青海省雁石坪地區侏羅系中統雀莫錯組沉積特征及環境分析

王李相

吉林省第四地質調查所,吉林 通化 134001

0 引言

青海省雁石坪地區位于青藏高原羌塘盆地東部，唐古拉山脈北麓，青藏公路穿過該區，歷史上斷續進行過各類零星的地質研究。二十世紀八十年代，本區較系統地開展了1∶100萬、1∶25萬及1∶20萬區域地質調查，編寫了《青海省巖石地層》等相關資料，為該區奠定了基本地質框架。雁石坪地區侏羅系中、上統總體特征為：縱向上具有“三砂夾兩灰”的分布特征，雀莫錯組即為其中的第一層“砂”。

根據《青海省巖石地層》，雀莫錯組的定義是指“不整合于三疊系上統結扎群及以前地層之上，整合于侏羅系中統布曲組之下的由紫色、灰紫色及灰色為主的復成分礫巖、含礫砂巖、石英砂巖、雜色砂巖、粉砂巖夾少量灰巖、鐵質砂巖組成的地層體，是一個由粗變細的地層序列”[1]。依據地層產出層位、巖性特征及宏觀上的可分性，將該組分為上、中、下三個段級非正式填圖單位。

因工作比例尺較小，雀莫錯組在本區的具體特征闡述不夠完整，而且組內各段的劃分無明顯標志層，對野外工作指導性有限。作者通過在該區開展的1∶5萬區調工作，分析了雀莫錯組在雁石坪及周邊地區的巖石組合特征(1)吳玉詩，王李相.青海1∶5萬雁石坪地區六幅區調工作總結[R].吉林省地質調查院，2013.，對比前人資料，將該組內普遍發育的兩層灰巖作為劃分各段的標志層，并探討了該組在本區的形成環境，希望能對該區今后的地質工作有所參考。

1 區域地質背景

雁石坪地區發育一套中生界濱—淺海相沉積地層，除東北部有少量三疊系巴貢組、波里拉組及中南部有零星的古近系沱沱河組外，區內主要出露侏羅系中、上統雁石坪群碎屑巖和碳酸鹽巖，自下而上劃分為雀莫錯組、布曲組、夏里組、索瓦組和雪山組；地層總體走向為北西—南東向，傾向多為北東或南西，隨褶皺兩翼變化。沉積旋回性特別明顯，垂向上具有“三砂兩灰”的組成特征，構造變形較弱，層序相對完整。與下伏上三疊統結扎群巴貢組呈角度不整合接觸、斷層接觸，與上覆古近系沱沱河組呈角度不整合接觸(圖1)。

圖1 雁石坪地區區域地質圖[2]

區內構造形式主要為褶皺和斷裂。褶皺構造多成群出現，呈雁行式排列，包括雁石坪坳陷(斜列式)雁行式褶皺群、加布隴貢瑪—索達間復式褶皺、諾隴巴馬—查欽曲復式褶皺等。

斷裂構造按空間展布方向以北西和北東向最為發達，另有部分為近東西向、近南北向，斷裂性質有逆沖斷裂、逆掩斷裂、平移走滑斷裂和正斷裂。發生時間為燕山運動晚期和喜馬拉雅運動。

區內巖漿巖不發育，主要是分布在南東部的木乃巖體，呈橢圓狀，侵位于中、上侏羅統雀莫錯組—索瓦組中，侵入時代為晚白堊世。巖性主要為石英二長巖、黑云輝石石英二長巖等。在北西部碾廷將日有少量輝長巖、安山巖分布。

2 巖石組合及橫向變化

雀莫錯組總體上是一套以灰紫色、灰色為主的由含礫砂巖、雜砂巖、粉砂巖、泥巖夾少量灰巖組成的地層體，根據在雁石坪地區測制的剖面，各段在不同位置具有如下(見表1)巖石組合特征：

由表1可見，雀莫錯組的巖石組合主要是由細粒砂巖、粉砂巖、泥巖等陸源碎屑巖組成的粗細相間的沉積序列，顏色多為紫色，含Fe2O3，是雁石坪西南部楚欽隴巴一帶鏡鐵礦的礦源層。下段和中段的頂部夾數層碳酸鹽巖，中、上段巖石中有部分輕微的變質現象，主要是填隙物的重結晶和石英顆粒的次生加大，部分變質程度較高者可達板巖級。其形成可能與局部的(褶皺)構造活動有關。

表1 雁石坪地區雀莫錯組出露層位及巖石組合特征表

雀莫錯組在區域上巖性、巖相與正層型所在地基本一致，僅底部復成分礫巖在橫向上不穩定，有時相變為砂巖，而礫巖在雜多縣吉青多一帶有所增多，在雁石坪一帶僅有少量出露。砂巖中發育微細水平層理、平行層理、交錯層理、楔狀層理等，并夾有硅質灰巖，巖石中碎屑粒度由西向東粒度變粗，礫巖夾層增多，石膏夾層增多。根據區域內雀莫錯組厚度等值線圖，該組可能以唐古拉兵站—依倉瑪之間為沉積中心，向周圍均變薄[3](圖2)。

圖2 雁石坪地區雀莫錯組厚度等值線圖[3]

綜合各段出露厚度，雀莫錯組在雁石坪鎮僅出露上段，九十二道班附近厚度最小，向南東和北西方向均有逐漸變厚的趨勢[2](圖3)，從總體上看，侏羅紀早、中期雁石坪地區地勢要比南部的唐古拉山一線要高，故缺失該組的中、下段；北部雁石坪鎮附近上段沉積厚度大于九十二道班，可能該區為局部的障壁海或瀉湖環境。

圖3 侏羅系中統雀莫錯組地層對比圖(2)吳玉詩，王李相.青海1∶5萬雁石坪地區六幅區調工作總結[R].吉林省地質調查院，2013.

3 基本層序與沉積環境簡析

3.1 基本層序

根據在雁石坪及周邊地區測制的剖面，該區雀莫錯組各段基本層序特征如下：

下段(J2q1)：該段出露較少，主要分布在加多隴地區，由細粒長石砂巖、石英砂巖、含海綠石石英砂巖、長石石英砂巖等中碎屑巖組成，夾鐵質粉砂巖、泥質粉砂巖等細碎屑巖，局部含礫，頂部發育少量碳酸鹽巖。總體具有向上變細的趨勢，局部體現小范圍粗細相間的韻律性變化。層理不發育，局部見平行層理、水平層理、交錯層理等(圖4)。

圖4 雀莫錯組下段層序特征圖

中段(J2q2)：雀莫錯組中段在九十二道班、扎加和旁吉日等大部分地區主要由細粒長石砂巖、石英砂巖、巖屑砂巖等中碎屑巖組成，夾石英粉砂巖、含鐵泥質粉砂巖、深灰色頁巖等細碎屑巖，頂部發育粉砂質泥微晶灰巖、泥晶灰巖、團粒亮晶灰巖等碳酸鹽巖。主要顯示為粗細相間的不對稱韻律性、旋回性沉積特征。發育波狀層理、交錯層理、平行層理等。

在東部查瓊日—阿日隴巴地區，下部以粉砂質泥巖、(含海綠石)粉砂巖等細碎屑巖為主，夾細粒長石砂巖、(含海綠石)長石石英砂巖等中碎屑巖；中部主要為細粒巖屑長石砂巖、(含海綠石)長石石英砂巖等中碎屑巖；上部為互層狀分布的細粒砂巖、粉砂巖，頂部發育碳酸鹽巖。組成粗、細相間的不對稱韻律性沉積序列，總體由下至上具有細—粗—細的旋回性沉積特征。發育平行層理、水平層理、波狀層理、交錯層理等(圖5)。

圖5 雀莫錯組中段層序特征圖

上段(J2q3)：雁石坪鎮和查瓊日—阿日隴巴地區，主要巖石組合為：粉砂質泥巖、泥質、鈣質粉砂巖等細碎屑巖與細粒巖屑雜砂巖、長石雜砂巖、長石石英砂巖等中碎屑巖組成的粗細相間的不對稱韻律性沉積序列，局部夾少量雜色灰巖質細礫巖，部分粉砂巖中含礫。發育水平層理、平行層理、砂紋層理、交錯層理、重荷模、波痕等(圖6)。

圖6 雀莫錯組上段層序特征圖

在九十二道班、扎加、旁吉日地區，該段以各類細粒砂巖為主，夾頁巖、粉砂巖等細碎屑巖和少量碳酸鹽巖，頂部石英砂巖中含礫，以粗細相間的不對稱韻律性、旋回性沉積為主要特征，總體略具向上變粗的趨勢。

綜上所述，雀莫錯組在雁石坪附近各地區表現出不同的層序特征，多呈現出一種粗細相間的韻律性沉積特征，但總體具有由下至上，由粗—細—粗的旋回性層序特征。

3.2 沉積環境簡析

羌塘盆地接受早侏羅世沉積后，在印支運動Ⅲ幕的影響下，抬升為陸并遭受剝蝕，海平面下降，海水退至盆地南緣。直到中侏羅世巴柔期時，羌塘盆地發生大規模海侵并接受沉積(3)李勇,張玉修.青藏高原羌塘盆地東部中-晚侏羅世沉積相及層序地層分析[R].成都理工大學地質調查研究院，2005.。雀莫錯組表現為一海侵沉積相序列。區域上該組下部為活動型山區辮狀河流相，中上部演變為濱淺海三角洲相。下部河流相為一套厚層狀紫紅色礫巖，底部侵蝕作用強烈，沖刷面起伏明顯，礫石成分復雜，主要為石英巖、燧石、火山巖、砂巖等。礫石大小不等，含量可高達70%，向上含量降低，基質為中-細砂。礫石層呈透鏡狀產出，正粒序韻律明顯，并且發育大型槽狀交錯層理等。但在雁石坪地區該組下部特征表現不明顯，僅在局部有少量礫巖分布，顯示該區在侏羅世早期尚未接受大范圍沉積作用，可能處于抬升與沉降的平衡期。中部三角洲相平行層理、楔狀交錯層理及沙紋層理等極為發育，總體表現為濱海三角洲相沉積特征。在縱向上由三角洲平原—三角洲前緣—前三角洲三個亞相組成的總體上水進退積型三角洲沉積體系。[4]

雀莫錯組中、下段沉積環境：查瓊日—阿日隴巴地區，該組中、下段是一套由泥巖、粉砂巖等細碎屑巖與細粒、中細粒砂巖等中碎屑巖組成的粗細相間的沉積序列，巖石中發育平行層理、水平層理、波狀層理、交錯層理等，總體由下至上逐漸變粗。各單層沉積厚度不大，反映了水動力條件的強、弱交替頻繁變化，其沉積環境可能是三角洲平原亞相前端或水下分支河道、分支間灣等部位。

扎加、旁吉日、索達地區，以細粒砂巖為主，部分砂巖中含海綠石，砂巖分選較好，發育平行層理、交錯層理、局部見砂紋層理，反映其沉積時的水動力條件較強。根據(PM18、PM19)粒度分析特征，砂屑主要是細砂級、粗粉砂級和粉砂級，少量中砂、礫級。細砂級碎屑分選性較好，屬近于對稱的正偏態；概率累計曲線以跳躍總體為主，有少量懸浮次總體和滾動次總體，推測沉積環境為濱岸—潮坪或三角洲河道沉積環境。粉砂級碎屑分選性中等，近對稱分布，以跳躍總體為主，分2～3個次總體，推測為三角洲河道或潮坪沉積環境(圖7)。

圖7 雀莫錯組中段粒度分析概率累計曲線特征圖(4)吳玉詩，王李相.青海1∶5萬雁石坪地區六幅區調工作總結[R].吉林省地質調查院，2013.

該組中、下段的巖石組合、構造特征體現了河流與波浪交替作用的過程，其沉積環境可能主要在三角洲前緣相的砂壩、遠砂壩、席狀砂沉積部位，局部為三角洲平原亞相前端，砂巖中含海綠石也說明了其海水沉積的特征。局部的深灰色頁巖可能形成在離岸更遠的前三角洲與三角洲前緣的交匯部位。

雀莫錯組中、下段頂部均發育一套碳酸鹽巖沉積，是該組分段的一個重要標志層。巖性主要為淺灰色粒屑、生物屑泥微晶灰巖、含介屑細晶灰巖、深灰色泥晶灰巖、團粒亮晶灰巖等。灰巖中的粒屑主要以生物屑、團粒為主，含少量鮞和砂屑。生物碎屑多為不完整的碎片狀，磨圓度、分選性均差，可能是風暴搬運至低能環境后沉積而成；團粒亮晶灰巖的生成環境是中-高能淺水區，結合與砂巖、粉砂巖互層狀分布的特點，推測其形成環境可能是干熱氣候下的三角洲分支間灣或瀉湖沉積，代表了該時段海平面的上升。

雀莫錯組上段沉積環境：雁石坪鎮、查瓊日—阿日隴巴地區，沉積一套由粉砂質泥巖、泥質、鈣質粉砂巖等細碎屑巖與巖屑雜砂巖、長石(雜)砂巖、長石石英砂巖等中碎屑巖組成的粗細相間韻律性沉積，夾少量碳酸鹽巖，局部含礫質成分，部分砂巖、粉砂巖中含海綠石。巖石中發育平行層理、水平層理、交錯層理、沙紋層理、重荷模等構造。

該組上段分布范圍廣，沉積厚度巨大，向海延伸遠，說明形成三角洲的河流規模大，陸源碎屑物攜帶能力強，沉積時間較長。

上部大量巖屑、長石雜砂巖說明離物源區較近，碎屑搬運不遠，雜基的存在表明水動力條件不強，可能與障壁環境有關。砂巖、粉砂巖中含海綠石，說明是在海水中形成，水深應超過10 m。砂巖多分布于河口附近，由河流帶來的粗碎屑物因水動力條件的降低而快速沉積形成近岸河口砂壩、分支流河道、遠砂壩沉積；隨著水流動能的減弱，開始沉積粉砂、泥質等細碎屑物。砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖的互層狀分布反映了這一沉積過程。

同時砂巖與泥質粉砂巖、粉砂質泥巖的互層狀分布也反映了氣候的干、濕變化所影響的河流攜帶能力的變化，當氣候相對干旱時，水動力較弱，河流多攜帶細粒的粉砂、泥質成分，降水充沛時河流攜帶大量粒度較粗、分選差的粗碎屑成分，形成砂巖、雜砂巖、礫質砂巖等層位。

該段夾有數層灰—灰黑色含粒屑微晶灰巖、亮晶粒屑灰巖，巖石中的粒屑成分以鮞粒為主，少量生物碎屑和砂屑。其形成環境可能有兩種，其一為有攪動水的溫暖淺水，當淡水補給不足時，海水中的碳酸鈣過飽和析出，圍繞藻類或潮汐帶來的粉砂、泥形成鮞粒沉積而成；其二是大的風暴潮后殘留在大型的陸上瀉湖中的海水沉積而成。另外這些普遍發育的灰巖也可能代表了海進過程中的小規模反復性。

在九十二道班、扎加和旁吉日地區，雀莫錯組上段是一套以中碎屑巖為主夾細碎屑巖的巖石組合，上部發育碳酸鹽巖。砂巖成分較純，分選較好，部分砂巖中含有海綠石，沉積厚度大，可能是在波浪作用為主的條件下形成的離岸較遠的三角洲前緣地帶。上部碳酸鹽巖沉積與雁石坪等地該段上部的碳酸鹽巖巖性、層位等特征相似，應為同一條件下形成。

根據粒度分析結果，雀莫錯組上段砂巖中的砂屑主要為細砂級、粉砂級碎屑。其中細砂碎屑分選性較好，近對稱分布，主要由跳躍總體組成，少量懸浮總體。累計概率曲線較陡，說明水動力較強，推測為三角洲河道、砂壩或濱岸沉積。粉砂級碎屑分選性較好，近對稱分布，跳躍總次占主體，少量為懸浮總次，推測為三角洲水下河道或濱岸、海岸砂丘潮坪沉積環境。少量中砂級碎屑分選中等，正偏態分布，由跳躍總體組成，推測為濱岸沉積(圖8)。

圖8 雀莫錯組上段累積概率曲線圖(5)吳玉詩，王李相.青海1∶5萬雁石坪地區六幅區調工作總結[R].吉林省地質調查院.2013.

根據以上巖石組合、沉積構造、粒度分析特征等，雀莫錯組上段的沉積環境可能是障壁海環境中的三角洲相沉積，其中在雁石坪、查瓊日—阿日隴巴地區是離岸較近的平原亞相，發育河口砂壩、分支流砂壩、遠砂壩及分流間灣等沉積類型。在九十二道班、扎加和旁吉日地區，是離岸較遠受波浪控制的三角洲前緣亞相。

譚富文等根據碳、氧同位素在本組的分布特征，認為中侏羅世雀莫錯期沉積水體主要以陸源淡水作用為主，沉積環境屬陸緣近海湖。巖石的結構和成分成熟度低，幾乎所有的砂巖均見有電氣石、斜長石、變質巖屑及基性火山巖屑等低成熟類組分，結合古流向分析，其物源主要來自于北部可可西里造山帶[5]。

陳蘭等根據發育在雀莫錯組中、上部的淡水、瀉湖相雙殼類化石組合，認為本組是一海侵初期的濱-淺海沉積，間夾瀉湖相沉積[3-4]。王建坡等根據古生物化石、古生物活動遺跡特征，認為早巴通期雁石坪地區為干-冷氣候,偶爾為干-熱氣候的條件下形成的瀉湖-潮坪相沉積組合，說明在這段時間內有較大的風暴發生[5]。

4 結論

通過以上分析，結合前人資料，本文認為雀莫錯組是一套由砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖及少量碳酸鹽巖構成的近岸濱、淺海相沉積，其沉積環境總體是三角洲相，局部為障壁海、瀉湖及潮坪相，以三角洲前緣相的砂巖、粉砂巖沉積為主；中、下段沉積特征顯示了河流與波浪交替作用的過程，可能是三角洲前緣相靠近前三角洲的部分，上段可能是三角洲前緣相靠近三角洲平原相的部分，其中、上部發育的碳酸鹽巖沉積可能與小規模的海水進退有關，可作為分段標志層。該組縱向表現為：由下至上粗-細-粗的沉積特征顯示了水體由淺變深再變淺的進退過程。橫向上雖有局部起伏，但向南東方向水體逐漸加深。