在鄂尔多斯盆地南缘延长组地面露头或钻井剖面可见到一些呈“脉状”产出的砂岩,部分“砂岩脉”分布于油页岩中,而且与油页岩接触处可见与岩层大致平行的“擦痕”。有些“砂岩脉”规模较大,厚近1m,与油页岩呈斜交状产出;而有些“砂岩脉”的规模则很小,由厚仅数厘米的薄板状至逐渐尖灭。
据王正瑛、张锦泉等老师主编的《沉积岩结构构造图册》书中介绍,像火山岩脉一样,碎屑岩呈脉状切穿沉积岩层面称碎屑岩脉,如与沉积岩层面一致的,则称碎屑岩盘。通常由砂岩、粉砂岩构成,也可由砾岩构成。脉的大小、位置、形态变化大,多数情况岩脉壁明显称垂直的板状体。脉厚度小者仅2-3cm,大着可达11m,在水平方向上,一般是短距离,但最大延伸可达十几千米,切穿几个时代的岩层。如美国加利福尼亚穿过白垩纪页岩中大的砂岩脉延伸达14.5千米,碎屑岩脉一般在具滑塌构造的砂岩、页岩地带较为发育。与地震的震动、含有饱和水的砂或粉砂液化形成的流沙层,在上覆层压力的驱动力作用注入到附近的沉积岩层的裂缝中形成。碎屑物质可以自下而上灌入,也可以自上而下充填在裂隙中。
起初我以为延长组的“砂岩脉”可能都是因古地震活动造成的液化砂岩脉,后来通过与几位古地震活动研究方面的专家共同参加野外考察之后才知,有些并不是真正的砂岩脉,而是油页岩中的砂岩夹层受构造活动发生变形造成的,真正的液化砂岩脉中是不会出现层理构造的。
我们曾对盆地南缘野外发现的部分“砂岩脉”进行了采样分析,发现大部分“砂岩脉”中铸模孔发育,被溶的碎屑多为碳酸盐岩屑及长石碎屑。此外,部分砂岩脉中碎屑云母呈杂乱分布,的确很像是曾发生过液化。延长组的这些“砂岩脉”产状和形态多样,成因可能也并不完全一样,对其成因和地质意义的探讨应该也是很重要的。

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发育在长7油页岩中的大型砂岩脉

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砂岩脉与油页岩接触部位发育近水平状“擦痕”,这种疑似“擦痕”可能是砂岩在未成岩前受围岩(油页岩)挤压留下的铸痕

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脉状砂岩在薄片下富含粘土杂基,碎屑大小混杂,分选差

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脉状砂岩中富含杂基,云母分布杂乱

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小型砂岩脉,脉宽仅1-2cm,与围岩呈斜交状,岩脉自下向上灌入至尖灭

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与这组小型砂岩脉相邻的泥岩及砂岩普遍发生强烈变形,以至于对它的成因难以判断,若为岩脉,则为向下注入的岩脉,岩性为粉砂岩

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取自照片6中小型砂岩脉的薄片,镜下显示碎屑及云母横七竖八、分布杂乱,不显粒序,似乎在成岩前曾发生液化

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同照片7,碎屑分布杂乱,云母片呈直立状,碳酸盐岩屑含量较高,并未见有明显的溶蚀现象

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这种砂岩脉很窄,但向上逐渐变细尖灭,延伸较远,周围地层产状正常

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照片9中砂岩脉的镜下特征,砂岩碎屑显定向分布,可能系碎屑沉积物液化流动所致

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砂岩脉内碎屑紧密接触,定向排列,云母蚀变膨胀变形普遍,微裂缝发育

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这种疑似砂岩脉与照片12类似,也属于构造变形所致(未采样)

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这是受构造活动变形的疑似“砂岩脉”(小羊背后)

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这个与围岩呈斜交状的小型砂岩脉不知是否与构造活动有关?

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产状复杂的多条岩脉交织在一起,有构造活动造成的变形砂岩层,可能也有液化砂岩脉

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这种砂岩脉与油页岩相伴生,与油页岩接触处可见油页岩的拖拽变形,据李海滨老师分析可能系油页岩中的砂岩夹层因构造活动引起的变形

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采自照片16“砂岩脉”岩样的薄片照片,砂岩磨圆、分选均较差

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这是油页岩中的砂岩夹层,受后期构造活动而发生变形,砂岩及油页岩的原始产状遭到强烈破坏,现在看到的疑似页岩层面应该是劈理面(据李海兵老师现场指导)

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采自照片18变形砂岩层砂岩的薄片照片,砂岩分选差,具少量粒间孔

19 采自照片18变形砂岩层砂岩的薄片照片,自生高岭石及其他粘土矿物充填孔隙并交代碎屑

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看上去很像是与地层斜交的砂岩脉,据李海滨老师推测可能是油页岩中的砂岩经构造活动之后的变形现象,但由于时间关系,李老师无法亲自前往剖面观察,因此,该“砂岩脉”的成因尚不清楚

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为采自照片20中变形成因的疑似“砂岩脉”岩样的薄片照片,该砂岩分选及磨圆度相对较好


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这个规模较大的疑似“砂岩脉”据李海滨老师推测可能也是油页岩中的砂岩夹层,与油页岩的斜交是受构造活动导致的,砂岩与油页岩接触处也可见“擦痕”(见右侧照片)

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采自照片22“砂岩脉”的岩样,在薄片下分选磨圆均较差,碎屑的定向排列不知是沉积时形成的还是由于液化造成的?

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垂直地层灌入的砂岩脉

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变形的砂岩层内常可保存层理构造,而液化砂岩脉中则不可能发育层理
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