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新疆吉木萨尔县三台沟地质遗迹资源类型、 特征、成因及演化等研究

孙韶栋

新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队,新疆哈密,839000

摘要: 研究区位于新疆吉木萨尔县三台沟,按照国土资源部《地质遗迹调查规范(DZ/T0303-2017)》,其涵盖了3大类11类19亚类,类型丰富,数量庞大。
关键词: 吉木萨尔三台沟;地质遗迹;基础地质;地层剖面;地貌景观;河流景观
DOI:10.12721/ccn.2022.157092
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1.区域背景

1.1地层

研究区地处博格达山东段,出露的主要地层单元有晚石炭世柳树沟组、祁家沟组,晚二叠世井井子沟组、芦草沟组、泉子街组、梧桐沟组,晚二叠世-早三叠世锅底坑组,早三叠世韭菜园子组、烧房沟组,中-晚三叠世克拉玛依组,晚三叠世黄山街组,早侏罗世八道湾组、三工河组,中侏罗世西山窑组,上新世独山子组及晚更世新疆群。

1.2岩浆岩

研究区内未见有侵入岩。

1.3构造

研究区地处乌鲁木齐中新生代坳陷北部吉木萨尔南逆冲推覆构造的前缘部分,北接吉木萨尔新生代坳陷,南邻泉子街新生代坳陷,整体呈略向北东凸出的弧形展布形态。

1.4新构造运动

新构造运动都是很强烈的,其特点是很显著的,归纳以下四种特点:在老构造基础上重新复活,存在构造继承性;与老构造表现特征不同的构造新生性;升降运动的阶段性;在上升或下降区均表现有构造差异性。

2.地质遗迹类型及特征

2.1地质遗迹类型

按照国土资源部《地质遗迹调查规范DZT 0303—2017》的最新分类可将研究区地质遗迹分为基础地质类地质遗迹大类、地貌景观类地质遗迹大类、地质灾害类地质遗迹大类3大类11类19亚类。

2.1.1基础地质大类

2.1.1.1地层剖面

砂球构造

砂球构造主要见于背斜北翼烧房沟组、韭菜园组及背斜南翼锅底坑组,以烧房沟组、锅坑底组最为发育。砂球大小不等,小者仅数毫米,大者数十厘米,形态各异,造型精致,单体呈球状,同心圆状,铜钱状,长柱状,棒状,牛粪状。其集合体更是千姿百态,葫芦状者、罗汉状者比比皆是。砂球体的截面形态亦是丰富多姿。砂球上保留了清晰的平行层理构造,显示与基质属于不同的岩石类型,排除其成岩时砂体液化变形形成的砂球、砂枕的可能,其形成大多与当时当地的旋涡状水流或与地形有关,与物质成分也有一定的关系。

2.1.1.2构造剖面

断裂

西大龙口褶皱核部断裂

西大龙口背斜核部发育有较大的断裂构造。大概在轴部略偏南,见到一个断裂破碎带,宽近10m,其中有多于6条的逆冲断裂,将中二叠统芦草沟组地层错断成大小不一的透镜体。断层面倾向180°,倾角85°;下盘地层倾向35°,倾角88°;上盘地层倾向242°,倾角50°。上盘以大角度从南向北逆冲,断距不大,约几十米。

2.1.1.3重要化石产地

古植物化石产地:

研究区内植物化石较多,据前人资料分析多为芦木化石。

化石一般长1-50cm,宽0.2-30cm,个别化石较大,可达35×100cm,化石主要沿砂岩层理分布,化石均被交代成红色铁质及黑色泥质物质,部分形成硅化木。

2.2地质遗迹特征

2.2.1水体地貌

大东沟河谷

为水体地貌中的河流景观带,风景优美,河谷宽30-150米,近南北走向,向两头延伸较远,观测点目及范围内河床坡度较小,该河流为季节性河流,冬季为结冰期无水流,夏季水流较大,平均深度30-40厘米,由于河流的侧蚀冲刷作用,导致河流蜿蜒曲折,曲率大。该河流水源主要为高山积雪融水,水质较好,河流两侧为Ⅱ级阶地,与河流落差为80-100厘米,阶地植被主要为榆树形成的榆树林,风景优美。

2.2.2构造地貌

东台子沟峡谷

峡谷两侧山体特别陡峭,岩性主要为斑状安山岩,山坡多积雪,山体植被主要为松柏,谷顶距谷底相对落差150-200米,谷底为河漫滩,有高山流水经过,河漫滩为第四系冲洪积物,多砾石,分选较差,磨圆较好。

2.2.3岩土体地貌

麒麟石

该处为三叠系烧房沟组地层,岩性为含砾砂岩。此处可见形状似麒麟状的象形石,由于差异风化,块状含砾砂岩抗风化能力较紫红色泥岩强,在水的作用下,使紫红色泥质含砾砂岩风化,残坡积物均匀分布于山坡之上,而块状含砾砂岩则保留了原始形态。

3. 主要地质遗迹形成及演化

3.1.1早二叠世及其之前时期

3.1地层剖面地质遗迹的形成与演化

研究区晚石炭世早期局部有较强的火山活动,属碱性玄武岩—粗面岩—(碱)流纹岩组合,晚石炭世晚期为浅海碳酸盐岩及碎屑岩建造。晚石炭世—早二叠世准噶尔古板块和塔里木古板块处于焊接造山时期,二叠纪沉积具有前陆盆地性质。

3.1.2中二叠世至侏罗纪时期

中二叠世时期研究区已完全进入非海相沉积,转化为内陆盆地发展阶段。上芨芨槽群下部乌拉泊组和井井子沟组为中—细粒砂岩、长石砂岩、凝灰岩等,具波痕和泥裂,含淡水双壳类,应为滨湖三角洲沉积,且沉积区与火山源距离较远。上芨芨槽群上部芦草沟组和红雁池组具典型湖相沉积特征,尤其是芦草沟组沉积物粒细,油页岩发育,微细水平层理,属深水湖相特征。

晚二叠世沉积物含有磨拉石建造,晚二叠世泉子街组中、下部属山前、山麓地带的洪流堆积物,砾石以粗大者居多,油页岩砾石达1m以上。砾石分选不好,棱角状或次棱角状,层理不发育。上部砂岩、泥岩增多,与砾岩组成较完整韵律,时显斜层理和交错层理,甚至水平层理,有保存完好的化石,包括了河床、河漫滩及岸后沼泽的沉积。

晚二叠世梧桐沟组为典型的河流沉积,由5—6个类似的沉积韵律所组成,一般由具大型楔状斜层理的河谷底部沉积开始—点砂坝沉积—泛滥洪积平原沉积。

上二叠统与下三叠统过渡层锅底坑组中,泥岩和粉砂岩所占比例很大,砂岩极少,微细水平层理发育,含有钙质团块或砂球,富含叶肢介等生物,表现出浅水湖泊的特点。

下三叠统韭菜园组为浅水湖泊,后沼泽和洪积平原交替的沉积,烧房沟组为反映出河道沉积的特征。

总之,博格达地区在中二叠世—三叠纪时期,沉积比较稳定。二叠纪、三叠纪沉积中心有逐渐东移的趋向,以锅底坑组为例,乌鲁木齐附近厚度不及吉木萨尔大,碎屑岩粒度比吉木萨尔粗,生物不及吉木萨尔丰富。

3.1.4白垩纪以来

大致在侏罗纪之后,白垩纪以来,在研究区反复发生了强烈的地壳运动,它使北天山东段—博格达地区不断的隆起,博格达山脉不断的上升并向南、北两侧推挤扩展,使得南北两侧的二叠系、三叠系及侏罗系地层都发生了强烈的褶皱与断裂,西大龙口二叠系与三叠系界线剖面的褶皱与断裂都是这场地壳运动的产物。

3.2河流景观带的形成与演化

燕山运动与喜玛拉雅运动,使北天山东段—博格达地区不断的隆起,博格达山脉不断的上升并向南、北两侧推挤扩展,使得南北两侧的二叠系、三叠系及侏罗系地层都发生了强烈的褶皱与断裂。由于地壳抬升,西大龙口河、三台沟河、二工河、新地沟等河流接受从博格达山的冰水,自北向南流动,形成了或壮观的峡谷、或蜿蜒宽阔的河流景观。同时,流水带来了这方的生机,物竞天择,留下来了适应性强的一批生物,拥有绿色植物榆树、以及橙色、红色的红花,也有紫色薰衣草、金色向日葵在平地大片生长。