黔北习水地区丹霞地貌成景地层粒度分析与沉积环境讨论

谯 常，王 波，朱华利，2，岳 龙，韩 雪

(1.贵州省地质调查院，贵州 贵阳 550000；2.中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430074)

20世30年代地质学家就开始对丹霞地貌进行研究，丹霞地貌具有顶平(近圆形山顶)、陡坡(陡崖峭壁)、麓缓(倾斜坡积物，常被植被覆盖)的鉴别特征(黄进，1982；刘鑫 等，2018)。地貌形态为方山、石墙、石峰、石柱等，具有很高的旅游观赏价值。目前，丹霞地貌被大多数学者认可的定义是“发育以陡崖坡为特征的红层地貌”(膨华 等，2013)。在过去的研究中，我国在丹霞地貌研究方面已取得了很多成果(黄进，2010；郭福生，2012；朱诚 等，2015；齐德利 等，2016)。然而，前人的研究主要集中在对丹霞地貌外观形态及普查方面，很少对成景地层本身沉积环境的研究。在旅游地学科普和丹霞地貌研究国际化的新形势下，需要我们加强丹霞地貌基础地质研究。

在黔北习水地区发育有以赤壁丹崖为特色的丹霞地貌景观，成景地层为白垩系嘉定组砖红、鲜红色碎屑岩。近年来，人们对该地区的研究主要集中在地层基本特征、地质演化、生物多样性等，对丹霞地貌成景地层的沉积学研究较少。因此，本文通过分析该套成景地层粒度特征，并结合其沉积构造的仔细观察，认为黔北习水地区丹霞地貌成景地层白垩系嘉定组为陆相辫状河流沉积环境，为今后旅游开发与保护提供重要的线索，具有重要的研究意义。

1 区域地质概况

研究区处于上扬子地块中的赤水克拉通盆地与黔北隆起的过渡部位(中国区域地质志.贵州志，2017)。自震旦纪以来，黔北地区经历加里东运动、海西运动、印支运动等构造活动，构造变形较弱，主要表现为垂向上地壳升降活动。燕山运动、喜马拉雅运动是习水地区主要褶皱形成和定性的两期构造活动(谯常 等，2019；韩雪 等，2019)。区内出露的地层有三叠系嘉陵江组(T1-2j)、关岭组(T2g)；侏罗系二桥组(TJe)、自流井组(J1-2z)、沙溪庙组(J2s)、遂宁组(J3s)、蓬莱镇组(J3p)；白垩系嘉定组(Kjd)；岩性以碎屑岩为主，碳酸盐岩次之(图1)。其中白垩系嘉定组保存不全，顶部被剥蚀，岩性主要为砖红色、鲜红色厚块状砂岩、含砾砂岩、钙质砂岩夹少量砂质粘土岩组成，总体上沉积物向上渐变细，具正粒序特征。其中砾岩夹层多呈透镜状产出，多分布在该组底部。沉积构造发育，砂岩中常发育有斜层理、平行层理、大型槽状交错层理、大型板状交错层理(图2)，多为辫状河流沉积环境特征。

图1 研究区地质略图

图2 a—槽状交错层理野外照片 b—槽状交错层理素描图Fig.2 Field photographs and sketches of trough cross bedding

2 岩石学特征

3 粒度特征

本次研究采用激光粒度仪，用图解参数法进行分析，按常规方法预处理样品，利用Mastersizer22000型激光分析仪进行测试(粒度测试范围小于2 mm)，测试结果利用粒度分析软件数据进行计算机处理，绘制出每件样品的概率累计曲线图、频率曲线图。

3.1 概率累积曲线特征

图3 概率累积曲线图Fig.3 Cumulative probabilitycurve

3.2 频率曲线特征

图4 频率曲线图

3.3 粒度参数特征及判别分析

表1 粒度参数表

4 基本层序

研究区白垩系嘉定组陆源碎屑岩中见a类型基本层序与b类型基本层序(图5)，其中以b类型基本层序为主。a类型基本层序下往上由A、B、C组成沉积旋回，A为含砾砂岩河床滞留沉积微相；B为厚块状中粗粒砂岩与厚块状细粒砂岩心滩微相，由下往上渐变细，发育有大型槽状交错层理、板状交错层理；C为薄至中厚层状粘土岩、粉砂质粘土岩及粘土质粉砂岩组成泛滥平原亚相，发育有水平层理和平行层理，其中A与C为冲刷接触。b类型基本层序下往上由A、B组成沉积旋回。A为含砾砂岩河床滞留沉积微相；B为巨厚块状中粗粒砂岩与巨厚块状细粒砂岩心滩微相，发育有大量大型槽状交错层理、板状交错层理，其中A与B为冲刷接触。

图5 嘉定组基本层序特征图

5 沉积环境讨论

岩矿样镜下鉴定与手标本结合显示，嘉定组总体沉积物以细砂级陆源碎屑主见，粗砂级陆源碎屑岩与中砂级陆源碎屑岩次之。呈次圆状、圆状，磨圆度和分选性差-较好，结构成熟度偏低。总体反映沉积区靠近剥蚀区，即搬运距离不远。概率累积曲线以三段式为主，两段式次之，较符合辫状河流概率累计曲线特征。

研究区嘉定组砂岩平均粒径偏粗，频率曲线粒级范围较宽，各种粒级含量变化不大，峰态有差异。其中样品3B频率曲线呈单峰亚对称形态，表明沉积物成分单一，为相对稳定的水动力条件下形成。样品1B、2B、4B、5B呈多峰态不对称频率曲线，偏峰向粗粒一侧靠近，呈正偏态性质，分选性差-中等，多属河流沉积特征。

一些学者认为辫状河流主要发育河床和泛滥平原亚相，其中以心滩微相发育为主(朱筱敏，2008)。嘉定组陆源碎屑岩基本层序特征可进一步划分为河床和泛滥平原亚相，心滩微相较为发育，泛滥平原亚相不发育，具辫状河流沉积特征。

6 结论

本次通过分析黔北习水地区丹霞地貌成景地层嘉定组碎屑岩粒度特征，并结合其沉积构造，取得了以下两个方面的认识。

(2)萨胡提出的判别系数Y均小于-7.419 0，碎屑岩中沉积构造发育，有斜层理、平行层理、大型槽状交错层理、大型板状交错层理。该套碎屑岩可划分为河床和泛滥平原亚相，其中心滩微相较为发育，泛滥平原亚相不发育，多属辫状河流沉积环境。

致谢：本文在写作过程中，得到了贵州省地质调查院白培荣高级工程师与1∶5万习水项目全体工作人员的帮助，在此表示衷心感谢！