曹遠(yuǎn)遠(yuǎn) 陳飛 趙斐

摘 ? 要：頭屯河組、齊古組、石樹溝組凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖及西山窯組玄武巖記錄了準(zhǔn)噶爾盆地中晚侏羅世火山事件，該火山事件為盆地內(nèi)中新生代地層侏羅紀(jì)巖漿鋯石提供了物源，導(dǎo)致盆地北緣中晚侏羅—早白堊世古地溫場呈高凸型特征。盆地北緣頭屯河組與西山窯組區(qū)域性不整合及西山窯組玄武巖噴發(fā)與燕山運動A幕（火山幕）相對應(yīng)。準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)構(gòu)造不整合、裂變徑跡記錄的構(gòu)造隆升、火山活動、盆地東部的逆沖斷裂遷移、沉積沉降中心遷移等均呈自北向南漸進過程，顯示主要受北方動力影響。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地;燕山運動;侏羅紀(jì);火山活動;不整合

燕山運動在中國北方東部誘發(fā)大量火山噴發(fā)，準(zhǔn)噶爾盆地燕山運動具有普遍性，但侏羅系記錄均為河湖沼相沉積。盆地內(nèi)中新生代砂巖中廣泛分布侏羅紀(jì)巖漿成因鋯石，顯示盆地存在中晚侏羅世火山巖漿活動，此類鋯石物源來自哪里？中生代南方特提斯域塊體向北俯沖碰撞，西伯利亞板塊向南擠壓，鄂霍次克板塊向西俯沖及西伯利亞板塊與蒙古-華北板塊的碰撞-拼貼等事件，準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)燕山運動的動力主要來自何方？基于此，本文從構(gòu)造不整合和火山活動角度討論準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)構(gòu)造巖漿活動。

1 ?地層記錄不整合

參照中國地層表（2014），準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)地層分為上、中、下3統(tǒng)，下侏羅統(tǒng)為八道灣組、三工河組，中侏羅統(tǒng)為西山窯組、頭屯河組，上侏羅統(tǒng)為齊古組和喀拉扎組，盆地東北緣頭屯河組+齊古組稱石樹溝組，前人曾將八道灣組、三工河組、西山窯組合稱水西溝群。黃迪穎在《中國侏羅紀(jì)綜合地層和時間框架》一文中利用同位素年代學(xué)和生物地層學(xué)新成果將中、上侏羅統(tǒng)各階位置大幅上移，將J/K界線從齊古組上部穿過、喀拉扎組歸于下白堊統(tǒng)[1]，本文侏羅紀(jì)時間框架參照黃迪穎認(rèn)識。

準(zhǔn)噶爾盆地及周緣地層區(qū)劃為克拉瑪依、烏倫古河、莫索灣、將軍廟、瑪納斯、吉木薩爾、沙爾布爾提山、瑪依力山、北塔山、卡拉麥里等地層小區(qū)（圖1）[2]。

準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系內(nèi)發(fā)育多套不整合，由上至下依次為：

齊古組與頭屯河組 ?西北緣克拉瑪依、腹地莫索灣等地層小區(qū)呈角度不整合、假整合，南緣瑪納斯地層小區(qū)西部吉爾格列河為角度不整合[3]，南緣東段為連續(xù)沉積，東北緣卡拉麥里南坡呈整合接觸。地震資料顯示石樹溝組內(nèi)部存在削截、上超、下超，頭屯河組頂與齊古組存在不整合[4-7]。

頭屯河組與西山窯組 ?北緣克拉瑪依、將軍廟地層小區(qū)為假整合、整合，盆地北緣瑪依力山、烏倫古河、北塔山、腹地莫索灣地層小區(qū)為角度不整合、整合;南緣西段瑪納斯地層小區(qū)以假整合、整合為主，南緣東段吉木薩爾地層小區(qū)為整合連續(xù)沉積[6]，

呈區(qū)域性不整合，在規(guī)模、強度上北緣大于南緣。

西山窯組與三工河組 ?東北緣北塔山地層小區(qū)為角度不整合、整合接觸，將軍廟地層小區(qū)西山窯組底部見明顯石英礫巖，盆地腹部莫索灣地層小區(qū)車-莫隆起的凸起高部位假整合[6-8]，盆地南緣及天山腹地后峽盆地、南天山庫米什盆地為連續(xù)沉積[9-10]。

三工河組與八道灣組 ?東北緣將軍廟地層小區(qū)為角度不整合、假整合，西北緣克拉瑪依地層小區(qū)呈假整合、整合接觸，其它地區(qū)均為連續(xù)沉積（圖2）[6]12。

準(zhǔn)噶爾盆地多期次構(gòu)造不整合整體上呈先北后南，北強于南，晚侏羅世以西段為主，同期盆地南緣及天山腹地山間盆地為連續(xù)沉積。推斷準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)構(gòu)造不整合主要受北方應(yīng)力影響。

2 ?裂變徑跡數(shù)據(jù)記錄構(gòu)造隆升

準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)裂變徑跡峰值年齡數(shù)據(jù)記錄盆地的構(gòu)造隆升，盆地北緣鋯石裂變徑跡峰值年齡為170 Ma、160 Ma，磷灰石裂變徑跡峰值年齡130 Ma，160 Ma裂變徑跡峰值年齡大致對應(yīng)于石樹溝群與西山窯組不整合，130 Ma裂變徑跡峰值年齡大致對應(yīng)吐魯谷群與石樹溝組構(gòu)造不整合[11-12]。

西天山、庫魯克塔格等少數(shù)地區(qū)記錄早、中侏羅世構(gòu)造隆升[13-14]，盆地南緣及天山系統(tǒng)的裂變徑跡年齡與熱演化模擬結(jié)果表明，天山陸內(nèi)造山帶侏羅紀(jì)明顯的隆升事件為晚侏羅世—早白堊紀(jì)[8，15-18]，大致與喀拉扎組與吐魯谷群區(qū)域不整合對應(yīng)。博格達山二疊紀(jì)凝灰?guī)r砂巖中磷灰石、鋯石裂變徑跡顯示博格達山150 Ma構(gòu)造復(fù)活隆升[19]。裂變徑跡峰值年齡數(shù)據(jù)顯示燕山期準(zhǔn)噶爾盆地北緣的構(gòu)造隆升始于中侏羅世，早于南緣的晚侏羅世。

3 ?地層記錄火山巖漿活動

準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)侵入巖發(fā)育較少，僅在盆地東北緣侏羅紀(jì)地層見石英輝綠巖脈、白榴堿玄巖脈，北塔山山前凹陷塔勒德一帶西山窯組煤層中見輝綠巖脈侵入（圖3），巖脈長30～100 m，寬0.3～2 m，脈巖走向與地層垂直，近直立，蝕變后為褐黃、黃棕色。輝綠巖脈周圍見烘烤現(xiàn)象，煤巖硬度增強，光澤變亮?。西北緣克拉瑪依西蚊子溝玄武巖呈夾層狀產(chǎn)于八道灣組下部，玄武巖與下伏砂巖層間有烘烤現(xiàn)象，40Ar-39Ar法年齡為（192.7±1.3） Ma[20]。

準(zhǔn)噶爾盆地東北緣西山窯組、西北緣八道灣地層遭玄武巖、脈巖烘烤，表明八道灣組、西山窯組沉積期之后的準(zhǔn)噶爾盆地明確存在火山巖漿活動。準(zhǔn)噶爾盆地頭屯河組、齊古組均有凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖分布[6，21]，瑪納斯河紅溝、頭屯河、大紅溝、水磨河剖面中齊古組頂、底均發(fā)育凝灰?guī)r夾層12。

紅溝剖面齊古組上部見3.95 m灰白色凝灰?guī)r、粉紅色凝灰質(zhì)砂巖，下部見2.72 m厚粉紅色薄層凝灰質(zhì)砂巖;頭屯河剖面齊古組下部見1.42 m厚灰白色凝灰?guī)r，上部見6.1 m厚灰白色薄層凝灰質(zhì)砂巖;大紅溝剖面齊古組上、下段見約10 m厚灰白色凝灰質(zhì)砂巖（圖4）[20-21]，東側(cè)水磨溝剖面為薄層凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖;喀拉扎山南部向斜南翼齊古組底部見0.4 m厚灰白色晶屑凝灰?guī)r;東北緣五彩灣一帶西大溝剖面石樹溝組上亞組，含肉紅色凝灰質(zhì)砂巖[22]，沙丘河西翼剖面齊古組見中厚層凝灰?guī)r，準(zhǔn)東井下齊古組見凝灰?guī)r[23]。

五彩灣硅化木-恐龍地質(zhì)公園中石樹溝群化石層之上厚約2 m的灰白色粉砂巖，經(jīng)薄片鑒定為凝灰?guī)r3。五彩灣沸石礦區(qū)石樹溝組上亞組火山碎屑巖經(jīng)蝕變、水解、脫?；研纬煞惺V（圖5）4，控制厚度約8 m，為玻屑凝灰質(zhì)沸石礦及玻屑、晶屑凝灰質(zhì)沸石礦，呈變余凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)[24]。

東北緣帳篷溝地區(qū)西山窯組上段玄武巖、火山碎屑巖，已水解蝕變?yōu)榕驖櫷?，?8 m。礦層上段為砂狀膨潤土，中段為角礫狀膨潤土，角礫一般為次棱角狀，由粘土化火山碎屑物和隱晶質(zhì)蒙脫石組成;下段為塊狀膨潤土，礦石中常見玄武巖的殘留體（圖6），帳篷溝膨潤土礦區(qū)地表見小規(guī)模玄武巖體5。沸石礦、膨潤土礦均由火山物質(zhì)水解蝕變形成，沸石巖變余凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)、膨潤土礦床火山角礫及殘余玄武巖團塊表明，火山活動是明確存在的。

4 ?巖漿鋯石記錄侏羅紀(jì)火山巖漿活動

盆地中新生代砂巖中獲得年齡為燕山期的巖漿成因特征的碎屑鋯石，反映出盆地存在燕山期火山巖漿活動。

盆地東北緣DB1井、Y1井、德倫山中新生代地層獲得鋯石U-Pb峰值年齡170 Ma、162 Ma、160 Ma、140 Ma，其中Y1井西山窯組白色砂巖中侏羅紀(jì)鋯石含量35%，代表燕山期構(gòu)造熱事件的巖漿活動[10-11，25-26]。帳篷溝地區(qū)卡拉麥里剖面獲得161 Ma鋯石年齡峰值數(shù)據(jù)[27]。

盆地南緣王家溝剖面獲得132 Ma、169 Ma峰值年齡數(shù)據(jù)[25];瑪納斯河剖面頭屯河組、呼圖壁組獲得年齡峰為170 Ma的碎屑鋯石[10，13，28]，齊古組獲得峰值年齡為159 Ma的碎屑鋯石，最年輕鋯石為151 Ma;頭屯河組獲得小峰值年齡168 Ma，東溝組獲得峰值年齡143 Ma碎屑鋯石;塔西河剖面獲得162 Ma、168 Ma鋯石年齡峰數(shù)據(jù);頭屯河剖面獲得161～148 Ma鋯石年齡，峰值年齡為153 Ma[29-30]。齊古斷褶帶侏羅紀(jì)鋯石獲得150 Ma、154 Ma年齡峰數(shù)據(jù)，阜康斷裂帶侏羅紀(jì)鋯石157 Ma、163 Ma年齡峰數(shù)據(jù)[31]。

5 ?討論

5.1 ?構(gòu)造變形主要動力方向

中下侏羅統(tǒng)盆地北緣發(fā)育不整合構(gòu)造，同期盆地南緣及南側(cè)北天山后峽盆地、南天山庫米什盆地發(fā)現(xiàn)區(qū)域性不整合，中侏羅統(tǒng)西山窯組與上侏羅統(tǒng)頭屯河組不整合，在規(guī)模、強度上北緣大于南緣，上侏羅統(tǒng)北緣地層缺失。多期次構(gòu)造不整合發(fā)展順序為先北后南，變形強度北強于南;早—中侏羅世普遍遭受由北至南的推覆[32]，盆地內(nèi)逆沖斷裂遷移，沉積沉降中心遷移，斷陷的萎縮與消亡等自北向南逐步變新[33];鋯石、磷灰石裂變徑跡峰值年齡記錄準(zhǔn)噶爾盆地北緣物源區(qū)隆升始于中侏羅世，早于南緣。物源區(qū)隆升始于晚侏羅世—早白堊紀(jì)，北緣早于南緣。盆地火山活動北緣始于中侏羅統(tǒng)西山窯組沉積晚期，南緣始于上侏羅統(tǒng)頭屯河組。北緣存在以玄武巖為代表的中央相火山噴發(fā)，南緣僅存在凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖記錄。在火山活動時間、強度上，北緣早于南緣，強于南緣。

侏羅紀(jì)中國西部雖受南方新特提斯洋活動，拉薩陸塊向北漂移，拼合到亞洲陸塊上，遠(yuǎn)程效應(yīng)影響到準(zhǔn)噶爾盆地[34-35]，盆地受北方阿爾泰山和南方天山雙向擠壓[36]，但準(zhǔn)噶爾盆地燕山期構(gòu)造變形、盆地演化、火山巖漿活動均呈自北向南漸進式過程，這一系列由北至南的過程與燕山期中國北方表現(xiàn)為由北向南擠壓是高度吻合的[37]。

燕山期西伯利亞板塊向南擠壓，鄂霍茨克板塊和伊佐奈岐板塊向西俯沖、擠壓[35]，于中—晚侏羅世碰撞造山，造成向東開口的喇叭狀的蒙古-鄂霍茨克洋自西向東關(guān)閉[1]。由于自北向南、西早東晚的擠壓遠(yuǎn)程效應(yīng)，西段準(zhǔn)噶爾盆地為早—中侏羅世普遍遭受由北至南的推覆[30]，東段陰山-燕山地區(qū)晚侏羅世形成1 200 km推覆-隆升帶[38]。蒙古-鄂霍茨克洋的關(guān)閉控制著準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)燕山運動[1，39]。

5.2 ?中晚侏羅世火山事件

準(zhǔn)噶爾盆地東北緣卡拉麥里南坡帳篷溝西山窯組所記錄火山事件，火山物質(zhì)形成膨潤土礦層位于西山窯組煤層之上，噴發(fā)時代為西山窯組沉積期晚期，與同區(qū)中新生代砂巖中161 Ma峰值年齡的具巖漿特征的鋯石數(shù)據(jù)相吻合[25]。

火山物質(zhì)蝕變水解膨潤土礦層位于帳篷溝背斜的西山窯組煤層之上，背斜核部煤層剝蝕殆盡，兩翼煤礦均已露采。據(jù)煤田鉆孔揭露，上侏羅統(tǒng)石樹溝組下亞組、上亞組、白堊系吐魯谷群、新近紀(jì)、第四紀(jì)地層均超覆西山窯組之上，說明西山窯組沉積以來，該區(qū)持續(xù)隆升，西山窯組為周邊直接提供物源。盆地西北緣英1井、德倫山中新生代砂巖中獲得170～160 Ma碎屑鋯石峰值年齡，時間上大致與帳篷溝西山窯組含玄武巖火山層位對應(yīng)。通過鋯石原位微量元素研究，分析盆地北部中新生代地層中年齡為燕山期的碎屑鋯石所對應(yīng)的原巖中30%左右為玄武巖，這與帳篷溝西山窯組玄武巖很好對應(yīng)[25]。

盆地南緣頭屯河組晚侏羅世沉積期，卡拉麥里山向準(zhǔn)噶爾南緣提供物源，齊古組沉積期準(zhǔn)噶爾南緣西段四棵樹凹陷北部地區(qū)存在東北部和西北部兩支物源，南緣中段晚期主要受東北部物源影響[31，40]，盆地南緣所獲得170～150 Ma具巖漿特征的碎屑鋯石的物源很可能來自盆地北緣火山活動。

盆地北緣中晚侏羅世古地溫明顯高于早中侏羅統(tǒng)和白堊紀(jì)以來的地溫，高凸型古地溫場同樣記錄了西山窯組+石樹溝群火山熱事件[11]。古地溫?zé)崾纺M表明，北緣165～160 Ma存在磷灰石部分退火或完全退火的構(gòu)造熱事件[12]，與西山窯組火山事件吻合（圖7）[11-12，25-31]。

綜上，盆地中晚侏羅世火山巖漿活動獲得地層記錄、170～150 Ma碎屑鋯石峰值年齡數(shù)據(jù)、中晚侏羅世高凸型古地溫場的支持，可能直接導(dǎo)致北緣165～160 Ma磷灰石退火的熱事件。該火山巖漿活動可能與蒙古-鄂霍次洋因兩側(cè)地塊旋轉(zhuǎn)完成自西向東的關(guān)閉，準(zhǔn)噶爾盆地位于相反方向旋轉(zhuǎn)的陸緣交匯部位西側(cè)，因此與發(fā)生NS向的伸展有關(guān)[41]。

5.3 ?準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)燕山運動

瑪納斯階（頭屯河組）底界為中國北方一個區(qū)域性不整合面（約161 Ma的燕山運動火山幕，A2幕），燕遼地區(qū)為髫髻山組與海房溝組、龍門組不整合面[1]，準(zhǔn)噶爾盆地頭屯河組（石樹溝組下亞組）底部年齡約為161.2 Ma[30]，卡拉麥里南坡帳篷溝吐魯谷群和西山窯組中具巖漿特征鋯石的峰值年齡為161 Ma[27]，這些碎屑鋯石極有可能來自帳篷溝西山窯組煤層之上、緊鄰頭屯河組和西山窯不整合面的火山巖（已水解蝕變?yōu)榕驖櫷粒Ｒ虼?，?zhǔn)噶爾盆地頭屯河組與西山窯組不整合面及西山窯組上部火山巖，代表準(zhǔn)噶爾盆地燕山運動火山幕（A2幕）。

準(zhǔn)噶爾瑪依力山地層小區(qū)、北塔山地層小區(qū)，三工河組與西山窯組呈角度不整合?，斠懒ι降貙有^(qū)、克拉瑪依地層小區(qū)、北塔山地層小區(qū)，西山窯組底部礫巖，可能與燕山運動緒動幕（A1幕）的地殼抬升、剝蝕對應(yīng)。燕山運動B幕在燕遼地區(qū)為土城子組和張家口組-義縣組之間的角度不整合面，時代約為136～135 Ma[1]，在準(zhǔn)噶爾盆地為石樹溝組與吐谷魯群的不整合接觸。

6 ?結(jié)論

準(zhǔn)噶爾盆地中上侏羅統(tǒng)西山窯組上部、石樹溝組火山事件，導(dǎo)致盆地中晚侏羅世高凸型古地溫場的構(gòu)造熱事件，是盆地內(nèi)中新生代地層中燕山期巖漿鋯石的物源之一。盆地北緣火山活動較強烈，帳篷溝為噴發(fā)中心之一。盆地東北緣帳篷溝地區(qū)西山窯組上部含玄武巖的火山巖、頭屯河組與西山窯組呈不整合，為盆地燕山運動火山幕（A2幕）的記錄。

準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)燕山運動整體呈自北向南漸進式過程，動力主要來自北方擠壓，與西伯利亞板塊向南擠壓、鄂霍次克板塊向西俯沖及西伯利亞板塊與蒙古-華北板塊的碰撞-拼貼等事件在時空上近同期、相鄰，動力方向一致，可能是多塊體活動應(yīng)力傳遞、遠(yuǎn)程效應(yīng)的產(chǎn)物。

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