哈尔滨居仁砂砾石剖面沉积特征及其环境意义

前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层(居仁剖面)视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,对其沉积学、矿物学和元素地球化学特征进行研究。结果表明,居仁剖面砾石风化程度较低、分选差、磨圆较好、无定向性,砾石成分以陆源碎屑岩(43%)、花岗岩(28%)和石英质(26%)为主,凝灰岩和流纹岩少量出现。重矿物组成以绿帘石(42%)和锐钛矿(9.9%)占绝对优势,其次为白钛石(8.7%),重晶石(15.2%)、黄铁矿(14.5%)和萤石(11.3%)在个别样品中大量出现,其他重矿物含量较少。元素地球化学揭示了居仁剖面沉积物弱—中等的化学风化程度,大部分沉积物经历了首次循环以及其长英质的母岩属性。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比,沉积物的颜色、固结程度、沉积物结构、地层结构、沉积物成因类型以及地貌特征等都存在显著差异。因此,居仁剖面不是罗家窝棚组,成因类型为湖滨或河流入湖三角洲沉积。上述研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世区域环境的重建有重要意义。

哈尔滨地区罗家窝棚组地层的沉积学、矿物学及地球化学特征:对沉积环境的指示

罗家窝棚组是哈尔滨地区的第四纪下限地层,其岩性是紫红色砂砾石,被认为是冰碛物堆积。早期的区测资料对其进行了岩性描述,对于其它地层属性,特别是地球化学属性的认识尚未涉及。为此,本文选择黑龙江五常拉林镇罗家窝棚村层型剖面作为研究对象,首次对其沉积学、矿物学、元素地球化学展开综合研究,以揭示其沉积过程和沉积环境。结果表明,这套砾石分选和磨圆较差,风化程度很高,无定向性排列,砾石成分以陆源碎屑岩(砂岩和粉砂岩,44.2%)和花岗岩(37.4%)为主,其次为凝灰岩(11.2%),石英质、闪长岩、流纹岩和玄武岩等少量出现。重矿物组成以赤/褐铁矿占绝对优势(87.5%),其次是白钛石(5.0%),其它重矿物含量较少。元素地球化学揭示,罗家窝棚组中的细颗粒碎屑以及泥质基质经历了很强的化学风化过程,是初次循环的结果。砾石岩性和地球化学组成共同揭示了这些碎屑主要来源于长英质母岩,但中性和铁镁质母岩也有少量贡献。综合沉积学、矿物学和地球化学地层属性,本文认为罗家窝棚组地层是在炎热气候条件下的洪积物堆积,而非寒冷气候条件下的冰碛物。这项研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世构造—地貌—气候—水系演化等地质事件的重建具有重要意义。