博格达山西段中-下侏罗统水西沟群碎屑组分对其物源区的约束.pdf

2023 年 8 月Aug.,2023doi：10.3969/j.issn.1672-9943.2023.04.048博格达山西段中-下侏罗统水西沟群碎屑组分对其物源区的约束（河南理工大学资源环境学院，河南 焦作 454000）摘要 研究盆地内碎屑岩的物源区对于揭示盆地周缘隆起区的隆升作用具有重要意义。通过采集博格达山西段南北麓水西沟群砂岩样品，分析其碎屑组成，并结合前人资料，综合分析博格达山西段水西沟群的碎屑组分和组构特征，推测这些碎屑物的来源。研究表明，博格达山西段水西沟群砂岩及砾岩结构和成分成熟度均较低，碎屑颗粒的源区为再循环造山带和岩浆弧，具有近源沉积的特征，指示了水西沟群砂岩物源主要是博格达山及南部依连哈比尔尕山隆起区。关键词 博格达山；水西沟群；碎屑组分；物源中图分类号P618.13文献标识码B文章编号1672蛳 9943（2023）04蛳 0150蛳 031概述博格达山位于中国新疆中部，西起乌鲁木齐，东止七角井，近东西走向。其北部毗邻准噶尔盆地，南部毗邻吐哈盆地。博格达山西段指西起乌鲁木齐东止吉木莎尔的一段博格达山，出露有中、下侏罗统水西沟群。针对盆地内碎屑岩的物源区分析，对于揭示盆地周缘隆起区的隆升过程具有重要意义。已有研究表明，博格达山周缘粗碎屑堆积常有较大的不整合和其上的冲积相粗碎屑沉积出现，每一幕粗碎屑楔状体向盆地内的进积都代表了一次构造变形幕的发生咱1-3暂。本项研究通过采集博格达山西段南北麓水西沟群砂岩样品，分析其碎屑组成，并结合前人资料，综合分析博格达山西段水西沟群的碎屑组分和组构特征，推测这些碎屑物的来源，以期为博格达山的隆升作用研究提供资料。博格达山地质及本次采样位置如图 1 所示。图 1博格达山地质及本次采样位置简图2水西沟群中-下侏罗统水西沟群在博格达山南北麓均有广泛分布，地表出露较好。其顶底面均以明显的不整合面为界，为一套巨厚的河湖相含煤碎屑岩建造，露头出露最厚达 2 000 m，整体构成一个完整对称的湖侵-湖退旋回咱3暂。水西沟群自下而上分为下侏罗统八道湾组、下侏罗统三工河组、中侏罗统西山窑组。下侏罗统八道湾组岩相、岩性都比较稳定，有砂岩、砂砾岩到泥岩及煤层的多韵律特点，在八道湾组底部发育冲刷面和俗称“豆腐砾岩”的粗碎屑沉积；下侏罗统三工河组为一套灰绿色湖沼相沉第四系新近系上石炭统下石炭统古近系泥盆系白垩系志留系侏罗系断层三叠系二叠系中 酸性侵入岩基性侵入性本次采样位置上石炭 下二叠统能 源 技 术 与 管 理Energy Technology and Management2023 年第 48 卷第 4 期Vol.48 No.41502023 年 8 月Aug.,2023积，岩性为灰绿色砂岩、泥岩，以厚层泥岩与薄层砂岩的互层为特点，局部区域夹有薄煤层及砾岩；中侏罗统西山窑组为一套湖沼相含煤碎屑岩沉积，岩性为灰、灰绿色、灰黄、灰白、紫红色砂岩、石英砂岩、灰黑色泥岩、碳质泥岩夹煤层，该组以一套含煤的碎屑岩沉积区别于上、下地层咱源暂。3碎屑组分和物源区3.1砂岩成分和物源区本项研究在博格达山南北麓共采集水西沟群砂岩样品 5 个，分别磨制了薄片并进行了镜下观察，鉴定碎屑颗粒的成分、含量和结构。博格达山北麓八道湾组土黄色细粒钙质长石砂岩样品（样品编号20201008-12）位于铁厂沟剖面，碎屑颗粒约占 85%，分选较好，粒径 0.08 mm 左右，磨圆差，多为次棱角状，成分为斜长石、石英和白云母，分别占颗粒的30%、65%和 5%，填隙物约占 15%，为灰泥及少量不透明铁质矿物。博格达山南麓八道湾组灰绿色细 中粒钙质长石砂岩样品（样品编号 20201004-2）位于方沟剖面，碎屑颗粒约占 85%，分选较好，粒径0.10.5 mm，磨圆差，多为次棱角状，成分为石英和燧石、长石、黑云母及白云母，分别占颗粒的 70%、25%和 5%，填隙物约占 15%，为灰泥杂基及少量不透明铁质矿物。博格达山北麓三工河组灰绿色细粒岩屑长石砂岩样品（样品编号 20201008-13）位于铁厂沟剖面，碎屑颗粒约占 97%，粒径 0.2 mm 左右，分选好，磨圆中等，多为次棱角-次圆状，成分主要为火山岩岩屑、斜长石、石英、云母，分别占颗粒的15%、50%、30%和 5%，少量铁质胶结物约占 3%。博格达山北麓的西山窑组灰色极细粒长石杂砂岩样品（样品编号 20201004-4）位于铁厂沟剖面，碎屑颗粒约占 60%，分选较好，粒径 0.1 mm 左右，磨圆差，棱角多为次棱角状，成分为斜长石和石英，分别占颗粒的 70%和 30%，填隙物约占 40%，为微晶方解石及少量不透明铁质矿物。博格达山南麓的西山窑组土黄色极细 细粒长石岩屑砂岩样品（样品编号 20201008-14）位于方沟剖面，碎屑颗粒约占 90%，分选较好，粒径 0.060.2 mm，磨圆差，多为次棱角状，成分为火山岩岩屑、斜长石和石英，分别占颗粒的 40%、30%和 30%，填隙物约占 10%，为不透明铁质矿物及泥级粘土矿物。此外，本项研究收集了西博格达山周缘地区水西沟群砂岩样品 238 个，做出 Qt-F-L 三角图解咱缘原苑暂，如图 2 所示。图 2 中显示，水西沟群砂岩样品碎屑颗粒的源区主要落入再循环造山带物源区和岩浆弧物源区的高深成岩/火山岩比例端元，结合水西沟群砂岩结构和成分成熟度均较低的特点，可能揭示了近源沉积的特征，指示水西沟群砂岩物源主要来源于博格达山及南部依连哈比尔尕山隆起区。图 2博格达山中、下侏罗统水西沟群砂岩成分三角图解3.2砾岩成分和物源区通过野外观察，并收集了博格达山南北麓和依连哈比尔尕山北缘水西沟群砾岩的砾石成分的资料，如图 3 所示。资料表明，博格达山北麓水西沟剖面早侏罗世八道湾组砾岩以细砾岩为主，砾石分选中等，以次圆状-次棱角状为主，砾石成分以脉石英、凝灰岩、花岗质糜棱岩及钾长花岗岩为主咱8暂，如图 3（a）所示；水西沟剖面的西山窑组砾岩的砾石组合特征为凝灰质砂岩、玄武安山玢岩、糜棱岩化的花岗片麻岩、钾长花岗岩及少量玛瑙和脉石英，如图 3（b）所示；博格达山南麓柴窝堡坳陷西沟剖面八道湾组和三工河组砾岩的砾石成分以火山岩、硅质岩及脉石英为主咱怨暂，如图 3（c）、图 3（d）所示；博格达山南麓托克逊地区中侏罗统西山窑组砾岩的砾石成分组合以发育大量玄武安山岩、钾长花岗岩、花岗质糜棱岩和少量脉石英为特点咱怨暂，如图 3（e）所示；依连哈比尔尕山北缘下侏罗统八道湾组砾岩的厚度巨大，磨圆、分选较差，杂基支撑，属近源快速堆积的产物，砾石成分以岩浆岩岩屑为主咱员园暂，如图3（f）所示。上述的砾岩中的砾石成分，多以火山岩、凝灰质砂岩和花岗岩为主，成分成熟度较低，显示了近源剥蚀的特征，具有这些砾石成分的岩石均可在博格达山和依连哈比尔尕山的地层中见及。所以，根据水西沟群砾岩的砾石成分也可推测，水西沟群的物源主要来源于博格达山及南部依连哈比尔尕山隆起区。周琪凯博格达山西段中-下侏罗统水西沟群碎屑组分对其物源区的约束再旋回造山带源区J1bJ1sJ1+2Qt0.40.8FL0.40.40.80.8J1bJ1sJ2x文献 7文献 6文献 51512023 年 8 月Aug.,20234结论博格达山西段水西沟群砂岩样品的结构和成分成熟度均较低。碎屑颗粒的源区为再循环造山带和岩浆弧，水西沟群砾岩中的砾石成分，多以火山岩、凝灰质砂岩和花岗岩为主，成分成熟度较低，具有这些砾石成分的岩石均可在博格达山和依连哈比尔尕山的地层中见及。博格达山西段水西沟群无论是砂岩和砾岩，均具有近源沉积的特征，指示了水西沟群砂岩物源主要来源于博格达山及南部依连哈比尔尕山隆起区。参考文献1Hendrix M S,Graham S A,Carroll A R,et al.Sedimentaryrecord and climatic implications of recurrent deformation inthe Tian Shan：Evidence from Mesozoic strata of the northTarim,south Junggar,and Turpan basins，northwest China.Geological Society of America Bulletin J.1992，104（1）：53-79.2邵磊，Stattegger K，李文厚，等.吐鲁番盆地沉降特点及其构造意义 J.自然科学进展，1999，9（3）：259-264.3卢苗安.天山东段盆山构造格局的多期演变 D.北京：中国地震局地质研究所，2007.4新疆维吾尔自治区地质矿产局.新疆维吾尔自治区岩石地层 M.武汉：中国地质大学出版社，1999.5赵恒，郭建明，刘文汇，等.柴窝铺盆地及其北缘地区中新生代沉积岩源区构造背景和物源属性研究 J.岩石矿物学杂志，2017，36（3）：402-418.6王新桐.博格达山周缘二叠系-侏罗系地层格架及沉积演化 D.青岛：中国石油大学（华东），2017.7Ji H,Tao H,Wang Q,et al.Petrography,geochemistry,andgeochronology of Lower Jurassic sedimentary rocks from theNorthern Tianshan（West Bogda area）,Northwest China：Implications for provenance and tectonic evolution.Geologi-cal Journal J.2019，54（3）：1688-1714.8张传恒，刘典波，张传林，等.新疆博格达地区早二叠世软沉积物变形构造：弧后碰撞前陆盆地地震记录 J.地学前缘，2006，13（4）：255-266.9白斌.准噶尔南缘构造沉积演化及其控制下的基本油气地质条件 D.西安：西北大学，2008.10党胜国.准噶尔盆地南缘山前带构造-沉积演化与油气聚集关系 D.西安：西北大学，2007.作者简介周琪凯（1998-），男，硕士研究生，河南理工大学资环学院地质工程专业，主要从事沉积、构造地质学方面的研究工作。收稿日期：2022-11-03图 3博格达山中、下侏罗统水西沟群砾石含量图解钾长花岗岩 5%脉石英 3%凝灰岩类 2.5%英安斑岩 2%泥岩 50%粉砂岩 27.5%硅质岩 29.6%侵入岩 3.4%钾长花岗岩 5%花岗质糜棱岩 5%英安斑岩 5%脉石英 1%玄武安山玢岩 2%英安斑岩 2%粉砂岩 33%粉砂岩 31%凝灰岩类 35%中 细砂岩24%火山岩 28.8%硅质岩 41.2%（a）博格达山北麓水西沟剖面八道湾组（b）博格达山北麓吉木萨尔西山窑组（c）柴窝堡西沟八道湾组（f）博格达山南麓乌苏四棵树剖面八道湾组（e）伊连哈比尔尕山北麓托克逊西山窑组（d）柴窝堡西沟三工河组炭岩 3.4%玄武安山玢岩 2%玄武安山玢岩 4%钾长花岗岩 4%钾长花岗岩 4%中 细砂岩 3.2%火山岩 42.7%凝灰岩类 33%粉砂岩 30%中 细砂岩 4%泥岩 4%能 源 技 术 与 管 理Energy Technology and Management2023 年第 48 卷第 4 期Vol.48 No.4花岗质糜棱岩 1%花岗质糜棱岩 8%152