多重地层划分

(一)岩石地层划分

塔里木盆地中西部台地相区(包括柯坪地层分区和塔克拉玛干地层分区)和东部斜坡盆地相区(即库鲁克塔格-塔东地层分区)分别采用了完全不同的岩石地层单位系统。

1.柯坪地层分区和塔克拉玛干地层分区

塔里木盆地中西部寒武系主要为一套浅水台地相碳酸盐岩沉积,其中柯坪、巴楚露头区地表剖面和广大覆盖区钻井剖面都采用同一套岩石地层单位系统, 自下而上划分为下寒武统玉尔吐斯组、肖尔布拉克组、吾松格尔组和沙依里克组, 中寒武统上部阿瓦塔格组,中寒武统上部—上寒武统丘里塔格组。 自下而上分述如下:

(1)玉尔吐斯组(Є₁y)

玉尔吐斯组由钱建新、肖兵(1984)创名, 为原肖尔布拉克组下部产大量小壳化石的含磷层段,层型剖面位于阿克苏西南约80km的乌什县苏盖特布拉克之南的玉尔吐斯山。岩性为深灰、灰色中薄层粉晶灰岩、瘤状灰岩及白云岩夹灰黑、黄绿、浅紫红色页岩,底部为浅紫红色中薄层泥岩与灰黑色中薄层磷质硅质岩互层,与下伏上震旦统奇格布拉克组浅灰色白云岩假整合接触,厚11～35m。化石以较丰富的管壳类、开腔骨类、原始牙形石、软舌螺等多门类小壳化石为特征, 另有少量疑源类及个别叠层石、古介形类。小壳化石分为下部Anabarites-Protohertzina带和上部Paragloborilus-Lapworthella-Cambro-clavus带, 时代为早寒武世梅树村期。

本组主要出露在柯坪地层分区的阿克苏肖尔布拉克, 乌什县奇格布拉克、尤尔美那克和苏盖特布拉克一带;覆盖区仅有巴楚地层小区的和4井、同1井钻遇并分出,岩性分别为紫红色硅藻岩和紫红色砂泥岩,均含个别小壳化石,厚度分别为29m和34m。方1井因含有小壳化石Zhijinites而可以肯定存在本组,但与肖尔布拉克组难以划分开。阿克苏肖尔布拉克剖面该组底部为紫红色薄层硅质岩夹细晶白云岩,下部为灰色、深灰色磷块岩与黑及杂色泥页岩不等厚互层,上部为灰色、浅灰色中薄层泥晶白云岩、细晶白云岩夹杂色页岩, 厚18.6m。

(2)肖尔布拉克组(Є₁x)

肖尔布拉克组由地质部第十三大队张振华、王景斌等(1958)创名的肖尔布拉克岩系演变而来, 新疆区域地层表 (1981)正式命名肖尔布拉克组, 层型剖面位于乌什县南部3082高地附近。 肖尔布拉克组一名及其含义经过几次厘定以后, 现称的肖尔布拉克组代表下寒武统底部含硅磷层段玉尔吐斯组之上, 三叶虫开始出现及其以上的一套碳酸盐岩沉积。岩性为灰、深灰色细晶白云岩、藻白云岩及硅质白云岩, 与下伏玉尔吐斯组整合接触, 在保存完整时厚度约为150～200m。化石以三叶虫为主, 另有个别腕足类、小壳化石及古介形类。三叶虫自下而上分为3个带:Shizhudiscus带, Ushbaspis带和Kepingaspis-Tianshanocephalus带;小壳化石为Calcihexactina带;古介形类为Liangshangella组合。时代为早寒武世筇竹寺期至沧浪铺期早期。

本组出露范围与玉尔吐斯组一致,在覆盖区的分布较玉尔吐斯组广泛,遍及塔北、巴楚和塔中地层小区。 肖尔布拉克剖面本组岩性下部为灰、深灰色中层块状含硅质结核白云岩, 中部为灰色中厚层中—细晶白云岩夹藻纹层白云岩,上部为灰、浅灰色中层亮晶白云岩夹砂屑 (藻屑)白云岩, 全组厚146.4m。覆盖区井下本组岩性与肖尔布拉克剖面相似,主要为一套泥晶白云岩,无明显分段现象, 巴楚地层小区常夹膏质云岩,厚50m(塔参1井)至204m(和4井)。

(3)吾松格尔组(Є₁w)

吾松格尔组由新疆地质局区测大队张太荣(1973)创名,相当于地质部第十三大队所定(1963)的阿瓦塔格岩系的下部,层型剖面位于乌什县南吾松格尔山。本组厚90～287m,岩性主要为白云岩夹灰岩及泥岩, 以颜色杂(杏黄、灰红、灰色)、泥质和白云质高(泥质白云岩、白云岩泥岩)为特征而区别于下伏肖尔布拉克组,并与之整合接触。化石仅发现三叶虫,产于底部,可划分出Pakannia带,该带一般限于沧浪铺期, 因此本组时代应为早寒武世沧浪铺期中晚期。

本组出露及分布与肖尔布拉克组相同,岩性基本一致,覆盖区有英买36井、和4井、塔参1井等井钻遇,但在巴楚地层小区夹较多的膏质云岩、膏岩及膏盐岩;厚90m(康2井)至287m(和4井)。

(4)沙依里克组 (Є₁sh)

沙依里克组由张太荣等(1973)创名,成守德(1979)发表,相当于地质部第十三大队所定(1956)的阿瓦塔格岩系的中部,层型剖面位于柯坪县东北约50km处的沙依里克附近。据建组时的定义,本组由下部的灰色、深灰色燧石灰岩夹砾状、竹叶状灰岩和上部的浅灰色、灰色燧石条带灰岩及黄、紫红色泥灰岩组成。

成守德 (1985)、周志毅等(1990、2001)、项礼文等 (1999)采用了这种划分, 而张师本等 (1991)、赵治信等 (1997)和杜品德等 (2007)在对阿克苏肖尔布拉克剖面进行划分时,将相当于原划分的沙依里克组上部划入阿瓦塔格组,相当于原划分的吾松格尔组上部划入沙依里克组。本次对肖尔布拉克剖面和塔克拉玛干地层分区的钻井剖面作统一划分时认为,前人对于沙依里克组的划分,不尽统一, 为便于露头剖面和钻井剖面的识别和对比,对该组进行重新厘定。新厘定后的底界与原始定义相同,顶界则采用了张师本等(1991)的意见,沙依里克组仅限于一套灰色、深灰色泥—细晶灰岩、藻灰岩、砾状灰岩或灰岩夹白云岩,灰岩与白云岩互层和灰质白云岩、白云岩。下与吾松格尔组整合接触。厚度稳定在40～50m,仅有1口井厚度在40m以下(塔参1井,27m), 最厚53.3m (肖尔布拉克剖面)。厘定后的本组岩性以灰质高为特征,厚度稳定,露头区与覆盖区可以作很好的对比,钻井剖面本组自然伽马曲线以微齿状低值为特征,是塔里木盆地中西部台地相区一个较好的划分对比标志层。化石有三叶虫Kunmingaspis-Chittidilla带,时代暂定为早寒武世龙王庙期。本组出露与分布范围同吾松格尔组。

(5)阿瓦塔格组(Є₂a)

阿瓦塔格组由地质部第十三大队马库林(1957)命名的阿瓦塔格岩系演变而来,新疆区测大队 (1974)命名的阿瓦塔格群相当于该岩系的顶部, 限于一套浅海潟湖相膏盐和白云岩沉积。 1981年,《中国地层·中国的寒武系》 因其岩性单一,改称阿瓦塔格组。层型剖面位于乌什县北部2653高地南5km处。本组岩性主要为白云岩夹膏盐岩、含膏(石盐)假晶泥岩、页岩、泥质粉砂岩, 巴楚地层小区井下膏盐岩发育, 以灰和灰白色调为主,露头区以砖红色为主的杂色调。随着上述沙依里克组顶界下移,本组底界也相应下移,置于杏黄、紫色泥质白云岩之底,下与沙依里克组为整合接触。本组可分为上、下两段,露头剖面下段以云质泥岩、泥—粉晶云岩为主,夹砂-砾屑云岩;上段为泥—粉晶云岩、云质泥岩夹藻纹层云岩,覆盖区井下剖面下段发育膏盐岩,上段以云岩为主。下段厚度多为150～230m,最薄为塔参1井(59m),最厚为和田1井 (332.5m); 上段厚度多为100m左右,少数在200m以上,最薄为74.4m (肖尔布拉克)。本组化石稀少,主要为疑源类, 曾在乌什县苏盖特布拉克东北剖面中发现三叶虫Kunmingaspis和Chittidilla, 时代暂定中寒武世毛庄期至徐庄期。本组出露与分布范围同沙依里克组。

(6)丘里塔格组 (Є_2-3q)

丘里塔格组由地质部第十三大队马库林等 (1957)命名的丘里塔格岩系演变而来,相当于原丘里塔格群下亚群、下丘里塔格群或下丘里塔格组。张太荣等 (1964)命名丘里塔格群,并分为上、下两亚群,其时代分别为早奥陶世和晚寒武世至早奥陶世。此后,《新疆古地理图集》 (1988)、《新疆古生界 (上册)》 (1990)、张师本等 (1991)均称丘里塔格群下亚群和上亚群,周志毅等 (1990, 2001)则称下丘里塔格群和上丘里塔格群。张师本等 (2004)改称下丘里塔格组和上丘里塔格组,贾承造等 (2004)引用。经过邓胜徽等 (2005, 2006)研究和塔里木油田分公司 《塔里木盆地奥陶系统层会议纪要》确认,原丘里塔格群上亚群已进一步分为蓬莱坝组、鹰山组和一间房组 (或大湾沟组),时代修订为早奥陶世至中奥陶世达瑞威尔期。笔者认为, 既然张师本等 (2004)改名的上丘里塔格组已不复存在,与此相对应的下丘里塔格组也不宜继续使用;提出用丘里塔格组一名替代原下丘里塔格组、下丘里塔格群或丘里塔格群下亚群。丘里塔格组以灰色调的巨厚白云岩为特征,岩性为灰白至深灰色层纹状微—细晶白云岩,常含燧石条带及团块,夹叠层石白云岩和残余鲕粒、砂屑、藻屑白云岩及竹叶状砾屑白云岩,下与阿瓦塔格组为整合接触。本组厚度变化较大, 自317.3m (肖尔布拉克剖面)至1732m (塔参1井),一般为500～700m。化石仅见少量牙形石Teridontus nakamurai, T. gracilis, T. reclinatus,T. erectus和三叶虫Saukiidae; 时代暂定为中寒武世张夏期至晚寒武世。本组分布范围较寒武系其他各组要广, 巴楚露头区也有出露。

2.库鲁克塔格-塔东地层分区

库鲁克塔格-塔东地层分区, 即塔里木盆地东部的寒武系主要为一套斜坡-盆地相碳酸盐岩夹泥岩沉积,下部常夹硅质岩及火山岩。露头区和覆盖区基本上采用同一套岩石地层单位系统, 自下而上为下寒武统西山布拉克组和西大山组, 中寒武统莫合尔山组,上寒武统突尔沙克塔格群 (大部),其中本分区南部却尔却克-塔东地层小区下寒武统无法划出西山布拉克组和西大山组,用雅尔当山组代替。

(1)西山布拉克组 (Є₁x)

西山布拉克组由新疆地质局722队 (1957)命名的西山布拉克统演变而来, 高振家等 (1984)正式命名西山布拉克组,相当于西山布拉克统的下部,层型剖面位于尉犁县辛格尔西大山。岩性底部为黄褐、灰黑色含磷硅质岩,下部为灰绿色基性火山岩, 中上部为黑色硅质岩;下与震旦系上统汉格尔乔克组假整合接触;厚37～130m。化石仅有个别腕足类Lingulella sp.和海绵骨针Protospongia sp.,时代推测为早寒武世。本组主要分布在辛格尔地层小区露头区西大山、莫钦库都克和苏盖特布拉克、乔龙库都克和罗钦布拉克一带。

(2)西大山组 (Є₁xd)西大山组由地质部第十三大队朱庆顺 (1958)命名的西大山岩系演变而来, 新疆地质局区测大队胡树荣 (1965)正式命名西大山组;层型剖面位于尉犁县辛格尔西大山。岩性为灰、灰黑色灰岩、泥灰岩夹页岩、钙质砂岩及白云质灰岩;下与西山布拉克组整合接触;厚60～80m。化石有三叶虫、古杯类和腹足类,三叶虫自下而上分为3个带: Ush-baspis(=Metaredlichioides)-Chengkouia带, Tianshanocephalus带和Arthricocephalus-Chan-gaspis带, 时代为早寒武世。本组分布范围同西山布拉克组。

(3)雅尔当山组 (Є₁y)

雅尔当山组由周志毅等 (2001)创名,层型剖面位于若羌县雅尔当山。层型剖面的岩性底部为含砾白云质岩屑砂岩,下部为深灰色厚层状白云岩、黑色硅质岩及暗黄、灰绿色辉长辉绿岩,上部为黑色硅质岩、硅质页岩夹白云岩及白云质灰岩;下与前寒武系为假整合接触;厚54.47m。化石主要为小壳类、海绵骨针、腕足类和三叶虫碎片以及疑源类,时代为早寒武世。塔东覆盖区有多口钻井 (塔东2井、英东2井等)钻遇了雅尔当山组,其岩性为深灰—黑灰色灰质泥岩、硅质泥岩、云质泥岩,夹含泥云岩,含泥灰岩、硅质粉晶云岩及细砂岩,厚60～99m,仅米兰1井超过百米,达119m。

(4)莫合尔山组(Є₂m)

莫合尔山组由新疆地质局722队邓自华等(1957)命名的莫合尔山统演变而来,新疆地质局区测大队吴文奎等 (1965)改称莫合尔山组, 层型剖面位于尉犁县辛格尔莫合尔山。关于莫合尔山组的定义,尤其是其与上覆突尔沙克塔格群界线的划分和与船形山组的关系前人曾有不同意见。本书采用周志毅等 (1990, 2001)的意见,将莫合尔山组限于整个中寒武统,将浅水相的船形山组作为深水斜坡相莫合尔山组下部的相变处理。根据这个定义,露头剖面的莫合尔山组的岩性分为上、下两部分。下部为深灰、黑色砂质泥质白云岩夹泥岩、灰岩及硅质岩,仅产个别小壳化石,与其相当的船形山组为灰白色、灰色中—厚层灰岩及页岩,含丰富的三叶虫。上部主要为灰黑色、灰紫色薄—中厚层灰岩夹少量灰褐色钙质页岩,三叶虫化石丰富,可分为5个带。覆盖区莫合尔山组的岩性泥质普遍较高,为一套深灰、黑灰、灰黑色灰质泥岩夹泥质灰岩、泥灰岩、云岩或两者不等厚互层,难以分出上下两部分。本组与下伏西大山组或雅尔当山组均为连续沉积,在辛格尔小区本组厚度 (211.7～336.3m)较却尔却克-塔东地层小区(90～185m)大。据所含化石可确定其时代为中寒武世。

(5)突尔沙克塔格群 (Є₃—O₁tr)

突尔沙克塔格群由诺林 (1932)命名的突尔沙克塔格建造演变而来,新疆地质局区测大队 (1965)改称突尔沙克塔格群,层型剖面位于尉犁县辛格尔乌雷吉兹塔格南4km。吴文奎等 (1964)、新疆维吾尔自治区区域地层表编写组 (1981)、成守德等 (1990)等曾改称突尔沙克塔格组,笔者认为该岩石地层单位跨寒武系和奥陶系,称突尔沙克塔格群比较合适。钟端等 (1991)曾将该群分解为突尔沙克塔格组 (上寒武统)和金龙沟组(上寒武统至下奥陶统,库鲁克塔格北区,相当于辛格尔地层小区)或白云岗组 (上寒武统至下奥陶统,库鲁克塔格南区,相当于却尔却克-塔东地层小区),笔者认为金龙沟组或白云岗组与其下伏突尔沙克塔格组岩性特征不易划分,仍沿用突尔沙克塔格群为好。本群岩性为灰—灰黑色薄—厚层泥晶灰岩、泥质灰岩、砂 (生)屑灰岩、白云岩夹钙质泥页岩; 与下伏莫合尔山组、上覆黑土凹组或巷古勒塔格组均为整合接触, 厚139～631m,一般为200m左右。化石主要有三叶虫和牙形石, 其时代为晚寒武世至早奥陶世, 以牙形石Cordylodus lindstromi带的始现作为奥陶系与寒武系的分界。据此标准, 露头剖面因有化石控制, 比较容易划分, 寒武系的顶界距突尔沙克塔格群顶界为12～459m; 覆盖区钻井剖面因极少有化石产出, 奥陶系/寒武系界线暂时依据自然伽马曲线由低值较平直至高值波形变化处划定, 寒武系的顶界距突尔沙克塔格群的顶界一般为50～134m, 只有库南1井较大, 达325m。

(二)年代地层划分

2001年, 全国地层委员会公布了寒武系3统10阶的年代地层划分方案。从2005年起至今, 在国际地层委员会公布的国际地层表中, 寒武系都采用了4统10阶的年代地层划分方案。早在1995年, 现任国际地层委员会寒武系分会主席、全国地层委员会寒武系学科组组长、中国科学院南京地质古生物研究所的彭善池教授通过对我国斜坡相寒武系的研究, 首次提出了4统9阶的划分。实际上, 国际地层表中寒武系4统10阶的框架主要采纳了彭善池的研究成果。 2008年, 中国科学院南京地质古生物研究所提出了中国寒武系斜坡相和台地相的9个阶和10个阶的划分对比方案, 斜坡相采纳了国际地层表中4个统的划分方案, 台地相沿用了全国地层委员会 (2001)3个统的划分方案 (表1-1-1)。这是当前我国寒武系年代地层划分最新的方案。笔者参考上述国际国内寒武系年代地层划分最新研究成果, 提出了塔里木盆地寒武系年代地层划分方案。该方案将塔里木盆地的寒武系分为中西部台地相和东部斜坡-盆地相两种类型, 前者包括柯坪地层分区和塔克拉玛干地层分区,后者包括库鲁克塔格-塔东地层分区。它们与国际、国内最新年代地层划分标准以及全国地层会议(2001)发布的方案对比见表1-1-2。

表1-1-1 中国寒武系年代地层划分及与国际划分标准对比表

表1-1-2 塔里木盆地寒武纪岩石地层单元对比表

考虑到我国寒武系4统的方案全国地层委员会至今没有公布, 本书仍按全国地层委员会(2001)发布的3统划分,但斜坡相9个阶的划分, 全国地层委员会在相关文件中已经采用, 本书也采用。

(三)生物地层划分

塔里木盆地寒武系生物化石以三叶虫最为重要,其他还有小壳化石、牙形石、古介形类和疑源类。本书按照中西部台地相区和东部斜坡-盆地相区进行化石带和组合的划分,并分别与中国浅水相和斜坡相的标准划分作了对比 (表1-1-3)。

图1-1-2 却尔却克-塔东地层小区露头区基准剖面(雅尔当山剖面)综合柱状图

表1-1-3 塔里木盆地寒武系化石带(组合)与国际、国内地层标准对比表

塔里木克拉通寒武纪—奥陶纪原型盆地与岩相古地理