哈密地區(qū)奧陶系廟爾溝組地層淺析

劉亦南

（新疆維吾爾自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質調查大隊，新疆 烏魯木齊 830001）

近年來，針對新疆哈密地區(qū)的研究工作一直從未間斷，前人在此利用1：20萬與1：5萬區(qū)域地質調查工作取得了大量的研究成果，但是還存在很大不足，由于該區(qū)有著復雜的地質構造，后期階段斷裂對奧陶系地層形成明顯切割，層序不全；奧陶系以斷層接觸形式與志留系相接，兩者之間沒有明顯的接觸界線，致使很多研究工作者，無法清晰的了解奧陶系到志留系這一階段出現的地質演化情況。此次研究基于“新疆三道嶺幅1：25萬區(qū)調修測（K46C001002）”項目基礎上，對奧陶系系層序不全問題進行深入研究，對區(qū)內奧陶系的地層分布情況以及層序特征和巖石組合特點以及接觸關系和含古生物化石形成環(huán)境等展開詳細的調查與研究，通過此次研究能夠進一步提高區(qū)內的認知程度，對奧陶系發(fā)展演化歷史有一個更加充分的了解，獲得豐富的理論知識[1]。

1 研究區(qū)現狀

在上世紀六七十年代，該區(qū)便進行了1：20萬區(qū)域地質調查工作，后在80年代針對該區(qū)開展過詳細的專題研究，90年代之后，新疆地礦局第二區(qū)調大隊又在區(qū)內進行了1：5萬區(qū)域礦產地質調查工作。但因1：5萬圖幅開展的單位與時間不同，在地層劃分上也存在很大的差異性，雖然在同一個地層單元上，地質時代歸屬也存在一定的差異性，這就造成該區(qū)地質發(fā)展史和地質構造方面的研究工作存在不同的認識。后期構造嚴重破壞奧陶系，并對其進行改造，表現出層序不全的出露，奧陶系層斷層接觸狀態(tài)與志留系相接，導致現在區(qū)內奧陶系發(fā)育的實際情況，奧陶系和滯留系之間沒有較為明晰的接觸關系，應當針對區(qū)內的奧陶系展開詳細的地質特征研究工作[2]。

2 研究內容方法以及擬解決的問題

文中擬在對前人在該區(qū)研究地質信息進行分析的基礎上，針對泥盆系地層研究過程當中存在的一些地質問題展開分析探討，主要的研究對象為哈密地區(qū)奧陶系廟爾溝組地層，利用野外地質調查路線進行詳細觀察，并和實測剖面工作充分結合，對于該區(qū)泥盆系實際分布情況和地層層序以及不同的巖石組合特點和地層存在的接觸關系，所含有的古生物化石。并在室內進行綜合的研究工作，研究分析地層沉積特征以及形成時代與環(huán)境，為更加全面深入的了解與認識奧陶系廟兒組地層，實際演化情況提供參考，主要解決了以下幾點問題：

對研究區(qū)奧陶系繆爾組地層實際分布情況充分的查明，同時了解和掌握該組地層與上下地層相互接觸之間的關系，了解和掌握該組地層巖石組合特征，對區(qū)內奧陶系廟爾溝組地層層序以及巖石地層單元劃分，詳細鑒定該組地層當中古生物化石，對地層年代科學確定，進而對研究該區(qū)奧陶系廟爾溝組地層提供對比研究依據，對地層接觸關系充分查明，確定區(qū)內奧陶系廟爾溝組地層地質構造運動性質提供詳細的參考[3]。

3 研究思路

文中將“新疆125萬三道嶺幅（K46DC001002）區(qū)域修測”項目作為此次研究的依托，充分結合野外區(qū)域地質調查信息資料，綜合研究分析室內研究信息，對哈密地區(qū)奧陶系廟爾溝組地層的實際分布以及巖性組合和古生物化石特征以及地層層序，還有基礎上下地層的關系，開展全面的地層學研究工作，對地層層序展開詳細研究，對巖石地層合理劃分，開展區(qū)域地層對比，通過全面的研究巖石組合以及古生物化石和原生沉積構造等各個方面，來對于沉積環(huán)境進行恢復，通過巖石化學技術手段對構造環(huán)境和變化特點充分揭示。

4 研究方法

4.1 野外資料收集

①基于路線地質調查工作與剖面測定，了解分析該區(qū)泥盆系地層的具體分布，掌握區(qū)內巖石組合特點和接觸關系，了解和掌握地層的古生物化石特征，并分析區(qū)內詳細的構造形跡，充分收集相關資料。②剖面測定過程當中，對收集的巖性、化石以及巖相等信息進行全面分析，對巖石薄片系統(tǒng)地進行采集分析研究古生物化石，微體化石和化學分析等[4]。

4.2 實驗室樣品處理及分析

①樣品和微體化石，再通過碎樣之后，利用酸堿進行處理，首先將微體樣品，破碎成一到二厘米直徑，利用干凈的塑料桶進盛裝，并通過冰醋酸（3%～5%）開展相應的浸泡工作，之后通過過篩分選以及鏡下挑選工作，將其中完整的化石挑選出后，通過電鏡成像進行掃描，并開展相應的觀察與鑒定工作。②將巖石薄片送至磨片室進行切片，通過鏡下觀察來完成鑒定。③將采集的化學樣品送到實驗室開展相應的測試工作。

4.3 室內綜合研究

①對收集的野外資料開展全面的室內綜合分析并整理成圖。②全面的分析和研究室內分析鑒定結果。③在綜合分析，野外調查資料與室內研究成果。

4.4 地理位置與交通

研究區(qū)位置處于博格達山的東側區(qū)段上，該區(qū)屬于巴里坤縣管轄范圍，主要的研究范圍為下澇壩—石灰窯一帶，圖幅范圍約為13000km的面積大小，分布在北緯4300′～4400′，東9130′～9300′。該區(qū)有著非常方便的交通，一條縣鄉(xiāng)級公路從研究區(qū)的西南區(qū)通過，在東側區(qū)域上距離巴里坤縣約85km～125km，和新疆哈密市在東側區(qū)域上的距離為180km。研究區(qū)的基巖區(qū)主要屬于中低山地貌，戈壁歷史和殘坡積物在區(qū)域上大面積分布[5]。

奧陶系廟爾溝組地層在新疆哈密地區(qū)出露面積不大，在研究區(qū)的東北側方向上分布，大柳溝組合廟爾溝組（下伏奧陶統(tǒng)）與之整合接觸，大南湖組（下泥盆統(tǒng)）呈現的角度不整合特征，在其上部覆蓋，局部地段侵入花崗閃長巖，具有非常明顯的圍巖角巖化。前人通過1：20萬巴里坤湖幅區(qū)域地質報告中，將廟爾溝組地層進行大南湖組（中泥盆統(tǒng)）與中石炭統(tǒng)第一、第二分層進行劃定，但沒有給出組名，后來在該區(qū)研究過程當中一些學者，在清理新疆巖石層過程當中，將該地層建立在新疆巴里坤縣東北廟爾溝處，同時把此地層進行廟爾溝組地層命名，巴斯他烏組第三巖性段和草坡群第三亞群，二者在地層巖性上非常的類似，具有對比性，而且具有非常遠的延伸，能夠進行地質填圖，現在將其定義為姜巴斯套組、托讓格庫都克組斷層和不整合接觸其上，大柳溝組與其下部呈斷層或者整合接觸狀態(tài)，粉砂巖（凝灰質）以及凝灰質砂巖（灰綠色千枚巖化）和粉砂巖與鈣質砂巖正常沉積呈現連續(xù)沉積的特點，大理巖透鏡體以及絹云石英片巖和粒狀灰?guī)r少量出露。珊瑚、三葉蟲以及腕足類化石少量出露。新疆地礦局第二區(qū)調大隊在1995年區(qū)內地質研究工作中，命令此套地層為廟兒溝組。

4.4.1 地質特征

夾少量中基性火山熔巖的火山碎屑巖-沉積巖是該組地層主要的主要細粒結構，泥巖以及泥質粉砂巖和粉砂質泥巖以及凝灰質粉砂巖是其主要的巖性特征，同時還有夾玄武巖和安山巖的沉積凝灰?guī)r，因不同地質構造因素影響，巖石中具有破碎的小揉曲，受韌性剪切構造以及壓扭性斷裂作用影響，存在鞘褶皺以及狀構造等，夾基性火山巖與灰?guī)r條帶的沉積巖以及火山碎屑巖是其主要的巖石組合特點，細粉砂巖以及凝灰質砂巖以及凝灰?guī)r是其主要的巖性特征，玄武巖夾層以及灰?guī)r條帶少量存在，沉積韻律變化是該組巖石組合的主要反應，碎屑巖以細粒結構為主，但是總體而言，由上到下逐漸從粗變細，存在半韻律特征。在剖面上巖石具有規(guī)律性的變化。

通過分析沉積巖中的碎屑巖巖石特征，對沉積巖沉積環(huán)境和物質來源進行分析，通過詳細的研究發(fā)現該組碎屑巖主要的特點表現如下：

凝灰質細砂巖：主要通過填隙物以及碎屑等顆粒進行支撐，碎屑磨圓度較差主要表現為棱角狀或者尖棱角特征，巖屑、斜長石以及石英等是其主要的成分組成，同時其組成主要為酸性熔巖，綠簾石，綠泥石以及火山巖是其主要的填隙物，呈基底式膠結。

粉砂巖：填隙物和粉砂巖是其主要組成，尖棱角狀以及棱角狀是粉砂巖的主要特點，還有的為棒狀、尖三角狀或者湖面棱角狀特征。長石以及石英是其主要成分，白鈦石、白云母和氧化黃鐵礦以及電氣石少量存在，泥質和火山灰是其主要的填隙物，膠結特點為孔隙式。

陸源物質和火山灰凝灰物是州沉凝灰?guī)r的組成。依照上述特征區(qū)內廟爾溝組沉積巖具有：①通過巖屑成分發(fā)現火山巖市區(qū)內的主要物源區(qū)母巖；②呈現較低的巖屑含量，提示具有非常高的成熟度；③碎屑主要表現為棱角狀尖棱角狀以及次棱角狀，棒狀以及三角狀弧面角狀的火山玻屑分布于其間，顯示結構成熟度不高，碎屑物沒有經過長時間的搬運，具有迅速堆積的特點，和火山機構呈現較近的距離。④沒有較高的雜基含量，顯示沉積區(qū)水動力條件非常突出，主要表現為顆粒支撐；⑤石英在巖石當中具有較高的含量，顯示具有穩(wěn)定的沉積環(huán)境，同時存在較強的海水淘洗作用[6]。

4.4.2 時代歸屬及地層對比

針對該區(qū)，新疆地礦局第二區(qū)調大隊進行1：5萬區(qū)域地質調查工作中，有很多藻類化石被采集到，通過相應的鑒定共發(fā)現35個屬種，球形藻是其中的重要組成部分，在早奧陶世階段，這些藻類非常的繁盛，中-晚奧陶世出現一定減少。同時還有梭形藻類。上面的這些藻類化石組合特點和云南祿勸以及陜西紫陽和湖北宜昌黃花場中一晚奧陶世藻類組合具有非常類似的特征，所以對研究區(qū)這些藻類化石展開全面的系統(tǒng)研究，綜合確定認為中一晚奧陶世是這些藻類化石的主要形成年代。對于青灰色沉凝灰?guī)r以及紫紅色沉凝灰?guī)r進行研究中發(fā)現，三月蟲化石以及腕足動物化石大量出現，這些動物化石全部顯示地層年代屬于晚奧陶世。此次研究過程當中測定的剖面和索爾巴斯陶廟爾溝組剖面具有非常類似的巖性特征，同時相較于小夾山廟爾溝組剖面，與其中上部也有非常相似的特征，所以，把該套地層定為上奧陶統(tǒng)廟爾溝組比較合適[7]。

4.4.3 形成環(huán)境

沙巖凝灰質砂巖以及沉凝灰?guī)r和粉砂巖是上奧陶統(tǒng)廟兒組的主要巖性特征，大理巖透鏡體以及灰?guī)r少量分布，紫紅色以及淺灰綠色和淺灰色是這種地層的主要巖石特征。細粒結構是這些巖石的主要組成，透鏡體或者灰?guī)r薄層在巖石中少量夾生，水平層理分布在巖層中，三葉蟲化石以及腕足化石大量的出現在沉凝灰?guī)r中，說明其沉積環(huán)境為相對穩(wěn)定的的淺海環(huán)境。