劉亦南

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830001）

近年來，針對(duì)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(zhì)調(diào)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(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，后期階段斷裂對(duì)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(xiàn)的地質(zhì)演化情況。此次研究基于“新疆三道嶺幅1：25萬區(qū)調(diào)修測(cè)（K46C001002）”項(xiàng)目基礎(chǔ)上，對(duì)奧陶系系層序不全問題進(jìn)行深入研究，對(duì)區(qū)內(nèi)奧陶系的地層分布情況以及層序特征和巖石組合特點(diǎn)以及接觸關(guān)系和含古生物化石形成環(huán)境等展開詳細(xì)的調(diào)查與研究，通過此次研究能夠進(jìn)一步提高區(qū)內(nèi)的認(rèn)知程度，對(duì)奧陶系發(fā)展演化歷史有一個(gè)更加充分的了解，獲得豐富的理論知識(shí)[1]。

1 研究區(qū)現(xiàn)狀

在上世紀(jì)六七十年代，該區(qū)便進(jìn)行了1：20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，后在80年代針對(duì)該區(qū)開展過詳細(xì)的專題研究，90年代之后，新疆地礦局第二區(qū)調(diào)大隊(duì)又在區(qū)內(nèi)進(jìn)行了1：5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作。但因1：5萬圖幅開展的單位與時(shí)間不同，在地層劃分上也存在很大的差異性，雖然在同一個(gè)地層單元上，地質(zhì)時(shí)代歸屬也存在一定的差異性，這就造成該區(qū)地質(zhì)發(fā)展史和地質(zhì)構(gòu)造方面的研究工作存在不同的認(rèn)識(shí)。后期構(gòu)造嚴(yán)重破壞奧陶系，并對(duì)其進(jìn)行改造，表現(xiàn)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(dǎo)致現(xiàn)在區(qū)內(nèi)奧陶系發(fā)育的實(shí)際情況，奧陶系和滯留系之間沒有較為明晰的接觸關(guān)系，應(yīng)當(dāng)針對(duì)區(qū)內(nèi)的奧陶系展開詳細(xì)的地質(zhì)特征研究工作[2]。

2 研究?jī)?nèi)容方法以及擬解決的問題

文中擬在對(duì)前人在該區(qū)研究地質(zhì)信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)泥盆系地層研究過程當(dāng)中存在的一些地質(zhì)問題展開分析探討，主要的研究對(duì)象為哈密地區(qū)奧陶系廟爾溝組地層，利用野外地質(zhì)調(diào)查路線進(jìn)行詳細(xì)觀察，并和實(shí)測(cè)剖面工作充分結(jié)合，對(duì)于該區(qū)泥盆系實(shí)際分布情況和地層層序以及不同的巖石組合特點(diǎn)和地層存在的接觸關(guān)系，所含有的古生物化石。并在室內(nèi)進(jìn)行綜合的研究工作，研究分析地層沉積特征以及形成時(shí)代與環(huán)境，為更加全面深入的了解與認(rèn)識(shí)奧陶系廟兒組地層，實(shí)際演化情況提供參考，主要解決了以下幾點(diǎn)問題：

對(duì)研究區(qū)奧陶系繆爾組地層實(shí)際分布情況充分的查明，同時(shí)了解和掌握該組地層與上下地層相互接觸之間的關(guān)系，了解和掌握該組地層巖石組合特征，對(duì)區(qū)內(nèi)奧陶系廟爾溝組地層層序以及巖石地層單元?jiǎng)澐郑敿?xì)鑒定該組地層當(dāng)中古生物化石，對(duì)地層年代科學(xué)確定，進(jìn)而對(duì)研究該區(qū)奧陶系廟爾溝組地層提供對(duì)比研究依據(jù)，對(duì)地層接觸關(guān)系充分查明，確定區(qū)內(nèi)奧陶系廟爾溝組地層地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì)提供詳細(xì)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(cè)”項(xiàng)目作為此次研究的依托，充分結(jié)合野外區(qū)域地質(zhì)調(diào)查信息資料，綜合研究分析室內(nèi)研究信息，對(duì)哈密地區(qū)奧陶系廟爾溝組地層的實(shí)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(chǔ)上下地層的關(guān)系，開展全面的地層學(xué)研究工作，對(duì)地層層序展開詳細(xì)研究，對(duì)巖石地層合理劃分，開展區(qū)域地層對(duì)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(gòu)造等各個(gè)方面，來對(duì)于沉積環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，通過巖石化學(xué)技術(shù)手段對(duì)構(gòu)造環(huán)境和變化特點(diǎn)充分揭示。

4 研究方法

4.1 野外資料收集

①基于路線地質(zhì)調(diào)查工作與剖面測(cè)定，了解分析該區(qū)泥盆系地層的具體分布，掌握區(qū)內(nèi)巖石組合特點(diǎn)和接觸關(guān)系，了解和掌握地層的古生物化石特征，并分析區(qū)內(nèi)詳細(xì)的構(gòu)造形跡，充分收集相關(guān)資料。②剖面測(cè)定過程當(dāng)中，對(duì)收集的巖性、化石以及巖相等信息進(jìn)行全面分析，對(duì)巖石薄片系統(tǒng)地進(jìn)行采集分析研究古生物化石，微體化石和化學(xué)分析等[4]。

4.2 實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)盛裝，并通過冰醋酸（3%～5%）開展相應(yīng)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(jìn)行掃描，并開展相應(yīng)的觀察與鑒定工作。②將巖石薄片送至磨片室進(jìn)行切片，通過鏡下觀察來完成鑒定。③將采集的化學(xué)樣品送到實(shí)驗(yàn)室開展相應(yīng)的測(cè)試工作。

4.3 室內(nèi)綜合研究

①對(duì)收集的野外資料開展全面的室內(nèi)綜合分析并整理成圖。②全面的分析和研究室內(nèi)分析鑒定結(jié)果。③在綜合分析，野外調(diào)查資料與室內(nèi)研究成果。

4.4 地理位置與交通

研究區(qū)位置處于博格達(dá)山的東側(cè)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(jí)公路從研究區(qū)的西南區(qū)通過，在東側(cè)區(qū)域上距離巴里坤縣約85km～125km，和新疆哈密市在東側(cè)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(cè)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(xiàn)的角度不整合特征，在其上部覆蓋，局部地段侵入花崗閃長(zhǎng)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(zhì)報(bào)告中，將廟爾溝組地層進(jìn)行大南湖組（中泥盆統(tǒng)）與中石炭統(tǒng)第一、第二分層進(jìn)行劃定，但沒有給出組名，后來在該區(qū)研究過程當(dāng)中一些學(xué)者，在清理新疆巖石層過程當(dāng)中，將該地層建立在新疆巴里坤縣東北廟爾溝處，同時(shí)把此地層進(jìn)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(duì)比性，而且具有非常遠(yuǎn)的延伸，能夠進(jìn)行地質(zhì)填圖，現(xiàn)在將其定義為姜巴斯套組、托讓格庫(kù)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(zhì)）以及凝灰質(zhì)砂巖（灰綠色千枚巖化）和粉砂巖與鈣質(zhì)砂巖正常沉積呈現(xiàn)連續(xù)沉積的特點(diǎn)，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(diào)大隊(duì)在1995年區(qū)內(nèi)地質(zhì)研究工作中，命令此套地層為廟兒溝組。

4.4.1 地質(zhì)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(xì)粒結(jié)構(gòu)，泥巖以及泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖以及凝灰質(zhì)粉砂巖是其主要的巖性特征，同時(shí)還有夾玄武巖和安山巖的沉積凝灰?guī)r，因不同地質(zhì)構(gòu)造因素影響，巖石中具有破碎的小揉曲，受韌性剪切構(gòu)造以及壓扭性斷裂作用影響，存在鞘褶皺以及狀構(gòu)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(diǎn)，細(xì)粉砂巖以及凝灰質(zhì)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(yīng)，碎屑巖以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，但是總體而言，由上到下逐漸從粗變細(xì)，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(duì)沉積巖沉積環(huán)境和物質(zhì)來源進(jìn)行分析，通過詳細(xì)的研究發(fā)現(xiàn)該組碎屑巖主要的特點(diǎn)表現(xiàn)如下：

凝灰質(zhì)細(xì)砂巖：主要通過填隙物以及碎屑等顆粒進(jìn)行支撐，碎屑磨圓度較差主要表現(xiàn)為棱角狀或者尖棱角特征，巖屑、斜長(zhǎng)石以及石英等是其主要的成分組成，同時(shí)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(jié)。

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(diǎn)，還有的為棒狀、尖三角狀或者湖面棱角狀特征。長(zhǎng)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(zhì)和火山灰是其主要的填隙物，膠結(jié)特點(diǎn)為孔隙式。

陸源物質(zhì)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(nèi)廟爾溝組沉積巖具有：①通過巖屑成分發(fā)現(xiàn)火山巖市區(qū)內(nèi)的主要物源區(qū)母巖；②呈現(xiàn)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(xiàn)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(jié)構(gòu)成熟度不高，碎屑物沒有經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的搬運(yùn)，具有迅速堆積的特點(diǎn)，和火山機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)較近的距離。④沒有較高的雜基含量，顯示沉積區(qū)水動(dòng)力條件非常突出，主要表現(xiàn)為顆粒支撐；⑤石英在巖石當(dāng)中具有較高的含量，顯示具有穩(wěn)定的沉積環(huán)境，同時(shí)存在較強(qiáng)的海水淘洗作用[6]。

4.4.2 時(shí)代歸屬及地層對(duì)比

針對(duì)該區(qū)，新疆地礦局第二區(qū)調(diào)大隊(duì)進(jìn)行1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，有很多藻類化石被采集到，通過相應(yīng)的鑒定共發(fā)現(xiàn)35個(gè)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(xiàn)一定減少。同時(shí)還有梭形藻類。上面的這些藻類化石組合特點(diǎn)和云南祿勸以及陜西紫陽和湖北宜昌黃花場(chǎng)中一晚奧陶世藻類組合具有非常類似的特征，所以對(duì)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(rèn)為中一晚奧陶世是這些藻類化石的主要形成年代。對(duì)于青灰色沉凝灰?guī)r以及紫紅色沉凝灰?guī)r進(jìn)行研究中發(fā)現(xiàn)，三月蟲化石以及腕足動(dòng)物化石大量出現(xiàn)，這些動(dòng)物化石全部顯示地層年代屬于晚奧陶世。此次研究過程當(dāng)中測(cè)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(shí)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(zhì)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(xì)粒結(jié)構(gòu)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(xiàn)在沉凝灰?guī)r中，說明其沉積環(huán)境為相對(duì)穩(wěn)定的的淺海環(huán)境。