哈密地区奥陶系庙尔沟组地层浅析

刘亦南

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队，新疆 乌鲁木齐 830001）

近年来，针对新疆哈密地区的研究工作一直从未间断，前人在此利用1：20万与1：5万区域地质调查工作取得了大量的研究成果，但是还存在很大不足，由于该区有着复杂的地质构造，后期阶段断裂对奥陶系地层形成明显切割，层序不全；奥陶系以断层接触形式与志留系相接，两者之间没有明显的接触界线，致使很多研究工作者，无法清晰的了解奥陶系到志留系这一阶段出现的地质演化情况。此次研究基于“新疆三道岭幅1：25万区调修测（K46C001002）”项目基础上，对奥陶系系层序不全问题进行深入研究，对区内奥陶系的地层分布情况以及层序特征和岩石组合特点以及接触关系和含古生物化石形成环境等展开详细的调查与研究，通过此次研究能够进一步提高区内的认知程度，对奥陶系发展演化历史有一个更加充分的了解，获得丰富的理论知识[1]。

1 研究区现状

在上世纪六七十年代，该区便进行了1：20万区域地质调查工作，后在80年代针对该区开展过详细的专题研究，90年代之后，新疆地矿局第二区调大队又在区内进行了1：5万区域矿产地质调查工作。但因1：5万图幅开展的单位与时间不同，在地层划分上也存在很大的差异性，虽然在同一个地层单元上，地质时代归属也存在一定的差异性，这就造成该区地质发展史和地质构造方面的研究工作存在不同的认识。后期构造严重破坏奥陶系，并对其进行改造，表现出层序不全的出露，奥陶系层断层接触状态与志留系相接，导致现在区内奥陶系发育的实际情况，奥陶系和滞留系之间没有较为明晰的接触关系，应当针对区内的奥陶系展开详细的地质特征研究工作[2]。

2 研究内容方法以及拟解决的问题

文中拟在对前人在该区研究地质信息进行分析的基础上，针对泥盆系地层研究过程当中存在的一些地质问题展开分析探讨，主要的研究对象为哈密地区奥陶系庙尔沟组地层，利用野外地质调查路线进行详细观察，并和实测剖面工作充分结合，对于该区泥盆系实际分布情况和地层层序以及不同的岩石组合特点和地层存在的接触关系，所含有的古生物化石。并在室内进行综合的研究工作，研究分析地层沉积特征以及形成时代与环境，为更加全面深入的了解与认识奥陶系庙儿组地层，实际演化情况提供参考，主要解决了以下几点问题：

对研究区奥陶系缪尔组地层实际分布情况充分的查明，同时了解和掌握该组地层与上下地层相互接触之间的关系，了解和掌握该组地层岩石组合特征，对区内奥陶系庙尔沟组地层层序以及岩石地层单元划分，详细鉴定该组地层当中古生物化石，对地层年代科学确定，进而对研究该区奥陶系庙尔沟组地层提供对比研究依据，对地层接触关系充分查明，确定区内奥陶系庙尔沟组地层地质构造运动性质提供详细的参考[3]。

3 研究思路

文中将“新疆125万三道岭幅（K46DC001002）区域修测”项目作为此次研究的依托，充分结合野外区域地质调查信息资料，综合研究分析室内研究信息，对哈密地区奥陶系庙尔沟组地层的实际分布以及岩性组合和古生物化石特征以及地层层序，还有基础上下地层的关系，开展全面的地层学研究工作，对地层层序展开详细研究，对岩石地层合理划分，开展区域地层对比，通过全面的研究岩石组合以及古生物化石和原生沉积构造等各个方面，来对于沉积环境进行恢复，通过岩石化学技术手段对构造环境和变化特点充分揭示。

4 研究方法

4.1 野外资料收集

①基于路线地质调查工作与剖面测定，了解分析该区泥盆系地层的具体分布，掌握区内岩石组合特点和接触关系，了解和掌握地层的古生物化石特征，并分析区内详细的构造形迹，充分收集相关资料。②剖面测定过程当中，对收集的岩性、化石以及岩相等信息进行全面分析，对岩石薄片系统地进行采集分析研究古生物化石，微体化石和化学分析等[4]。

4.2 实验室样品处理及分析

①样品和微体化石，再通过碎样之后，利用酸碱进行处理，首先将微体样品，破碎成一到二厘米直径，利用干净的塑料桶进盛装，并通过冰醋酸（3%～5%）开展相应的浸泡工作，之后通过过筛分选以及镜下挑选工作，将其中完整的化石挑选出后，通过电镜成像进行扫描，并开展相应的观察与鉴定工作。②将岩石薄片送至磨片室进行切片，通过镜下观察来完成鉴定。③将采集的化学样品送到实验室开展相应的测试工作。

4.3 室内综合研究

①对收集的野外资料开展全面的室内综合分析并整理成图。②全面的分析和研究室内分析鉴定结果。③在综合分析，野外调查资料与室内研究成果。

4.4 地理位置与交通

研究区位置处于博格达山的东侧区段上，该区属于巴里坤县管辖范围，主要的研究范围为下涝坝—石灰窑一带，图幅范围约为13000km的面积大小，分布在北纬4300′～4400′，东9130′～9300′。该区有着非常方便的交通，一条县乡级公路从研究区的西南区通过，在东侧区域上距离巴里坤县约85km～125km，和新疆哈密市在东侧区域上的距离为180km。研究区的基岩区主要属于中低山地貌，戈壁历史和残坡积物在区域上大面积分布[5]。

奥陶系庙尔沟组地层在新疆哈密地区出露面积不大，在研究区的东北侧方向上分布，大柳沟组合庙尔沟组（下伏奥陶统）与之整合接触，大南湖组（下泥盆统）呈现的角度不整合特征，在其上部覆盖，局部地段侵入花岗闪长岩，具有非常明显的围岩角岩化。前人通过1：20万巴里坤湖幅区域地质报告中，将庙尔沟组地层进行大南湖组（中泥盆统）与中石炭统第一、第二分层进行划定，但没有给出组名，后来在该区研究过程当中一些学者，在清理新疆岩石层过程当中，将该地层建立在新疆巴里坤县东北庙尔沟处，同时把此地层进行庙尔沟组地层命名，巴斯他乌组第三岩性段和草坡群第三亚群，二者在地层岩性上非常的类似，具有对比性，而且具有非常远的延伸，能够进行地质填图，现在将其定义为姜巴斯套组、托让格库都克组断层和不整合接触其上，大柳沟组与其下部呈断层或者整合接触状态，粉砂岩（凝灰质）以及凝灰质砂岩（灰绿色千枚岩化）和粉砂岩与钙质砂岩正常沉积呈现连续沉积的特点，大理岩透镜体以及绢云石英片岩和粒状灰岩少量出露。珊瑚、三叶虫以及腕足类化石少量出露。新疆地矿局第二区调大队在1995年区内地质研究工作中，命令此套地层为庙儿沟组。

4.4.1 地质特征

夹少量中基性火山熔岩的火山碎屑岩-沉积岩是该组地层主要的主要细粒结构，泥岩以及泥质粉砂岩和粉砂质泥岩以及凝灰质粉砂岩是其主要的岩性特征，同时还有夹玄武岩和安山岩的沉积凝灰岩，因不同地质构造因素影响，岩石中具有破碎的小揉曲，受韧性剪切构造以及压扭性断裂作用影响，存在鞘褶皱以及状构造等，夹基性火山岩与灰岩条带的沉积岩以及火山碎屑岩是其主要的岩石组合特点，细粉砂岩以及凝灰质砂岩以及凝灰岩是其主要的岩性特征，玄武岩夹层以及灰岩条带少量存在，沉积韵律变化是该组岩石组合的主要反应，碎屑岩以细粒结构为主，但是总体而言，由上到下逐渐从粗变细，存在半韵律特征。在剖面上岩石具有规律性的变化。

通过分析沉积岩中的碎屑岩岩石特征，对沉积岩沉积环境和物质来源进行分析，通过详细的研究发现该组碎屑岩主要的特点表现如下：

凝灰质细砂岩：主要通过填隙物以及碎屑等颗粒进行支撑，碎屑磨圆度较差主要表现为棱角状或者尖棱角特征，岩屑、斜长石以及石英等是其主要的成分组成，同时其组成主要为酸性熔岩，绿帘石，绿泥石以及火山岩是其主要的填隙物，呈基底式胶结。

粉砂岩：填隙物和粉砂岩是其主要组成，尖棱角状以及棱角状是粉砂岩的主要特点，还有的为棒状、尖三角状或者湖面棱角状特征。长石以及石英是其主要成分，白钛石、白云母和氧化黄铁矿以及电气石少量存在，泥质和火山灰是其主要的填隙物，胶结特点为孔隙式。

陆源物质和火山灰凝灰物是州沉凝灰岩的组成。依照上述特征区内庙尔沟组沉积岩具有：①通过岩屑成分发现火山岩市区内的主要物源区母岩；②呈现较低的岩屑含量，提示具有非常高的成熟度；③碎屑主要表现为棱角状尖棱角状以及次棱角状，棒状以及三角状弧面角状的火山玻屑分布于其间，显示结构成熟度不高，碎屑物没有经过长时间的搬运，具有迅速堆积的特点，和火山机构呈现较近的距离。④没有较高的杂基含量，显示沉积区水动力条件非常突出，主要表现为颗粒支撑；⑤石英在岩石当中具有较高的含量，显示具有稳定的沉积环境，同时存在较强的海水淘洗作用[6]。

4.4.2 时代归属及地层对比

针对该区，新疆地矿局第二区调大队进行1：5万区域地质调查工作中，有很多藻类化石被采集到，通过相应的鉴定共发现35个属种，球形藻是其中的重要组成部分，在早奥陶世阶段，这些藻类非常的繁盛，中-晚奥陶世出现一定减少。同时还有梭形藻类。上面的这些藻类化石组合特点和云南禄劝以及陕西紫阳和湖北宜昌黄花场中一晚奥陶世藻类组合具有非常类似的特征，所以对研究区这些藻类化石展开全面的系统研究，综合确定认为中一晚奥陶世是这些藻类化石的主要形成年代。对于青灰色沉凝灰岩以及紫红色沉凝灰岩进行研究中发现，三月虫化石以及腕足动物化石大量出现，这些动物化石全部显示地层年代属于晚奥陶世。此次研究过程当中测定的剖面和索尔巴斯陶庙尔沟组剖面具有非常类似的岩性特征，同时相较于小夹山庙尔沟组剖面，与其中上部也有非常相似的特征，所以，把该套地层定为上奥陶统庙尔沟组比较合适[7]。

4.4.3 形成环境

沙岩凝灰质砂岩以及沉凝灰岩和粉砂岩是上奥陶统庙儿组的主要岩性特征，大理岩透镜体以及灰岩少量分布，紫红色以及浅灰绿色和浅灰色是这种地层的主要岩石特征。细粒结构是这些岩石的主要组成，透镜体或者灰岩薄层在岩石中少量夹生，水平层理分布在岩层中，三叶虫化石以及腕足化石大量的出现在沉凝灰岩中，说明其沉积环境为相对稳定的的浅海环境。