新疆库车河阿艾阿仑库车河阿艾阿仑库台克力克侏罗系古气候及沉积环境分析

新疆库车河阿艾阿仑库车河阿艾阿仑库台克力克侏罗系古气候及沉积环境分析

1库车提出河剖面该盆地位于塔里木盆地以北和南天山褶皱带之间。这是中新世的盆地。目前,比较一致的看法是库车前陆盆地发育在天山褶皱带与塔里木板块北缘的接合部,是一个叠加复合型前陆盆地。库车坳陷位于塔里木盆地北部,是新疆塔里木盆地油气勘探最重要的地区之一。库车河剖面中生代地层发育较好,并含有丰富的多门类生物化石,是新疆生物地层和沉积相研究程度较高并具有代表性的剖面之一。库车河剖面侏罗系发育较全,自下而上划分为下侏罗统阿合组和阳霞组、中侏罗统克孜勒努尔组和恰克马克组、上侏罗统齐古组和喀拉扎组。2侏罗系的地层特征和古气候特征2.1克氏原螯虾thirdpolus主要分布于库车坳陷中及西部的北单斜带,东部吐格尔明东高点也有出露。典型剖面位于库车河阿合村,岩性以灰白色细砾岩、中砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩为主,夹灰白色砂岩夹灰绿色细砂岩。岩石中具有大型-中型槽状交错层理、板状交错层理。底部与塔里奇克组整合或假整合接触。地层厚度303m。该组产植物化石Cladophlebissp.。孢粉Osmundacidites-Cycadopites-Quadraeculina组合,以侏罗纪重要分子和常见分子为主,如Quadraeculina,Cycadopites,subgranulotus(Couper)BharadwajetSingh,Pernopollenites,Cerebropollenites及原始松柏类花粉等。上部还可见疑源类化石Kuqaia,该化石在新疆地区见于下、中侏罗统。中下部出现少量Protohaploxypinus等古老分子。据孢粉组合特点、孢粉化石的亲缘关系及植物的生态习性,推测阿合组沉积时期的植物群中松柏类和原始松柏类植物比较发育,出现少量真蕨纲紫萁科、桫椤科、双扇蕨科、石松纲及苏铁纲植物,古气候为温暖潮湿的亚热带——暖温带型气候。2.2孢粉组合及沉积相标准剖面为吐格尔明东高点南翼阳霞北剖面,主要为灰、灰白色砂、砾岩,灰色泥质粉砂岩,深灰、灰黑色粉砂质泥岩、泥(页)岩及煤线(层)组成多个正向韵律层。底部与阿合组整合接触,区域上该组地层厚度为461-570m,克拉苏河至米斯布拉克之间厚度最大,岩性相对较粗,向东、西两侧有变薄变细的趋势。在吐格尔明,比尤勒包谷孜沟、卡普沙良及孢子东等地所含煤层具工业开采价值。在库车河剖面上该组厚度为553m。按岩性组合和沉积序列及沉积环境特征分四个岩性段:一段为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩与灰色粉砂岩、深灰色炭质页岩组成的韵律层(其中细砾岩、砂岩层厚约0.5-1.5m,发育槽状、板状交错层理);二段为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩与灰色粉砂岩、深灰色炭质页岩组成韵律层,砂岩中槽状、板状斜层理发育。该段韵律层的特点是每个韵律层顶部的粉砂岩、页岩厚度较小,以砂岩类为主;三段为煤层;四段为灰白色薄层状砂岩夹炭质页岩,向上砂岩变厚增多。据前人资料,该组下段含双壳类YananoconchahengshanensisYuetZhang,Y.zaoyuanensisYuetZhang,Sibireconchasp.等。Coniopteris的出现,表明时代为侏罗纪,但不会早于早侏罗世晚期。阳霞组孢粉组合中,以Cyathidites和deltoidospora等沙椤科孢子开始繁盛为特征,与准噶尔盆地南缘三工河组孢粉组合特征相似。依据孢粉组合、已知孢粉化石的亲缘关系及植物的生态习性,推测阳霞组沉积时期的植物群中真蕨纲的桫椤科、紫萁科及松柏类和原始松柏类植物比较发育,出现少量真蕨纲双扇蕨科、石松纲及苏铁纲植物,古气候仍为温暖潮湿的亚热带——暖温带型气候,短期出现相对干热的气候。通过近年来多门类化石的研究,三工河组的时代为早侏罗世晚期至中侏罗世最早期,阳霞组也可能相当于下侏罗统上部至中侏罗统底部。2.3岩石学和矿物学特征标准剖面为克孜勒努尔构剖面,区域上岩性为灰白绿灰色细砾岩、含粒砂岩、砂岩与绿灰、灰黑色粉砂岩、泥质粉砂岩、泥(页)岩及煤层(线)组成多个正向韵律层,下部一般发育含煤层。顶、底分别于恰克马克组河阳霞组整合接触,厚450-774m,在库车河一带以及阿瓦特河厚度较大,岩性较粗。卡普沙良河及吐格尔明剖面岩性较细,且厚度较小。在库车河剖面上该组厚度为411m。据岩性组合、沉积序列和沉积环境特征分五个岩性段:一段为灰白色砂岩夹黑色炭质页岩及劣质煤层,已烧变为红色;二段为灰白色中-厚层状细砾岩、粗砂岩、砂岩与黑色炭质页岩夹薄层状砂岩,组成的韵律层,砂岩层厚2-3m,页岩层厚约10-15m;三段为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩夹少量黑色炭质页岩,砂岩层厚约2-3m,夹层厚约0.5-1m,砂岩层中有大型槽状、板状斜层理;四段为灰白色中-厚层状细砾岩、粗砂岩、砂岩与黑色炭质页岩夹薄层状砂岩,组成的韵律层,砂岩厚2-4m,页岩厚5-15m;五段为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩夹少量黑色炭质页岩,砂岩层厚3-4m,页岩夹层厚0.5-1m。该组产较丰富的植物、孢粉以及介形类、叶肢介、双壳类、轮藻、腹足类化石。双壳类以多种Pseudocardinia为主,间有Qiyangia,为新疆地区中侏罗世淡水双壳类组合,与云南地区及喀拉昆仑山中侏罗世假铰蚌动物群相同。在该组中上部产介形类DarwinulasarytimenesisSharapova,D.impudicaSharapova,BisulcocyprisxinjiangensisJiang等,均为中侏罗世常见分子,其组合面貌与塔西南杨叶组介形类特别相似,其时代可能为中侏罗世早期(阿林期-巴柔期)。该组孢粉可分为上部和中下部两个组合,中下部组合与准葛尔盆地南缘中侏罗统西山窑组孢粉组合特征相似,蕨类植物孢子均以沙椤科孢子和Osmundacidites非常发育为特征,应属中侏罗世。上部组合,以Classopolis发育为特征,与准葛尔盆地南缘中侏罗统头屯河组孢粉组合相似,应属于中侏罗世晚期。克孜勒努尔组轮藻属于Aclistocharaabshirica-A.stellerides-A.sublaevis组合,与我国中侏罗世轮藻植物群面貌相同。依据孢粉组合、已知孢粉化石的亲缘关系及植物的生态习性,推测克孜勒努尔组沉积时期的植物群中真蕨纲的桫椤科、紫萁科及松柏类和原始松柏类植物比较发育,出现少量石松纲石松科、卷柏科、真蕨纲蚌壳蕨科、里白科和藓纲水藓科及苏铁纲植物。古气候仍为温暖潮湿的亚热带——暖温带型气候。综合上述各门类化石的时期意见,克孜勒努尔组的时代为中侏罗世。2.4岩、炭质砂岩区域上分布于库车坳陷中、西部的北单斜带及吐格尔明单斜北翼,拜城县捷列维切克河剖面较为典型,其岩性为灰绿及灰紫色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩夹砂岩,局部有深灰、灰黑色油页岩,底部为灰色中薄层或透镜状泥灰岩。顶、底分别与齐古组和克孜勒努尔组整合接触,厚66-160m。东部厚度较大、岩性较粗,向西厚度减薄、岩性较细。在库车河剖面上该组厚度为199m。岩性为黄灰色、灰绿色砂岩与深灰色泥岩、炭质页岩频繁互层,砂岩单层厚约0.3-0.5m,砂岩中具有中型槽状、板状交错层理,具有向上变细的特征。据前人资料,本组孢粉化石组合与克孜勒努尔组上段的孢粉组合相似,均以Classopolis非常发育为主要特征,时代为中侏罗世晚期。双壳类仍为假铰蚌动物群,但属种较克孜勒努尔组单调,时代上应该晚一些。叶肢介为Euestheria-Qaidamestheria组合和Triglypta-Sinokontikia组合,时代为中侏罗世,可与准葛尔盆地头屯河组及吐鲁番盆地七克台对比。介形类为DarwinulasarytirmenensisSharapova,D.impudicaSharapova,TimiriaseymackerrowiBata等,前二者为中侏罗世常见分子,后者为英国巴通阶常见化石。恰克马克组轮藻组合同克孜勒努尔组所反映的时代也相同。依据孢粉组合、已知孢粉化石的亲缘关系及植物的生态习性,推测恰克马克组沉积时期的孢粉植物群中松柏类中的掌鳞杉科、松科和罗汉松科植物比较发育,出现少量石松纲石松科、卷柏科、真蕨纲桫椤科、紫萁科、蚌壳蕨科、里白科和海金砂科及松柏类的南美杉科、杉科、苏铁纲植物。推测恰克马克组沉积时期气候向干热转化,为亚热带半干旱——半潮湿型气候。综上所述,恰克马克组的时代应为中侏罗世晚期。2.5中、晚侏罗世轮藻植物群区域上分布于库车坳陷阿瓦特河至克孜勒努尔沟之间的北单斜带和直线褶皱的吐格尔明背斜、巴什基奇克背斜,依奇克里克背斜的阿依库木沟一带,在塔克拉克河一带缺失。主要为一套红色的泥岩沉积,下部夹灰绿、灰白色泥灰岩、钙质粉砂岩条带。顶部分别与恰克马克组和喀拉扎组整合接触,厚106～349m,卡普沙良河北单斜带厚度最大,依奇克里克和巴什基奇克背斜最薄。在库车河剖面上厚度为426m。中下部为灰绿色细砾岩、砂岩与灰绿色粉砂质泥岩、紫红色泥岩组成对称性韵律层,其中每个韵律层中的紫红色泥岩厚约2m。上部为樱红色泥岩夹砂岩组成对称性韵律层。该组所含少量轮藻为Aclistocharamajor-A.brevis-Porochtarimensis组合,仍以Aclistochara占主导地位,但出现较多大个体的Porochara分子及Peckisphaera,Minhechara,Mesochara分子,其组合面貌与中侏罗世轮藻组合有明显的区别,应属晚侏罗世轮藻植物群。孢粉组合以裸子植物花粉占绝对优势,双气囊花粉居多,Classsopollis仅出现少量,还可见Schizaesporites等蕨类化石,与恰克马克组以ClassopollisLithoglyphosissp.,Amplovalvatasp.,Mesoneritinasp.为特征的孢粉组合有较大区别,属晚侏罗世的可能性比较大。腹足类有Trochispirasp.,Lithoglyphosissp.,Amplovalvatasp.,Mesoneritinasp.等,具有中、晚侏罗世的特征。介形类丰富,产自齐古组的相同。依据孢粉组合、孢粉化石的亲缘关系及植物的生态习性,推测齐古组下部沉积时期的孢粉植物群中松柏类中的掌鳞杉科植物和真蕨纲的桫椤科植物比较发育,少量出现真蕨纲双扇蕨科、里白科及松柏类的松科、罗汉松科、苏铁纲植物。齐古组下部孢粉组合特征与恰克马克组比较相似,表明沉积时期的古气候仍为亚热带半干旱——半潮湿型气候。综合轮藻和孢粉的时代意见,齐古组应为晚侏罗世早期沉积。2.6库车河泥岩互层岩组东亚地区区域上主要分布于卡普沙良河至克孜勒努尔沟之间的北单斜带及吐格尔明背斜带,岩性为褐红色薄至厚层状含钙质岩屑长石石英与黄红、紫红色中、厚层状泥质粉砂岩、粉沙质泥岩互层,其上部夹同色细砾岩及含跞粗砂岩。在库车河剖面上,该组沉积厚度为104m。主要岩性组合为褐红色、砖红色泥岩、泥质粉砂岩夹少量泥质砂岩。岩石以水平层理为主,泥质砂岩中具有沙纹斜层理。底与齐古组整合接触,顶与卡普沙良群亚格列木组底部砾岩(墙状)不整合接触。该组一直未获化石资料,但依据前人资料可知该组有红层、化石贫乏、顶部钙质结核发育的特征,依此推测该组沉积时期为干旱炎热的亚热带型气候。根据上、下层序关系及与北疆喀拉扎组对比,该组也应归于上侏罗统。3环境评估根据区域资料,本区侏罗纪为陆相断陷盆地,初期为辫状河流相快速沉积,中期为曲流河与辫状河交替发育时期,晚期为湖泊沉积环境。3.1剖面岩性组合为辫状河流沉积环境,发育辫状河沙坝。主要岩性为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩、细砂岩夹灰绿色细砂岩组成的向上变细的韵律层。岩石中发育大型槽状、板状交错层理。细砾岩中砾石粒度较均匀,分选性较好,粒度不超过1cm。磨圆度好,呈圆状或次圆状。砾石成分以石英为主,有少量火山岩和灰岩砾石。显示经过了一定的搬运距离,不具有冲积扇沉积的特征(包括暂时性水流沉积和碎屑流沉积)。另外,剖面岩性组合中为粗碎屑岩,没有出现明显的细碎屑岩(粉砂岩、粘土岩等),也不具有扇三角洲的特征。而是辫状河流常见的剖面结构。3.2曲流沙坝沉积相阳霞组主要为曲流河和辫状河沉积环境。包括辫状沙坝和河漫滩、曲流沙坝和泛滥平原及沼泽微相。辫状沙坝和河漫滩:分布于阳霞组上部,主要岩性组合为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩与灰色粉砂岩、深灰色炭质页岩组成的向上变细的韵律层。砂岩层单层厚约0.5～1.5m,为辫状沙坝沉积微相。砂岩中发育槽状、板状交错层理。每层砂岩之上的泥岩或页岩为河漫滩沉积微相。具有河流沉积的二元结构,但剖面上呈砂多泥少的“砂包泥”剖面结构特征,为辫状河流沉积。曲流沙坝和泛滥平原微相:分布于阳霞组下部和顶部。主要岩性组合为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩与灰色粉砂岩、深灰色炭质页岩组成的向上变细的韵律层。韵律层中砂岩层厚约0.5～1.5m,细砾岩中砾石成分主要为石英、硅质岩、灰岩和黑色、紫红色泥岩,砾岩呈透镜体状。发育中型槽状、板状交错层理,为曲流沙坝沉积微相。砂岩之上为灰色粉砂岩、深灰色炭质页岩,具有沙纹层理和水平层理。为泛滥平原微相。两者构成河流沉积的二元结构层,但结构层中下部砂岩单元的沉积厚度远小于或等于上部粉砂岩、泥岩单元,具有“泥包沙”的剖面结构,属曲流河沉积环境。沼泽微相:分布于阳霞组顶部,由黑色煤层组成,厚度达40多米。其中富含草本和木本植物化石。3.3克孜勒利益砂坝砂坝区机制克孜勒努尔组主要为曲流河和辫状河沉积环境。包括辫状沙坝和河漫滩、曲流沙坝和泛滥平原微相。辫状沙坝和河漫滩:分布于克孜勒努尔组底部、中部和顶部,主要岩性组合为灰白色细砾岩、粗砂岩、砂岩夹少量黑色炭质页岩,劣质煤层(已烧变为红色)。砂岩层厚约2-4m,页岩层厚约0.5-1m。砂岩层中发育大型槽状、板状交错层理。为由灰白色细砾岩粗砂岩砂岩细砂岩黑色炭质页岩组成的向上变细的旋回,具有河流沉积环境的二元结构层,呈“砂包泥式”剖面结构,下部单元层为辫状河沙坝微相,上部为河漫滩微相。曲流沙坝和泛滥平原微相:分布于克孜勒努尔组下部和中上部,主要岩性为灰白色中-厚层状细砾岩、粗砂岩、砂岩、黑色炭质页岩夹薄层状砂岩,组成向上变细的韵律层。每个韵律层底面具有冲刷充填构造,底部细砾岩、砂岩厚2-4m,上部页岩厚5-15m,组成了河流沉积环境中的“泥包砂”式的二元结构层。3.4深灰色泥岩、炭质页岩互层恰克马克组为曲流河沉积环境,以发育曲流沙坝和泛滥平原为特征。主要岩性组合为黄灰色、灰绿色砂岩与深灰色泥岩、炭质页岩互层。为由黄灰色、灰绿色砂岩细砂岩深灰色泥岩组成的向上变细的旋回。每个