型
岩相指在一定条件下形成的岩石类型及其沉积构造的综合,相当于沉积能量单元,按照Miall [3, 16]提出的河流相岩相分类方案,结合大马岗河流沉积体的沉积特征,在大马岗嫩江现代沉积体内共划分出16种岩相类型, 即：块状层理细砾相(Gm )、大型低角度槽状交错层理细砂相(St1)、小型低角度槽状交错层理相(St2)、同沉积变形层理细砂相(Ssd)、小型高角度槽状交错层理粉砂相(Ft)、平行层理细砂相(Sh)、板状交错层理细砂相(Sp )、反向交错层理细砂相(Stcb)、波状交错层理细砂相(Shcs)、波状层理细砂相(Sw )、薄层状粉沙质泥与细沙互层相(Sm )、微波状层理粉砂相(Fw )、块状层理泥质粉沙相(Fm )、水平层理泥相(Fsc)； 块状层理粉沙质泥相(Mm ) 及土壤层相(Mpr), 各岩相具体特征见表1，其分布特征如下。
表1　嫩江大马岗河流沉积体岩相类型及其特征
序号 岩相代码 岩　　相 岩　　性 沉积构造 沉积环境
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