石油天然气学报（江汉石油学院学报）２０１３年２月第３５卷第２期 ・ １６ ・ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ）Ｆｅｂ．２０１３ Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．２ 准噶尔盆地南缘小泉沟群沉积物源特征 及构造一环境分析 杨颖，周立发 （西北大学动力学国家重点实验室；西北大学地质学系，陕西西安７１ ００６９） 白斌（ＬｌＪ ’ ＼ 中国石油勘探开发研究院重 验室。西北大学地质学系’１ ０００８，北京 ３ ． 西安７１ ００６９）崔景伟 （中国石油勘探开发研究院，北京１ ０００８３） ［摘要］通过多种物源分析方法综合研究表明，准噶尔盆地南缘小泉沟群（Ｔｚ一。ｘ）物源区主要来自火山弧 物缘区；盆地南缘东段重矿物组合特征表明，母岩为中酸性岩浆岩和中低级变质岩，物源区应为南部的 博格达山。西段重矿物组合表明，物源区母岩应为中低级变质岩一中酸性岩浆岩和沉积岩，表明北天山隆 起后曾一度成为研究区主物源。砾石成分分布表明石炭系主物源不是来自伊林哈比尔尕山，而是来自伊 林哈比尔尕山以南至中天山地区；花岗质糜棱岩砾石表明位于中天山北缘韧性剪切带也可能为盆地另一 物源区。总之，研究区在中一晚三叠世处于准平原化构造作用阶段，物源主要来自博格达山和伊林哈比尔 尕山，但由于沉积区与物源区之间地形相差小，属于准平原环境。构造环境为活动边缘或弧区， 沉积环境主要呈现为温暖一湿润环境下的湖泊沉积。 ［关键词］物源分析；沉积一构造环境；准噶尔盆地南缘；小泉沟群 ［中图分类号］ＴＥｌ２１．１ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２０１３）０２—００１６—０４ 准噶尔盆地南缘山前构造带处于北天山造山带与准噶尔盆地的结合部位，南抵伊林哈比尔尕山一博 格达山，北至准噶尔盆地昌吉凹陷，构造单元涵盖北天山山前断褶带西段（乌鲁木齐以西）、昌吉凹陷、 四棵树凹陷、博格达北缘断褶带（乌鲁木齐以东）和准噶尔盆地东部隆起区南部等多个构造单元口～ 。 研究区自晚石炭世以来，发育不同构造旋回控制下的不同构造一沉积组合体。其中，大约距今 ２４２Ｍａ存在于石炭系～二叠系与上覆中、上三叠统之间的不整合界面，是研究区发生重大构造沉积换转 界面，其结束了早三叠世干燥陆相沉积环境，转而进人温暖潮湿环境期，开始形成了研究区分布广泛的 烃源岩 ｊ。现阶段对于该时期重要烃源岩发育时期原型盆地研究甚少，制约了该区烃源岩的准确评价。 因此，恢复研究区中、上三叠统物源特征，探讨其构造一环境将为恢复中、上三叠统（距今约２４３～ ２１３Ｍａ）小泉沟群（Ｔ：一。ｘ）沉积期盆地原型提供有利基础资料。 Ｔ ｘ岩性为灰色、灰黄色砂岩、泥岩暗色炭质泥岩夹薄煤层。顶部与水西沟群（Ｔ ｓｈ）表现为整 合或不整合接触，以岩性粒度逐渐变粗为其分界依据，底部与仓房沟群（Ｔ ｃｈ）不整合接触，表现为 红色岩层剧减为界 ｊ。 １物源特征分析 盆地物源分析方法众多 ，已广泛被众多学者应用。其中经典研究方法包括了：重矿物组合法、 地球化学法、砾石成分分析法、岩屑成分分析法以及古水流分析法。该次物源分析将结合研究区复杂地 质特征，利用多种方法综合恢复物源区沉积特征。 ［收稿日期］２０１２—０５—２８ ［作者简介］杨颖（１９８１一），女，２００４年大学毕业，讲师，硕士生，现主要从事原型盆地恢复方面的研究工作。 第３５卷第２期 杨颖等：准噶尔盆地南缘小泉沟群沉积物源特征及构造一环境分析 １．１砾岩中砾石成分组成及其蕴含的物源区特征 Ｔｚ—ｓＸ砾岩在准噶尔盆地南缘东西两段均有发育，在对研究区东段伊林哈比尔尕山前乌苏市四棵树 河剖面与西段博格达山前吉木萨尔县水西沟剖面采集的Ｔ 一。ｘ砾岩中砾石成分统计表明，研究区东段主 要发育凝灰质粉砂岩、脉石英以及玄武安山玢岩和钾长花岗岩，而西段则以脉石英及粉砂岩为主，预示 了准噶尔盆地南缘东西两段在中晚三叠世沉积期存在不同的物源区组成。 伊林哈比尔尕山前Ｔ ｘ砾岩中大量发育脉石英以及粉砂岩，其中脉石英相对体积分数最高可达 ４８ ，凝灰岩类体积分数较低，仅含１％左右。砾石成分特征表明，以石炭系凝灰岩、火山岩和侵人其 中的花岗岩构成的伊林哈比尔尕山，可能还不是主要的剥蚀物源区。在中、上三叠统，主要物源可能应 来自伊林哈比尔尕山以南到中天山地区。同时，砾岩中存在部分花岗质糜棱岩，表明中天山北缘大断裂 带的韧性剪切带也为盆地物源区。 博格达山前Ｔｚ一。Ｘ砾岩以发育凝灰质粉砂岩、脉石英（玛瑙）、玄武安山玢岩和钾长花岗岩为其特 点，其成分与南部的博格达山石炭系一二叠系沉积的玄武安山质凝灰岩、凝灰质生物碎屑灰岩、凝灰质 砂岩相同。可见，博格达山至少应为其提供物源。同时，砾岩成分中存在体积分数约６２％的玛瑙和脉 石英也表明，沉积物存在长距离搬运过程，博格达山以南地区也应为物源区，研究区当时地形总体呈现 为低缓沉积环境，为沉积物长距离搬运提供可能。 １．２ Ｔ２． Ｘ砂岩碎屑成分及其地质意义 研究区Ｔ Ｘ砂岩薄片数据表明，样品中长石、石英和岩屑平均体积分数分别为２Ｏ 、３７％和 ４３ ，整体属于长石质岩屑砂岩。运用Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ分析理论Ｌ８ 进行物源区构造环境恢复研究表明，准噶 尔盆地南缘Ｔ 一。Ｘ样品在物源类型三角图中基本都落在火山弧物源区及附近（图１），反映了其与上石炭 统柳树沟组（Ｃ １）凝灰岩、玄武安山玢岩及侵入于石炭系内的钾长花岗岩是相同的构造环境。因此， 在中晚三叠世，博格达山与伊林哈比尔尕山以南中天山地区已经分别成为准噶尔南缘东、西段物源区。 １．３ Ｔ２．，Ｘ碎屑岩主量元素特征及其反映的物源区性质 由于不同大地构造环境具有一定的物源区特征，利用主量元素特征对准噶尔南缘Ｔ 一。ｘ碎屑岩样品 进行物源区特征分析。在Ｒｏｓｅｒ等Ｌ９ 提出碎屑沉积物源区特征主量元素函数判别图解上，样品落人了 中性岩火成物源区 长英质火成物源区和石英岩沉积物源区（图２），表明研究区Ｔ猢Ｘ物源区组成成分 复杂，既包括火山岩，也含有陆相碎屑岩，反映了研究区南部伊林哈比尔尕山的石炭系火山岩，与博格 达山Ｃ。ｌ中的凝灰岩、玄武安山玢岩及凝灰质粉砂岩和陆相碎屑岩都为其提供物源。 注： （Ｑ）、 （Ｆ）、 （Ｌ）分别表示石英、长石和不 判别函数１ 稳定岩屑体积分数。 注：判别函数１和判别函数２见文献［９］ 图１ 研究区Ｔ２．，ｘ砂岩物源类型三角图 图２研究区Ｔ２．，Ｘ碎屑沉积物物源区特征主量 元素函数判别图（底图据文献［９］） ．１８． 石油天然气地质 ２０１３年２月 １．４重矿物资料反映的物源特征 研究分别对准噶尔南缘乌苏四棵树、大龙口、水西沟和托克逊剖面Ｔｚ一。ｘ砂岩样品进行了重矿物分 析。重矿物组合特征表明，准噶尔盆地南缘东、西两段Ｔｚ一。Ｘ重矿物组合存在较大差别。准噶尔盆地南 缘西段四棵树剖面重矿物以稳定矿物为主，不稳定矿物未见。但准噶尔盆地南缘东段水西沟露头剖面不 稳定矿物体积分数高达５６．１６ ９／５，其中绿帘石体积分数５５．６１ ，而稳定矿物则仅为３７．４３ 。重矿物 组合特征表明，在Ｔ。一。ｘ沉积期，准噶尔盆地南缘东、西两段分别属于不同物源体系。其中，研究区西 段重矿物以稳定矿物为主，反映了其物源区较远，主要物源区应来自伊林哈比尔尕山及其以南的中天山 地区。而研究区东段不稳定矿物含量高，反映了近源供给的特点，应来自就近的博格达山隆起。 重矿物组成特征表明，准噶尔南缘西段Ｔ 一。Ｘ样品重矿物成分为钛铁矿一白钛矿一电气石一锆石一磷灰 石一石榴子石一金红石和重晶石组合，物源区母岩属于中低级变质岩一中酸性岩浆岩及沉积岩。可见，伊 林哈比尔尕山及其以南的中天山地区成为研究区主要物源区。南缘东段Ｔ 一。Ｘ样品重矿物组成为钛铁 矿一白钛石一锆石一石榴子石一磁铁矿一电气石一铬铁石和磷灰石组合，母岩属于中酸性岩浆岩与中低级变质 岩。其中，水西沟剖面可见绿帘石一磷灰石一石榴石组合，母岩属于中一高级变质岩与中酸性岩浆岩。因 此，发育大量火山岩的南部博格达山石炭系地层应为其物源区。 ２中晚三叠世构造一沉积环境格局分析 根据研究区泥页岩主微量元素地球化学数据进行构造环境分析，认为准噶尔南缘Ｔ 一。Ｘ构造环境主 要为岛弧和活动边缘物源区环境（图３）。在此构造背景下，研究区经过早三叠世削高填低沉积作 用过程，在中、晚三叠世造成北天山、准噶尔盆地相邻区地形逐渐趋于一致，整体处于准平原化期的稳 定拗陷阶段，最终沉积一套以滨浅湖相为主的Ｔ。一。Ｘ（图４）。其中，中三叠统克拉玛依组（Ｔ ｋ）在玛 纳斯一奇台一带发育较好，表现为一套比较温暖一湿润环境下的湖泊沉积物；上三叠统黄山街组（Ｔ。ｈ） 为最大水进期的广湖沉积，在研究区厚约４００ｍ，上三叠统郝家沟组（Ｔ。ｈｊ）在南缘主要为滨浅湖相与 河流相沉积。沉积范围要比仓房沟群（Ｔ ｃｈ）更大，在盆地南部及以北地区可见其超覆于石炭系一二叠 系地层之上。 ，．、 ０ 《 ０ 、 釜 Ｚ 、－， ＼ 一． ＼ ０ ，．、 ０ 、＿， 、 ｗ（Ｋ２Ｏ）／ｗ（Ｎａ２０） ｗ（ＳｉＯ２），０／０ 注：Ｗ（Ｋ２０）、Ｗ（Ｎａ２Ｏ）、Ｗ（Ｋ２Ｏ）、Ｗ（Ｎａ２Ｏ）、Ｗ（ＳｉＯ２）为质量分数。 图３ Ｔ２．３Ｘ砂泥岩ｗ（ｓｉｏ２）／ｖ（Ａｌ２Ｏ３）与ｗ（Ｋ２０）／ｗ（Ｎａ２Ｏ）、ｗ（Ｋ２Ｏ）／ｗ（Ｎａ２０）与 ｗ（ＳｉＯ：）构造环境判别图（底图据文献［１０］） ３结 论 １）中、晚三叠世，伊林哈比尔尕山和博格达山仍为研究区主要物源，但物源区与沉积区之间地形 基本一致，属于准平原环境。 ２）在Ｔ Ｘ沉积时期，研究区全面进入准平原化和稳定拗陷沉降阶段，形成一个较大范围的统一 第３５卷第２期 杨颖等：准噶尔盆地南缘小泉沟群沉积物源特征及构造一环境分析 ・ １９ ・ 盆地。沉积环境已由晚二叠世到早三叠世的干燥陆相沉积转变为温暖潮湿的气候，在研究区形成了以 Ｔ。ｋ为代表的烃源岩系。 图４准噶尔盆地南缘三叠纪原型盆地环境格局图 － ［参考文献］ ［１］刘和甫．前陆盆地类型及褶皱一冲断层样式 ［Ｊ］．地学前缘，１９９５，２（３）：５９￣６８． ［ｚ］刘和甫，夏义平，殷进垠，等．走滑造山带与盆地耦合机制［Ｊ］．地学前缘，１９９９，６（３）：１２１～１３２． ［３］贾承造．中国中西部前陆冲断带构造特征与天然气富集规律口］．石油勘探与开发，２００５，３２（４）：９～１５． ［４］白斌，周立发，邹才能，等．准噶尔盆地南缘若干不整合界面的厘定［Ｊ］．石油勘探与开发，２０１０，３７（３）：２７０￣２８０． ［５］维吾尔自治区地质矿产局．维吾尔自治区岩石地层［Ｍ］．武汉’：中国地质大学出版社，１９９９； ［６］汪正江，陈洪德，张锦泉．物源分析的研究与展望［Ｊ］．沉积与特提斯地质，２０００，２０（４）：１０４￣１１０．‘ ［７］赵红格，刘池洋．物源分析方法及研究进展口］．沉积学报，２００３，２１（３）：１～６． ［８］Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ Ｗ Ｒ．Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｏｆ ｔｒｉｐｌｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ Ｓａｎ Ａｕｄｒｅｓｓｔｒａｎｓｆｏｒｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｍａｌｏｆ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９７９，８４：５６１ ～５７２． ［９］Ｒｏｓｅｒ Ｂ Ｐ，Ｋｏｒｓｃｈ Ｒ Ｊ．Ｐｒｏｗｅｎａｎｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓａｎｄｓｔｏｎ￣ｍｕｄｓｔｏｎｅ ｓｕｉｔｅｓ ｕｓｉｎｇ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎ｛ｕｎｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｅｌｅｍｅｎｔｄａｔａ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ，１９８８，６７：１１９～１３９． ［１Ｏ］Ｒｏｓｅｒ Ｂ Ｐ，Ｋｏｒｓｃｈ Ｒ Ｊ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｓｕｉｔｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｓｉ０２ ｃｏｎｔｅｎｔａｎｄ Ｋ２０／ＮａｚＯ ｒａｔｉｏ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｇｅｏｌ， １９８６，９４：６３５～６５０． ［编辑］ 宋换新
