李連濤

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南信陽464000)

(The Third Institute of Geological and M ineral Resources Survey of Henan Geological Bureau,Xinyang,Henan 464000,China)

青海省橡皮山地區(qū)石炭、三疊紀(jì)地層沉積相及對宗務(wù)隆構(gòu)造帶的演化響應(yīng)

李連濤

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南信陽464000)

(The Third Institute of Geological and M ineral Resources Survey of Henan Geological Bureau,Xinyang,Henan 464000,China)

青海省橡皮山地區(qū)位于柴北緣構(gòu)造帶和南祁連構(gòu)造帶之間的宗務(wù)隆裂陷槽內(nèi)，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化過程。本文在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，以沉積學(xué)基本思想為指導(dǎo)，從巖石特征、原生沉積構(gòu)造特征、古生物特征等方面對該區(qū)出露石炭紀(jì)至中二疊世的甘家組和早-中三疊世的隆務(wù)河組進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為橡皮山地區(qū)在石炭紀(jì)發(fā)生裂陷作用，形成宗務(wù)隆裂陷槽，甘家組開始沉積，形成了一套遠(yuǎn)端變陡的緩坡型碳酸鹽臺(tái)地沉積，二疊紀(jì)后本區(qū)閉合，發(fā)生褶皺隆升，地質(zhì)作用由沉積變?yōu)閯兾g，在三疊紀(jì)早期，本區(qū)再次經(jīng)歷拉張作用，轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e盆地，隆務(wù)河組形成了一套典型的陸坡濁流沉積地層，三疊紀(jì)中晚期再次閉合，沉積徹底結(jié)束。

青海橡皮山；沉積相；沉積環(huán)境；甘家組；隆務(wù)河組；構(gòu)造演化

長期以來，宗務(wù)隆構(gòu)造帶通常被認(rèn)為是晚古生代-早中生代時(shí)期形成的裂陷槽，青海省區(qū)域地質(zhì)志稱之為柴北緣臺(tái)緣褶皺帶，后有學(xué)者認(rèn)為其是一物質(zhì)組成多樣、時(shí)間跨度大并且構(gòu)造復(fù)雜的多單元復(fù)合構(gòu)造交接帶[1]。前人對于本帶的歸屬問題也有不同的看法，有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)屬于塔里木-華北板塊南緣的秦祁活動(dòng)帶，另有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)屬于柴北緣構(gòu)造帶或南祁連造山帶，而近年有學(xué)者認(rèn)為宗務(wù)隆構(gòu)造帶是一個(gè)發(fā)育在南祁連造山帶和柴北緣加里東構(gòu)造基底上具有獨(dú)立發(fā)展演化史的造山帶，它經(jīng)歷了開裂、俯沖、碰撞和造山后伸展的演化過程[2]。宗務(wù)隆裂陷槽具有區(qū)別于兩側(cè)南祁連構(gòu)造帶和西秦嶺構(gòu)造帶的明顯特點(diǎn)[3]。加里東運(yùn)動(dòng)對祁連地塊的影響被嚴(yán)格限制在了宗務(wù)隆的北緣斷裂——青海南山斷裂以北，其間具有一條區(qū)域性的大型斷裂，具有差異明顯的重力異常，其北緣斷裂總體向南傾。宗務(wù)隆裂陷槽內(nèi)可見其南部的昆侖地塊的殘留斷片，其古老的沉積基底與昆侖地塊一致，證明了其是原昆侖陸塊的一部分。研究區(qū)內(nèi)宗務(wù)隆構(gòu)造帶顯生宙主要沉積時(shí)期為石炭紀(jì)至中三疊世，沉積環(huán)境復(fù)雜，沉積相變強(qiáng)烈，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈[4]，前人對該區(qū)的顯生宙地層的沉積序列及沉積相研究程度較低，造成在研究宗務(wù)隆構(gòu)造帶構(gòu)造演化過程中提供的沉積學(xué)約束不夠，嚴(yán)重制約對宗務(wù)隆構(gòu)造帶構(gòu)造屬性及演化過程的研究。

隨著最新一輪1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的開展及沉積型鐵礦床、菱鐵礦等礦產(chǎn)在宗務(wù)隆構(gòu)造帶內(nèi)的發(fā)現(xiàn)，在巖石地層、沉積構(gòu)造、生物組合、基本層序及沉積序列等方向積累了一定的資料[5]，使得討論研究區(qū)沉積演化及沉積環(huán)境成為可能。本文旨在掌握詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分析研究區(qū)內(nèi)的沉積相類型，根據(jù)垂向序列反演沉積過程，恢復(fù)大地構(gòu)造演化過程，以期為今后該區(qū)的構(gòu)造-熱事件研究提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)位于秦祁昆造山帶結(jié)合部，北側(cè)、西側(cè)分別以青海南山斷裂、瓦洪山斷裂等深斷裂為界與祁連造山帶及柴達(dá)木地塊相鄰，同時(shí)該區(qū)位于晚古生代-早中生代發(fā)育的北西向宗務(wù)隆構(gòu)造帶內(nèi)（圖1、圖2）。

區(qū)域出露地層為早志留世巴隆貢噶爾組（S1b）、石炭紀(jì)-中二疊世土爾根大坂組（CP2t）、石炭紀(jì)-中二疊世甘家組（CP2g j）、早-中三疊紀(jì)隆務(wù)河組（T1-2l）、早-中三疊世大加連組（T1-2d）、新近紀(jì)上新世臨夏組（N2l）及第四紀(jì)地層。

巴隆貢噶爾組（S1b）分布于北部董昧隴哇至者格日崗根一帶，主要由黑云（絹云）變質(zhì)細(xì)砂巖、絹云（石英）千枚巖、二云石英片巖等組成，屬深海-半深海環(huán)境形成的復(fù)理石建造經(jīng)低綠片巖相區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用形成的一套淺變質(zhì)巖石組合。由于地表第四系沉積物覆蓋較厚且連片分布，不排除該套地層屬不同巖片拼合形成的構(gòu)造混雜巖帶的可能性。

土爾根大坂組（CP2t）分布于西部切如地區(qū)，出露面積小。主要由淺灰色大理巖、含石榴硬綠泥石二云片巖、角巖化砂巖、鈣質(zhì)糜棱巖、云母質(zhì)糜棱巖、條帶狀長英質(zhì)糜棱巖等組成，為一套“基質(zhì)+塊體”的構(gòu)造混雜巖，屬于二疊紀(jì)末期洋陸俯沖過程中形成的增生雜巖。該套地層中主構(gòu)造線方向?yàn)楸北蔽?南南東向，表現(xiàn)為近平行排列的具有右行走滑性質(zhì)的韌性剪切帶，碎屑巖中出現(xiàn)綠泥石+絹云母+硬綠泥石+石英變質(zhì)礦物組合，變質(zhì)環(huán)境為低綠片巖相，晚期疊加有北西-南東向脆性斷層。

甘家組（CP2g j）分布于中北部橡皮山北部地區(qū)，出露面積較大。主要由厚層-巨厚層狀微晶灰?guī)r、含砂質(zhì)鮞粒亮晶藻鮞灰?guī)r、含礫砂屑灰?guī)r、白云石化泥亮晶藻鮞灰?guī)r、薄層狀微晶灰?guī)r、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾灰白色石英砂巖、灰綠色粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、紫紅色長石砂巖透鏡體，為碳酸鹽臺(tái)地至碳酸鹽斜坡沉積，形成于西秦嶺被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境[7]。根據(jù)主構(gòu)造線方向不同可將該套地層分布區(qū)域以大水橋燈罩窯-喇嘛錐-者格日斷裂為界劃分為2個(gè)塊體，北側(cè)塊體主構(gòu)造方向呈近東西向，表現(xiàn)為一套東西向近平行排列的逆沖斷層系，南側(cè)塊體主構(gòu)造方向呈北西-南東向，表現(xiàn)為一套逆沖斷褶系。

隆務(wù)河組分布于中南部切如-橡皮山-洗羊池一帶，為區(qū)域內(nèi)廣泛分布的一套地層。主要由灰綠色長石砂巖、巖屑砂巖、泥質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖夾少量的結(jié)晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r、礫屑砂屑灰?guī)r，為一套濁流沉積。該套地層自西向東發(fā)育一套逆沖斷褶系。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖[6]Fig.1 Tectonic map of the study area[6]

圖2 青海橡皮山地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Simplified geological map ofXiangpishan area,Qinghai province1.第四系；2.上新世臨夏組；3.早-中三疊世大加連組；4.早-中三疊世隆務(wù)河組三段；5.早-中三疊世隆務(wù)河組二段；6.早-中三疊世隆務(wù)河組一段；7.石炭紀(jì)-中二疊世甘家組三段；8.石炭紀(jì)-中二疊世甘家組二段；9.石炭紀(jì)-中二疊世甘家組一段；10.石炭紀(jì)-中二疊世土爾根大坂組；11.早志留世巴隆貢嘎爾組；12.中三疊世二長花崗巖；13.中三疊世花崗閃長巖；14.中三疊世石英閃長玢巖；15.中三疊世閃長巖；16.中志留世二長花崗巖；17.中志留世花崗閃長巖；18.晚寒武世輝長巖；19.區(qū)域性斷裂；20.一般斷層；21.推斷斷層；22.逆斷層傾向及傾角；23.正斷層傾向及傾角；24.左行走滑斷層；25.韌性剪切帶；26.地質(zhì)界線；27.平行不整合界線；28.背斜軸線；29.向斜軸線

大加連組分布于東北部文不冬一帶，不整合于西側(cè)中志留世巖體之上。主要由細(xì)晶微晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r、亮晶鮞粒藻團(tuán)塊灰?guī)r、灰?guī)r角礫巖組成，屬于一套穩(wěn)定的碳酸鹽臺(tái)地沉積。該套地層變形簡單，整體構(gòu)成一個(gè)軸面呈北西向展布的寬緩斜歪背斜褶皺。

臨夏組分布于西南角切如地區(qū)，面積較小。主要由土黃色中細(xì)粒長石石英砂巖、土黃色泥巖組成，局部夾薄層礫巖，屬陸內(nèi)造山前陸盆地磨拉石沉積組合。

第四紀(jì)地層主要為圍繞青海南山南麓分布的早更新世山前沖洪積砂礫巖、泥巖組合；高山區(qū)分布的中更新世冰川漂礫及冰水沉積組合；山間溝谷分布的晚更新世沖洪積砂礫巖、泥巖組合。

本次主要研究對象為石炭紀(jì)至中三疊世展布于宗務(wù)隆構(gòu)造帶內(nèi)的甘家組和隆務(wù)河組。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖分布廣泛，主要形成于中志留世和中三疊世，巖石類型有輝長巖、閃長巖、石英閃長巖、英云閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、二云二長花崗巖及正長花崗巖等。

區(qū)域內(nèi)大致可厘定出四期構(gòu)造形跡組合。第一期構(gòu)造形跡分布于巴隆貢噶爾組中，表現(xiàn)為局部發(fā)育透入性軸面劈理的半開闊-緊閉褶皺，軸面走向呈北西向，次級褶皺較發(fā)育，局部伴生有北西向斷裂構(gòu)造，屬中祁連陸塊與南祁連陸塊俯沖碰撞過程中形成的一套變形組合。第二期構(gòu)造形跡分布于土爾根大坂組，表現(xiàn)為北北西-南南東向或近南北向近平行排列的、具有右行走滑性質(zhì)的韌性剪切帶，屬于二疊紀(jì)末期，洋陸俯沖過程中近東西向擠壓應(yīng)力下，于俯沖增生雜巖中形成的一套變形組合。該期變形形成的韌性剪切帶切割深度較大，控制著中三疊世輝長巖等基性巖石運(yùn)移、定位及空間展布。第三期構(gòu)造形跡主要分布于隆務(wù)河組及甘家組。大水橋燈罩窯-老虎洞-喇嘛錐斷裂以北發(fā)育一系列東西向近平行排列的逆沖斷層，斷面南傾，傾角45°～70°，屬于宗務(wù)隆裂陷槽閉合、洋陸俯沖、陸陸碰撞過程中形成的一套近東西向逆沖斷層系；大水橋燈罩窯-老虎洞-喇嘛錐斷裂以南分布的主要地層為隆務(wù)河組，發(fā)育一套北西向逆沖斷褶系。該期構(gòu)造屬中三疊世末期陸陸俯沖碰撞時(shí)期，于俯沖地塊前陸盆地位置形成的一套逆沖斷褶系。第四期構(gòu)造形跡表現(xiàn)為一系列近南北向發(fā)育的高角度剪節(jié)理及少量正斷層，該期構(gòu)造形成較晚，切割區(qū)內(nèi)所有地質(zhì)體，初步推斷形成于晚更新世陸內(nèi)造山時(shí)期，地表控制著現(xiàn)代季節(jié)性河流的分布。

2 沉積學(xué)特征

2.1 甘家組

2.1.1 巖性組合特征

甘家組地層在研究區(qū)內(nèi)自下而上可分為三段：

一段：西段為淺灰色、灰白色厚層-巨厚層狀微晶灰?guī)r（圖3a）、含砂質(zhì)鮞粒亮晶藻鮞灰?guī)r、含礫砂屑灰?guī)r、白云石化泥亮晶藻鮞灰?guī)r（圖4a、4b）、薄層狀微晶灰?guī)r夾灰白色石英砂巖、灰綠色粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、紫紅色含礫長石砂巖（圖4c）透鏡體，東段灰白色、淺灰色厚層-巨厚層微晶灰?guī)r、礫屑灰?guī)r（圖3c）、泥亮晶藻球?；?guī)r、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾礫巖、砂質(zhì)礫巖（圖4d）透鏡體。灰?guī)r中可見海百合莖、雙殼類等生物化石（圖3b），厚3483.7 m。

二段：灰白色、淺灰色厚層-巨厚層礫屑生屑灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥質(zhì)板巖及泥亮晶砂屑灰?guī)r（圖3d），厚521 m。

三段：下部為灰黑色鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖（圖3d）、薄層泥晶灰?guī)r、中細(xì)粒長石巖屑砂巖、礫屑灰?guī)r組成，上部為鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、薄層灰?guī)r、中細(xì)粒長石巖屑砂巖（圖4d）、礫屑灰?guī)r，自下而上灰?guī)r粒度變細(xì)，層厚變薄至消失不見，厚1519.9 m。

2.1.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征

甘家組一段至三段巖性呈現(xiàn)規(guī)律性變化。

一段中灰?guī)r結(jié)構(gòu)為微晶結(jié)構(gòu)，顆粒結(jié)構(gòu)，顆粒種類包括鮞粒、礫屑、砂屑，微晶灰?guī)r中膠結(jié)物為泥晶方解石，顆?；?guī)r為亮晶方解石膠結(jié)，砂巖、礫巖為砂狀結(jié)構(gòu)、礫狀結(jié)構(gòu)，分選磨圓一般。水道礫巖礫石分選差，磨圓較好，膠結(jié)物鈣質(zhì)含量高，此外還含有雜基和鐵質(zhì)（圖5）?；?guī)r多呈厚層至巨厚層狀，層面構(gòu)造普遍不清晰，夾小的暗色條帶。

甘家組二段中灰?guī)r結(jié)構(gòu)主要為顆粒結(jié)構(gòu)，顆粒類型為礫屑、砂屑、生屑，板巖原巖為泥巖、粉砂巖，顏色發(fā)暗，細(xì)膩，顆粒細(xì)小，呈薄層狀。

甘家組三段中板巖原巖為泥巖、粉砂巖，呈薄層狀水平層理構(gòu)造，砂巖分選、磨圓一般，膠結(jié)物以鈣質(zhì)、雜基為主。灰?guī)r呈薄層狀，穩(wěn)定延伸，顆粒類型為礫屑，膠結(jié)物多為泥晶。

2.1.3 古生物特征

圖3 甘家組野外巖石特征Fig.3 Characteristics of field rocks in Ganjia Formationa.微晶灰?guī)r；b.海百合莖及雙殼類化石；c.礫屑灰?guī)r；d.鈣質(zhì)泥質(zhì)板巖夾薄層灰?guī)r

圖4 甘家組巖石鏡下鑒定特征Fig.4 Identification characteristics of rocks under the microscope in Ganjia Formationa.含砂質(zhì)亮晶藻鮞灰?guī)r（正交光）；b.白云石化泥質(zhì)亮晶藻鮞灰?guī)r（正交光）；c.含礫中細(xì)粒長石砂巖（正交光）；d.砂質(zhì)礫巖（正交光）

甘家組一段局部分布的生屑灰?guī)r中生屑多不完整，種屬難以鑒定，但可見較完整的蜓化石（圖6）。在甘家組上部的灰?guī)r礫石中有管海綿類碎片Tubuliospongiids.？小領(lǐng)針綿?Peronidella sp.及枝海綿類碎片Ramospongiids，鑒定時(shí)代為二疊紀(jì)。結(jié)合區(qū)域上該組巖石產(chǎn)出化石特征，將該組地層形成時(shí)代厘定為石炭紀(jì)-中二疊世。

2.2 隆務(wù)河組

2.2.1 巖石組合特征

隆務(wù)河組自下而上可分為三個(gè)巖性段。

一段底部為厚層灰?guī)r礫巖，主體為灰黑色、灰綠色長石砂巖、巖屑砂巖、深灰色、灰黑色泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾長石巖屑砂巖、含礫長石砂巖。

圖5 甘家組水道礫巖特征Fig.5 Characteristics ofchannel conglomerate in Ganjia Formation

二段底部為薄層生屑灰?guī)r，下部為鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾透鏡狀砂巖，上部為長石砂巖夾泥巖、板巖，體。隆務(wù)河組一段底部與甘家組三段接觸部位為一套灰?guī)r礫巖，礫石主要為灰?guī)r礫石，稍具分選、磨圓一般至較差，膠結(jié)物為雜基，基底式膠結(jié)，基質(zhì)支撐，該段地層底部砂巖中發(fā)育較強(qiáng)的包卷層理（圖8）、局部可見盤狀構(gòu)造。

隆務(wù)河組二段砂巖多為細(xì)粒、中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，可見粒序?qū)永怼⑵叫袑永?，粒度較一段變小，膠結(jié)物為鈣質(zhì)和少量的雜基，板巖表面見到小的印模。

隆務(wù)河組三段砂巖為細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，可見粒序?qū)永?，為粗尾粒序，膠結(jié)物中雜基的含量較前兩段增多，板巖中可見變余水平層理構(gòu)造。

2.2.3 古生物特征

本次研究在該套地層中并未采集到有意義的頂部為中薄層細(xì)晶微晶灰?guī)r。

三段下部為灰黑色長石巖屑砂巖、長石砂巖夾透鏡狀細(xì)晶微晶灰?guī)r，向上過渡為灰黑色板巖與長石巖屑砂巖互層，中部出露較厚的鈣質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、絹云母化板巖，上部為泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖與長石巖屑砂巖互層。

2.2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征

圖6 甘家組一段灰?guī)r中蜓化石Fig.6 Fossisls of limestone in the first member ofGanjia Formation

隆務(wù)河組一段板巖中偶見灰?guī)r礫石。砂巖多為細(xì)粒、中細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，分選、磨圓一般，鈣質(zhì)膠結(jié)為主，此外還可見雜基膠結(jié)。砂巖中可見粒序?qū)永?，平行層理及小的交錯(cuò)層理。由于多期次的韻律沉積，致使板巖中成分不均一，以泥質(zhì)為主，但部分區(qū)段砂質(zhì)含量增高，砂質(zhì)含量高的板巖表面可見地層倒轉(zhuǎn)出露的重荷模（圖7），砂巖表面可見板巖球狀化石，采集到1件雙殼類印?；?件爬行跡化石（圖9），但化石圖案不夠清晰，不具有鑒定價(jià)值；區(qū)域上該套地層中產(chǎn)雙殼類化石有Eumorphotis cf. Illyrica,Posidonia sp.；遺跡化石有Neonereites sp.，Paleodictyon strozii；菊石有Leiophyllites sp.，Protostrea sp.，前人在研究區(qū)隆務(wù)河組砂板巖中采集到以新蘆木為主的植物化石，確定其形成時(shí)代為早-中三疊世。

3 沉積環(huán)境分析及大地構(gòu)造響應(yīng)

3.1 沉積環(huán)境分析

3.1.1 甘家組沉積環(huán)境

圖7 隆務(wù)河組一段泥質(zhì)板巖表面重荷模Fig.7 Surface heavy load model ofmudstone slate in the first member of Longwuhe Formation

圖8 隆務(wù)河組一段砂巖中的包卷層理構(gòu)造Fig.8 Cladding layer structure ofsandstone in the first member of Longwuhe Formation

圖9 隆務(wù)河組地層中發(fā)育的爬行跡化石特征Fig.9 Characteristics of reptile fossils developed in Longwuhe Formation

a.甘家組一段沉積環(huán)境

基本層序?yàn)椤跋虏繛榛野咨駥?巨厚層狀微晶灰?guī)r，底部為薄層狀微晶灰?guī)r，中部為厚層狀含礫礫屑砂屑灰?guī)r，上部為白云石化泥亮晶藻鮞灰?guī)r”（圖10）。

圖10 甘家組一段基本層序Fig.10 Basic sequence of the first member in Ganjia Formation

下部微晶灰?guī)r呈厚層-巨厚層狀，層理不發(fā)育，方解石結(jié)晶粒度較細(xì)，內(nèi)碎屑不發(fā)育，代表低能潮下帶沉積產(chǎn)物；薄層狀微晶灰?guī)r厚約1 cm，代表潮下帶邊部的瀉湖沉積；含礫礫屑砂屑灰?guī)r中礫屑有一定磨圓，砂屑、礫屑等內(nèi)碎屑含量約15% ～20%，巖石中含有一定的石英砂等陸源碎屑，呈厚層狀構(gòu)造，層理不發(fā)育，代表高能潮下帶沉積產(chǎn)物，白云石化泥亮晶藻鮞灰?guī)r呈厚層-巨厚層狀，主要由藻鮞組成，鮞粒大小一般0.3-2 mm，少量2-5.5 mm，亮晶方解石呈櫛殼狀膠結(jié)，白云石由后生作用形成，呈相對富集堆狀不均勻交代原巖，代表潮間帶下部沉積環(huán)境，該基本層序代表沉積環(huán)境從瀉湖相經(jīng)潮下帶逐漸過渡到潮間帶下部，反映一個(gè)海平面逐漸變淺的海退過程，該段地層中大致可厘定出5-8個(gè)沉積旋回，反映在構(gòu)造活動(dòng)或全球海平面影響下的5-8次海平面升降過程。

礫巖呈透鏡狀產(chǎn)出，地表出露面積約50 m× 100 m，礫石成分復(fù)雜，主要有灰?guī)r、花崗巖及砂巖礫石，磨圓度好，呈次棱角狀-次圓狀，基質(zhì)主要由不等粒砂級的長石、石英組成，呈基底式支撐結(jié)構(gòu)，局部為顆粒支撐結(jié)構(gòu)。礫石定向性較差，局部發(fā)育有粒度向上逐漸減小的粒序?qū)永恚瑥膸r石成分、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造及地表產(chǎn)出狀態(tài)，礫巖透鏡體應(yīng)代表下切河道泥石流沉積。

灰白色石英砂巖呈大透鏡狀產(chǎn)出，延伸方向與地層走向一致，石英呈中粗粒狀，含量約95%，鈣質(zhì)膠結(jié)，局部可見反粒序?qū)永恚盹L(fēng)暴、地震等事件影響下改造濱海砂壩沉積物形成的顆粒流事件沉積?；揖G色變質(zhì)粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、灰綠色粉砂質(zhì)板巖、紫紅色長石砂巖等巖石顏色以灰綠色為主，局部夾紫紅色，巖石粒徑主要為粉砂級-細(xì)砂級，局部見平行層理和包卷層理，上述特征說明該套細(xì)粒碎屑巖應(yīng)為低密度濁流沉積產(chǎn)物，該套地層潮上帶巖石為由藻鮞組成的藻球?；?guī)r，路線中發(fā)現(xiàn)有較多的筳化石，初步推斷其沉積環(huán)境氣候特點(diǎn)為濕熱型。

另外，由顆粒流、濁流等重力流事件形成的碎屑巖透鏡體自下而上呈現(xiàn)出透鏡體規(guī)模及碎屑巖粒度逐漸減小的趨勢，反應(yīng)出逐漸遠(yuǎn)離陸源碎屑剝蝕區(qū)的海平面逐漸上升的海進(jìn)過程。

b.甘家組二段沉積環(huán)境

基本層序?yàn)椤跋虏繛楸逾}質(zhì)泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，上部為厚層-巨厚層狀礫屑生屑灰?guī)r”（圖11）。薄層鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖呈深灰色至灰綠色，局部零星含有少量灰?guī)r碎塊，在后期擠壓應(yīng)力作用下板理比較發(fā)育，鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖代表海平面快速上升過程碳酸鹽臺(tái)地斜坡形成遠(yuǎn)洋細(xì)粒濁流沉積；巨厚層礫屑生屑灰?guī)r中礫石呈次棱角狀-棱角狀，大小不等，粒徑約1-8 cm，無定向，基質(zhì)為少量砂質(zhì)碎屑和泥晶方解石，顆粒支撐結(jié)構(gòu)，局部呈基底式支撐結(jié)構(gòu)，且大部分礫石含有生物化石，上述特征指示該礫巖層應(yīng)為碳酸鹽臺(tái)地邊緣暴露垮塌形成的灰質(zhì)角礫巖。該基本層序代表碳酸鹽臺(tái)地斜坡在一次海平面快速下降之后形成海退序列，該段地層大致可厘定出4個(gè)沉積旋回，代表4次海進(jìn)海退過程。

圖11 甘家組二段基本層序Fig.11 Basic sequence of the second member in Ganjia Formation

礫屑生屑灰?guī)r中含有大量生物化石碎片，主要種類有海百合莖、雙殼類、珊瑚及蜓等，因此推斷其沉積環(huán)境應(yīng)為鹽度正常的海相環(huán)境，氣候特點(diǎn)為濕熱型。另外，從礫屑生屑灰?guī)r中生物化石大量發(fā)育的特點(diǎn)推斷該套巖石沉積時(shí)期臺(tái)地邊緣應(yīng)發(fā)育大量生物礁體。

甘家組一段到甘家組二段，沉積環(huán)境由碳酸鹽臺(tái)地內(nèi)部的瀉湖-潮間帶下部沉積過渡到臺(tái)地邊緣斜坡沉積，且甘家組二段內(nèi)部不含有陸源碎屑事件流沉積，說明碳酸鹽臺(tái)地距陸緣區(qū)距離變遠(yuǎn)，海水深度加深，反映出在構(gòu)造作用控制下的海進(jìn)過程，該過程應(yīng)為宗務(wù)隆裂陷槽逐漸打開過程中的沉積響應(yīng)。

c.甘家組三段沉積環(huán)境

基本層序?yàn)椤跋虏库}質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾薄層灰?guī)r，中部為中細(xì)粒長石巖屑砂巖，上部為礫屑灰?guī)r”（圖12）。鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖代表半遠(yuǎn)洋大陸坡細(xì)粒鈣質(zhì)濁流沉積，中細(xì)粒巖屑長石砂巖代表陸源細(xì)粒濁流沉積，礫屑灰?guī)r代表碳酸鹽臺(tái)地邊緣暴露垮塌形成的灰?guī)r重力流沉積，整個(gè)層序代表在海平面快速上升之后在較深水碳酸鹽臺(tái)地斜坡環(huán)境形成的一套海退序列。該段大致可厘定出16個(gè)沉積旋回，代表16次海進(jìn)海退過程，且自下而上礫屑灰?guī)r礫屑粒徑逐漸減小，沉積厚度逐漸減薄至消失不見，反映海水深度逐漸變深，沉積環(huán)境由較深水臺(tái)地斜坡逐漸向深水盆地過渡。

圖12 甘家組三段基本層序Fig.12 Basic sequence of the third member in Ganjia Formation

總的來看，從甘家組一段到甘家組三段，沉積環(huán)境由碳酸鹽臺(tái)地內(nèi)部的澙湖-潮間帶環(huán)境沉積經(jīng)碳酸鹽臺(tái)地邊緣斜坡逐漸過渡為深水盆地沉積，海平面變化呈現(xiàn)出震蕩起伏并逐漸加深的特點(diǎn)，屬一套典型的海進(jìn)過程沉積組合（圖13）。該套地層的沉積環(huán)境研究為宗務(wù)隆-青海南山裂陷槽的打開過程提供了沉積學(xué)約束，從該套地層中火山巖不發(fā)育等特點(diǎn)，說明研究區(qū)在石炭紀(jì)-中二疊世時(shí)期應(yīng)位于構(gòu)造環(huán)境相對穩(wěn)定的被動(dòng)大陸邊緣地區(qū)。

3.1.2 隆務(wù)河組沉積環(huán)境

隆務(wù)河組整體為一套由砂巖與板巖交替沉積的沉積序列，粒序?qū)永沓Ｒ姡l(fā)育不完整的鮑馬序列重荷模，局部發(fā)育包卷層理和盤狀構(gòu)造，巖石顏色為灰綠色、灰黑色，應(yīng)為一套由海相濁流沉積形成的復(fù)理石組合。

一段底部為巨厚層灰?guī)r礫巖，礫石成分為灰?guī)r，稍具分選、磨圓一般至較差，膠結(jié)物為雜基，基底式膠結(jié)，基質(zhì)支撐，反映其短距離搬運(yùn)，較快速沉積的環(huán)境特點(diǎn)，另外該段地層底部砂巖中局部發(fā)育包卷層理及盤狀構(gòu)造，盡管由于植被發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)明顯的下切水道特征，但一系列原生沉積構(gòu)造的特征直接反映陸棚外圍邊緣出水口處的沉積環(huán)境，指示隆務(wù)河組一段的近源特征。一段主要巖石類型為灰黑色、灰綠色長石砂巖、長石巖屑砂巖、含礫長石巖屑砂巖、泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，沉積水體為渾水，反映快速拉張，且深度不大的水體環(huán)境。由甘家組三段半深海至深海沉積過渡陸棚邊緣且近源的沉積環(huán)境，反映一次地殼隆升過程。

圖13 研究區(qū)石炭紀(jì)-中二疊世沉積演化序列Fig.13 Sedimentary evolution sequence of the Carboniferous-Middle Permian in the study area

二段巖石碎屑粒徑較一段變細(xì)，以一套穩(wěn)定延伸的顆?；?guī)r作為標(biāo)志曾與一段分界。巖石類型為長石砂巖、巖屑砂巖、粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖，砂巖板巖交替出現(xiàn)，厚度大小不一，暗示不同的水深及物源的供給條件。砂巖中可見粒序?qū)永恚瑸榇治擦Ｐ?，水平層理，少量的具斜層理、交錯(cuò)層理，發(fā)育鮑馬序列的AE層（圖14），局部出露不完全的A、B、C層，為典型的濁流沉積物[8]，其與一段、三段以灰?guī)r為標(biāo)志層分界，標(biāo)志層附近巖石組合均發(fā)生變化，反映影響較大的海進(jìn)、海退過程。

三段地層以一套穩(wěn)定延伸的細(xì)晶微晶灰?guī)r作為標(biāo)志層與二段分界，由砂巖為主體過渡為砂板巖互層，北東端向南西傾，南西端向北東傾，整體構(gòu)成一個(gè)個(gè)大規(guī)模的復(fù)式向斜，三段上部出現(xiàn)較厚的絹云母板巖層，頂部逐漸過渡為砂板巖互層，表現(xiàn)海退的特征。通過與一段、二段對比，推測三段地層沉積環(huán)境應(yīng)為陸坡末端直至半深海。

總體來看，隆務(wù)河組為一套穩(wěn)定大陸邊緣的濁流沉積，自北東向南西海水逐漸加深，由陸棚外陸坡逐漸過渡到半深海的沉積環(huán)境，其間經(jīng)歷了多期反復(fù)的規(guī)模不大的海進(jìn)海退過程（圖15）。

3.2 沉積相對大地構(gòu)造演化的響應(yīng)

圖14 隆務(wù)河組二段巖石中發(fā)育的鮑馬序列特征Fig.14 Sequence characteristics ofBauer in the second member rock of Longwuhe Formation

沉積物與其母巖區(qū)及沉積盆地所在的構(gòu)造環(huán)境及其活動(dòng)關(guān)系密切。不同的構(gòu)造背景使得沉積物質(zhì)來源、搬運(yùn)條件和沉積場所都具有明顯的區(qū)別，相應(yīng)的沉積組合及沉積相模式明顯不同[9]。沉積過程時(shí)期的構(gòu)造活動(dòng)對沉積序列的影響更加直接，構(gòu)造變動(dòng)使得沉積盆地上升或下降，影響沉積物的來源、搬運(yùn)沉降速率及沉積盆地的有效容納空間。此時(shí)，氣候?qū)Τ练e巖的影響相對處于次要地位[10]。

研究區(qū)地處位于宗務(wù)隆構(gòu)造帶東端，在石炭紀(jì)至三疊紀(jì)之間發(fā)生了多次強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)，造成了現(xiàn)今的沉積巖的分布格局。

石炭紀(jì)時(shí)期，在區(qū)域伸展應(yīng)力作用下，宗務(wù)隆裂陷槽開始裂解，研究區(qū)便主要處于海平面以下，開始接受沉積。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，初期，區(qū)域北側(cè)為古陸，向南逐漸過渡為淺海，碎屑物質(zhì)主要由北向南搬運(yùn)，形成了自北向南的陸相沉積-潮上帶沉積-濱海沉積-淺海沉積-半深海沉積-深海沉積的分布規(guī)律[3]。在本區(qū)主要表現(xiàn)為碳酸鹽臺(tái)地逐漸向深水盆地過渡沉積。石炭紀(jì)至二疊紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)不強(qiáng)烈，海平面相對較穩(wěn)定。一般認(rèn)為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，沉積物供給充分的條件下，巖層會(huì)持續(xù)沉積并形成巨厚層至塊狀的沉積構(gòu)造，與本區(qū)甘家組大面積展布的碳酸鹽巖特征相吻合。巨厚層的碳酸鹽沉積表明此時(shí)的沉積環(huán)境必定是屬于熱帶或亞熱帶的溫暖淺水環(huán)境，海平面長期處于穩(wěn)定狀態(tài)[11]。在主要的陸棚沉積區(qū)，存在小的地形起伏，造成了局部的障壁的環(huán)境，由陸源攜帶的碎屑渾水在小障壁阻礙的低能區(qū)發(fā)生沉淀，由于沉積洼地面積較小，水動(dòng)力相對較弱，水體碎屑含量較高，因此形成的沉積巖分選磨圓一般，均為微層狀水平層理，個(gè)別還可見包卷層理等變形構(gòu)造，由于此時(shí)淺海環(huán)境還是以碳酸鈣的飽和至過飽和為特點(diǎn)，故膠結(jié)物仍以鈣質(zhì)為主。雖無大的構(gòu)造變動(dòng)，但在穩(wěn)定期發(fā)生了小規(guī)模的海進(jìn)海退過程，最直接的證據(jù)就是水道礫巖的發(fā)育及部分厚度較小的層理的出現(xiàn)。水道礫巖的礫石普遍成分復(fù)雜，成分多為花崗巖、閃長巖等較穩(wěn)定的巖石碎屑、磨圓較好、分選較差，反映礫石可能來源于之前的濱海沉積，由于快速的下蝕作用造成了快速的搬運(yùn)和沉積，并夾帶大量的碎屑物質(zhì)，使得分選普遍不好。甘家組自下而上的三個(gè)巖性段巖石為漸變過渡，由厚層至巨厚層灰?guī)r經(jīng)顆?；?guī)r為主夾細(xì)碎屑巖到最上部的細(xì)碎屑巖夾灰?guī)r的沉積序列，沉積環(huán)境逐漸由碳酸鹽臺(tái)地經(jīng)碳酸鹽臺(tái)地斜坡逐漸過渡到深水盆地沉積。

圖15 研究區(qū)早-中三疊世沉積演化序列Fig.15 Sedimentaryevolution secquence ofEarly-Middle Triassic in the study area

研究區(qū)缺失晚二疊世地層，由甘家組三段半深海至深海沉積過渡到隆務(wù)河組一段陸棚邊緣的沉積環(huán)境，反映該區(qū)發(fā)生過一次地殼隆升過程，但并未造成下伏地層出露地表遭受風(fēng)化剝蝕。

三疊紀(jì)時(shí)期，研究區(qū)經(jīng)歷再次拉張作用，再次接受沉積而形成沉積盆地。根據(jù)區(qū)域資料，此時(shí)的地貌分布特征與早期完全相反，南部變?yōu)榇箨懀辈孔優(yōu)楹Ｑ?，沉積格局發(fā)生變化。綜合分析研究區(qū)內(nèi)的三疊紀(jì)地層認(rèn)為，此時(shí)研究區(qū)整體處于大陸坡環(huán)境。隆務(wù)河組底部為一套厚層的灰?guī)r礫巖，代表快速拉陷作用形成的近源沉積。隆務(wù)河組整體為一套砂板巖互層的濁流沉積，隆務(wù)河組底部砂巖中發(fā)育的印模、重荷模、包卷層理及盤狀構(gòu)造，反映此處沉積為大陸架斜坡與峽谷出口處，二段砂巖中可見粒序?qū)永?，為粗尾粒序，水平層理，少量的具斜層理、交錯(cuò)層理，發(fā)育鮑馬序列的A、E層，局部出露不完全的A、B、C層，為典型的濁流沉積物，由北西至南東水深逐漸變大，反映在巖性上為板巖(原巖為粉砂巖、泥巖)含量相對增多，砂巖粒度變細(xì)，整體巖性顏色加深。隆務(wù)河組發(fā)育幾個(gè)厚度不大的灰?guī)r層，延伸穩(wěn)定，灰?guī)r為清水沉積，碎屑巖為渾水沉積，穩(wěn)定的層狀延伸說明較穩(wěn)定的水體供應(yīng)和碳酸鹽的過飽和，但均為微晶灰?guī)r，說明還是處于低能環(huán)境，但水深變淺，反映發(fā)生過反復(fù)的海進(jìn)、海退過程。根據(jù)巖性組合特征，沉積盆地自早到晚海水逐漸加深，由碳酸鹽臺(tái)地邊緣陸棚經(jīng)歷陸坡逐漸過渡到半深海的沉積環(huán)境，其間可能經(jīng)歷了多期反復(fù)的規(guī)模不大的海進(jìn)海退過程，屬宗務(wù)隆裂陷槽再次裂解過程中形成的沉積組合[12]。

中三疊世末期，共和陸塊向柴達(dá)木陸塊下俯沖碰撞，在北東-南西向擠壓應(yīng)力作用下，在隆務(wù)河組、甘家組二段、甘家組三段形成由一系列走向北西向的逆斷層，半開闊-緊閉同斜褶皺、密集發(fā)育的層間板劈理構(gòu)成的逆沖斷褶系，研究區(qū)褶皺造山隆起，盆地閉合。

4 結(jié)論

（1）石炭紀(jì)-中二疊世甘家組底部為薄層狀微晶灰?guī)r，下部灰白色厚層-巨厚層狀微晶灰?guī)r，中部為厚層狀含礫礫屑砂屑灰?guī)r，上部為白云石化泥質(zhì)亮晶藻鮞灰?guī)r，頂部為泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖和長石巖屑砂巖，自下而上，反映水體環(huán)境逐漸加深，為一套遠(yuǎn)端變陡的緩坡型碳酸鹽臺(tái)地沉積。

（2）早-中三疊世隆務(wù)河組主要巖性由長石砂巖、巖屑砂巖、粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖組成，巖層厚度大小不一，發(fā)育粒序?qū)永怼⒉煌暾孽U馬序列和重荷模等變形構(gòu)造，為典型的濁流沉積。

（3）通過沉積相研究顯示，在石炭紀(jì)-中二疊世時(shí)期該區(qū)構(gòu)造環(huán)境相對穩(wěn)定，形成了一套厚層-巨厚層的甘家組碳酸鹽沉積；二疊紀(jì)擠壓隆升遭受剝蝕；早-中三疊世構(gòu)造活動(dòng)頻繁，總體形成了隆務(wù)河組濁流沉積，其間經(jīng)歷了多期規(guī)模不大的海進(jìn)海退過程，至中三疊世末期沉積結(jié)束。

[1]強(qiáng)娟.青藏高原東北緣宗務(wù)隆構(gòu)造帶花崗巖及其構(gòu)造意義[D].西安：西北大學(xué)博士學(xué)位論文,2008.

[2]郭安林,張國偉,強(qiáng)娟,孫延貴,李廣,姚安平.青藏高原東北緣印支期宗務(wù)隆造山帶[J].巖石學(xué)報(bào),2009,25(1):1-12.

[3]李平安,聶樹人.宗務(wù)隆裂陷槽的構(gòu)造特征[J].青海地質(zhì), 1985,(2):65-76.

[4]潘桂棠,李興振,王立全,丁俊,陳智粱.青藏高原及鄰區(qū)大地構(gòu)造單元初步劃分[J].地質(zhì)通報(bào),2002,21(11):701-707.

[5]周杰斌,石菲菲,鄒林,張普斌,張建國.青海省德令哈北部宗務(wù)隆地區(qū)成礦特征與找礦遠(yuǎn)景分析 [J].地質(zhì)與勘探, 2011,47(2):197-203.

[6]閆臻,王宗起,李繼亮,許志琴,鄧晉福.西秦嶺楔的構(gòu)造屬性及其增生造山過程[J].巖石學(xué)報(bào),2012,28(6):1808-1828.

[7]彭淵.柴北緣宗務(wù)隆構(gòu)造帶海西晚期-印支期構(gòu)造特征研究[D].中國地質(zhì)科學(xué)院博士學(xué)位論文,2015.

[8]李利陽.濁流沉積研究的新進(jìn)展:鮑馬序列、海底扇的重新審視[J].沉積與特提斯地質(zhì),2015,25(4):106-112.

[9]趙澄林，朱筱敏.沉積巖石學(xué)（第三版）[M]..北京:石油工業(yè)出版社,2001:325-344.

[10]桑隆康,馬昌前.巖石學(xué)[M].第二版.北京:地質(zhì)出版社, 2012:271-401.

[11]吳因業(yè),宋巖,賈承造,郭彬程,張啟全,季漢成,李軍,張建平.柴北緣地區(qū)層序格架下的沉積特征 [J].地學(xué)前緣, 2005,12(3):195-203.

[12]金玉聲,邱盛南.青海省地質(zhì)構(gòu)造基本特征[J].西北地質(zhì), 1983,4(4):3-15+31.

LI Lian-Tao

The Xiangpishan area in Qinghai province is located in the tectonic ridge of the Qaidamian tectonic belt and the southern Qilian tectonic belt,which has undergone complicated geological evolution.In this paper,on the basis of field geological survey,using the basin theory sedimentology,we analyze the formation of the Carboniferous-Permian Ganjia Formation and the Early-Middle Triassic Longwuhe Formation from the aspects of rock characteristics,primary sedimentary facies,palaeontological features and so on.It was believed that the eruption occurred in the Carboniferous area in the Carboniferous,and the sediments were formed.The Ganjia Formation began to deposit and formed a set of steeply slow gentle carbonate platform.After the Permian,the area was closed and folds uplifted,and the geological effect was changed from sedimentation to denudation.In the early Triassic,the area was subjected to stretching again and transformed into sedimentary basins.Longwuhe Formation formed a typical continental shelf turbidite sedimentary strata.In the late of Triassic,the area closed again,and the deposition was completely over.

sedimentary facies;depositional environment;Ganjia Formation;Longwuhe Formation;tectonic evolution;Xiangpishan area,Qinghai province

P534.45；P534.51

A

1007-3701（2017）01-013-12

10.3969/j.issn.1007-3701.2017.01.002

Li L T.Sedimentary facies analysis of the Carboniferous and Triassic strata in the Xiangpishan area of Qinghai Province and its response to the Zongwulong tectonic belt evolution.Geology and M ineral Resources of South China,2017,33(1):13-24.

2017-2-28；

2017-3-31.

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“青海省共和縣J47E019014、J47E020014、J47E020015三幅1︰5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查（1212011221144）”資助.

李連濤（1966—），男，地質(zhì)礦產(chǎn)高級工程師，長期從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究和礦產(chǎn)勘查工作，E-mail：495858682@qq.com.