上周日(12月9日)接院科研生产管理科通知,让我们周一与Timothy A.Cross 教授一起去看铜川延长组剖面。在听Timothy A.Cross
教授讲课期间就得知院里要安排他去看剖面,没想到我也能有机会参加这次野外学习,真是感到非常荣幸。
此次野外剖面观察的第一个点是位于金锁关附近的延长组长9和长8露头。铜川剖面是鄂尔多斯盆地南缘延长组典型剖面之一,据以往掌握的资料,该剖面长8至长10砂岩的碎屑组分与盆地东北方向物源控制区的典型露头剖面延河剖面非常相似,轻矿物组合具长石含量偏、高级变质岩岩屑含量略高、火成岩屑的含量不高、不含碳酸盐岩屑的特征,长8和长10砂岩的填隙物中常见自生浊沸石胶结物,该剖面长10砂岩又被人称为“佛像砂岩”,原因是在唐代时曾有人在该段长10砂岩上凿刻了一组佛像,后来在修高速公路的时候将这组摩崖石刻佛像整体移至不远处的玉华宫保存起来。而该地区长7砂岩的特征却与延河剖面不同,长7下部砂岩中含有来自盆地西部的特征性岩屑——白云岩屑,至长7中部至长2砂岩中则含有大量可能来自盆地南部泥盆系或石炭系生物碎屑灰岩的岩屑。

1 铜川玉华宫景色
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玉华宫内关于“佛像砂岩”中摩崖石刻历史的简介
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由铜川剖面长10佛像砂岩段搬来的摩崖石刻
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因延长组砂岩比较疏松,佛像局部已被风化剥蚀
以前在观看长9露头时,只是强调其岩性偏细,泥质含量偏高;观看长8砂岩的时候,只是强调砂体发育。我是今年4月份第一次看铜川金锁关的长9露头的,当时曾看到泥岩中有直立的新芦木的化石。而Timothy
A.Cross
教授此次观看长9和长8露头时,先是站在剖面的远处仔细观看,看的差不多的时候,他便开始谈他对这套沉积的认识,随后便走进剖面仔细查看砂岩的沉积构造。他的解释是:这套延长组长9沉积物沉积时的水深大约不足10米,他风趣的形容:“若要进入这个湖盆,可能需要划一条小船才行吧。”他认为长9沉积时期水体比较浅,湖浪的作用可能比较大,砂岩中应该能见到一些大型的槽状交错层理,但可能由于露头被灰尘所笼罩的缘故吧,仅能见到一些平行层理,未见河道砂体出现,应该为三角洲前缘相沉积。看来,他是先看剖面的沉积旋回以及结构特征,并寻找一些能反映沉积环境的证据,之后他才到近处仔细观看,寻找更多能证明沉积环境的证据。他的这种野外观察方法,让我们这些看似常跑野外的人感到非常新奇。
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这是今年4月所拍铜川延长组长9和长8露头照片

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今年四月间我们在铜川剖面长9泥岩层中见到的新芦木化石,现在已经看不到了
7 和Cross
教授一起观看铜川延长组长9剖面
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Cross 教授在仔细寻找沉积构造
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只可惜剖面表面覆盖着一层厚厚的灰尘,很难看清是否有槽状交错层理
对于铜川剖面延长组长8下部砂体,Cross
教授认为是典型的三角洲平原相沉积,在剖面上见到了水道沉积,他还给大家演示当时河流中水体的大致流动方向。他认为铜川地区延长组长9至长8为一套进积式沉积,砂体向上明显发育,厚度增大。随后我们又看了铜川剖面延长组长8上部砂体的露头特征,这里的长8上部是以三角洲前缘相沉积为主的,我们还看到了发育于河口坝砂体中典型的泄水构造,Cross
教授讲,在河口坝由于砂体饱含水,泄水构造较为常见,而在河道砂体中则很难见到泄水构造。
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Cross 教授在给大家介绍长8上部砂体中泄水构造的成因
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长8上部河口坝砂体中的泄水构造
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在长8砂岩中看到三角洲平原相的标志性沉积——河道砂体(剖面右侧)
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教授在给大家用手势比划河口坝砂体的形成过程
随后我们在淌泥河看了长7的油页岩露头。我特意让他看了这里的砂岩墙,他认为可能是浊积的。
午饭我们是在金锁关吃的,主食是金锁关一带特有的发面软饼,炒菜比我们平时自己跑野外好不知多少倍,可能将店老板能做的大菜全上齐了。吃饭期间,Cross
教授的随行翻译给我们介绍说Cross 教授非常喜欢吃中国菜,而且对中国菜很有研究,也很喜欢喝中国的白酒。
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这是我们在金锁关吃饭的小饭店
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桌上摆放着的是金锁关一带特有的发面软饼
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这是其中最好的一道菜——大盘鸡,
但和Cross
教授在中国菜谱上看到的正宗大盘鸡似乎差了很多
饭后我们来到耀县瑶曲镇和Cross 教授一起再次观看长6底部典型的块砂岩露头。我很想知道Cross
教授如何解释这套长6块状砂体的成因。和之前的习惯一样,他还是先要站在剖面远处观看一阵子,然后向我们讲他的初步认识,随后才到剖面上进一步观看。为了让他对这套长6沉积有更全面的掌握,我将我们几次看到的剖面细节一一介绍给他和随行的其他人员。Cross
教授在看过剖面宏观旋回之后讲到,这是一套退积式沉积,剖面的砂体厚度向上明显减薄,泥岩夹层向上逐渐增多,之山顶处出现横向延伸很好的泥岩层,应该是湖泛面的位置。

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耀县瑶曲长6露头,剖面上部箭头所指处为洪泛面的位置
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Cross 教授在观看长6浊积砂岩底面的大型槽模
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长6浊积砂岩底面的大型槽模
20 Cross
教授在笔记本上给大家解释这类槽模的形成过程

21 Cross
教授在给大家现场讲解
22 Cross
教授在画槽模形成过程的素描图
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瑶曲长6浊积砂岩底面发育大量形态各异的负载构造
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对这类沉积构造教授的认识和吕洪波老师一样,可能受到一定的挤压力的影响
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这类沉积构造可能受到两组不同方向应力的影响

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看到块状砂岩地面尚未脱落的油页岩之后,Cross
教授也说这套砂岩沉积时的水还是挺深的
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从坍塌下来块砂岩底部可以看出其直接覆于长6油页岩之上
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听Cross 教授讲完之后大家纷纷过来仔细观看这块砂岩

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教授回到车上在给担任此次翻译的地大博士总结今天延长组剖面的特征
回到车上,教授总结了当天看到的延长组剖面认为,这条剖面非常典型,长9是位于水下的三角洲前缘相沉积体系,长8为三角洲平原相沉积体系,由长9到长8水体变浅,是一个进积序列;至长7水体突然变深,而瑶曲地区看到的长6下部是一套典型的退积式浊流沉积,表明该地区长6沉积期早期,湖盆的水体曾又一度逐渐变深。
这几天先是听Cross
教授讲层序地层研究方面的新进展,他从最基本的沉积原理讲起,给大家介绍不同类型流体的性质以及搬运机制,介绍了河流相、湖泊相、海相以及河控三角洲相沉积的基本特征及识别方法,讲层序地层学的工作原理及方法,使我这样很少接触层序地层学和对沉积相一知半解的人感到收获颇丰,对一些以往一直感到很困惑的问题似乎明白了很多。回到办公室后,想着是否可以用Cross
教授介绍的研究方法,对延长组部分小层划分有疑问的井进行重新分析呢?此外,回想起那天在车上听Cross
教授讲到由长8至长7盆地的水体有一个突然变深的过程,但却忘记问他引起这种沉积环境突变的原因是什么,是印支期秦岭抬升活动引起的吗?
有一点使我有些意外,Cross
教授与乔秀夫研究员不同,他似乎对古地震活动不十分熟悉,他将那些在乔老师眼里因古地震活动形成的典型的软沉积物变形构造都笼统解释为是浊流沉积所引起的。在讲课期间我曾将铜川地区看到的发育于长7油页岩中的大型砂岩墙的照片拿给他看,问他其成因如何?他看后感到非常疑惑,最终也无法解释其成因。看来有些疑问还得找乔老师来进一步帮我们解答啊。

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宜君马泉延长组长7油页岩中的大型砂岩脉

31 马泉剖面大型脉状砂岩井下特征
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霸王庄剖面延长组大型砂岩墙,砂岩呈块状,无内部结构
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在砂岩与油页岩接触部位可见与地层层面近平行的擦痕

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霸王庄巨型砂岩墙所采砂岩的镜下特征分选、磨圆差,杂基微孔含油
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霸王庄巨型砂岩墙所采砂岩均呈杂基支撑
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淌泥河长7油页岩中的砂岩岩脉
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淌泥河长7与油页岩呈斜交状的砂岩脉,Cross
教授看后认为是浊积砂体
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淌泥河砂岩脉砂岩的井下特征:富含杂基,分选磨圆均较差
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对这种我认为的液化砂岩脉,Cross 教授解释为是注入作用形成砂岩脉
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对这种砂在震积岩中被称为岩枕构造Cross
教授仍呈之为火焰状构造
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