Petrología, estructura sedimentaria, paleontología y secuencia sedimentaria de la Formación Jixi
(1) Características del color de las rocas
El color es el símbolo más intuitivo y llamativo de las rocas sedimentarias y un buen indicador del entorno de depósito. Los cambios de color están estrechamente relacionados con el. Ambiente de depósito Rocas sedimentarias Los pigmentos más importantes de la roca son la materia orgánica y el hierro. Por lo general, a medida que aumenta el contenido de materia orgánica, el color de la roca se vuelve cada vez más oscuro, como el Fe 2 es verde y el Fe 3 es rojo. Las rocas sedimentarias contienen materia orgánica como carbonosa y asfalteno, y están dispersas con sulfuros de hierro como pirita y marcasita. El color es más oscuro, incluso gris oscuro. Cuanto mayor es el contenido, más oscuro es el color, lo que indica que la roca se formó en. un entorno reductor o un entorno fuertemente reductor. En general, el carbono refleja el ambiente débilmente reductor de los pantanos de aguas poco profundas, mientras que los asfaltenos y los sulfuros de hierro dispersos reflejan el ambiente de aguas profundas o aguas estancadas más profundas. Los minerales que contienen Fe 2 en rocas sedimentarias, como la clorita y la siderita, aparecen de color verde, lo que refleja un entorno débilmente oxidante o reductor. Las rocas sedimentarias que contienen minerales de Fe (como hematita y limonita) son de color rojo o marrón amarillento, lo que refleja ambientes oxidantes o fuertemente oxidantes, como ríos y abanicos aluviales.
Los conglomerados y areniscas gruesas en el fondo de la Formación Didao y la Formación Chengzihe son en su mayoría de color rojo o marrón, lo que muestra el entorno de ríos de aguas poco profundas y abanicos aluviales cercanos a la fuente en condiciones oxidativas de media y corta duración; término ciclos básicos de la Formación Jixi Las rocas en la parte inferior y superior son en su mayoría de color marrón claro o amarillo, lo que indica sedimentación de ríos de aguas poco profundas, orillas de lagos y deltas en condiciones de oxidación débil las rocas en las partes superiores de la Formación Didao, Formación Chengzihe y; La Formación Mu'er es generalmente de color amarillo claro y muestra características de oxidación débiles. El color de las rocas superiores de la Formación Didao, la Formación Chengzihe y la Formación Muling es generalmente amarillo, con características de oxidación débil, lo que representa la deposición de aguas poco profundas bajo la contracción gradual de los cuerpos de agua y las condiciones climáticas secas. El ambiente de depósito mencionado anteriormente es generalmente un ambiente oxidante, la agregación de carbón es pobre y las vetas de carbón están básicamente sin desarrollar.
Las rocas en la sección media de los ciclos base de largo, mediano y corto plazo de la Formación Jixi son generalmente de color gris, gris verdoso, gris blanco y gris negro. características reductoras y representan sedimentos lacustres y palustres con abundante agua y clima húmedo. El carbón tiene buenas propiedades de agregación y la mayoría de ellos han desarrollado vetas y líneas de carbón.
(2) La combinación, el tamaño de grano, las características de clasificación y redondeo de las rocas
La combinación, el tamaño de grano, las características de clasificación y redondeo de las rocas reflejan directamente las condiciones hidrodinámicas de deposición en ese tiempo y distancia de transporte, que son de gran importancia para indicar el entorno de depósito. La combinación de rocas en el fondo de la Formación Didao y la Formación Chengzihe es principalmente conglomerado masivo, conglomerado arenoso, arenisca con grava y una pequeña cantidad de limolita arcillosa. La composición del conglomerado se compone principalmente de granito de fuente cercana y la mayoría de las rocas son granulares. y basamento heterogéneo, con granos redondeados y mala clasificación, con granularidad positiva y ciclos rítmicos de múltiples fases, que reflejan las características sedimentarias de los abanicos aluviales cercanos a la fuente y los conjuntos de rocas trenzadas en las partes medias de la Formación Didao, Formación Chengzihe; y Formación Muleng Compuesta principalmente de arenisca, limolita y arenisca de capas gruesas, con alta redondez, la combinación de rocas se compone principalmente de arenisca, limolita y arenisca de capas gruesas. La combinación de rocas en la sección media de la Formación Tundao y la Formación Muling se compone principalmente de arenisca, limolita y lutita limosa de capas gruesas (Láminas III-1, III-2), con una pequeña cantidad de escombros volcánicos. es generalmente fino, con arenisca y limo. Las propiedades de clasificación de las rocas sólidas son generalmente buenas, las partículas generalmente son redondeadas y se forman múltiples ciclos rítmicos en la dirección longitudinal de las capas de roca, lo que muestra las características del sistema sedimentario alterno continuo de Qujiang. Facies de lagos poco profundos, cuencas delta y ríos.
(3) Estructura sedimentaria
La estructura sedimentaria es un fenómeno estructural formado por rocas sedimentarias durante el proceso de deposición o antes de la sedimentación y consolidación. La primera es una estructura sedimentaria primaria y la segunda. es una estructura casi contemporánea. Las estructuras sedimentarias primarias pueden reflejar mejor las condiciones hidrodinámicas de la deposición de sedimentos y proporcionar las propiedades y la intensidad energética del medio sedimentario. Se ven menos afectadas durante la etapa diagenética y son un símbolo importante para analizar y juzgar el entorno sedimentario.
1. Estructura en capas
(1) Capa masiva: se refiere a una capa uniforme sin ninguna estructura interna. Es una unidad sedimentaria sin clasificación y acumulación rápida. Se distribuye principalmente en los estratos gruesos de arenisca y conglomerados en el fondo de las capas Didao y Chengzihe de la Formación Jixi. Es un representante de la rápida deposición de las facies de abanicos aluviales cercanos a la fuente y de las facies de ríos trenzados; término de referencia de la capa de túnel, la capa de Chengzihe y la capa de Muling. El lecho masivo distribuido en la arenisca de estrato grueso en la parte inferior del ciclo representa las características de depósito de barras de arena curvilíneas y facies a orillas del lago (Figuras III-3 y III-4). .
(2) Lecho horizontal: Es un tipo de lecho de textura fina, clara y paralela entre sí. Es una estructura sedimentaria de ambiente estático de agua formada por la deposición de materiales en suspensión de baja energía. ambiente con estado de bajo flujo de agua. Se desarrolla principalmente en lutitas, lutitas limosas y limolitas limosas de la Formación Jixi. Se encuentra comúnmente en limolitas y limolitas limosas en la parte media de la Formación Didao, la Formación Chengzihe y la Formación Muling, lo que refleja las características del entorno de depósito de aguas tranquilas de los lagos poco profundos.
(3) Capa paralela: se desarrolla principalmente en arenisca y es una capa horizontal. Hay líneas de erosión en la superficie, que representan fuertes condiciones hidráulicas. Es común en la capa Didao, la capa Chengzihe y la capa Muleng (. ilustrado Las areniscas de diferentes tamaños de grano en III-5 y III-6 reflejan las características deposicionales de ríos trenzados, ríos serpenteantes y facies a orillas de lagos con fuerte hidrodinámica y ambientes deposicionales rápidos.
(4) Ropa de cama entre capas: la ropa de cama entre capas común incluye principalmente ropa de cama entre capas onduladas, ropa de cama entre capas en forma de placa, ropa de cama entre capas en forma de artesa, etc. El lecho de capas intermedias en forma de placa y el lecho de capas intermedias en forma de artesa se encuentran comúnmente en varios grupos de areniscas gruesas en la Formación Jixi, lo que refleja las características del ambiente de depósito bajo los fuertes efectos hidrodinámicos del río Qujiang, las facies de la orilla del lago y del delta. En las capas lacustres poco profundas de riolita de la Formación Didao, la Formación Chengzihe y la Formación Muling, se desarrolla un lecho ondulado entre capas (Lámina III-7), lo que indica la existencia de sedimentación hidráulica fuerte y débil alternante local en el ambiente del lago poco profundo.
2. Estructura de la superficie de socavación
Las estructuras de socavación y disolución están ampliamente desarrolladas en el fondo de cada grupo de capas de arenisca (conglomerado) en la Formación Jixi. La superficie estructural de erosión y disolución es. La interfaz principal para la división estratigráfica, y hay muchas interfaces, es en forma de ondas lentas y escasas, y una gran cantidad de grava de fondo y grava arenosa son comunes cerca de la superficie de socavación (Láminas III-8, IV-1). mostrando un fuerte ambiente hidrodinámico. Las grandes estructuras de erosión por socavación se distribuyen principalmente en la interfaz de secuencia de bajo nivel en el borde de la cuenca de Jixi, y se forman principalmente en abanicos aluviales y ambientes fluviales. Las pequeñas estructuras de erosión por socavación se observan principalmente en el proceso de cambio de microfacies de la cuenca de Jixi, generalmente cuando; El lago poco profundo cambia a la fase de orilla del lago o delta, a menudo aparecen pequeñas estructuras de socavación y son la interfaz principal para la división de secuencias de niveles superiores en la cuenca.
3. Estructura de deformación parasimbiótica
Estratificación de deformación: Común en capas de arenisca, es un fenómeno de estratificación y arrugamiento intracapa. Formado debido a la licuefacción dentro de la capa de sedimento o la acción cortante del agua que fluye. En la arenisca de la Formación Muleng, hay estratificación cíclica y estratificación inversa, lo que refleja la rápida conversión del flujo de agua alterno, la licuefacción de la capa sedimentaria y el fuerte efecto de corte del agua que fluye durante el proceso de deposición original.
Llama de carga y estructuras en forma de almohada: comúnmente se encuentra en la parte inferior de la capa de arena sobre la capa de lodo, la capa de arena se descompone en cuerpos esféricos y en forma de almohada aislados o conectados intermitentemente. Hay estructuras cargadas en forma de llamas en las areniscas lacustres poco profundas y limolitas arcillosas de la Formación Muleng, lo que indica una rápida deposición de unidades sedimentarias.
Tabla 4-1 Resultados del análisis de oligoelementos de la Formación Jixi en la Cuenca Jixi (10-6)
(4) Características geoquímicas del sistema sedimentario
Elementos en rocas sedimentarias La distribución está estrechamente relacionada con varios aspectos del proceso diagenético. El proceso de depósito y el ambiente de depósito pueden afectar las características geoquímicas de los sedimentos y, de manera similar, las características geoquímicas de los sedimentos también pueden registrar las características del ambiente de depósito y sus cambios (Tabla 4-1).
B es un elemento inestable con efectos epigenéticos. El poliborato formado por él y cationes fuertes como el Na con fuerte fuerza de ionización es fácilmente soluble en agua fría y puede filtrarse mediante agua circulante y eliminarse. El valor B de las rocas continentales es generalmente inferior a 70×10-6, mientras que el valor B de las rocas marinas es generalmente superior a 100×10-6 (Liu Yingjun et al., 1984). Entre las 15 muestras de la Formación Jixi, 14 muestras tienen valores B entre 12 y 60 × 106, y solo una muestra tiene un valor B máximo de 85 × 10-6 y un valor B promedio de 33,33 × 10-6. Características sedimentarias continentales obvias.
A diferencia de B, el comportamiento geoquímico del Ga durante la deposición está más obviamente asociado con el Al y el Si. Generalmente, el agua dulce (ríos y lagos) contiene más Al, Si y el Ga que lo acompaña que el agua de mar. la relación entre el contenido de B y Ga puede indicar paleosalinidad. El valor de B/Ga en el ambiente terrestre es generalmente de 3,0 a 3,3, mientras que el valor de B/Ga en el ambiente marino es superior a 4,5 a 5,0 (Liu et al. 1984).
Se analizaron quince muestras para determinar las proporciones B/Ga y todas fueron inferiores a 3,3, con un valor máximo de 3,27, que es característico de los depósitos continentales.
El rubidio tiene un gran radio iónico y es fácilmente absorbido por la arcilla, por lo que el rubidio se retiene principalmente en el continente. El contenido de rubidio en los sedimentos terrestres está entre (50~70)×10-6, mientras que el contenido de rubidio en los sedimentos marinos es generalmente inferior a 60×10-6. Las 15 muestras de la Formación Jixi tienen un tamaño superior a 65,4 × 10-6, lo que indica que el entorno de depósito es sedimentación continental.
El bario es fácilmente absorbido por los sedimentos hidrolizados. Cuando se mezclan agua dulce y agua de mar, el Ba2 del agua dulce se combina con el Ba2 del agua de mar para producir la precipitación de BaSO4, mientras que el SrSO4 tiene una mayor solubilidad y puede transportarse al mar abierto. Por lo tanto, el Ba permanece principalmente en alta mar, mientras que el Sr se deposita principalmente en las profundidades del océano. Generalmente, la relación Sr/Ba en sedimentos de agua dulce es inferior a 1, mientras que la relación Sr/Ba en sedimentos marinos es superior a 1 (Liu, Y.J. et al., 1984). Las proporciones Sr/Ba de 15 muestras de la Formación Jixi oscilan entre 0,10 y 0,61, todas inferiores a 1, lo que muestra las características de la sedimentación de agua dulce.
La separación de hierro y manganeso durante la deposición está controlada por Eh y pH. La afinidad del Fe por el O es mayor que la afinidad del Mn por el O, por lo que el Fe se oxida fácilmente a Fe3 y forma un precipitado de Fe(OH)3 a pHgt 3, por lo que los compuestos de Fe son fáciles de acumular en zonas costeras y ricas en O; En ambientes continentales, el Mn puede existir de manera más estable en soluciones iónicas. Incluso en presencia de otros aniones, el manganeso soluble es más estable que el hierro soluble, por lo que el manganeso se acumula principalmente en ambientes de aguas profundas, por lo que la relación hierro/manganeso en los sedimentos terrestres es mucho mayor que en los sedimentos marinos. La proporción promedio de hierro/manganeso de los nódulos de hierro-manganeso en el océano es 0,9 (Shao Lei et al., 1998), pero las proporciones hierro/manganeso de 15 muestras de la Formación Jixi oscilan entre 49,72 y 225,83, que es mucho más alta que la relación hierro/manganeso en el océano, lo que refleja que los nódulos se formaron en un ambiente interior.
En resumen, la Formación Jixi se formó en un entorno fluvial interior y las capas de fósiles marinos locales están relacionadas principalmente con la intrusión de agua de mar durante el aumento global del nivel del mar.
(5) Características paleontológicas
Existe una gran cantidad de fósiles de plantas y animales marinos en la Formación Jixi. A juzgar por las características de las plantas terrestres, la Formación Jixi debería ser una cuenca interior con abundantes ríos o lagos, y la presencia generalizada de fósiles de helechos indica que la cuenca se encontraba en un ambiente de clima cálido y húmedo.
Las rocas clásticas gruesas de la Formación Jixi están cubiertas en su mayoría con tallos de plantas gruesos y planos (oblicuos), que deberían ser producto del ambiente del río o del lago. La fuerza hidrodinámica en el ambiente es muy fuerte; En la parte inferior de la veta de carbón (suelo), se ven rastros de sistemas de raíces verticales de plantas que crecen en capas verticales y horizontales en las finas rocas clásticas (lutita, limolita), lo que refleja la exposición de ríos serpenteantes, lagos poco profundos y ambientes pantanosos donde Se depositaron llanuras de inundación fluviales y lacustres. La presencia local de fósiles de bivalvos y gasterópodos es de tamaño pequeño, lo que indica que los ambientes fluviales y lacustres poco profundos son signos obvios de ambientes fluviales y a orillas de lagos.
El desarrollo de capas de fósiles marinos en la cuenca de Jixi ha atraído una amplia atención en el campo de las ciencias de la tierra (Sha Jingeng, 1999; Sha Jingeng et al., 2000; Zhang Lijun, 1982; Gu Zhiwei et al. , 1984; Yang Xiaoju et al., 2003; Pan Huazhang et al., 2004). 2003; Pan Huazhang et al. 2004), y se considera la sedimentación de facies alternas mar-continental y la existencia de una vaguada o bahía en el este de Heilongjiang (Li Yurong, 1996; Li Yurong, 2002; Li Yurong, 2002; Li Yurong, 2002). Sin embargo, la petrogeoquímica (isótopos B, Ga, Rb, Rr, Ba y C y O) de las capas de fósiles marinos muestra las características de la sedimentación continental (Zhou Xingfu et al., 2004; Jiang Baoyu et al., 2001), lo que indica que estas fases marinas La capa no es un verdadero depósito marino, sino que fue invadida por agua de mar durante el proceso de deposición continental. Se introdujeron fósiles marinos en la cuenca continental, mostrando las características de la deposición marina, porque los fósiles marinos no se depositaron durante este período.
Dado que la región noreste estuvo bajo el contexto de compresión por cizallamiento deslizante durante este período, no hubo tensión intracontinental obvia para formar una vaguada, y el agua de mar solo pudo invadir la cuenca continental a lo largo de la falla de Dumi que se extendía hasta el antiguo Océano Pacífico. (Zhao Chunjing et al., 1996), 1996), y el Cretácico Inferior fue un período de aumento global del nivel del mar (Gao Ruiqi et al., 1999; Luo Li, 1999). El agua de mar puede invadir fácilmente grandes fallas (tensional-). fallas de torsión de la mitad de la corteza terrestre), y las fallas grandes son la principal fuente de agua de mar. (Los tipos de fósiles marinos son similares al grupo de fósiles marinos del Ártico (Li Weirong et al., 1986)). Por lo tanto, se puede considerar que la Formación Jixi no es un verdadero depósito de fase alterna marino-continental, sino que sólo se ve afectada por la intrusión de agua de mar. No existe ninguna cuenca marina en esta zona.