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宜昌砾石层(指宜昌地区一系列剖面出露的砾石层)主要分布于长江宜昌-枝城段两岸丘陵区,零星或断续出露于长江谷坡及丘陵顶部的不同海拔高度上。受出露条件的限制,前人的研究大都集中于独立的露头剖面上,对砾石层的全貌尚缺少系统认识。
本文通过对宜昌砾石层的展布形态、沉积特征、形成时代、粒度特征、砾石特征并结合前人的重矿物特征和磁学特征等多方面进行详细讨论,分析各种特征间的联系,进而讨论宜昌砾石层的沉积环境和地貌意义,初步取得以下结论:
1.通过野外考察和室内资料分析,划定了在宜昌地区广泛分布的巨厚砾石层的大致分布范围,将其定名为宜昌砾石层,并根据其地表分布形态,初步确认宜昌砾石层为长江在该地区形成的冲积扇。
2.根据研究区各剖面的沉积特征,划分了沉积相。并根据善溪窑剖面、云池剖面、李家院剖面的沉积特征,建立宜昌砾石层的基本剖面。通过对其沉积相进行具体分析,将宜昌砾石层划分为两套叠置冲积扇,李家院剖面代表早期冲积扇,善溪窑-云池剖面代表后期冲积扇。
3.对两套冲积扇进行层序和旋回划分,认为李家院剖面代表的早期冲积扇的旋回都向上变细,含有多个洪泛沉积形成的向上变细的旋回,与上部扇体间由沉积间断,说明其代表的早期冲积扇退积或停滞;善溪窑-云池剖面代表的后期冲积扇除含有多个洪泛沉积形成的向上变细的旋回外,自下而上还显示了一个水动力条件逐渐变强的沉积环境,流态从牵引流到重力流的进积过程。
4.通过地层对比,发现善溪窑剖面出露砾石层为前人研究的中更新统善溪窑组;云池剖面出露砾石层为前人研究的中更新统善溪窑组下段;李家院剖面出露砾石层为前人研究的下更新统云池组。并结合前人的研究资料,得出李家院剖面砾石层的顶部年龄应在1.1MaB.P.~1.20 Ma B.P.,善溪窑-云池剖面砾石层底部的年龄应在1.0~1.1 Ma B.P.,顶部为0.47 MaB.P.。宜昌砾石层主要为善溪窑.云池剖面代表的后期冲积扇组成,形成时代在0.47 MaB.P.~1.1 Ma B.P.之间。
5.研究区各剖面砾石层砂体的粒度分析表明,宜昌砾石层具有冲积扇的粒度特征;粒度参数散布图也验证了宜昌砾石层为河流成因的冲积扇堆积。
6.宜昌砾石层的部分砾石统计分析表明:宜昌砾石层的砾石以近源物质为主,其倾向和磨圆具有典型的河流冲积特征;善溪窑-云池剖面出露的砾石层为后期冲积扇的连续堆积。
7.根据前人对宜昌砾石层的重矿物和磁学特征的研究,得出善溪窑-云池剖面代表的后期冲积扇的物源有两个,粗粒部分以来自三峡出口处的黄陵背斜及其北部的神农架地区的近源物质为主,细粒部分有来自于长江三峡以西的金沙江及川江流域的物质。
8.李家院剖面代表的早期冲积扇为鄂西山地近源河流沉积;善溪窑-云池剖面代表的后期扇体除具有三峡以西物质组成特征外,还具有强大的水动力条件,可能为贯通三峡的长江在研究区沉积。根据宜昌砾石层善溪窑-云池剖面代表的后期冲积扇底部的年龄推断,长江贯通三峡的时间大约为1.0 Ma B.P.~1.1 Ma B.P.。