构造角砾岩类和构造砾岩类

构造角砾岩和构造砾岩（tectonic breccia and tectonic conglomerate）也称断层角砾岩和断层砾岩（fault breccia and fault conglomerate）。是上述断层角砾（或砾石）经固结而形成的岩石，其中角砾（或砾石）在岩石中含量＞30%。在断层形成过程中，由于压碎、碾磨而形成的细小破碎的基质填充在角砾之间，经硅质、粘土质、钙质和铁质等物质的胶结作用，固结而形成构造角砾岩。这类构造角砾岩主要是由张应力作用下形成的（照片6-49，50，51）。

由压应力或扭应力作用形成的构造砾岩中，砾石的形状大多呈次棱角状、次圆状，也有呈浑圆状，与构造角砾岩相比除了其砾石的形状有圆化以外，还有弱定向构造，可以从砾石的长轴定向分布和基质具有片理化的特征中显示。另外，构造砾岩中基质的数量也会相应多一些。

构造角砾岩和构造砾岩大多形成于地壳较浅的部位，是野外识别断层的主要标志之一。角砾和砾石的成分主要是由断层通过的两侧岩石组成。当断层通过由单一岩石组成的地质体（如巨大的花岗岩体）时，其砾石的成分较单一；但大多数断层是穿切由不同岩性组成的地质体，且沿着断层面滑移一定的距离，这类构造角砾岩（砾岩）的角砾成分较复杂，一般是由两种以上的岩石角砾（砾石）组成。此外，由不同岩石组成的角砾也反映了角砾之间及角砾与其原岩之间都发生了明显的位置移动，有的角砾位移的距离较大。

1、沙砾：指沙子和碎石的混合物。比岩石颗粒要小，比粉砂粗糙。粉粒的直径介于006和20毫米之间，是岩石经风化、剥蚀而形成，主要成分为二氧化硅。

2、砾石是指平均粒径大于2毫米小于64毫米，经水流冲击磨去棱角的石块。

地层中常见的砾岩有两种。 位于某个地层组合底部的侵蚀面上，代表长期沉积间断以后，一个新的沉积时期开始的产物，故在不整合面或假整合面上时有所见。

在野外如何识别底砾岩？可以根据以下的特点予以判断：①位于侵蚀面上，其砾石成分具有其下伏各岩层所成的砾石。②砾石的成分比较简单，常见的以石英质的砾石最多。③砾石的磨圆度良好，分选也好。④分布的范围不大，但分布的层位相当稳定。⑤同一底砾岩层中的砾石及砂粒，自下而上变细，磨圆度变好。

确定底砾岩存在与否的意义十分重要，因为它既是划分地层（系、统、组）界线的标志，又是阐明地壳运动的标志，是恢复古地理面貌、讨论区域地质发展阶段性等问题的重要资料。某些矿产的赋存，诸如金、铀、铜、金刚石、钼等也往往与底砾岩在一起。 它的产生大多数是由于沉积过程中局部的环境发生变化，比如水流的冲刷、波浪的冲击、暂时的干涸、岸坡的滑动、地壳的微弱升降等均可导致层间砾岩的形成。

在野外，如何认识层间砾岩呢？主要有以下几项标志：①相夹在普通的岩层之间，与侵蚀面、不整合面、假整合面无关。②其砾石的成分与其下最接近的地层岩性相关。③有时层间砾岩层之下有冲刷面。④砾石的磨圆度较差，而且含有石灰岩、粘土岩类等容易溶解或易破碎的岩石所形成的砾石。⑤胶结物、充填物比较复杂。作为最典型的层间砾岩，就是同生砾岩，例如华北地区寒武纪地层中极为常见的竹叶状灰岩。

在观察砾岩的岩石性质时，还可以根据砾石的外形和排列情况判断其形成时的环境。例如在河流中形成的砾石的外形对称性较差，其长轴方向与水流的流向垂直，倾斜方向与水流流向相反，倾角较大，可达15°～30°。形成于海滨的砾石，排列的倾斜方向对着海洋，倾角较小，7 °～8 °，长轴方向与海岸平行。还有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有：直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到005毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。

（一）冲积扇相

冲积扇是由山前带或陡崖朝着邻近的低地延伸的扇形沉积体。它常常是由携带大量沉积物的河流从狭窄的山谷流出并注入到宽阔的山前冲积平原上形成的。冲积扇是断陷盆地和前陆盆地边缘的主要沉积环境，其发育受盆缘断裂的活动，源区岩性及气候等因素的影响。

图5-1　合肥盆地冲积扇相垂向层序图

左—上侏罗统凤凰台组；右—下白垩系统黑石渡组

1泥石流沉积

泥石流沉积物以砾岩为主（图5-1），砾岩成分为各种类型的变质岩、脉石英等。砾石多呈浑圆状，砾径大小不一，多在01m左右，部分可达05m，个别可达l m左右。分选性一般，略具走向，扁平面大致平行于层面，呈颗粒支撑，铁、硅质胶结。有时夹长03～25m、厚01～02m的砂岩透镜体，向上逐渐增多。

2辫状河沉积

岩石类型以砾岩、砂砾岩、含砾砂岩为主，砾石成分为变质岩、脉石英等。砾石呈叠瓦状，大小不等，一般为001～005m。磨圆度差，呈次棱角状。有时夹砂岩，单个砂体多呈透镜状，具交错层理。

冲积扇在合肥盆地南缘最为发育，如晚侏罗世凤凰台组、早白垩世黑石渡组、上白垩统响导铺组和张桥组冲积扇，其中以凤凰台组为代表。

凤凰台组沿大别山前缘呈EW向带状分布，绵延近200km，它由一系列大小不等的冲积扇相互衔接，沿盆地边缘呈裙带状覆盖于三尖铺组之上。由岩屑砾岩、砂砾岩、含砾砂岩夹砂岩透镜体构成，厚度约1700m。

（二）扇三角洲相

扇三角洲最早由霍尔姆斯（Holmes A,1965）提出，1988年Nemec和Steel对扇三角洲含义提出的新解释，即“扇三角洲是由冲积扇（包括旱地扇和湿地扇）提供的物源，在活动的扇体和稳定的水体交界地带沉积的沿岸沉积体系。”这个沉积体系可以部分或全部沉没于水下，它们代表有大量沉积载荷的冲积扇与海或湖泊相互作用的产物，由一系列相互交接和垂直堆叠的扇三角洲构成的扇三角洲复合体。

由于早白垩世郯庐断裂带左行走滑平移作用，合肥盆地东缘出现了张八岭隆起，造成明显的地形高差，从而构成东部张八岭与盆缘陡岸扇三角洲发育的地质背景。扇三角洲发育在晚白垩世郯庐断裂带沿线的定远—界牌—肥东一带，发育一系列NNE向展布的扇三角洲裙。

响导铺组沉积期的扇三角洲相是在早白垩世朱巷期扇三角洲的基础上发展起来的，其位置与朱巷期大致相同，即位于盆地东缘的郯庐断裂下降盘，部分在陆上，部分掩于水下。本次研究发现的几个扇体均属水下部分，水上部分相当于冲积扇，可能因盆地后期反转抬升而被剥蚀。

1前扇三角洲亚相

岩性为紫红色薄层粉砂质泥岩和泥质粉砂岩与灰紫红色细砾岩、砾质岩屑粗砂岩不等厚互层。砾石成分主要为安山质火山岩，约占90%，其余为石英、硅质岩和花岗岩等。砾径较小，90%以上为1cm左右，少数砾径大于2cm，个别可达10cm。砂砾岩一般厚30～50cm，泥质岩厚约200cm。砂砾岩粒序层理清晰，呈现自下而上由粗砂岩至细砾岩的明显的反粒序律，单层厚度3～5m。砂砾岩对底部泥质岩冲刷普遍，所以纵向上呈正韵律序列，即砂砾岩—泥质岩（图5-2）。泥质岩中发育大量虫迹构造，圆形虫迹直径8～20cm，垂直和斜交层理分布。表现为前扇三角洲及重力流沉积。以定远县雨林集（S311省道719～721km）剖面为代表。

图5-2　前扇三角洲及重力流沉积垂向层序

定远县雨林集响导铺组（K2x）；定远县安子集响导铺组（K2x）

2扇三角洲前缘亚相

岩性为暗紫色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩与砂质砾岩、砾岩不等厚互层。砾岩对泥质岩普遍存在冲刷现象，呈突变关系。砾岩层一般厚约10～30cm，泥质粉砂岩和粉砂质泥岩厚20～200cm不等（图5-2）。砾石成分以安山质凝灰岩（占63%）、二长斑岩（占30%）为主，其次为脉石英、石灰岩、花岗岩及变火山岩，砾径一般2～5cm（占90%），少数10cm左右，最大者18cm，棱角状、次圆状，杂基支撑，代表了扇三角洲前缘水下河道及水道间沉积环境，以定远地区安子集北山坡为代表。

3扇三角洲平原亚相

岩性主要为紫色块状砾岩、砂砾岩与粗粒岩屑杂砂岩不等厚互层（图5-3）。砾石成分主要为变火山岩（占42%），硅质岩（占32%）和花岗岩（占23%），还有少量的脉石英和石灰岩。砾石呈棱角-次棱角状，排列基本无序，大小1～10cm为主，少数可达20cm。

图5-3　扇三角洲平原辫状河道亚相沉积垂向层序及冲积扇砂岩粒度概率曲线图

其粒度概率曲线呈无明显粗细截点的上凸弧型（图5-3），反映粒度分布范围较宽，分异差或无分异现象，悬浮组分高的特点。

粗粒岩屑杂砂岩中扁平状、片状或矩形片岩砾石呈明显的定向排列，显示前积层理，与砾石扁平面指示的古水流方向均为由东向西，推测为扇三角洲平原辫状河道亚相，以滁州市章广黑狼庙剖面为代表。

（三）河流相

1河床滞留沉积亚相

河床滞留沉积位于河床冲刷面之上（图5-4）。由砾岩、砂砾岩及含砾粗砂岩组成，砾石呈椭圆状、次圆状，大小不一，最大可达03cm左右，一般为002～01cm。分选性差。砾石含量占60%～70%。成分主要由脉石英、伟晶花岗岩、片麻岩、片岩、大理岩、泥质岩等。

图5-4　安参1井下白垩统河流相垂向层序图

2砂坝沉积亚相

一般由灰黄、土黄、紫红色中粗粒长石砂岩、石英长石砂岩组成。其碎届多呈棱角状、次棱角状，大小为01～2mm不等。填隙物由杂基和淀积粘土组成。底部常具明显的冲刷面，并有砾石分布。

3洪泛平原亚相

洪泛沉积主要为灰白、土**泥质粉砂岩夹少量炭质页岩组成。砂岩具砂纹层理及波状层理，粉砂质泥岩中含钙质结核，具揉皱现象。上述岩类分属堤岸沉积和洪泛平原沉积。有时出现河泛湖泊，以泥质页岩、炭质页岩、泥质粉砂岩为主，局部可出现薄煤层，如防虎山地区防虎山组的薄煤层。三尖铺组及朱巷组洪泛平原沉积、堤岸沉积较发育（图5-5），粉砂质泥岩和粉砂岩中含遗迹化石。

图5-5　朱巷组洪泛平原沉积垂向层序

值得提及的是，在干旱的气候条件下，冲积平原上可出现风成地质作用，形成风成沉积。合肥盆地侏罗纪中晚期及白垩纪沉积物中发现了风成沉积。如三尖铺组上部、黑石渡组及张桥组等发育有砂丘沉积。其岩石类垂以细粒长石砂岩为主。砂岩碎屑成分为石英、长石，其次为粘土类矿物，可见黑云母、磷灰石、绿泥石等。粒度中值在015～03mm之间，少数达4mm。磨圆度差，大部分石英呈次棱角状。具大垂风成交错层理（图5-6），交错层的斜长40m，细层厚度1～3mm，砂丘单元之间呈明显风蚀界面。从累计曲线图上反映出颗粒以跳跃为主（图5-6）。经扫描电镜对三尖铺组砂岩石英颗粒表面特征的观察，所谓风成砂石英表面毛玻璃现象并不明显，但磨圆度较好，也有次棱角—棱角状，石英表面的V形坑明显，蝶形坑不明显。因此，不同于沙漠相沉积。

图5-6　合肥盆地南部红砂塘子地区黑石渡组风成砂丘实测剖面及沉积累计曲线图（据钟建华，2001）

河流相是合肥盆地中—新生界的主要沉积类垂。垂向上具有明显的向上变细的沉积层序，开始以河道滞留沉积为主，向上则为砂坝和洪泛平原沉积。以防虎山组、三尖铺组上部、圆筒山组下段为代表。在河流相中，河流成因的砂砾被风改造成风成沉积，以细粒长石砂岩构成的风成砂丘为主，主要发现于三尖铺组上部和上白垩统张桥组。

（四）湖泊相

湖泊是陆地上封闭的大型水体，依据湖水的盐度，湖泊可以划分为淡水湖、半咸水湖、咸水湖、盐湖等类垂。合肥盆地中生代主要发育淡水湖，而新生代则局部发育有盐湖沉积。由于受气候、物源及湖泊深浅等因素的控制，可划分出滨湖、浅湖及深湖等不同亚相。

1滨湖亚相

该亚相见于黑石渡组下部和朱巷组上部。岩石类垂主要有细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩（图5-7）。细砂岩一般成分较简单，主要为石英，含少量长石，胶结物以硬石膏为主，少量钙质、铁质，还有少许粘土杂基。砂岩横向上不稳定，变化大，常为粉砂岩替代。细砂岩、粉砂岩具波状层理、砂纹层理、小型交错层理。岩石内常见虫迹以及植物碎片。

图5-7　滨湖亚相垂向层序图

（合深6井下白垩统朱巷组上部）

2浅湖亚相

该亚相发育于上侏罗统和下白垩统。岩石类型为棕色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，夹少量粉砂岩（图5-7）。砂岩不稳定，在横向上常被粉砂岩代替。发育水平层理、波状层理，层面具泥裂、波痕。生物遗迹化石丰富，具生物扰动构造，含碳化植物碎片。

3深湖亚相

岩石类型以灰、灰黑色泥岩、泥质灰岩及灰岩为主，见薄层石膏及黄铁矿结核，间夹多层浊积成因的粉细砂岩。该亚相目前仅见于大桥断坳东部合浅8井、合浅9井下白垩统朱巷组中（图5-8）；另外在安参1井下侏罗统和合深3井中侏罗统见有泥灰岩，推测应为深湖亚相沉积。

图5-8　深湖亚相垂向层序图

（合浅8井下白垩统朱巷组）

（五）盐湖相

盐湖是指水体中所含溶质大于5000mg/L的湖泊，多形成于干旱气候条件下。盐湖的沉积发展过程可分碳酸盐沉积、硫酸盐沉积和氯化物沉积等三个阶段。合肥盆地新生代盐湖沉积主要发育于下第三系定远组地层中，根据岩石和盐类矿物组合，可分为硫酸盐期盐湖亚相和氯化物期盐湖亚相。

1硫酸盐期盐湖亚相

岩石类型主要为钙芒硝岩、泥质钙芒硝岩、钙芒硝泥岩、泥质硬石膏岩、含硬石膏泥岩等，以含钙芒硝、硬石膏为特征（图5-9）。硬石膏成星散豆粒状、花瓣状、团块状或薄层状出现，层理不发育。在泥岩、含硬石膏泥岩中可见水平层理和波状层理。岩石的颜色大部分为灰色，并含粒状黄铁矿，表明为低能缺氧的盐湖环境。在砂质泥岩中见少量碳化植物碎片。该亚相在定远凹陷内较发育，见于定远组二段内。

图5-9　盐湖相垂向层序图（合深4井下第三系定远组）

2氯化物期盐湖亚相

主要由石盐岩构成，此外还包括钙芒硝石盐岩、含硬石膏泥岩、泥岩等，具水平层理。由于卤水的不断浓缩，进入氯化物期时，石盐开始了大量沉积，古盐盆范围已大大缩小。盐层中淡化层频繁出现。本区该亚相仅发育于定远组第四段。

（六）三角洲相

合肥盆地湖泊三角洲沉积目前仅见于下白垩统朱巷组和下第三系定远组第五段。下面以合浅5井朱巷组为例（图5-10）作一介绍。

图5-10　湖泊三角洲相垂向层序图（合浅5井下白垩统朱巷组）

据合浅5井资料，下部（79593～94407m井段）岩性以暗色、暗褐色粉砂质泥岩为主，其次为泥质粉砂岩夹浅灰色细—粉砂岩，钙质胶结。局部发育波状纹层、斜交层理。在816m处暗灰色泥岩中含有化石。推测该段可能相当于半深湖前三角洲相沉积。中部（5438～79593m井段）以棕褐色、浅棕褐色泥质粉砂岩、粉砂岩为主，夹棕紫、棕灰色中—细粒砂岩、中—粗粒砂岩及砂砾岩，视厚度达252m。其中粉砂岩、泥质粉砂岩主要为钙质胶结，条带状构造，波状层理、交错层理发育，有时含炭质碎屑，常含小砾石。砾石成分主要为石英，砾径为1～2mm，较大者5mm，最大可达20mm，砾石除石英岩外还有花岗片麻岩等成分，磨圆度差，为次棱角状-半圆状。砂岩成分以石英、长石为主。厚度大。上述特征代表三角洲前缘水下分流河道沉积。砂砾岩成分成熟度和结构成熟度均较高。根据花岗片麻岩砾石推断其物源可能来自盆地西北角。上部（47219～54378m井段）资料残缺。