同一块灰岩,有人叫它礁相,有人叫它台地相,争的不是岩石,是环境。岩相与沉积相这两个词常被当成同义词换着用,一落到图上就出错:岩相图能直接从手标本画出来,沉积相图必须先把环境推出来。
岩相只说岩石长什么样,沉积相要连环境一起说
岩相是描述,沉积相是解释。岩相是颜色、成分、结构、构造这些可测特征的总和;沉积相是沉积环境加上该环境中形成的一套岩石特征。前者回答是什么,后者回答在哪里、怎么来的,两层意思不能合并。
所以同一岩相可以对应几种沉积相。灰岩在礁相、台地相、斜坡相、盆地相里都能出现,碳酸钙含量都在 50% 以上,单看岩性分不开。要分开得看伴生生物碎屑与接触关系,礁相单层厚 10–50 米,台地相灰岩累计厚可达 100–300 米。
命名分三级,相、亚相、微相不能跳着叫
沉积相命名有层级:相、亚相、微相。河流相是一级,边滩亚相是二级,某一期侧积体是三级。把微相当成相,等于把一条街说成一个省。层级不清,古地理图就拼不起来。
层级对应尺度。1:200 万 的图能画出相带,画不出微相;1:5 万 的图才谈得上亚相。图的比例尺与命名层级必须匹配,否则图上会出现一格套一格的混乱,读图的人无从下手。
相律把横向与垂向连起来,这是重建的支点
瓦尔特相律讲一件事:沉积连续、没有间断时,横向相邻的相在垂向上也相邻。今天海岸看到的砂、泥、灰岩三条带,抬升后打一口 3000 米 的井,自上而下读到的次序应大致相同。这是重建的支点。
支点有前提。地层必须连续,中间不能有长期暴露或剥蚀。一旦出现冲刷面、古土壤、喀斯特面,垂向序列就断了,横向相带不能直接往垂向搬。读剖面先找这些界面,再决定用不用相律。
岩相图能直接画,沉积相图只能靠推断
编图流程不同。岩相图按实测岩性点连线圈定,砂、泥、灰岩各成一区,谁都能复核。沉积相图要在点与点之间补上环境解释,同一批点能画出两套相带,差别在解释者,不在数据本身。
因此看沉积相图先看控制点数量。100 千米 见方的区域只有三个露头,相带边界基本是推测。线条画得再平滑,也改变不了控制点稀疏这件事,这是读图时最容易被忽略的一层。
关键数据
下列数值用于区分岩相描述与沉积相解释的边界,比较前先统一粒度与碳酸盐含量的测定方法。
- 砂岩粒径 0.06–2 毫米
- 泥岩粒径小于 0.004 毫米
- 灰岩碳酸钙含量一般大于 50%
- 礁相灰岩形成于 0–50 米 水深
- 台地相灰岩横向可延展 100 千米
- 区域相带图常用比例尺 1:200 万
- 相、亚相、微相为三级命名单位
岩相相同不等于环境相同,成岩改造会把证据抹掉
同岩异境是最常见的失效。两套中粒砂岩,粒度与圆度接近,一套是河流边滩,一套是滨岸沙坝,只看岩相分不开。此时要靠原生构造与化石补位,岩相退为辅助证据。
成岩作用会继续改写岩石。白云岩化替换原始结构,重结晶抹去生物碎屑边界,硅化与压实改掉孔隙。岩石记录的是改造后的结果,不是沉积时的样子,此为本文判断。变质岩区基本退出这套方法。
参考文献
- 赵澄林, 朱筱敏 主编.《沉积岩石学》(第三版). 石油工业出版社, 2001.
- 姜在兴 主编.《沉积学》(第二版). 石油工业出版社, 2010.
- 里丁 H.G. 主编,周明鉴 等译.《沉积环境与相》. 科学出版社, 1985.