露头剖面中的主要地质界面及其年代

地质剖面测量中地表露头不低于多少~

达到说明问题的程度就可以了。

我国在20世纪60～70年代开展的区域地质填图，是在地层学叠覆原理指导下进行的。叠覆原理在指导建立填图单位中，只强调地层具有叠覆关系，即一套沉积地层在没有发生较大构造变动时，上覆地层新于下伏地层，且二者的岩性界面是一等时面，基本不承认地层的穿时性。因此所建立的岩性组界面不具有穿时性。在这种理论指导下建立的每一组在区域延伸方向，时代是相同的，所以就有了组的界线与地质时代界线平行甚至常常是完全重合的，并且常常以组所在的层型剖面所确立的时代建立年代地层单位，如我国南方著名的泥盆系东岗岭组，对应的年代地层单位为东岗岭阶，其时代为东岗岭期。一旦在层型剖面之外发现了东岗岭期的化石，基本不考虑岩性是否与层型剖面上的东岗岭组可对比，仍将含有东岗岭期化石的层位划归东岗岭组。
所以，在地质填图时，图面上所表达的是含有东岗岭期化石的全部层位，而并非是仅仅与东岗岭组特指的岩性可比的层位。这样必然导致用化石（或其他时代属性）限定和修改地质填图界线。因此，地质图上的组界线在区内总是等时的，或者会被发现的化石修订其界线，两界线间的某个组，其实体是两条等时面限定的地质体，并不是以露头尺度客观可识别和可区别的岩性界面填绘的地质体。这种以时代为主要属性连接的地质图即为人们所称的“系图”。
在实际填图中，用化石的时代属性确定填图界线显然是难以客观掌握的。另外，由于化石的稀缺性（即使容易采到化石，还往往存在不同门类化石指示时代的不一致性），将填图中未发现化石的层位，限定其时代与发现化石的层位或层型剖面区的时代强行一致，不考虑地层的穿时性。
更为错误的是，对已经建立的在区内具有可识别、可区别的一个组，由于后来在不同地发现了不同时代的化石，不得不将这个组肢解成多个组，如著名的马家沟石灰岩被肢解为八陡组、阁庄组、北庵庄组、纸坊庄组、肖县组、峰峰组等。地质填图对同一套地层填出了许多的同物异名，使本来在区域上极好对比的同一套地层经填图后，反而无法正确对比，歧义颇多。

3.2.1　Sauk底界面

Sauk的底界面在塔北肖尔布拉克剖面中，即为玉尔吐斯组的底界。在玉尔吐斯组中，可划分出二个小壳动物化石带，下部为Anabarites—Protohertzina组合带，相当于扬子区梅树村阶下部第一小壳动物化石组合带Anabarites—Protohertzina—Arthrochites。上部为Paragloborilus—Lapworthella组合带，该组合带相当于扬子区梅树村阶的第二组合带Siphogonuchites—Paragloborites和第三组合带Lapworthella—Tannuolina—Sinosachite（据周志毅等，1990）。按照西北石油地质局和南京地质古生物研究所的观点，认为寒武系与前寒武系的分界应在含最早出现小壳动物化石组合的地层单元之底，因此，认为玉尔吐斯组的底界即为寒武系的底界。但是，国内外另一种较普遍的观点认为，寒武系与前寒武系的分界应放在小壳动物化石大量出现的地层单元之底（图2—3）。小壳动物化石的最早出现与大量出现的界线显然是不一致的。按照后一种观点，玉尔吐斯组下部有一部分应属震旦系。

根据化石带与国际标准阶的对比所标定的年龄来看，小壳动物大量出现即梅树村阶第二小壳动物组合带的底界，其年龄为590Ma（据W.B.Harland等，1974）。现在世界上公认的寒武纪底界的年龄即为590Ma.因此，其下4.5m含第一小壳动物组合带的玉尔吐斯组地层所对应的地层年龄，必然大于590Ma，应属于震旦纪的地层。根据层序地层学的原理，玉尔吐斯组的底界为—平行不整合面，属于一个Ⅰ型层序界面，加上玉尔吐斯组的下部处于同一个层序中，因此，从全球海平面变化周期来看，该层序界面对应于全球海平面变化曲线中591Ma时的一次较大规模的海平面下降。所以，从层序地层学的观点来看，玉尔吐斯组的底界是与距今591Ma的一次大规模的海平面下降事件相对应的一个层序边界，按照J.F.Chutter等人所作的层序地层系统，即属于Sauk巨层序的底界。不过，在这里顺便讨论一下关于Sauk巨层序的边界问题。从层序地层学的观点出发，层序界面与海平面变化曲线中的下降拐点相当。从全球海平面变化曲线来看，Sauk巨层序的顶界正好位于相应海平面变化的下降拐点上，但其底界位于591Ma处，该处正好是全球海平面的最低位置而不是下降拐点，因此，从全球海平面变化曲线来看，Sauk巨层序应包含更长的时间跨度，其底界的年龄应更大。Sloss最早定义的Sauk底界相当于震旦系的底，在后面的地震层序划分中我们采用了这一方案。由于本次露头研究的范围主要是寒武系以上地层，对震旦系地层没有做更深入的研究，故暂采用J.F.Chutter等人现用的Sauk巨层序的底界作为本书露头层序分析中Sauk巨层序的底界。

在库鲁克塔格地区露头剖面中，传统地层分层将寒武系与震旦系的界线置于西山布拉克组与汗格尔乔克组间，两者之间为整合接触。汗格尔乔克组为一套厚34.3Ma的紫红、紫灰、黄灰色块状含漂砾砾岩和含漂砾砾质泥岩（图1—3），属重力流沉积。从层序地层的角度讲，这套重力流沉积物与西山布拉克组同属一个层序，为该层序的低水位体系域，其层序底界面位于汗格尔乔克组底界。因此，在库鲁克塔格地区，Sauk巨层序的底界应位于汗格尔乔克组的底界面上。该底面的年龄应为591Ma。

3.2.2　Tippecanoe与Sauk的界面

Tippecanoe与Sauk之间的界面，从全球海平面变化曲线来看，对应于距今475Ma的一次大规模海平面快速下降处。该界面较传统的地层系统中根据笔石带所标定的下、中奥陶统之间的界线（472Ma）略低，两者正好相差一个层序（3Ma）。

该界面在塔北东西向的地震剖面上（如E78线、EW500线等）反映明显，表现为一个巨大的上超不整合。具体特征见下一章的详细描述。

在柯坪露头剖面中，和Tippecanoe/Sauk之间的大规模海平面下降事件相当的界面，应是据生物地层所标定的下、中奥陶统界线（472Ma）以下的那一个层序的底界（图3—1）。但根据柯坪地区岩相和相对水深变化，475Ma时并未反映出大规模的海平面下降事件（图3—1）。这种差异，可能与早奥陶世末期柯坪地区由于弧后扩张影响而造成基底快速沉降的这种局部构造运动的影响有关。

在库鲁克塔格地区的露头剖面中，下奥陶统下却尔却克组为一套深灰色中—厚层状含砾粗砂岩、粗—中粒长石砂岩、灰质泥岩韵律层（图3—5），属海底扇沉积。具明显的低水位沉积特征，盖在下伏巷古勒塔格组深海盆地相放射虫硅质岩及页岩之上，其间未见明显的沉积间断。这套低水位体系域的底面即为Tippecanoe与Sauk的界面，其时代也较早、中奥陶世的分界略早。

图3—5　库鲁克塔格地区Sauk与Tippecanoe的界线

从上述讨论可知，该界面在塔北中部阿克库勒附近为一不整合面，在东部库鲁克塔格及西部柯坪地区均为整合性质。这主要是由于本区当时的古地理格局为中部高、东西两侧低，故大规模的海平面下降致使中部地区发生陆上暴露侵蚀，而东、西部大部分地区连续沉积。据此，我们可以认为，Tippecanoe与Sauk之间的界面，主要起因于大规模的海平面下降。此时，塔北除了在西部柯坪地区由于受早奥陶世早、中期开始的古南天山洋的弧后扩张影响而发生快速沉降外，东部和中部大部分地区基本稳定，没有大规模的抬升运动。

3.2.3　Tippecanoe A（TPA）与Tippecanoe B（TPB）之间的界面

TPA/TPB界面对应于距今440Ma的一次较大规模的海平面下降事件，相当于传统地层系统中奥陶系与志留系之间的分界面。从全球海平面变化幅度来看，对应于TPB/TPA之界面的海平面下降的幅度较Tippecanoe/Sauk之间的小得多。但TPB与TPA之间的不整合在塔北全区广为分布。与该界面对应的志留系与奥陶系之间的接触关系，在塔里木地块北部边缘为角度不整合，向塔里木地块内部逐步变为微角度不整合或假整合，至塔里木盆地的中央，甚至为整合接触。

在塔里木地块北部边缘协合拉之北，可以清楚地看到上泥盆统不整合在中寒武统（图3—6）、震旦系或前震旦系之上。在乌什县城之南喀拉铁克山北侧，见志留系砂砾岩直接微角度不整合于下奥陶统丘里塔格组白云岩之上。据附近奥陶系厚度推算，其间剥蚀地层厚度大于800m，且接触面上、下地层产状也略有差异（图3—7）。说明两者之间为微角度不整合或假整合接触。在西柯坪塔格山的皮羌断裂南端，发现志留系底砾岩覆盖在下奥陶统丘里塔格组灰岩的剥蚀面上，其间缺失中—上奥陶统及部分下奥陶统。据柯坪剖面推算，其剥蚀厚度达600m。剥蚀面凹凸不平，上、下地层产状无明显差异，为假整合接触。覆盖区沙11井和沙21井揭示，志留系分别盖在中奥陶统和下奥陶统之上，说明志留系与奥陶系之间有一间断面。

图3—6　上泥盆统与中寒武统间的不整合素描图（据周棣康，1985）

图3—7　喀拉铁克山志留—奥陶系接触关系素描图（据1/20万乌什幅区测报告）

从上述特征来看，TPA与TPB之间的界面不仅分布范围广，而且明显地具有受构造运动影响的证据，因此，该界面的形成应是海平面下降和构造抬升综合作用的结果。

另外，关于柯坪大湾沟剖面中印干组的时代归属问题，存在着不同的意见。有人认为印干组中的笔石带应相当于卡拉道克阶上部层位，故将其置于中奥陶统上部（周志毅等，1990）。有人认为印干组属于上奥陶统，中、上奥陶统的界面应放在印干组之下的其浪组上段与下段之间。从层序地层的观点来看，通过仔细的层序时代标定，印干组底界的年龄应相当于448Ma，故将印干组置于上奥陶统较为合理。这已为工作过程中在印干组中所采集到的笔石和牙形石资料所证实。通过生物层序地层的仔细研究，标定的印干组顶界的年龄为441Ma。

通过同样的方法对志留系底界进行标定，其年龄应为436Ma。据此推算，在塔北柯坪大湾沟剖面中，奥陶系与志留系之间，缺失5Ma的沉积（图3—3）。

3.2.4　Tippecanoe（TP）与Kaskaskia（K）的界面

TP/K界面对应于距今大约408Ma的一次较大规模的海平面快速下降事件。大致相当于志留系和泥盆系之间的一条界线。该界面在塔北地区反映明显，主要表现为下志留统与其上覆地层下泥盆统之间的平行不整合，如沙11井和库鲁克塔格剖面显示的情况。

在柯坪大湾沟的露头剖面上，志留系和泥盆系之间的接触可能是一个整合面，从岩性变化和岩层产状来看未发现有大的沉积间断和不整合，但因界面上下的岩层都缺少生物化石，所以其间有无地层缺失，还是一个问题。

这一界面与J.F.Chutter等人在古生代年代地层图上所划分的Tippecanoe与Kaskaskia界面（年龄为413Ma）相近，在全球海平面变化曲线上，该界面也是位于一个大的海平面变化周期曲线的下降拐点上，其年龄只差5Ma。由于塔北地区志留系和泥盆系的界线无可靠的生物化石带作年龄的标定，塔中和塔东地区上志留统又已缺失，所以我们现在划定的Tippecanoe与Kaskaskia的界面与J.F.Chutter等人所定的界面可以看作是基本一致的。

3.2.5　Kaskaskia A（KA）与Kaskaskia B（KB）的界面

KA/KB界面对应于距今368Ma的一次较大规模海平面快速下降事件。大致相当于石炭系与泥盆系之间的界线。该界面在塔北反映明显，且对油气的运移和聚集起着重要的控制作用。

与该界面相对应，在南天山地区，表现为石炭系与泥盆系之间的高角度不整合（图3—8）。在柯坪降起区，四石厂一带上石炭统四石厂组角度不整合于中、下泥盆统依木干他乌组之上（图3—9）。在开派兹雷克一带，四石厂组平行不整合于中、上泥盆统克孜尔塔格组之上。在巴楚地区，下石炭统巴楚组平行不整合于中、上泥盆统克孜尔塔格组上。进一步向西南，在新疆沙车县达木斯地区，石炭系与泥盆系之间为整合接触。

图3—8　下石炭统与上泥盆统间角度不整合关系素描图（据1/20万博斯腾幅区测报告）

图3—9　柯坪四石厂上石炭统与中、下泥盆统间不整合关系素描图

根据详细的露头层序研究，我们所标定的大冲沟剖面上泥盆统克孜尔塔格组的顶界面年龄约为368Ma。开派兹雷克剖面四石厂底界面的年龄约为288Ma，其间至少缺失80Ma的沉积。巴楚小海子剖面中，巴楚组底界的年龄约为359.5Ma，与化石带标定的层位吻合。因巴楚组底部缺失石炭系岩关阶底部牙形石SiphonodellaSulcate带（据周志毅等，1990），故巴楚组的底界较石炭系底界略高。从上述讨论可知，KA与KB在塔西南莎车县达木斯地区为连续沉积，在巴楚地区KB从359.5Ma开始接受沉积，在柯坪地区，KB从288Ma开始接受沉积。从西南向东北方向，KB下部缺失的层序越来越多，接受沉积的时间越来越晚。因此，KA与KB间界面形成时，塔北的古地理格局呈现出由北东向南西倾伏加深的特点。

根据KA与KB界面上、下地层的接触关系及其变化，该界面的形成明显地受构造运动影响。根据前人的研究成果，与此界面形成相对应的时间内，塔北发生了一次重要的构造运动，即海西早期运动。它在天山造山带中的突出表现是萨阿尔明海槽关闭、褶皱。在塔北地区，表现为明显的平缓褶皱运动。因此，我们认为，KA与KB之间的界面，是受构造运动和海平面变化综合作用的结果，且构造运动的影响可能更大。

3.2.6　Kaskaskia（K）与Lower Absaroka（LA）的界面

K/LA界面对应于距今320Ma时一次大的全球海平面下降事件。相当于传统地层划分中的下石炭统和上石炭统的分界面。

在巴楚地区的露头剖面上，该界面为下石炭统卡拉沙依组和上石炭统小海子组的分界面，前人研究将其确定为一个平行不整合面。主要的依据是卡拉沙依组顶部的微晶灰岩为小海子组底部的石英砂岩所覆盖，岩性变化突然，界面上有冲刷侵蚀现象。更重要的是，根据古生物化石研究，在卡拉沙依组顶面之下1.3m处的微晶灰岩层中采到的牙形石化石Polygnathus symmetricus和Bispathodus sp.，认为是属于早石炭世岩关期的。而在小海子组最底部2.8m的石英砂岩层中所采到的

类化石Fusulinella pseudobocki则是属于晚石炭世达拉期的。因此在卡拉沙依组和小海子组之间缺失了大塘期、德坞期和滑石板期共约41.2Ma的地层。但在塔西南地区莎车县达木斯剖面和塔北地区的沙32井中，上、下石炭统之间，岩性上虽然也有明显差别，但据古生物化石研究结果认为，它们是连续沉积的，其间并无重大的沉积间断和地层缺失。造成巴楚地区上、下石炭统地层缺失的原因，是由于巴楚地区早石炭世晚期和晚石炭世早期发生了一次较强烈的构造抬升运动，即巴楚运动造成的。但是C.A.Ross和J.R.P.Ross（1987）则认为，在早、晚石炭世之间出现了一次大的全球海平面下降事件，因此他们把下石炭统和上石炭统之间的界面确定为巨层序Kaskaskia与Lower Absaroka的分界面。由此可见，塔北地区上、下石炭统之间的地层缺失和平行不整合面的出现，除了局部地区受强烈的构造运动抬升的影响之外，也还受到了较大的全球海平面下降事件的影响，塔北地区的上超点变化曲线也反映了这一特点（图3—3）。

3.2.7　Lower Absaroka（LA）与Upper Absaroka（UA）的界面

LA/UA界面对应于距今248Ma时的一次大规模全球海平面下降事件。大致相当于传统地层划分中上二叠统与三叠系的分界面。在地震剖面中，为

反射界面。该界面在塔北是一个最重要的区域不整合面之一。详细特征见下一章的具体分析。

该界面的形成，一方面与全球性的大规模海平面下降有关，但关键是受发生在早二叠世末期的一场划时代的构造运动，即海西晚期运动影响所致，它使塔里木地块周围天山、昆仑山海槽封闭，褶皱成山，塔里木克拉通内海水全部退出，从此进入了内陆盆地发育阶段。

3.2.8　Upper Absaroka（UA）与Lower Zuni（LZ）的界面

UA/LZ界面位于中侏罗统克孜勒努尔组内，其时间大约为距今177Ma.从三叠纪和侏罗纪的沉积演化过程来看，这是一个大的沉积旋回的分界。库车坳陷沉积水体从三叠纪初期逐渐加深，至中侏罗世初达到最深而后又急剧变浅，该界面正位于这一深浅变化大周期中水深最浅的位置上，也就是在湖平面变化周期的下降拐点上。在露头上，该界面表现为上覆的河流相砾岩覆盖于下伏沼泽相的炭质页岩之上，其间有明显的冲刷侵蚀现象。该界面形成时间与B.U.Haq等对北美海相侏罗系层序划分中的Upper Absaroka与Lower Zuni的界面时间大致相当。

3.2.9　Lower Zuni A（LZA）与Lower Zuni B（LZB）的界面

LZA/LZB界面位于传统地层中的上侏罗统的顶部，喀拉扎组和齐古组的分界面上，距今时间大约为139Ma。这是一个明显的区域性的沉积间断面，因为在塔北地区很大范围内缺失喀扎拉组，甚至有人认为整个塔北地区都无喀拉扎组存在。在库车河地区喀拉扎组发育的厚度也很薄，仅9.16m。喀拉扎组砾岩与下伏齐古组的红色泥岩为明显的假整合接触，界面上有显著的侵蚀冲刷现象。

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