新疆伽師地區(qū)古近系沉積環(huán)境分析

施龍青　王志偉　呂大煒　從培章　宋忠航　王澤利

摘 要：基于伽師銅輝銅礦的鉆井資料、大量現(xiàn)場實測剖面和采集樣品薄片資料粒度分析，利用沉積學(xué)、地層學(xué)等多門學(xué)科的綜合技術(shù)和方法分析伽師地區(qū)的沉積環(huán)境和沉積相。通過粒度分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)古近系沉積環(huán)境主要為海濱相。在研究區(qū)古近系識別出扇三角洲相、臺地—潟湖相、潮坪相、辮狀河三角洲相平原相、辮狀河三角洲前緣相5種沉積相和多種沉積亞相。另外，研究區(qū)古近系總體經(jīng)歷過5次海侵海退，而古近紀(jì)紫紅色沉積物、石膏層的出現(xiàn)表明了這個地區(qū)是干旱、炎熱的古氣候環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)銅礦體主要賦存在灰綠色細砂巖中，所以，通過分析其沉積環(huán)境來探討銅礦體的賦存規(guī)律。

關(guān)鍵詞：粒度分析；沉積環(huán)境；沉積相；沉積演化

中圖分類號：P586 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.005

近年來，在塔里木盆地西南緣古近系中發(fā)現(xiàn)了多個大型沉積型銅礦床，比如庫車地區(qū)滴水礦區(qū)、沙里拜銅礦區(qū)、花園銅礦點和沙哈爾銅礦等。已有部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，銅礦床的成因與其沉積環(huán)境有很大的關(guān)系。塔里木盆地伽師地區(qū)位于喀什東北部，這些年在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了大型的砂巖型銅礦（伽師銅礦區(qū)），雖然已有人員對該礦區(qū)的砂巖沉積環(huán)境開展了部分研究，但是，對于砂巖的成因還有爭議。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對沉積型銅礦有利的沉積環(huán)境有河湖相環(huán)境、深湖相—三角洲相—河流沖刷多重沉積環(huán)境、湖相沉積環(huán)境等，它們大部分處于距離物源比較近的過渡環(huán)境范圍內(nèi)。由此可以看出，該區(qū)基礎(chǔ)沉積環(huán)境有待進一步深入。為此，本文將伽師地區(qū)伽師銅輝礦區(qū)作為研究對象，通過對野外地質(zhì)觀測、沉積相和沉積環(huán)境研究、對剖面樣品粒度的分析，闡明了伽師銅地區(qū)的地質(zhì)特征，希望對以后該地區(qū)的研究和找礦工作有一定的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

伽師地區(qū)位于塔里木盆地西北緣柯坪古生代前陸盆地西南處，北部以哈拉峻阿合奇斷裂為界，與南天山晚古生代陸緣盆地相鄰，是塔里木北緣的一個陸內(nèi)海盆。礦區(qū)的區(qū)域構(gòu)造位于以古生界為基底的中-新生界坳陷或斷陷盆地中。礦區(qū)所在的盆地北以哈拉峻-阿合奇斷裂為界，與南天山晚古生代陸源盆地相鄰，南到巴楚附近，與塔里木盆地相接。礦區(qū)所蘊含的礦帶位于塔里木板塊西北緣，北以庫爾勒深斷裂與南天山造山帶毗鄰，南和東部受環(huán)形斷裂所限，長約300 km，寬30～75 km，面積約為15 000 km2。成礦帶的礦產(chǎn)以沉積型為主，自震旦紀(jì)至石炭紀(jì)基本為穩(wěn)定性連續(xù)沉積，為銅礦的形成提供了良好大地構(gòu)造環(huán)境。本文將研究區(qū)的古近紀(jì)地層分為兩段，上段多厚約46 m，以含凝灰質(zhì)礫石、灰白色中砂巖、泥巖、灰?guī)r和石膏為主；下段多厚約47 m，以紅色礫巖、含礫粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖和泥巖為主。

2 沉積相分析

本文主要采用粒度分析法來推測研究區(qū)的沉積環(huán)境。通過對采集研究區(qū)各地層樣品的粒度分析，將JSPB59、JS07-1、JSPB24作為研究對象，從Friedman在1979年劃定的海灘砂與河道砂的離散界線中可以看出，它們都在河道砂范圍內(nèi)。JSPB59、JSPB24靠近河道砂與海灘砂界限，所以，符合濱海相砂巖的特征。伽師礦區(qū)樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差（σi）與偏度（SK）離散情況如圖1所示。

JSPB59粒度分析結(jié)果表明，當(dāng)σi=0.673（在0.50～0.70）時，分選性較好。由圖2a可知，概率累計曲線以滾動次總體、跳躍次總體為主，其含量分別在40%，60%左右，懸浮次較少。這一情況反映了當(dāng)時水動力條件劇烈。當(dāng)峰態(tài)量度KG=1.89時，頻率曲線形態(tài)為含尾部的尖（窄）峰分布，偏度SK=0.224，峰態(tài)很窄，正偏為主，粒度下粗上細，代表扇三角洲沉積環(huán)境。

JS07-1粒度分析結(jié)果表明，當(dāng)σi=0.673（在0.70～1）時，分選性中等。由圖2b可知，概率累計曲線為二段線，以跳躍次總體為主，含量大約為80%.這一情況反映了當(dāng)時水動力條件是比較劇烈的。當(dāng)峰態(tài)量度KG=1.17時，峰態(tài)窄，偏度SK=0.22，峰態(tài)中等，正偏為主，粒度下粗上細。

JSPB24粒度分析結(jié)果表明，當(dāng)σi=0.484（在0.35～0.50）時，分選性好。由圖2c可知，概率累計曲線為二段線，以跳躍次總體為主，含量大約為70%.這一情況反映了當(dāng)時水動力條件比較劇烈。當(dāng)峰態(tài)量度KG=1.05時，峰態(tài)中等，偏度SK=0.146，正偏為主，細、中粒為主。

在粒度特征分析的基礎(chǔ)上，運用粒度分析法可得出3種類型的概率累積曲線：①以JSPB59為例，即由滾動組分和跳躍組分組成的多段式。它具有明顯的雙次跳躍總體，以滾動搬運組分為主，而且懸浮搬運組分所占比例極少，粒級差別大。水動力條件較強代表扇三角洲環(huán)境。②以JS07-1為例，即由跳躍組分和懸浮組分組成的兩段式。它具有明顯的雙跳躍總體，懸浮組分在曲線圖中占有一定的比例，而且越往上層，懸浮組分所占比例越大，滾動搬運組分占得比例基本為0.水動力條件比較弱代表辮狀河三角洲平原沉積環(huán)境。③以JSPB24為例，由跳躍組分和懸浮組分組成的兩段式。懸浮組分占的比例繼續(xù)增大是水動力條件繼續(xù)減弱造成的，它代表辮狀河三角洲前緣的沉積環(huán)境。

3 沉積環(huán)境演化

研究區(qū)古近系早期南天山向南強烈擠壓，強烈的抬升和沉降形成扇三角洲沉積環(huán)境，沉積物厚度在0.5～2.6 m。古特提斯海水繼晚白堊世的入侵和退縮后進入了研究區(qū)。隨著海平面的上升，伽師地區(qū)被覆蓋在海平面之下，形成了臺地、潟湖環(huán)境，相對來說，海平面自東向西逐漸變淺。此時，該地受海水的影響比較小，生物發(fā)育，形成了碳酸鹽巖。同時，伽師地區(qū)相對海平面位置達到最大。當(dāng)海平面開始下降時，研究區(qū)環(huán)境逐漸變?yōu)槌逼涵h(huán)境。在此沉積環(huán)境中，海平面波動下降，環(huán)境從潮上帶逐漸變?yōu)槌遍g帶，形成了膏巖與碎屑巖沉積。漸新世開始，海水逐漸退去，形

成了辮狀河三角洲平原沉積，由原來碳酸鹽膏巖沉積轉(zhuǎn)變?yōu)樗樾紟r沉積，以礫巖、含礫砂巖和砂巖為主。當(dāng)海平面緩慢上升時，研究區(qū)形成了辮狀河三角洲前緣環(huán)境。這時，該地區(qū)受海水的影響較少，普遍發(fā)育水平層理和小型交錯層理。在此過程中，傾向較小則說明到時沉積基準(zhǔn)面平緩。隨后研究區(qū)海平面波動下降上升，形成了以辮狀河三角洲平原為主的沉積環(huán)境。

4 結(jié)論

通過對樣品粒度分析可知，伽師地區(qū)古近系沉積環(huán)境多為海濱相。至此，可以將沉積相劃分為底部含凝灰質(zhì)礫巖、紅色泥巖和灰白色中砂巖的扇三角洲相沉積，灰?guī)r、砂巖層為主的臺地、潟湖相沉積，石膏-泥巖為主的潮坪相沉積，礫巖和下部砂巖層為主的辮狀河三角洲平原相沉積，細砂巖、泥巖互層和粉砂巖為主的辮狀河三角洲前緣相沉積。在相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，銅礦體賦予的灰綠色細砂巖主要發(fā)育在辮狀河三角洲沉積序列中，而且辮狀河三角洲沉積環(huán)境有利于銅礦體的賦存。

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〔編輯：白潔〕