李小陪 高志勇 李書凱 馮佳睿 趙雪松 郭美麗

(1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院 北京 100083;2.中國石油勘探開發(fā)研究院油氣儲層重點實驗室 北京 100083;3.山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東日照 276826)

陸相盆地中的碎屑沉積，尤其是礫巖沉積記錄著盆山轉(zhuǎn)換過程的動力學(xué)信息，因此，一直都是國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家關(guān)注的重點［1～8］。前人主要從兩個方面對礫巖進行研究，一方面朱大崗［1］、王建強［2］、錢程［3］等專門對礫巖組構(gòu)進行研究，主要是在礫性、礫度、礫態(tài)、礫向等方面對礫石進行系統(tǒng)而全面的測量和統(tǒng)計分析，根據(jù)測量和統(tǒng)計的結(jié)果和圖表，因而推斷出外營力性質(zhì)與礫組特征的相關(guān)性和規(guī)律性，從而恢復(fù)礫巖層形成時的地質(zhì)環(huán)境。另一方面是對礫巖沉積特征與構(gòu)造運動關(guān)系方面的研究，其一是礫巖巖石學(xué)特征與構(gòu)造活動發(fā)生時間關(guān)系的研究，如Aileen M.Davis［4］、揭育金［5］、Dario Sciunnach［6］等認(rèn)為，通過野外實地觀察以及鏡下鑒定，對礫巖中礫石的成份及其含量、磨圓度、分選性等巖石學(xué)特征進行研究，特別是對礫巖成份含量變化特征的研究，再結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，可以推斷出構(gòu)造活動發(fā)生的時間。其二是礫巖分布特征與構(gòu)造活動的方向以及強弱變化規(guī)律的研究，如曾宜君［7］、趙希濤［8］等認(rèn)為通過對礫巖剖面進行實地測量，根據(jù)研究區(qū)礫巖在橫向上的分布特征可以推斷出礫巖的沉積環(huán)境變化，從而推斷出構(gòu)造活動的方向;同時，依據(jù)礫巖在縱向上的韻律特征，則可推斷出構(gòu)造活動強弱變化規(guī)律。

由于塔里木盆地庫車坳陷自晚侏羅世末期至早白堊世末期，發(fā)育了三套礫巖沉積，這些礫巖沉積的演化反映了不同時期盆地邊緣造山帶的隆升與盆地沉降的關(guān)系，從而隱含著盆地所經(jīng)歷的構(gòu)造活動的信息。但是，前人在以往的地質(zhì)研究中主要側(cè)重于沉積相與有利儲層評價方面的研究，而反映塔里木庫車前陸盆地礫巖沉積特征與沉積環(huán)境、構(gòu)造運動之間關(guān)系方面的研究成果未見報道。因此筆者對研究區(qū)三套礫巖進行了比較系統(tǒng)的研究，在礫巖基本特征研究的基礎(chǔ)之上再對研究區(qū)礫巖進行礫巖組構(gòu)分析，旨在明確晚侏羅至早白堊世庫車前陸盆地構(gòu)造演化特征，同時，這也填補了新疆此三套礫巖研究的空白。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

庫車坳陷位于塔里木盆地北部，與天山褶皺系為鄰，北面以南天山山前造山帶為界，南部為塔北隆起帶，東部止于庫爾勒，西緣延伸至烏什盆地，是一個與南天山造山帶隆升和逆沖推覆密切相關(guān)且耦合發(fā)育的負(fù)向構(gòu)造—地貌單元［9］，呈北東東向展布(圖1)，屬于中、新生代前陸盆地。庫車坳陷地層發(fā)育巨厚的中、新生界陸相碎屑巖沉積［10］，其中侏羅系地層發(fā)育比較完全，白堊系地層主要發(fā)育下白堊統(tǒng)。研究區(qū)庫車坳陷上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)地層劃分及巖性特征詳見表1。

野外露頭剖面實測是從事沉積儲集層研究的重要方法和基本手段，其直觀的砂體展布與疊置樣式、豐富的沉積構(gòu)造與地質(zhì)現(xiàn)象，為對比分析沉積環(huán)境、巖石碎屑組分等構(gòu)造運動的響應(yīng)特征提供了良好的研究平臺［11］。因此，選擇礫巖層出露較完整、并能較好地反映前陸盆地構(gòu)造運動與礫巖沉積之間緊密關(guān)系的剖面尤為重要。由表1可以看出，庫車坳陷的粗碎屑巖主要分布在上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)，因此，本文所選剖面及研究對象分別為庫車河剖面及拜城縣卡普沙良河剖面上侏羅統(tǒng)頂部喀拉扎組礫巖，下白堊統(tǒng)底部亞格列木組礫巖及頂部巴什基奇克組礫巖。兩條剖面位置及白堊系礫巖厚度見圖1。

2 礫巖區(qū)域分布特征

2.1 喀拉扎組礫巖

喀拉扎組主要分布于卡普沙良河至克孜勒努爾溝之間的北單斜帶及直線褶皺帶的東部吐格爾明背斜塔拉克河至吐孜洛克溝一帶［12］。研究區(qū)本組巖性主要為塊狀紅褐色、褐色細(xì)粒礫巖、中粒礫巖夾褐灰色中—粗砂巖，灰色細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。該套礫巖為上侏羅統(tǒng)最頂部的一套粗碎屑沉積，該組頂部褐色礫巖、粗砂巖與上覆下白堊統(tǒng)亞格列木組平行不整合，該組底部的褐紅色薄層砂巖與下伏齊古組為整合接觸關(guān)系?？M在不同地區(qū)出露厚度不一，研究區(qū)內(nèi)所測喀拉扎組地層及礫巖厚度見表1。

表1 研究區(qū)上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)目的層巖性特征Table 1 Stratigraphical division and lithological features of Upper Jurassic-Lower Cretaceous in study area

圖1 庫車坳陷白堊系礫巖厚度圖及剖面位置Fig.1 The sickness of conglomerate and position of study section of Cretaceous in Kuqa depression

2.2 亞格列木組礫巖

亞格列木組主要分布于庫車坳陷北單斜帶及直線背斜帶，覆蓋區(qū)僅庫車坳陷東部依奇克里克、吐格爾明地區(qū)。該組屬于下白堊統(tǒng)卡普沙良群，底部與下伏上侏羅統(tǒng)喀拉扎組呈平行不整合接觸，頂部與上覆舒善河組為整合接觸關(guān)系。本組下部為厚層狀灰綠色、灰褐色、灰色礫巖局部砂礫混雜，上部為灰綠色、灰褐色礫狀砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、頁巖夾薄層泥巖。由于本組礫巖質(zhì)地堅硬，地貌陡峭，形似城墻，故有“城墻礫巖”之稱。

亞格列木組礫巖為研究區(qū)下白堊統(tǒng)第一套礫巖沉積體。該套礫巖僅分布在庫車坳陷北部山前地帶，亞格列木組地層在及礫巖庫車坳陷各剖面出露及各井鉆遇厚度見表2、表3，而研究區(qū)內(nèi)實測厚度見表1。由表2及表3可以看出，南北方向上，亞格列木組礫巖厚度由北向南急劇減小，東西方向上礫巖厚度在東、西部較小，中部最大，呈現(xiàn)出厚薄交替變化的趨勢。

2.3 巴什基奇克組礫巖

巴什基奇克組主要分布于庫車前陸盆地中西部露頭及鉆井剖面，庫車坳陷東部缺失。該組與下伏巴西蓋組為整合接觸關(guān)系，與上覆古近系庫姆格列木組呈假整合接觸。

該組上部為褐色、褐紅色、礫巖、礫狀砂巖、不等粒砂巖等，中部為褐色、褐灰色中細(xì)砂巖、細(xì)砂巖，下部為褐色、褐紅色、紫褐色礫巖。巴什基奇克組下部礫巖為研究區(qū)下白堊統(tǒng)第二套礫巖沉積體。該套礫巖在東西方向上主要分布于中西部，南北方向上主要分布于庫車坳陷北部邊緣，但厚度相差較大(表2、表3)。研究區(qū)該組地層及礫巖厚度變化亦較大(表1)。由表2、表3可知，盆地北部為巴什基奇克組礫巖主要沉積區(qū)，盆地南部該組礫巖厚度只有0.5 m，遠(yuǎn)小于北部礫巖厚度。同時，該組礫巖在盆地中部沉積厚度比西部大。

3 礫巖巖石學(xué)特征

3.1 喀拉扎組礫巖

3.1.1 中部庫車河剖面

本剖面該套礫巖沉積構(gòu)造不發(fā)育，礫石排列比較混雜，沒有明顯的定向性。礫巖為紅褐色、褐色(圖版I-A)，中細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)。礫石成份多樣，其中含量最多的是硅質(zhì)巖礫石，其次為石英巖礫石，二者含量相當(dāng)，多為棱角狀、次棱角狀，這兩種礫石含量平均約為43%。另外，巖石中含量較多的礫石還有火成巖礫石，含量約24%，主要為次棱角—次圓狀。其他成份的礫石有碳酸鹽巖(圖版Ⅱ-A)、千枚巖、變質(zhì)砂巖等。礫石大小不一，最小礫徑僅2 mm，較大礫徑約60 mm，個別可達100 mm，23～31 mm礫石居多(圖2A)，礫石分選差—中等，主要為次棱角狀、次圓狀，磨圓度差，抗風(fēng)化作用弱。填隙物中，膠結(jié)物為方解石，巖石中還含有大量褐紅色、褐色的砂級巖屑，成份主要為石英巖、硅質(zhì)巖及火成巖。此外，巖石中亦有少量紅褐色鐵泥質(zhì)。

表2 庫車坳陷各剖面亞格列木組、巴什基奇克組地層及礫巖厚度Table 2 Stratigraphical and conglomerate thickness of Yageliemu Formation and Bashijiqike Formation of each section in Kuqa depression

表3 庫車坳陷各井鉆遇亞格列木組、巴什基奇克組地層及礫巖厚度Table 3 Stratigraphical and conglomerate thickness of Yageliemu Formation and Bashijiqike Formation of each well in Kuqa depression

3.1.2 西部卡普沙良河剖面

該剖面底部礫巖單層厚約2～3 m，夾有厚約3 m的灰褐色中粗砂巖，砂巖平行層理發(fā)育。中部礫巖單層厚約1～2 m，該部分礫石磨圓較好，中間夾3～7 m的中粗砂巖，該套砂巖發(fā)育小型交錯層理、平行層理。本組礫巖為灰褐色(圖版Ⅰ-B)，中細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，孔隙式膠結(jié)。礫巖中，礫石含量最多的為石英巖(35% ～40%)，其次為碳酸鹽巖(15% ～18%)，再次為硅質(zhì)巖(13% ～15%)(圖版Ⅱ-B)，另外還有變質(zhì)砂巖、千枚巖、火成巖礫石等。礫石分選差，礫徑2～400 mm不等，以12～29 mm礫石為主(圖2B)。礫石主要為不等軸狀，磨圓差，次棱角狀為主，少量為次圓狀。方解石膠結(jié)，其中充填大量砂級石英巖巖屑、硅質(zhì)巖巖屑等。

3.2 亞格列木組礫巖

3.2.1 中部庫車河剖面

該套“城墻礫巖”為亞格列木組標(biāo)志性地層，本剖面該組礫巖單層厚約10～12 m，具有一定的層理性，抗風(fēng)化能力強。該套礫巖之上為灰色含礫粗砂巖、粗砂巖，整體呈現(xiàn)出明顯的正粒序特征。礫巖顏色為灰褐色、灰綠色(圖版Ⅰ-C)，中細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)，孔隙式膠結(jié)，塊狀構(gòu)造。礫石成份以石英巖和硅質(zhì)巖為主，兩種礫石含量均約為礫石總量的一半。其次為火成巖，礫石以安山質(zhì)及流紋質(zhì)為主(14% ～16%)(圖版Ⅱ-C)。再次為碳酸鹽巖礫石，含量約8% ～10%，主要為灰?guī)r。此外，還有少量千枚巖、變質(zhì)砂巖、砂巖。礫石呈扁平狀，具有一定方向性。次棱角狀、次圓狀為主，磨圓差—中等，分選差，主要以18～50 mm為主(圖2C)，最大礫徑約400 mm。礫石間還充填大量石英巖、硅質(zhì)巖及碳酸鹽巖等砂級巖屑，膠結(jié)物為方解石。

3.2.2 西部卡普沙良河剖面

本套礫巖為砂礫混合帶，單層薄30～60 cm(礫巖—砂巖)，礫巖上部重力流特征明顯。本套礫巖為灰色、灰綠色(圖版Ⅰ-D)，細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)為主，中細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)次之，孔隙式膠結(jié)，塊狀構(gòu)造。礫石成份主要為石英巖(圖版Ⅱ-D)，其次為硅質(zhì)巖，再次為碳酸鹽巖、火成巖，具少量千枚巖與變質(zhì)砂巖，偶見碎裂巖，未見砂巖。礫石以次棱角狀為主，分選差，17～27 mm的礫石最多(圖2D)，最大礫石直徑約40 mm。填隙物特征與庫車河剖面礫巖中填隙物特征相似，只是本套礫巖填隙物中少見碳酸鹽巖巖屑。

3.3 巴什基奇克組礫巖

3.3.1 中部庫車河剖面

該剖面巴什基奇克組礫巖單層厚度6～17 m不等，自下而上，單層厚度減薄。單層頂部常發(fā)育2～3 m厚的粗砂巖，該套礫巖中部還發(fā)育一套具平行層理厚約12 m的褐色細(xì)砂巖。礫巖呈褐色、紅褐色(圖版Ⅰ-E)，中細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)。礫石成份主要為石英巖(35% ～40%)，其次為硅質(zhì)巖(20% ～30%)、碳酸鹽巖(15% ～20%)，再次為火成巖(12% ～14%)，并含少量千枚巖礫石，偶見砂巖、碎裂巖礫石，由于重結(jié)晶程度不同，部分礫石為石英巖向硅質(zhì)巖過渡(圖版Ⅱ-E)。本套礫巖礫石磨圓中等，次圓狀為主，次棱角狀次之，分選差，17～43 mm礫石最多(圖2E)，最大礫徑可達600 mm。膠結(jié)物為方解石，填隙物主要為褐色鐵泥質(zhì)，巖石中還充填有大量砂級碳酸鹽巖巖屑及硅質(zhì)巖巖屑。

3.3.2 西部卡普沙良河剖面

該套礫巖為一套巨厚層礫巖，出露在該剖面中下部，單層厚度8～40 m不等。礫巖上部層理性較好，可見薄層粗—中砂巖，厚約10～20 cm。礫巖為褐色、褐紅色(圖版Ⅰ-F)，中細(xì)粒礫狀結(jié)構(gòu)，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)。礫石成份多樣，其中，石英巖(30% ～35%)最多，其次為碳酸鹽巖(22% ～27%)(圖版Ⅱ-F)，再次為硅質(zhì)巖(20% ～25%)，并具有少量火成巖、變質(zhì)砂巖礫石，千枚巖含量很少。礫石磨圓較好，次圓狀為主，次棱角狀為輔。分選差，礫石礫徑14～31 mm不等，10 mm以下居多(圖2F)。在該套礫巖下部，礫石具有定向排列及壓實孔隙的特點，礫石間夾薄層粗砂沖刷面。膠結(jié)物及填隙物與庫車地區(qū)相同，并含大量硅質(zhì)巖、石英巖及碳酸鹽巖等砂級巖屑。

4 三套礫巖沉積古環(huán)境的演化對比

4.1 沉積古環(huán)境垂向演化

圖2 研究區(qū)各組礫石長軸礫徑頻率分布直方圖Fig.2 Histogram map of long-axon size-frequency distribution of each formation gravels in study area

為了對各組礫巖有更精確地認(rèn)識，更好地對各組礫巖進行對比分析，我們對每一組礫巖礫石的礫徑進行了實地測量。根據(jù)每一套礫巖厚度的不同，選取的測量點也不同，每個測量點面積≥1 m2，測量時，每個點隨機選取約100個礫石。之后，對測量結(jié)果進行計算做出每套礫巖的長軸礫徑累積頻率曲線圖(圖3)以及每套礫巖礫態(tài)特征。

4.1.1 中部庫車河剖面

該剖面喀拉扎組可見礫石最大礫徑約60 mm，亞格列木組最大礫徑約400 mm，而巴什基奇克組最大礫徑達到了600 mm，結(jié)合圖2A、C、E，可知自下而上，礫徑變大，分選變差。該地區(qū)喀拉扎組與巴什基奇克組礫巖均為塊狀，無層理(圖版Ⅰ-A，Ⅰ-B)，礫石排列雜亂，沒有定向性，而亞格列木組礫巖具有一定的層理性(圖版Ⅰ-C)。說明，晚侏羅世至早白堊世晚期山體隆升強烈，并向盆地中心移動，物源逐漸推進的演化過程。

圖版Ⅰ 庫車坳陷中西部地區(qū)各組礫巖野外露頭礫徑、礫態(tài)特征

圖版Ⅱ 研究區(qū)各組礫巖礫石鏡下顯微結(jié)構(gòu)特征

從中部庫車河剖面巖性柱狀圖中(圖4)可以看出，三套礫巖厚度由晚侏羅時期的11 m增厚至早白堊世初期的41.1 m，到早白堊世末期礫巖厚度達到了65 m。說明不同時期礫巖沉積體規(guī)模不同，這也反映了不同時間段構(gòu)造活動劇烈程度及持續(xù)時間有較大差異。自下而上，礫巖顏色依次為紅褐色→灰綠色→紅褐色、褐色，巖石顏色的轉(zhuǎn)變說明，庫車坳陷中部地區(qū)在不同時期氣候發(fā)生了較大的變化，在晚侏羅時期氣候干旱、炎熱，早白堊世初期氣候則相對較為潮濕，而到了早白堊世末又轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊?、半干旱氣候?/p>

4.1.2 西部卡普沙良剖面

在對該剖面礫石礫徑測量過程中，喀拉扎組可見最大礫石直徑約400 mm，亞格列木組約40 mm，巴什基奇克組約320 mm，由圖2B、D、F，可以看出，三套礫巖礫徑分布范圍相差較大，相比之下，亞格列木組礫巖分選性相對最好。據(jù)圖5分析可知，該剖面最為顯著的特點是三套礫巖無論是單層厚度還是總厚度相差都極為懸殊，喀拉扎組礫巖厚約11 m，亞格列木組礫巖厚度僅為3 m，而巴什基奇克組礫巖厚度卻達到了329.4 m。沉積物研究表明，卡普沙良河沉積相變化較大，自下而上為辮狀河沉積→濁積扇沉積→大規(guī)模沖積扇沉積。說明不同時期西部地區(qū)構(gòu)造活動強度差異遠(yuǎn)大于中部地區(qū)。

從本剖面巖性柱狀圖(圖5)上可以看出，喀拉扎組礫巖顏色為褐灰色，而亞格列木組、巴什基奇克組礫巖顏色與庫車河剖面一致分別為褐色、灰綠色及褐紅色。說明在庫車坳陷西部地區(qū)晚侏羅世末期為半干旱氣候，早白堊世時期中西部地區(qū)的氣候一致。因此，可以看出庫車前陸盆地中西部地區(qū)古氣候垂向變化一致。

4.2 沉積古環(huán)境橫向?qū)Ρ?/h3>

庫車坳陷中西部地區(qū)由于地理位置、古地貌特征、構(gòu)造活動等因素的不同，其沉積古環(huán)境的演化特征在橫向上有一定差異，因此，我們對同一時期不同地區(qū)的礫巖沉積古環(huán)境進行了對比研究。

4.2.1 喀拉扎組礫巖

從兩個剖面喀拉扎組礫巖礫石長軸礫徑頻率分布直方圖(圖2A，B)中可以看出，庫車剖面礫石礫徑主要集中在23～31 mm，而卡普沙良剖面礫石主要礫徑為12～29 mm。從兩個剖面長軸礫徑累積頻率曲線圖(圖3A，B)中可知，盆地中西部礫石礫徑分布范圍較大，可見兩個地區(qū)礫巖分選性普遍較差。由表4中可以看出，兩個地區(qū)礫巖扁度與球度較為一致，由礫態(tài)比值可知，兩地礫石均為不等軸狀，這與野外實地所見礫石特征相一致。

圖3 庫車坳陷中西部地區(qū)各組礫巖礫石長軸礫徑累積頻率曲線Fig.3 Curvilinear map of long-axon size-frequency distribution of each formation gravels in middle-western Kuqa depression

圖4 庫車河剖面喀拉扎組—亞格列木組—巴什基奇克組巖性柱狀圖Fig.4 Lithological column of Kalazha Formation-Yageliemu Formation-Bashijiqike Formation in Kuqa river section

圖5 卡普沙良河剖面喀拉扎組—亞格列木組—巴什基奇克組巖性柱狀圖Fig.5 Lithological column of Kalazha Formation-Yageliemu Formation-Bashijiqike Formation in Kapushaliang river section

庫車前陸盆地中西部地區(qū)喀拉扎組礫巖均以褐色為主，結(jié)合區(qū)域孢粉化石資料，可知晚侏羅世末期中西部地區(qū)氣候特征一致，均為干旱、半干旱氣候。由圖4、圖5可知，庫車河喀拉扎組地層全部為礫巖，且礫石雜亂、分選差，表現(xiàn)出顯著地沖積扇沉積特征?？ㄆ丈沉嫉貐^(qū)僅在喀拉扎組底部出露多期礫巖，沉積厚度小，上部為灰色粗砂巖、中—細(xì)砂巖，該套砂巖交錯層理及平行層理發(fā)育，且見蟲孔。同時，上部可見沖刷面，沖刷面底部發(fā)育滯留礫石，頂部為泥粉砂巖，呈向上變細(xì)的正韻律特征，屬于辮狀河沉積體系［13，14］。

4.2.2 亞格列木組礫巖對比

由亞格列木組礫石長軸礫徑累積頻率曲線圖(圖3C，D)可以看出，中部庫車河地區(qū)該套礫巖礫徑分布范圍明顯大于西部，前者礫徑累積頻率曲線形態(tài)較后者陡峭，可知庫車坳陷中部礫巖分選性比西部差。由亞格列木組礫巖礫態(tài)特征(表4)可知，兩個剖面礫巖都以不等軸狀為主，由礫態(tài)比值可知，中部地區(qū)比西部地區(qū)礫石的不等軸性表現(xiàn)更顯著。

研究區(qū)亞格列木組礫巖、砂巖均為灰綠色，說明此時庫車坳陷中西部地區(qū)氣候都比較溫暖、濕潤。庫車坳陷中部庫車河地區(qū)亞格列木組礫巖發(fā)育于該組下部，前述已知，屬于沖積扇礫巖，上部則為底礫巖—含礫粗砂巖、粗砂巖正粒序特征，為辮狀河道沉積。而西部卡普沙良河地區(qū)礫巖則主要以砂礫混合帶形式分布于該組下部，單層砂—礫混合帶厚約30～60 cm，河道底礫巖多期充填，礫巖之上有明顯的濁流沉積，該組上部總體為細(xì)粉砂巖與泥巖、頁巖互層沉積，重荷模發(fā)育，因此，庫車坳陷西部亞格列木組礫巖為濁積扇辮狀水道沉積礫巖。

4.2.3 巴什基奇克組礫巖對比

庫車坳陷中西部巴什基奇克組礫巖的共同點是均為紅褐色、褐色，可見到了白堊世末期，兩個地區(qū)都比較炎熱，均處于干旱、半干旱環(huán)境之中。

不同點是中部地區(qū)巴什基奇克組礫巖礫徑分布范圍比西部地區(qū)小(圖3E，F(xiàn))，前者長軸礫徑累積頻率曲線形態(tài)比后者要平緩，說明，西部卡普沙良地區(qū)在該組礫巖分選更差。庫車坳陷中部庫車地區(qū)巴什基奇克組礫巖礫態(tài)比值為4.41(表4)，在三個組所有礫巖礫態(tài)比值中最大，可見巴什基奇克時期，中部庫車河地區(qū)礫巖不等軸性最明顯。由圖4、圖5可以看出，西部地區(qū)巴什基奇克組礫巖為巨厚層塊狀，層理不發(fā)育。而中部地區(qū)礫巖厚度遠(yuǎn)小于卡普沙良地區(qū)，發(fā)育于該組下部，礫石分布雜亂，無明顯定向性，兩個地區(qū)礫巖均表現(xiàn)出沖積扇特征，但西部地區(qū)沖積扇沉積規(guī)模更大。

此外，庫車坳陷中西部地區(qū)三套礫巖厚度不同不但與構(gòu)造作用有關(guān)，還與物源區(qū)供給有關(guān)?？M物源區(qū)為再造山旋回帶，屬于南天山碰撞造山帶，物源單一。因此，該組中西部地區(qū)在喀拉扎時期礫巖沉積厚度相同。而亞格列木組沉積物來源于兩個物源區(qū)，一是北部天山物源區(qū)，二是西部溫宿凸起物源區(qū)。巴什基奇克組地層沉積則為多物源供給結(jié)果，其中北部造山帶和西部溫宿凸起為主要物源區(qū)，而中部凹陷區(qū)則為次要物源區(qū)［15］，因此，庫車坳陷中西部地區(qū)巴什基奇克組沉積厚度都比較厚，但兩個地區(qū)沉積厚度卻存在差異。再者，由沉積古環(huán)境分析可知，卡普沙良河剖面在早白堊世發(fā)育濁流沉積—巨厚沖積扇沉積，表明此時期該地區(qū)構(gòu)造沉降幅度大，發(fā)育深水沉積環(huán)境;而東部庫車河地區(qū)構(gòu)造沉降幅度較小為辮狀河—沖積扇的較淺水沉積。

表4 研究區(qū)各組礫巖礫態(tài)特征Table 4 Psephitic features of each formation gravels in study area

5 礫巖的構(gòu)造意義

研究區(qū)三套礫巖均為陸相粗碎屑沉積，這些特征沉積物形成于特殊的盆地背景，能夠反映沉積與構(gòu)造的演化關(guān)系，構(gòu)造活動直接控制著礫巖沉積體系的建設(shè)，是礫巖體形成的根本原因之一。

5.1 喀拉扎組礫巖的構(gòu)造意義

喀拉扎組與下伏齊古組呈整合接觸，但是兩者之間沉積物的成份成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度以及沉積構(gòu)造等都發(fā)生了重大的改變，沉積體系由濱湖—淺湖相轉(zhuǎn)變?yōu)闆_積扇相，表面上是沉積構(gòu)造的轉(zhuǎn)變，實際上則包含了地層內(nèi)部由構(gòu)造作用引起的盆地北部抬升，構(gòu)造活動性增強和盆地邊緣坡度急劇變陡的過程［16］。

早侏羅世時，盆地處于相對靜止時期，也就是在此時天山造山帶南北兩側(cè)的山前帶形成了一套厚3 000～5 000 m陸源碎屑含煤沉積［17］。而從中侏羅世后期至晚侏羅世，天山開始廣泛的隆升，晚侏羅世末，南北造山帶逆沖活動加劇，造成物源區(qū)強烈抬升，以及邊緣基底的快速沉降，提供了較大的充填空間。與此同時，盆緣坡度也在不斷增大，使整個坳陷呈現(xiàn)出北陡南緩的地勢形態(tài)，而能證明這一地形的直接證據(jù)就是水體古流向。所測得研究區(qū)喀拉扎組礫石最大扁平面產(chǎn)狀的數(shù)據(jù)表明，庫車坳陷中西部地區(qū)喀拉扎組古流向為190°～212°，水流主體自北向南。

因此，在充足的碎屑補給以及強烈的地形差等關(guān)鍵性因素的控制下，該組充填了厚層的礫巖沉積，這標(biāo)志著侏羅世末庫車坳陷由寧靜期向活動期的轉(zhuǎn)變，這也是庫車坳陷進入下一輪沉降的開始。

5.2 亞格列木組礫巖構(gòu)造意義

晚侏羅世時地層大面積上升，使得喀拉扎組地層不同程度的缺失，因此，亞格列木組與下伏地層上侏羅統(tǒng)喀拉扎組呈不整合接觸，這種區(qū)域上的下白堊統(tǒng)與上侏羅統(tǒng)的不整合可能與羌塘南側(cè)陸緣與岡底斯弧在侏羅紀(jì)末期的碰撞有關(guān)，而在此沉積間斷之上的亞格列木組礫質(zhì)粗碎屑沉積暗示著新一幕構(gòu)造活動導(dǎo)致盆緣坡度急劇變陡的過程［18］。

白堊紀(jì)初期南天山造山帶的強烈逆沖，造山帶構(gòu)造負(fù)荷的快速加載引起巖石撓曲、加速下沉，使得盆緣坡度急劇變陡，巨大的沉積空間及較高角度的陡坡帶是亞格列木組礫巖主要分布在坳陷北緣的主要原因。根據(jù)對庫車河地區(qū)及卡普沙良河地區(qū)礫石最大扁平面產(chǎn)狀的測量，庫車坳陷中西部地區(qū)亞格列木組古流向為 195°～218°、170°～177°，可見，自北向南的古流向是逆沖作用使研究區(qū)形成北高南低陡坡帶的直接證據(jù)。

因此，亞格列木組礫巖沉積是逆沖推覆重新活動的標(biāo)志，也是對逆沖推覆作用“盆山耦合”［19］關(guān)系的反映。由該套礫巖［9］之上的細(xì)砂巖、粉砂巖甚至粉砂質(zhì)泥巖沉積可以看出，白堊紀(jì)初期沉積體系由沖積扇向扇三角洲相、濁積扇相、淺湖相、半深湖相沉積演化，該套沉積演化序列也說明此時南天山逆沖減弱，庫車坳陷大幅度沉降，表明本組礫巖為構(gòu)造活動期的沉積響應(yīng)。

5.3 巴什基奇克組礫巖構(gòu)造意義

盡管本組礫巖與亞格列木組礫巖同為下白堊統(tǒng)粗碎屑沉積，沉積物成份及結(jié)構(gòu)也相似，但二者完全是盆地在不同時期因不同性質(zhì)的構(gòu)造活動而形成的，它們所反映的盆山耦合關(guān)系是不同的。

由前文可知，巴什基奇克組地層與下伏的巴西蓋組地層為整合接觸關(guān)系。庫車坳陷中西部地區(qū)巴西蓋組上部巖性主要為褐色、褐紅色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，粉砂巖中平行層理發(fā)育，說明巴西蓋組末期水體較深，盆地北部處于沉降狀態(tài)，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，此時塔北隆起處于隆升狀態(tài)。而巴什基奇克組下部巖性為褐色、褐紅色厚層礫巖、粗砂巖沉積，兩組沉積體結(jié)構(gòu)與成份上跳躍性的轉(zhuǎn)變說明，此時盆地北部開始隆升，塔北隆起開始沉降。例如，對研究區(qū)巴什基奇克組礫巖礫石最大扁平面產(chǎn)狀進行測量，該時期庫車坳陷中西部古流向為157°～175°、188°～211°，說明此時古流向主體由北向南，地層格架為北高南低。

造成地層格局大幅度改變的主要原因是早白堊世末期至巴什基奇克組沉積時期，南天山逆沖作用減弱，巖石圈受到來自南天山的構(gòu)造應(yīng)力減小，剝蝕作用使巖石圈負(fù)荷減小導(dǎo)致地層回彈隆升，同時塔北隆起開始沉降［12］，形成現(xiàn)今的盆地格局。另外，早白堊世初期南天山的逆沖作用致使研究區(qū)缺失上白堊統(tǒng)地層。因此，本組礫巖為構(gòu)造寧靜期的沉積響應(yīng)產(chǎn)物。

6 結(jié)論

庫車前陸盆地中部庫車河地區(qū)和西部卡普沙良河地區(qū)的三套礫巖，成份復(fù)雜多樣，各不相同，礫石整體分選性和磨圓度都比較差，部分層位磨圓中等，均表現(xiàn)出較低的成份成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度。在南北方向上，三個組地層在天山山前沉積厚度最大，向南厚度減小，而在東西方向上喀拉扎組及巴什基奇克組地層中部厚度均小于西部，亞格列木組地層則表現(xiàn)出厚薄交替變化的趨勢。三套礫巖上述特征表明:(1)沉積相不同，喀拉扎組礫巖和巴什基奇克組礫巖為大規(guī)模沖積扇沉積，而亞格列木組礫巖在庫車河地區(qū)為辮狀河沉積，在卡普沙良河地區(qū)為濁積扇沉積;(2)沉積物源不同，區(qū)域資料表明晚侏羅統(tǒng)喀拉扎組礫巖為單一物源，而下白堊統(tǒng)兩套礫巖均具有多物源性，但是，三套礫巖主要物源區(qū)均為南天山造山帶;(3)沉積古氣候不同，庫車前陸盆地在晚侏羅世時期為干旱、半干旱氣候，在早白堊世初期演變?yōu)闇嘏?、濕潤，而到了早白堊世末期氣候又轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊?、炎?(4)反映的構(gòu)造活動意義不同，喀拉扎組礫巖是庫車前陸盆地晚侏羅世末寧靜期的結(jié)束，活動期的開始;亞格列木組礫巖是侏羅系和白堊系之間標(biāo)志性的分界線，不但代表了逆沖推覆活動的開始，也標(biāo)志著庫車前陸盆地差異沉積的開始;而作為下白堊統(tǒng)最頂部的一套粗碎屑沉積，巴什基奇克組礫巖是庫車前陸盆地在早白堊世時期構(gòu)造活動結(jié)束的標(biāo)志。

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