新疆伽师地区古近系沉积环境分析

施龙青　王志伟　吕大炜　从培章　宋忠航　王泽利

摘 要：基于伽师铜辉铜矿的钻井资料、大量现场实测剖面和采集样品薄片资料粒度分析，利用沉积学、地层学等多门学科的综合技术和方法分析伽师地区的沉积环境和沉积相。通过粒度分析发现，研究区古近系沉积环境主要为海滨相。在研究区古近系识别出扇三角洲相、台地—潟湖相、潮坪相、辫状河三角洲相平原相、辫状河三角洲前缘相5种沉积相和多种沉积亚相。另外，研究区古近系总体经历过5次海侵海退，而古近纪紫红色沉积物、石膏层的出现表明了这个地区是干旱、炎热的古气候环境。研究发现，研究区铜矿体主要赋存在灰绿色细砂岩中，所以，通过分析其沉积环境来探讨铜矿体的赋存规律。

关键词：粒度分析；沉积环境；沉积相；沉积演化

中图分类号：P586 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.005

近年来，在塔里木盆地西南缘古近系中发现了多个大型沉积型铜矿床，比如库车地区滴水矿区、沙里拜铜矿区、花园铜矿点和沙哈尔铜矿等。已有部分学者研究发现，铜矿床的成因与其沉积环境有很大的关系。塔里木盆地伽师地区位于喀什东北部，这些年在该区发现了大型的砂岩型铜矿（伽师铜矿区），虽然已有人员对该矿区的砂岩沉积环境开展了部分研究，但是，对于砂岩的成因还有争议。目前，已经发现对沉积型铜矿有利的沉积环境有河湖相环境、深湖相—三角洲相—河流冲刷多重沉积环境、湖相沉积环境等，它们大部分处于距离物源比较近的过渡环境范围内。由此可以看出，该区基础沉积环境有待进一步深入。为此，本文将伽师地区伽师铜辉矿区作为研究对象，通过对野外地质观测、沉积相和沉积环境研究、对剖面样品粒度的分析，阐明了伽师铜地区的地质特征，希望对以后该地区的研究和找矿工作有一定的指导意义。

1 区域地质背景

伽师地区位于塔里木盆地西北缘柯坪古生代前陆盆地西南处，北部以哈拉峻阿合奇断裂为界，与南天山晚古生代陆缘盆地相邻，是塔里木北缘的一个陆内海盆。矿区的区域构造位于以古生界为基底的中-新生界坳陷或断陷盆地中。矿区所在的盆地北以哈拉峻-阿合奇断裂为界，与南天山晚古生代陆源盆地相邻，南到巴楚附近，与塔里木盆地相接。矿区所蕴含的矿带位于塔里木板块西北缘，北以库尔勒深断裂与南天山造山带毗邻，南和东部受环形断裂所限，长约300 km，宽30～75 km，面积约为15 000 km2。成矿带的矿产以沉积型为主，自震旦纪至石炭纪基本为稳定性连续沉积，为铜矿的形成提供了良好大地构造环境。本文将研究区的古近纪地层分为两段，上段多厚约46 m，以含凝灰质砾石、灰白色中砂岩、泥岩、灰岩和石膏为主；下段多厚约47 m，以红色砾岩、含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩为主。

2 沉积相分析

本文主要采用粒度分析法来推测研究区的沉积环境。通过对采集研究区各地层样品的粒度分析，将JSPB59、JS07-1、JSPB24作为研究对象，从Friedman在1979年划定的海滩砂与河道砂的离散界线中可以看出，它们都在河道砂范围内。JSPB59、JSPB24靠近河道砂与海滩砂界限，所以，符合滨海相砂岩的特征。伽师矿区样品的标准偏差（σi）与偏度（SK）离散情况如图1所示。

JSPB59粒度分析结果表明，当σi=0.673（在0.50～0.70）时，分选性较好。由图2a可知，概率累计曲线以滚动次总体、跳跃次总体为主，其含量分别在40%，60%左右，悬浮次较少。这一情况反映了当时水动力条件剧烈。当峰态量度KG=1.89时，频率曲线形态为含尾部的尖（窄）峰分布，偏度SK=0.224，峰态很窄，正偏为主，粒度下粗上细，代表扇三角洲沉积环境。

JS07-1粒度分析结果表明，当σi=0.673（在0.70～1）时，分选性中等。由图2b可知，概率累计曲线为二段线，以跳跃次总体为主，含量大约为80%.这一情况反映了当时水动力条件是比较剧烈的。当峰态量度KG=1.17时，峰态窄，偏度SK=0.22，峰态中等，正偏为主，粒度下粗上细。

JSPB24粒度分析结果表明，当σi=0.484（在0.35～0.50）时，分选性好。由图2c可知，概率累计曲线为二段线，以跳跃次总体为主，含量大约为70%.这一情况反映了当时水动力条件比较剧烈。当峰态量度KG=1.05时，峰态中等，偏度SK=0.146，正偏为主，细、中粒为主。

在粒度特征分析的基础上，运用粒度分析法可得出3种类型的概率累积曲线：①以JSPB59为例，即由滚动组分和跳跃组分组成的多段式。它具有明显的双次跳跃总体，以滚动搬运组分为主，而且悬浮搬运组分所占比例极少，粒级差别大。水动力条件较强代表扇三角洲环境。②以JS07-1为例，即由跳跃组分和悬浮组分组成的两段式。它具有明显的双跳跃总体，悬浮组分在曲线图中占有一定的比例，而且越往上层，悬浮组分所占比例越大，滚动搬运组分占得比例基本为0.水动力条件比较弱代表辫状河三角洲平原沉积环境。③以JSPB24为例，由跳跃组分和悬浮组分组成的两段式。悬浮组分占的比例继续增大是水动力条件继续减弱造成的，它代表辫状河三角洲前缘的沉积环境。

3 沉积环境演化

研究区古近系早期南天山向南强烈挤压，强烈的抬升和沉降形成扇三角洲沉积环境，沉积物厚度在0.5～2.6 m。古特提斯海水继晚白垩世的入侵和退缩后进入了研究区。随着海平面的上升，伽师地区被覆盖在海平面之下，形成了台地、潟湖环境，相对来说，海平面自东向西逐渐变浅。此时，该地受海水的影响比较小，生物发育，形成了碳酸盐岩。同时，伽师地区相对海平面位置达到最大。当海平面开始下降时，研究区环境逐渐变为潮坪环境。在此沉积环境中，海平面波动下降，环境从潮上带逐渐变为潮间带，形成了膏岩与碎屑岩沉积。渐新世开始，海水逐渐退去，形

成了辫状河三角洲平原沉积，由原来碳酸盐膏岩沉积转变为碎屑岩沉积，以砾岩、含砾砂岩和砂岩为主。当海平面缓慢上升时，研究区形成了辫状河三角洲前缘环境。这时，该地区受海水的影响较少，普遍发育水平层理和小型交错层理。在此过程中，倾向较小则说明到时沉积基准面平缓。随后研究区海平面波动下降上升，形成了以辫状河三角洲平原为主的沉积环境。

4 结论

通过对样品粒度分析可知，伽师地区古近系沉积环境多为海滨相。至此，可以将沉积相划分为底部含凝灰质砾岩、红色泥岩和灰白色中砂岩的扇三角洲相沉积，灰岩、砂岩层为主的台地、潟湖相沉积，石膏-泥岩为主的潮坪相沉积，砾岩和下部砂岩层为主的辫状河三角洲平原相沉积，细砂岩、泥岩互层和粉砂岩为主的辫状河三角洲前缘相沉积。在相关研究中发现，铜矿体赋予的灰绿色细砂岩主要发育在辫状河三角洲沉积序列中，而且辫状河三角洲沉积环境有利于铜矿体的赋存。

参考文献

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〔编辑：白洁〕