第10章 混杂堆积的基本特征与研究简史(6)

山地系列对于盆地分析的作用有直接和间接之分。直接的正如从前述实例中已经认识到的：“在某些环境中，把正常（有序）沉积物与突变（无序）沉积物区分开来是合理的”（Nichols，2009），如深海大陆边坡，悬浮堆积细粒突然被灾变密度流打断。短暂的，灾变性的事件能够使岩石现象与它们所持续的时间完全不成比例。堆积很快而又有很长时间以间断，这是一种矛盾。故在似连续的沉积层序中识别显著的时间间断是很重要的。有人说“98%的地质时间应落在层面间断上”。辽宁阜新煤矿中的泥石流堆积体的出现在煤田发育的断陷盆地中也同样重要。少量砾石个体在冰海和冰湖沉积中的冰筏沉积以及美国加州死谷中湖相层上出现的漂砾“幽灵”（照片136）。弗吉尼亚侏罗系煤田中的大石块（邓巴，1974）和现代麦肯胥河口处大量的漂木及三角洲中的砾石……它们的意义不在数量和规模而是在沉积环境的指标意义上。说明发生在山地系列的即使个别砾石也可以直接参与盆地沉积系列之中。

间接的是已被各种外动力“磨细”的颗粒。它们被水和风有序地带入盆地。虽然肉眼已不可辨，但在显微镜下（包括电显微镜下和探针等）仍可找出与物源区的具体关系，但这已不仅属混杂堆积研究范畴了。

总之，正如马文璞所说（本书第十章），混杂堆积体在区域构造分析中有很大意义，它们反映了特定的古地理环境—盆地边缘，层序上位于一套地层的底部，标志着某种新阶段的开始，并有助于恢复当时物源区的位置和搬运方向……凡此种种都是混杂堆积物对地壳变形的响应。故从地球动力角度可以认为混杂堆积（综合）体都可以参与板块消减带（大陆碰撞带）或断裂变形带，甚至大陆缝合带中的强烈褶曲剪切和变质作用过程（参阅图1012，图1017）。

四、扇形地——混杂堆积成因之争最集中的地带

无论从理论或从实践上看，扇形地所处的位置确实是混杂堆积成因争议最集中的地段。以中国为例，混杂堆积物是在冰川成因或是泥石流成因的争议，绝大多数都集中在山前扇形地段内。如庐山（李四光，1947；黄培华，1963鼬，1982；谢又予等，1981；姚檀栋等，1982），黄山（李四光，1936；Barbour，1934；谢又予等，1985），太白山（齐矗华，1985；田泽生，1981），太行山（李四光，1922；王乃睴，1964；周慕林等，1977），北京南口山前（王乃睴等，1956），山东泰山、崂山山麓（李乃胜等，2003），大兴安岭（严钦尚，1952；杨怀仁，1955；谢又予，1984）……就是因为这一地段集中了以泥石流为代表的混杂堆积出现了成因判别上的争议。在此以前研究水平不高的年代，有这些争议完全可以理解，但以现代地貌学和沉积与环境学的研究水平衡量就显得科学水平不高了。这都是对混杂堆积特征认识不足引起的，也就是对判别成因的“证据”认识不足引起的。所有的争论都是基于对“证据”的认识，而“证据”都是地质学、地貌学研究的“出发点”、“基点”。没有对地质证据的正确认识，地质学、地貌学也不会发展到今天的水平。然而若对混杂堆积成因证据的判识出了错，一切的结论皆会“失之千里”。

简单一句话，如果证据都拿不准，那法官将如何判决官司双方的对与错呢？对于判别混杂堆积成因的证据，堆积特征可以说是直接证据，需要通过沉积学研究解决——即本书想做的。而对于判别混杂堆积的冰川或泥石流之争，还可以利用“间接证据”，特别是冰川之有无是有很严格的环境条件所限制的。对极地和高纬地区而言，不太需要海拔高度的支撑，而对于地处中低纬度的中国，无论西部或东部，没有能达到雪线高度的山地，就不用妄议发生冰川的可能。冰川学研究最起码的要求是山地上部达到雪线，降雪可以常年不化，积雪成冰，否则便无从解释为什么日本的高山冬季积雪可以有20m厚。

中国长白山和台湾高山冬季积雪有5—6m厚，但夏季都化完了。据换算，这些山地所在位置雪线高度都在4000m以上，因为山地高度不够，没有高度超过雪线的山体。而第四纪晚更新世时（5万—1万aBP），上述山地均因降温而使山体上部达到了雪线以上的高度（2000—3500m以上），所以有冰川发育……因此，在中国东部中低山地区（包括前述山前地带）有否第四纪冰川发育——这儿山地高度和雪线是否存在，就是一个极为重要的间接证据。这就是“沉积环境”。直接证据和间接证据应是互补的、一致的，若两者不能相融，协调一致的沉积体系就不能成立，就应另觅出路，绝对不应也不能“死扛着”。否则就已经不是科学态度了。

（第四节）混杂堆积（symmicton·diamicton）

一词的由来与研究简史

一、混杂堆积名词的由来

回顾一下人们对此类堆积的命名和分类也是很有教益的。一百多年前，Blackwelder等（1907）就提出类冰碛岩（tlloid）一词，指成因有疑问的冰碛岩层，它也可能由冰川形成，也可能不是由冰川形成。后（1931）又提出混积岩（mictite或mixtite）一词，指由多种组分大致相等的砾石、砂、粉砂和黏土混合组成的碎屑堆积物或岩层。1957年E.J.Pettijohn则以类冰碛岩一词当做肯定的非冰川作用形成的含砾泥岩使用。也有人则提出假冰碛岩（pseudotillite）用以说明肯定的非冰川沉积的混杂岩（陆松年等，1983）。作为Flint的学生和同事，Washburn（1963）继Flint1960年命名diamictons之后，很快即又提出了一个关于diamictons的具体分类方法，以填补仅有命名之不足。因为此文奇短，作者把全文录于此，以飨读者（图138）。

“混杂堆积简便命名法”，原载于《沉积岩石学通报》1963年6月刊，作者：A.L.Washburn，J.E.Sanders，R.F.Flint。

《混杂堆积简便命名法》的注解（1）：

近期经验显示，当一个混杂堆积物中最丰富的几种成分所占百分比的差别小于5%时，更倾向于将这些成分组合成一个复合名词；例如，习惯写作黏质粉砂，而不是黏碎质的粉砂。

采自格陵兰北部MestersVig地区的混杂堆积粒径统计柱状图和累积曲线，左侧为柱状图（下部）的线性标度；右侧是累积曲线（上部）的概率标度；顶部为斐标度，底部为经修订的温氏分级表。砂及更粗颗粒粒径由筛选法测定；粉砂和黏土的粒径由比重计法测得。

混杂堆积物包含各种不同的颗粒大小，对于这些颗粒，并没有一种简单的分类方法适用。一般来说，沉积物的命名是依据有三角图解（triangulardia grams）或四面体（tetrahedrons）发展而来的分类格架（pigeonholes）。这些方法在实际应用中牵涉到不同的分类边界和多种难度级别。Niggli提出了另一种依据，第一和第三个四分位的分类法，但是这种方法没有细化各种成分颗粒粒径的相对比例，并且在某种情况下可能导致沉积物的主体命名是依据在沉积物中少于25%的成分而确定的，尤其是对于混杂堆积物来说。

超过1/4样品（28.6%）的粒径超出图中所示粒径范围；20.1%粗于8mm，8.5%细于0.001mm。

在格陵兰东北部，冰川作用和块体坡积产生了大范围的混杂堆积，联系到某位资深作者在这一地区所做的工作，就非常需要一种能够区分不同类型混杂堆积物的简化分类和命名方法。此处采用的分类策略在关于碎石、砂、粉砂和黏土颗粒粒径范围的划分方面遵从温氏分级表，命名时使用堆积物中主要成分作为主体名，将次要成分按照重要程度排列，作为定语置于主体名前，该方法类似于火成岩岩石学中常使用矿物成分命名法。因此当混杂堆积物这个不够明确的名称不足以满足手头工作需要时，一份包含30%碎石、20%砂、40%粉砂和10%黏土的沉积物即可被命名为黏土—砂—碎石—粉砂。当需要更加精确的描述时，可将某种成分实际的百分比以下标形式列出，如：黏土10—砂20—碎石30—粉砂40，当某种成分所占比例低于5%时，可将其在命名中省略。图138展示了该命名法的一例应用。尽管此种策略依据温氏分级表，并涉及分类格架，但下标的引入体现了Rodgers所建议的连续变量类型分类法的核心要素。

由于其简便性和精确性，该方法或可对混杂堆积研究人员有所助益，它也适用于混杂堆积以外的碎屑沉积物，并且依据不同粒径所占百分比报告的分析也鼓励这种应用。

作者在此向提供了有益讨论的地质系同仁们致谢！（全文完）读过此短文，作者体会到在Flint1960年命名“混杂堆积”一词后，他们十分认真地对待这一新生事物，可以说是紧张地进行了一系列命名和更正的工作。如：1960年4月，Flint等曾提出symmictite一词用以表述混杂沉积岩，指具有宽粒度范围的无分选陆源沉积岩。但很快在同年12月，同一群工作者又提出以diamictite一词代替symmictite。

前者Flint，Sanders，Rodgers（1960），因为他们的文章发表后才发现已有人用此名词命名一种均质喷发砾岩（homogenigederuptivebreccia），同时，也已有人使用“symmictstructure”一词，故为避免引起混乱，最终采用diamictite一词，沿用至今已50余年。

当时他们已是著名的第四纪地质学家和沉积学家，如此认真地对待混杂沉积和混杂沉积岩这一新生儿的诞生，他们在文章最后还特别感谢C.B.Welks，C.M.Gibert，F.J.PettiJoho和F.B.VanBowton等提出的建议和评论。这都是无论当时或后来的著名沉积学家，我们回顾这段历史深为感动并起敬。至1971年Flint已公布了6种混杂堆积及其成因判别的表格（表111），其主旨就是对多种混杂堆积物进行成因判别。

这可以说是混杂堆积研究的基础和主旨之一，因为没有正确的成因判别，就谈不上有任何正确的古地理的重建。

二、混杂沉积研究简史及其岩石学分类

“相”（facies）、“沉积相”（sedimentaryfacies）或“岩相”（litho facies）的概念是AGsessly于1838年建立的。当时，他用这个词主要是指地层学意义上的岩石特征，同时也强调了沉积环境。之后，有的学者仅仅强调地层学、沉积岩石学的意义（Moore，1948）；有的学者则完全强调沉积环境意义；前苏联沉积学家鲁欣（1956）则把“相”

理解为“沉积物（岩）的特征及生成环境的总和”。自20世纪50年代以后，随着沉积岩石学和现代沉积环境研究的进展，人们越来越注意探讨沉积岩的成因和沉积环境，Dunbar等（1957）也曾认为“讨论岩石成因之前须先描述岩石类型”，表述了和Mid dleton（1978）同样的思路。可以说，沉积相特别是古代沉积相（岩相）随着研究的深入，“相”最终反映了人们对沉积成因和环境的认识。

回顾此前相关“混杂沉积”的研究情况可知，实际上在Flint和Dunbar两人之前，沉积学家们就一直很注意此类混杂沉积的研究。像Blackwelder（1907，1931），Petti john（1975），Chumakov（1981）等，都提出了此类岩石的种种命名方案。1950年以后，Keunen和Miglioini，Bouma，Walker（1992）等建立的浊积理论，以及Middleton和Hamton（1976）建立的沉积物流理论，也促进了混杂沉积岩的成因研究；加之近年来国内外对现代混杂堆积过程、混杂堆积物的感性、理性认识，使混杂沉积相研究进入到成因判别和环境解释阶段。

混杂沉积岩的成因研究在前第四纪地层中也一直是个引人注意的课题。Donbar（1957；邓巴等，1974）就列举了多种混杂岩，如山麓角砾岩（bajadabreccia），扇积砾岩（fanglomerate），残留角砾岩或塌陷角砾岩（karstbreccia），以及海底断层倒石堆角砾岩等，也指出它们同样存在成因争论，似乎表现出了他对此类混杂堆积相研究的很大兴趣。又如对我国震旦纪混杂岩和湘黔川鄂交界处早震旦世早期的一套混杂岩，有人认为是冰碛冰水沉积，而洪庆玉（1984，1985），湖南地矿局405队和劳可通等，则认为既非冰碛冰水沉积，也非洋盆浊流沉积，而是陆源碎屑重力流沉积。曾被认为是冰碛岩的晚元古代青白口杂砾岩层（图431），其特征是几乎纯为燧石角砾，成分单调，主要系来自下伏地层中的燧石，保存原始的角砾状和薄层条状带，未经搬运。这实际上就是Donbar（1957）所提到的未经搬运的风化残留角砾岩，而与冰川等成因无关。