紅層特點簡介

1、紅層特點簡介紅層概念紅層為紅色的陸相碎屑沉積物，形成于古盆地和湖泊環(huán)境，主要形成于相對炎熱、干燥的地質(zhì)時期。紅層巖石組成多為砂巖和礫巖，并夾粉砂巖、頁巖、泥巖、灰?guī)r、石膏及巖鹽等，紅層的沉積結構和構造具有一定的規(guī)律性。紅層是地殼演化到一定歷史階段的產(chǎn)物，它不只是中新生代的產(chǎn)物，在古生代也有紅層發(fā)育與分布。中國的紅層主要分布在西南、華南、華中及西北的廣大地區(qū)。由于各地區(qū)地層受巖性、構造運動、氣候條件和時間因素的不同，使的紅層上發(fā)育了多種地貌，如方山、丘陵、高原、丹霞地貌等。紅層地貌與丹霞地貌應嚴格區(qū)分開來。紅層地界定曾昭璇等（1980）認為“紅層是從中生代，特別是從侏羅紀到早第三紀的陸相紅色巖系

2、”，是丹霞地貌發(fā)育的物質(zhì)基礎。彭華（1994）對紅層提出了一個界定依據(jù)，（1）顏色是偏紅色調(diào)；（2）是陸相沉積環(huán)境，2000年提出放寬到局部的海陸過渡相；（3）是碎屑沉積。因此認為，紅層是一種紅色的陸相碎屑巖系。關于它的沉積時代，沒有必要在定義中加以限制，因為在中生代以前和晚第三紀也有紅層堆積；在上述三個依據(jù)中，操作上可以允許有一定的鑒別空間：由于沉積環(huán)境的差異和后期地質(zhì)作用的改造，紅層的顏色可能變化于棕黃、褐黃、紫紅、褐紅、灰紫等偏紅色調(diào)；紅層是一種巖性復雜的陸相沉積，這與相對均質(zhì)、致密的海相沉積有著很大的差別，但應該允許有過渡相和交互相夾層；說紅層是碎屑巖系主要用以區(qū)別陸相化學沉積和生物沉

3、積。紅層的特征2.1紅層的沉積環(huán)境紅層的巖性、結構、沉積相和古生物化石（包括植物孢粉）等各種地層研究成果顯示，紅層是一種典型的陸相沉積。紅層中所含的可溶性鹽較多，丹霞山、崀山砂巖樣中A12O3、CaO、Fe2O3、K2O、Na2O的含量均超過砂巖的克拉克值，（彭華，1992；吳起俊，1994；肖自心等，1998）；許多盆地相紅層中都夾有膏鹽層，粵北南雄群紅色泥巖、皖南休寧盆地紅層、川南、甘肅等地的紅層中都夾有多層的含石膏層（彭華，1992；黃可光，1998；羅成德，1998）。故而認為大部分紅層堆積在封閉的、相對干燥的內(nèi)流盆地環(huán)境中。而在盆地堆積的后期，隨著盆地抬升、湖水外瀉而淡化，紅層中沒有

4、鹽沉積，但仍處于相對封閉的內(nèi)陸環(huán)境，在淡化的盆地中沉積的紅層往往比鹽化的湖盆中沉積的紅層要堅硬一些。2.2紅層的物質(zhì)組成根據(jù)目前國內(nèi)學者的研究，紅層碎屑的顆粒組成差異很大，有洪積泥礫、短促河床礫石層、河床相沙礫、較長途搬運的具有沙波結構的河床砂、河流三角洲前緣相的砂質(zhì)層和以泥質(zhì)為主的湖盆相粉砂質(zhì)或淤泥質(zhì)沉積等。四川盆地西北部的古山前拗陷中的紅層巨礫可達數(shù)十厘米（羅成德，1996）24，而許多紅層盆地中部多由泥質(zhì)巖構成。碎屑的礫石組成一般與其外圍山地的物源一致，巖屑、礫屑是其外圍物源地巖石碎屑的混合。其砂質(zhì)主要是石英，含部分長石；膠結物以泥、砂為主，化學膠結物主要為硅質(zhì)、鈣質(zhì)和鐵質(zhì)。湖南崀山的碳

5、酸鈣含量隨外圍接觸地層的不同而有很大差別，在接觸碳酸巖源地的地方，碳酸鈣含量可達25%以上（肖自心等，1998）。2.3紅層顏色前已述及，紅層是一種偏紅色的陸相碎屑堆積，這是之所以稱為紅層的主要標志。但是，在一套紅色巖系中，不論是垂直方向還是水平方向，都不可能保持沉積環(huán)境在時間和空間上的完全一致。加上在成巖過程中的物理化學變化和隆起后各種環(huán)境因素等后期影響，其顏色也可能再發(fā)生一些變化。因此，各地紅層的顏色在色度和純度上有較大的差別；同一套紅色巖系中上下的顏色也可能存在較大的差別，有時可能含有多層的非紅色夾層。只要在一個沉積單元的一套碎屑巖系的總體色調(diào)呈現(xiàn)偏紅色，我們則沒有必要因為其含有一些非紅

6、色夾層而把它排斥在紅層之外。2.4紅層的巖性、巖層結構和構造紅層基本上由陸相碎屑組成，包括角礫巖、礫巖、砂礫巖、砂巖和細粒碎屑巖（含粉砂巖）。此外，時有更細顆粒的泥質(zhì)巖、化學成因（如泥灰?guī)r、白云巖、石膏等）和生物成因（如泥炭或生物碎屑等）的巖層夾雜其中。如甘肅的臨夏組（N21）綜合剖面中，磚紅色粉砂巖、粘土巖互層，夾石膏及薄層灰?guī)r。有時，紅層中還夾有火山巖，如甘肅夏河縣紅色碎屑巖中夾有暗灰綠色玄武安山巖、暗紫紅色厚層塊狀安山玄武巖等（黃可光1998）。廣東三水盆地始新統(tǒng)紅層華涌組西樵山段剖面中，就夾有灰綠色凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、粗面巖、玄武巖、凝灰質(zhì)砂礫巖、流紋斑巖、雜色泥巖夾薄層灰?guī)r與泥灰?guī)r等

7、（張顯球，1993）。此外，紅層還可能包含風成沉積，如四川盆地南部白堊紀處于內(nèi)陸極其干燥的熱帶氣候條件下，沉積了下白堊統(tǒng)窩頭山組（Klw）與打兒凼組（Kid）風成紅色砂巖相夾間歇河流紅色砂、礫、泥巖相的巨厚地層。砂質(zhì)成熟度較高，多石英顆粒，雜質(zhì)較少，磨園度中等|,不等粒結構，偶含風棱石，具有風成沉積的突出特征。晚白堊世，四川盆地南部氣候仍持續(xù)干旱，沉積相為河湖相的紅色砂、泥巖。其薄至厚層、塊狀砂巖與泥巖常為互層。窩頭山組上覆的三合組（K2s）的泥巖干裂極發(fā)育（羅成德，1998）。紅層一般發(fā)育在內(nèi)陸盆地和湖泊環(huán)境，所以其沉積特征在粒度上呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，紅層盆地邊緣往往堆積巨厚的洪積相混雜泥礫，

8、往中心漸變?yōu)楹椤_積礫巖、砂礫巖、砂巖與河、湖積細砂、粉沙巖或泥質(zhì)巖。但在垂直剖面上，盆地外圍的洪積扇前緣粗碎屑堆積區(qū)，巖石粒級的變化很大，常常表現(xiàn)為互層狀。即礫巖、砂礫巖交互成層，夾砂巖；或砂礫巖、砂巖為主夾礫巖或夾薄層粉砂巖、泥質(zhì)巖。而接近湖盆中心的細碎屑堆積區(qū)，巖性的垂直變化一般較小。相對說來，河流淡水沉積、泥砂膠結或硅質(zhì)、鐵質(zhì)膠結的礫巖和砂礫巖比較堅硬；而盆地中心沉積的粉砂巖、泥質(zhì)巖所含的可溶性物質(zhì)較多，透水性較差、含水較多因而比較軟弱。例如，丹霞山砂巖、礫巖在水飽和時的抗壓強度為441-546kg/cm2,而泥質(zhì)砂巖僅為300kg/cm2（黃進，1993）。根據(jù)目前的研究，大部分丹霞

9、地貌發(fā)育在相對堅硬的礫巖、砂礫巖、砂巖的地層組合上，而相對軟弱的粉砂質(zhì)和泥質(zhì)巖多發(fā)育紅層丘陵，只有在河流凹岸或質(zhì)地稍堅硬時才形成尺度不大的紅色陡崖坡。大部分的粗碎屑紅層以厚層或巨厚層甚至塊狀構造為主；接近盆地中心的湖積相或河漫灘相細碎屑紅層一般以薄層構造為主；而介于兩者之間的河床相和三角洲相堆積則較為復雜，比較穩(wěn)定的較大河流在河床側(cè)向擺動過程中，可能會形成厚層或巨厚層砂質(zhì)堆積，同時在邊灘發(fā)育或河底沙波移動過程中，在沉積層內(nèi)的細層或紋層形成斜層理；另一種情況可能是在入湖三角洲推進過程中，在同一砂巖層內(nèi)，發(fā)育斜層理或交錯層理。丹霞山錦石巖段和白寨頂段有8-20m巨厚層不等粒石英砂巖和長石石英砂巖，

10、均具有大型板狀交錯層理。其中錦石巖段厚層砂巖的交錯層產(chǎn)狀如表表丹霞山組錦石巖段砂巖若干交錯層理產(chǎn)狀地點傾向傾角錦石巖NE15-3130-31錦江石牛戲水石壁SW19440-55海螺墩西側(cè)江邊NE28-3025-31細美寨北陡崖SE13527獅子巖SE135；NE25-4028；25-32據(jù)吳起俊資料編制，1994據(jù)羅成德研究，四川盆地南部白堊統(tǒng)窩頭山組(K1w)與打兒凼組(K1d)的巨型斜層理十分發(fā)育。層系厚35m,有時可達數(shù)十米。細層層理傾角一般大于30,個別40以上，呈多向傾斜。除了盆地中心常年積水的湖盆外，沉積表面常常會受到各種外部因素干擾，特別是暫時性流水的沖刷與堆積的差異，造成了下一次沉積