塔里木柯坪地區(qū)上奧陶統(tǒng)印干組碳酸鹽巖微相和古地理

閻琨 趙志剛 馬偉

摘? 要：新疆塔里木西北緣柯坪地區(qū)上奧陶統(tǒng)印干組碳酸鹽巖發(fā)育良好，不同地區(qū)巖性變化較大。通過對其不同剖面位置的微相類型進(jìn)行研究，識(shí)別出10種微相類型，與威爾遜標(biāo)準(zhǔn)相模式對比，將其劃分為5種沉積相，在印干組中首次識(shí)別出臺(tái)緣淺灘相、臺(tái)地邊緣斜坡相。印干組沉積期古地理特征為南西水淺（主要為臺(tái)緣淺灘-臺(tái)緣斜坡相）、北東水深（主要為廣海陸棚-盆地邊緣相）。通過沉積相變化規(guī)律，識(shí)別出在印干組沉積中晚期，存在一次大規(guī)模海退事件。

關(guān)鍵詞：柯坪;印干組;沉積微相;古地理;海退

塔里木板塊西北緣的柯坪地區(qū)，地層區(qū)劃屬于塔里木地層區(qū)-柯坪地層分區(qū)，因其古生代沉積地層出露完整，露頭良好，成為研究古生代地層的天堂。前人針對該地區(qū)地層劃分、生物演化、沉積-構(gòu)造演化等多個(gè)方面展開了研究，取得了卓有成效的成果[1-8]。但這些研究多重視點(diǎn)上的研究，忽略了面上的展布，主要原因可能是研究多集中在阿克蘇印干村、大灣溝、柯坪水泥廠等典型剖面。前人通過典型剖面的研究，在印干組中劃分了多個(gè)筆石帶，由此厘定出其為一套陸棚-盆地相的深灰色、黑色炭質(zhì)鈣質(zhì)頁巖及少量粉砂巖、泥灰?guī)r，富含筆石、三葉蟲等，并將該組出露范圍限定在印干村附近[1-3，9-11]。通過最新的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查[12]，在之前普遍認(rèn)為不存在印干組的印干斷裂以西柯坪地區(qū)識(shí)別出一套富含筆石、三葉蟲化石的頁巖、灰?guī)r，并將其厘定為印干組，且在其頂部識(shí)別出一套紫紅色生物碎屑灰?guī)r層，此成果對柯坪地區(qū)印干組沉積期的沉積環(huán)境研究提出了新課題。筆者認(rèn)為印干組出露范圍可延伸至柯坪西部地區(qū)，并且向南、向西可能存在明顯相變。本文希望通過碳酸鹽巖石學(xué)和沉積學(xué)的方法[13-16]，利用微相-沉積相手段，研究印干組出露范圍及變化規(guī)律，探究晚奧陶世柯坪地區(qū)古地理特征，為柯坪-巴楚地區(qū)晚奧陶世沉積演化提供新資料。

1? 印干組分布及巖石地層特征

阿克蘇-柯坪一線的印干組，東起烏什線印干村，向西延伸至柯坪縣西部喀干塔勒附近，南側(cè)以柯坪塔格斷裂為界，北以南天山山前斷裂為界。筆者選擇了印干村、喀拉帕克斯、庫木阿拉提、薩干塔勒、西克爾、一間房6條剖面（圖1），根據(jù)印干組的出露情況及巖相變化來分析當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境的差異性。

1.1? 印干村剖面印干組

主要巖性為灰黑色炭質(zhì)泥巖、灰泥灰?guī)r，富含筆石、三葉蟲等，喬新東等在此由下至上建立了筆石Dicellograpus-angulatus帶，Orthograptus quadrimucronatus帶，將其劃分至晚奧陶世艾家山階[5]。

1.2? 喀拉帕克斯剖面

位于衣木干他烏塔格中部，下部巖性主要為灰泥灰?guī)r與炭質(zhì)泥巖互層，富含筆石，頂部出現(xiàn)砂屑粒泥灰?guī)r，總體巖性特征、化石特征與印干村剖面較一致，該剖面基本上為印干組炭質(zhì)泥巖在衣木干他烏塔格最西的位置。

1.3? 庫木阿提拉剖面

其下部主要為炭質(zhì)泥巖夾生物碎屑粒泥灰?guī)r、砂屑粒泥灰?guī)r，富含筆石，上部為砂屑顆?；?guī)r、生物碎屑顆?；?guī)r、鮞?；?guī)r等，其下部與印干村剖面較一致，但頂部的紫紅色中層顆?；?guī)r與之前的炭質(zhì)泥巖、灰泥灰?guī)r差異較大。韓小夢等在該層建立的珊瑚Agetolites-Heliolites-Streptelasma組合，認(rèn)為其為錢塘江階早期沉積[12]。

1.4? 薩干塔勒剖面

主要為紫紅色薄-中層砂屑顆?；?guī)r、鮞?；?guī)r，總體面貌與庫木阿拉提拉剖面頂部較一致。該剖面下部與其浪組灰綠色瘤狀灰?guī)r整合接觸，缺失印干組典型的富含筆石的炭質(zhì)泥巖、灰泥灰?guī)r。

1.5? 西克爾剖面

鐵熱克阿瓦提組（柯坪塔格組下部）直接不整合覆蓋于鷹山組之上[17]，缺失薩爾干組、坎嶺組、其浪組、印干組，說明該地區(qū)在中晚奧陶世可能為剝? ? ?蝕區(qū)。

1.6? 一間房剖面

良里塔格組（印干組）覆蓋于圖木舒克組（其浪組）之上[18-19]，主要巖性為紫紅色、灰色砂屑泥?；?guī)r、藻屑泥?；?guī)r、鮞粒顆?；?guī)r等。

2? 碳酸鹽微相特征

2.1? 顆粒組分

碳酸鹽顆粒類型是劃分微相類型、分析沉積環(huán)境的重要依據(jù)。研究區(qū)印干組灰?guī)r中的顆粒含量較多，主要有生物碎屑、內(nèi)碎屑、鮞粒、陸源碎屑等，主要特征如下：

生物碎屑? 印干組頂部分布較多，生物碎屑主要由海百合莖、介形蟲碎片、腕足類及三葉蟲碎片等組成，磨圓中等。三葉蟲碎片呈飄帶狀，彎鉤狀，具層纖結(jié)構(gòu)（圖2-a）;海百合莖由單晶方解石組成，部分邊緣可見增生邊發(fā)育（圖2-b）;腕足類具平行片狀結(jié)構(gòu)。

內(nèi)碎屑? 多為砂級碎屑，磨圓度較好，多呈圓狀-次圓狀，主要由泥晶方解石組成（圖2-c）;少量為礫級碎屑。

鮞粒? 多呈圓狀或橢圓狀，多為薄皮鮞、同心鮞，部分可見復(fù)鮞。核心多為生物碎屑、泥晶方解石等，同心紋層由泥晶方解石組成，部分鮞粒被鐵質(zhì)改造（圖2-d，e）。

陸源碎屑? 主要為石英碎屑，呈次棱角狀-棱角狀分布，粒徑0.06～0.15 mm，另有少量榍石碎屑和黃鐵礦（圖2-f）。

2.2? 微相類型

根據(jù)Dunham的碳酸鹽巖分類命名方案[16]，按照Wilson標(biāo)準(zhǔn)微相劃分模式[14]，將研究區(qū)印干組劃分為共10種微相類型（表1）。

3? 沉積相與沉積演化

3.1? 印干組沉積相分析

通過對印干組巖石組合及沉積微相分析，共劃分出盆地、廣海陸棚、盆地邊緣、臺(tái)地前緣斜坡、臺(tái)地邊緣淺灘5種沉積相（圖3，4）。

盆地相? 位于氧化界面以下，能量較低，巖石類型以炭質(zhì)泥巖為主，含少量灰泥灰?guī)r，富含筆石，主要位于印干村剖面，微相類型主要有MF1（圖3-a）。

廣海陸棚? 為深水陸棚的低能帶，位于氧化界面附近、浪基面之下。巖石類型以炭質(zhì)泥巖與灰泥灰?guī)r互層為主，含筆石化石，主要位于喀拉帕克斯及庫木阿拉提剖面下部。微相類型主要有MF1，MF2-1（圖3-a，b）。

盆地邊緣? 位于廣海陸棚和臺(tái)地前緣斜坡之間，能量較高，巖石類型以灰泥灰?guī)r、礫屑顆?；?guī)r為主，主要位于喀拉帕克斯、庫木阿拉提剖面中部，薩干塔勒剖面下部，微相類型主要為MF1，MF3-3? ? （圖3-a，g）。

臺(tái)地前緣斜坡? 位于浪基面上下，能量較強(qiáng)，主要巖石類型為砂屑粒泥灰?guī)r、生物碎屑粒泥灰?guī)r，礫屑顆?；?guī)r，主要位于喀拉帕克斯、庫木阿拉提、薩干塔勒剖面的上部，微相類型主要為MF2-2，MF3-1，MF3-3（圖3-c，e，g）。

臺(tái)地邊緣淺灘? 位于浪基面之上的高能帶，主要為砂屑灘、鮞粒灘，主要巖石類型為鮞粒顆粒灰?guī)r、鮞粒泥粒灰?guī)r、砂屑顆粒灰?guī)r、生物碎屑顆?；?guī)r等，位于庫木阿拉提、薩干塔勒剖面的頂部。微相類型主要為MF2-3，MF3-2，MF3-3，MF4-2等? ? ? ? （圖3-d，f，g，h）。

3.2? 印干組沉積演化

根據(jù)剖面和沉積微相對比分析，印干組沉積期柯坪地區(qū)NE方向?yàn)閺V海。在印干組沉積早期，印干村附近為盆地相，沉積了富含筆石的炭質(zhì)泥巖，而喀拉帕克斯，庫木阿拉提附近表現(xiàn)為廣海陸棚相，呈灰泥灰?guī)r與炭質(zhì)泥巖互層，薩干塔勒地區(qū)則為盆地邊緣相，主要為砂屑粒泥灰?guī)r、生屑粒泥灰?guī)r，此時(shí)柯坪地區(qū)化石主要表現(xiàn)為筆石、三葉蟲，而西克爾地區(qū)未沉積印干組，表明該地區(qū)可能已隆升為陸;在凱迪階中期，柯坪地區(qū)發(fā)生大規(guī)模海退，庫木阿拉提地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榕璧剡吘壪?，主要為砂屑粒泥灰?guī)r、生屑粒泥灰?guī)r;之后持續(xù)海退，庫木阿拉提、薩干塔勒地區(qū)轉(zhuǎn)換為臺(tái)地邊緣淺灘相，沉積了大量紫紅色鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r，在庫木阿拉提地區(qū)發(fā)育大量珊瑚化石，表明該地區(qū)已經(jīng)由氧化界面之下轉(zhuǎn)變到之上，而在喀拉帕克斯地區(qū)也由廣海陸棚相轉(zhuǎn)變?yōu)榕璧剡吘壪啵▓D5，6）。

3.3? 印干組與良里塔格組的關(guān)系

多數(shù)學(xué)者將良里塔格組作為印干組在巴楚地層小區(qū)的相變，大致以柯坪塔格斷裂為界，北部印干組為陸棚-盆地相炭質(zhì)泥巖、頁巖，南部良里塔格組為臺(tái)緣淺灘相的鮞粒顆?；?guī)r、砂屑泥?；?guī)r、藻屑泥?；?guī)r等[20-21]。本文通過對印干組沉積環(huán)境分析認(rèn)為，印干組沉積期柯坪地區(qū)也存在臺(tái)緣淺灘相沉積，即印干組頂部的紫紅色鮞粒顆?；?guī)r、砂屑灰?guī)r與良里塔格組巖性一致，這套紫紅色鮞粒顆?；?guī)r如何歸屬，還有待學(xué)者進(jìn)一步研究。此外，良里塔格組為凱迪階中期沉積，印干組頂部延伸至凱迪期晚期，因此，筆者認(rèn)為臺(tái)地邊緣相灰?guī)r由巴楚地區(qū)延伸至柯坪地區(qū)，可作為凱迪階中晚期海退的直接證據(jù)。

4? 結(jié)語

（1） 印干組中劃分出10種微相類型，分屬于5種不同的沉積相，認(rèn)為印干組中存在臺(tái)地邊緣淺灘、臺(tái)地邊緣斜坡沉積。

（2） 印干組沉積期總體表現(xiàn)為海退，最終導(dǎo)致柯坪地區(qū)由盆地-臺(tái)緣斜坡相，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閺V海陸棚-臺(tái)緣淺灘相。

（3） 在印干組沉積晚期，柯坪西部與巴楚地區(qū)具一致的沉積相，表明僅以柯坪塔格斷裂作為印干組和良里塔格組的界線還有待商榷。

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