晚石炭世早期古地理

晚石炭世岩相古地理背景是早石炭世未期古亚洲洋最终闭合成陆后, 前期的板块边界力减弱或解除, 增厚的岩石圈或造山带在其自重力作用下发生伸展塌陷, 形成一系列裂陷槽、裂谷及陆缘坳陷。古地理总体具有北部陆相为主、南部海相为主的特征。北部裂谷区主要发育陆相沉积岩-火山岩组合; 南部裂陷槽、吐鲁番陆缘坳陷及伊宁裂谷主要发育海相沉积岩-火山岩组合 (图2-17)。

图2-17 新疆北部晚石炭世岩相古地理图

1. 晚石炭世早期古地理

早石炭世末发生的地壳运动主要影响新疆北部的部分地区, 使海陆分布有所变化, 准噶尔西缘及东北缘出现塔城陆和北塔山陆。准噶尔向北扩展为冲积平原, 南部陆缘略有北移。准噶尔-天山海北浅南深, 南天山海向西退缩, 中天山陆扩展并与塔北陆相连, 库鲁克塔为一小范围的残留海盆。新疆南部的塔里木海和昆仑海基本保持了早石炭世晚期的海域范围。这个时期的火山活动主要分布在准噶尔西部和东南部、伊犁海南部及山海槽。

海相活动类型沉积: 在西准噶尔柳树沟-成吉思汗山一带发育了半深海相的火山碎屑及陆源碎屑浊流为主的沉积, 下部为安山岩、玄武岩、硅质岩及铁质碧玉岩, 有滑塌作用和构造作用形成的灰岩块体, 有丰富的放射虫构成放射虫岩, 有深水相遗迹化石及芦木和孢粉化石, 厚度1572m。准噶尔-天山海东南部的觉洛塔格地区, 火山活动最为强烈, 沉积环境和岩相变化大。阿齐山一带发育发深浅海相沉积, 其下部为中酸性火山碎屑岩及灰岩, 上部以玄武岩及安山质凝灰岩为主, 夹少量灰岩, 含类、腕足类、珊瑚化石, 厚度2118m。苦水一带为半深海环境, 发育了巨厚的细碧-角斑岩建造, 夹灰岩薄层或凸镜体,顶部为含泥质条带硅质岩及钙质砂岩。该套地层下部向东相变为含炭质硅质岩至细碎屑岩, 灰岩中含类、腕足类、珊瑚化石, 厚度5000～8000m。雅满苏一带为浅海环境, 以安山安、玄武安山岩及其凝灰岩、灰岩为主, 其中库姆塔格局部地段于上部出现硅质-铁质白云岩 (含菱角矿) 及石膏; 该带北部以陆源碎屑岩为主, 含腕足类、珊瑚、菊石、类、双壳类、腹足类化石, 厚度1500～2800m。在伊犁海南部为伴随有火山活动的滨浅海环境, 依什基里克山一带火山活动较强, 以南火山活动减弱, 下部为砾岩、凝灰质砂岩、火山角砾岩夹泥岩, 泥岩中含少量腕足类、珊瑚化石, 上部为安山岩、流纹岩及凝灰岩,厚度800m。

海相过渡类型沉积: 在西准噶尔谢米斯台山一带以海陆交互相的砂岩、泥岩、页岩为主, 含植物化石, 其下部夹火山碎屑岩及安山岩, 厚度约3000m。东准噶尔卡拉麦里山南麓为海陆交互相碎屑岩夹灰岩, 其下部为陆相碎屑岩夹煤线, 含安加拉植物化石, 上部为滨浅海相碎屑岩夹泥质-砂质灰岩、生物灰岩, 含丰富的腕足类、珊瑚、类、菊石、双壳类、腹足类化石, 厚度1058m。纸房一带以滨浅海相火山碎屑岩及陆源碎屑岩为主, 其中下部为层凝灰岩夹凝灰质砂岩, 含植物化石, 上部为砂砾岩、砂岩、粉砂岩, 夹灰岩、层凝灰岩。碎屑岩中含植物化石, 灰岩中含腕足类、双壳类化石, 厚度1170m。哈尔里克山一带为滨浅海火山碎屑及陆源碎屑沉积, 其下部为火山角砾岩、凝灰质砂岩, 夹1层凝灰岩, 中上部为砂岩、粉砂岩, 夹泥质灰岩凸镜体, 含腕足类、腹足类、珊瑚及植物化石, 厚度约2000m。南准噶尔依连哈比尔尕-博格达山一带为浅海陆架环境, 其下部发育浅海安山质火山角砾岩、集块岩、中酸性凝灰岩, 夹层凝灰岩、安山岩及少量硅质岩、砂岩、粉砂岩和灰岩凸镜体, 含类、腕足类、珊瑚、菊石、腹足类化石, 厚度约为1100m。上部以浅海陆架相灰岩为主, 并有风瀑流作用, 有少量的凝灰质砂岩及安山岩夹层, 含类、腕足类、珊瑚、双壳类、苔藓虫化石, 厚度350m。

伊犁海北部海相过渡类型沉积, 以滨浅海相陆源碎屑岩及灰岩为主。在博罗科努山南坡及其以南与南部活动区的过渡地带, 陆源碎屑岩含凝灰质或出现流纹质凝灰岩, 灰岩多含有泥质或砂质。生物化石有腕足类、珊瑚、菊石、腹足类、双壳类、苔藓虫、海百合茎及少量类、植物, 厚度300～1000m。

2. 晚石炭世晚期古地理

晚石炭世晚期, 昆仑海海侵范围继续扩大, 南天山向椅坪一带扩展, 其他海区则发生海退, 海水变浅, 陆地面积明显扩大。晚石炭世早期末的地壳运动波及准噶尔及塔里木东部地区, 造成大部分区域晚期沉积缺失。南准噶尔、南天山、塔里木及昆仑的大部地区为连续沉积。这个时期的火山活动除了北山陆内裂谷最为强烈外, 在东昆仑托库孜达坂以南、西昆仑的奥依塔格局部地区也有较弱的或短暂的火山活动。

晚石炭世晚期, 该区局限于西准噶尔托里以南、南准噶尔依连哈比尔尕-博格达山、卡拉麦里及伊犁北部的博罗科努山等地区, 发育海相过渡类型沉积。

在西准噶尔托里以南的柳树沟一带为浅海-次深海环境, 以细碎屑沉积为主, 夹含放射虫硅质岩、玄武岩和铁碧玉岩及灰岩凸镜体, 生物稀少, 厚度752m。南准噶尔依连哈比尔尕—博格达山一带为水体逐渐加深的外陆棚环境, 以细碎屑岩和火山碎屑岩为主, 偶夹灰岩透镜体, 并见远源风暴岩。化石个别较晚石炭世早期变小, 含腕足类、珊瑚、菊石、双壳类、腹足类、三叶虫、苔藓虫、海百合茎及植物化石, 厚度238～294m。卡拉麦里一带发育滨浅海相陆源碎屑岩, 为砂岩、砾岩及泥质粉砂岩, 含腕足类、双壳类、藻类及植物化石, 厚度242～870m。伊犁北部的科古尔琴山及博罗科努山一带, 下部以砾岩和砂岩为主, 上部为灰岩、砂岩、凝灰砂岩, 夹少量粉砂岩或砾岩。灰岩中含珊瑚、腕足类、类、双壳类、腹足类化石, 厚度330～1370m。