准噶尔盆地中晚侏罗世火山事件沉积初探

曹远远 陈飞

摘   要：准噶尔盆地中晚侏罗世火山事件在齐古组、头屯河组形成凝灰岩、凝灰质砂岩夹层，横向上不稳定，在东北缘西山窑组内形成玄武岩、凝灰岩。火山活动具多期次特征，喷发中心位于五彩湾一带。五彩湾地区中晚侏罗世火山岩经蚀变、水解、脱玻化作用形成大型沸石、膨润土矿床，该火山事件与本区硅化木的形成在时空上具有高度相关性，可能提供硅质来源。五彩湾一带火山喷发事件与盆地中新生代砂岩中分布中晚侏罗世岩浆锆石有较好的对应，可能提供部分物源。

关键词：准噶尔盆地;侏罗纪;沸石;膨润土;硅化木

准噶尔盆地是中国中晚侏罗世陆相地层最为发育地区之一，地层记录以河湖相沉积为主，未报道大规模火山作用[1-2]。前人在盆地周缘头屯河组、齐古组、石树沟组识别出凝灰岩、凝灰质砂岩，形成过以凝灰岩为界线，划分齐古组、头屯河组[3-5]，认为火山活动规模较小，火山物质分布范围局限，火山活动未能影响整个盆地[5]。部分学者通过盆地内中新生代砂岩中岩浆锆石年龄、物源研究，显示盆地存在中晚侏罗世火山岩浆活動[6-9]，关于火山活动中心，未形成一定共识。本文尝试通过南缘、东北缘等地火山沉积记录探讨盆地中晚侏罗世火山喷发事件（图1）。

1  中晚侏罗世火山事件在地层中的         记录

红沟剖面  齐古组上部发育灰白色凝灰岩，粉红色凝灰质砂岩，夹褐色泥岩，厚3.95 m，齐古组下部发育粉红色薄层凝灰质砂岩，厚2.72 m[10]。种羊场以西齐古组不含凝灰质砂岩，在玛纳斯河及以东地区齐古组常见凝灰质砂岩[4]。另有学者测得红沟剖面齐古组凝灰岩厚11.74 m，凝灰岩的年龄约限于160～157 Ma[7]。

头屯河剖面  齐古组厚度782 m，由底至顶在100 m处发育灰白色凝灰岩，致密，硅化强，厚为1.42 m，在87 m处发育灰白色薄层凝灰质砂岩，砂岩致密，脆硬，厚6.1 m[10]。喀拉扎山南向斜南翼齐古组底部灰白色晶屑凝灰岩，厚度0.4 m。

大红沟剖面  齐古组下段底部、上段底部均发育一层灰白色凝灰质砂岩[10]，厚约10 m，横向上不稳定，向东到相距不足6 km的水磨沟剖面上变为薄层凝灰岩、凝灰质砂岩。

水磨河剖面  齐古组发育凝灰岩1层，凝灰质砂岩2层，凝灰岩垂向跨度近300 m[5]。

南缘齐古组凝灰岩、凝灰质砂岩分布较普遍，顶、底均有分布，呈多夹层产出，凝灰岩层横向稳定性较差。

西大沟剖面  石树沟组上亚组，相当于齐古组，含肉红色凝灰质砂岩[10]。

沙丘河西翼剖面  齐古组见到1层中厚层凝灰岩，准东井下在齐古组曾发现凝灰岩[5]。

五彩湾剖面  五彩湾矿区沸石矿钻孔显示，含矿层石树组上亚组发育酸性火山碎屑岩，其玻屑及火山灰物质经蚀变、水解、脱玻化已强烈沸石化形成沸石矿床，矿层系白-灰白-淡黄白-淡紫红色，块状构造，具变余凝灰质结构，由玻屑、基质和少量晶屑组成。矿体呈层状或似层状产出，层位稳定。玻屑凝灰质沸石矿，厚5.4～6.4 m，具变余凝灰质结构，玻屑、晶屑凝灰质沸石矿，厚1.8～2.5 m，外观似细砂 岩[12，13]，石树沟组上亚组底部发育凝灰质砂砾岩。

帐篷沟剖面  西山窑组上段发育大型膨润土矿床，由火山碎屑岩和熔岩经脱玻化形成及下部由玄武岩蚀变水解而成。呈变余凝灰结构，角砾状和块状构造，矿层中上段为角砾状矿石，角砾为棱角状，块度5×3cm～15×8 cm，最大40×20 cm，角砾孔隙充填物为蒙脱石和粘土化火山物质，矿层下段为块状膨润土矿石，位于西山窑组巨厚煤层顶板之上，与煤层接触面不平整，由含镁较高的玄武岩蚀变而成，见残留的玄武岩岩块，为黄绿色、灰绿色、黄白色。矿物除蒙脱石外，有方英石、石英、火山碎      屑等[11，12]。

综上，上侏罗统齐古组顶、底均普遍见凝灰岩、凝灰质砂岩，在红层中呈夹层分布，在红沟、大红沟、水磨河剖面，东北缘沙丘河、五彩湾均发育厚层凝灰岩，中侏罗统西山窑组上段在东北缘帐篷沟一带发育火山碎屑岩、玄武岩（图2）[10，14]。

2  讨论

前人在盆地东北缘DB1井晚侏罗世地层获得185～150 Ma，峰值年龄162 Ma，最低年龄为150 Ma的岩浆成因锆石[14];在盆地北缘英1井钻井岩心和德伦山露头剖面下白垩统砂岩样品所获得的单颗粒锆石测年数据中获得170 Ma和140 Ma峰值年龄，认为存在燕山期岩浆活动[15];在盆地南缘下白垩统呼图壁组获得170 Ma岩浆锆石年龄[16]，可明确准噶尔盆地中晚侏罗世存在火山岩浆事件。盆地南缘未见喷发中心产物，五彩湾帐篷沟一带存在喷发中心相产物，该区火山事件可能为盆地内晚侏罗世—新生代地层中岩浆锆石提供物源。

陆相河湖水盆地内部分火山碎屑岩、熔岩经蚀变、水解、脱玻化形成2.5～13.8 m厚沸石、16 m厚膨润土矿化，仅保留变余凝灰质结构、残留玄武岩块体，增加了火山碎屑岩、熔岩识别难度，造成井下凝灰岩电性特征不明显，且东北缘中上侏罗统缓倾，剖面观察困难，准东五彩湾-北山一带大型露采煤矿，地层缓倾，最大剥离深度超200 m，形成中晚侏罗世人工剖面，为研究中晚侏罗世火山沉积事件提供了新路径。

准噶尔东北缘五彩湾-北山一带石树沟组上亚组上段广泛分布硅化木，硅化木时空分布与凝灰岩 （已蚀变、水解为沸石）具高度相关性，火山事件可能为硅化木的形成提供了硅质来源。

五彩湾-北山一带西山窑组厚煤层顶板常见膨润土矿层，膨润土由火山岩蚀变、水解、脱玻化形成，该期火山事件，改变盆地沉积格局，造成本区成煤作用的停止。

3  結论

准噶尔盆地存在中晚侏罗世火山事件，具备多期性，五彩湾一带为喷发中心之一，该火山事件可能为广泛分布的硅化木的形成提供了硅质，改变了准东沉积格局，火山产物在五彩湾-北山一带经蚀变、水解形成沸石、膨润土等非金属矿床。

参考文献

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A Pilot Research on the Volcanic Event Deposits in the Junggar Basin in the Middle and Later Jurassic

Cao Yuanyuan，Chen Fei，Paerhati·Zunu，Cao Xiaohong，Meng He

（Xinjiang Institute of Engineering，Urumqi，Xinjiang，830023，China）

Abstraet：The volcanic event deposits in the Qigu Formation and Toutunhe Formation of middle-late Jurassic are widely distributed in Junggar Basin.The volcanic deposits，such as tuff，tuffite and similar sediments，are interbedded in the terrestrial clastic rocks.The distribution and thickness of the volcanic event layers varies，Basalt and tuff are found in the middle Jurassic Xishanyao Formation in the northeastern margin of the Junggar Basin.The eruptive center is located in the Wucaiwan.The volcanic eruptions has the characteristics of multi-stages.The volcanic ejecta of middle-late Jurassic is altered into zeolite and bentonite by devitrification and hydration in Wucaiwan.There is a spatial-temporal relation between the volcanic event of late Jurassic and silicified woods formation，the source of silicon may be supplied by volcanism.It appears that magmatogenic zircons in late Jurassic-Cenozoic sandstone in Junggar Basin are related to the volcanic event in Wucaiwan.

Key words：Junggar Basin;Jurassic;Zeolite;Bentonite;Silicified woods