北京西山上二叠统红庙岭组沉积现象特征及沉积环境分析
摘要北京西山上二叠统红庙岭组是一套具有多个旋回沉积序列的砂岩泥岩页岩地层。在本次西山地质实习中，我们观察了上二叠统红庙岭组的一套砂岩为主夹有泥页岩的地层，根据沉积物的沉积特征，按照沉积物颗粒粗细，颜色变化，我们将其划分为几个不同沉积相沉积的产物。结合我们所学知识，对北京西山上二叠统红庙岭组进行沉积环境分析。
关键词砂岩河流相沉积沉积旋回 区域背景分析
北京地区从太古宙以来经历了前吕梁期的地台结晶基底形成发展、后吕梁期一印支期的地台盖层发育和燕山一喜马拉雅板滨太平洋大陆边缘活动3个构造发展阶段，区域构造格架表现为早期的东西向或近东西向隆起坳陷或褶皱断裂为后期北东、北北东或近南北向褶皱、断裂的交切复合的特点。经历了由强烈下陷、褶皱活动为主，发展为以稳定隆起坳陷为主，复又再活动为隆起褶皱、断陷以至拉张，呈断块式不断掀斜，形成多旋回螺旋式推进，继承活动和较新地壳构造运动相互交替的发展演化过程。时间上表现为多旋回、多期次性，空间上表现为多层次性。地质构造发展划分为3大阶段，即早前寒武纪的陆块结晶基底形成发展阶段、中元古代显生宙盖层发育阶段、中新生代构造变形阶段。
沉积现象描述
上二叠统红庙岭组地层分布在北京西山，我们的实习地点在火车道旁，实习区区内地层出露良好，可见良好的地层露头。在实习区内我们观察到该组地层具有明显的粒度变化，颜色变化，沉积物具有明显的分层现象。在部分地区可见水平层理（低角度交错层理）、板状交错层理，此外还可观察到有明显的水流冲蚀痕迹，部分地区可见明显的冲刷充填构造。根据沉积物的粒度变化，结合该地区大的沉积演化背景，我们将上二叠统红庙岭组划分出八个沉积旋回。下面是对划分地层所列出的地层层序描述，因为没有测绳等专业工具，故没有地层厚度标识，但对所要讨论的沉积环境及水动力条件变化在宏观上没有影响。
45土黄色粉砂岩 44土黄色细粒砂岩
43中粗粒石英砂岩
42土黄色细砂岩（风化面紫红色）
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41粗粒砂岩 40细粒砂岩 39粗粒砂岩 38细粒砂岩 37中粒砂岩
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36粗粒砂岩 35土黄色页岩
34土黄色粉砂岩（风化面紫红色） 33土黄色中细粒砂岩
32灰白色中粗粒砂岩（板状交错层理） 31土黄色页岩 30土黄色中细粒砂岩
29土黄色页岩（风化面紫红色）
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28粗粒砂岩风化面紫红色 27土黄色页岩 26灰色泥质粉砂岩
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25中粗粒砂岩 24青灰色含砾砂岩 23青灰色中粗粒砂岩 22土黄色细砂岩
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21土黄色中粗粒砂岩
20青灰色中粗粒含砾砂岩（风化面土黄色） 19青灰色中细粒砂岩（风化面紫红色） 18石英脉断层泥 17青灰色细砂岩 16青灰色粉砂岩
15中灰深灰色灰岩（水平层理，低角度交错层理） 14青灰色中粗粒砂岩 13青灰色泥质粉砂岩
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12青灰色中粗粒含砾砂岩 11暗红色泥质粉砂岩 10青灰色粗粒含砾砂岩 9浅灰色粉砂岩 8青灰色中细粒砂岩
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7青灰灰白色中粗粒含砾砂岩 6青灰灰白色含砾粗砂岩 5土黄色泥岩
4青灰色中粗粒砂岩（板状交错层理） 3土黄色页岩 2青灰色中细粒砂岩 1灰黑色页岩
沉积物的颜色变化
在观察中我们发现该套地层具有明显的颜色变化，根据我们所学的沉积物颜色特征及其所反映的沉积环境特点，我们知道该地区处于氧化环境与还原环境的不断变化之中，因此该地区的颜色变化反映了该地的水深在深与浅之
页岩
间来回变化。这反映了一种由于海进海退带来的水平面变化特点。由此我们可以推测在上二叠纪时期海平面是在不断变化的，但这种变化是不断往复波动的。虽然我们无法获得确切的海平面变化资料，但由此可以分析由于沉积环境水水体深度的变化而对沉积物物源带来的影响。在我们分析砂岩的粒度粗细变化时可以根据水深不同，水动力条件不同，从而对沉积环境进行划分。
2沉积旋回的分析
在第一个沉积旋回中观察到
沉积物的变化是从细到粗顺序是带有页理的粘土岩页岩，然后变为中细粒砂岩，再变回页岩，然后变为中粗粒砂
岩，岩砂
低角度交错层理
并且在中粗粒砂
中发育有板状交错层理，接着又变回泥岩，粗岩，到含砾砂岩。在本旋回中，又包含三个小
的沉积物粒度旋回变化。根据观察知道，该旋回中沉积物开始时沉积的是粘土型沉积物，颗粒较细，这反映了一种稳定的水动力条件。其沉积环境可能是河流三角洲、湖泊的半深湖到深湖地区或浅海。然后我们观察到有细砂岩到中砂岩的过渡，这表明该地的沉积环境由静水环境逐渐向水动力弱的环境开始转变。符合该沉积物沉积的环境有河流、湖泊、滨海。接下来又观察到页岩到中粗粒砂岩的变化，在中粗粒砂岩中我们观察到有板状交错层理发育，并且有冲刷面的出现。在5，6，7三个地层中粒度变化与1,2；3,4；变化基本相似，但在7层中出现了砾石，砾石的出现反映了该地区水动力条件较强。根据上述分析，我们可以判断在最初红庙岭组沉积环境应该是由静水环境向动荡的环境过渡，这与河流和湖泊的交汇处相符。
在第二个沉积旋回中我们可以观察到沉积物由细砂岩到中砂岩粗砂岩的过渡，中
间出现明显的跳级现象，这反映了该地区水动力条
板状交错层理
件变化较快，且逐渐变强，根据相序定律，可以知
道该地区在该时期水体是由深水向浅水过渡的，这说明在该时期本地区的水体整体上是在变浅的。整体的水体变浅揭示了当时的大沉积环境可能是干旱的，这与相关文献中研究的结果大致相同。
在第三个和第四个沉积旋回中，沉积物粒度变化具有层次感，从细砂岩到中砂岩再到中粗粒砂岩，沉积物的粒度变化和第一个第二个旋回的变化基本相似，也符合沉积环境是河湖相，可推测该时期沉积环境与第一和第二个旋回沉积环境相同。
在第五个沉积旋回中，沉积物粒度变化比较突兀，从页岩一下子就变化到了中粗粒砂岩，在这中间出现了明显的跳级现象，根据相序定律，只有在横向上连续的沉积环境在垂向上才会出现地层叠覆，这与相序定律明显不符。违反了相序定律，但是相序定律也并不一定完全适用。通过进一步分析，我们由此可知在该沉积旋回内有剧烈的环境变化，由此而带来水动力条件变化，在极短的时间内，沉积物物源由粘土型沉积物转变为碎屑性沉积物。这期间该地区水体应该是急剧变浅，若原来是深湖则在短时间内变为浅湖，若是河流，则是有三角洲前缘向后三角洲变化。
在第六个沉积旋回中页岩向砂岩的过渡与第五个沉积旋回类似，在该旋回中有三次沉积物粒度变化，都是由页岩开始到粗粒砂岩结束，其变化更多，跳级现象更明显，根据对第二个沉积旋回的表述，这里与其一致，在此就不再重复阐述。
第七个旋回主要是砂岩粒度的变化这表明在一段时期内，该地区是水动力条件在缓慢变化，沉积物物源变化也不太明显，中砂，粗砂的变化说明该地区水动力条件较强，有可能是河流的下游河口三角洲处，也可能是浅湖环境。因为在开始的分析时候已经排除了该地区是海相环境，故此处也不在做过多的阐述。
第八个旋回中沉积物的粒度较细，明显的反应水动力条件的特征是静水环境，在该时期水动力变化不太明显。根据前面的分析，可以判断该时期沉积环境应该是再一次向静水环境变化。