图9 岩相组合B组成的主要沉积相—漫流冲积扇沉积
图10 冲积扇沉积中片流主控的例子。A)广泛分布的倾角大的透镜体和水平状矿床,低角度分层的砂岩体(SI)位于粉砂岩和泥质灰岩之上。这也指明了小规模的松软沉积变形以及中砾细脉。B)富砂岩相组成了岩相组合B。说明水平层理特性,波动基底接触以及聚类的古土壤。C)一个发育良好的碟状或柱状结构(大规模松软沉积变形)。D)以小规模松软沉积变形为特点的厚层矿床特点的例子,这个例子是位于厚层矿床,低角度层状砂岩之上
的小规模松软沉积变形。
解释:透镜体到平坦岩层类型,低角度地层,中到粗粒砾岩透镜体,缺少深侵蚀都表明了沉积物富集的沉积作用。自从Bluck(1967)进行了典型的描述之后,文献就大量记录了这样的沉积作用。B2相的低角度成层和平面分层与Sohn et al.(1999)描述的分层中粒砂岩相相似,因为这两种都包含大规模的低角度交错层理和缺少内部冲刷。Blair(2000)和Sohn(1999)指出这种类型的沉积作用通常发生突变,富含沉积物,类似漫流的重力流。但是为什么在富含沉积物的流体中发育低角度地层的机制还不太清楚。Bridge和Best(1988)和Fielding(2006)推测,低角度地层是由于快速运移,低地势岩层造成的,低地势岩层是在沙丘和上覆平坦岩层之间的过渡状态。这些流体参数和冲积扇上的漫流一致。
小规模的松软沉积变形的地层空间和水构造表明沉积在连续沉积事件时是潮湿并具有挠性的。沉积发生在潜水面附近,或者暂时的接近空间沉积事件来保持足够的潮湿便于变形。随后,稍微老一些,潮湿的漫流沉积物发生卸载,可能发生在同一场暴风雨中。脆性砂质火山岩的保存,尽管较稀少,但是也表明了沉积作用不是暴露在地表延伸过程中,并且进一步证明了沉积事件的暂时紧密间隔。
我们解释了,薄层泥岩单元如同聚集在活跃的平衡线法之间低区域的漫流沉积。先前的工作也证实了白垩纪时是温暖,潮湿,温室气候,它和在这些较潮湿条件下冲积扇的发育相一致。岩相组合B3的细粒单元朝向漫流透镜体最厚的部分减薄,显示出它们是在主要的沉积平衡期沉积的。平坦的分层和较少的砂纹分层表明,低能沉积过程和低能,紊流交替旋回沉积相一致。地表径流可能从较老的漫流沉积中精选出细粒沉积。 同构造不整合的特征
最近的研究强调了运动学和生长地层之间的一对一,继承性关系,这个关系运用了盐体动力或者Riba(1976)的运动序列。在超覆和退覆的连接处倾斜不整合(6-90度)是识别同构造不整合的普遍方法。然而,这样不整合的认识能够识别出岩层产状的微小变化。详细的地层学和沉积学观察提供了另一个识别微小同构造不整合变化的工具。
同构造不整合形成了和邻近活跃构造相关的角度不整合,但是构成了和构造合适的距离(图2B,6)。在砂岩生长地层序列的基线处识别出来6个这样的不整
合。为了便于进一步讨论,把不整合用Z标识出,从老到新依次标号(图4,5,6,11)。
最大的角度不整合发生在位置最低的不整合处,Z1和Z2。几个小型的同构造不整合聚集在生长地层的上部,Z3-Z6。我们选出传统型不整合作为主要的,容易识别的棱角状不整合。本文描述的传统型不整合和Riba在1976年描述的同构造不整合是一致的。
隐蔽型同构造不整合带有很少的明显的角度间断,不能广泛的被识别出。隐蔽型不整合是RIba称作渐进式不整合中发现的隐蔽地表,但是Riba没有做相关的描述。我们的观点是,那些渐进式的倾斜地层是有一系列小的,隐蔽型不整合组成的。
传统型同构造不整合:沉积积累高于抬升
描述:在生长地层存在两个传统型不整合,分别为Z1和Z2不整合(图11A,B)。Z1不整合是分布最广泛的,从构造区延伸3-5千米(图4A)。这个不整合是以近源的17度的角度不整合为标志的(图11A)。倾斜不整合随着构造距离的增加而减少(图2B)。距离为5千米的不整合和地层序列相一致。盖层的狭窄区域阻碍记录下从棱角状到整合的地表的运移。沿着Z1不整合的冲刷被跨层的燧石和石英胶结砾岩所填充(图11B右)。耐用的碎屑组成了80%的碎屑类型。局部地,大型(0.5-4米)松软沉积变形特点在不整合之上存在0-2米。
图11 A)具有明显的低角度(6-90°)Z1同构造不整合、剥蚀和碎屑型的聚集B)具有
显著的低角度不整合(2-5度)Z2同构造不整合以及填图表面的剥蚀 C)Z6同构造不整合(隐蔽型)表明隐蔽型倾斜不整合(2-5度),填图表面的剥蚀,颗粒大小和沉积相的强烈变化。D)Z3和Z4同构造不整合(隐蔽型)。两个面都有隐蔽型倾斜不整合(2-5度),局部切割的填图剥蚀,分选性良好的透镜,粗砾岩,大规模,(0.5-4米)松软沉积变形以及在不整合面
之上的砂岩泄水构造。
Z2不整合是以最大的26度角度不整合为特征的(图9C)。不整合发育于0.5千米的构造内,在这里变的一致或者不易识别(图9D)。和Z1不整合一样,地表倾斜不整合随着离构造距离的增加而减少。大型的松软沉积变形特点通常发生在2米的同构造不整合。17度的大的角度不整合分布在Z1和Z2不整合之间,Z2a不整合之间(图6)。这个地表是局部填图,并没有很好的暴露出,因此不能详细的进行讨论。
解释:最低的不整合标志着沉积作用中第一个主要的局部间断式由于Willowt Tank逆冲断层上盘的局部单斜或背斜的抬升造成的。Z1、Z2不整合大的倾斜不整合,大角度的切割以及延伸特点都表示了抬升速率超过沉积速率的时期。在构造发展的最初阶段,没有充分的卸压以产生大量的沉积。然而,甚至轻微的卸压作用都可以转移到横向上,生长构造附近的腹地来源的流体系统。
在传统型地表的几米范围内,大规模、松软沉积变形特点(0.5-4米)优先发生的部位是和抬升过程相关的。两种情况可以解释这个关系:(1)构造倾斜和沉积斜坡不稳定,(2)和地震有关的熔融作用。在第一种情况下,断层的活动有明显的垂向特征,增加了断层褶皱附近的卸载。随着褶皱的生长,沉积斜坡变陡,因此最终引起变陡和间断变形。Nigro和Renda(2004)表明褶皱翼部的倾斜增加了未石化沉积的松软沉积变形。在第二种情况下,地震使固结良好的基底之上的未固结的漫流沉积变的松散。
隐蔽型构造不整合:沉积积累与抬升近似相等
描述:不整合Z3、Z4、Z5和Z6有小角度的不一致(2-5度)。在整个分散区域被Riba定义为渐进式不整合。小型但是倾斜不连续构成了渐进式不整合以及上部压扁作用。隐蔽型地表的识别促进了沉积学标准和精细填图相和地表。
Z3、Z4、Z5不整合有2~4度的角度倾斜,在以漫流冲积扇沉积的岩相组合B中有所发展,比Z1、Z2、Z6的不整合延伸较小。局部的,不整合面已经卸压
到1米,但是这样的切割作用是不常见的。大规模(0.5-4米)的松散沉积变形和构造在几个不整合之上,直接在砂岩内发育。包括块状结构、根轨迹和氧化只发育在小型不连续表面的几米之上(图11A,B)。
Z6不整合是最年轻的,并且倾斜角度只有2度。有趣的是,这个表面标志着一个在沉积作用中主要的变化和颗粒大小从砂岩到富巨砾沉积物的突然增加(图11A,F,G)。在这些不整合之下的地层主要是漫流沉积,而该地层是在近源岩屑流冲积扇沉积之上的。尽管不整合面较陡,但是它总体上是较平或无侵蚀的(图11E)。
解释:在包含隐蔽不整合在内的地层间断中,倾角变化虽小但是不断累积,这表明这部分在沉积过程中是逐渐倾斜的。这是渐进式不整合的特征。不整合密集段的透镜体的分选较好的特性表示了发生在这些表层的更多的表面再造作用。
脆性Aztec砂岩碎屑在隐蔽型不整合密集段占优势,显示了暴露历经的时间少于传统型不整合,因为如果暴露的时间太长,这些组分将会被破坏。古土壤特征的发展通常需要一个最低的数万年,因此,我们解释,那些有许多或者古土壤层的地区作为增加保存时间的证据。除了在倾斜不连续的几米之上的区域内,其他地区古土壤很少见,它们通常是成片出现。在不整合表面增加的再沉积作用和局部切割,表示这些不整合面暴露时间大于其他的层内层面。
大规模的松软沉积变形和相对减薄,上覆岩层的大面积覆盖表明了上覆岩层负荷不足,下伏岩层变形。这样的松软沉积变形特点可以用地震、斜坡不稳定来解释。相反的,小规模的松软沉积变形特点很容易在快速的沉积剥蚀事件中发生。
我们用以下的特点来识别隐蔽型同构造不整合: (1) 沉积间断时地层的位置,或者朝上斜坡扇的位置;
(2) 在倾角发生变化的区域(主要是2-5度),存在倾角较小,但是可以测量的倾斜不整合;
(3) 局部切割的可用填图表示的剥蚀表面,侧向延伸性较好;
(4) 覆盖不整合表面和填充局部不整合表面波动起伏的分选性较好的透镜体,中砾到巨砾的砾岩;
(5) 不整合之上的砂岩地层中的大规模(0.5-4米)松软沉积变形和构造的存在;