（矿产普查与勘探专业论文）银根额济纳旗地区晚古生代盆地形成与演化研究.pdf

摘要 本文选取 银根一额济纳旗地区晚古生代盆地形成与演化研究 为题 旨在通过晚 古生代主要是石炭纪一二叠纪盆地的地层沉积特征 岩浆岩时空分布及其地球化学特征 的分析 开展衙地的构造格局 盆地的属性特征及盆地的形成与演化研究 研究区石炭纪一二叠纪地层均出露在周边地区 研究区腹地由于沙漠 戈壁覆盖 露头较少 根据地层出露情况将研究区分为东 西 南 北部进行研究 石炭系在研究 区西部主要出露早石炭世白山组 绿条山组和晚石炭世干泉组 北部主要出露早石炭世 好比如组 东部出露晚石炭世阿木山组 南部主要以晚石炭世干泉组为主 二叠系在研 究区西部主要为早中二叠世双堡塘组 中二叠世菊石滩组和金塔组及晚二叠世方山口 组 北部为早中二叠世埋汗哈达组 中二叠世阿其德组和晚二叠世哈尔苏海组 东部仅 见早二叠世阿木山组 南部主要为中二叠世菊石滩组 可能存在上二叠统 研究区石炭系以浅海陆棚 局限海岸沉积为主 碳酸盐台地和辫状 扇 三角洲次 之 二叠系则以浅海陆棚沉积为主 广海海岸 碳酸盐台地和扇三角洲次之 沉积序列 早期以火山岩喷发为主 随后由于生物作用沉积了碳酸盐岩 最后为碎屑岩沉积 研究区石炭纪火山岩以中酸性为主的钙碱性火山岩 少量的基性火山岩 石炭纪处 于板内拉张构造环境 二叠纪火山岩以中酸性为主 少量为基性火山岩 总体也以钙碱 性为主 二叠纪处于板内的拉张 伸展 构造环境 不论是石炭纪还是二叠纪 火山岩 微量元素原始地幔蛛网图中总体以l i l e 的富集和n b t a s r 的亏损为特征 可能受到 地壳的混染或与斜长石的分离结晶有关 稀土元素配分曲线以右倾的负e u 异常为特征 研究区主要发育华力西中晚期的侵入岩 且主要为花岗岩类 其岩石类型以石英二 长闪长岩 闪长岩 花岗岩和花岗闪长岩为主 显示出次铝到偏铝质的s 型和i 型以钙 碱性系列为主的既具有拉张又有挤压性质的花岗岩类 在微量元素蛛网图中显示以n b t a 和s r 的亏损为特征 稀土元素表现出微弱的负铕异常 构造环境既有碰撞前 同碰 撞又有碰撞后环境 显示了复杂的源区构造环境 依据地质露头 地球物理及遥感影像资料 解释出7 条一级断裂 5 条二级断裂及 其6 条三级断裂 综合地质和地球物理资料 认为研究区晚古生代盆地具有两种性质不 同的沉积基底 一种为前寒武系结晶基底或沉积变质基底 一种为下古生界沉积褶皱基 底 根据研究区的地层发育 岩性组合 生物组合 沉积建造 区域构造 岩浆岩等特 征将研究区石炭纪一二叠纪划分为4 个一级构造单元 1 1 个二级构造单元 综合研究表明 研究区石炭纪一二叠纪均以裂谷裂陷盆地为主要特征 但是其发育 过程有所区别 红石山一黑鹰山地区是一种由伸展到挤压环境下的裂陷盆地 巴丹吉林 一银根地区属于在大陆弧隆起区和发育在大陆地壳基础上的裂谷盆地 巴彦诺尔公地区 则是在拉张应力下典型的陆相火山断陷盆地 在石炭纪一二叠纪地层展布 接触关系 沉积建造 岩浆岩研究的基础上 划分出 了盆地形成与演化的阶段 1 盆地的伸展阶段 裂谷 裂陷 有限洋盆并列格局 d 3 一c 1 2 盆地的全盛阶段 裂谷盆地的充填沉积及有限洋盆关闭 c 2 p 2 3 盆地的收缩阶段 进积型盆地与陆相盆地充填 p 3 4 盆地末期 p 3 末期 关键词 银根一额济纳旗 石炭纪 系 一二叠纪 系 地层沉积 岩浆岩 盆地形成与演化 i i a b s t r a c t t h e p a p e rt o p i c s t u d yo nt h ef o r m a t i o na n d e v o l u t i o no ft h en e o p a l e o z o i cb a s i ni na r e a o fy i n g e n e j i n a q i w a sc h o s e nt os t u d yt h et e c t o n i cp a t t e r n a t t r i b u t e sa n db a s i nf o r m a t i o n a n de v o l u t i o nb ya n a l y z i n gt h es t r a t u mc h a r a c t e r i s t i c s s p a c e t i m ed i s t r i b u t i o no fm a g r n a t i c r o c k sa n dg e o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c si nc a r b o n i f e r o u s p e r m i a no fn e o p a l e o z o i c s t r a t u m so fc a r b o n i f e r o u s p e r m i a na l le x p o s e di nt h es u r r o u n d i n ga r e a b e c a u s et h er e s e a r c ha r e ai sc o v e r e db yd e s e r ta n dg o b i b a s eo nt h ee x p o s e ds t r a t u m s t h ep a p e rw i l le x a m i n et h ed i s t i n c t i o no ft h ee a s t w e s t s o u t ha n dn o r t ha r e a t h ec a r b o n i f e r o u ss t r a t u m se x p o s e di nt h ew e s ta r e aa r em a i n l yb a i s h a na n dl v t i a o s h a nf o r m a t i o no ft h el o w e rc a r b o n i f e r o u sa n dg a n q u a nf o r m a t i o no ft h eu p p e rc a r b o n i f e r o u s n o r t h h a o b i r uf o r m a t i o no ft h e l o w e rc a r b o n i f e r o u s e a s t a m u s h a nf o r m a t i o no ft h eu p p e rc a r b o n i f e r o u s a n dg a n q u a n f o r m a t i o no ft h eu p p e rc a r b o n i f e r o u si nt h es o u t h s t r a t u m so fp e r m i a na r es h u a n g b a o t a n g f o r m a t i o no ft h el o w e rp e r m i a n j u s h i t a na n dj i n t af o r m a t i o no ft h em i d d l ep e r m i a na n d f a n g s h a n k o uf o r m a t i o no ft h eu p p e rp e r m i a ni nt h ew e s ta r e a m a i h a n h a d af o r m a t i o no ft h e l o w e rp e r m i a n a q i d ef o r m a t i o no ft h em i d d l ep e r m i a na n dh a e r s u h a if o r m a t i o no ft h eu p p e rp e r m i a ni nt h en o r t h a n dj u s h i t a nf o r m a t i o no ft h em i d d l ep e r m i a na n dt h eu p p e rp e r m i a ni nt h es o u t h t h ec a r b o n i f e r o u sf o r m a t i o na r ep r i m a r i l ys h a l l o w s e ac o n t i n e n t a la n dc i r c u m s c r i b e d s e a c o a s td e p o s i t s c a r b o n a t ep l a t f o r ma n db r a i d e dr i v e rd e l t at a k es e c o n dp l a c e w h i l et h e p e r m i a na r ep r i m a r i l ys h a l l o w s e ac o n t i n e n t a l o p e n s e ac o a s t a l c a r b o n a t ep l a t f o r ma n d f a n d e l t at a k es e c o n dp l a c e t h es e q u e n c ew a sm a i n l yv o l c a n i ce x p l o s i o ni nt h ee a r l ys t a g e s u b s e q u e n t l y c a r b o n a t ea n dl a s t l y e l a s t i cr o c k s c a r b o n i f e r o u sa n dp e r m i a nv o l c a n i cr o c k sa r em o s t l yt a l c a l k a l i n es e r i e sv o l c a n i cr o c k s w i t ho n l ys m a l la m o u n t so fa l k a l i n es e r i e sa n dt h o l e i i t e s e r i e sv o l c a n i cr o c k s t e c t o n i ce n v i r o n m e n ti ss t r e t c h i n gi nc a r b o n i f e r o u s p e r m i a n b o t ho ft h ec a r b o n i f e r o u sa n dp e r m i a nv o l c a n i ct r a c ee l e m e n t s t h eg e n e r a lc h a r a c t e r i s t i c so fe n r i c h m e n to fl i l ea n dd e p l e t i o ni nn b t a a n ds r w h i c hw a sr e l a t e dt oc o n t a m i n a t e dc r u s ta n dc r y s t a l l i z a t i o nd i f f e r e n t i a t i o no f p l a g i o c l a s e t h er a r ee a r t he l e m e n t ss h o wf a i n tn e g a t i v ee ua b n o r m a l i t i e s i n t r u s i v e r o c kw a sf o u n di nr e s e a r c ha r e ai nm i d d l e l a t ev a r i s c a n w h i c hw a sg r a n i t o i d t h er o c kt y p ew a sq u a r t zm o n t z o n i t e d i o r i t e g r a n i t ea n dg r a n o d i o r i t e t h ec h a r a c t e r i s t i co f g r a n i t o i dw a ss u b a l u m i n o u sa n dm e t a l u m i n o u s c a l c a l k a l i n es e r i e s e x t e n s i o n a la n de x t r u s i o n a l sa n dit y p e t h eg e n e r a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h et r a c ee l e m e n t sw a sd e p l e t i o ni nn b t a i i i a n ds ra n dr a r ee a r t he l e m e n t ss h o wf a i n tn e g a t i v ee ua b n o r m a l i t i e s t h et e c t o n i cs e t t i n gw a s p r e p l a t ec o l l i s i o n s y n c o l l i s i o na n dp o s t c o l l i s i o nu p l i f e w h i c hw a sc o m p l i c a t e d a c c o r d i n gt ot h eg e o l o g i co u t c r o p p h y s i c a lg e o g r a p h ya n dr e m o t es e n s i n gi m a g ed a t a s w ed i v i d e ds e v e np r i m a r yf a u l t s f i v es e c o n d a r yf a u l t sa n dt h i r dc l a s s f a u l t s b ym e a n so f g e o l o g i c a la n dg e o p h y s i c a ld a t a t h eb a s i ni nn e o p a l e o z o i ch a st w ok i n d so fd i f f e r e n ts e d i m e n t a r yb a s e m e n t si nr e s e a r c ha r e a o n ei sc r y s t a l l i n eo rs e d i m e n t a r ym e t a m o r p h i cb a s e m e n t i np r e c a m b r i a ns y s t e m t h eo t h e ri sf o l db a s e m e n ti nt h el o w e r p a l e o z o i c b yt h ef e a t u r e so f s t r a t u mg r o w t h l i t h o l o g i c a la s s o c i a t i o n b i o l o g i c a la s s e m b l a g e s e d i m e n t a r yf o r m a t i o n a r e a l s t r u c t u r ea n dm a g m a t i c r o c k w ed i v i d e df o u rf i r s tg r a d ea n de l e v e ns e c o n d a r yt e c t o n i cu n i t s i nc a r b o n i f e r o u s p e r m i a ni nt h ea r e a t h ec o m p r e h e n s i v er e s e a r c hs h o w st h a tt h ec a r b o n i f e r o u s p e r m i a na r ea l lc h a r a c t e r i z e d b yr i f t sa n df a u l t e db a s i n s b u th a v ed i f f e r e n td e v e l o p m e n tp r o c e s s t h ea r e ao fh o n g s h i s h a n h e i y i n g s h a nw a st h es t r e t c ht oe x t r u s i o nt e c t o n i ce n v i r o n m e n t t h ea r e ao fy i n g e n e j i n a q i w a st h ec o n t i n e n t a lc r u s tr i s f lb a s i na n dt h ea r e ao fb a y i r m u o e r g o n gw a sp u l lm a n u f a c t u r e d c o n t i n e n t a lr i f tb a s i n t h ef o r m a t i o na n de v o l u t i o ns t a g eo ft h eb a s i ni sd i v i d e db yt h es t u d yo fs t r a t ad i s t r i b u t i o n c o n t a c t r e l a t i o n s e d i m e n t a r yf o r m a t i o na n dm a g m a t i c r o c k 1 s t r e t c h i n gs t a g eo fb a s i n t e c t i o n i cf r a m e w o r ko fr i f t r i f l i n ga n dl i m i t e do c e a nb a s i n d 3 一c 1 2 i nf u l lb l o o ms t a g eo fb a s i n t h es t a g eo fr i f tb a s i nf i l l i n g sa n dl i m i t e do c e a nb a s i n c l o s e d c 2 p 2 3 s h r i n k i n gs t a g eo f b a s i n p r o g r a d a t i o n a lb a s i na n df i l l i n gc o n t i n e n t a lb a s i n p 3 4 l a t es t a g eo fb a s i n f i n a ls t a g eo fp 3 k e yw o r d s y i n g e n e j i n a q i c a r b o n i f e r o u s p e r m i a n s e d i m e n t a r y m a g m a t i c r o c k f o r m a t i o na n de v o l u t i o no ft h eb a s i n 长安大学硕士学位论文 1 1 选题依据及研究意义 第一章绪论 银根一额济纳旗地区位于中国西北部 面积辽阔 由于受到各种条件的限制 研究 程度较低 1 9 9 3 年 原中国石油天然气总公司成立了新区勘探事业部 并实施了西北侏 罗系勘探项目 开始了对银根一额济纳旗盆地的勘探 1 9 9 4 年又专门成立了 银一额项 目经理部 设立银根一额济纳旗盆地油气勘探项目 对银根一额济纳旗盆地进行了较 大规模的油气勘探及综合评价研究工作 1 1 前后历时五年 1 9 9 4 1 9 9 8 年 但是 以 往所有的这些工作都是针对中生界以来的层位开展的 近年来吐哈油田仍在银额地区开 展主要针对中生界的油气勘探与研究工作 总体工作程度相对比较低 针对古生代盆地 的地层 岩浆岩和构造演化等诸多问题更是研究甚少 尚没有开展针对石炭系一二叠系 的研究工作 因此 本文以银一额地区石炭纪一二叠纪盆地形成与演化开展研究 对于 该区石炭系一二叠系为主要目的层油气资源远景调查具有重要的基础地质意义 可以为 研究区石炭纪一二叠纪地层沉积 油气地质条件研究以及油气资源潜力评价提供区域地 质背景资料或相关地质依据 依托于中国地质调查局 西北中小盆地群油气资源远景调查 项目子课题 银一额 盆地及其邻区盆地形成与演化研究 项目 本文选择以银根一额济纳旗地区石炭系一二 叠系为研究对象 主要开展石炭纪一二叠纪盆地形成与演化的研究 对石炭纪一二叠纪 地层 沉积建造 岩浆岩的地质和地球化学特征及构造演化做出初步的研究 通过该项 研究 基本上查明了银根一额济纳旗地区晚古生代石炭纪一二叠纪的盆地演化特征 综上所述 论文选题为 银根一额济纳旗地区晚古生代盆地形成与演化研究 以 沉积学 构造地质学 岩石地球化学 放射性同位素地质学方法与进展为基本理论骨架 结合野外路线地质调查 构造地质调查及其实测剖面 采集样品及分析测试等综合手段 对银一额地区晚古生代 特别是石炭纪一二叠纪盆地的演化开展初步的研究工作 1 2 研究现状及存在问题 基础地质工作 前人在本区开展了大量基础性地质工作 取得了许多重要认识及成 果 具体看 工作区先后开展过l 1 0 0 万 1 5 0 万 1 2 5 万 1 2 0 万及1 5 万五 第一章绪论 种比例尺的区域地质调查 其中以6 0 7 0 年代的1 2 0 万区域地质调查覆盖范围最广 资料最充实 影响也最大 自6 0 年代开始 则在一些成矿区带 地质关键地区等有计 划开展了1 5 万区调 对造山带关键地区区域地质调查工作起到了一定程度的促进作 用 发现了一些新的矿产地 1 9 9 9 年国土资源大调查开始实施以来 在研究区已部署 1 8 幅1 2 5 万区域地质图幅 至2 0 0 6 年底 共完成1 4 幅 石油地质工作 上世纪8 0 年代中期 地质矿产部第三石油普查大队在该区域及河 西走廊地区开展了 巴丹吉林一腾格里及走廊地区石炭系一二叠系含油气前景 调查 石 油工业部地球物理勘探局研究院开展了 海拉尔 二连 银根盆地的地质构造特征及油 气勘探前景 调查及研究 上世纪9 0 年代 地质矿产部石油地质综合大队 1 9 9 0 1 9 9 3 先后在本区开展了 巴丹吉林一腾格里地区遥感区域地质石油地质研究 巴丹吉林盆 地额济纳旗坳陷区油气地球化学调查 额济纳旗坳陷区基底结构与盖层构造分析 巴丹吉林盆地麻乌苏凹陷石油地质特征初步研究 为加速该区中生代油气勘探 于 1 9 9 4 年初中石油集团公司勘探局新区勘探事业部成立了银根一额济纳旗盆地勘探项目 经理部 制定了以盆地为整体 开展综合评价 抓好区域侦察 有利坳陷解剖和重点凹 陷钻探三个环节的勘探方针 综合应用了多种勘探手段 使银一额盆地的石油勘探进入 了一个突飞猛进的科学发展阶段 2 1 1 9 9 3 年 中石油新区银一额项目经理部委托中科院 西北地质研究所 西安石油学院等单位开展了盆地周缘露头区白垩系 侏罗系剖面实测 石油地质条件评价及岩浆岩分布规律研究 非地震资料综合评价研究对查干 尚丹 苏 红图 务桃亥 居延海坳陷地震资料解释及重点凹陷构造精细解释 另外还对查干 乌 力吉 梭梭头 天草 居东凹陷无井或有井条件下的盆地分析模拟研究 居延海坳陷及 邻区侏罗纪一白垩纪原型盆地研究 开展了三轮盆地石油地质分析和含油气远景评价 对盆地石油地质条件 地质规律和油气远景有了较深入的规律性认识 盆地勘探取得很 大进展 3 1 专项科研工作 宁夏地质矿产局朱鸿等 1 9 8 6 在该区进行了 阿拉善地块边缘古 生代生物地层及构造演化 研列4 中国科学院地质研究所杨振德等 1 9 8 8 与宁夏回族 自治区地矿局合作完成了 阿拉善断块及邻区地质构造特征与矿产 的研究工作 王廷印 等 1 9 9 4 开展了 阿拉善地区古生代陆壳的形成和演化 研究 5 周立发等 1 9 9 5 开 展了 阿拉善及邻区沉积盆地的形成与演化 研究 6 1 何治亮等 1 9 9 9 进行了 中国巴丹 吉林地区中生代盆地分析 研究 7 郑亚东等 19 9 4 19 9 6 和王涛 2 0 0 0 2 0 0 2 在阿 拉善北部中蒙边界开展了变质核杂岩的研究工作 并发表了一系列论文 李俊建等 2 长安大学硕士学位论文 2 0 0 6 开展了 内蒙古阿拉善地块区域成矿系统 研究i 引 在北山地区 左国朝等 1 9 9 0 1 9 9 6 分别开展了 北山板块构造及成矿规律 和 甘蒙北山地区早古生代岩石圈形成与 演化 研究 9 1 0 1 何世平等 1 9 9 9 开展了 甘肃内蒙古北山地区构造单元划分及古生代 地壳演化 研究 l l 徐学义等 2 0 0 8 开展的 中国西北部地质概论一秦岭 祁连 天山 地区 研究 1 2 对研究区的基础地质问题有了新的认识 2 0 0 7 2 0 1 0 年 中国地质调查局委托西安地质调查中心会同长安大学等 1 3 1 4 1 实施 的 西北中小盆地群油气资源远景调查项目 其主要研究对象为石炭纪一二叠纪 对研 究区地层 岩浆岩 沉积相 构造演化等地质问题作出全面的评价 随着项目的实施进 展 对该区展开了为期三年的调查取证工作 基本弄清了地层 岩浆岩 构造的发育情 况 总之 这些基础性地质工作及相关油气地质工作成果 不仅为我国区域地质调查工 作做出了重要贡献 2 而且为论文的写作奠定了充实的地质基础资料 但是由于受到自然地理 研究范围 测试技术 研究手段等条件的限制 对研究区 的某些基础地质问题的认识还存在很大分歧或比较肤浅 例如 对晚古生代盆地的构造 格局 盆地属性及演化特征的认识不够明确 盆地的属性及演化直接关系到对油气地质 条件的影响 只有搞清楚盆地的属性 构造格局 才能够给油气地质条件的研究提供关 键的基础地质资料或依据 1 3 主要研究内容及研究思路 1 3 1 研究内容 1 利用前人基础地质资料及其项目最新研究成果 查明研究区石炭纪一二叠纪的 区域构造背景 2 地层沉积特征 充分利用前人地层沉积方面的研究成果资料 以及项目最新研究成果 开展研究区 以石炭纪一二叠纪为主的地层 沉积特征研究 研究其地层的发育状况及它们之间的接 触关系 3 岩浆岩地质 地球化学特征 岩浆岩是构造演化过程中的必然产物 是深部构造活动的示踪剂 通过石炭纪一二 叠纪岩浆岩发育特征的研究 反演研究区石炭纪一二叠纪大地构造环境和演化特征 为 3 第一章绪论 盆地形成和演化研究提供必要的证据 主要对研究区内石炭纪一二叠纪火山岩和侵入岩 进行岩石学 岩石地球化学分析 并进行锆石同位素测年分析 基本搞清研究区石炭纪 一二叠纪的区域构造背景 4 断裂特征 断裂在盆地形成和演化中有着非常重要的意义 它既是区域构造单元划分的重要界 线 同时往往对同期甚至后期的地层沉积或岩浆岩发育具有明显的控制作用 主要从断 裂带两侧的地层 古生物 沉积相 岩浆岩 构造变形 地球物理场 地球化学特征等 方面开展工作 5 盆地基底特征 主要利用工作项目研究成果 即根据研究区重力 磁力和大地电磁测深等特征 结 合露头区地质特征进行综合解释 开展基底构造研究 分析盆地基底岩性 基底构造特 征 6 沉积盆地形成与演化特征 综合各种研究成果 探讨以石炭纪一二叠纪为主的盆地形成机制及其构造背景 进 行以石炭纪一二叠纪为重点的盆地分析和研究 探讨其构造演化特征 1 3 2 研究思路与方法 在资料收集和整理的基础上 通过野外地质调查与室内综合研究 按照如下技术路 线 图1 1 开展论文的研究 1 系统收集和整理研究区地质 地球物理 地球化学 遥感等方面的原始资料和 研究成果 对各种原始资料 成果资料去粗取精 去伪存真 并进行资料的综合分析和 二次开发 找出石炭纪一二叠纪盆地形成和演化研究存在的问题 从而开展有针对性的 研究工作 2 在路线地质调查和地质剖面测量过程中 开展各种构造 包括褶皱 断裂等 地层岩性组合和沉积构造 地层接触关系 整合与不整合 和各类侵入岩体 主要是华 力西中一晚期 火山岩层 主要是石炭纪一二叠纪 等的观察和研究 3 收集区域性深大断裂带 板块缝合带 或蛇绿混杂岩带 等大型构造界线的的 前人资料 采用宏观与微观构造相结合 野外地质调查 地球物理解释 重力异常 航 磁异常 与遥感构造解译相结合以及地层沉积特征对比等的方法 为区域构造单元划分 4 长安大学硕士学位论文 和盆地形成与演化研究提供依据 4 通过石炭纪一二叠纪地层发育 沉积建造以及同期一准同期岩浆侵入 火山喷 发活动特征分析 开展石炭纪一二叠纪盆地区域构造背景研究 为石炭纪一二叠纪盆地 的演化提供依据 5 在上述研究基础上 开展石炭一二叠纪的沉积盆地的构造 沉积特征 分析其 形成与演化规律 图1 1 论文技术路线图 1 4 完成实际工作量及研究成果 1 4 1 完成实际工作量 论文的前期准备工作从2 0 0 8 年开始 查阅全国2 0 万区域地质调查报告四十余幅 各种期刊文献百余篇 各种科研成果资料及书籍十余本 项目内部报告若干 野外调研 2 0 0 8 2 0 0 9 年合计历时近四个月 采集样品 分析测试 照片等情况 表1 1 如下所 述 1 野外调研 2 0 0 8 年路线地质调查剖面2 3 条 实测地质剖面4 条 控制构造地质剖面2 条 拍 5 第一章绪论 摄照片2 0 0 0 余张 2 0 0 9 年路线地质调查1 3 条 协助实测地质剖面9 条 控制构造地质 剖面3 条 拍摄照片2 0 0 0 多张 2 样品采集 2 0 0 8 年和2 0 0 9 年共采集同位素样品 薄片标本样品 地球化学样品 包括主量 微量 稀土元素 共计4 0 0 余件 3 分析测试 同位素样品1 3 件 薄片标本1 2 1 件 地球化学1 0 6 件 表卜1 完成的实物工作量 项目单位 数量 备注 条 2 3 2 0 0 8 年 野外地质调查 条1 32 0 0 9 年 条42 0 0 8 年 实测地质剖面 条92 0 0 9 年 条 22 0 0 8 年 控制构造地质剖面 条32 0 0 9 年 拍摄照片张 4 0 0 02 年 采集样品件 4 0 02 笠 件 1 3 同位素 分析测试件 1 2 l 薄片标本 件 1 0 6 地球化学 主量 微量 稀土 1 4 2 主要研究成果 1 初步总结了石炭纪一二叠纪的地层沉积特征及其沉积相分布状况 2 分析了研究区岩浆岩的时空分布及其岩石学 岩石地球化学特征 主要分析了 石炭纪一二叠纪的火山岩及侵入岩地球化学属性及其构造环境 3 引用项目研究成果 划分了研究区的断裂系统 并对研究区石炭纪一二叠纪盆 地起主要作用的断裂进行了详细说明 4 引用项目研究成果 划分了研究区石炭纪一二叠纪构造单元图 对主要的构造 单元的沉积特征 火山地质进行了阐述 5 初步按时代划分了研究区石炭纪一二叠纪构造演化阶段 6 长安入学硕士学位论文 2 1 自然地理概况 第二章区域地质背景 银根一额济纳旗地区东以狼山为界 西临北山 南抵北大山和雅布赖山前 北至中 蒙边境及洪格尔吉山 蒙根乌拉山 位于北纬3 9 0 至中蒙边界 东经9 9 0 1 0 8 0 之间 行 政隶属内蒙古自治区西部的额济纳旗 阿拉善左旗 阿拉善右旗 杭锦后旗 东西长约 6 0 0 k m 南北宽约7 5 2 5 5k m 宗乃山 沙拉扎山横穿研究区东部银根地区中部 研究区周边为高山 一般海拔1 7 0 0 m 左右 盆地内东 西部地表主要为沙漠 软戈 壁滩和戈壁地貌 可通行汽车 额济纳旗周缘为沙漠绿洲 红柳林和胡杨林较为广泛分 布 海拔介于9 0 0 一1 2 0 0 m 之问 中部为巴丹吉林沙漠 约3 3 x 1 0 4 k m 2 为一系列近 北东向排列的巨大复合型沙山 新月型沙丘组成的中低沙山 沙漠边缘海拔1 3 0 0 m 腹 部海拔1 8 0 0 m 沙山相对高度1 0 0 m 左右 最高可达5 0 0 m 沙漠南部沙山洼地间夹有 8 0 余个咸水湖泊 面积都比较小 含盐碱量很大 沙漠西缘为沼泽地 并在梭梭投周围 分布有梭梭林 东部银根地区中部为宗乃山 沙拉扎山古老地层出露区 海拔1 3 0 0 1 6 0 0 m 地势在盆地西部为南高北低 东部为北高南低 总体来看 研究区地表的出露 条件比较差 该区气候为典型的大陆型气候 干燥 多风 温差大 冬季严寒 夏季酷热 据多 年的气象资料统计 年降水量一般为2 0 4 0 m m 最高1 0 3 m m 最低ll m m 年蒸发量 却高达3 8 0 0 4 0 0 0 m m 最高可达4 3 8 1 m m 每年6 8 月份为高温季节 最高气温可达 4 0 9 0 c 地表温度最高7 0 0 c 年最低气温在1 2 月至翌年2 月 最低温度可达 3 6 4 0 c 全年以西北风为主 东南风次之 春冬季节风力最大 一年内最多的沙暴天数为4 1 天 全区气候条件恶劣 区内地表河流及地下水均不发育 西部弱水河自南向北流经湖西新村 额济纳旗贯 穿本区 形成著名的额济纳旗绿洲 河水最终注入居延海 地下水分布极不均匀 水质 较差 弱水河流域地下水位较高 宗乃山两侧 巴丹吉林沙漠区水源奇缺 地下水水质 较差 矿化度高 含氟量高 不可饮用 该区人烟稀少 交通不便 区内主要有一条沙石公路穿过盆地 从东部阿拉善左 旗进入中部乌力吉 向西过额济纳旗 通往酒泉 此外 区内有一些简易公路与此相连 第二章区域地质背景 可通到石板井 金昌 希热哈达煤矿 乌拉特后旗 宝音图等地 与兰新铁路相连的支 线铁路从清水堡直达湖西新村和建国营 图2 1 居民以蒙古族 汉族为主 分布在少 数几个点上 主要从事畜牧业 较大的居民点有额济纳旗 湖西新村 建国营 乌力吉 苏宏图 银根 查干德勒苏等地 2 2 大地构造背景 图2 1 研究区范围及交通位置图 研究区的构造归属一直是学术界争论的焦点 并且有许多论述 黄汲清 l5 多旋回 学说将该区划为阿拉善台隆 塔里木地台 内蒙古优地槽褶皱带 北山优地槽褶皱带等 构造单元 并认为中亚一蒙古地区是一个介于西伯利亚和塔里木 中朝准地台之间的长 期发育的巨大地槽区 晚古生代晚期的华力西期运动是长期以蒙古海槽相隔的西伯利亚 板块和阿拉善台地相连 塑造了更为广泛的亚洲古陆1 1 6 1 任纪舜 2 0 0 0 也主张将研究 区划归中朝陆块或华北陆块i l7 研究区主体位于古亚洲构造域与特提斯构造域的交汇部位 即处于华北板块与塔里 木板块 天山一兴安造山系与秦岭一祁连山一昆仑造山系的交切 复合地带 经历了变 质结晶基底一褶皱基底的形成 板块构造演化 板内伸展和陆内造山等不同演化阶段 形成了极其复杂的中国西北地区别具一格的盆山构造格局 中小型盆地东西断续呈带 其地质构造特征 盆地演化等明显不同于西伯利亚等地区 与中国其它中新生代盆地也 8 长安大学顾士学位论文 有着显著差别 图2 2 图2 2 银一额及周边地区区域构造图 据任纪舜 2 0 0 0 2 3 盆地基底特征 从迄今掌握资料分析 研究区的石炭纪一二叠纪盆地基底由两种性质不同的基底 一种是前寒武系结晶基底或沉积变质基底 其一般的电性特征是具有深变质 强磁 性 高密度 高电阻率 在空间分布上与盆地的构造单元存在比较好的对应关系 研究 区零星分布的太古界一元古界结晶变质基底 其中 中太古界基底主要分布于敦煌一安 西 阿拉善右旗一雅布赖山一狼山一带 主要为片麻岩 石英云母片岩 混合岩 大理 岩及变粒岩组成的深成变质岩 古元古界基底主要分布于北山南带西段 额济纳旗西北 缘 阿拉善古陆北缘等 主要为绢云石英片岩 黑云斜长片麻岩 石英岩 大理岩 变 粒岩等 中新元古界基底主要分布于额济纳旗西缘马鬃山一鹰嘴红山 阿拉善右旗西南 及东南缘的巴音别西地区 主要为板岩 千枚岩 浅粒岩 变粒岩 石英片岩 石英岩 大理岩 结晶灰岩等 l 引 另外一种是下古生界沉积褶皱基底 一般具有浅变质 弱磁性 中密度 高电阻的 特点 3 j 主要发育地层有奥陶系和志留系 寒武系仅在研究区北杭乌拉 好比如 珠斯 9 第二章区域地质背景 楞海尔罕等地及北山西南的湖西新村西北一带少量出露 研究区北部杭乌拉 珠斯楞海 尔罕等地 主要发育地层有寒武系 奥陶系及志留系 另在研究区东侧的贺兰山南麓也 见大面积寒武系 奥陶系及志留系出露 2 4 区域地层概述 银一额地区地层较为齐全 发育了寒武纪以来的所有地层 但出露程度差异很大 地层中岩石类型齐全 沉积类型和火山喷发类型多样 记录了构造活动 沉积演化等各 种地质信息 反映了工作区具有大地构造背景复杂 古地理环境多变 构造与火山作用 强烈等特点 1 前石炭系 太古界分布于研究区中部阿拉善台隆 东部狼山一带 由片麻岩 变粒岩 大理岩 和石英岩组成 元古界主要包括下 中 上元古界 下元古界由分布于敦煌 阿拉善台隆及祁连山 地区的敦煌群和阿拉善群 北大山群组成 中元古界包括长城系和蓟县系 由分布于北 山 阿拉善等地的白湖群 平头山群及墩子沟群组成 上元古界包括青白口系和震旦系 主要由分布于北山 龙首山 阿右旗一带的大豁落山群 大柳沟群 韩母山群组成 寒武系主要分布于额济纳旗的杭乌拉 好比如 珠斯愣海尔罕西侧等地 主要岩性 是结晶灰岩 白云质灰岩 白云岩 泥质白云岩 硅质岩 泥质板岩 钙质砂岩 粉砂 岩 出露厚度4 5 0 余米 奥陶系在区内发育极好 目前所见为下奥陶统和上奥陶统 下奥陶统出露于杭乌拉 南 北两侧及珠斯愣海尔汗西侧 主要为杂色泥质板岩 硅质板岩 硅质岩 夹薄层灰 岩 出露厚度2 0 2 0 0 m 上奥陶统出露于珠斯愣海尔汗西侧 主要为岩屑石英砂岩 粉砂岩和砂质生物灰岩等 出露厚度3 0 0 5 0 0 m 志留系虽发育齐全 但出露零星 见于珠斯愣海尔汗西侧 杭乌拉 尼除滚哲勒德 等地 主要为泥质板岩 硅质板岩 硅质岩 石英砂岩及砂质灰岩 厚度大于2 1 0 0 m 泥盆系的碎屑岩 碳酸盐岩 火山岩及火山碎屑岩 主要出露于北山南北两侧及额 济纳旗东北部 其中 碳酸盐岩仅额济纳旗东北部有分布 3 1 2 石炭系 l o 长安大学硕士学位论文 银一额地区石炭系在北山 额济纳旗及银根地区广泛分布 北山地区石炭系出露呈 北西向的两个条带分布于北山南北 具体为 北山北带分布于红石山一清河口一六驼山一带 厚4 5 0 0 1 5 0 0 0 余米 主要由砾岩 砂岩 页岩 石灰岩等沉积岩 板岩 千枚岩和大理岩等变质岩 以及酸性 中基性火 山岩 火山碎屑熔岩及火山碎屑岩组成 总体构成沉积岩一火山岩 相变为沉积岩 一沉积岩一火山岩两个旋回 分别构成区内的上 下石炭统 其中 下石炭统产腕足类 瓣鳃类 腹足类 珊瑚等动物化石 上石炭统除了产下石炭统动物化石外 尚产有安卡 拉植物群化石 南带主要分布于马鬃山一红柳大泉一石板泉一带 厚4 4 0 0 9 5 0 0 余米 下石炭统为砾岩 砂岩 页岩 石灰岩及板岩 局部央酸性 中基性的火山岩 火山熔 岩和火山碎屑岩 产腕足类及珊瑚类动物化石 上石炭统中下部为砾岩 砂岩 石灰岩 及板岩 大理岩 局部夹酸性火山岩 上部则为砾岩 砂岩 泥板岩及酸性 中酸性的 火山岩及火山碎屑岩 除了含北带动物化石外 尚有头足类 筵科类及海百合化石 额济纳旗地区石炭系主要分布于额济纳旗东部 厚约2 3 0 0 m 下石炭统中下部为砾 岩 砂岩和硅质岩 上部为中酸性火山碎屑岩 上石炭统下部中基性火山岩为主 夹碎 屑岩 上部为碎屑岩夹石灰岩 流纹岩及安山岩 含腕足类及头足类动物化石 乌力吉一银根一带 也就是北纬4 l 以南 阿木山组上石炭统大面积出露 为海相 活动型沉积 可分为三个岩段 为连续沉积 上段 海陆交互相碎屑岩 厚1 4 1 6 m 岩 性为灰绿 紫红色细粒长石石英砂岩夹钙质砂岩及灰岩透镜体 底部有杂色砾岩 含腕 足类 双壳类 腹足类 植物化石等 中段 浅海相碳酸盐岩 厚9 0 0 多米 出露良好 岩性厚度均稳定 为各类石灰岩夹安山质晶屑凝灰岩和粉砂岩 富含蜒类 腕足类 珊 瑚等化石 下段 海相火山碎屑岩 为一套厚约5 0 0 0 m 的浅变质火山岩 碎屑岩夹少许 碳酸盐岩 主要岩性以灰 灰绿色英安质晶屑岩屑凝灰岩 英安岩 火山角砾岩及少量 流纹质凝灰岩 长石石英砂岩 硬砂岩夹灰岩和砾岩 含腕足类 苔藓虫 双壳类和腹 足类化石 2 3 二叠系 二叠系是紧随石炭系之后的沉积 分为下 中 上三个统 分布范围与石炭系基本 相同 北山地区二叠系出露呈北 中 南三个近东西向的带分布 北带分布于六驼山一芦草井一带 下二叠统为页岩 砂砾岩夹生物灰岩 产菊石 腕足类动物化石 厚2 7 0 余米 中二叠统下部为页岩 中细砂岩夹砂质灰岩 上部为酸 性 中酸性火山岩 火山熔岩 火山碎屑岩夹页岩 硅质灰岩及砂岩 所产动物基本同 第二章区域地质背景 下二叠统 厚1 7 0 0 余m 上二叠统分布于百合山北沙音浩来一带 为基性火山岩夹中 基性火山岩 火山碎屑岩 厚近1 5 0 0 m 产植物化石 中带东段位于红柳井一疙瘩井一带 下二叠统下部为粉砂岩 砂岩 砂砾岩 砾岩 夹生物灰岩 厚2 2 0 0 余m 中二叠统为砾岩 砂岩 粉砂质泥岩 石灰岩 千枚岩及 酸性一中性一基性火山岩 厚约7 3 0 0 余m 上二叠统分布在牛圈子断裂一带 为一套 海陆交互相砂泥岩沉积 该带所产动物化石与北带相同 南带东段位于梧桐沟一双堡塘一带 下二叠统为页岩 粉砂岩夹石灰岩 砂岩 砾 岩 厚7 6 0 余m 中二叠统为粉砂岩 砂岩 板岩 凝灰质砂岩 基性火山岩 火山碎 屑岩等 厚约2 6 0 0 3 3 0 0 m 上二叠统分布于北山中段的大奇山地区 由砾岩 砂砾岩 砂岩 粉砂岩 白云岩 中酸性一酸性的火山岩 火山碎屑岩及硅质板岩 厚约4 2 0 0 m 该带所产动物化石与北带相同 额济纳旗地区 二叠系主要分布于额济纳旗外围区域 同样发育了下 中 上三个 统 下二叠统为碎屑岩与碳酸盐岩交互 含腕足类化石 厚1 1 0 0 余米 中二叠统下部 为碎屑岩夹基性或中酸性火山岩 上部则为中基性火山岩夹碎屑岩及石灰岩 厚2 6 0 0 余米 上二叠统下部为碎屑岩夹碳酸盐岩及酸性火山岩 含海百合化石 上部则为碎屑 岩 泥岩夹薄层灰岩 含植物