南天山东段沉积盆地特征及演化

第9卷　第1期2007年　2月古地理学报JOURNAL OF P ALAE OGE OGRAPHYV ol 19　N o 11Feb .2007 文章编号:1671-1505(2007)01-0013-12中国北方地区石炭纪岩相古地理3朱如凯　许怀先　邓胜徽　郭宏莉中国石油勘探开发研究院,北京100083摘　要　中国北方地区包括西北地区、华北地区和东北地区。

该地区石炭系划分为上、下统,在西北地区、东北地区石炭系发育完整,华北地区普遍缺失下石炭统。

87个标准剖面和529个辅助剖面的岩相古地理研究表明:早石炭世中国北方地区主要存在佳木斯古陆、额尔古纳古陆、中朝古陆、东塔里木─敦煌─中祁连─阿拉善古陆、陇西古陆、准噶尔─吐哈古陆、阿勒泰古陆等;从东至西主要发育松辽海盆、辽东海湾、北山海盆、祁连海、柴达木台地、宗务隆山海槽、塔里木台地、西昆仑海盆、南天山海盆、北天山─准噶尔海盆等海相沉积。

晚石炭世海侵范围扩大,佳木斯古陆、额尔古纳古陆仍然存在,中朝古陆已明显缩小至其北部地区,东塔里木—敦煌—阿拉善古陆范围缩小,陇西古陆向西延伸扩大,北准噶尔─阿勒泰连为一体形成古陆;发育松辽海盆、华北海、祁连海、柴达木台地、宗务隆山海槽、塔里木海盆、南准噶尔—博格达山海盆等海相沉积。

关键词　中国北方　石炭纪　岩相古地理　西北地区　华北地区　东北地区第一作者简介　朱如凯,男,1968年生,1994年获北京大学理学博士学位,高级工程师,现主要从事沉积学及储层地质学研究。

通迅地址:北京市海淀区学院路20号910信箱实验研究中心;邮政编码:100083;E 2m ail:zrk@petrochina 1co m 1cn 。

中图分类号:P531 文献标识码:A3本项目为中国石油天然气股份公司“十五”科技攻关项目 收稿日期:2006-04-14 改回日期:2006-06-18L ithofac i es pal aeogeography of the Carbon i ferous i n northern Chi n aZhu Rukai Xu Huaixian Deng Shenghui Guo HongliResearch Institute of Petroleum Exploration and D evelop m ent,PetroChina,B eijing 100083Abstract I n this paper,northern China includes North west China,North China and Northeast China,in which the Carbonifer ous is divided int o the Lo wer and Upper Carbonifer ous .I n Northwest andNortheast China,the Carbonifer ous was devel oped comp letely,while in North China,the Lower Carbonif 2er ous was absent .The J ia musi,A ierguna,China 2Korea,East Tari m 2Dunhuang 2M iddle Q ilian 2A lxa,Longxi,Junggar 2Tuha,and A letay oldlands were mainly devel oped during the Early Carbonifer ous .Fr om east t o west,including the Songliao marine basin,L iaodong gulf,Beishan marine basin,Q ilian litt oral 2neritic facies,Zong wul ong neritic 2bathyal facies,Qaida m shall ow carbonate p latfor m facies,Tari m paral 2ic facies,west Kunlun litt oral 2carbonate p latf or m 2bathyal facies,s outh Tianshan litt oral 2neritic 2p latf or m edge 2sl ope 2basin facies,north Tianshan 2Junggar bathyal 2abyssal facies were devel oped during the Early Carbonifer ous .The characteristics of lithofacies palaeogeography of the Late Carbonifer ous were different fr om those of the Early Carbonifer ous,and the area of the oldland decreased .The J ia musi and A ierguna oldlands still existed .The China 2Korea oldland,which was na med as the northern China oldland of North14　古　地　理　学　报　2007年2月China and center oldland of O rdos,and the area of East Tari m2Dunhuang2A lashan oldland were de2 creased,while Longxi oldland was increased t o its west which was na med asMaz ongshan oldland in Beishan area.The North Junggar2A letay oldland was devel oped int o one oldland.The Songliao marine basin,North China paralic facies,Q ilian paralic facies,Qaida m shall o w carbonate p latf or m facies,Z ong wul ong neritic2 bathyal facies,Tari m paralic2neritic facies,South Junggar2Bogedashan marine basins were devel oped.Key words　northern China,Carbonifer ous,lithofacies palaeogeography,Northwest China,North China,Northeast ChinaAbout the f i rst author　Zhu Rukai,born in1968,graduated and obtained a doct oral degree fr om the Depart m ent of Geol ogy,Peking University in1994.Now he is engaged in sedi m ent ol ogy and reservoir geol ogy. 本文中的中国北方地区是指秦岭—昆仑山以北中国国土的陆地部分,涉及新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、河北、北京、天津、山东、辽宁、吉林、黑龙江等15个省、市、自治区,油气勘探区主要包括西北地区的准噶尔、塔里木、三塘湖、吐哈、武威、巴彦浩特、柴窝铺、六盘山、定西等盆地,大华北地区的鄂尔多斯、渤海湾、南华北等诸盆地及东北的松辽盆地。

南天山东段沉积盆地特征及演化0 引言沉积作用与大地构造的关系一直是沉积学家和构造地质学加关注的焦点，也是沉积地质学研究的主要内容。

深入研究沉积盆地，有助于解决造山带结构与造山作用过程所遇到的一些难题，是恢复造山带地区地层序列和岩相古地理的最有效、最基础的方法[7-10]。

前人对新疆和硕县地区沉积环境和演化背景缺乏系统深入的研究，主要局限于区域地质调查，大多进行的是地层划分和地层对比的研究，少见化石，本区大多数地层的命名是与邻区对比岩性得来的，这样就制约了对南天山东段泥盆纪沉积盆地特征及演化的古地理特征、沉积背景的分析研究。

因此，系统的分析研究本区泥盆系沉积地层对恢复南天山东段沉积环境和演化过程具有重要意义。

本次工作在新疆马兰村幅、新井子幅等四幅图区域地质调查的基础上，详细测绘了泥盆系剖面。

1 区域地质背景调查区地处东天山南坡，位于新疆和硕县。

工作区北邻中天山南缘断裂，南邻辛格尔断裂。

按照肖序常的划分，该区属于南天山早-中古生代活动大陆边缘段的洋壳海沟板片的南缘。

现有研究表明：与榆树沟蛇绿混杂岩有关的洋盆总体向南西消减，工作区位于其上盘。

本次研究是在前人研究的基础上，通过测量剖面、路线地质调查取得了丰富的地层、古生物资料，依据岩性、岩相特征、接触关系、变质程度、化石及所处的构造位置为主要依据，结合新疆地层，详细划分了本区泥盆系地层，并根据化石确定了沉积年代。

本次调查测量了多条剖面，选取其中有代表性Ⅰ-Ⅳ号剖面为例，详细分析本区泥盆世沉积盆地的演化情况，从而推演南天山东段泥盆世沉积盆地的演化情况。

2 地层剖面描述1、上泥盆统破城子组该组分布于调查区东南方向，呈长条状展布，该组由Ⅲ号剖面控制，本组与北侧上覆地层下石炭统甘草湖组之间为断层接触关系，南侧与中泥盆统阿拉塔格组之间被花岗岩侵入破坏，接触关系不详。

本次工作根据该组的岩性组合及构造关系将其划分为两个岩性段，两者之间为断层接触关系。

现以Ⅲ号剖面为例描述如下：上覆地层：下石炭统甘草湖组断层上泥盆统破城子组(D3p) 总厚度468.29m上泥盆统破城子组第二岩段（D3p2）厚136.68m（6）紫红色英安斑岩质熔岩夹灰色、暗红色凝灰岩。

断陷盆地盆地演化与沉积特征研究断陷盆地是地质学上一种重要的地质单元，其形成和演化过程受到地球动力学和构造活动的影响。

断陷盆地在地球历史上发挥着重要的作用，不仅对地质学和油气勘探有着重要意义，还对环境演化和资源利用等方面提供了宝贵的信息。

一、断陷盆地的形成机制断陷盆地是由于地壳运动引起的断层活动而形成的。

其主要形成机制有地壳伸展、挤压和剪切等作用。

在地壳运动的过程中，地壳板块的拉伸、挤压和剪切作用使地壳发生断裂变形，导致断层的形成，从而形成断陷盆地。

二、断陷盆地的演化过程断陷盆地的演化过程可以分为起伏互换、局部沉降和水体循环等阶段。

起伏互换阶段是指地壳运动引起的断层活动导致地壳上的山脉和高原发生抬升，形成起伏不平的地貌。

局部沉降阶段是指断层活动引起的地壳断裂，使局部地区的地壳下沉，形成盆地。

水体循环阶段是指盆地内水体的平衡调节，包括湖泊的形成和消失，以及河流的发展和变化。

三、断陷盆地的沉积特征断陷盆地的沉积特征主要包括沉积物的类型、厚度和分布等。

断陷盆地的沉积物类型丰富多样，包括淤泥、砂石和碳酸盐等，其中淤泥主要由沉积物悬浮物质组成，砂石主要由水流和风力带来的物质组成，碳酸盐主要由浅海和湖泊中水生生物的沉积物组成。

断陷盆地的沉积物厚度和分布与地壳的抬升、下沉和断层活动有关，一般来说，断陷盆地中心的沉积物厚度较大，向外逐渐减小。

四、断陷盆地的研究意义断陷盆地的研究对地质学、油气勘探和环境变化等方面具有重要的意义。

通过研究断陷盆地的演化过程和沉积特征，可以了解地壳运动和构造活动的发展规律，为地质学的研究提供重要的依据。

此外，断陷盆地中的油气资源是世界上重要的能源资源之一，通过研究断陷盆地的油气勘探特征，可以提高勘探效率。

此外，断陷盆地的演化和沉积特征还可以为环境演化的研究提供重要的信息，有助于我们了解地球环境的变化和人类活动对环境的影响。

总之，断陷盆地的形成和演化过程与地壳运动和构造活动紧密相关，其沉积特征对地质学、油气勘探和环境演化等方面具有重要意义。

中国西部前陆盆地特征及命名20世纪90年代以来，在实施“稳定东部、发展西部”的油气战略方针中，人们把目光和勘探研究工作转向西部，当时最为关注和使用最多的地质名词是“前陆盆地”，在科技刊物上发表文章之多，不胜列举；认识之分歧，莫衷一是。

有的多把西昆仑山北缘、天山和祁连山南北缘、六盘山和龙门山东缘旧称的中-新生代山前坳陷叫“前陆盆地”；有的“甚至把大型的塔里木盆地归入前陆盆地之类”（马力，钱奕中，1997）；也有的把南天山中的小型库尔勒盆地（即焉耆盆地）也叫“前陆盆地”（Allen，1991）；更有甚者在华南板块的北边划出四川-江汉-下扬子-苏北等北缘前陆盆地带，在其南边划出楚雄-南盘江-十万大山等南缘前陆盆地带，其间只剩下江南隆起了，这就把前陆盆地概念在空间上“泛化”了。

类似现象在许多文章论述中颇为流行。

有的把前陆盆地概念在时间上“扩大化”了，如有的作者在塔里木盆地就划分出早期类前陆（S-D）、中-E）、前陆（N-Q）等阶段（贾润胥等，1991）；又如有期类前陆（C-P）、晚期类前陆（P2的作者还认为中国南方古生代的“钦州残余海槽，是云开碰撞造山带的前陆盆地”（李曰俊等，1993）。

对前陆盆地名词的理解和应用上也各不相同，在中国同一盆地可叫出不同的前陆盆地名称。

如塔里木盆地北缘库车盆地，很多学者都称为前陆盆地，但也有一些学者认为与Dickinson （1974）厘定的前陆盆地性质不一样，因而称为“类前陆盆地”（曹守连等，1994），有的学者认为中国西部陆相盆地属特提斯碰撞造山带后缘部位上的产物，把库车盆地称为“前陆类盆地”（李曰俊，邝国敦，吴浩若，咸向阳，1993），还有的学者认为中国中西部的前陆盆地是因陆内俯冲所引起，有别于Dickinson （1974）的洋、陆俯冲形成的弧背前陆盆地和陆、陆碰撞形成的周缘前陆盆地，提出“再生前陆盆地”的概念，库车盆地属于这种类型。

甚至在中国大百科全书（地质学）列出的二条前陆盆地条目中（程裕淇，1993），把龙门山山前坳陷与美国落基山前陆盆地对比，把天山北麓山前坳陷与恒河前陆盆地和阿尔卑斯北麓磨拉石前陆盆地对比，是否恰当?也值得商榷！对中国前陆盆地名词和含义还有一些修正和不同的叫法，以及与Dickinson （1974）界定的前陆盆地特性对比等问题，详见第一章。

在我国地质学界，山东寒武纪地层及沉积相特征一直备受关注。

作为我国重要的寒武纪地质地层之一，山东地区的寒武纪地层及沉积相特征对于揭示古地理环境、地层构造和沉积演化具有重要意义。

在本文中，我们将深入探讨山东寒武纪地层及沉积相特征的研究成果，以及我对这一主题的个人理解和观点。

一、地质历史背景在论述山东寒武纪地层及沉积相特征之前，我们需要了解我国寒武纪地层的总体分布和地质历史背景。

我国寒武纪地层广泛分布于华北、西南、华南和新疆等地区，其中山东是华北地区最为发育的一个寒武系地层。

寒武纪是地球历史上一个重要的时期，其地层和沉积特征对于认识古地理环境和古生物演化具有重要意义。

二、山东寒武纪地层特征山东地区的寒武纪地层主要分布于中部和东部地区，以泰山、太白山、山东断陷带和胶东地块为代表。

在不同地点和地层中，具有不同的岩性、古生物化石和构造特征。

泰山地区的寒武系地层主要由页岩、砂岩和灰岩组成，其中含有丰富的古生物化石，如三脚架类、三叶虫和古腕足类等。

这些岩性和古生物化石对于研究古地理环境和古海洋演化具有重要意义。

三、山东寒武纪地层沉积相特征在论述山东寒武纪地层及沉积相特征时，我们需要重点关注不同沉积相的变化特征和古地理环境的演化。

根据研究成果，山东地区的寒武系地层主要包括海相和陆相沉积。

海相沉积主要以碎屑岩、页岩和灰岩为主，反映了古海洋环境的演化和古生物演化的变化。

陆相沉积主要包括砂岩、泥岩和煤系，反映了古陆地环境的变化和古气候的演化。

这些沉积相特征对于认识古地理环境和古生物演化具有重要意义。

回顾本文所涉及的内容，我们可以得出如下结论：山东寒武纪地层及沉积相特征的研究成果丰富多样，对于认识古地理环境、古生物演化和地层构造具有重要意义。

在今后的研究中，我们可以进一步加强对山东寒武纪地层及沉积相特征的综合研究，以期更加深入地认识其演化规律和地质意义。

在个人理解和观点方面，我认为山东寒武纪地层及沉积相特征的研究意义重大，不仅可以为地质学和古生物学领域提供重要的研究资料，还可以为资源勘探和环境保护提供科学依据。

一、山东省地形特征山东省位于中国东部沿海的东北段，地处黄河下游，介于东经114°4730〃一122°42'18〃、北纬34°22'54〃一3802700〃之间。

是我国地势划分中的第三大阶梯中,海拔高度除一小部分山地超过千米以外，大部分山地丘陵都在500m左右,地势起伏较小，相对高度多为200—350m,坡度在20°以下。

按照地形的空间分布特征，可将全省分为鲁中南山地丘陵区、鲁东丘陵区和鲁西北一鲁西南平原区三大地貌分区（图1）。

按照地理位置，鲁中南山地丘陵区可称为鲁中南地区，鲁西北一鲁西南平原区由鲁西北地区和鲁西南地区组成（二者以位于山东与河南分界处的黄河段为界）,它们统称为鲁西地区；鲁东丘陵区可称为鲁东地区（或胶东地区），由鲁东北（胶西北）地区和鲁东南地区组成，二者大致以牟平一即墨和青岛一五莲一线为界，鲁东南地区包括威海地区（牟平一即墨线以东）和日照地区（青岛一五莲线以南）两个地理区。

自然地理特征：现代山东省自然地理特征，是自然界长期发展中经受了多种内、外力地质作用综合结果的反映，尤其是新近纪中新世以来板块构造发展演化的结果。

山脉分布情况：山东省主要山脉分布于鲁中南山地丘陵区和鲁东丘陵区。

鲁中南山地丘陵区山脉主要由早前寒武纪花岗质片麻岩和片麻状花岗岩构成，鲁东丘陵区山脉则主要由中生代花岗岩构成。

鲁中南山地丘陵区山脉多呈NW向和近东西向展布，鲁东丘陵区山脉则多呈近南北和近东西向展布。

水系概况：山东水系比较发育，自然河流平均密度在0.7km/m2以上，干流长度大于50km 的河流有1000多条。

黄河自西南向东北斜穿山东境域，流程610多公里，从渤海湾入海。

京杭大运河自南向北纵贯鲁西平原，长630多公里。

湖泊集中分布于鲁中南山地丘陵区与鲁西南平原之间的鲁西湖带，以济宁为中心分为两大湖群，以南为南四湖，以北为北五湖，前者以微山湖为首，后者以东平湖最大。

南天山东段沉积盆地特征及演化摘要：为了解南天山东段泥盆世沉积盆地环境及演化历史，课题组通过野外实测地质剖面,结合岩相学、沉积相环境分析等手段对东天山泥盆世地层作出了详细的分析，结果认为：南天山东段沉积盆地是由弧后盆地演化而来的，在早-中泥盆世沉积环境稳定，以浅海-半深海沉积环境为主，地壳稳定，持续收缩，短暂出现扩张；在晚泥盆世，岩浆活动强烈，收缩速度加快，总体仍为半深海-浅海相沉积环境。

关键词：盆地演化沉积环境南天山东段0 引言沉积作用与大地构造的关系一直是沉积学家和构造地质学加关注的焦点，也是沉积地质学研究的主要内容。

深入研究沉积盆地，有助于解决造山带结构与造山作用过程所遇到的一些难题，是恢复造山带地区地层序列和岩相古地理的最有效、最基础的方法[7-10]。

前人对新疆和硕县地区沉积环境和演化背景缺乏系统深入的研究，主要局限于区域地质调查，大多进行的是地层划分和地层对比的研究，少见化石，本区大多数地层的命名是与邻区对比岩性得来的，这样就制约了对南天山东段泥盆纪沉积盆地特征及演化的古地理特征、沉积背景的分析研究。

因此，系统的分析研究本区泥盆系沉积地层对恢复南天山东段沉积环境和演化过程具有重要意义。

本次工作在新疆马兰村幅、新井子幅等四幅图区域地质调查的基础上，详细测绘了泥盆系剖面。

1 区域地质背景调查区地处东天山南坡，位于新疆和硕县。

工作区北邻中天山南缘断裂，南邻辛格尔断裂。

按照肖序常的划分，该区属于南天山早-中古生代活动大陆边缘段的洋壳海沟板片的南缘。

现有研究表明：与榆树沟蛇绿混杂岩有关的洋盆总体向南西消减，工作区位于其上盘。

本次研究是在前人研究的基础上，通过测量剖面、路线地质调查取得了丰富的地层、古生物资料，依据岩性、岩相特征、接触关系、变质程度、化石及所处的构造位置为主要依据，结合新疆地层，详细划分了本区泥盆系地层，并根据化石确定了沉积年代。

本次调查测量了多条剖面，选取其中有代表性Ⅰ-Ⅳ号剖面为例，详细分析本区泥盆世沉积盆地的演化情况，从而推演南天山东段泥盆世沉积盆地的演化情况。