庫(kù)車(chē)前陸盆地三疊系—新近系重礦物組合特征與盆山構(gòu)造演化關(guān)系①

趙雪松 高志勇 馮佳睿 李小陪 郭美麗

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院 北京 100083;2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究中心 北京 100083;3.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院提高石油采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083)

0 引言

對(duì)造山帶相鄰盆地中沉積記錄分析來(lái)認(rèn)識(shí)造山帶和盆山構(gòu)造演化已有不少成功的實(shí)例［1，2］。構(gòu)造活動(dòng)決定了母巖的類(lèi)型和盆地的性質(zhì)，從而影響重礦物的組合及特征。反之，可利用沉積盆地內(nèi)重礦物所反饋的信息來(lái)研究構(gòu)造演化及盆地與造山帶的關(guān)系［3］。即不同時(shí)代的地層中重礦物含量與組合不同，反映了物源、沉積環(huán)境以及古氣候條件的差異，重礦物含量及其組合的變化應(yīng)是物源變化、沉積環(huán)境變化在盆地中的響應(yīng)，進(jìn)而反映盆山分異活動(dòng)和盆山構(gòu)造的演化［4］。前人對(duì)庫(kù)車(chē)坳陷與天山的關(guān)系的研究已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，如李忠等［5，6］，李雙建等［7～9］通過(guò)對(duì)庫(kù)車(chē)前陸盆地克拉蘇河、庫(kù)車(chē)河、克孜勒努爾以及陽(yáng)霞野外露頭剖面的砂巖碎屑組分及個(gè)別層段重礦物特征分析等研究提出了中—新生代的物源類(lèi)型及南天山與庫(kù)車(chē)坳陷的盆山耦合關(guān)系。然而前人的研究存在兩方面的不足:(1)僅局限于野外露頭的研究工作，而盆內(nèi)鉆井?dāng)?shù)據(jù)的分析不足甚至是很少涉及;(2)僅局限于砂巖碎屑組分的研究，并僅用了個(gè)別層段內(nèi)的重礦物資料。因此，筆者充分利用了盆地內(nèi)鉆井巖芯中的重礦物和砂巖碎屑組分等資料，通過(guò)對(duì)庫(kù)車(chē)地區(qū)的14口鉆井81件樣品的重礦物特征組分、組合類(lèi)型以及碎屑巖的物質(zhì)組成特征，詳細(xì)地對(duì)全區(qū)內(nèi)三疊系—新近系的物源分布以及來(lái)源進(jìn)行探討，進(jìn)一步揭示庫(kù)車(chē)坳陷沉積體系物源特征及其與天山地區(qū)盆山演化關(guān)系。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

庫(kù)車(chē)坳陷位于塔里木盆地北緣，其北部為天山南坡山麓帶，南為秋立塔格山脈，東起庫(kù)爾勒，西至阿合奇，中部為平坦的拜城坳陷，東西長(zhǎng)約410 km，南北長(zhǎng)約30～80 km，面積約1.6×104km2。庫(kù)車(chē)坳陷盆地基底總體呈南高北低，北東東向展布。庫(kù)車(chē)坳陷經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，但構(gòu)造主要受燕山期、喜山期兩幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制，尤其第三紀(jì)喜山末期的這一幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈，形成了天山山前大型逆沖褶皺系及一系列逆沖斷層，構(gòu)成了庫(kù)車(chē)坳陷現(xiàn)今“四帶三凹”的構(gòu)造格局，即北部單斜帶，克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶，秋里塔格構(gòu)造帶、前緣隆起帶以及烏什凹陷，拜城凹陷和陽(yáng)霞凹陷［10～12］(圖1)。

圖1 庫(kù)車(chē)坳陷地質(zhì)圖及井位圖(據(jù)新疆庫(kù)車(chē)地區(qū)1∶100000地質(zhì)圖修改)Fig.1 The geological map of Kuqa depression and the well site

2 重礦物垂向演化特征

重礦物是指碎屑巖中密度大于2.86 g/cm3的陸源碎屑礦物，分為穩(wěn)定重礦物和不穩(wěn)定重礦物兩大類(lèi)。重礦物在巖石中含量較少，但對(duì)于母巖的源區(qū)和沉積環(huán)境具有重要的指向意義。一般在從源區(qū)到沉積區(qū)的搬運(yùn)過(guò)程中，隨著搬運(yùn)距離的增加，穩(wěn)定的重礦物的相對(duì)含量逐漸增高，不穩(wěn)定重礦物的相對(duì)含量隨著搬運(yùn)距離增加而逐漸降低。ZTR指數(shù)是指穩(wěn)定重礦物中的鋯石、電氣石和金紅石占透明重礦物的百分含量，指數(shù)越小離物源越近，反之離物源越遠(yuǎn)［13］，ZTR指數(shù)常作為重礦物穩(wěn)定系數(shù)成為衡量重礦物成熟度的指標(biāo)［14，15］。因此，可通過(guò)對(duì)重礦物含量、ZTR指數(shù)以及重礦物組合的分析來(lái)判斷物源方向以及物源區(qū)位置。

筆者對(duì)研究區(qū)內(nèi)的14口鉆井81件樣品進(jìn)行了重礦物類(lèi)型及相對(duì)含量分析，認(rèn)為庫(kù)車(chē)坳陷三疊系—新近系具有多種重礦物(表1)，主要包括鋯石、電氣石、金紅石、石榴子石、磁鐵礦、赤褐鐵礦、鈦鐵礦、白鈦礦、重晶石、綠簾石、榍石、硬石膏，此外部分井中還出現(xiàn)剛玉、云母、輝石、磷灰石、錫石、天青石、黃鐵礦等。

表1 庫(kù)車(chē)坳陷碎屑巖中的穩(wěn)定及不穩(wěn)定重礦物Table 1 Stable and unstable heavy mineral in Kuqa depression

2.1 東部地區(qū)重礦物演化特征

東部地區(qū)的主要重礦物有:磁鐵礦、赤褐鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、石榴石、電氣石;其次為金紅石、榍石、綠泥石、綠簾石、磷灰石、云母、重晶石和黃鐵礦等(表2)。穩(wěn)定重礦物含量較高，不穩(wěn)定重礦物含量相對(duì)較少。

侏羅系重礦物特征為:穩(wěn)定重礦物鋯石含量1.0%～7.6%(平均2.8%)，石榴石含量0.4% ～68.9%(平均23.8%)，電氣石含量0.1% ～5.6%(平均2.5%)，榍石含量0～8%(平均1.9%)，磷灰石含量0～5.6%(平均2.7%)，赤褐鐵礦含量17.5% ～62.9%(平均29.1%)，磁鐵礦含量0.5% ～7.6%(平均3.6%)。不穩(wěn)定重礦物綠泥石含量0.2% ～12.5%(平均4.3%)，黃鐵礦含量0～47.8%(平均9.6%)。

白堊系重礦物特征主要以磁鐵礦—赤褐鐵礦—綠泥石—石榴石—白鈦礦為特征組合，不穩(wěn)定礦物綠泥石含量較高9.6%。

古近系—新近系重礦物特征主要以赤褐鐵礦—磁鐵礦—石榴石—綠簾石—磷灰石—鋯石為特征組合，不穩(wěn)定礦物綠簾石含量高，達(dá)到11.9%。

2.2 中部地區(qū)重礦物演化特征

中部地區(qū)的主要重礦物有:磁鐵礦、赤褐鐵礦、鋯石、石榴石、電氣石、榍石;其次為金紅石、磷灰石、白鈦石、綠泥石、重晶石和黃鐵礦等(表3)。穩(wěn)定重礦物含量高，不穩(wěn)定礦物含量少。

侏羅系重礦物特征為:穩(wěn)定重礦物鋯石含量1.3%～46.8%(平均24.9%)，石榴石含量6.6% ～21.6%(平均14.7%)，電氣石含量0.6% ～9.0%(平均5.4%)，榍石含量0～11.7%(平均4.8%)，磷灰石含量0～4.7%(平均1.7%)，赤褐鐵礦含量29.1% ～84.9%(平均54.5%)，磁鐵礦含量5.3% ～29.1%(平均17.7%)。不穩(wěn)定重礦物綠泥石含量0～1.4%(平均0.8%)，黃鐵礦含量0～7.3%(平均2.4%)。

表2 庫(kù)車(chē)坳陷東部地區(qū)重礦物組成及含量Table 2 Heavy mineral composition and content of the eastern Kuqa depression

表3 庫(kù)車(chē)坳陷中部地區(qū)重礦物組成及含量Table 3 Heavy mineral composition and content of the middle Kuqa depression

表4 庫(kù)車(chē)坳陷西部地區(qū)重礦物組成及含量Table 4 Heavy mineral composition and content of the western Kuqa depression

白堊系重礦物特征為:穩(wěn)定重礦物鋯石含量2.9% ～4.0%(平均3.1%)，石榴石含量0.4% ～14.9%(平均8.8%)，電氣石含量0.5% ～3.0%(平均1.6%)，榍石含量0～1.9%(平均1.2%)，磷灰石含量0～8.9%(平均3.8%)，赤褐鐵礦含量11.7%～62.9%(平均 34.7%)，磁鐵礦含量 20.5% ～70.0%(平均39.7%)。不穩(wěn)定重礦物綠泥石含量0～0.4%(平均0.3%)，重晶石含量0～10.9%(平均5.5%)。

古近系重礦物特征以磁鐵礦—赤褐鐵礦—白鈦石—石榴石—鋯石—電氣石—重晶石為特征組合。

2.3 西部地區(qū)重礦物演化特征

西部地區(qū)的主要重礦物有:赤褐鐵礦、磁鐵礦、綠簾石、石榴石、白鈦石、電氣石;其次為鋯石、磷灰石、榍石、綠泥石、重晶石、云母、硬石膏和黃鐵礦等，部分井段含有剛玉、輝石，但含量極少(表4)。

三疊系重礦物以赤褐鐵礦—磁鐵礦—石榴石—綠簾石—白鈦石—黃鐵礦—鋯石為特征組合，穩(wěn)定重礦物含量較高，不穩(wěn)定重礦物含量低，但不穩(wěn)定礦物中的綠簾石含量高，達(dá)到7.3%;黃鐵礦達(dá)到17.2%。

白堊系重礦物以磁鐵礦—赤褐鐵礦—石榴石—電氣石—磷灰石—鋯石為特征組合，不穩(wěn)定礦物主要有綠泥石、綠簾石，含有云母但不普遍。

古近系重礦物以赤褐鐵礦—磁鐵礦—石榴石—鋯石—白鈦石—電氣石為特征組合，不穩(wěn)定礦物主要有綠泥石、綠簾石、重晶石和云母，含量較低。

新近系重礦物特征為:穩(wěn)定重礦物鋯石含量0.7% ～1.8%(平均1.2%)，石榴石含量1.1% ～4.3%(平均2.3%)，電氣石含量0～4.3%(平均1.7%)，磷灰石含量0～0.6%(平均0.3%)，赤褐鐵礦含量14.3% ～35.6%(平均27.4%)，磁鐵礦含量5.5% ～12.8%(平均9.5%)。不穩(wěn)定重礦物綠泥石含量1.4% ～5.7%(平均3.0%)，綠簾石含量20.5% ～32.0%(平均25.3%)，重晶石含量0～18.6%(平均6.5%)，云母含量0～16.4%(平均6.8%)。

2.4 重礦物演化特征討論

2.4.1 垂向演化特征

由重礦物特征組合和不穩(wěn)定重礦物規(guī)律性的增減、出現(xiàn)消失等特征反映出，庫(kù)車(chē)前陸盆地三疊系—新近系盆山構(gòu)造演化包括以下幾個(gè)階段:

(1)早—中三疊世盆地處于沉陷時(shí)期，晚三疊世由于印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的活躍使得部分地區(qū)缺失了上三疊統(tǒng)，重礦物特征表現(xiàn)為不穩(wěn)定礦物綠簾石含量顯著增高，組合類(lèi)型為:赤褐鐵礦—磁鐵礦—綠簾石—石榴石—白鈦礦—鋯石。

(2)早—中侏羅世盆地處于長(zhǎng)期準(zhǔn)平原化的構(gòu)造背景，此時(shí)還并不存在地理分隔的天山山脈，重礦物特征表現(xiàn)為ZTR指數(shù)高，穩(wěn)定礦物鋯石、金紅石、電氣石含量相對(duì)高，重礦物磨圓度加強(qiáng)，組合類(lèi)型為:赤褐鐵礦—磁鐵礦—鋯石—石榴石—電氣石—金紅石。

(3)晚侏羅世—早白堊世天山開(kāi)始隆升、盆山開(kāi)始發(fā)生較明顯的分異，特別是盆地北緣普遍發(fā)育侏羅系喀拉扎組和白堊系亞格列木組礫巖，顯示出這一時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較活躍，盆山邊界開(kāi)始向南遷移，南天山成為庫(kù)車(chē)前陸盆地的主要物源供給區(qū)，重礦物特征表現(xiàn)為磁鐵礦和綠泥石含量的顯著增加，組合類(lèi)型為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—綠泥石—石榴石—白鈦礦—鋯石。

(4)白堊紀(jì)—古近紀(jì)盆山演化不明顯，ZTR指數(shù)較低，白堊系重礦物組合類(lèi)型為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—石榴石—磷灰石—綠泥石—白鈦礦，到晚白堊世構(gòu)造運(yùn)動(dòng)再次活躍，致使盆地內(nèi)不同程度的缺失上白堊統(tǒng)，上白堊統(tǒng)巴什基奇克組礫巖沉積特征也顯示了晚白堊世天山地區(qū)再次發(fā)生了較大規(guī)模的隆升和剝蝕作用，而古近紀(jì)的沉積特征顯示該時(shí)期盆山格局基本與白堊紀(jì)相近，并未發(fā)生較大變化［4］，古近系重礦物組合類(lèi)型為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—石榴石—綠簾石—鋯石—金紅石。

(5)新近紀(jì)中新世喜山運(yùn)動(dòng)末期以來(lái)的強(qiáng)烈擠壓構(gòu)造背景使得天山快速隆升，盆地內(nèi)堆積了大量不穩(wěn)定重礦物，重礦物特征表現(xiàn)在不穩(wěn)定重礦物綠簾石以及云母含量的陡然增加，含量達(dá)16%以上，重礦物組合類(lèi)型為:綠簾石—云母—赤褐鐵礦—磁鐵礦—石榴石—電氣石。顯示強(qiáng)烈的剝蝕作用和快速堆積的沉積背景，反映出盆山演化最為強(qiáng)烈，形成了現(xiàn)今的盆山格局。

同時(shí)綜合分析不同重礦物組合和不穩(wěn)定重礦物的增加、白堊系與侏羅系之間的角度不整合、部分地區(qū)上侏羅統(tǒng)—白堊系礫巖的廣泛分布以及上侏羅統(tǒng)的缺失，認(rèn)為三疊紀(jì)—新近紀(jì)存在3個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍期，即晚侏羅世—早白堊世、晚白堊世和中新世。構(gòu)造活躍期次也對(duì)應(yīng)著庫(kù)車(chē)盆地的演化階段:經(jīng)歷了前陸盆地(T1～T2)、伸展盆地(T3～J)、擠壓剝蝕階段(K1～K2)和再生前陸盆地(E～Q)四個(gè)演化階段［17］。這也與賈承造等(1998)認(rèn)為“現(xiàn)今庫(kù)車(chē)前陸盆地的復(fù)雜面貌是經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而成”基本相符。

2.4.2 平面演化特征

東部地區(qū)的ZTR指數(shù)在早—中侏羅世時(shí)較高(圖2)，其他時(shí)期普遍較低，說(shuō)明東部地區(qū)早—中侏羅世時(shí)物源區(qū)與沉積區(qū)距離較遠(yuǎn)，重礦物磨圓加強(qiáng)，進(jìn)一步證明天山地區(qū)早—中侏羅世經(jīng)歷了長(zhǎng)期的準(zhǔn)平原化。穩(wěn)定礦物鋯石、電氣石、石榴石的含量在整個(gè)中、新生界都有先降低，再升高，再降低的過(guò)程;赤褐鐵礦和磁鐵礦總體含量高，這與天山中—新生代活躍的構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。磁鐵礦和綠泥石在早白堊世期顯著增加，說(shuō)明早白堊世時(shí)期燕山中期運(yùn)動(dòng)的活躍，天山的快速隆升為盆地內(nèi)的沉積系統(tǒng)提供了較多的物源碎屑，推測(cè)該物源碎屑主要來(lái)自天山剝蝕下來(lái)的基性巖、超基性侵入巖源區(qū)。

中部地區(qū)的ZTR指數(shù)最高(圖3)，推測(cè)中部地區(qū)可能為一主要的沉積中心，特別是在早—中侏羅世時(shí)期;早白堊世—古近紀(jì)ZTR指數(shù)變低，說(shuō)明該時(shí)期物源區(qū)與沉積區(qū)的距離變小，磨蝕搬運(yùn)的風(fēng)化強(qiáng)度變?nèi)?，同時(shí)也說(shuō)明天山開(kāi)始逐漸隆升，為沉積區(qū)提供的物源開(kāi)始快速堆積，不穩(wěn)定礦物的含量也相對(duì)增高。赤褐鐵礦在侏羅紀(jì)時(shí)含量要高于磁鐵礦，晚白堊世—古近紀(jì)時(shí)磁鐵礦又高于赤褐鐵礦。古近系中白鈦石、重晶石的含量明顯增高，反映了該期沉積物源的變化，這些重礦物很可能來(lái)自南天山逆沖上來(lái)的沉積蓋層巖系。

西部地區(qū)的ZTR指數(shù)最低(圖4)，特別是在中新世階段，只有2.3%，說(shuō)明該期時(shí)西部地區(qū)物源區(qū)與沉積區(qū)的距離較近。中三疊統(tǒng)和新近系中的不穩(wěn)定礦物綠簾石含量顯著增高，這可能與構(gòu)造活躍期相對(duì)應(yīng)［16］，反映天山物源區(qū)快速剝蝕隆升和沉積區(qū)快速堆積特征，因此不穩(wěn)定礦物才得以保存。

3 重礦物平面組合特征與物源分析

前文已詳細(xì)分析了庫(kù)車(chē)前陸盆地中—新生代重礦物垂向演化特征，由于古近系重礦物與砂巖碎屑組分等資料較為豐富，因此以古近系庫(kù)姆格列木群為例，探討庫(kù)車(chē)前陸盆地古近系沉積物源平面分布特征。

3.1 重礦物組成特征

東部吐孜井區(qū)和迪那井區(qū)的ZTR指數(shù)都比較低，均小于3%，說(shuō)明穩(wěn)定礦物相對(duì)較少，不穩(wěn)定礦物相對(duì)較多，反映了物源區(qū)距離井區(qū)較近。由于吐孜井區(qū)穩(wěn)定重礦物含量以及ZTR指數(shù)均低于迪那井區(qū)，且石榴子石、白鈦礦的含量較迪那井區(qū)也明顯降低，因此推測(cè)可能為一個(gè)物源供給區(qū)，并且迪那井區(qū)更靠近沉積中心。

中部地區(qū)克拉井區(qū)庫(kù)姆格列木群的穩(wěn)定重礦物含量較高，一般都大于92.5%，克拉205井達(dá)到98.1%。重礦物仍以磁鐵礦—赤褐鐵礦—鋯石—電氣石—石榴石—榍石—白鈦石為組合特征(表5)，鋯石為無(wú)色，雙錐柱狀;電氣石為褐色，粒狀;石榴石為無(wú)色，肉紅色，粒狀;榍石為無(wú)色，渾圓粒狀;綠簾石為淡黃綠色，粒狀;輝石為淡灰色，柱狀;磁鐵礦為反射光下黑色，粒狀，少見(jiàn)八面體;褐鐵礦為反射光下紅褐色，土狀粒狀;白鈦石為灰白色，圓形粒狀(圖5)。

圖2 庫(kù)車(chē)坳陷東部地區(qū)重礦物特征Fig.2 The character of heavy mineral composition in the eastern Kuqa depression

圖3 庫(kù)車(chē)坳陷中部地區(qū)重礦物特征Fig.3 The character of heavy mineral composition in the middle Kuqa depression

圖4 庫(kù)車(chē)坳陷西部地區(qū)重礦物特征Fig.4 The character of heavy mineral composition in the western Kuqa depression

但較東部井區(qū)，克拉井區(qū)的鋯石、電氣石含量更高，且礦物磨圓度相對(duì)其他井區(qū)也較好，與此同時(shí)克拉井區(qū)的ZTR指數(shù)也較其他井區(qū)高，約為17%，反映了克拉井區(qū)沉積的碎屑巖是經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)距離的分選、搬運(yùn)最后沉積于此，因此推測(cè)克拉井區(qū)為一主要的穩(wěn)定沉積區(qū)，物源區(qū)也是以其北部的天山為主。

西部大北井區(qū)的重礦物組合特征為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—白鈦礦—鋯石—電氣石(表5)，其中鋯石為無(wú)色、淡粉紅色，單錐柱狀、粒狀;電氣石為褐色，粒狀、柱狀;石榴石為無(wú)色，粒狀，具階梯狀外形;榍石為棕褐色，粒狀;磁鐵礦在反射光下呈黑色，次圓粒狀、球粒狀、不規(guī)則粒狀;赤褐鐵礦為赤紅色、褐色，粒狀;白鈦石為白色，粒狀;重晶石為無(wú)色，板粒狀(圖5)。大北井區(qū)ZTR指數(shù)相對(duì)較低，普遍小于5%，反映大北井區(qū)沉積中心距離物源區(qū)相對(duì)較近。

卻勒井區(qū)卻勒1井重礦物種類(lèi)較多，穩(wěn)定重礦物含量為97.2%，其中赤褐鐵礦、磁鐵礦相對(duì)含量高，分別為41.5%、37.9%，其次為鋯石、石榴石、白鈦礦，含量超過(guò)15%。不穩(wěn)定重礦物中綠簾石的相對(duì)百分含量較高，為0.8%，其它不穩(wěn)定重礦物含量較少。卻勒1井的重礦物組合為:赤褐鐵礦—磁鐵礦—石榴石—鋯石—白鈦礦—電氣石—綠簾石(表5)，其中鋯石顏色為無(wú)色，有少部分為肉紅色半自形，橢圓狀，少量粒狀，少見(jiàn)雙錐柱狀;電氣石以褐色為主，少見(jiàn)藍(lán)色，粒狀、柱狀;綠簾石為黃綠色，粒狀、柱狀;石榴石為無(wú)色、粉紅色，粒狀，全消光;白鈦礦為灰白色，圓形粒狀;磁鐵礦為鐵黑色，粒狀;褐鐵礦為褐色，粒狀(圖5)。判斷母巖類(lèi)型為偏基性的巖漿巖和變質(zhì)巖類(lèi)。卻勒井區(qū)與大北井區(qū)略有不同，卻勒井區(qū)還出現(xiàn)了黝簾石、云母、剛玉、硬石膏，而缺少板鈦礦和黃鐵礦，說(shuō)明古近紀(jì)時(shí)西部溫宿凸起快速隆升也為卻勒井區(qū)提供了一部分碎屑物而不同于大北井區(qū)重礦物特征，因此卻勒1井的重礦物特征應(yīng)屬于混合區(qū)。

圖5 庫(kù)車(chē)坳陷庫(kù)姆格列木群東—中—西部部分重礦物分布圖Fig.5 Map of the heavy mineral of the Kumugeliemu Group in Kuqa depression

表5 庫(kù)車(chē)坳陷庫(kù)姆格列木群分區(qū)重礦物組合特征及含量統(tǒng)計(jì)(%)Table 5 Statistics of the heavy mineral assemblages and contents of the Kumugeliemu Group in Kuqa depression(%)

3.2 碎屑巖物質(zhì)組成特征

盆地內(nèi)的陸源碎屑物是由物源區(qū)母巖提供的，碎屑成分反映了物源、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和氣候的變化，物源區(qū)母巖的成分對(duì)碎屑沉積物的成分具有決定性的影響作用［18，19］。由于庫(kù)車(chē)坳陷分布范圍較小因此不考慮氣候?qū)晗莸挠绊?，進(jìn)而物源區(qū)及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引起的地殼變形和地形起伏控制著碎屑物形成過(guò)程以及影響盆地內(nèi)的陸源碎屑物的組成［20］。通過(guò)對(duì)研究區(qū)庫(kù)姆格列木群的巖心薄片鑒定，將其碎屑組分與周邊地區(qū)同層位砂巖組分的異同性進(jìn)行對(duì)比，以此作為判別物質(zhì)來(lái)源的依據(jù)［21，22］。

東部地區(qū)的吐孜、迪那井區(qū)庫(kù)姆格列木群的巖屑含量平均為42% ～78%，均高于石英、長(zhǎng)石含量，說(shuō)明砂巖組分成熟度較低，且主要是由巖漿巖和變質(zhì)巖巖屑組成，巖漿巖巖屑含量高于變質(zhì)巖巖屑，吐孜井區(qū)還有較高的沉積巖巖屑，根據(jù)砂巖碎屑成分Qm—F—Lt三角圖的投影點(diǎn)判斷是一種再旋回的沉積產(chǎn)物(圖5，6)，即來(lái)自沉積巖區(qū)。

中部地區(qū)的克拉井區(qū)庫(kù)姆格列木群多為石英砂巖，石英含量約為50% ～74%，說(shuō)明大北井區(qū)砂巖組分成熟度較高，碎屑物是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的搬運(yùn)。克拉202井和克拉205井的砂巖成分主要集中于Qm—F—Lt三角圖的再造山循環(huán)帶的石英質(zhì)區(qū)，巖屑成分上主要以變質(zhì)巖巖屑和巖漿巖巖屑含量近似或以變質(zhì)巖巖屑為主，因此判斷盆內(nèi)碎屑多來(lái)自于南天山的進(jìn)一步隆升，構(gòu)造背景屬于南天山再循環(huán)造山帶(圖5，6)。

西部地區(qū)的大北井區(qū)庫(kù)姆格列木群也多為石英砂巖，石英含量約為45% ～59%，石英的含量變化由大北1井向大北2井，卻勒6，卻勒1井方向逐漸增高，巖屑含量逐漸降低。大北1井和大北2井的砂巖成分主要集中于Qm—F—Lt三角圖的再造山循環(huán)帶的石英質(zhì)區(qū)，而大北102井構(gòu)造背景屬于混合區(qū)。因此判斷大北井區(qū)的主要物源區(qū)在其北部天山，構(gòu)造背景亦屬于南天山再循環(huán)造山帶。而卻勒井區(qū)屬于溫宿凸起再循環(huán)造山帶(圖5，6)。

圖6 庫(kù)車(chē)坳陷古近系庫(kù)姆格列木群物源判別三角圖Fig.6 Triangular diagrams for the discrimination of the source areas of the Paleogene Kumugeliemu Group in Kuqa depression

4 結(jié)論

(1)庫(kù)車(chē)前陸盆地三疊系—新近系內(nèi)鉆井巖芯的重礦物種類(lèi)、組合特征對(duì)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有明顯的響應(yīng)關(guān)系，即①中—晚三疊世(Ⅰ)，重礦物特征組合為:赤褐鐵礦—磁鐵礦—綠簾石—石榴石—白鈦礦—鋯石;②晚侏羅世—早白堊世(Ⅱ)，重礦物特征組合為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—綠泥石—石榴石—白鈦礦—鋯石;③晚白堊世(Ⅲ)，重礦物組合類(lèi)型為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—石榴石—磷灰石—綠泥石—白鈦礦;④古近紀(jì)(Ⅳ)，重礦物組合為:磁鐵礦—赤褐鐵礦—石榴石—綠簾石—鋯石—金紅石;⑤中新世(Ⅴ)，重礦物特征組合為:綠簾石—云母—赤褐鐵礦—磁鐵礦—石榴石—電氣石。其中晚侏羅世—早白堊世(Ⅱ)、晚白堊世(Ⅲ)、中新世(Ⅴ)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)活躍。

(2)庫(kù)車(chē)前陸盆地北部山前帶存在三個(gè)主要的物源通道，即吐孜井區(qū)北側(cè)、克拉井區(qū)北側(cè)和大北井區(qū)北側(cè);西部存在一個(gè)主要的物源通道，即卻勒井區(qū)西側(cè)的溫宿凸起斜坡帶上。其中吐孜、迪那井區(qū)的物源區(qū)主要來(lái)自北部南天山帶，部分來(lái)自井區(qū)東部及東南方向。而克拉、大北井區(qū)可能接受來(lái)自相同母巖類(lèi)型的北部物源供給。卻勒井區(qū)還接受來(lái)自其西部的溫宿凸起的物源供給，因此卻勒井區(qū)重礦物特征應(yīng)屬于混合區(qū)。

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