DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.03.010
中_新生代塔里木与中亚盐湖链蒸发岩沉积及其控制因素初探
曹养同1,2,刘成林2,颜辉3**,焦鹏程2,张华2,吕凤琳2, 丁婷4

1 长安大学地球科学与资源学院, 陕西 西安710054; 2 中国地质科学院矿产资源研究 所 国土资源部成矿作用 与资源评价重点实验室, 北京100037; 3 国投新疆罗布泊钾 盐有限责任公司, 新疆 喀密839000; 4 中国地质大学, 北京100083

通讯作者:颜辉

投稿时间:2015_04_30

录用时间:2016_02_20

摘要:全球性的构造运动末期一般伴着海退和干旱的气候环境,而蒸发岩沉 积与大地构造 条件紧密相关。中亚卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地、塔里木盆地自晚侏罗世至中新世 以来至少发生了3次大规模海侵_海退旋回,每次海侵_海退均受特提斯构造事件控制。卡拉 库 姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地为晚侏罗世—早白垩世蒸发岩沉积、塔里木盆地的莎车次 级盆地 为晚白垩世—古新世蒸发岩沉积,库车次级盆地为古新世—中新世蒸发岩沉积,形成特提斯 构造域自西向东蒸发岩沉积时代逐渐变新的盐湖链。中亚及塔里木盐湖链在海侵_海退旋回 的控制下,至少发生5次大规模的蒸发岩沉积,发育2种不同的蒸发岩沉积序列,分别对应3 次海退期蒸发岩沉积序列及2次断续海侵期蒸发岩沉积序列,具体为晚侏罗世晚期(海退期 )卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;早白垩世—晚白垩世早期(断续海 侵期) 阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;晚白垩世晚期(海退期)莎车次级盆地蒸发岩沉积;古新 世—中新世(断续海侵期)莎车次级盆地、库车次级盆地蒸发岩沉积;中新世晚期—上 新世早 期(海退期)库车次级盆地蒸发岩沉积。塔里木与中亚古盐湖发育受控于特提斯构造事件及 海侵_海退旋回,而海侵_海退旋回又控制2种不同的蒸发岩沉积序列。蒸发岩沉积序列、古 盐湖演化阶段、蒸发岩物质来源、沉积环境决定了盐类矿物沉积类型(单一化学岩型、陆缘 碎屑岩_化学岩型),卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地盐类矿物与塔里木盆地相比,种类 简单,反映了盆地化学岩与陆源碎屑_化学岩沉积的区别及后期构造运动对盐类矿物种类的 主控作用。
关键词: 盐湖链;蒸发岩;控制因素;塔里木;中亚
文章编号:0258_7106 (2016) 03_0591_14 中图分类号:P588.24+7 文献标志码:A
Research on evaporite deposit and its controlling factors for saline lake chai n of Tarim Basin and Central Asia Basin during Mesozoic_Cenozoic period
CAO YangTong1,2, LIU ChengLin2, YAN Hui3, JIAO PengCheng2, ZHANG Hua 2, L FengLin2 and DING Ting4

(1 School of Earth Sciences and Resources, Chang´an University, Xi´an 710054, Sh aanxi, China; 2 MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Inst itute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037, China; 3 SDIC Xinjiang Luobupo P otash Co., LTD, Hami 839000, Xinjiang, China; 4 China University of Geos ciences, Beijing 100083, China)

Abstract:The regressive and drought climate conditions always appear at the end of the gl obal tectonic movement, and the evaporite is related to the tectonic conditions. From Late Jurassic to Miocene there occurred at least three times of large_scal e transgression_regression cycles in the Karakum basin, Afghan_Tajik basin and T arim Basin, and each cycle was controlled by the Tethys tectonic events. The sal ine lake chain came into being by getting newer and newer period of evaporite de position from west to east in Tethys tectonic area, such as evaporite deposition from late Jurassic to early Cretaceous in Karakum basin and Afghan_Tajik basin, from late Cretaceous to Paleocene in Yakand secondary basin, and from Paleocene to Miocene in Kuqa secondary basin. These basins experienced at least five time s of mass deposition of the evaporate and developed two types of evaporite depos it series, corresponding to evaporite deposits in three times of regression pe riod and two times of transgression period. Evaporites in late Jurassic in Kar akum basin and Afghan_Tajik basin (regression period), evaporites in early Cretaceou s_late Cretaceous in Afghan_Tajik basin (transgression period), evaporites in la te Cretaceous in Shache Basin (regression period), evaporites in Paleocene_Mioce ne in Shache Basin and Kuqa Basin (transgression period), and evaporites in late Miocene_early Pliocene in Kuqa Basin are the evidence for the cycle. The evapor tie had to do with the upper Jurassic Gaoerda Formation and lower Cretaceous Alm allard formation. The evolution of ancient saline lake was controlled by the Tet hys tectonic events and transgression_regression cycles in central Asian basin a nd Tarim Basin. Two evaporite deposit series were controlled by transgression_re gression cycles. The sedimentary types of minerals, single chemical sedimentary rock and continental margin clastic_chemical sedimentary rock were decided by e volution stages of ancient saline lake, material sources and depositional enviro nment. Compared with things in Traim basin, the types of minerals of evaporites in Central Asia basin are not complex, implying the impact of late tectonic move ment on the saline mineral species and the difference between the chemical rock and the terrigenous_chemical deposit.
Key words: geology,salt lake chain, evaporites, controlling facto r,Tarim Basin, Central Asia.


        蒸发岩沉积通常与盆地所处的大地构造背景(构造事件、海侵_海退环境),盆地的封闭性 及物质来源(断续的海水补给)、极度干旱的气候条件有关。巨量蒸发岩沉积一般发生在全 球性的大地构造旋回末期,因为该时期构造活动逐渐变弱,一般伴随着全球性的海退及干旱 的气候条件(Warren,2010)。盆地的封闭性制约着蒸发岩沉积,大面积的预备盆地不需 要完全封闭使得蒸发岩物质来源受限,但对于石盐乃至钾盐沉积,则要求面积不大的封闭性 盆地。盆地沉积中心往往伴随着海退移动,但盆地海水的进退决定于局部构造活动,与全球 性海侵_海退并不完全一致(斯特拉霍夫,1954)。受局部构造运动制约,盆地基底地形对 卤水的演化具有控制作用,卤水一般流入沉积幅度大、沉积时间长的次级盆地中,形成古盐 湖浓缩中心次级分异,发育次级蒸发岩沉积盆地(袁见齐等,1983;袁见齐,1989;刘成林
        中亚卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地、塔里木的莎车次级盆地、库车次级 盆地的蒸发岩沉积与盆地所处的大地构造背景、海侵_海退旋回紧密相关。中亚卡拉库姆 塔里木古板块(何国琦等,1995)自中生代以来,发育一系列沉积盆地,自西向东依次为: 卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地、塔里木盆地(包括盆地西部的莎车次级盆地、东北部 的库车次级盆地)(冯锐等,1981)(图1),晚侏罗世—中新世以来,上述盆地发育不同 程度的蒸发岩沉积,自西向东成盐时代逐渐变新,形成一条盐湖链。如卡拉库姆盆地为晚侏 罗世成盐,阿富汗_塔吉克盆为晚侏罗世—早白垩世成盐,莎车次级盆地为晚白垩世—古新 世早期,库车次级盆地为古新世—中新世早期成盐(刘群等,1987)。
1盐湖链沉积背景
1.1盐湖链发育与构造事件、海侵_海退
        晚侏罗世早期,海侵自卡拉库姆盆地西南部进入,并到达塔里木盆地。卡拉库姆盆地、阿富 汗_塔吉克盆地、塔里木盆地发育一套碳酸盐岩建造。晚侏罗世晚期,冈瓦纳大陆北缘碎块 与欧亚大陆南缘碰撞,卡拉库姆盆地隆升,海水退却,卡拉库姆盆地发育海退期蒸发岩沉积 序列,古盐湖演化至干盐湖阶段,发育石盐和钾镁盐矿物沉积(如钾石盐、光卤石等),而 塔里木盆地沉积了齐古组、喀拉扎组红色碎屑岩建造(杨树峰等,2002)。
图 1蒸发岩盆地分布示意图 (据戴金星等,1995;贾承造等,2001修改)
     1—古生代褶皱带; 2—中新生代褶皱带; 3—中新生代盆地; 4—塔里木盆地; 5— 城市
Fig. 1Distribution of evaporite basins (modified after Dai et al., 1995; Jia et al., 2001)
     1—Palaeozoic fold belt; 2—Mesozoic_Cenozoic fold belt; 3—Mesozoic_Cenozoic ba sin; 4—Tarim Basin; 5—City
        早白垩世—晚白垩世早期,新特提斯洋壳向北俯冲,黑海_里海残余洋盆 扩大,受此构造事件影响,中亚与塔 里木的莎车次级盆地再次海侵。早白垩世早期,断续海侵环境下使得阿富汗_塔吉克盆地发 育湖相(阿尔木拉德组)硬石膏岩、石盐岩沉积(图2),形成断续海侵环 境下的蒸发岩 沉积序列。早白垩世晚期,海侵才到达莎车次级盆地,表现为克孜勒苏群上段中发现海绿石 及海相生物化石(王福同等,2006)。晚白垩世早期,莎车次级盆地发育库克拜组、乌依塔 克组、依格孜牙组碎屑岩_碳酸盐岩沉积。晚白垩世晚期,随着新特提斯洋关闭,并向北俯 冲于拉萨地体之下,塔里木的莎车次级盆地在海退环境下发育石膏岩、硬石膏岩、石盐岩沉 积(雍天寿,1984;钱自强等,1994),表现为晚白垩世末期吐依洛克组上部泥岩夹石盐岩 透镜体沉积,形成海退环境下的蒸发岩沉积序列。晚白垩世晚期,莎车次级盆地在海退环境 下 古盐湖演化虽然达到干盐湖阶段,但目前为止,仅发现石膏、硬石膏、石盐等盐类矿物,大 量的原生钾镁盐矿物还没有发现。
        古新世—中新世,黑海_里海残余洋盆再次扩大,中亚与塔 里木盆地再次遭受海侵。古新世早期,塔里木的莎车次级盆地在断续海侵环境下,阿尔塔什 组发育巨厚的石膏岩、硬石膏岩、石盐岩沉积,形成断续海侵环境下的蒸发岩沉积序列,断 续海侵环境使得阿尔塔什组蒸发岩沉积期,出现石膏岩夹薄层灰岩或泥岩沉积。古新世晚期 —始新世,塔里木盆地海侵范围扩大,海水沿南天山山前,经阿克苏柯坪一带,到达库车次 级盆地,表现为库车次级盆地库姆格列木群底部灰岩中出现海相生物化石,并在断续海侵环 境下发育石盐岩、石膏岩、泥岩、粉砂岩组合,形成断续海侵环境下以石膏岩、石盐岩为主 的蒸发岩沉积序列。
        渐新世—中新世,受印藏碰撞远距离效应的影响(郭令智等,1992),中 亚地区发生大规模海退,而塔里木盆地海水至少在始新世末期(34 Ma)退出库车次级盆地 ,库车次级盆地的苏维依组仅发育少量的石膏岩、泥岩沉积,库车次级盆地东部的阳霞凹陷 在海退环境下,中新世早期的吉迪克组发育巨厚的石膏岩、石盐岩沉积(曹养同等,2010a ),形成海退环境下的蒸发岩沉积序列。中新世初,吉沙尔西南大背斜隆起,使得卡拉库姆 盆地与阿富汗_塔吉克盆地分割开来(贾承造等,2001),印藏持续碰撞使得帕米尔凸起向 北西西逆冲,阿莱依地堑隆升,使得塔里木盆地与阿富汗_塔吉克盆地分割(Searle,1996 )。
        可见,晚侏罗世—中新世早期,受特提斯构造事件及海侵_海退影响,塔里木与中亚盆地发 生 蒸发岩沉积,自西向东在纵向上蒸发岩沉积时代逐渐变新,横向上蒸发岩沉积范围逐渐向东 扩展,塔里木与中亚盆地盐湖链逐渐形成。盐湖链发育与构造事件、海侵_海退关系见图2。
1.2蒸发岩沉积序列及海侵_海退旋回
        从盐湖链发育背景来看,中亚的卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地及塔里木盆地自晚侏罗 世至中新世早期以来至少发生3次大规模海侵_海退旋回,
图 2盐湖链发育与构造事件、海侵_海退关系(据钱自强等,1994;贾承造等,2001;曹 养同等,2010a绘制)
     1—砂砾岩; 2—含生物化石砂砾岩; 3—泥岩; 4—含膏泥岩; 5—灰岩; 6—石膏岩; 7—硬石膏岩; 8—石盐岩; 9—钾镁盐
     Fig. 2Correlations of tectonic events, transgression_regression, and formation of saline lake chains 
    (modified after Qian et al., 1994; Jia et al., 2001; Ca o et al., 2010a)
     1—Conglomerate; 2—Fossil_bearing conglomerate; 3—Mudstone; 4—Gypsum_bearing mudstone; 5—Limestone; 6—Gypsum; 7—Gypsum rock; 
    8—Salt rock; 9—K_Mg salt
表 1盐湖链盆地蒸发岩沉积序列及海侵_海退旋回
Table 1Saline lake chain basin evaporite sedimentary sequence and transgressiv e_regressive cycles
图 3中亚盆地主要构造分区及蒸发岩露头分布    (据钱自强等,1994)
     1—布哈尔_基发构造带; 2—木加尔布坳陷; 3—吉沙尔西南背斜;  4—阿富汗_ 塔吉克盆地; 5—盐膏点露头; 6—河流; 7—城市
Fig. 3Distribution of evaporite outcrops in central     Asian basin (after Qian et al., 1994)
     1—Buhaer_Jifa tectonic belt; 2—Mujiaerbu depression; 3—Jishaer NW_trending an ticline; 4—Afghan_Tajikistan basin; 5—Outcrops of salt and gypsum; 6— River; 7—City 
每次海侵_海退旋回均受特提斯构造事件控制,均伴随着蒸发岩沉积(图2),主要为3次 海退期蒸发岩沉 积及2次断续海侵期蒸发岩沉积(表1)。分别为: ① 晚侏罗世晚期海退期,海退期伴随着 卡拉库姆盆地、阿 富汗_塔吉克盆地高尔达克组蒸发岩沉积; ② 早白垩世—晚白垩世早期断续海侵期、 晚白垩世晚期海退期,早白垩世_晚白垩世早期断续海侵伴随着阿 富汗_塔吉克盆地阿尔木拉德组蒸发岩沉积,晚白垩世晚期海退期伴随着莎车次级盆地吐依 洛克组蒸发岩沉积; ③ 古新世_中新世断续海侵期、中新世晚期_上新世早期海退期,断续 海侵期伴随着莎车次级盆地阿尔塔什组、库车次级盆地库姆格列木群蒸 发岩沉积,海退期发育库车次级盆地苏维依组、吉迪 克组蒸发岩沉积。盐湖链盆地蒸发岩沉积及海侵_海退见表1。 
        从表1可以看出,塔里木与中亚盆地晚侏罗世—中新世早期以来至少发生5次大规模蒸发岩沉 积,发育2种不同的蒸发岩沉积序列(断续海侵期蒸发岩沉积序列及海退期蒸发岩沉积序列 ),包括3次海退期蒸发岩沉积及2次断续海侵期蒸发岩沉积。在特提斯不同地质历史时期不 同构造事件的控制下,中亚的卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地与塔里木的莎车次级盆地 、库车次级盆地每次海侵(海退)范围不同,导致上述盆地蒸发岩在沉积的时代及分布范围 上的差异(图2)。
2 中亚与塔里木盆地蒸发岩沉积
2.1中亚盆地蒸发岩沉积
        中亚蒸发岩盆地主要包括卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地,其晚侏罗世—早白垩世蒸发 岩 沉积主要分布于布哈拉_基发构造带、木加尔布坳陷、吉沙尔西南大背斜、阿富汗_塔吉克盆 地,盐点露头主要分布于卡拉库姆盆地阿姆河北东方向、阿富汗_塔吉克盆地的中东部(图3 )。中亚盐盆属于中、新生代发育的继承性盆地。卡拉库姆盆地和阿富汗_塔吉克盆地被吉 沙尔大背斜分割。早侏罗世开始横向断块的差异性升降运动,为后期蒸发岩沉积起了决定性 作用。
        依据卡拉库姆盆地中、新生代地层综合柱状图 (白国平等,2007)和卡拉库姆盆地查尔朱阶地剖面 地层柱状图(戴金星等,1995),绘制出卡拉库姆盆地蒸发岩地层沉积旋回图(图4),可 以看出卡拉库姆盆地中、新生代以来主要的蒸发岩沉积发生在晚侏罗 世,其蒸发岩沉积层位主要为上侏罗统的基末里阶和
图 4卡拉库姆盆地蒸发岩沉积特征
    (据戴金星等,1995;白国平等,2007资料绘制) 
     1—含砾粗砂岩; 2—粗砂岩; 3—粉砂岩; 4—泥岩; 5—灰岩; 
    6—泥灰岩; 7—石盐岩; 8—硬石膏岩
     Fig. 4Sedimentary characteristics of evoporites in Karakum 
    basin (modified a fter Dai et al., 1995; Bai et al., 2007)
     1—Conglomeratic gritstone; 2—Gritstone; 3—Siltstone; 
    4—Mudstone; 5—Limes tone; 6—Marl; 7—Salt rock; 8—Anhydrock
提塘阶(硬石膏岩和石盐岩沉积),层位与高尔达克组相当( 钱自强等,1994)。卡洛阶及其以下为碎 屑岩沉积,提塘阶上覆地层为下白垩统的贝利阿斯 阶,岩性主要为碎屑岩夹少量碳酸盐岩,提塘阶和贝利阿斯阶呈明显的角度不整合接触。自 卡洛阶至提塘阶,共发育一个蒸发岩沉积旋回,从卡洛阶时期的 碎屑岩,到牛津阶的碳酸盐岩夹泥灰岩,至基末里 阶和提塘阶时期的蒸发岩,再到贝利阿斯 阶底部发育含砾砂岩,反映 盆地水体自卡洛阶时期的淡水阶段 向牛津阶时期的微咸阶段、再到基末里阶和提塘阶 时期的咸水乃至盐水阶段转化,至提塘阶末期又转为淡水阶段,完成一个从碎屑岩_灰岩_蒸 发岩, 再到碎屑岩的蒸发岩沉积旋回,反映了盐湖水体淡—咸—盐—淡的变化规律。
        据阿富汗_塔吉克盆地中、新生代地层沉积特征(钱自强等,1994;朱毅秀等,2007)及其剖面 柱状图(戴金星等,1995),绘制出塔吉克盆地蒸发岩地层剖面柱状图(图5)。可以看出阿富 汗_塔吉克盆地中、新生代蒸发岩沉积主要发生在上侏罗统的高尔达克 组及下白垩统的阿尔木拉德组,共发育2个蒸发岩
图 5阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积特征(据钱自强等,
    1994;戴金星等,1995;朱毅秀 等,2007资料绘制)
     1—含砾粗砂岩; 2—粗砂岩; 3—粉砂岩; 4—泥岩; 5—灰岩; 6—泥灰岩; 7—石 膏岩; 8—硬石膏岩
Fig. 5Sedimentary characteristics of evoporites in Afghan and Tajik ba sin (modi fied after Qian et al., 1994; Dai etal., 1995; Zhu et al., 2007)
1—Conglomeratic gritstone; 2—Gritstone; 3—Siltstone;     4—Mudstone; 5—L imestone; 6—Marl; 7—Salt rock; 8—Anhydrock
沉积旋回。第一旋回位于巴柔阶、巴通阶、卡洛阶、牛津阶和 基末里阶及提塘阶,巴柔阶、巴通阶、卡洛阶、牛津阶以灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩沉积为 特征,基末里阶和提塘阶(层 位上相当于高尔达克组)以硬石膏岩、石盐岩夹泥岩沉积为特 征,反映了盐湖水体淡_咸_盐的变化规律。第二旋回以下白垩统贝利阿 斯阶(层位上相当于卡拉比尔组)泥岩、凡兰吟阶(层 位上相当于阿尔木拉德组)石盐岩、硬石膏岩沉积为主要 特征,至顶部欧特里阶、巴列姆阶转为泥岩和灰岩沉积,亦反映了盐湖水体淡—咸—盐—淡 的变化规律。
        中亚盆地蒸发岩沉积主要层位为上侏罗统高尔达克组、下白垩统阿尔木拉德组,其中卡拉库 姆盆地蒸发岩沉积层位为高尔达克组,阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积层位为高尔达克组及 阿尔木拉德组。晚侏罗世,中亚蒸发岩盆地为一个半封闭咸海盆地,南部及东北部为陆地( 褶皱基底)封闭,均以深断裂为界,并有陆源碎屑物补给。中侏罗世—晚侏罗世早期,海侵 自卡拉库姆盆地西南部进入,并向东侵入阿富汗_塔吉克盆地,首先在卡拉库姆盆地边缘( 西北缘、东北缘、南缘)发育碳酸盐岩沉积。晚侏罗世晚期,伴随着海水退却,半封闭盆地 形成,发育硬石膏岩、石盐岩沉积。
2.2塔里木盆地蒸发岩沉积
        中新生代以来,塔里木盆地蒸发岩沉积主要发育于盆地西南部的莎车次级盆地及东北部的库 车次级盆地。莎车次级盆地是在前震旦纪结晶基底上发育起来,经后期构造运动叠加改造形 成的前陆盆地(胡望水等,1997;张玉宾,1999)。盆地早白垩世—古近纪沉降和沉积中心 沿西昆仑及南天山山前分布(王永等,1996),新生代以来,受印度板块与亚洲板块碰撞作 用远距离效应影响,发育多个沉降中心及巨厚沉积盖层(曲国胜等,2005),如喀什凹陷、 叶城_和田凹陷。莎车次级盆地早白垩世沉积物沿西昆仑山前呈长条带状分布,沉积厚度自 西向东逐渐减薄(贾进华,2009)。晚白垩世发育碎屑岩、碳酸盐岩、蒸发岩沉积,古新世 —始新世早期,在亚热带干旱气候控制下(邵龙义等,2006),发育碎屑岩、石膏岩和碳酸 盐岩沉积。盆地主要的蒸发岩沉积层位为晚白垩世吐依洛克组、古新世早期阿尔塔什组,蒸 发岩沉积剖面综合柱状图见图6。
        从图6可以看出,莎车次级盆地吐依洛克组下部为含海相生物化石的底砾岩,上部主要为泥 岩、含膏泥岩,夹石盐岩透镜体沉积。一般认为,吐依洛克组沉积物为干旱气候下海退沉积 环境的产物(雍天寿,1984;雍天寿等,1986),石盐岩一般位于吐依洛克组上部的泥岩、 含膏泥岩中,主要位于西昆仑山前,呈透镜体状不连续分布于盆地内部,反应了晚白垩世海 退期盆地内部可能存在多个次级古盐湖凹地。阿尔塔什组沉积物主要为灰白色、白色硬石膏 岩、石膏岩,常夹灰绿色泥岩,顶部常见中厚层灰岩,在盆地内层位及厚度变化稳定,分布 范围广。一般认为,晚白垩世—古近纪早期的塔里木古海湾,为半封闭的陆表海,气候干燥 炎热(雍天寿等,1986),海水从盆地西北部的阿莱依地堑侵入,西部及西南部为西昆仑低 山区隔挡,形成莎车次级盆地湖区。阿尔塔什组为湖相、极浅水蒸发台地相沉积(王福 同等,2006),其石膏岩常夹灰岩薄层或者灰绿色泥岩薄层,阿尔塔什后期,伴随海侵范围 扩大,在阿尔塔什组顶部形成中厚层灰岩沉积(图6)。
        库车次级盆地在古新世—中新世早期发育巨厚的蒸发岩沉积。蒸发岩赋存的层位主要为古近 系库姆格列木群、苏维依组、新近系早期吉迪克组(图7)。蒸发岩主要为石盐岩和石膏岩 ,少量白云岩和灰岩,石盐岩和石膏岩分布于整个盆地,白云岩和灰岩分布于盆地 的东部、 南部、北部边缘。含有钙芒硝、硬石膏、光卤石、钾石盐、杂卤石、钾石膏及氯化钙等矿物 。
        古新世末期,伴随着海侵范围进一步扩大,莎车次级盆地阿尔塔什组顶部灰岩形成,至齐姆 根组沉积早期,海侵范围再次扩大,海水由莎车次级盆地北部,沿天山南部深入到库车次级 盆地。海侵通道可能在巴楚隆起和柯坪低地之间,因为依据钻井资料,巴楚隆起以北的阿瓦 提_满加尔凹陷缺失库姆格列木群,而在阿克苏的柯坪(音干)地区发现库姆格列木群 地层不整合于二叠系之上(王福同等,2006),因此,古海水可能经过莎车次级盆地北 部的南天山山前,沿阿克苏的柯坪地区进入库车次级盆地。海侵时断时续,在库车次级盆地 发育了高盐度泻湖,同时古盐湖间断地受盆地周缘(特别是南天山山区)淡水补给,发育蒸 发岩与碎屑岩交互沉积的含盐系地层。
        库车次级盆地库姆格列木群巨厚的盐膏层沉积位于盆地西部,是燕山构造运动后期稳定构造 环境的反映。苏维依组沉积初期,早喜马拉雅运动开始,使得蒸发岩沉积中心向南、向东迁 移(曹养同等,2010b),构造影响一直持续到苏维依组沉积末期,同时在不稳定的构造环 境下发育少量的石膏沉积。吉迪克组沉积早期,在趋于稳定但构造影响微弱的构造环境中, 库车次级盆地东部、南部的2个沉积区分别继续向东、向南迁移,沉积了巨厚的盐、膏层。 吉迪克组沉积后期,中喜马拉雅运动开始,构造运动使得山体快速抬升、遭受剥蚀,盆地转 为陆相沉积。
3 盐湖链盆地蒸发岩沉积控制因素
3.1构造事件、海侵_海退控制两种不同的蒸发岩沉积序列
        塔里木与中亚盆地晚侏罗世—中新世发育3次大规模海侵_海退及5次蒸发岩沉积旋回,发育2 种不同的蒸发岩沉积序列:海退期蒸发岩沉积序列(3次)、断续海侵期蒸发岩沉积序列(2 次)(表1)。海退期蒸发岩沉积序列受控于海退沉积环境,因此,古盐湖演化朝着干盐湖 演 化的方向发展,最终干盐湖形成并且上覆碎屑岩沉积。其蒸发岩沉积物为石膏 岩_石盐岩_钾镁盐_碎屑岩(如卡拉库姆盆地晚侏罗
图 6新疆莎车次级盆地晚白垩世_古新世蒸发岩沉积综合柱状图
     1—含生物化石砂砾岩; 2—泥岩; 3—含膏泥岩; 4—灰岩; 5—石膏岩; 6—硬石膏岩 ; 7—石盐岩
Fig. 6Comprehensive stratigraphic column from upper Cretaceous to Paleocene in Yarkand secondary basin
     1—Fossilbearing Conglomerate; 2—Mudstone; 3—Gypsum_bearing mudstone; 4—Li mestone; 5—Gypsum; 6—Anhydrock; 7—Salt rock
世蒸发岩沉积),或者为石膏岩_石盐岩_碎屑岩(如 莎车次级盆地吐依洛克组、库车次级盆地东部吉迪克 组的蒸发岩沉积),当然,莎车次级盆地和库车次级 盆地东部目前为止还没有发现原生的钾镁盐沉积。断续海侵期蒸发岩沉积序列 受控于断续海侵环境,古盐湖演化虽然也朝着干盐湖的方向发展,可能形 成干盐湖,但后期 接着发生海侵,其蒸发岩沉积物为石膏岩_石盐岩_钾镁盐_泥岩_灰岩(如阿富汗_塔吉克盆 地阿尔木拉德组蒸发岩沉积);但也可能形不成干盐湖,后期海侵范围扩大,使古盐湖消亡 ,其蒸发岩沉积物为石膏岩_泥岩_灰岩(如莎车次级盆地的阿尔塔什组蒸发岩沉积),中亚 与塔里木盆地蒸发岩沉积序列及古盐湖演化阶段关系见表2。总之,2种不同的蒸发岩沉积序 列受控于不同的蒸发岩沉积环境(海侵或海退环境),对比盆地成钾可能性,或许海退 期蒸发岩沉积序列更有意义,但是有待进一步研究
图 7新疆库车次级盆地古新世_中新世蒸发岩沉积综合柱状图
     1—粉砂岩; 2—泥岩; 3—含膏泥岩; 4—灰岩; 5—石膏岩; 6—石盐岩
Fig. 7Comprehensive stratigraphic column from Paleocene to Miocene in Kuqa sec ondary basin
     1—Siltstone; 2—Mudstone; 3—Gypsum_bearing mudstone; 4—Limestone; 5—Gypsum; 6—Salt rock
表 2蒸发岩沉积序列与古盐湖演化阶段关系
Table 2The relationship between evaporite deposit series and evolution stages of ancient saline lake
证实。
        上述2种不同的蒸发岩沉积序列受控于特提斯 构造事件引起的海侵_海退旋回。无论哪种沉积序 列,都离不开盆地中海水的进退,而海侵_海退与盆地基底的升降有关,构造事件正是通 过构造运动控制盆地基底的升降来间接控制蒸发岩沉积的。
3.2蒸发岩物质来源、沉积环境、沉积阶段决定盐类矿物沉积类型
        中亚盆地与塔里木盆地盐类矿物沉积类型分别为:单一化学岩型、陆缘碎屑岩_化学岩型。
        中亚 盆地盐类矿物为石盐、石膏、硬石膏、钾石盐、光卤石等,矿物种类简单,表现为单一化学 岩型,原因是一方面蒸发岩物质来源基本上为单一的古海水,为海相蒸发岩沉积环境,而塔 里木莎车次级盆地盐类矿物相对复杂一些,为石盐、石膏、硬石膏、钙芒硝、钾石膏、杂卤 石等,基本为海相蒸发岩沉积环境,但盆地边缘可能受西昆仑山区淡水补给的影响。其物质 来源不但有古海水,还可能有陆缘淡水。
        库车次级盆地盐类矿物为石盐、石膏、硬石膏、钾 石盐、光卤石、钾芒硝、氯化钙、钙芒硝、杂卤石等,种类更加复杂,究其原因, 一方面与库车次级盆地的海陆交互相蒸发岩沉积环境、古海水及陆缘淡水的物质来源有关, 另一方面与后期的蒸发岩复杂构造变动有关,使得次生盐类矿物复杂多样。正因为库车次级 盆地蒸发岩受后期构造挤压强烈,形成复杂多样的盐构造样式(张朝军等,1998;汤良杰等 ,2003;邬光辉等,2004),甚至出露地表,形成盐丘(曹养同等,2010c),并且库车次 级盆地目前发现复杂多样的盐类矿物,如钾芒硝、氯化钙、钙芒硝、杂卤石等均为次生盐类 矿物,这种次生盐类矿物与原生沉积蒸发岩在后期构造作用下发生的大规模后退变质作用有 关(蔡克勤等,1986)。
        总之,塔里木盆地目前为止,还没有发现大量原生钾镁盐矿物,而 中亚盐盆蒸发岩沉积发育大量原生钾镁盐矿物,古盐湖演化到达干盐湖阶段,塔里木古盐湖 可能达到石盐_钾镁盐阶段,但目前仅在库车次级盆地中发现少量原生钾石盐矿物。
3.3次生盐类矿物的主控因素:蒸发岩后期构造变动
        中亚盆地盐类矿物主要有石膏、硬石膏、石盐、钾石盐、光卤石等,盐类矿物种类 相对简单。原因在于中亚蒸发岩盆地为海相蒸发岩沉积,其成盐物质来源丰富,蒸发岩沉积 层位稳定延伸,并受后期构造运动影响较小,如邱别加坦钾盐矿区,其地表的下白垩统红色 碎屑岩地层倾角仅3°左右,近乎水平(图8a)。蒸发岩位于地表以下200~400 m,而新疆 莎 车次级盆地WB1孔石盐扫描电镜分析显示石盐颗粒呈定向排列,表明其受造了后期构造挤压 及改造作用(图8b)。因此,中亚盐盆蒸发岩层中盐类矿物的后期改造较小,使得后期次生 复杂盐类矿物(如杂卤石、钙芒硝、钾石膏等)生成较少。另外,中亚蒸发岩盆地单一的海 相化学岩与库车次级盆地陆源碎屑_化学岩沉积不同,后者盐湖在沉积过程中受湖盆周缘淡 水的间断性补充,使得盐类矿物发生反复的沉淀_溶解_沉淀过程,并受后期构造运动的影响 ,造成盐类矿物的复杂多样(表3)。
4 结论
        通过对塔里木与中亚盐湖链蒸发岩沉积及其控制因素初步分析,获得以下认识:
        (1) 特提斯构造域自晚侏罗世—中新世早期以来至少发生3次大规模海侵_海退旋回,每次 海 侵_海退均受特提斯构造事件的控制。不同地质历史时期发生不同特提斯构造事件,使得盆 地 基底反复升降,通过直接控制海侵(海退)来间接控制盐湖链盆地中
表 3中亚与塔里木盆地蒸发岩物质来源、沉积环境、古盐湖演化阶段与盐类矿物沉积类型 的关系
Table 3The relationship between sedimentary types of minerals, material source s, depositional environment, and evolution     stages of ancient saline lake
图 8蒸发岩后期构造影响
     a. 微倾角(3°左右)下白垩统红色碎屑岩层,蒸发岩位于地表以下200~400 m(邱别加坦 钾盐矿区); b. 定向排列的石盐及针状钙芒硝
    (WB1井_6513 m)
Fig. 8Influence of later structure on evaporates
     a. Tiny dip angle (about 3°) in red clastic rocks of the lower Cretaceous strat a, 200~400 m (below the surface is evaporate
     in Qiubiejiatan); b. Directional arrangement halite and needle glauberite (WB1 drill hole, 6513 m)
蒸发岩沉积,形成塔里木与中亚盐湖链盆地中蒸发岩沉积的时代及分布范围上的差异。
        (2) 中亚及塔里木盆地晚侏罗世—中新世早期至少发生5次大规模的蒸发岩沉积,发育2种 不 同的蒸发岩沉积序列:3次海退期蒸发岩沉积序列、2次断续海侵期蒸发岩沉积序列。分别为 晚侏罗世晚期(海退期)卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;早白垩世—晚白 垩 世早期(断续海侵期)阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩 沉积;晚白垩世晚期(海退期)莎车次级 盆地蒸发岩沉积;古新世—中新世(断 续海侵期)莎车次级盆地、库车次级盆地蒸发岩沉 积;中新世晚期—上新世早期(海退期)库车次级盆地蒸发岩沉积。
        (3) 塔里木与中亚盐湖链发育受控于特提斯构造事件及海侵_海退旋回,而海侵_海退旋回 又控制2种不同的蒸发岩沉积序列;古盐湖演化阶段、蒸发岩物质来源、沉积环境决定了盐 类矿物沉积类型(单一化学岩型、陆缘碎屑岩_化学岩型)。塔里木盆地,特别是库车次级 盆地盐类矿物的复杂多样,一方面反映了海陆交互相盐湖环境下盐类矿物反复的沉淀_溶解 ,另一方面也反映蒸发岩后期构造运动对盐类矿物变质的影响。
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