張 曼 吳小斌 閆寶華 吳 松 孟慶泉 方小敏 宋春暉

(1.蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院 蘭州 730000;2.中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所 北京 100085

塔里木盆地西北緣烏恰地區(qū)晚白堊世-漸新世微相分析及沉積演化①

張 曼1吳小斌1閆寶華1吳 松1孟慶泉1方小敏2宋春暉1

(1.蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院 蘭州 730000;2.中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所 北京 100085

塔里木盆地西部是我國(guó)發(fā)育中新生代海相地層的少數(shù)地區(qū)之一。以沉積微相分析為手段,通過(guò)對(duì)塔里木盆地西北緣烏恰地區(qū)庫(kù)孜貢蘇剖面晚白堊世-古近紀(jì)巖性、生物組合、顆粒成分、基質(zhì)類(lèi)型及其沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征等仔細(xì)研究,重點(diǎn)針對(duì)碳酸鹽巖劃分出(含)骨屑隱晶灰?guī)r、隱晶灰?guī)r、微(隱)晶白云巖、鳥(niǎo)眼隱晶灰?guī)r、微晶鮞粒白云巖、生物碎屑灰?guī)r、微晶球粒白云巖、生物灰?guī)r、亮晶鮞粒灰?guī)r等9個(gè)巖相類(lèi)型。根據(jù)碳酸鹽巖微相類(lèi)型組合和剖面結(jié)構(gòu)沉積特征,劃分出潮上帶、潮間帶、潮下帶、臺(tái)地邊緣淺灘和生物礁5個(gè)沉積相,并恢復(fù)了該區(qū)晚白堊世-古近紀(jì)的沉積環(huán)境演化過(guò)程,為查清白堊紀(jì)-古近紀(jì)特提斯洋演化以及重建該地區(qū)古環(huán)境和油氣勘探研究提供重要的基礎(chǔ)材料。

塔里木盆地西北緣 晚白堊世-漸新世 碳酸鹽巖微相 沉積演化

0 引言

塔里木盆地是我國(guó)最大的中新生代沉積盆地,其中蘊(yùn)藏著豐富的石油天然氣資源,是我國(guó)陸上油氣勘探的重要地區(qū)之一。其西部地區(qū)是我國(guó)海相白堊系-古近系連續(xù)發(fā)育并出露良好的少數(shù)地區(qū),從全球古海洋學(xué)角度看它是受特提斯洋演化的控制。前人對(duì)其地層數(shù)十年的潛心研究,取得了白堊紀(jì)-新近紀(jì)地層劃分以及古生物研究方面的重要進(jìn)展,并獲得關(guān)于新特提斯洋在塔里木盆地宏觀演化的認(rèn)識(shí)[1-3]。鑒于該區(qū)缺乏系統(tǒng)、仔細(xì)的沉積相(微相)分析工作,本文在前人研究基礎(chǔ)上,選擇塔里木盆地西北緣烏恰庫(kù)孜貢蘇典型剖面(圖1),重點(diǎn)通過(guò)對(duì)其碳酸鹽巖微相系統(tǒng)研究(通過(guò)野外沉積特征研究以及室內(nèi)近200塊巖石標(biāo)本和53件代表性巖石顯微薄片的系統(tǒng)鑒定),結(jié)合501件樣品的有機(jī)碳、碳酸鈣等分析(在蘭州大學(xué)西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成測(cè)試),恢復(fù)烏恰地區(qū)晚白堊世至古近紀(jì)沉積演化過(guò)程,這不僅能豐富和完善我國(guó)新特提斯洋研究?jī)?nèi)容、為查清新特提斯洋重大地質(zhì)事件和演化提供基礎(chǔ)依據(jù),而且對(duì)恢復(fù)和重建該地區(qū)白堊紀(jì)-古近紀(jì)古沉積環(huán)境以及油氣勘探都具十分重要的意義。

圖1 研究剖面位置Fig.1 Location of the study area

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于塔里木盆地西北部天山和西昆侖山匯聚處的喀什凹陷,東接麥蓋提斜坡,西與阿萊盆地相鄰,北為南天山,南抵帕米爾高原東北側(cè)的西昆侖山和喀喇昆侖山。該區(qū)主要出露侏羅紀(jì)至第四紀(jì)地層,并沿昆侖山前緣和天山前緣呈條帶狀展布,在天山前緣由北向南從老到新依次出露,而昆侖山前緣則與之相反。其中晚白堊世-古近紀(jì)海相地層發(fā)育完整,海相化石較為豐富,巖石類(lèi)型多樣。

圖2 新疆塔里木盆地西緣烏恰縣庫(kù)孜貢蘇剖面1.基巖;2.礫巖;3.砂巖;4.泥巖;5.灰?guī)r;6.生物灰?guī)r;7.膏泥鹽;8.斷層;9.石炭系;10.侏羅系;11.下白堊系;12.上白堊統(tǒng)庫(kù)克拜組;13.烏依塔克組;14.依格孜牙組;15.古新統(tǒng)吐依洛克組;16.阿爾塔什組;17.齊姆根組;18.蓋克塔格組;19.始新統(tǒng)卡拉塔爾組;20.烏依塔克組;21.巴什布拉克組;22.第四系Fig.2 The Kuzigongsu cross section in the northwestern Tarim Basin

2 研究剖面地層特征

關(guān)于塔里木盆地西部白堊紀(jì)至古近紀(jì)地層劃分,目前廣泛接受郝詒純等研究結(jié)果(表1)[4]。本文選取塔里木盆地西北緣烏恰庫(kù)孜貢蘇典型剖面(南天山前緣、烏恰縣北東約8 km沿庫(kù)孜貢蘇河分布)(圖1,2),該剖面白堊系和古近系出露完整,根據(jù)地層接觸關(guān)系、巖性和生物等特征,其地層由下而上如下:

克孜勒蘇群(K1):與下伏侏羅系呈不整合接觸,進(jìn)一步劃分為上、下亞旋回。上亞旋回主要為紫紅、磚紅、灰-淺綠色含海綠石石英砂巖、巖屑石英砂巖、砂礫巖,底部為燧石石英礫巖。下亞旋回主要為紫紅礫巖與砂巖。根據(jù)郝詒純等在鄰區(qū)康蘇剖面下亞旋回上部以及上亞旋回中發(fā)現(xiàn)了大量海相遺跡化石,在鄰區(qū)巴什布拉克剖面的上亞旋回中發(fā)現(xiàn)有孔蟲(chóng)化石Saccammina globosa和Nodosaria sp。,確定克孜勒蘇群中上部年代屬早白堊世巴列姆-賽諾曼早期[5]。

庫(kù)克拜組(K2k):主要巖性為灰綠、灰黑色泥巖和頁(yè)巖夾灰黃-灰色灰?guī)r和生物灰?guī)r,底部棕褐、灰綠色泥質(zhì)砂巖夾磚紅色鈣質(zhì)砂巖,厚度為104 m。該組泥巖含有孔蟲(chóng)和介形蟲(chóng)類(lèi)化石,灰?guī)r中富含腹足類(lèi)、雙殼類(lèi)、有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、溝鞭藻、菊石、海膽化石,為一套正常海相沉積地層,與下伏地層克孜勒蘇群呈整合接觸。郝詒純等根據(jù)該組從下而上發(fā)現(xiàn)的Migros-Ammobaculites、Talimuella-Ammobaculites、Discorbis-Hedbergella有孔蟲(chóng)組合,確定該組年代屬晚白堊世早期(賽諾曼中晚-土侖期)[4]。

烏依塔克組(K2w):棕紅、雜色泥巖、粉砂巖夾砂巖、膏泥巖和泥灰?guī)r,厚度為202 m,與下伏庫(kù)克拜組整合接觸。該組含少量雙殼類(lèi)、介形蟲(chóng)和有孔蟲(chóng)化石,根據(jù)郭憲璞等[6]和郝詒純等[4]在鄰區(qū)阿克切依剖面同層從下而上發(fā)現(xiàn)Migros-Ammobaculites、Pararotalia-Nonionella、Cibicidina-Quinqueloculina和Quinqueloculina-Massilina四個(gè)有孔蟲(chóng)組合帶,結(jié)合Bythocypris luminosa、Cytherella comonchensis、Haplocytheridea punctyra、Cythereis praetexta、Brachycythere taylorensis、Pontocypris fragilis、P.obstiois等介形蟲(chóng)化石,確定該組年代屬晚白堊世中期。

依格孜牙組(K2y):灰紅、灰色塊狀藻灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r夾紅色泥質(zhì)砂巖、泥巖,含有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、藻類(lèi)和雙殼類(lèi)化石,厚度為16.3 m,與下伏烏依塔克組呈整合接觸。郭憲璞等[7]和郝詒純等[4]根據(jù)鄰區(qū)阿克切依剖面同層位有孔蟲(chóng)Bolivina屬以及雙殼類(lèi)固著蛤類(lèi) Biradioliters、Duramia、Sauwagensia等屬化石,確定該組年代屬晚白堊世末期。

吐依洛克組(E1t):上部為灰白色厚層石膏夾紅色膏泥巖,下部為棕紅色砂質(zhì)泥巖、膏泥巖夾一層灰綠色砂質(zhì)泥灰?guī)r,厚度為30.7 m,與下伏依格孜牙組呈整合接觸關(guān)系。根據(jù)該組下部夾的灰綠色砂質(zhì)泥灰?guī)r中產(chǎn)Cibicides-Cibicidoides有孔蟲(chóng)組合和介形蟲(chóng)化石,其年代屬古新世早期[4]。

表1 塔里木盆地西部地區(qū)白堊系-新近系劃分沿革表(據(jù)郝詒純,郭憲璞等,2001)Table1 A historical view of subdivision of Cretaceous-Neogene in the western Tarim Basin

阿爾塔什組(E1a):為一套巨厚白色隱晶質(zhì)石膏層夾十幾層薄層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r和膏泥巖,含少量有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、雙殼類(lèi)和腹足類(lèi)化石,厚度為265.5 m,與下伏吐依洛克組之間呈整合接觸。根據(jù)雙殼類(lèi)和介形蟲(chóng)以及上下地層關(guān)系,該組的年代屬古新世早-中期[4.8.9]。

齊姆根組(E1q):灰綠-灰黑色泥巖夾灰色生物灰?guī)r、介殼灰?guī)r,含豐富的雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)、海膽、有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)及鯊魚(yú)牙等海相化石,厚度為99.5 m,與下伏阿爾塔什組整合接觸。郝詒純等[4]根據(jù)該組自下而上發(fā)現(xiàn)的Spiroplectammina-Textularia、Laganammina-Haplophragmoides、Discorbis-Globigerina-Globorotalia、Nonionellina-Anomalina有孔蟲(chóng)組合,確定該組的年代屬古新世中晚期。

蓋吉塔格組(E1g):厚層棕紅色泥巖、膏泥巖層夾石膏層及少量薄層灰?guī)r,厚度為86 m,與下伏齊姆根組整合接觸。郝詒純等[10]在該組地層中發(fā)現(xiàn)了始新世有孔蟲(chóng),并根據(jù)巖性特征建立了這個(gè)新的巖石地層單位,確定該組的年代為始新世早期。

卡拉塔爾組(E2k):主要由黃灰色亮晶鮞?；?guī)r、灰色骨屑隱晶灰?guī)r、牡蠣灰?guī)r和生物灰?guī)r組成?；阅迪牉橹?還含腹足類(lèi)、有孔蟲(chóng)、多毛類(lèi)蟲(chóng)管等。厚度為21m。根據(jù)雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)和介形類(lèi)化石,該組與中亞地區(qū)阿萊盆地始新世中期地層大致相當(dāng),確定其時(shí)代為始新世中期[8]。

烏拉根組(E2w):主要由灰色、灰綠色泥巖、含骨屑巖屑石英細(xì)砂巖、泥灰?guī)r,生物灰?guī)r組成,富含雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)、海膽、介形類(lèi)、顆石藻類(lèi)、溝鞭藻類(lèi)等化石,厚度為47 m。根據(jù)有孔蟲(chóng)Nonion-Anomalinoides-Cibicides組合、腹足類(lèi)、雙殼類(lèi)等生物組合,確定該組的時(shí)代為始新世中晚期[8]。

巴什布拉克組(E2b):主要由棕紅、暗紫色泥巖和粉砂巖組成,底部夾石膏層和膏泥巖,頂部為厚層灰綠色牡蠣介殼層。含少量雙殼類(lèi)、介形類(lèi)、有孔蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)、腹足類(lèi)、顆石藻類(lèi)和溝鞭藻類(lèi)等化石。厚度為104 m。郝詒純[10]根據(jù)含有孔蟲(chóng),將該組定為漸新世。

巴什布拉克組之上地層屬烏恰群(包括克孜洛依組、安居安組和帕卡布拉克組),二者為整合接觸。烏恰群主要為泥巖、粉砂巖互層夾砂巖和泥灰?guī)r(未見(jiàn)海相碳酸鹽巖),含介形蟲(chóng)、輪藻、植物碎片以及少量有孔蟲(chóng)等化石,典型的海相化石消失[8,10],主要為陸相沉積產(chǎn)物。

3 碳酸鹽巖巖相分析

該區(qū)白堊系-古近系除下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群外,各組均有碳酸鹽巖地層的分布。以 Wilson[11]、Folk[12]碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)-成因分類(lèi)為基礎(chǔ),根據(jù)沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、生物組合、顆粒成分及基質(zhì)類(lèi)型等特征,將該區(qū)碳酸鹽巖劃分出9個(gè)巖相。

巖相1(含)骨屑隱晶灰?guī)r:主要分布于庫(kù)克拜組、齊姆根組和卡拉塔爾組。庫(kù)克拜組白云石化骨屑隱晶灰?guī)r主要由隱晶方解石和生物碎屑組成,其中生物碎屑以雙殼類(lèi)為主,次為龍介蟲(chóng)管和有孔蟲(chóng),隱晶方解石已被白云石化,微晶自形白云石常生長(zhǎng)入骨屑邊緣形成交代組構(gòu)(圖版Ⅰ-1),具潮下帶砂灘相沉積特征。齊姆根組含骨屑隱晶灰?guī)r主要由隱晶方解石組成,其中生物碎屑以有孔蟲(chóng)、龍介蟲(chóng)管為主,雙殼類(lèi)、棘皮類(lèi)、腕足類(lèi)次之,灰泥基質(zhì)中含少量石英、長(zhǎng)石粉砂,生物擾動(dòng)構(gòu)造明顯,并有輕微白云石化(圖版Ⅰ-2),這類(lèi)巖石多形成于潮下帶環(huán)境[9]。

巖相2隱晶灰?guī)r:主要分布于庫(kù)克拜組和蓋吉塔格組。庫(kù)克拜組隱晶灰?guī)r主要由隱晶方解石構(gòu)成(含量90%左右),含少量細(xì)脈狀藻絲、粉砂級(jí)陸源石英碎屑以及有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、龍介蟲(chóng)管等生物碎片,偶見(jiàn)生物擾動(dòng)和潛穴構(gòu)造。此巖類(lèi)主要形成于潮間帶低能條件的泥坪環(huán)境(圖版Ⅰ-3);蓋吉塔格組隱晶灰?guī)r主要由陸源粉砂和微晶方解石組成,其中陸源粉砂碎屑成分主要為長(zhǎng)石和石英,含量20%～30%。無(wú)生物碎屑,發(fā)育水平層理。此巖類(lèi)主要形成于能量中等的潮上-潮間帶。

巖相3微(隱)晶白云巖:主要分布于庫(kù)克拜組和阿爾塔什組。庫(kù)克拜組含粉砂微晶白云巖主要由微晶白云石組成,含少量生物細(xì)粒屑、陸源砂和石膏。阿爾塔什組隱晶白云巖含分散的有孔蟲(chóng)以及球粒狀、細(xì)脈狀的藻團(tuán)塊,石膏脈及石膏溶孔穿插其間,疑似縫合線構(gòu)造(圖版Ⅰ-4)。這類(lèi)巖石為潮上帶沉積產(chǎn)物[9]。

巖相4鳥(niǎo)眼隱晶灰?guī)r:主要分布于依格孜牙組。巖石呈灰-灰紅色,主要礦物為隱晶方解石,含大量褐紅色藻絲和團(tuán)、10%左右的石英等碎屑以及少量團(tuán)粒,巖石內(nèi)分布著大小不等的鳥(niǎo)眼孔(圖版Ⅰ-5),并有干縮縫伴生以及石膏被溶解殘留“針孔狀溶孔”。屬潮間-潮上環(huán)境形成的產(chǎn)物[9]。

巖相5微(隱)晶鮞粒白云巖:主要分布于阿爾塔什組。鮞粒多為橢球形,少數(shù)為長(zhǎng)條形,微晶白云石膠結(jié),部分鮞粒周?chē)咝●R牙狀白云石膠結(jié)環(huán)邊,含少量石膏團(tuán)塊,但大多已成溶孔(圖版Ⅰ-6)。這種類(lèi)型的碳酸鹽巖常形成于暴露大氣條件下的強(qiáng)蒸發(fā)的高鹽度環(huán)境中[8]。

微相6生物碎屑灰?guī)r:主要分布于齊姆根組?；?guī)r由多門(mén)類(lèi)的砂級(jí)生物碎屑及粉屑-隱晶為主的隱晶方解石組成,生物碎屑總含量高達(dá)60%以上,其中有孔蟲(chóng)蟲(chóng)室大都為黃鐵礦或海綠石充填(圖版Ⅰ-7)。這種類(lèi)型的碳酸鹽巖多形成于開(kāi)敞潮下帶到水稍深的淺海環(huán)境[4]。

巖相7微晶球粒白云巖:主要分布于蓋吉塔格組。球粒已全部白云石化,使部分球粒已模糊不清,缺乏生物碎屑。充填物由隱晶白云石組成,部分被溶蝕形成粒間孔再被石膏充填(圖版Ⅱ-1),屬潮間帶低能環(huán)境的產(chǎn)物。

巖相8生物灰?guī)r:主要分布于卡拉塔爾組。存在二種,一類(lèi)為牡蠣生物灰?guī)r,牡蠣屬種單一,數(shù)量豐富,個(gè)體完整,呈緊密堆積,局部支撐形成大的格架孔由灰泥基質(zhì)充填,潛穴及生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育;另一類(lèi)為隱晶生物灰?guī)r,生物以腹足類(lèi)和龍介蟲(chóng)管為主,腹足類(lèi)大多具完整殼體,殼質(zhì)被粒狀方解石充填,內(nèi)被灰泥充填。龍介蟲(chóng)管以角管蟲(chóng)類(lèi)和旋鰓蟲(chóng)類(lèi)為主,常附著在雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)等介殼表面,或互相包附結(jié)成小型生物丘(圖版Ⅱ-2、3、4)。這類(lèi)巖石屬生物礁環(huán)境沉積產(chǎn)物。

巖相9亮晶鮞粒灰?guī)r:主要分布于卡拉塔爾組和烏拉根組,卡拉塔爾組的鮞粒具放射和同心層構(gòu)造,粒內(nèi)溶孔發(fā)育,大多以亮晶方解石充填。粒間方解石膠結(jié)物重結(jié)晶呈等粒狀,并交代鮞粒邊緣;烏拉根組的鮞粒多達(dá)粗砂級(jí),以團(tuán)?；蛏镄紴楹诵?呈放射-同心層紋狀。粒間由陸源砂、灰泥以及亮晶方解石膠結(jié)組成。局部鮞粒密集呈壓溶接觸(圖版Ⅱ-5、6)。這類(lèi)巖石代表高能鮞灘或鮞粒砂壩沉積環(huán)境[13]。

4 沉積相分析與沉積演化

根據(jù)上述碳酸鹽巖微相分析,結(jié)合剖面結(jié)構(gòu)沉積特征,庫(kù)孜貢蘇剖面劃分出潮上帶、潮間帶、潮下帶、臺(tái)地邊緣淺灘和生物礁5個(gè)沉積相類(lèi)型,其特征如下:

潮上帶:進(jìn)一步可劃分為薩布哈和正常潮上帶沉積環(huán)境。前者主要發(fā)育于吐依洛克組、阿爾塔什組,由厚層石膏夾碳酸鹽巖巖相3、5組成,并且厚層石膏巖具潮上帶蒸發(fā)成因典型標(biāo)志的“雞籠鐵絲構(gòu)造”,說(shuō)明該時(shí)段在干旱氣候條件下,研究區(qū)海退形成潮上超咸海水導(dǎo)致了大量自生石膏巖形成,同時(shí)在蒸發(fā)條件下也提高了地下水中的Mg2+/Ca2+比值,并引起沉積物的白云石化作用,如果地下水的成分始終保持在石膏沉淀作用的范圍內(nèi),則石膏大量沉淀[13];后者主要發(fā)育于烏依塔克組和巴什布拉克組,由棕紅色砂泥巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖、膏泥巖、石膏巖和碳酸鹽巖巖相2組成,生物貧乏,具水平層理、缺乏大型交錯(cuò)層理,屬于低能潮上帶環(huán)境產(chǎn)物[14]。

潮間帶:主要發(fā)育于庫(kù)克拜組、依格孜牙組和蓋吉塔格組,少量分布于吐依洛克組中部和巴什布拉克上部,碳酸鹽巖主要由巖相2、4、7組成,生物碎屑稀少,含少量?jī)?nèi)碎屑,具鳥(niǎo)眼構(gòu)造和水平層理,屬中低能潮間帶環(huán)境產(chǎn)物[14]。

潮下帶:主要發(fā)育于庫(kù)克拜組和齊姆根組,由灰綠-灰黑色泥巖、頁(yè)巖與碳酸鹽巖巖相1、6組成,生物種類(lèi)豐富,主要有雙殼類(lèi)、有孔蟲(chóng)、棘皮類(lèi)、苔蘚蟲(chóng)、腕足類(lèi)及龍介蟲(chóng)管等,其中苔蘚蟲(chóng)個(gè)體較完整、形狀為窄喇叭形,可能為原地生長(zhǎng)(圖版Ⅰ-8),反映其為弱-中等動(dòng)蕩、較深的沉積環(huán)境[15]。

臺(tái)地邊緣淺灘相:由碳酸鹽巖巖相9組成,主要發(fā)育于卡拉塔爾組和烏拉根組,內(nèi)碎屑以呈同心鮞粒和磨蝕的生物砂屑(主要為雙殼類(lèi)和有孔蟲(chóng))為主,亮晶方解石充填,代表水動(dòng)力較強(qiáng)的淺灘環(huán)境[14]。

生物礁相:主要發(fā)育于卡拉塔爾組,由碳酸鹽巖巖相8組成,生物含量高,主要為單一牡蠣(Ostrea (Turkostrea)stritiplicata)種群組成,并含大量腹足類(lèi)、龍介蟲(chóng)管及少量有孔蟲(chóng),殼體間由骨屑、砂屑和泥晶充填,膠結(jié)物少。在某些部位有腹足類(lèi)和龍介蟲(chóng)的附生生物層存在,形成于靜-中等動(dòng)蕩的水環(huán)境中。

根據(jù)上述沉積相在剖面中的分布、區(qū)域資料以及前人研究成果,可以推知,受燕山運(yùn)動(dòng)影響,塔里木盆地西緣隆升,在西北緣烏恰地區(qū)早白堊世克孜勒蘇群下部旋回沖積和洪積磨拉石不整合于侏羅紀(jì)地層之上,早白堊世晚期巴列姆-賽諾曼早期特提斯海水侵入該區(qū),形成克孜勒蘇群上部旋回含自生海綠石以及少量有孔蟲(chóng)、雙殼類(lèi)和海相遺跡化石的濱海環(huán)境沉積產(chǎn)物,但這次海侵范圍較小,限于天山山前庫(kù)孜貢蘇地區(qū)以西的狹小地帶[5]。

表2 庫(kù)孜貢蘇剖面沉積物碳酸鈣和有機(jī)碳含量參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table2 The calcium carbonate and organic m atter of the sediments from the late Cretaceous to O ligocene in the Kuzigongsu section

晚白堊世早期賽諾曼中晚-土侖期特提斯海水大規(guī)模侵進(jìn)塔里木盆地,這是研究區(qū)中生代晚期以來(lái)的第一次大規(guī)模的海侵,使研究區(qū)海平面上升、水體加深,形成了庫(kù)克拜組潮下帶灰綠、灰黑色泥巖和頁(yè)巖夾碳酸鹽巖沉積(圖3)。宋春暉等通過(guò)對(duì)該剖面白堊紀(jì)地層的沉積和生物特征以及沉積物色度、有機(jī)質(zhì)和氧、碳同位素研究,結(jié)合前人研究成果,揭示該套灰綠、灰黑色泥巖和頁(yè)巖屬晚白堊世OAE2大洋缺氧事件沉積產(chǎn)物,并認(rèn)為該區(qū)這次海洋缺氧可能存在四期[16]。由于新鮮海水的侵入為塔里木盆地西緣帶來(lái)了豐富的海相生物,在庫(kù)克拜組中部四次OAE2大洋缺氧事件之間形成四層潮下帶隱晶灰?guī)r、骨屑隱晶灰?guī)r和生物灰?guī)r沉積。到土侖期晚期烏依塔克組開(kāi)始海退,該區(qū)形成了潮上帶沉積(圖3),同時(shí)該組有機(jī)碳(平均值為0.14%)和碳酸鈣(平均值為13.91%)含量相對(duì)庫(kù)克拜組降低(表2)。晚白堊世末期依格孜牙組時(shí)期該區(qū)接受小規(guī)模海侵(圖3),形成一套以肉紅色、具鳥(niǎo)眼及干裂構(gòu)造的潮間-潮上帶碳酸鹽巖為主沉積。

依格孜牙組與吐依洛克組之間K/T界線(白堊系-古近系界線)的沉積記錄反映從白堊紀(jì)末到新生代初,該區(qū)沉積環(huán)境的變化[4,17,18]。進(jìn)入新生代古新世早-中期該區(qū)處于潮上帶環(huán)境(圖3),同時(shí)氣候炎熱,形成了吐依洛克組-阿爾塔什組薩布哈巨厚紅色膏泥巖和大量石膏沉積,并夾有數(shù)十層白云巖和白云化碳酸鹽巖。古新世晚期齊姆根組早-中期特提斯海的大規(guī)模海侵,在該區(qū)形成了一套富含浮游有孔蟲(chóng)暗色泥巖為主的沉積組合,并且有機(jī)碳(平均值0.31%)和碳酸鈣(平均值33.07%)含量相對(duì)上下兩組明顯增高(表2),表明該時(shí)期是塔里木盆地中新生代海盆發(fā)育最好的時(shí)期,這與雍天壽[16]推測(cè)古近紀(jì)海水的范圍比晚白堊世擴(kuò)大一倍的觀點(diǎn)一致。始新世早期全區(qū)海退(圖3),形成了蓋吉塔格組潮間-潮上帶紅色膏泥巖和大量石膏沉積。進(jìn)入始新世中期該區(qū)遭受第三次大規(guī)模海侵(圖3),形成了卡拉塔爾組生物礁相和烏拉根組早期的淺灘相沉積。烏拉根組晚期至漸新世巴什布拉克組早期該區(qū)處于海退狀態(tài)(圖3),漸新世早期因干燥、炎熱氣候條件下的強(qiáng)烈蒸發(fā)作用形成巴什布拉克組下部的膏質(zhì)砂巖、膏泥巖以及紫紅色砂、泥巖沉積。巴什布拉克組晚期該區(qū)又發(fā)生一次小規(guī)模海侵(圖3),海侵范圍不大,在該區(qū)形成了最后一層近0.5～0.8 m厚牡蠣貝殼層。巴什布拉克組上伏地層烏恰群(包括克孜洛依組、安居安組和帕卡布拉克組)主要由泥巖與粉砂巖互層夾砂巖和泥灰?guī)r組成,含介形蟲(chóng)、輪藻、植物碎片以及少量有孔蟲(chóng)等化石,典型海相化石消失[8,10],未見(jiàn)海相碳酸鹽巖,說(shuō)明漸新世中晚期特提斯海水已經(jīng)完全退出塔里木盆地西北緣地區(qū),之后轉(zhuǎn)為陸相咸水湖泊(含殘留海水)環(huán)境沉積。

圖3 新疆塔里木盆地西北緣烏恰縣庫(kù)孜貢蘇剖面海相沉積演化過(guò)程Fig.3 The process ofmarine sedimentary evolution of the Kuzigongsu section in the northwestern Tarim Basin

5 結(jié)論

塔里木盆地西北緣烏恰地區(qū)庫(kù)孜貢蘇剖面晚白堊世-漸新世碳酸鹽巖主要發(fā)育9種微相類(lèi)型: (含)骨屑隱晶灰?guī)r、隱晶灰?guī)r、微(隱)晶白云巖、鳥(niǎo)眼隱晶灰?guī)r、微晶鮞粒白云巖、生物碎屑灰?guī)r、微晶球粒白云巖、生物灰?guī)r、亮晶鮞?；?guī)r;根據(jù)碳酸鹽巖微相和剖面沉積特征,庫(kù)孜貢蘇剖面晚白堊世-漸新世主要存在潮上帶、潮間帶、潮下帶、臺(tái)地邊緣淺灘和生物礁5個(gè)沉積相。根據(jù)沉積相在剖面中的分布、區(qū)域資料以及前人研究成果,推測(cè)白堊紀(jì)至古近紀(jì)該區(qū)曾發(fā)生3次大規(guī)模海侵(分別存在于庫(kù)克拜組、齊姆根組和卡拉塔爾組)以及2次小規(guī)模海侵(分別存在于依格孜牙組和巴什布拉克組晚期)。

致謝 在野外工作中得到了中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所郭憲璞研究員和中石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院原總工程師葉留生先生的具體指導(dǎo),以及蘭州大學(xué)孟昌、楊進(jìn)云、魏引杰、王雪鵬等的幫助。室內(nèi)樣品測(cè)試分析由蘭州大學(xué)西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。同時(shí)審稿人提出了很好的建設(shè)性意見(jiàn)。在此謹(jǐn)向上述單位和個(gè)人深表謝意。

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Sedimentary Evolution and M icrofacies Analysis of the Late Cretaceous-O ligocene from W uqia Area in the Northwestern Tarim Basin

ZHANG Man1WU Xiao-bin1YAN Bao-hua1WU Song1MENG Qing-quan1FANG Xiao-min2SONG Chun-hui1
(1.School of Earth Sciences,Lanzhou University,Lanzhou 730000; 2.Institute of Tibetan Plateau Research,Chinese Academ y of Sciences,Beijing 100085)

The evolution of the New Tethys has been attracting the interest ofmany geologists around the world for it separated Eurasia and Gondwana during the Mesozoic era.In addition to creating the Alps-Himalayan orogenic system,the diminishing and closing of the New Tethysmay have played amajor role in changing the Cenozoic global climate and causing the Asian inland aridity.The Tarim Basin is one of the few areas in Chinawhere Meso-Cenozoicmarine strata are exposed.In this study,Kuzigongsu section of Late Cretaceous to Oligocene strata is selected to investigate the lithology and biological assemblage,particle composition and substrate type aswell as sedimentary structure of the Late Cretaceous to Oligocenemarine stratum bymeans of sedimentarymicrofacies analysis.Focusing on carbonate rocks,ninemain types of carbonate-facies in the section canbe recognized,including debris cryptocrystal limestone, cryptocrystal limestone,microcrystalline(cryptocrystalline)dolomite,bird's eye cryptocrystal limestone,microcrystalline oosparite dolomite,bioclastic limestone,microcrystalline spherulite dolomite,bio-limestone,and sparite oosparite limestone.Combining with sedimentary characteristics of the section,we identify five sedimentary facies(supratidal zone,intertidal zone,sublittoral zone,shallow of platform edge,and reefs)and restore the sedimentary evolution process from the late Cretaceous to Oligocene in the section.Based on the distribution of sedimentary facies and the regional information,there are five cycles ofmarine transgression along the northwestern margin of Tarim Basin from the Cretaceous to Paleogene.Three large-scale transgression are found in Kukebai group,Qimugen group and Kalataer group and two small-scale transgression are found in Yigeziya group and the late of Bashenbulake group.No numerousmarine paleontology fossils are found in the strata lying above the oyster layer in the uppermost partof Bashenbulake Formation,which implicate that the New Tethys finally retreat from the northwestern margin of Tarim Basin in Oligocene at the top of Bashibulake Formation.Thus,these will surely provide some references for finding out evolution of the Tethys Ocean from the Cretaceous to Oligocene and reconstructing regional paleoenvironment of Tarim Basin.

northwestern margin of Tarim Basin;Late Cretaceous to Oligocene;carbonatemicrofacies;sedimentary evolution

張曼 女 1986年出生 碩士研究生 沉積盆地與成藏動(dòng)力學(xué) E-mail:zhangm-09@lzu.cn

宋春暉 E-mail:songchh@lzu.edu.cn

P588.2

A

1000-0550(2012)03-0501-10

①?lài)?guó)家973重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2011CB403000、2010CB833401)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):40872029、40902015)和國(guó)家教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(編號(hào):20090211120027)的資助。

2011-05-30;收修改稿日期:2011-10-09

圖版Ⅰ說(shuō)明 1.庫(kù)克拜組-白云石化骨屑灰?guī)r，雙殼類(lèi)、棘皮類(lèi)等方解石質(zhì)生物骨屑豐富，可達(dá)支撐程度，泥晶基質(zhì)大部分被白云石化，微晶自形白云石長(zhǎng)生長(zhǎng)入骨屑邊緣形成交代組構(gòu)，×50;2.齊姆根組-含骨屑隱晶灰?guī)r，骨屑以有孔蟲(chóng)、龍介蟲(chóng)管為主，雙殼類(lèi)、棘皮類(lèi)、腕足類(lèi)次之，生物擾動(dòng)構(gòu)造明顯，并有輕微白云石化，×50;3.庫(kù)克拜組-隱晶灰?guī)r，主要由隱晶方解石構(gòu)成，其含量90%左右，局部含少量細(xì)脈狀藻絲，見(jiàn)少量有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、龍介蟲(chóng)管等生物碎片，偶見(jiàn)生物擾動(dòng)和潛穴構(gòu)造，×50;4.阿爾塔什組-隱晶白云巖，幾乎全由亮晶方解石灰泥構(gòu)成，可見(jiàn)多個(gè)分散的有孔蟲(chóng)及深灰色的藻團(tuán)塊，發(fā)育縫合線構(gòu)造，×50;5.依格孜牙組-鳥(niǎo)眼隱晶灰?guī)r，分布著大小不等的鳥(niǎo)眼孔，并有干縮縫伴生，還有褐紅色藻類(lèi)呈脈狀均勻分布，未見(jiàn)其他明顯生物碎片存在，×50;6.阿爾塔什組-微晶鮞粒白云巖，鮞粒均已微晶化，隱約可見(jiàn)同心層構(gòu)造，大部分鮞粒表面保存有小馬牙狀白云石膠結(jié)環(huán)邊，含少量石膏團(tuán)塊.粒間膠結(jié)物已變成均粒狀半自行-自行的微晶白云石，×100;7.齊姆根組-生物碎屑灰?guī)r，生物碎屑主要是雙殼類(lèi)、介形蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)和苔蘚蟲(chóng)等，總含量高達(dá)60%以上，化石遭受不同程度的破碎，生物顆粒之間主要由灰泥充填，×50;8.齊姆根組-生物碎屑灰?guī)r中的一完整苔蘚蟲(chóng)化石，×50

圖版Ⅱ說(shuō)明 1.蓋吉塔格組-球粒微晶白云巖，顆粒支撐結(jié)構(gòu)，泥晶膠結(jié)，顆粒類(lèi)型主要為糞粒和砂屑，球粒分選較好，邊緣輪廓較模糊，含量約70-80%，砂屑含量10%左右，×50;2.卡拉塔爾組-牡蠣生物灰?guī)r，牡蠣屬種單一，數(shù)量豐富，個(gè)體完整相互緊密堆積，局部可支撐形成大的格架孔，灰泥基質(zhì)，膠結(jié)物少，潛穴及生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育，×50;3.卡拉塔爾組-腹足類(lèi)生物灰?guī)r，有腹足類(lèi)完整殼體，殼體具晶粒結(jié)構(gòu)，內(nèi)被灰泥充填，×50;4.卡拉塔爾組-龍介蟲(chóng)管生物灰?guī)r，龍介蟲(chóng)管以角管蟲(chóng)類(lèi)和旋鰓蟲(chóng)類(lèi)為主，常附著在雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)等介殼表面，或互相包附結(jié)成小型生物丘，×50;5.烏拉根組-亮晶鮞粒灰?guī)r，鮞粒部分以砂屑為核心，具厚薄不等的放射-同心紋層構(gòu)造，并發(fā)育暗色輻射狀構(gòu)造，以圓球及橢圓形為主，×100;6.烏拉根組-亮晶鮞粒灰?guī)r，鮞粒以團(tuán)粒或生物屑為核心，放射-同心層紋構(gòu)造發(fā)育，粒間有陸源砂和灰泥充填，亮晶方解石膠結(jié)，×50