西準(zhǔn)哈拉阿拉特山一帶阿臘德依克賽組層序、化石組合及沉積環(huán)境

彭湘萍，李永軍，李衛(wèi)東，向坤鵬，李甘雨，李釗(.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，新疆 烏魯木齊 80000；.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 70054；.新疆維吾爾自治區(qū)國(guó)土資源廳，新疆 烏魯木齊 8000)

西準(zhǔn)哈拉阿拉特山一帶阿臘德依克賽組層序、化石組合及沉積環(huán)境

彭湘萍1，李永軍2，李衛(wèi)東3，向坤鵬2，李甘雨2，李釗2
(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，新疆 烏魯木齊 830000；2.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；3.新疆維吾爾自治區(qū)國(guó)土資源廳，新疆 烏魯木齊 830002)

阿臘德依克賽組是北疆北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)瑪依力山地層小區(qū)晚石炭世最頂部一個(gè)組級(jí)巖石地層單位，出露于烏爾禾北東的哈拉阿拉特山一帶。新近地質(zhì)調(diào)查證實(shí)，阿臘德依克賽組并非前人所述的南傾單斜層，粒序?qū)永怼永?、層面等?gòu)造證實(shí)本組總體為一北傾的正常層序，時(shí)代為晚石炭世卡西莫夫期。

西準(zhǔn)噶爾；阿臘德依克賽組；層型剖面；沉積環(huán)境

阿臘德依克賽組最早由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王玉靜等命名[1]，是北疆北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)瑪依力山地層小區(qū)晚石炭世最頂部一個(gè)組級(jí)巖石地層單位[2]，出露于烏爾禾北東的哈拉阿拉特山一帶，其產(chǎn)出受NE向達(dá)爾布特區(qū)域性斷裂控制。阿臘德依克賽組整體南傾，整合于哈拉阿拉特組之上，時(shí)代為晚石炭世(圖1-a)[1]。該組經(jīng)吳乃元在《新疆古生界》(下)介紹[3]，《新疆維吾爾自治區(qū)巖石地層》等沿用至今[2]。

近年，筆者等在“新疆西準(zhǔn)噶爾瑪依塔巴克等四幅1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目中，在前人所述層型剖面附近，選擇出露最佳位置重新測(cè)制剖面，并進(jìn)行1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖(圖1-b)，除采獲化石屬種與王玉靜等資料基本相同外，剖面調(diào)查和地質(zhì)填圖證實(shí)，剖面區(qū)的阿臘德依克賽組并非前人所述的南傾產(chǎn)出，而是總體北傾，并與其南哈拉阿拉特組構(gòu)成整體向北的單斜層序，同樣，作者及新疆第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)等調(diào)查證實(shí)，王玉靜等文章中所描述的哈拉阿拉特組，整個(gè)層序和產(chǎn)狀與1∶20萬(wàn)烏爾禾幅地質(zhì)圖及新近完成的1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)圖中的產(chǎn)狀剛好相反[4-5]。作為一個(gè)層型剖面，有必要展示最新資料，闡述清楚該組的產(chǎn)出、分布、層序、時(shí)代等最基本地質(zhì)特征，更新巖石地層單位資料，服務(wù)地質(zhì)工作者。

圖1　西準(zhǔn)噶爾哈拉阿拉特山一帶地質(zhì)圖Fig.1 The geological map of Halaalate Mountain

1　剖面列述

剖面及地質(zhì)填圖證實(shí)，阿臘德依克賽組北部(頂部)與下石炭統(tǒng)希貝庫(kù)拉斯組呈斷層接觸，南被下二疊統(tǒng)佳木河組角度不整合覆蓋(圖2)。地層出露厚度大于902.8 m，列述如下：

(被下二疊統(tǒng)佳木河組角度不整合超覆)未見(jiàn)底

2　地層層序

王玉靜等所述原阿臘德依克賽組(未提供剖面圖)[1]，據(jù)剖面列述信息可確認(rèn)該組為南傾單斜層。本次實(shí)測(cè)剖面及區(qū)域地質(zhì)填圖證實(shí)，阿臘德依克賽組中層理、層面等構(gòu)造發(fā)育，產(chǎn)狀易識(shí)別，可確認(rèn)整體為傾向NW的單斜地層(圖2-d)，層理產(chǎn)狀為295° ~330°∠50°~60°。該組中下部常見(jiàn)巖石組合由細(xì)砂巖-泥質(zhì)粉砂巖-粉砂質(zhì)泥巖組成(泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖中劈理化相對(duì)強(qiáng)烈)，自下而上沉積物粒度顯示由粗變細(xì)的正常層序特征。細(xì)砂巖和凝灰質(zhì)砂巖中的遞變層理、粒序?qū)永?、沖刷層面構(gòu)造等示頂?shù)壮练e標(biāo)志及該組上部層位砂巖中發(fā)育的斜層理、小型交錯(cuò)層理均指示層序正常，未發(fā)生地層倒轉(zhuǎn)(圖2)。此外，實(shí)測(cè)剖面第12層由火山角礫巖-角礫凝灰?guī)r-火山熔巖組成兩個(gè)明顯的火山噴發(fā)旋回，每個(gè)旋回從南到北粒度由粗變細(xì)，指示地層層序正常，未發(fā)生倒轉(zhuǎn)，阿臘德依克賽組向北應(yīng)層序變新。

3　化石群落及地層時(shí)代

3.1化石埋藏特征

據(jù)成因可將化石分為原地埋藏化石和異地埋藏化石。其中，原地埋藏化石由生物體在未經(jīng)搬運(yùn)或近距離搬運(yùn)后快速掩埋形成，具標(biāo)定地層時(shí)代和指示沉積環(huán)境的重要意義。野外露頭上化石的產(chǎn)出狀態(tài)是甑別原地埋藏化石的關(guān)鍵，也是確定地層時(shí)代并對(duì)沉積環(huán)境做出合理解釋的前提。實(shí)測(cè)剖面中發(fā)現(xiàn)的化石以腕足和珊瑚為主，少量苔蘚蟲、雙殼和腹足化石?；瘜游环€(wěn)定，沿走向延伸超過(guò)1 km。腕足化石主要產(chǎn)于土黃色泥質(zhì)砂巖和鈣質(zhì)泥巖中，在凝灰質(zhì)細(xì)砂巖中也有少量產(chǎn)出；露頭上腕足化石個(gè)體大小不一，指示生物自幼年至老年期個(gè)體形態(tài)的變化特征。化石形態(tài)保存完整，無(wú)明顯磨損痕跡，紋飾清晰可見(jiàn)(圖3-a，b)，化石喙部向下，化石個(gè)體保存了原來(lái)生活的位置和方向(圖3-c)；在泥質(zhì)砂巖中見(jiàn)少量雙殼(圖3-d)、螺(圖3-e)、苔蘚蟲與腕足化石共生，化石形態(tài)完整，邊角無(wú)明顯磨損，整體平行地層層面排布，局部可見(jiàn)生物遺跡。珊瑚化石主要產(chǎn)于淺灰白色生物碎屑灰?guī)r中，化石形態(tài)完整，整體保留了原始生活狀態(tài)(圖3-f，g)?；谋４鏍顟B(tài)、共生關(guān)系確認(rèn)為原地埋藏形成，能代表化石群的原始生活環(huán)境。

圖2　阿臘德伊克賽組剖面與沉積構(gòu)造特征Fig.2 The section and sedimentary structure feature of Aladeyikesai Formation

3.2化石種屬及地層時(shí)代

剖面中發(fā)現(xiàn)以腕足和珊瑚化石為主的化石群，其中腕足化石Linoproductus cora.殼體較大，呈三角形，主要見(jiàn)于早石炭—早二疊世，在上石炭統(tǒng)石錢灘組中常見(jiàn)；Athyris circularis.主要出現(xiàn)于晚石炭世，在上石炭統(tǒng)沙泉子組中較常見(jiàn)；Neospirifer fasciger.主要出現(xiàn)于晚石炭世，在準(zhǔn)噶爾地區(qū)上石炭統(tǒng)石錢灘組、祁家溝組均有發(fā)現(xiàn)；Stratigera sp.在早、晚石炭世均有發(fā)現(xiàn)；Schizophoria striatula.主要出現(xiàn)于晚泥盆世。珊瑚化石Cystodendropora xinjiangensis Wang在露頭中呈礁狀，其復(fù)體呈圓柱狀，保存完整，具代表性，常產(chǎn)出于上石炭統(tǒng)卡西莫夫階中，在石錢灘組和祁家溝組中較為常見(jiàn)(圖3-h，i)；Bradyphyllum cf.belliostatum Grabau單體呈闊錐狀，主要見(jiàn)于上石炭統(tǒng)石錢灘組，也是和布克河組的代表性種屬；Roemeriporella junggarensis Wang(圖3-j) 和Syringaxonoides cf.xinjiangense Zeng(圖3-k，l)都是上石炭統(tǒng)卡西莫夫階的常見(jiàn)分子，在東準(zhǔn)噶爾石錢灘組有少量發(fā)現(xiàn)；Litophyllum minor Wang呈復(fù)體塊狀，個(gè)體較小(圖3-m，n)，在鄯善縣阿奇山地區(qū)下石炭統(tǒng)野云溝組較為常見(jiàn)；Zaphrentites sp.常出現(xiàn)于晚石炭世，也是西準(zhǔn)噶爾地區(qū)下石炭統(tǒng)那林卡拉組的代表性種屬之一(圖3-o)[6]。此外，還發(fā)現(xiàn)少量與腕足、珊瑚化石共生的腹足化石Leptomphalus sp.，該屬在亞洲、歐洲及北美均有廣泛分布，主要出現(xiàn)于石炭—二疊紀(jì)。

阿臘德依克賽組化石群形成于晚石炭世卡西莫夫期，化石的共生關(guān)系及埋藏特征指示其為原地埋藏形成，其時(shí)代能代表阿臘德依克賽組的形成時(shí)代。同時(shí)，項(xiàng)目組獲得該組火山巖鋯石U-Pb年齡為(303.8±2.4)Ma[7]，與化石群形成時(shí)代吻合。

4　沉積環(huán)境意義

相對(duì)于單一種屬化石的研究而言，不同種屬化石組成的化石群在地層柱上的分布特征更能全面、系統(tǒng)地反映沉積時(shí)的生物組合面貌。實(shí)測(cè)剖面中據(jù)巖石組合、沉積旋回及化石組合特征，詳細(xì)劃分了阿臘德依克賽組沉積環(huán)境(圖4)。

圖3　阿臘德伊克賽組典型化石特征Fig.3 The typical fossil feature of Aladeyikesai Formation

剖面1~3層 巖性以粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，少量含礫砂巖、細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖和灰?guī)r。自下而上，碎屑物質(zhì)粒度逐漸變細(xì)。含礫砂巖和細(xì)砂巖中主要沉積構(gòu)造有粒序?qū)永?、小型交錯(cuò)層理、沖刷層理和水平層理，局部粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖中見(jiàn)平行層理、微波狀層理，顯示波浪對(duì)沉積作用具較強(qiáng)影響。第3層內(nèi)化石種屬相對(duì)較少且豐度較低，其組成以腕足化石為主，代表種屬有Schizophoria striatula.和Stratigera sp.；少量珊瑚化石Zaphrentites sp.和Syringaxonoides cf.xinjiangense Zeng。整體代表了臨濱-過(guò)渡帶環(huán)境下的產(chǎn)物。

剖面4~6層 巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾中-薄層凝灰質(zhì)砂巖，頂部較多砂巖和含礫長(zhǎng)石巖屑砂巖。從底到頂碎屑物粒度由細(xì)變粗。第6層下部水平層理較發(fā)育，上部可見(jiàn)波狀層理和平行層理。在該層上部除珊瑚和腕足化石外，還發(fā)現(xiàn)少量腹足化石，豐度較低，多數(shù)化石種屬與第3層中一致。代表性腕足化石有：Brachythyrina pingusiformis和Neospirifer fasciger.；珊瑚化石Bradyphyllum cf.belliostatum Grabau。結(jié)合該段層理、層序特征認(rèn)為該段沉積環(huán)境自臨濱向過(guò)渡帶轉(zhuǎn)變，主體屬過(guò)渡帶環(huán)境。

剖面7~11層 巖性以砂巖、凝灰質(zhì)砂巖為主，少量泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，垂向上碎屑粒度逐漸變粗，主要發(fā)育的沉積構(gòu)造有微波狀層理、小型斜層理、水平層理等，上部交錯(cuò)層理、沖刷層理較常見(jiàn)，顯示水動(dòng)力較強(qiáng)，沉積明顯受波浪作用影響?；?~10層中分布基本連續(xù)，化石群整體呈種屬多、豐度高的特征，腕足和珊瑚較為繁盛。腕足化石中Linoproductus sp.較繁盛，豐度較高，其形態(tài)功能特征反映了對(duì)動(dòng)蕩水體的軟基底的適應(yīng)。Echinoconchus sp.屬適應(yīng)軟底生活的類型[8]；Buxtonia scabriculus是晚石炭世早期淺海不穩(wěn)定環(huán)境、砂泥底腕足群落的優(yōu)勢(shì)種，生活時(shí)以肉莖或莖絲附著于硬底或其它貝殼、海百合莖和植物莖桿上[1]。第9層中珊瑚化石多與苔蘚蟲化石共生，常見(jiàn)Cystodendropora xinjiangensis Wang和 Litophyllum minor Wang，其中，Cystodendropora xinjiangensis Wang極具代表性，呈礁狀，是典型溫暖淺海的產(chǎn)物[9]。Brad yphyllum cf.belliostatum Grabau和Syringaxonoidescf.xinjiangense Zeng，多與海水中含泥沙、水體渾濁有關(guān)。該化石群中大部分腕足化石與華北地臺(tái)腕足動(dòng)物群落化石種屬一致[4]。據(jù)巖石組合、基本層序和層理層面構(gòu)造綜合分析認(rèn)為該段形成于臨濱-前濱環(huán)境。頂部由兩個(gè)火山噴發(fā)旋回組成，每個(gè)旋回自下而上依次為玄武安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、玄武安山巖，火山間歇期沉積了少量凝灰質(zhì)砂巖和砂巖夾層。

圖4　阿臘德依克賽組綜合柱狀圖Fig.4 Generalized columnar section of Aladeyikesai Formation

5　結(jié)論

(1)重測(cè)阿臘德依克賽組層型剖面，據(jù)地層產(chǎn)狀、層理層面構(gòu)造及火山巖層序等厘定了阿臘德依克賽組層序，結(jié)果顯示阿臘德依克賽組未發(fā)生地層倒轉(zhuǎn)，向北地層逐漸變新。

(2)剖面中發(fā)現(xiàn)了以腕足和珊瑚為代表的化石群，化石產(chǎn)出狀態(tài)和共生關(guān)系均指示為原地埋藏形成，化石群形成時(shí)代為晚石炭世卡西莫夫期，代表阿臘德依克賽組的形成時(shí)代；據(jù)巖石組合、常見(jiàn)構(gòu)造與化石資料綜合分析認(rèn)為阿臘德依克賽組整體形成于濱海環(huán)境。

[1]王玉凈,金玉玕,江納言.論哈拉阿拉特組的時(shí)代及古環(huán)境特征[J].地層學(xué)雜志,1987,11(1):53-57．

[2]蔡土賜.新疆維吾爾自治區(qū)巖石地層[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社, 1999．

[3]新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局第一區(qū)調(diào)大隊(duì)．新疆古生界(新疆地層總結(jié)之二)(上、下)[M].烏魯木齊:新疆人民出版社,1991．

[4]李甘雨,李永軍,王冉,等.西準(zhǔn)噶爾哈拉阿拉特組火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡[J].西北地質(zhì),2015,48(3):12-21．

[5]李甘雨,李永軍,向坤鵬,等.西準(zhǔn)噶爾哈拉阿拉特組的重新厘定及區(qū)域?qū)Ρ萚J].地層學(xué)雜志,2016,40(1):467-475．

[6]吳乃元,王明倩.新疆北部石炭系地層層序和其化石組合特征[J].新疆地質(zhì),1983,1(2):17-31．

[7]向坤鵬,李永軍,李釗,等.新疆西準(zhǔn)噶爾哈拉阿拉特山火山巖LA ICPMS鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2015,89(5): 843-855．

[8]范炳恒,沈樹忠.華北地臺(tái)石炭紀(jì)至早二疊世腕足動(dòng)物古生態(tài)研究[J].長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1996,26(3):248-254．

[9]王治平,馮慶來(lái).新疆準(zhǔn)噶爾石錢灘組的生物群沉積環(huán)境及生物區(qū)系特征[J].地球科學(xué),1992,17(3):281-288．

The Stratigraphic Sequence,Fossil Assemblage and Sedimentary Environment of Aladeyikesai Formation in Hala’alate Mountain,West Junggar

Peng Xiangping1,Li Yongjun2,Li Weidong3,Xiang Kunpeng2,Li Ganyu2,Li Zhao2
(1.Bureau of Geology and Mineral Resources Development of Xinjiang,Urumqi,Xinjiang,830000,China; 2.School of Earth Science and Resources,Chang'an University,Xi'an,Shaanxi,710054,China; 3.Xinjiang Department of Land and Resources,Urumqi,Xinjiang,830002,China)

Aladeyikesai Formation,belonging to Mayili Mountains stratomicroregion of North Junggar stratosubregion, which located in Hala’alate Mountain,West Junggar,is the most top lithostratigraphic unit in Late Carboniferous.Based on the new data and progresses gained in recent studies,Aladeyikesai Formation is a dipping-north rather than the dipping-south monocline by the researchers’reported,it confirmed by graded bedding,stratification and bedding plane. Moreover,its geological age is the Late Carboniferous Kasimovian.This study provided the latest information to expound clearly the most basic geological characteristics of Aladeyikesai Formation,such as occurrence form,distribution, stratigraphic sequence,geological age and so on.Meanwhile,we update the lithostratigraphic unit information of Aladeyikesai Formation.

West Junggar;Aladeyikesai Formation;Stratotype section;Sedimentary environment

1000-8845(2016)03-297-05

P534.44；Q915.816

A

項(xiàng)目資助：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)（1212011220619）資助

2014-12-08;

2016-01-18;作者E-mail:dkcpxp@sohu.com

彭湘萍（1968-），女，湖南平江人，1990年畢業(yè)于吉林大學(xué)地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè)，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作

李永軍，男，長(zhǎng)安大學(xué)教授，E-mail:yongjunl@chd.edu.cn