新疆上石炭統柳樹溝組巖石特征和其沉積環境

田薇

摘要：新疆上石炭統柳樹溝組沉積環境為濱淺海沉積環境，本次調查通過大量的實測剖面和主干路線，確定該套地層巖石組合為一套火山巖、正常沉積巖、火山碎屑巖組合。根據該組巖石組合及大量化石，定該組的沉積環境為濱淺海沉積環境。

關鍵字：上石炭統，柳樹溝組，沉積環境

0 分布概況及接觸關系

圖區柳樹溝組分布較廣，總體圍繞在七角井大向斜的外圍。在七角井大向斜的南北兩翼分別被巴里坤塔格北緣大斷裂和紅井子大斷裂將其與七角井組分隔；在七角井向斜的東部楊起端，也因奧陶系、泥盆系的出露，而未見其與七角井組的直接接觸。區域上柳樹溝組與下伏下石炭統以及泥盆系、奧陶系為角度不整合或斷層接觸，其上被上石炭統祁家溝組以平行不整合覆蓋。在空間上與七角井組成為同時異相沉積，七角井組為裂谷中心相，柳樹溝組為裂谷邊緣相。

1 巖石學特征

本次調查通過大量實測剖面和主干路線控制，根據這些剖面上提供的巖石組合、構造變形特征及古生物化石資料，可將柳樹溝組進一步劃分為3段。

柳樹溝組一段：以基性火山噴發巖和基性火山碎屑巖為主夾少量中性火山巖。巖性主要為杏仁狀玄武巖、玄武質沉凝灰巖、玄武質火山角礫巖、玄武安山質火山集塊巖等夾安山巖、安山質火山角礫巖等。

柳樹溝組二段：以中基性火山溢流相巖石為主夾少量基性噴發巖及正常沉積巖。其巖石組合為玄武巖、輝斑玄武巖、杏仁狀玄武巖、杏仁狀玄武安山巖、角礫熔巖、玄武安山質角礫凝灰巖、玄武安山質角礫集塊巖、粗安巖、輝石粗安巖、復成分礫巖、中粗粒巖屑砂巖、粉砂巖等。

柳樹溝組三段：以正常沉積碎屑巖和火山碎屑巖為主夾少量中酸性火山噴發巖。其巖石組合主要為礫巖、含礫砂巖、砂巖、泥巖、灰巖、凝灰質粉砂巖、凝灰巖、火山角礫巖等夾流紋巖、流紋質角礫凝灰熔巖、流紋質熔結角礫凝灰巖、粗面巖、霏細巖等。

現將主要巖石的巖石學特征介紹如下：

安山巖：巖石的主要斑晶為自行斜長石，粒徑約2-3.5mm，呈柱狀，寬板狀，以中長石為主。基質中的斜長石微晶呈半平行排練，微晶之間有較多的隱晶質充填，斜長石牌號以中長石為主。

安山質火山角礫巖：巖石主要有安山質的巖屑組成，火山碎屑物>80%。巖屑粒徑大小懸殊3-15mm，為次棱角狀。安山巖巖屑多以玻基斑狀結構為主，斜長石以中長石為主，自行程度高，半定向分布于玻璃質中，粗面安山巖巖屑較大，斑晶斜長石以納-更長石為主，長柱狀、板狀長石，自行好，已蝕變，僅保留結構特征的角閃石。

玄武巖：巖石斑晶以斜長石為主，多呈柱狀，板狀，半自行-自行，粒徑約1.2-2mm，斜長石以拉長石，中長石為主，發育卡納復合雙晶，環帶，因受到基質溶蝕，斜長石兩頭圓化，個別呈次圓狀。輝石以單斜輝石為主，大多為它形粒狀，發育有暗化邊，也受基質溶蝕成港灣狀，圓滑狀，部分為蝕變殘余。

安山粗面巖：巖石總體為斑狀結構，基質中為安山結構與粗面結構的過渡類型，內部孔洞與裂隙發育，孔洞內充填物有石英、綠泥石和碳酸鹽礦物，綠泥石在孔洞中心，呈花瓣狀，十字消光發育，碳酸鹽在其外圍呈它形，較晚為石英小顆粒在最外圍，且裂隙中多為石英細脈。

安山質溶結角礫巖：巖石有大量安山質火山角礫、斜長石晶屑、細火山灰等塑性碎屑相互溶結而成，火山碎屑中角礫均為塑性變形特征，晶屑為中長石，火山灰中脫玻化作用較強，巖石中裂隙發育，其中充填長英質脈體或碳酸鹽脈，碳酸鹽礦物交代石英，在角礫中長石微晶及斜長石晶屑表面碳酸鹽化蝕變作用較強。安山質角礫中長石微晶多為中-更長石，定向排列較好，有假流動狀態，熔巖溶結角礫，顏色不同為氧化程度有所差別，晶屑中長石具環帶且為自形。

流紋巖：巖石內以隱晶質為主要組成部分，含少量熔巖團塊，整體呈流動構造，孔洞和裂隙及其發育，內多充填石英顆粒、綠泥石或碳酸鹽礦物，主要為后期巖石經蝕變作用形成，此外，巖石內局部褐鐵礦化作用較強，表明巖石經歷過較強的氧化環境作用，熔巖團塊呈似流動狀，兩側明顯有大小區別，較大的一側為其流動方向，內部有析晶現象。

2 時代討論

在柳樹溝組中發現有大量植物化石和動物化石，植物包括Mesocalamites（中蘆木）、Calamites（蘆木）、、Archaeocalamites hamiensis sp. nov.（哈密古蘆木）、Lepidodendron ninghsiaense Sze et Lee（寧夏鱗木）；動物化石包括Marginifera sp.（圍脊貝），Syringothyris aermantaiensis（管孔石燕），Dictyoclostus semireticularis（網格長身貝），Cyclocyclicus sp.（海百合莖），Fenestella sp.（窗格苔蘚蟲）等。該化石組合指示該套地層的地質時代應屬晚石炭世早期。

3 形成環境分析

從柳樹溝組整套巖石組合分析，晚石炭世早期的趨勢為：開始為海相沉積夾基性-中基性爆發相、噴溢相、溢流相火山巖；隨后以基性-中基性火山溢流相、噴溢相、爆發相火山巖為主，酸性火山巖相次之，間夾少量淺海相沉積物；最后以酸性火山巖溢流相、噴溢相、爆發相為主，中-基性火山巖噴溢相、爆發相次之，偶夾海相碎屑巖；總體上構成從基性-中基性到酸性的火山噴發旋回。

綜合以上古生物化石和巖性巖相特征，表明柳樹溝組總體處于裂谷邊緣的濱淺海沉積環境，與七角井組為同時異相沉積。

參考文獻

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