新疆上石炭统柳树沟组岩石特征和其沉积环境

摘要：新疆上石炭统柳树沟组沉积环境为滨浅海沉积环境，本次调查通过大量的实测剖面和主干路线，确定该套地层岩石组合为一套火山岩、正常沉积岩、火山碎屑岩组合。根据该组岩石组合及大量化石，定该组的沉积环境为滨浅海沉积环境。

关键字：上石炭统，柳树沟组，沉积环境

0 分布概况及接触关系

图区柳树沟组分布较广，总体围绕在七角井大向斜的外围。在七角井大向斜的南北两翼分别被巴里坤塔格北缘大断裂和红井子大断裂将其与七角井组分隔；在七角井向斜的东部杨起端，也因奥陶系、泥盆系的出露，而未见其与七角井组的直接接触。区域上柳树沟组与下伏下石炭统以及泥盆系、奥陶系为角度不整合或断层接触，其上被上石炭统祁家沟组以平行不整合覆盖。在空间上与七角井组成为同时异相沉积，七角井组为裂谷中心相，柳树沟组为裂谷边缘相。

1 岩石学特征

本次调查通过大量实测剖面和主干路线控制，根据这些剖面上提供的岩石组合、构造变形特征及古生物化石资料，可将柳树沟组进一步划分为3段。

柳树沟组一段：以基性火山喷发岩和基性火山碎屑岩为主夹少量中性火山岩。岩性主要为杏仁状玄武岩、玄武质沉凝灰岩、玄武质火山角砾岩、玄武安山质火山集块岩等夹安山岩、安山质火山角砾岩等。

柳树沟组二段：以中基性火山溢流相岩石为主夹少量基性喷发岩及正常沉积岩。其岩石组合为玄武岩、辉斑玄武岩、杏仁状玄武岩、杏仁状玄武安山岩、角砾熔岩、玄武安山质角砾凝灰岩、玄武安山质角砾集块岩、粗安岩、辉石粗安岩、复成分砾岩、中粗粒岩屑砂岩、粉砂岩等。

柳树沟组三段：以正常沉积碎屑岩和火山碎屑岩为主夹少量中酸性火山喷发岩。其岩石组合主要为砾岩、含砾砂岩、砂岩、泥岩、灰岩、凝灰质粉砂岩、凝灰岩、火山角砾岩等夹流纹岩、流纹质角砾凝灰熔岩、流纹质熔结角砾凝灰岩、粗面岩、霏细岩等。

现将主要岩石的岩石学特征介绍如下：

安山岩：岩石的主要斑晶为自行斜长石，粒径约2-3.5mm，呈柱状，宽板状，以中长石为主。基质中的斜长石微晶呈半平行排练，微晶之间有较多的隐晶质充填，斜长石牌号以中长石为主。

安山质火山角砾岩：岩石主要有安山质的岩屑组成，火山碎屑物>80%。岩屑粒径大小悬殊3-15mm，为次棱角状。安山岩岩屑多以玻基斑状结构为主，斜长石以中长石为主，自行程度高，半定向分布于玻璃质中，粗面安山岩岩屑较大，斑晶斜长石以纳-更长石为主，长柱状、板状长石，自行好，已蚀变，仅保留结构特征的角闪石。

玄武岩：岩石斑晶以斜长石为主，多呈柱状，板状，半自行-自行，粒径约1.2-2mm，斜长石以拉长石，中长石为主，发育卡纳复合双晶，环带，因受到基质溶蚀，斜长石两头圆化，个别呈次圆状。辉石以单斜辉石为主，大多为它形粒状，发育有暗化边，也受基质溶蚀成港湾状，圆滑状，部分为蚀变残余。

安山粗面岩：岩石总体为斑状结构，基质中为安山结构与粗面结构的过渡类型，内部孔洞与裂隙发育，孔洞内充填物有石英、绿泥石和碳酸盐矿物，绿泥石在孔洞中心，呈花瓣状，十字消光发育，碳酸盐在其外围呈它形，较晚为石英小颗粒在最外围，且裂隙中多为石英细脉。

安山质溶结角砾岩：岩石有大量安山质火山角砾、斜长石晶屑、细火山灰等塑性碎屑相互溶结而成，火山碎屑中角砾均为塑性变形特征，晶屑为中长石，火山灰中脱玻化作用较强，岩石中裂隙发育，其中充填长英质脉体或碳酸盐脉，碳酸盐矿物交代石英，在角砾中长石微晶及斜长石晶屑表面碳酸盐化蚀变作用较强。安山质角砾中长石微晶多为中-更长石，定向排列较好，有假流动状态，熔岩溶结角砾，颜色不同为氧化程度有所差别，晶屑中长石具环带且为自形。

流纹岩：岩石内以隐晶质为主要组成部分，含少量熔岩团块，整体呈流动构造，孔洞和裂隙及其发育，内多充填石英颗粒、绿泥石或碳酸盐矿物，主要为后期岩石经蚀变作用形成，此外，岩石内局部褐铁矿化作用较强，表明岩石经历过较强的氧化环境作用，熔岩团块呈似流动状，两侧明显有大小区别，较大的一侧为其流动方向，内部有析晶现象。

2 时代讨论

在柳树沟组中发现有大量植物化石和动物化石，植物包括Mesocalamites（中芦木）、Calamites（芦木）、、Archaeocalamites hamiensis sp. nov.（哈密古芦木）、Lepidodendron ninghsiaense Sze et Lee（宁夏鳞木）；动物化石包括Marginifera sp.（围脊贝），Syringothyris aermantaiensis（管孔石燕），Dictyoclostus semireticularis（网格长身贝），Cyclocyclicus sp.（海百合茎），Fenestella sp.（窗格苔藓虫）等。该化石组合指示该套地层的地质时代应属晚石炭世早期。

3 形成环境分析

从柳树沟组整套岩石组合分析，晚石炭世早期的趋势为：开始为海相沉积夹基性-中基性爆发相、喷溢相、溢流相火山岩；随后以基性-中基性火山溢流相、喷溢相、爆发相火山岩为主，酸性火山岩相次之，间夹少量浅海相沉积物；最后以酸性火山岩溢流相、喷溢相、爆发相为主，中-基性火山岩喷溢相、爆发相次之，偶夹海相碎屑岩；总体上构成从基性-中基性到酸性的火山喷发旋回。

综合以上古生物化石和岩性岩相特征，表明柳树沟组总体处于裂谷边缘的滨浅海沉积环境，与七角井组为同时异相沉积。

参考文献

[1] 高景刚. 新疆博格达东缘色皮口地区柳树沟组流纹岩地球化学、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地质意义 [J]. 地质与勘探， 2013（4）.

[2] 王金荣. 新疆博格达造山带晚古生代构造-岩浆演化过程：火山岩组合及地球化学证据 [J]. 岩石学报， 2010（4）.

[3] 梁婷. 博格达山东段石炭纪火山岩地球化学及构造属性[J]. 新疆地质， 2011（3）.

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