酒西盆地青西凹陷下沟组湖相“白烟型”喷流岩热水沉积学特征

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1、http://www.paper.edu.cn1酒西盆地青西凹陷下沟组湖相“白烟型”喷流岩热水沉积学特征112233郑荣才文华国吴国瑄夏佩芬范铭涛汪满福1成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,四川成都(610059)2同济大学海洋地质国家重点实验室，上海(200092)3中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院，甘肃酒泉(735200)E-mail：zhengrc@cdut.edu.cn摘要：酒西盆地青西凹陷下白垩统下沟组（K1g）中广泛发育的纹层状“白云质泥岩”和“泥质白云岩”,以其富含铁白云石、钠长石、重晶石和方沸石等特殊

2、的矿物组分和具有优越的油气地质条件，吸引着众多的沉积地质学家。在以往的研究中，大多数沉积地质学家认为此两类岩石的成因与火山活动有关，或者是火山物质蚀变作用的产物。本文通过地质背景、物质组分、岩石学和地球化学等热水沉积学特征的系统研究,认为此两类岩石均属于湖相“白烟型”喷流岩，划分出6种热水矿物组合，分别为：①钠长石-铁白云石或铁白云石-钠长石组合，②石英-钠长石-铁白云石组合，③石英-重晶石-钠长石-铁白云石组合，④石英-方沸石-钠长石-铁白云石组合，⑤地开石-铁白云石组合，⑥单一铁白云石组合。根据热水矿物组合与结构构造特征，又可将下沟

3、组喷流岩划分成4种成因类型，分别为：①脉状充填型，②水爆角砾型，③盆地沉积型，④区域扩散型。在上述热水沉积学特征研究的基础上，建立了下沟组湖相“白烟型”喷流岩沉积模式，探讨了此类喷流岩的研究意义。关键词：酒西盆地下白垩统湖相盆地“白烟型”喷流岩热水矿物组合热水沉积模式中图分类号：1．前言位于北祁连与阿尔金两构造带交汇带的酒西盆地青西凹陷，于下白垩统下沟组产有一套厚度巨大的黑色“泥质白云岩”或“白云质泥岩”，分布范围主要限于深凹陷内（图1），具有微-隐晶质结构和深湖相沉积特征，其物质组分以铁白云石和钠长石为主，次为重晶石、方沸石和石英，局

4、部含有丰富的地开石和黄铁矿等，偶含有碎屑状闪锌矿、黄铜矿和方铅矿。在以往的研究中，此两类岩石被认为是“火山凝灰物质经沉积—成岩改[1-3]造而成”的沉凝灰岩，而作者通过地质背图1酒西盆地青西凹陷下沟组喷流岩发育位置示意图景、物质组分、岩石学和地球化学等特征的Fig.1DistributionofexhalativerockinXiagouFormation,系统研究,确定其为一类新类型的湖相“白烟LowerCretaceousinQingxiSag，Jiuxibasin[4-7]型”喷流岩，分别综合定名为钠长石-铁白云石喷流岩和重晶石-

5、铁白云石-钠长石喷流岩（以下均简称钠长石-铁白云石岩）。喷流岩又称热水沉积岩，如按热水矿物组合特征通常被划分为“白烟型”和“黑烟型”两种类[8-17]型，前者以非晶质或隐晶质的硅质、铝硅酸盐及碳酸盐岩矿物组合为主，次为石膏和重晶石等硫1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20060616014）和国家自然科学基金（项目编号：40672073）的资助。1http://www.paper.edu.cn酸盐矿物，含少量铁的氧化物和氢氧化物，金属硫化物稀少；后者除了在“白烟型”中常见的非金属矿物外，以含有大量金属硫化物矿物为显著

6、特征，如黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和石盐[13-17]等。喷流岩主要形成于海相盆地中，湖盆中较少生成，尤其是能够符合湖底热水池沉积定义的，以白云石为主要矿物组分的喷流岩暨局部质纯的“热水沉积白云岩”，经国内外文献资料检索还未见有报道，因而青西凹陷下沟组中富含铁白云石和钠长石的喷流岩，属于非常罕见的湖相“白烟型”喷流岩，具有极其重要的研究意义。2．喷流岩的产出地质背景青西凹陷下沟组湖相沉积由“白烟型”喷流岩与正常沉积的黑色页岩不等厚互层组成，富含菱铁矿结核状，间夹湖底浊积扇相的薄-中层状粉-细粒砂岩。按地层旋回性，可划分出5个喷流-

7、沉积旋回，每个旋回中喷流岩累积厚度为10～250m，变化很大，一般为50～150m，分布范围有随湖盆扩大和水体加深而扩展加厚的特点，以相当湖泛期沉积的MSC3和MSC4两旋回的喷流岩厚度和分布范围最大，都出现喷流岩高值沉积区（大于100m）与低值沉积区（小于50m）相间隔的北东向带状展布格局（图2），并与基底中的北东向断裂构造展布方向和伸展活动范围相一致，反映青西凹陷下沟组湖相喷流岩的热水沉积作用主要受北东向基底断裂的活动控制。有意义的是，在青西凹陷西侧旱峡沟口一带，于相当喷流岩最发育的MSC4旋回中上部夹有2层厚度为5～200m的枕状

8、碱性玄武岩，喷流岩的地球化学特征与玄武岩存在很强的亲缘性，显示地下热水系统和线型喷流带与基底断裂和火山活动密切相关。图2酒西盆地青西凹陷下沟组MSC3旋回（左侧）和MSC4旋回（右侧）喷流岩等厚度图Fig.