新疆温泉县阿德根布拉格一带汗吉尕组物源及沉积环境分析*

杜小亮

（中化地质矿山总局山东地质勘查院）

新疆温泉县阿依尔朔克一带出露着中泥盆世汗吉尕组地层，不整合于古元古代温泉岩群之上，上被晚泥盆世托斯库尔他乌组不整合覆盖［1-6］。1936 年A.X.伊凡诺夫经动植物化石鉴定出该地层大时代为中泥盆统，1960 年新疆地质局第三区测队一分队将其划为中—上泥盆统，并命名为别景他乌群。1976年《新疆区域地层表》根据伊氏在沙尔陶勒盖南测制的综合剖面，依据岩性组合、生物组合，将上述地层归入中泥盆统，并命名为汗吉尕组，划分上、下2个亚组。1992 年，新疆地矿局第一区域地质调查大队在温泉幅1∶20 万区调报告中将该组划分为上、中、下3个亚组。2005 年，新疆地矿局第二区域地质调查大队“温泉县保尔浩若一带1∶5 万区域地质矿产调查”项目对该地层进行了重新厘定，仅划分到了组，即汗吉尕组。2008 年，新疆地矿局第一区域地质调查大队“新疆达巴特地区1∶5 万矿产远景调查”项目将该组划分为上、中、下3个岩性段。

本研究在已有成果的基础上，选取研究区野外露头剖面进行了详细的野外路线观察及剖面实测工作，结合室内岩矿鉴定，对汗吉尕组的沉积环境及其物源特点进行了综合分析，发现研究区汗吉尕组为一套滨海相沉积，分析结果为西天山泥盆纪沉积演化提供了沉积学方面的依据。

1 地质背景

研究区位于赛里木地块的北缘，该地块是长期处于相对稳定的构造单元，位于温泉县博尔塔拉河断裂以南直至伊犁盆地北缘（图1）［7-9］。该地块为青白口纪末发生的塔里木运动从古塔里木板块分裂出来的微板块，由早元古代温泉岩群变质地层构成褶皱基底，汗吉尕组不整合于早古元古代温泉岩群之上。研究区出露的地层除了早元古代温泉岩群外，还包括中泥盆世汗吉尕组、晚泥盆世托斯库尔他乌组以及早石炭世阿克沙克组［10］。

2 地层特征

研究区内中泥盆世汗吉尕组共有1 条实测地质剖面控制，剖面位置在新疆温泉县阿德根布拉格一带，露头好，剖面主要出露汗吉尕组下段（D2hj）地层，其岩性主要为灰褐色、灰色中厚层状—巨厚层状砾岩、浅灰绿色中层状—厚层状中细粒长石岩屑砂岩、浅灰白色中厚层状轻碎裂状大理岩化结晶白云岩，夹少量含砾中粗粒岩屑砂岩、粉砂岩，出露厚度为1 570.2 m。剖面地层特征描述如下：

3 岩石学特征

本研究在区内汗吉尕组所测剖面中采集了大量岩石薄片样品，其岩性包括砾岩、长石岩屑砂岩、岩屑砂岩、大理岩化结晶白云岩等，其主要岩性特征描述如下。

（1）灰色砾岩。由正常沉积碎屑、填隙物组成。砾级碎屑（70%）主要由岩屑组成，大小为10～20 mm的细砾，少数为20～30 mm 的中砾，呈次棱角状，杂乱分布，成分为凝灰岩、细晶白云岩等。砂级碎屑（20%）由石英、长石、岩屑组成，大小以0.5～1.8 mm 的粗砂为主，0.25～0.5 mm 的中砂次之，少数为0.10～0.25 mm 的细砂，呈次棱角状，杂乱分布。石英主要为单晶，粒内可见波状消光，少数为多晶及凝灰岩。长石主要为钾长石，高岭土化。岩屑成分为流纹岩、粉晶白云岩等。填隙物（10%）由黏土质杂基、钙质胶结物组成，填隙于碎屑间，属颗粒支撑、孔隙式胶结。岩内可见碳酸盐填充的裂隙。

（2）大理岩化结晶白云岩。变余晶粒结构、轻碎裂状结构，块状构造，由白云石（100%）组成。白云石主要呈近半自形菱形，少数他形粒状，粒径一般为0.25～0.5 mm，部分为0.5～1.0 mm，少部分为0.10～0.25 mm，杂乱状似镶嵌状分布，颗粒间略显重结晶，具有高级白干涉色，闪突起显著，常见2组近菱形的解理，部分发育聚片双晶，双晶纹平行于菱形解理的短对角线，有的晶体可见晶体弯曲变形及轻微波状消光现象。岩内见方解石呈网脉状分布并交代岩石，将岩石切割呈碎块状，方解石晶体表面较白云石脏。后期见硅质呈脉状、细小堆状分布并交代岩石，切割前期方解石网脉状，其中，硅质主要为次生石英，自形—半自形板柱状晶形，少为纤维状玉髓。

（3）中细粒岩屑砂岩。中细粒砂状结构，块状构造，岩石由碎屑、填隙物组成。碎屑由石英（15%）、长石（15%）、岩屑（60%）组成，大小以0.1～0.25 mm 的细砂为主，0.25～0.5 mm 的中砂次之，少数为0.5～0.8 mm的粗砂，分选性一般，呈次棱角状，杂乱分布。石英主要为单晶，粒内可见波状消光，少数为凝灰岩。长石主要为斜长石，高岭土化、绢云母化，偶见聚片双晶。岩屑成分以流纹岩为主，砂岩次之。填隙物（10%）由钙质胶结物、黏土质杂基组成，填隙于陆源碎屑间，属颗粒支撑、孔隙式胶结。

4 物源区及沉积环境分析

4.1 沉积序列特征

拫据剖面资料，汗吉尕组宏观上可划分为4个沉积序列（副层序）Ⅰ类副层序下部为大理岩化结晶白云岩，上部为中细粒长石岩屑砂岩，厚度较小；Ⅱ类副层序主要为砾岩夹少量中细粒长石岩屑砂岩；Ⅲ类副层序为中细粒长石岩屑砂岩、岩屑砂岩夹少量砾岩、含砾粗粒岩屑砂岩，厚度较大；Ⅳ类副层序为含砾中粗粒岩屑砂岩及厚层状砾岩。每个副层序中沉积岩粒度从下往上均具有由细至粗的特点。

从微观上，部分地段表现出十分发育的沉积韵律，特别是该组的砾岩层，可划分出多个沉积韵律（图2），单层厚度从数厘米至数十厘米，每个韵律层均具有砾岩—砂岩的半韵律结构，且砾岩自下往上呈粗砾—中砾—细砾的演变特征。

总体上，汗吉尕组下段地层表现为一套陆源碎屑岩沉积组合，从下往上碎屑粒度由细—粗—细—粗，海平面由深变浅。不同的层序结构，反映了不同的沉积环境，整体上该地层由浅海—滨海—三角洲—滨海—三角洲的相环境变化，代表了汗吉尕组下段地层层序组合特征，反映了盆地的形成—扩张—抬升的演化过程。

4.2 沉积物源区分析

根据沉积岩中碎屑岩的岩石特征，可进一步分析沉积岩的物质来源区。汗吉尕组下段碎屑岩主要有长石岩屑砂岩、岩屑砂岩、粉砂岩。本研究在汗吉尕组剖面上薄片鉴定的1 个岩屑砂岩的特征见表1。

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由表1可知：汗吉尕组下段碎屑岩颗粒既有比较稳定的石英，也有相对不稳定的岩屑和长石等，碎屑分选一般，多成次棱角状，岩屑含量较高，成分以流纹岩、砂岩为主，指示汗吉尕组砂岩具有近源沉积物的特点［11-13］。

Dickinson 三角图解方法是较全面、有效且常用的一种碎屑岩物源区分析方法。本研究选取岩石样品对其碎屑组分进行统计（表1），将样品组分数据进行投影，样点落入中等含量石英杂砂岩区，靠近贫石英杂砂岩区，说明该组蚀源区构造环境以活动陆缘为主。在QFL 三角图解（图3）上，样点落入岩浆弧区的岛弧过渡带与未切割岛弧带的边界上，表明碎屑物主要来源于岛弧过渡带，部分可能来源于未切割的大洋活动岛弧区。

4.3 碎屑岩粒度分析

本研究在汗吉尕组下段碎屑岩中采集了2 件粒度分析样品，分析结果见表2，碎屑岩粒度概率累积曲线见图4。

对表2和图4可进行如下分析：

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（1）概率累积曲线特征。LF0061/1 样品曲线形态可分为3段，主要由滚动总体、跳跃总体、悬浮总体组成，跳跃总体由2个次总体组成。滚动组分斜率为26°，跳跃组分斜率为52°～61°，悬浮总体斜率为35°。滚动组分和跳跃组分的截点为1φ（φ=-log2D（D为颗粒直径，mm）），跳跃组分和悬浮组分的截点为3.4φ。LF0062/1样品曲线由主要跳跃总体组成，并由2个次总体组成，滚动总体和悬浮总体缺少或不发育，滚动组分斜率为26°，跳跃组分斜率约50°。总体上看：跳跃组分比例较大，均在90% 以上，且均由2 个次总体组成，代表了海滩沉积环境，同时反映了碎屑物在以跳跃搬运方式为主的过程中，水动力条件具有随机变化的特点。

（2）粒度参数特点。LF0061/1 均值为2.27φ，为中细砂岩；LF0062/1 均值为0.28φ，为含砾中粗砂岩。2件样品的标准偏差分别为0.81、0.86，均在0.71～1.0范围内，分选中等，与弗里德曼（1962）用标准差划分的近滨海砂沉积环境相近。偏度是一个对环境非常灵敏的指标，反映了沉积过程中能量的变异，偏态是用来测量频率曲线的不对称程度指标［14］。LF0061/1偏度值为0.18，处于+0.1～+0.3，为正偏态；LF0062/1偏度值为-0.02，位于-0.1～+0.1，为近对称；两者反映了河流砂及海滩砂的共同特点。峰态可用于衡量粒度分布曲线峰的宽窄尖锐程度，反映了碎屑物搬运沉积的特点。2 件样品的峰态值分别为0.97、1.04，均位于0.90～1.11，据福克及沃德（1957）提出的峰态等级数值界线，本组碎屑岩峰态值为中等（正态），说明总体中部较尾部分选好。

（3）粒度参数的环境判别。萨胡1964 年根据福克的粒度参数，利用现代各种环境沉积物的粒度分析结果，应用线性多元判别公式，得出了4 个综合公式，用以区别砂丘、海滩，浅海、河流、浊积沉积物。LF0061/1 的Y1值小于-2.741 1，为风成沉积环境；LF0062/1 的Y1值大于-2.741 1，为海滩沉积环境。2件样品的Y2值均大于65.365 0，为浅海沉积环境。2件样品的Y3值均大于-7.419 0，为浅海沉积环境。2件样品的Y4值均小于9.843 3，为浊流沉积环境。

4.4 沉积环境分析

研究区汗吉尕组岩性为灰紫色、灰色、灰褐色厚层状砾岩、长石岩屑砂岩、岩屑砂岩、长石砂岩夹大理岩化结晶白云岩、粉砂岩，岩性稳定，总体上碎屑岩粒度较粗，且多呈厚层状，反映的蚀源区构造环境以活动陆缘为主。汗吉尕组下段地层表现为一套陆源碎屑岩沉积组合，从下往上碎屑粒度由细—粗—细—粗，海平面由深变浅。不同的层序结构反映了不同的沉积环境，整体上该地层由浅海—滨海—三角洲—滨海—三角洲的相环境变化，代表了汗吉尕组下段地层层序组合特征，反映了盆地的形成—扩张—抬升的演化过程。从碎屑岩粒度分布特征看，代表了近滨海沉积环境，碎屑物以跳跃搬运方式为主，水动力条件具有随机变化的特点。前人在西邻区及南邻区该套地层中发现了丰富的珊瑚、腕足类化石，反映了海相沉积环境。本研究也在砾岩的灰岩砾石中发现有腕足类化石碎片。

综上所述，研究区内的汗吉尕组出露范围较小，仅出露下段，属动荡的滨海沉积环境，其形成的主体大地构造环境为接近活动陆缘环境。

5 结 论

（1）新疆温泉县阿德根布拉格中泥盆世汗吉尕组岩性主要为砾岩、岩屑砂岩及少量大理岩化结晶白云岩等。物源区母岩以酸性火山岩、碎屑砂岩为主，碎屑物主要来源于岛弧过渡带，部分可能来源于未切割的大洋活动岛弧区。

（2）汗吉尕组沉积岩的碎屑物主要来源岛弧过渡带，部分可能来源未切割的大洋活动岛弧区。

（3）研究区内的汗吉尕组属动荡的滨海沉积环境，其形成的主体大地构造环境为接近活动陆缘环境。