准噶尔盆地西北缘二叠系- 下侏罗统碎屑岩骨架组分及其物源与构造背景演化示踪

紧邻西准噶尔造山带的准噶尔盆地西北缘多年勘探钻揭了二叠系-下侏罗统砂砾岩地层,这为源-汇系统研究提供了较齐全的沉积记录。笔者基于砂砾岩43个岩心和37个薄片样品,采用岩心观察与镜下碎屑骨架成分统计、多类型碎屑及端元成分分析、典型物源区碎屑组合模式及特征参数分析等多种方法,对其物源类型与构造背景演化开展了全层系示踪。其砂砾岩骨架碎屑组成较为复杂,砾石成分有岩浆岩砾石(30%～80%)、沉积岩砾石(10%～40%)、变质岩砾石(0%～30%)三类;岩屑成分均以凝灰质、安山质、霏细岩类岩浆岩岩屑和砂泥岩、粉砂质粘土岩、燧石类沉积岩屑为主,仅见少量石英岩、片岩岩屑,表明本区物源主要来自岩浆岩分布区,也有遭剥蚀再沉积的物源供应。其沉积物源主要来自西准噶尔造山带(扎依尔山、哈拉阿拉特山和德仑山),沉积记录反映了物源区母岩类型、组合特征及其隆升剥蚀过程。由二叠系至下侏罗统,砾岩碎屑组分和含量变化呈现"两个组骤变、三段式增减"的特点,砂岩碎屑成分和含量也有变化,表明源-汇系统经历了多次构造抬升与沉降、深部岩石被多次暴露剥蚀与沉积的幕式演化。划分出P_1j-P_1f、P_2w、P_3w、T_1b-T_2k、J_1b-J_1s五个构造-碎屑沉积响应旋回,其中P_2w旋回和P_3w旋回,火山岩和沉积岩砾石含量彼此消长和跳跃式变化,反映构造活跃和快速堆积;P_1j-P_1f、T_1bT_2k、J_1b-J_1s三个旋回,火成岩和沉积岩砾石含量均呈由高到低减少趋势,显示早期构造活跃、晚期沉积稳定的构造-碎屑沉积响应。准噶尔盆地西北缘在二叠纪伸展—挤压→三叠纪继承性挤压→早侏罗世弱伸展的构造演化发展中,物源区构造背景经历了由弧造山带→弧造山带+冲断造山带→未切割弧造山带及碰撞造山带→切割弧造山带+冲断造山带+基底隆起区的发展演变,物源类型组合经历了由单陆源为主→陆源+内源叠加→多陆源为主→多陆源+再旋回物源混合的演化和响应。该成果为原型盆地和区域地质演化分析提供了新的依据,为油气勘探和矿产预测提供了基础资料。

Skeleton components of Permian- Lower Jurassic clastic rocks in NW margin of Junggar basin: tracing to provenance and tectonic settings evolution