伊犁盆地二叠纪沉积相及古地理特征.pdf

第 12卷 第 3期 1991年9月 新 X NJ 人N G 班石 油 地 质 CEOL O GY Vd 12 No 3 S 甲 1991 伊犁盆地二典纪沉积相及古地理特征 郝继鹅 西北石油地质局地质大队 摘共 本丈 通过对伊宁 县穷布拉充等6个创面的分析研究 认为伊单盆地是一个险 相裂 谷里盒地 共堆积物主妥为 大山岩 碎对岩 泥岩和灰岩 早二登世的早期为法相火山岩嘴发期 堆积了序达 3 O0 0m的大山碎汤岩 晚二登世为一断陷 淡水湖泊 水下扇岌育 湖盆明 盆由活动 期趁向德定期 为 油气的生成与储泉提供了有利条件 关 词陆相裂谷盆地沉积相岩相古地理 二盛纪 伊犁盆地位于北天山与南天山之间 伊犁一伊塞克湖板块东段 夹于塔里木板块与准噶 尔板块之间 呈东西向延伸 东部位于我国境内 西部进入苏联境内 构造单元可分为北部坳 陷 中央隆起及南部坳陷 二登系分布于北部坳陷区 南北分别为断裂控栩 图 1 科古琴一博夕扭洛古阶 困 1 伊单盆地二受纪湖泊沉积相摸式 图 伊犁盆地在石炭纪裂陷盆地的基础上 于二叠纪进入断陷湖盆发展阶段 类似于裂谷盆 地 亦可称为陆相裂谷盆地 早期 早二叠世早一 中期 为厚达 200 0 300 0m 的火山熔岩 及火山碎屑岩的堆积物 晚期 早二叠世晚期一晚二登世 进入正常湖盆发展阶段 沉积 了厚 达 250 0 m 的碎屑岩 具有两个旋回 第一旋回为急剧沉降快速充填的水下扇 道列提汗萨 本文于 199 1年2月9日收到 第 3期 娜继 伊军盆地二处纪沉权相及古地理特征 依组 至称定沉积的深湖泥岩发育阶段 晓山萨依组 第二旋回为火山喷发及水下扇 哈米 斯特组 至称定沉积的深湖泥岩发育阶段 塔姆其萨依组 1 沉积相的划分 在二登纪伊犁盆地是一个碎屑型淡水断陷湖盆 图 l 含盐度低于 0 1 滨湖及浅湖 环境不太发育 通常水下扇较发育 并占据了重要位t 湖泊相可分出如下 5个亚相1 2 个徽 相 表 l 农 l 湖泊相细分相表 亚亚相相徽相相 滨滨湖亚相相砾质溯摊摊 砂砂砂质溯滩滩 浅浅期亚相相滩坝坝 扼扼扼质沉积 积 深深朔亚相相悬浮碎屑沉积积 化化化学沉积积 水水下扇亚相相水道道 内内内扇扇 中中中扇扇 外外外扇扇 火火山峨发亚相相火山烙岩岩 火火火山碎屑岩岩 LI 滨湖亚相 位于最高水面 洪水时湖面 与最低水面 枯水时湖面 之间 图2 水动力条件复杂 受 拍岸浪和 回流的作用 湖水对沉积物的改造和冲洗强烈 沉积物往往礴出水面 并处于强烈 氧化环境和燕发环境 因受控于断裂 使湖岸 较陡 沉积物主要为砾岩及砂岩 具交错层 理 沙纹层理 冲刷面 虫迹 波痕及泥裂 LZ 浅湖亚相 位于最低水面与波 浪基准 面之 间 图 2 水动力主要为波浪和湖流的作用 不受拍 岸浪的影响 沉积物主要为粉 细砂岩及砂质 泥岩 岩石中可见黄铁矿 缅绿泥石等弱还原 彼翻民翔探翻 洪水时翻面 枯水时翻面 波浪若准百 湘房 困 2 湖泊沉积环境横创面 示意图 环境的自生矿物 具水平层理 沙纹层理 浪成交错层理及波痕 砂体一般呈面状展布 个别 呈透镜状 L3 深湖亚相 位于浪基面以下的静水区 图2 水动力极弱 为还原环境 沉积物主要为黑色 深灰色 泥页岩 泥灰岩及灰岩 岩石中含有强还原环境下生成的分散状黄铁矿以及少t生物碎屑 新祖石 油 地质第1 2卷 图3水下扇的沉积模式 图 沉积构造简单 通常发育有水平纹层及水平 层理 深湖亚相可分为悬浮碎屑沉积 泥页 岩 及化学沉积 灰岩 微相 1 4 水下扇亚相 水下扇的发育是断陷盆地的标志 主要 属重力流沉积 即由洪水携带近源山地大量 陆源碎屑快速直接进入湖盆形成的水下扇 体 这种类型在我 国东部第三纪断陷盆地 中 经常可以见 到 伊犁盆地的水下扇的堆积物 中含有大量火山碎屑 和其他水 下扇一样也 是由水道及完整的内扇 中扇 外扇构成 图 3 l 水道微相 沉积物主要为砾岩及砂 岩 往往切入下伏砂体中 冲蚀 面较发育 砂 体呈下凹的透镜状 横向变化突然 可见粒序层理 2 内扇徽相 沉积构造较复杂 以无分选的重力搬运的粗粒沉积物为主 可见由基质 支摔的砾石垂直层面及冲蚀面 向上粒度逐渐变细 砂体一般呈厚层块状 透镜状及叠瓦状 3 中扇微相 底部由具冲刷面的砾状砂岩和砂岩组成 主要层 理类型为递变层理 和平 行层理 共生的沉积构造有冲刷痕 负载构造及大型交错层 理 扇体 间一般呈叠瓦状 在完 整的水下扇体间往往夹有深湖泥岩及灰岩 钓外扇微相 多为中一薄层状的细粒沉积物 与上覆 下伏沉积物为突变关系 水平层 理居多 面状砂体与深湖泥 灰 岩交替出现 幕 5 火山喷发亚相 由火山熔岩及火山碎屑岩组成 后者略具层理 岩石学特征 该区的岩石 主要由火 山岩 碎屑岩 泥岩及灰岩组成 火山岩主 要集中于下二叠统下部 Q 石英 碎屑岩主要集中于下二叠统上部 泥岩及灰岩主要 集中于上 二叠统 粗碎屑岩一般为细一中砾岩 砾石 成分为安山岩质的中基性喷出岩 分选性差 磨圆度 次棱角一次圆状 填隙物为砂质 呈基底式胶结 个 别为孔隙式胶结 细碎屑岩为长石砂岩及岩屑砂岩 图4 石英含量一般低于 1 0纬 个别可低于 1纬 具次生加大边 长石一般由正长石及斜长石组成 被 水云母次生交代 并有氧化铁析出 少量有次生加大 现象 最高含量可达 8 0 岩屑一般 由安山岩 霏细 岩 凝灰岩 流 纹岩 玄武岩及黑云母组成 少量为砂 岩 泥岩 最高含量可达 6 0 重矿物以氧化铁 磷 灰石 错石 绿帘石 辉石 磁铁矿及椒石等为主 含 入 气几l F 0 令 0 d 产 000 一 产 Z生竺 F 长石 R 岩屑 图 4 穷布拉克二登系砂岩成夺三角困 书 3 期 娜继 伊革盆地二登纪沉积相及古地理特征 I口3 盆一般低于 2 分选性中一差 磨圆度次棱角状 杂墓为长石 绿泥石 石英及方解石 约 5 10 胶结物为钙质 铁泥质及沸石 约1 0 以孔晾式胶结为主 个别为墓底式胶结 个别样品发育少量次生孔隙 其中充填有沥青 成岩后生作用的顺序依次为 压实一粘土矿 物的转化一溶蚀 自生石英 长石 由溶蚀作用而形成的次生孔隙为烃类聚集提供了场所 3 相序特征 在塔里木板块和准嘴尔板块的作用下 本区海水逐渐退出 二益纪早期的火山喷发活动 揭开了陆相湖泊盆地发展的序幕 早二叠世早期发育一套湖相火山熔岩及火山碎屑岩 早二 系系系 组组 孚库库 往状剖面面沉积构造造岩性简述述相相 气气气气n 声声声声声声 第第第 巴巴巴 黄褂色砂砾少 少 冲冲 系系系 斯干干干干干干干干干干权权 尔尔尔组组组组组扇扇 相相相相相相相相 塔塔 2 4 00 0 0 燕色泥岩 灰岩夹灰色砂岩 探探 系系系姆姆 2 0 00 羹彗 琢岩 砂珠奢为水下扇相 盈盈翻翻 其其其其 16 00 摹昙昙 状砂体体相相 萨萨萨萨 1 2 00 卖豺 赞赞赞 夹夹 依依依依 800 0 0 羹 一一一 水水 组组组组组组组下下 扇扇扇扇扇扇扇扇 相相相相相相相相 堕堕堕特 特特特稼绿色铆幽吹志刽嘴次峡叫 叫 九明瑙康康 企企企组 组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组 一一一期一 一一一 灰操色砾岩粼蜡滋武岩演山岩 l l l以下阴祠 祠 晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓晓 山山山山山山黑色 灰 燕色灰岩 泥岩夹砂 砂深深 萨萨萨萨萨萨岩 面状砂体 处状砂体体翻翻 依依依依依依依相相 组组组组组组组 夹夹 水水水水水水水水 下下下下下下下下 扇扇扇扇扇扇扇扇 相相相相相相相相 砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂岩 砾岩夹粉砂岩 泥岩 水水 道道道道 4 0 0 0 0 0 0 杏仁状玄武岩 益状砂体 下 相相 列列列列一 O O O O O 面状砂体 进镜状砂体体 扇扇 提提提提提提提相火火 汗汗汗汗汗汗汗 夹山 山 萨萨萨萨萨萨萨深峨峨 依依依依依依依湖 发发 组组组组组组组相相 毛毛毛毛毛毛毛毛汀又 朱色 紫福色厚层状一巨厚厚火火 恰恰恰恰恰 层状流纹岩 安山纷岩 杏仁仁 山山 勒勒勒 河河河河状玄武岩岩喷喷 裕裕裕姐 姐姐姐 嘴嘴 藉藉 图5穷布拉充二受系创面结构示意困 新班 石 油 地 质第1 2卷 登世晚期至晚二叠世早期火山活动减弱 发育一套湖相陆源碎屑岩及泥 灰 岩夹火 山岩 晚 二登世中期至晚期盆地再次形成一套火山岩至湖相碎屑岩及泥 灰 岩沉积物 湖盆明显具 有活动一稳定的旋回发育特征 3 1 下二盛统 l 恰勒德河组为一套陆相火 山喷发的紫色 紫褐色厚层一巨厚层状流纹岩 安山粉 岩 玄武安山粉岩和杏仁状玄武岩等 局部夹凝灰质砂岩 厚 2 0 0 0 3O0 0m 以西至霍诺海 萨依一带相变为凝灰岩夹岩屑砂岩及玄武岩 发育水下扇相的益状砂体 常具粒序层理 交 错层理及冲蚀面 与下伏石炭系呈角度不整合接触 2 道列提汗萨依组 系一套不整合夜于恰勒德河组火山岩之上的粗碎屑岩 主要岩性 为黄褐 色厚一中厚层状岩屑 长石砂岩 砾质岩屑砂岩 砾岩 下部夹薄层状泥晶灰岩 泥岩 在努布拉克一卡查可让一带中上部见有厚切 m 的杏仁状玄武岩 向东至群吉萨依圆山头一 带 该组岩性有变粗的趋势 砾岩的层数和厚度 皆有增加 厚度一般在6 0 0 m 左右 在穷布 拉克剖面上沉积物以水下扇相 夹深湖相 浅湖相及火山喷发相为主 图5 水下扇相是其 主要 沉积类型 自下而上至少存在 5个小旋回 随扇体 向湖心延伸 内扇亦随之消失 并为中 扇所替代 内扇是水下扇相的重要组成部分 其岩性主要为粗碎屑物 砾岩 具冲刷面 粒序层理 交错层理及平行层理 在剖面上有规律地依次出现 标志着沉积速度由快而慢 砾 岩可分为有组构和无组构两种 有组构砾岩一般为顺粒支撑 排列具定向性 可显示层理 无 组构砾岩一般为杂基支撑 砾石杂乱无章 一些砾石的长轴可垂直于层面存在 图6 是重 力流产物的重要特征 砾石成分均为火山岩 在砾岩底面往往存在冲刷面或冲蚀面 图 7 砾石层切入下伏砂体而形成冲槽 冲槽横截面一般宽数十厘米至数米 形状为箕形 个别冲 卜一 一 一 一 4m w e 一 一叫 珠石成分 为火山岩 巨巨毗怨洲洲 困 6 球石垂1 层面素描圈 图 7 冲别面及冲价紊描图 槽内的砂砾岩可显 示侧向加积的交错层理 水道沉积往往与内扇共存 二者很难截然分开 在剖面上一般构成内扇的下部 是水下扇的早期沉积形式 在本剖面不甚发育 中扇在本剖 面最为发育 通常彼在内扇之上 扇体间一般夹有原地沉积的深湖泥或浅湖砂体 为中一厚 层状 粒序层理 浪成波状交错层理发育 岩性界面明显 粒度概率 曲线表明牵引总体不 明 显 以跳跃总体和悬浮总体为主 两者之和占9 0 以上 图8 跳跃总体倾角为 55 0 59 0 分 选中等 悬浮总体倾角为 2 8 刁3 o 分选性中等到差 这充分展示了重力流特征 本剖面上有 深湖相泥岩和灰岩夹层 它的出现是水下扇的标志 由水下扇进入深水区搅动已沉积的灰岩 而形成的砾屑灰岩 一般存在于扇体的上部 砾屑往往呈长轴状 长 sc m 宽0 c Zm 砾屑为 灰白色 胶结物为红 色泥岩 浅湖相在本剖面不甚发育 仅中部夹浅湖相砂岩 岩石中含有 砂屑 胶结物为方解石 火 山喷发相发育于该组的上部 为一套杏仁状玄武岩 向东 1 4km 的 第 3期 那继肠 伊犁盆地二怪纪沉积相及古地理特征 舰 浦9 0创 住 9 9 O s 0 J 甘l曰 群吉萨依剖面 仍以水下扇相为主 开始出现 滨湖相沉积物 水体逐渐变浅 岩性变粗 3 2 上二 统 l 晓山萨依组该组以整合关系筱于 道列提汗萨依组之上 厚 50 0 6 0 0 m 岩性 自下而 上可分为两段 下段的下部为灰黑色 黑色泥质泥晶灰岩 泥晶生物屑灰岩 常与泥 岩构成互 层 上 部砂岩明显增多 主要为岩屑 长石砂岩 长石岩屑砂岩 泥岩和泥灰岩夹层 多见于顶部 上段主要为灰黑色中一薄层状 岩屑 长石砂岩 长石岩屑砂岩夹砾岩和泥晶 一2一1 图 8 这列提汗护依纽祖度棍率图 灰岩 由穷布拉克向西岩性逐渐变细 碳酸盐渐有增多 灰岩顶部的钙质泥岩中产十分丰富 的淡水双壳类化石 砂岩和粉砂岩中常含有安哥拉植物群分子 该组是稳定环境的产物 以 深湖亚相沉积为主 为一套黑色泥岩及灰岩 含陆屑 砂屑及生物屑 生物屑为介形虫及植物 碎片 局部含隐燕 普遍含有自生黄铁矿及少许重晶石 泥岩水平层理发育 灰岩发育水平 层理及水平纹层 呈现出很强的季节性韵律 单纹层厚约 0 Icm 左右 由贫有机质层和富有 机质层交替组成 偶然夹水下扇相砂岩 厚 1 sm 左右 呈夹层形式见于深湖相中 与上下 沉积物为突变关系 沉积构造简单 为粒序层理及平行层理 局部砂岩中含芦木化石 2 哈米斯特组指整合筱于晓山萨依组之上 假整合伏于塔姆其萨依组 之下的一套中 酸性 中基性火山碎屑岩 火山熔岩 其中以安山岩 玄武岩类为主 局部夹陆源碎屑岩 厚 0 2 5 0 m 该组仅见于阿吾拉勒山一带 由东向西迅速减薄 群吉萨依圆山头一带厚 25 0 m 向西至穷布拉克一肖尔巴斯套一线仅1 7 m 5 至伊宁北彼利克溪一带已消失不 见 圆 山头附 近见有集块岩 推测为火山喷发或喷滋中心 该组是一套火山活动时期的产物 上部玄武岩 安山岩为火山熔岩相 下部火山角砾岩 岩屑砂岩为水下扇相内扇沉积 砾石及岩屑成分为 火山岩 是典型的火山喷发引起的水下扇 3 塔姆其萨依组指假整合于哈米斯特组之上 二叠系最上部的层序 阿吾拉勒山 区 下部为黄褐色中一薄层状岩屑长石砂岩组成 局部夹泥晶灰岩和泥岩 上部为灰黑色中一薄 层状灰质泥岩 碳质泥岩夹薄层状岩屑长石砂岩 微晶灰岩和煤线 含多层化石 常见有双壳 类及植物化石 总厚约 1 10 0 一 1 5 0 o m 个别地区因剥蚀残留厚度不及5 0 0 m 该组沉积特 征与晓山萨依组类似 是第二个稳定时期的产物 发育深湖相 局部夹水下扇相 穷布拉克剖 面的水下扇相由中扇及外扇组成 群吉萨依剖面由具水道的内扇 中扇及外扇组成 更靠近 物源区 4 岩相古地理特征 二叠纪为陆相断陷湖盆发展时期 沉积物主 要分布于伊什基里克山 以北及科古琴山一 博罗霍洛山以南地区 分布广泛 厚度较大 i 早二盈世 早二叠世最早期为陆相火山喷发时期 沉积了厚度近 3 O0 0 m 的火山熔岩及火山碎屑 一 一曲 一 一 196 新班石油 地 质第1 2卷 岩 察布查尔县霍诺海萨依剖面 为湖泊相火山喷发岩 湖盆面积与晚二 叠世大致相当 其范 围因资料不 足尚难圈定 4 2 晚二 世 晚二叠世为一断陷淡水湖泊 水下扇发育 图 9 北以科古琴一博罗霍洛古陆为界 南 与伊什基里克古陆相邻 伊宁市至阿吾拉勒山西段为深湖区 沉积物为泥岩及泥灰岩 夹水 下扇相形成的砂体 厚达 2 5 0 0m 尼勒克 巩留一带为浅湖区 沉积物为粉砂岩夹泥岩 偶夹 I 伊宁县穷布拉克例面 幻尼翰克县醉古萨依例面 幻伊宁县彼利克谈例面 刁 热乌尔例面 仁 5 恰特布拉克例面 巨 叼霜诺海萨依锐 面 一一 图 9 伊军盆地 中国境内 二受纪岩相古地理图 水下扇形成的 砂体 厚达 180 0m 新源及山前等地带为滨湖区 冲积扇较发育 沉积物为砂 砾岩 厚达 60 0 1 6 0 Om 最厚可达 1 9 0 om 湖盆向西延入苏联境内 向东逐渐收 敛 物源 主 要来自南 北两个古陆 沉积 中心与沉降中心 基本吻合 大致位于伊宁市至阿吾拉勒山西 段一带 参考 文献 l 刘宝玲 曾允孚 岩相古地理基础和工作方法 地质出版社 19 85 年 第 3 期 郝继眺 伊犁盆地二叠纪沉积相及古地理特征 197 PRENDMI AS EIMENTARYFACIES AND PLAA EOG EO GHRPAYNI LI BIAS NI H a o Ji pe n g 甸脚价娜晚 o jN分肠 吧吕七阴尸以六沁 价 勿 梦月盯侧刊 A加打 c t Ui致明in15 c on 记 r d e a s acontin幼talriftin g 加 s ininw h ich 11服na t ry f a eie scona tinvo njcrO Ck d a 日tlc 加 k m ud目one a n d lim 蛇o n e t址ouh g a n a加ly sis of 6 兄 io n InQio明b a rk 如ig nc o u n y t Du ri明 二ly 声 一P r ml a n the o u t P沁nO f cc曰 tln 心n a l tv o lca nier O C ks re sult目inth e d e侧妈i妇侃of 30 00m vo 即倪 叫i c r O C 取s n I 场teP rm卜 a n a i rfti雌f te sh w ate r lak wa sfo rm