新疆哈拉奇地区古生代沉积相及沉积环境

刘晓煌,孙兴丽，牛树银，刘龙龙,马伟,王卫国,吕兵团,刘玖芬

（1.武警黄金第七支队，山东 烟台 264000；2.中国地质大学（北京），北京 100083；3.石家庄经济学院，河北 石家庄 050031）

新疆哈拉奇地区古生代沉积相及沉积环境

刘晓煌1,孙兴丽2,3，牛树银3，刘龙龙1,马伟1,王卫国1,吕兵团1,刘玖芬1

（1.武警黄金第七支队，山东 烟台 264000；2.中国地质大学（北京），北京 100083；3.石家庄经济学院，河北 石家庄 050031）

为进一步研究哈拉奇地区古生代沉积地质，根据研究区的岩性、岩相建造、古生物化石、沉积演化、沉积构造等基本数据，采用野外观察与室内研究相结合的方法，对古生代的沉积环境进行了分析。结果表明，该区古生代岩性组合依次为灰岩-砂岩-灰岩-白云质灰岩，反映了海退-海进-海退的沉积序列。

哈拉奇地区；古生代；沉积环境；沉积演化

哈拉奇地区位于塔里木盆地西北缘，大地构造位于塔里木—华北板块塔里木微板块阔克塔勒晚古生代陆缘盆地与柯坪前陆盆地的接触部位[1]，区内广泛出露古生代地层。前人对柯坪前陆盆地沉积相及沉积环境进行了大量的研究[2-3]，但对阔克塔勒晚古生代陆缘盆地与柯坪前陆盆地过渡区域研究很少，同时许志琴院士在研究塔里木地块与古亚洲/特提斯构造体系的对接问题时指出“这个过渡区域石炭纪应该存在被动陆缘深水沉积”[4]。哈拉奇地区的地层主要是古生代地层，地层相对连续，后期运动对其改造较小，因此，本文研究对于该过渡区域古生代沉积相、沉积环境和地质演化有一定指导意义。

图1 哈拉奇地区大地构造位置示意图Fig. 1 Geotectonic position of the Halaqi area

1 区域地质概况

新疆哈拉奇地区位于阿合奇县西南，北部与吉尔吉斯斯坦交界，南部毗邻塔里木盆地[5]，大地构造

位于塔里木陆块西北缘地带，塔里木-华北板块塔里木微板块阔克塔勒晚古生代陆缘盆地与柯坪前陆盆地的接触部位，南部受向南逆冲的喀拉俊-柯坪塔格弧形推覆构造系统控制；北部受大型左旋压扭性迈丹-喀拉铁克断裂带控制。大地构造位于塔里木-华北板块（Ⅲ）塔里木微板块（Ⅲ1）阔克塔勒晚古生代陆缘盆地（Ⅲ13）与柯坪前陆盆地（Ⅲ15）的接触部位[6]（图1）。

区内出露地层以古生代地层和新生代地层为主。地层区划属塔里木-南疆地层大区，塔里木地层区的塔北地层分区、中南天山-北山地层区的南天山地层分区，柯坪地层小区和阔克沙勒岭地层小区。

区内断裂构造以总体NEE走向、向南南东突出的弧形褶皱和断裂构造为主[7]。主要断裂为迈丹-喀拉铁克、喀拉俊-柯坪塔格等断裂带，在靠近喀拉俊-柯坪塔格弧形推覆构造系统的喀默什特图幅内，推覆构造相当发育，断裂倾向NNW，倾角10～30°；主要褶皱构造为迈丹他乌、柯坪塔格等一系列背斜、向斜构造，总体呈背斜紧闭、向斜开阔的隔档式组合型式[8]。而且断裂构造往往发育在倒转紧闭背斜的倒转翼，表明推覆构造与褶皱构造密切相关。

2 地层划分

哈拉奇地区出露了较齐全的古生代地层，本文以实测剖面和前人资料[5,6,7]为基础，根据岩石地层组合的特征和主要古生物化石，对古生代地层进行了划分，见表1。

表1 区域岩石地层划分方案及沿革Table 1 Lithostratigraphic division and evolution in the area

3 沉积相及沉积环境分析

根据岩性、岩相建造、古生物、沉积构造等单因素标志，编制了哈拉奇地区古生代地层柱状图（表2），对哈拉奇地区AA’剖面进行了详细沉积相和沉积环境分析（图2），依据该区古生代沉积相和沉积环境将该区沉积演化划分4个阶段（图3）。

3.1 寒武纪-奥陶纪被动大陆边缘碳酸盐台地沉积

寒武纪-奥陶纪沉积体系由台地体系向陆棚体系转换[9]，表现为海退体系。

图2 哈拉奇地区区域地质简图Fig.2 Halaqi regional geological mapa∶1，第四系；2，上二叠统；3，下二叠统；4，上石炭统-下二叠统；5，上石炭统；6，下石炭统；7，中上泥盆统；8，下泥盆统；9，中上志留统；10，下志留统；11，中奥陶统；12，下奥陶统；13，寒武系；14，楔形体；15，正断层；16，逆断层；17，左行走滑断层；1,8，右行走滑断层；19，平行不整合；20，产状；21，背斜轴线；22，向斜轴线；23，断裂编号；24，褶皱编号b∶1，灰岩；2，生物屑灰岩；3，白云岩（灰质白云岩）；4，生物屑白云岩（灰质白云岩）；5，泥岩（泥灰岩）；6，砾岩；7，粗砂岩；8，中砂岩；9，细砂（粉砂岩）

表2 哈拉奇地区地层沉积环境特征表Table 2 Stratigraphic sedimentary environment characteristics of the Halaqi area

早寒武世为局限台地潮下沉积相，岩性为白云质灰岩、灰黑色含砾灰岩夹碳质页岩夹细晶灰岩、硅质条带、条带状灰黑-白色灰岩；中晚寒武统一段为蒸发台地潮间相，岩性为角砾灰岩、紫红色泥岩互层；二段为蒸发台地潮上相，岩性为微层泥灰岩、灰白色细-粗晶灰岩夹紫红色泥岩。化石主要为三叶虫和喇叭角石，沉积环境从潮下向潮上发展，为海退体系。

早奥陶统一段为台地蒸发潮间相，为鲕粒灰质白云岩、砾屑灰质白云岩和砂屑白云岩；二段为台地蒸发潮上相，为灰白-灰黑色中厚层-块状白云岩，含燧石条带（团块），偶见生物屑白云岩，纹层发育，化石

见笔石、三叶虫、珊瑚等；三段为台地蒸发潮下相，岩性为灰黑-灰白色中层细晶灰岩、粒屑灰岩，局部夹砾屑灰岩，纹层发育。沉积环境从潮上向潮下发展，为短暂海进体系。

中奥陶世为混积陆棚相，岩性为灰绿色千枚岩化粉-细砂岩，局部夹泥灰岩，化石见大壳虫相似种、细长米契林角石、足状拟藻迹。

3.2 志留纪-早石炭世被动大陆边缘的陆源碎屑岩沉积

早志留世塔里木板块处于北纬低纬度带[13]（12.5°N），中晚志留世的古纬度（16.1°N），发生大规模的北向漂移，同时其顺时针旋转，南天山洋的快速消减使该被动陆缘已处于挤压背景下，志留纪地层发生变质作用，同时使得阿尔帕确依切克背斜进一步弯曲，形成水下障壁岛，使得背斜北西翼为无障壁海岸、南东翼为有障壁海岸的沉积环境。

早志留统一段为碎屑岩陆棚的远滨相，为灰黑细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，夹灰白色中厚层中粒石英砂岩，纹层发育；二段灰绿色中粒砂岩夹灰白色中砂岩，波痕、改造波痕发育。化石见花瓣笔石、长形花瓣笔石相似种、细小双笔石相似种、栅笔石、盘旋半耙笔石和七角井雅菊石。

中-晚志留世为碎屑岩陆棚的下临滨-过渡带相，为紫红色粉砂岩（中粒）夹灰绿色、灰白色中砂岩，波痕、改造波痕发育，化石见米克螺未定种、曲线螺环未定种、管珊瑚、线形迹未定种、塔里木葛洛克迹、圆脐螺未定种等。沉积盆地由奥陶纪的陆内拉张-混积陆棚演变为克拉通边缘挠曲盆地，沉积环境由碳酸盐台地演变为陆棚。

图3 哈拉奇地区沉积环境及演化史Fig. 3 Sedimentary environment and evolution history of the Halaqi area

早中泥盆世北西翼依木干他乌组一段为无障壁海岸的下临滨相，为紫红色中-细粒砂岩夹紫红色-灰绿色泥岩、粉砂质泥，波痕、水平层理发育；二段为上临滨相，为紫红色粉砂质泥岩夹灰绿色、灰白色中砂岩、粉砂岩，波痕、砂隆、交错层理发育。化石见叠层石、秦岭毛发迹、海神石未定种、甲壳虫、佩诺肋壳节石、日射脊板珊瑚未定种、英吉沙乌贺陶石燕及遗迹化石。南东翼一段为有障壁海岸的潮间相，二段为潮上相，碎屑岩粒度较北西翼粗，并夹有砂砾

岩，发育波痕、泥裂、雨痕、水平层理和大型交错层理。该时期整体为海退体系。

晚泥盆世北西翼克孜尔塔格组一段为无障壁海岸的中临滨相，为紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩夹灰绿色、灰白色砂岩，水平层理发育；二段为紫红色中、粗砂、砂砾岩夹紫红色-灰绿色砂岩、粉砂质泥，干涉波痕、波痕、平行层理、楔状交错层理发育。化石见苔藓虫、蜂巢珊瑚、新疆剥鳞贝和准大柯氏贝等。南东翼一段为有障壁海岸的潮间相，二段为潮下相，碎屑岩粒度较北西翼粗，并夹有砂砾岩，发育波痕、水平层理和大型交错层理，化石与北西翼相似。该时期整体为海进体系。

3.3 晚石炭世边缘断陷盆地-挠曲盆地的陆棚-碳酸

盐台地沉积

早石炭世北西翼为扇三角洲的扇缘相，为灰绿色中-细砂岩夹泥灰岩，顶部见波痕和泥裂，南东翼为扇中-扇缘，为灰绿色中砂-砾岩，化石较少。

晚石炭世北西翼的别根他乌组为碳酸盐台地的边滩-混积陆棚相，为灰黑色含生物屑碳质泥灰岩、生物屑灰岩，夹灰白色（风化面褐色）中厚层石英砂岩，底部砂岩较多，向上砂岩减少，发育古岩溶。南东翼与北西翼沉积相和岩性相差不大，古岩溶不发育。化石见海百合茎、腕足碎片、刺毛珊瑚、菊石。北西翼环境较南东翼更为动荡。

晚石炭世-早二叠世北西翼的哈拉奇组一段为碳酸盐台地的斜坡相，下部为深灰色薄层泥灰岩夹灰黑-绿色泥灰岩，上部为薄层灰岩夹生物屑灰岩、灰黑色燧石条带、灰黑色砂岩。二段为台地边缘浅滩，下部为中-中薄层灰黑色生屑砾屑灰岩、灰岩夹泥灰岩，偶夹燧石条带；上部为厚层-块状含生屑砾屑灰岩、灰岩夹灰黑色薄层灰岩、泥灰岩、燧石条带，水平纹层发育。三段为台地斜坡相，下部为深灰色-灰黑色薄层灰岩、泥灰岩互层夹少量燧石条带；上部为薄层灰岩夹灰黑色厚层生物屑灰岩，局部见燧石条带（团块），水平纹层发育。化石见腕足碎片、虫迹、网格长身贝、珊瑚、木垒纺锤贝、不等圆圆茎、昆仑马丁贝等。南东翼康克林组一段为台地边缘生物礁相，岩性为厚层中晶-泥晶灰岩夹红色砂岩、泥岩、生物碎屑灰岩，鲕粒、纹层、古岩溶发育。二段为生物礁，岩性为中薄层细晶-粗晶灰岩夹粒屑灰岩、生物碎屑灰岩，向上变浅的层序地层发育。三段为台地前坡相，为泥晶灰岩夹生物碎屑细晶灰岩。化石见蜓、腕足、苔藓虫、海百合茎、菊石、蜓、单体珊瑚、藻类。北西翼水体相对较深，为加积沉积，南东翼为进积沉积。石炭系整体为海进体系[14-16]，北西翼拉分明显，断块发育，脉岩发育，南东翼水体较浅，化石种类多，个头大，脉岩不发育，断块不明显。

3.4 二叠纪碳酸盐台地-陆棚沉积

二叠纪在背斜的北西翼沉积环境为潮上-生物礁，化石主要为不等圆海百合茎、亚洲亚珊瑚等，岩性为泥晶泥灰岩夹中-细粒砂岩；南东翼为开阔台地-台缘浅滩环境，化石主要为腕足类，岩性为灰白色灰岩夹碎屑灰岩；总体为海退环境。

4 结论

（1）从奥陶纪-志留纪-早泥盆世，岩性变化为灰岩-白云质灰岩-灰绿色砂岩、泥岩-紫红色砂岩、泥岩，为典型的海退沉积层序；从晚泥盆世-石炭纪，岩性变化为灰绿色砂岩-黑色砂岩、灰岩-灰岩、泥灰岩，为典型的海进沉积层序；从石炭纪-二叠纪，岩性变化为灰岩、泥灰岩-生物碎屑灰岩-白云质灰岩，为典型的海退沉积层序。总之，该区从寒武纪-二叠纪，主要经历了由海退-海进-海退的沉积序列。

（2）寒武纪-奥陶纪为被动大陆边缘碳酸盐台地沉积，至志留纪-早石炭世的被动大陆边缘陆源碎屑岩沉积，晚石炭世边缘断陷盆地-挠曲盆地的陆棚-碳酸盐台地沉积，至二叠纪的碳酸盐台地-陆棚沉积，也同样反映了整体海退-海进-海退的沉积序列。

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Paleozoic Sedimentary Faciesand Sedimentary Environment in HalaqiRegion,Xinjiang

LIU Xiao-huang1,SUN Xing-li2,3,NIU Shu-yin2,LIU Long-long1,MAWei1, WANGWei-guo1,LYU Bing-tuan1,LIU Jiu-fen1
（1.No.7Gold Geological Party of CAPF,Yantai,Shandong,264004 China; 2.China University of Geosciences,Beijing,100083,China; 3.Shijiazhuang University of Economics,Shijiazhuang,050031Hebei,China）

Thispaperanalyzed the sedimentary environmentof Paleozoic strata in the Halaqiregion for further researches on the sedimentary geology.Field observation was combined with in-house studies in the aspects of lithology,lithofacies construction,paleontologic fossil,sedimentary evolution and sedimentary structure.The lithological association is limestone-sandstone-limestone-dolom itic limestone in Paleozoic.It is Suggested that the sedimentary sequence is regression-transgression-regression.

Halaqiregion;Paleozoic;sedimentary environment;sedimentary evolution

P588.2

：A

：1672-4135（2013）04-0249-07

2013-05-16

中国地质调查专项：《新疆哈拉奇地区区域地质矿产调查（1212011120495）、新疆1∶5万卡克、色帕巴衣幅区域地质矿产调查（21201120661）

刘晓煌（1972-），男，博士，从事区域地质调查、矿产勘查工作，E-mail：liuxh19972004@163.com。