东天山南北早二叠世沉积演化的差异性与对比研究

【作者】 杜冬霞； 刘燕学； 柳永清； 旷红伟； 彭楠； 许欢； 陈军； 董超； 徐加林； 薛沛霖； 刘海； 王宝红； 蒋珊；

【机构】 长江大学； 中国地质科学院地质研究所；

【摘要】 准噶尔盆地东南缘下二叠统主要分布在渭户沟-三工河-乌鲁木齐-锅底坑一带,由西往东分布范围逐渐减小,由下芨芨槽子群石人子沟组(P1s)和塔什库拉组(P1t)组成。石人子沟组主要发育一套巨厚的灰色、灰黑色砂岩夹灰色厚层砾岩、砂砾岩、灰岩,下部火山岩主要由枕状玄武岩及流纹岩等双峰式火山岩组成,灰岩中含珊瑚、腕足及海百合等化石,上部主要为灰黑色薄层粉砂岩与灰黑色砂质泥岩的韵律互层,夹暗灰色细砂岩、碎屑灰岩、钙质砂岩,含有植物化石。塔什库拉组主要由灰色薄层粉砂岩与细砂岩互层夹砂质灰岩组成,为典型的海相复理石建造。在柴窝铺地区白杨沟剖面中早二叠世地层主要为海相碎屑岩夹玄武岩、灰岩透镜体,灰岩透镜体中可见腕足、海百合、珊瑚等海相生物,玄武岩同样多见枕状构造,其上为一套钙质沉积的复理石建造,反映为大陆斜坡沉积环境。石人子沟地区,石人子沟组灰岩中也含有含放射状的单体珊瑚、腕足和百合茎等化石,塔什库拉组也主要由海相复理石沉积建造组成。因此,早二叠世时期,准噶尔盆地的东南地区为一套海相沉积建造。而在吐哈盆地北缘(艾维尔沟、桃树园、柯柯亚、照壁山、七角井、车鼓泉、二道沟和哈密北缘的天山乡等地区)下二叠统依尔稀土组(P1y)广泛分布。早期以熔结凝灰岩、凝灰岩以及凝灰质砂岩、粉砂岩等陆相酸性火山碎屑岩为主,中期以安山岩、流纹岩等中酸性中基性火山岩为主,晚期则主要演变为河湖相碎屑岩夹中基性火山岩沉积为主。地球化学数据显示,七角井、天山乡地区火山岩具有明显的双峰式特征,且由西向东(桃树园-照壁山-天山乡),火山岩厚度逐渐增大,表明东部火山活动较西部强烈。从早二叠早期-早二叠晚期,火山岩厚度也明显减薄,表面火山活动在早二叠初期已经接近晚期活动。依尔稀土组在桃树园为典型冲积扇相,在照壁山则为滨浅湖-河流滨浅湖沉积,七角井厚层砾岩与砂泥岩混杂为典型冲积扇(泥石流)沉积,天山乡依尔稀土组下部为河流沉积,上部演变为滨浅湖沉积。因此,通过对东天山南北两侧(准噶尔东南缘和吐哈北缘)早二叠世沉积序列、岩相组合、古流向及物源发育特征的研究认为早二叠世东天山南北两侧经历了不同的沉积环境和演化过程。东天山北侧灰岩中含有的各种海相化石、枕状玄武岩以及深水复理石建造表明在早二叠世时期为一海相裂谷环境,而在东天山南侧的的双峰式火山岩建造及河湖陆相碎屑岩沉积表明此时期为陆相裂谷盆地环境。东天山南北两侧古流向及物源分析显示,在东天山北侧,早二叠世古水流指向东南方向,在其南侧,古水流指向北部凹陷区。整体上,古水流呈现向裂谷汇聚的双向流特征。砾石成分主要以主要以安山岩和灰岩为主,夹有石英岩、凝灰岩、钙质粉砂岩、钙质泥岩,主要来自下覆前二叠纪岩石建造。所以,研究区早二叠世时期处于一种伸展构造背景下,南高北低,南部主要为海相裂谷盆地,而北为陆相裂谷盆地。更多还原