新疆上石炭統(tǒng)柳樹溝組巖石特征和其沉積環(huán)境

田薇

摘要：新疆上石炭統(tǒng)柳樹溝組沉積環(huán)境為濱淺海沉積環(huán)境，本次調(diào)查通過大量的實(shí)測剖面和主干路線，確定該套地層巖石組合為一套火山巖、正常沉積巖、火山碎屑巖組合。根據(jù)該組巖石組合及大量化石，定該組的沉積環(huán)境為濱淺海沉積環(huán)境。

關(guān)鍵字：上石炭統(tǒng)，柳樹溝組，沉積環(huán)境

0 分布概況及接觸關(guān)系

圖區(qū)柳樹溝組分布較廣，總體圍繞在七角井大向斜的外圍。在七角井大向斜的南北兩翼分別被巴里坤塔格北緣大斷裂和紅井子大斷裂將其與七角井組分隔；在七角井向斜的東部楊起端，也因奧陶系、泥盆系的出露，而未見其與七角井組的直接接觸。區(qū)域上柳樹溝組與下伏下石炭統(tǒng)以及泥盆系、奧陶系為角度不整合或斷層接觸，其上被上石炭統(tǒng)祁家溝組以平行不整合覆蓋。在空間上與七角井組成為同時異相沉積，七角井組為裂谷中心相，柳樹溝組為裂谷邊緣相。

1 巖石學(xué)特征

本次調(diào)查通過大量實(shí)測剖面和主干路線控制，根據(jù)這些剖面上提供的巖石組合、構(gòu)造變形特征及古生物化石資料，可將柳樹溝組進(jìn)一步劃分為3段。

柳樹溝組一段：以基性火山噴發(fā)巖和基性火山碎屑巖為主夾少量中性火山巖。巖性主要為杏仁狀玄武巖、玄武質(zhì)沉凝灰?guī)r、玄武質(zhì)火山角礫巖、玄武安山質(zhì)火山集塊巖等夾安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖等。

柳樹溝組二段：以中基性火山溢流相巖石為主夾少量基性噴發(fā)巖及正常沉積巖。其巖石組合為玄武巖、輝斑玄武巖、杏仁狀玄武巖、杏仁狀玄武安山巖、角礫熔巖、玄武安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、玄武安山質(zhì)角礫集塊巖、粗安巖、輝石粗安巖、復(fù)成分礫巖、中粗粒巖屑砂巖、粉砂巖等。

柳樹溝組三段：以正常沉積碎屑巖和火山碎屑巖為主夾少量中酸性火山噴發(fā)巖。其巖石組合主要為礫巖、含礫砂巖、砂巖、泥巖、灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰?guī)r、火山角礫巖等夾流紋巖、流紋質(zhì)角礫凝灰熔巖、流紋質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、粗面巖、霏細(xì)巖等。

現(xiàn)將主要巖石的巖石學(xué)特征介紹如下：

安山巖：巖石的主要斑晶為自行斜長石，粒徑約2-3.5mm，呈柱狀，寬板狀，以中長石為主?；|(zhì)中的斜長石微晶呈半平行排練，微晶之間有較多的隱晶質(zhì)充填，斜長石牌號以中長石為主。

安山質(zhì)火山角礫巖：巖石主要有安山質(zhì)的巖屑組成，火山碎屑物>80%。巖屑粒徑大小懸殊3-15mm，為次棱角狀。安山巖巖屑多以?；郀罱Y(jié)構(gòu)為主，斜長石以中長石為主，自行程度高，半定向分布于玻璃質(zhì)中，粗面安山巖巖屑較大，斑晶斜長石以納-更長石為主，長柱狀、板狀長石，自行好，已蝕變，僅保留結(jié)構(gòu)特征的角閃石。

玄武巖：巖石斑晶以斜長石為主，多呈柱狀，板狀，半自行-自行，粒徑約1.2-2mm，斜長石以拉長石，中長石為主，發(fā)育卡納復(fù)合雙晶，環(huán)帶，因受到基質(zhì)溶蝕，斜長石兩頭圓化，個別呈次圓狀。輝石以單斜輝石為主，大多為它形粒狀，發(fā)育有暗化邊，也受基質(zhì)溶蝕成港灣狀，圓滑狀，部分為蝕變殘余。

安山粗面巖：巖石總體為斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)中為安山結(jié)構(gòu)與粗面結(jié)構(gòu)的過渡類型，內(nèi)部孔洞與裂隙發(fā)育，孔洞內(nèi)充填物有石英、綠泥石和碳酸鹽礦物，綠泥石在孔洞中心，呈花瓣?duì)睿窒獍l(fā)育，碳酸鹽在其外圍呈它形，較晚為石英小顆粒在最外圍，且裂隙中多為石英細(xì)脈。

安山質(zhì)溶結(jié)角礫巖：巖石有大量安山質(zhì)火山角礫、斜長石晶屑、細(xì)火山灰等塑性碎屑相互溶結(jié)而成，火山碎屑中角礫均為塑性變形特征，晶屑為中長石，火山灰中脫?；饔幂^強(qiáng)，巖石中裂隙發(fā)育，其中充填長英質(zhì)脈體或碳酸鹽脈，碳酸鹽礦物交代石英，在角礫中長石微晶及斜長石晶屑表面碳酸鹽化蝕變作用較強(qiáng)。安山質(zhì)角礫中長石微晶多為中-更長石，定向排列較好，有假流動狀態(tài)，熔巖溶結(jié)角礫，顏色不同為氧化程度有所差別，晶屑中長石具環(huán)帶且為自形。

流紋巖：巖石內(nèi)以隱晶質(zhì)為主要組成部分，含少量熔巖團(tuán)塊，整體呈流動構(gòu)造，孔洞和裂隙及其發(fā)育，內(nèi)多充填石英顆粒、綠泥石或碳酸鹽礦物，主要為后期巖石經(jīng)蝕變作用形成，此外，巖石內(nèi)局部褐鐵礦化作用較強(qiáng)，表明巖石經(jīng)歷過較強(qiáng)的氧化環(huán)境作用，熔巖團(tuán)塊呈似流動狀，兩側(cè)明顯有大小區(qū)別，較大的一側(cè)為其流動方向，內(nèi)部有析晶現(xiàn)象。

2 時代討論

在柳樹溝組中發(fā)現(xiàn)有大量植物化石和動物化石，植物包括Mesocalamites（中蘆木）、Calamites（蘆木）、、Archaeocalamites hamiensis sp. nov.（哈密古蘆木）、Lepidodendron ninghsiaense Sze et Lee（寧夏鱗木）；動物化石包括Marginifera sp.（圍脊貝），Syringothyris aermantaiensis（管孔石燕），Dictyoclostus semireticularis（網(wǎng)格長身貝），Cyclocyclicus sp.（海百合莖），F(xiàn)enestella sp.（窗格苔蘚蟲）等。該化石組合指示該套地層的地質(zhì)時代應(yīng)屬晚石炭世早期。

3 形成環(huán)境分析

從柳樹溝組整套巖石組合分析，晚石炭世早期的趨勢為：開始為海相沉積夾基性-中基性爆發(fā)相、噴溢相、溢流相火山巖；隨后以基性-中基性火山溢流相、噴溢相、爆發(fā)相火山巖為主，酸性火山巖相次之，間夾少量淺海相沉積物；最后以酸性火山巖溢流相、噴溢相、爆發(fā)相為主，中-基性火山巖噴溢相、爆發(fā)相次之，偶夾海相碎屑巖；總體上構(gòu)成從基性-中基性到酸性的火山噴發(fā)旋回。

綜合以上古生物化石和巖性巖相特征，表明柳樹溝組總體處于裂谷邊緣的濱淺海沉積環(huán)境，與七角井組為同時異相沉積。

參考文獻(xiàn)

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