塔里木盆地北缘南华纪_寒武纪构造背景及构造_沉积事件探讨.docx

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1、塔里木盆地北缘南华纪一寒武纪构造背景及构造-沉积事件探讨周肖贝12李江海1.2傅臣建12李文山12王洪浩121.造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京大学，北京100871；2.北京大学地球与空间科学学院，北京100871提要：以塔里木盆地西北缘和东北绿南区南华系一寒武系野外地质调查为根底，结合古地磁成图及前人研究资料，针对构造-沉积事件等探讨盆地北缘南华纪一寒武纪成盆演化过程。研究区保存了完整的南华纪一寒武纪地层，其中塔东北缘以冰硬岩、碎屑岩富含有机质和碳酸盐岩为主，夹多层火山岩；塔西北缘以碎屑岩和碳酸盐岩为主，冰砂岩及火山岩夹层少。塔里木陆块附属于罗迪尼亚超大陆,其北缘邻近澳洲西缘,南华纪

2、一震旦纪发生深度裂解I,在它的东北缘和西北缘发育两支裂谷,形成厚层裂谷-被动边缘沉积。南华系一中奥陶统为盆地残留的较早的裂谷-被就陆缘盆地沉积.可划分为南华纪断陷期超大陆裂解期和震旦纪-中奥陶世沉降期板块漂移期。关键词：塔里木盆地；阿克苏；库鲁克塔格；新元古代；构造背景中图分类号：P548文献标志码：A文章编号：1000-36572021J04-0900-12塔里木盆地作为中国西部大陆面积最大的含油气沉积盆地，是一个发育在塔里木板块中部稳定区的大型复合叠合盆地出油气资源丰富。从南华纪到新近纪，盆地经历过漫长的、多期构造变革和多个原盆地叠合、改造的地质演化史。自新元古代晚期以来，塔里木板块以及周

3、缘地区经历了古亚洲洋盆用特提斯洋盆的开启、俯冲和闭合，以及与附近微陆块的碰撞造山作用，发生多期构造和岩浆事件Q长期以来，对塔里木盆地不同时期盆地原型的恢复及古板块构造格局再造，一直是塔里木盆地研究面临的前缘问题。以往对塔里木陆块晚古生代以来的构造演化已有深入研究出电但南华纪一寒武纪期间塔里木陆块构造属性不明，成盆期构造背景及构造-沉积事件等问题仍需要详细探讨。由于塔里木盆地广泛为中新生代巨厚的沉积和第四纪沙漠覆盖，仅在盆地边缘保存完整的南华系一寒武系露头西北缘、东北缘和西南缘，故本文以塔里木盆地北缘露头研究为根底，利用地层岩相比照及古地磁成图和周缘年龄数据等综合探讨北缘南华纪一寒武纪构造背景及

4、构造-沉积事件。1地质背景塔里木盆地周缘现今为造山带所环绕，北缘和西缘为天山造山带，南缘为西昆仑造山带和阿尔金山造山带图1，处于中亚古生代造山带与特提斯造山带之间。塔里木陆块及其周缘造山带记录了新元古代、泛非期一加里东期、海西期、古特提斯以及喜马拉雅造山作用的影响。在其漫长的地质演化中，经历了罗迪尼亚超大陆、冈瓦纳大陆、劳亚大陆的聚合一裂解的过程泛非一加里东期、中亚、特提斯玷山带对塔里木陆块构造演化产生重要影响，期间不同层次的原型盆地的发育和直合与之相对应。塔里木盆地经历了多个重要变革期，影响盆地构造古地理，并形成多个重要不整合陶。新元古代晚期，塔里木地块北缘与澳大利亚西北缘现代方位:相连，均

5、位于北半球中高纬度的地区叫之后塔里木板块从澳大利亚西北缘别离，形成广泛的裂谷事件。澳大利亚西北缘盆地的沉积和火山岩记录了在晚新收稿H期：2021-01-31;改回H期：2021-07-01基金工程：国家里点根底研究开展方案973”工程(2021CB219302)资助。作者的介：周肖贝，女.1989年生，博1：生.构造地质学专业：E-mail：XiaobeiyiXingmail.1904-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,图I塔里木盆地构造区划图,附图中指示盆地位置Fig.ISimplified

6、tectonicunitsofTarimBlock元古代到早寒武世时期大陆块处于裂谷阶段I15-17I1而塔西北缘的阿克苏岩脉、塔东北缘南华系和震旦系火山岩等所反映的岩浆事件”8划可与澳大利亚西北缘进行比照。塔里木盆地东北部初始被认为是库鲁克塔格一满加尔坳拉槽，之后为塔东北裂陷槽，裂陷中心处于孔雀河地区，其北翼位于库鲁克塔格地区，盆内覆盖区北缘构成其南翼,满加尔为该南翼向南延的边缘坳陷阀。2南华纪一寒武纪沉积地层塔里木盆地南华系一寒武系露头分别位于塔里木盆地西北缘、东北缘及西南缘本文野外地质调查涉及塔里木盆地西北缘阿克苏一乌什地区肖尔布拉克剖面、库勒西剖面、库勒北剖面、苏盖特布拉克剖而、乌什剖

7、而图2和塔里木盆地东北缘库鲁克塔格地区南区的雅尔当山剖面等6个剖面。鉴于前人对库鲁克塔格地区的研究主要集中在北区，本文以南区考察为根底，综合北区成果综合探时塔里木盆地东北缘库鲁克塔格地区的沉积地层。塔里木盆地西北缘塔里木盆地西北缘出露新元古代一早古生代地层，主要位于阿克苏地区。阿克苏地层单元属于柯坪塔格地层小区，东起阿克苏、温宿一带，经印干、柯坪，西止于阿图什北：南以柯坪塔格南麓为界，北以皮羌一苏巴什一线以北与阿合奇小区相接图2。新元古界青白口系阿克苏群蓝片岩主要出露于阿克苏市西南约20km处及乌什剖面图2，呈北东-南西向分布，宽约20km,长约40km0乌什剖直处蓝片岩呈狭长带状展布，长约2

8、0km,最宽处约km0片岩褶皱变形强烈图3-b，由蓝片岩相过渡到绿片岩相，并且有辉绿岩岩墙侵入，但岩墙并未穿入上覆的震旦系。阿克苏蓝片岩是迄今为止世界上所发现的最典型的前寒武纪蓝片岩之一。南华系出露于尤尔美那克和巧恩布拉克。下统巧恩布拉克组为一套浅-深海相的碎屑岩,代表寒冷气候条件下浅-深海碎屑浊流沉积。上统尤尔美那克组为大陆冰川堆积的紫红色冰硬岩、砂岩图3-c，角度不整合覆于巧恩布拉克组之上。冰期大致相当于塔里木东北缘库鲁克塔格特瑞爱肯组冰期沉积，未见到南华系与阿克苏群及震旦系之间的接触面。元古宙晚期，塔里木运动之后形成了古塔里木板块，并于震旦纪开始裂解。塔里木盆地西北缘的震旦系不整合于青白

9、口系阿克苏群结晶基底之上图4。震旦系下统苏盖特布拉克组底部存在底砾岩，可见阿克苏群片岩角砾，向上逐渐过渡为滨海相砂岩、图2塔里木盆地西北缘南华系一寒武系露头分布因Fig.2 MaP showing distribution of Njnhua-Cambrian outcrops in northwest Tanin BaSIn以粉砂岩。主要以紫红色砂岩为主,顶部存在浅绿色砂岩,可见浪成干预波痕图3-f。基底不整合面的位置、底砾岩厚度等在本地区有明显变化，说明在初始伸展阶段多形成小的、孤立的沉积中心。该组地层中的玄武岩夹层记录了火山活动，与滨海相沉积一起反映了裂谷阶段的开展过程。震旦系上统奇格布

10、拉克组由台地相厚层浅灰色白云岩组成，充填物较少.富含叠层石，显示存在盆地范围的海侵并且裂谷活动到达了高潮阶段。晚震旦世末期的柯坪运动，使本区普遍隆开，表现为肖尔布拉克西沟奇格布拉克组顶部发育风化壳，并存在溶蚀构造。下震旦统苏盖特布拉克组为滨海相沉积，逐渐过渡到上震旦统奇格布拉克组台地相沉积图3-a、图4，为同裂谷期沉积物。寒武系不整合于震旦系之上，以海相白云岩为主，整体表现为单斜地层，仅在局部组中出现褶皱和古溶洞等。早寒武世，区内地壳下沉，相对海平面快速上升，形成新的海侵。底部玉尔吐斯组多为含磷硅质岩，夹有黑色页岩层图3-g下寒武统肖尔布拉克组及上寒武统下丘里塔格组白云岩中方解石充填均较多，抗

11、风化能力强，且后者普遍发育叠层石。中奉武统阿瓦塔格组那么以“红层与寒武系其他组直质显区分开，上部主要为紫红色泥岩与粉晶白云岩互层，中部主要为钙质泥岩与粉品白云岩互层，底部主要为钙质泥岩,含有少量泥质灰岩,局部含有竹叶状构造，为蒸发台地相。早寒武世海侵到达顶峰后，随即发生海退，中寒武世后期海平面到达最低点，地势较高的地方发生强烈的蒸发作用，发育了较厚的营盐层，而在地势较低的地方蒸发作用不明显,沉积了红色泥页岩和白云岩，使原来较平缓的地势更趋平坦。西北缘在中寒武世晚期地势较低，沉积了阿瓦塔格组红色泥页岩。晚寒武世再次发生海侵，海水由北向南推进，一直到达铁克里克古隆起的边缘，使塔里木西部成为一片广阔

12、的浅水台地海域，为叠层石发育提供了有利条件。塔里木盆地东北缘塔里木盆地东北系指摩尔勒和假设羌连线以东、罗布庄凸起以北的地区，面积约60104kr112.露头、钻井及地震资料分析揭示，上震旦统、寒武系、幽陈I系及志留系，最大沉积厚度可达1200Om左右。其中上震旦统根本上是一套碎屑沉积，偶夹一些内源沉积，在库鲁克塔格露头区厚约650m0寒武系主要图3塔眼木盆地北缘新元古代一塞武纪地U地质特征a-乌什剖面地M远景图：b-乌什剖面阿克苏群片岩;C一苏盖特布拉克制面出华系冰磷心;d塔东北绿雅尔当山制面阿勒通沟组冰破心：L-雅尔当山剖而盖帽碳酸盐心底部,夹杂灰绿色冰破心;J阵勒西刖而下震旦统苏或特布拉克

13、组浪成千涉波痕;g-肖尔布拉克削面下寒武统玉尔吐斯组以内郴皱Fg.3CieologicalcharacteristicsofNanhuaCambrianstratainnorthcnmarginofTarimBaSiIla-StauinWUShisection;b-SchistofAksuGroupinWushisection;C-TilliteofNanhuaSysteminSugaitebulakcsection;d-TiUitcofAltungalFomutioninYaerdaHgsectionofnortheastTarim;e-BottomofcapcarbonateofYacrd

14、ngsection,Withalittlegreen-graydllitc;f-Wave-interferencerippiesinSugaitebhkcFomutionofwestKulcsection;904塔西南克Ift苏胡木IJLI尔米克蛆震H系冰哦号 酉灰岩塔西北系组 柱状图滨海楸格代11 奇布克尔那维一塔东北冰川招芸门云启乃恩布拉克lI组武系汉格尔泉 盯旧朴发肯担 SaAfflMv-mW A 目含绿仁K昌附协匕g泥岩砂4 H 置金岩幽吕2电2潭纹岩玄武尤图4塔里木盆地新元古代一家武纪地层露头区对比图如剖Fig.4StratigraphiccorrelationofNanhua-Ca

15、mbriansystemsinTanniBasin24是一套碳酸盐岩、硅质岩和页岩沉积，厚度分布较稳定,多在300400m奥陶系十分发育,根本上是一套碎屑岩,最厚可达7OOom以上,一般厚2000-3000m0南华系贝义西组厚度可达1000m,下部为以块状玄武岩为主的一套中基性火山岩，上部为以流纹岩为主的一套中酸性火山岩，反映大陆裂谷环境。照壁山组在南区未见，仅出露于北区。阿勒通沟组底部为一套冰川沉积形成的巨厚的灰绿色冰磺岩图3-d，可与全球StUtian冰期事件相对应。其顶部为盖帽白云岩图3-e、黑色炭质页岩与薄层硅质岩互层，属于冰期之后的潮间及闭塞海湾沉积。特瑞爱肯组以冰硬岩为主，下部夹页岩。震旦系整合于南华系之上图4。育肯沟组主要为石英砂岩与深灰色薄-中层粉砂质泥岩、粉砂岩互层，为滨海相沉积。水泉组底部为灰黄色薄-中层泥粉晶砾屑云岩夹泥晶云岩，上部为灰绿色薄层泥岩夹紫红色粉砂岩、灰黄色薄层泥晶云岩，发育纹层构造，整体为混积潮坪相沉积。汉格尔乔克组下部为黄绿色冰硬岩，上部为盖帽白云岩，推断为滨浅海冰川相沉积，可对应于全球Gaskier冰期事件。寒武系不整合于震旦系之上。下