劉歡，王海波，魯浩，王超，萬鵬

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264004)

0 引言

東昆侖造山帶位于中央造山系西段，青藏高原北緣，是經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的復(fù)合型大陸造山帶[1-5]，李榮社[4]等將東昆侖造山帶自北向南分為東昆北(祁漫塔格)弧后盆地、東昆中微陸塊(復(fù)合巖漿弧)、昆南增生雜巖帶和巴顏喀拉前陸盆地[3,6-7]。黃沙河地區(qū)在大地構(gòu)造位置上位于東昆侖造山帶西段南緣，屬于昆南增生雜巖帶(圖1a)。

研究區(qū)內(nèi)地層較發(fā)育，以晚古生代—中生代地層為主，主要為下志留統(tǒng)白干湖組、中泥盆統(tǒng)布拉克巴什組、下石炭統(tǒng)托庫孜達(dá)坂組、下二疊統(tǒng)碧云山組、中二疊統(tǒng)卡爾瓦組、上三疊統(tǒng)桃湖組、上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組，局部出露少量中元古代變質(zhì)基底(長城系小廟組及新生代地層[7-13])。下石炭統(tǒng)托庫孜達(dá)坂組主要分布于研究區(qū)中部(圖1b)，出露面積多達(dá)930km2。根據(jù)最新的新疆巖石地層手冊(cè)[7]，該套地層為“灰白、灰綠、紫褐色碎屑巖及灰綠、灰紫色火山碎屑巖、灰綠、灰紫色火山巖夾灰白、灰黑色灰?guī)r。一般下部以碎屑巖為主，上部為火山巖和灰?guī)r，含豐富腕足、珊瑚化石”。由于地處藏北高原，自然條件惡劣，研究區(qū)地質(zhì)成果資料相對(duì)較少[14-15]，原1∶25萬礦調(diào)將該套地層僅劃分到群[16](1)新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院．1∶25萬鯨魚湖幅(J45C004004)、木孜塔格幅(J44C004003)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，2002年。山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院．新疆若羌縣大沙溝一帶1∶5萬一道梁幅等(J45E019019、J45E020018、J45E020019、J45E021018、J45E021019)五幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2018年。湖南省地質(zhì)調(diào)查院．且末縣一級(jí)電站幅(J45C003002)1∶25萬區(qū)調(diào)報(bào)告，2003年。，對(duì)其研究也僅限于地層內(nèi)火山巖成因及時(shí)代特征，認(rèn)為托庫孜達(dá)坂群火山巖的形成與俯沖作用有關(guān)，是古特提斯分支洋北向俯沖的結(jié)果[17]；而對(duì)地層內(nèi)的沉積巖及灰?guī)r鮮有研究，陳剛等[18]對(duì)且末縣米特河地區(qū)托庫孜達(dá)坂組下段(碎屑巖)進(jìn)行粒度特征及成因分析，認(rèn)為其沉積環(huán)境為淺?！肷詈Ｏ喹h(huán)境，顯示了海進(jìn)沉積序列特征。本文依托“新疆若羌縣大沙溝一帶5幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”等項(xiàng)目，通過研究剖面特征、基本層序、粒度參數(shù)、生物化石等，對(duì)東昆侖西段黃沙河地區(qū)托庫孜達(dá)坂組進(jìn)行沉積環(huán)境分析，以期為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查提供參考依據(jù)，為東昆侖造山帶的演化提供地質(zhì)資料。

圖b：1—第四紀(jì)全新世河床、河漫灘沖積砂、礫石；2—第四紀(jì)更新世沖洪積砂、礫；3—嗩納湖組上段砂巖、粉砂巖；4—嗩納湖組下段礫巖、含礫粗砂巖；5—庫孜貢蘇組上段(砂巖段)；6—庫孜貢蘇組下段(礫巖段)；7—桃湖組碎屑巖；8—卡爾瓦組碳酸鹽巖夾碎屑巖段；9—卡爾瓦組碎屑巖段；10—碧云山組碎屑巖段；11—托庫孜達(dá)坂組碳酸鹽巖段；12—托庫孜達(dá)坂組碎屑巖段；13—白干湖組變砂巖段；14—白干湖組片巖段；15—硅質(zhì)巖(透鏡體)；16—灰?guī)r(巖塊)；17—玄武巖(巖塊)；18—三疊紀(jì)二長花崗巖；19—實(shí)測(cè)逆斷層；20—實(shí)測(cè)正斷層；21—推測(cè)斷層；22—化石取樣位置圖1 新疆東昆侖黃沙河地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖(a，據(jù)文獻(xiàn)[11]改)及托庫孜達(dá)坂組地質(zhì)簡圖(b)

1 地層特征

下石炭統(tǒng)托庫孜達(dá)坂組主要分布于阿爾金斷裂以南的東昆侖山。東昆侖西段黃沙河地區(qū)托庫孜達(dá)坂組主要分布于黑峰山-碎石溝-屏障嶺一帶，沿木孜塔格-鯨魚湖深大斷裂(昆南斷裂)，呈EW向展布。該套地層頂部與上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組、中新統(tǒng)嗩吶湖組均呈斷層接觸，下部大部分被第四系覆蓋，僅局部可見其與下志留統(tǒng)白干湖組呈斷層接觸(圖1b)。

研究區(qū)托庫孜達(dá)坂組主要為一套正常碎屑巖夾碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖沉積。通過野外調(diào)查(圖2、圖3)，根據(jù)其巖性組合可分為2個(gè)巖性段，下段巖性主要為灰色、深灰色巖屑砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及硅質(zhì)巖，巖性變化較大，局部地段巖石發(fā)生淺變質(zhì)或弱變形；上段巖性主要為灰白色泥亮晶灰?guī)r夾灰黑色生物碎屑灰?guī)r，化石以珊瑚、層孔蟲、海百合莖為主。與新疆地層巖石地層巖性劃分基本一致。

1—礫巖；2—亮晶灰?guī)r夾生物碎屑灰?guī)r；3—巖屑砂巖；4—泥質(zhì)粉砂巖；5—硅質(zhì)巖；6—構(gòu)造破碎帶；7—實(shí)測(cè)逆斷層；8—實(shí)測(cè)性質(zhì)不明斷層；9—庫孜貢蘇組下段(礫巖段)；10—托庫孜達(dá)坂組碳酸鹽巖段；11—托庫孜達(dá)坂組碎屑巖段；12—粒度分析樣品取樣位置及編號(hào)圖2 研究區(qū)托庫孜達(dá)坂組典型地質(zhì)剖面

1—生物碎屑灰?guī)r；2—礫巖；3—巖屑砂巖；4—絹云母板巖；5—泥晶灰?guī)r；6—硅質(zhì)巖；7—鈣質(zhì)粉砂質(zhì)巖屑砂巖；8—斷層圖3 研究區(qū)托庫孜達(dá)坂組地層綜合對(duì)比柱狀圖

1.1 托庫孜達(dá)坂組碎屑巖段

該段為一套濱淺海—半深海相的碎屑巖沉積，其主要巖性以灰黑色粉砂質(zhì)板巖、灰黑色極薄層狀泥質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、淺灰褐色長石石英中細(xì)粒砂巖、灰黑色極薄層狀變質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、青灰色中—薄層狀變質(zhì)巖屑石英中砂巖夾灰褐色鈣泥質(zhì)粉砂巖為主。粉砂巖以發(fā)育平行層理為主，局部見粒序?qū)永砑拔⑿〉男睂永怼韺永淼某练e構(gòu)造。地層中見有大量的灰黑色、灰綠色碎裂巖化硅質(zhì)巖、含泥硅質(zhì)巖、褐鐵礦化含礫硅質(zhì)巖、含硫化物硅質(zhì)巖等，層厚約2～5cm。該段地層具有明顯的復(fù)理石特征，韻律層發(fā)育，可見鮑馬序列，主體見下部為a-b-c，局部見完整的a-b-c-d沉積；中部發(fā)育c-d層序，之后又恢復(fù)到a-b段沉積序列。與上部出露的碳酸鹽巖段呈斷層接觸關(guān)系。

1.2 托庫孜達(dá)坂組碳酸鹽巖段

該段為一套半深海相的碳酸鹽巖建造。其出露的主要巖性，底部為深灰色碎裂巖化生物碎屑粒屑灰?guī)r、灰色碎裂含生物碎屑微晶灰?guī)r，生物化石(圖4)，含量約占10%～15%；上部灰黑色含生物碎屑含粒屑微晶灰?guī)r、灰—淺灰白色含生物碎屑白云質(zhì)亮晶微晶灰?guī)r、灰褐色—淺灰白色碎裂巖化白云質(zhì)亮晶灰?guī)r，淺肉紅色含生物碎屑亮晶泥晶微晶灰?guī)r，未見頂，與托庫孜達(dá)坂組碎屑巖段呈斷層接觸。

a—閻婆線紋長身貝(C1-P1)；b—小笛管珊瑚(S-C)；c—假羅氏孔珊瑚(C1)；d—放射蟲化石(D3-C1)圖4 托庫孜達(dá)坂組典型化石照片

2 巖石學(xué)特征

2.1 碎屑巖類

(1)粗—細(xì)粒巖屑石英砂巖：灰色、深灰色，粗—細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由碎屑(95%)和填隙物(5%)組成。碎屑主要由石英(25%～80%)、巖屑(20%～75%±)組成，長石少見。碎屑呈次棱角—次圓狀，粒度大小0.06～3.6mm的占90%，小于0.06mm的占10%，呈接觸-孔隙式膠結(jié)。

(2)粉砂質(zhì)細(xì)砂巖：灰色、深灰色，粉砂—細(xì)砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由碎屑(95%)和填隙物(5%)組成。碎屑由石英(30%)、長石(少量)、巖屑(70%)組成。碎屑呈棱角—次棱角狀，粒度大小0.02～0.1mm之間，呈接觸-孔隙式膠結(jié)。

(3)粉砂質(zhì)泥巖：灰色、淺灰色、深灰色，粉砂質(zhì)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)(顯微鱗片結(jié)構(gòu))，定向構(gòu)造。巖石由細(xì)粉砂屑和泥質(zhì)組成。粉砂屑(40%)粒度大小0.01～0.02mm。主要由石英、巖屑、云母組成，云母大致定向分布，分布較均勻，分布微量褐鐵礦。泥質(zhì)(60%)有重結(jié)晶，由鱗片狀黏土礦物組成，并具定向分布。

2.2 碳酸鹽巖類

(1)生物碎屑灰?guī)r：灰色，致密塊狀，生物碎屑泥晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，滴稀鹽酸劇烈起泡。巖石由生物屑和填隙物組成，具生物屑泥晶結(jié)構(gòu)。生物屑30%，種類有有孔蟲、藻、腕足、海百合、苔蘚蟲和介形蟲等，多為自形—半自形，大小多在3.6～0.12mm之間，海百合、有孔蟲和藻類保存較完整，苔蘚蟲和介形蟲較破碎。填隙物70%，多為小于0.004mm的泥晶方解石，局部見少量由重結(jié)晶作用生成的微—細(xì)晶方解石，不均勻分布。

(2)淺灰白色弱白云石化微晶灰?guī)r：淺灰白色，微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石中除了有極個(gè)別生物屑外，主要由小于0.03～0.004mm的微晶方解石組成，局部見由重結(jié)晶作用生成的粉—細(xì)晶方解石，不均勻分布，細(xì)晶方解石顆粒間緊密嵌生。

2.3 硅質(zhì)巖類

含放射蟲硅質(zhì)巖：灰色、淺灰色、淺褐灰色、深灰色，隱晶—顯微微粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由隱晶—顯微微粒狀石英(80%～99%)組成，其次為放射蟲(少量～15%)，分布少量黏土(5%～7%)雜質(zhì)及褐鐵礦、白鈦石塵點(diǎn)。黏土雜質(zhì)較均勻分布，硅質(zhì)成分呈隱晶狀。放射蟲呈圓形，已由微粒石英組成，有少部分呈菱形，呈壓扁的橢圓狀，大小0.08～0.25mm，分布較均勻。

3 時(shí)代特征

托庫孜達(dá)坂組廣泛分布于木孜塔格-鯨魚湖斷裂以北，黃沙河-雁頭山-屏障嶺一帶，前人根據(jù)地層內(nèi)的放射蟲及珊瑚化石，將此套地層時(shí)代厘定為下石炭統(tǒng)。新疆地調(diào)院在1∶25萬木孜塔格幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，在研究區(qū)內(nèi)的硅質(zhì)巖中采集到大量的放射蟲化石，經(jīng)鑒定，其中的AlbaillellaindensisWon是杜內(nèi)階頂部到維憲階底部的帶化石(2)新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，1∶25萬鯨魚湖幅(J45C004004)、木孜塔格幅(J44C004003)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，2002年。；湖南省地質(zhì)調(diào)查院在1∶25萬且末縣一級(jí)電站幅區(qū)調(diào)工作中，在該套地層碳酸鹽巖中采集到腕足類化石(Gigantoproductussp.,Linoproductussp.等)，經(jīng)鑒定，時(shí)代為早石炭世晚期(3)湖南省地質(zhì)調(diào)查院，且末縣一級(jí)電站幅(J45C003002)1∶25萬區(qū)調(diào)報(bào)告，2003年。。許鑫在對(duì)阿克蘇河地區(qū)托庫孜達(dá)坂組中火山巖進(jìn)行研究時(shí)，測(cè)定其鋯石U-Pb年齡為364.1～343.8Ma[17]，為晚泥盆-早石炭晚期。

本次工作在屏障嶺一帶的灰?guī)r中采得大量化石，經(jīng)鑒定主要為：閻婆線紋長身貝Linoproductuscora(Orbigny)(圖4a)，小笛管珊瑚(未定種)Syringoporellasp.(圖4b)，網(wǎng)格苔蘚蟲(未定種)Fenestellasp.，假羅氏孔珊瑚(未定種)Pseudoroemeriporasp.(圖4c)等，其中假羅氏孔珊瑚為石炭紀(jì)典型化石，Linoproductuscora(Orbigny)為石炭-早二疊世典型化石因子。

另外在碎石溝一帶硅質(zhì)巖中采集到大量放射蟲化石，經(jīng)送中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院鑒定，化石主要有：Spongoentactinellasp.、Spongoentactinellaparacorynacanthasp.、Trilonchesp.、Triloncheelegans、Triloncheechinate、Stigmosphaerostylusvariospina、Stigmosphaerostylussp.、Triaenosphaerasp.、ArchocyrtiumriedeliArchocrytiumcostuligerum、Archocrytiumvenustum、Archocrytiumsp.、Holoeciscusforemana、Holoeciscussp.、Apophysisphaeraornate、Entactiniasp.、Asteroentactiniasp.、Tetrentactiniasp.。其中Apophysisphaeraornate(Hinde)是晚泥盆世法門期至早石炭世維憲期帶化石(圖4d)。

綜上所述，根據(jù)化石組合特征，筆者將該組時(shí)代定為早石炭世。

4 沉積環(huán)境分析

黃沙河地區(qū)托庫孜達(dá)坂組沉積建造以碎屑巖建造為主，其次為碳酸鹽巖化建造，可以識(shí)別出鮑馬序列，反映出半深海環(huán)境，而且在鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)了火山巖夾碎屑巖的巖石組合特征[18-21]，說明該組在沉積的同時(shí)海底火山活動(dòng)頻繁，時(shí)有噴發(fā)，反映出當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境已有向?yàn)I淺海相過渡的特點(diǎn)。

本次工作在托庫孜達(dá)坂組碎屑巖段中采集2件砂巖進(jìn)行了粒度分析，據(jù)參數(shù)顯示，平均粒徑0.3367～1.8333φ，以細(xì)砂為主；標(biāo)準(zhǔn)偏差0.9598～1.4273φ，分選中等；偏度-0.2566～-0.0155，為負(fù)偏態(tài)，峰態(tài)0.9368～1.008，為中窄—很窄。累計(jì)概率曲線圖(圖5)由跳躍和懸浮兩個(gè)次總體組成，缺失滾動(dòng)次總體。跳躍次總體含量81%～90%，斜率較高，為55°～60°，反映分選中等至較好。懸浮次總體含量低，為1%～2%，斜率0°～1°，反映分選差。S截點(diǎn)3～3.4φ，兩個(gè)次總體之間多為漸變關(guān)系，混合度為-2φ左右，個(gè)別為突變關(guān)系。各特征均顯示沉積物系經(jīng)過一定搬運(yùn)篩選之后的海相產(chǎn)物。概率圖與半深海沉積的特征十分相似。

圖5 下石炭統(tǒng)托庫孜達(dá)坂組碎屑巖段砂巖粒度分析累積概率曲線圖

微體古生物----放射蟲(Radiolaria)，屬于原生動(dòng)物門的肉足綱，是一類單細(xì)胞具偽蟲的海洋浮游生物。現(xiàn)代放射蟲出現(xiàn)于各大洋和地中海中，能適應(yīng)于各種水體，從極地到赤道，從水表到深海。然而最豐富還是在水深25～500m之間，岸邊淺水中極少見?，F(xiàn)代富含放射蟲殼體的硅質(zhì)軟泥，主要分布在熱帶海洋底和兩極高緯度地帶。它們?cè)谔窖蟮纳疃葹?800～5300m，在印度洋為5000～5500m。因此人們通常把地質(zhì)時(shí)期的放射蟲硅質(zhì)巖視為一種遠(yuǎn)洋深水環(huán)境的標(biāo)志。

綜上，根據(jù)地層巖性和生物化石組合來看，黃沙河地區(qū)下石炭統(tǒng)托庫孜達(dá)坂組的沉積環(huán)境為半深?！獮I淺海沉積環(huán)境。

5 結(jié)論

(1)通過剖面巖石組合特征分析及基本層序研究，將新疆東昆侖西段黃沙河地區(qū)托庫孜達(dá)坂組分為下段碎屑巖段和上段碳酸鹽巖段，碎屑巖段巖性以砂質(zhì)板巖、巖屑砂巖、泥質(zhì)砂巖為主，碳酸鹽巖段主要巖性為灰白色微晶灰?guī)r和灰黑色含生物碎屑灰?guī)r。

(2)在研究區(qū)石炭紀(jì)托庫孜達(dá)坂組中采集到珊瑚類、腕足類化石，經(jīng)鑒定，其中的假羅氏孔珊瑚為石炭紀(jì)典型化石，閻婆線紋長身貝為石炭-早二疊世典型化石因子，確定地層時(shí)代為早石炭世。

(3)托庫孜達(dá)坂組以碎屑巖建造為主，其次為碳酸鹽巖建造，可以識(shí)別出鮑馬序列，反映出半深海相環(huán)境，結(jié)合碎屑巖段粒度曲線特征及放射蟲化石特征，確定該套地層的沉積環(huán)境為半深海—濱淺海沉積環(huán)境。