浅议新疆伊犁盆地伊宁凹陷八道湾组的构造作用与沉积特征
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摘要：同期构造作用直接控制着沉积岩层的形成、富煤带的范围及位置。依据层序界面的物质表现形式将八道湾组划分为3个三级层序，在各层序格架中阐述沉积相的时空展布、富煤带的范围及位置，认为凹陷南北缘的沉积相、聚煤特征存在极大差异。SQ1沉积期，北缘以三角洲沉积为主；南缘以冲积扇沉积为主。SQ2沉积期，北缘以冲积扇-辫状河沉积为主；南缘以冲积扇沉积为主。SQ3沉积期，北缘以曲流河沉积为主；南缘以辫状河-曲流河沉积为主。
关键词：伊犁盆地；伊宁凹陷；八道湾组；构造作用；沉积响应
中图分类号：P941文献标识码： A
1 研究区地质概况
伊犁盆地是在中天山微板块上演化而成的山间叠合盆地，以东窄西宽呈狭长三角形夹持于新疆中部，向东尖灭于新源以东地区，向西敞开通向哈萨克斯坦（图1）。伊犁盆地可分为伊宁凹陷、尼勒克断陷、巩乃斯断陷、昭苏断陷等次级断凹陷，其中伊宁凹陷为伊犁盆地中沉积建造最好、构造改造最为薄弱的次级构造单元，同时也是最具勘探前景的次级凹陷。
Ⅰ-伊犁盆地；Ⅰ1-伊宁-巩乃斯叠合断坳陷；Ⅰ11-北缘坡折带；Ⅰ12-北缘同生断陷带；Ⅰ13-霍城断凸区；Ⅰ14-中央洼陷带；Ⅰ15-南部斜坡带和南缘逆冲断阶带；Ⅰ16-雅马渡-白石墩凸起；Ⅰ17-巩乃斯凹陷；Ⅰ2-尼勒克断陷；Ⅰ3-阿吾勒拉断块隆起；Ⅰ4-昭苏断陷；Ⅰ5-恰普恰勒山逆冲推覆山地；Ⅱ-科古琴-博罗科努早中古生代陆内造山带；Ⅲ-哈尔克-那拉提早中古生代活动陆缘碰撞造山带；1-一级逆冲断层；2-二级逆冲断层；3-三级正断层；4-一级断层；5-二级断层；6-三级断层。
图1伊犁盆地构造分区图（据张国伟等，1999）
伊宁凹陷自下而上通常由中上元古界变质基底、中下石炭统裂谷火山岩系褶皱变形基底和二叠纪以来的沉积岩系三大构造层组成（张国伟等，1999），其经历海西期、印支期、燕山期、喜山期等构造运动的改造，现成为由北部断隆带、中央洼陷带、南部斜坡带组成的箕状断陷。
2 构造作用与沉积特征
2.1 伊宁凹陷基础构造背景及沉积特征
晚石炭纪末期，新疆全区进入统一的陆内大地构造演化阶段。二叠纪早期伊犁-中天山微板块受石炭纪末南北板块相向俯冲作用的影响，处于深部汇聚、上部抬升扩张状态，进而引起火山岩浆广泛喷发，沉积了一套陆内火山岩系，其与石炭系为角度不整合接触关系。此后盆地进入坳陷阶段，
早二叠世晚期-晚二叠世，主要为河湖相碎屑岩、粘土岩夹泥质碳酸盐岩建造，局部地区发育薄层火山岩。此时乌孙山隆起将盆地分为南北两部分，北部以坳陷为主，南部坳陷带湖盆范围要小得多，主要位于该坳陷带的北缘地区。上二叠统自下依次沉积了晓山萨依组、哈米斯特组、铁木里克组和巴卡勒河组，沉积厚度约4000余米，具有沉积速率大，岩石成熟度低、古地温梯度高等裂谷盆地的基本特征。上二叠统继承了下二叠统火山裂谷沉积中心，位于乌郎达板一带。
海西期末的构造运动，使伊犁盆地南部、东南部（昭苏、尼勒克、新源等地）造山隆升剥蚀，故下三叠统为棕红色磨拉石建造沉积，此时湖盆范围急剧减小，沉积中心向西迁移至伊宁凹陷。三叠纪中后期，盆地所受应力减弱，盆山高差减小，盆地范围相对扩大，故在磨拉石建造上发育了一套河湖相沉积，此阶段主要为盆地夷平、填充时期，为后期含煤岩系的沉积奠定了基础。
2.2 八道湾组的构造运动及沉积特征
经海西期、印支期构造运动的改造，伊宁凹陷呈现出北缘较深南缘缓斜的不对称坳陷的基础构造背景。伊宁凹陷因受清水河-托马同沉积断裂的控制，沉降中心位于伊宁县和察布查尔县附近。
SQ1沉积时，湖盆南北缘构造作用及沉积特征截然不同。湖盆北缘继承晚三叠世的古地理背景，在已准平原化的基础上继续夷平补齐，准平原化程度进一步加大。受同期清水河-托马同沉积断裂的控制，伊宁县和察布查尔县附近成为两个明显的沉降中心。南缘构造特征明显不同于北缘，韩效忠（2008）认为伊宁凹陷南缘三叠纪-侏罗纪晚期为挤压快速隆升阶段。尽管诸多学者认为伊犁盆地侏罗系地层为伸展背景下的产物，但伊宁凹陷南缘沉积特征显示出沉积物为低可容纳空间条件下的快速堆积特征。SQ1沉积时，南缘受挤压作用逐渐抬升，继而引起沉积基准面的下降和大型冲刷面的形成。尽管在低位晚期和湖扩期湖平面上升，但构造抬升、湖平面上升共同作用的结果仍旧是低的可容纳空间，与此同时形成了河道充填沉积物及其湖扩细粒沉积物，但其厚度往往很小。
SQ1低位期，伊宁凹陷南缘沉积基准面下降速率明显快于北缘，故南缘主要以冲积扇沉积为主，从西到东依次发育多个大型冲积扇，呈现出近似扇扇相连的局面。冲积扇的规模可反映盆地构造运动的强弱（黄家福，1985），据此推断南缘构造运动比较强烈。北缘主要以河流-三角洲沉积为主，虽有冲积扇的发育，但其规模较小。SQ1湖扩期，南北缘为滨浅湖相沉积，主要为一套细粒沉积物，夹薄层煤线。SQ1高位早-中期，北缘在三角洲环境下形成了厚煤组，高位晚期可容纳空间的减小导致上部若干煤层在局部地势低洼处发育，横向上不连续。与此同时，南缘在扇端局部有利部位发育薄层煤层，但其规模远小于北缘，且横向上多不连续。
2.2.2 SQ2的构造作用及沉积特征
SQ2沉积时，北缘应力场发生明显转变，此时呈现出北缘构造活动强于南缘的特征。挤压作用促使北缘抬升，物源区与盆地高差加大，进而引起沉积基准面急剧下降和大量河道冲刷面的形成。此时亦受同期清水河-托马同沉积断裂的控制，伊宁县和察布查尔县附近两个明显的沉降中心并未发生明显迁移，但沉积相带依次向南迁移。南缘构造作用并未发生大的变化，只是挤压应力的强度有所减弱，这一点可从侏罗系盆地的充填演化特征得以证实。
SQ2低位期，北缘以冲积扇-辫状河沉积为主，冲积扇-辫状河体系向湖盆进积，湖盆萎缩；南缘以冲积扇-扇三角洲沉积为主，但冲积扇具有向南退却的趋势，亦说明此时挤压应力有逐渐减缓的趋势。SQ2湖扩期，经低位后期的填平补齐，在滨湖平原上沉积了厚煤组，此煤组北缘十分发育，南缘不甚发育，但沉积范围明显偏南，进一步佐证湖盆的减小及相带的迁移。SQ2高位期，北缘以辫状河三角洲沉积为主，煤层不甚发育；南缘以扇三角洲沉积为主，煤层亦不发育。
2.2.3 SQ3的构造作用及沉积特征
受燕山、喜山等构造运动的影响，北缘部分区域剥蚀严重，故SQ3沉积时的构造特征只能通过有限钻井资料及露头剖面推断分析。SQ3沉积时，北缘构造无明显的升降运动，为SQ2构造格局的继承，但其挤压应力减弱或消失，准平原化程度加强。南缘构造亦无明显的升降运动，挤压应力较SQ1、SQ2进一步减弱，至SQ3末期已基本消失，故沉积了三工河组细粒沉积物。
SQ3低位期，局部地段存在明显的河道冲刷，如霍城-清水河部分钻井岩心及金鑫煤矿露头剖面上，这一特征为层序界面的识别提供依据，但其在区域上并不明显。北缘SQ3主要以曲流河沉积为主，二元结构明显，但其煤层不甚发育。依据区域构造背景及整个水西沟群的充填演化特征推断煤层不甚发育的原因可能与可容纳空间增长过快或后期河道的冲刷剥蚀有关。南缘SQ3以辫状河-曲流河沉积为主，在区域上发育了局部稳定的煤层。
3 结论
（1）伊宁凹陷南北缘的构造活动具明显差异。南缘八道湾组早期以挤压抬升为主，后期构造活动逐渐减弱，至SQ3末期已基本消失。北缘SQ2沉积时发生明显的构造抬升，但后期构造无明显抬升。
（2）伊宁凹陷南北缘的沉积特征具明显差异。SQ1沉积时，北缘以河流-三角洲沉积为主，南缘以冲积扇-扇三角洲沉积为主；SQ2沉积时，北缘以冲积扇-辫状河沉积为主，南缘以冲积扇-扇三角洲沉积为主；SQ3沉积时，北缘以曲流河-三角洲沉积为主，南缘以辫状河-曲流河沉积为主。
（3）伊宁凹陷南北缘的聚煤特征具明显差异。SQ1、SQ2沉积时，煤层主要集中于北缘，南缘只是局部的不稳定煤层，SQ3沉积时，北缘因可容纳空间增长过快而无重大聚煤发生，南缘亦无重大聚煤发生，但区域上发育了局部稳定的煤层。
参考文献
张国伟，李三忠，刘俊霞，等，1999.新疆伊犁盆地的构造特征与形成演化.地学前缘，6(4):203-214.
车自成，刘良，刘洪福，等，1996.论伊犁古裂谷.岩石学报，12(3): 478-490.
李思田，等，1988.断陷盆地分析与煤聚积规律.北京：地质出版社.