甘蒙北山黑鹰山地区晚石炭世沉积盆地性质分析

The Beishan region is located in the middle part of the Central Asian orogenic belt, and connects the Southern Tien Shan suture to the west with the Solonker suture to the east. The determination of the Carboniferous basin type of the Heiyingshan region，northern Beishan is important to figure out the Late Paleozoic tectonic evolution of this region, and even that of the Central Asia orogenic belt. However, there are two hypothesis that have been debated for a long time, on the Carboniferous tectonic and sedimentary environment: rift and arc. The Carboniferous of the Heiyingshan region is distributed into, from south to north, the Huanglazi Carbonate, the Heiyingshan volcanic, the Lucaojing volcanic, and the Suishishan siliciclastic belts. Conglomerate, probably related to delta or alluvial with rift basin origin, are yielded in the Late Carboniferous Huanglazi and Suishishan belts. The Temporal–spatial distribution of these conglomerate sequences plays a key role to the discussion of the basin type. This project intends to analyze the provenance and environment of the sections with these conglomerate sequences in the Heiyingshan region. The isochronostratigraphic correlation would also be established in the Huanglazi and Suishishan belts，respectively. Based on the sedimentary environment and stratigraphic correlation of sections, a Late Carboniferous sedimentary system will be proposed for the discussion of basin type and tectonic evolution.

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段，西接新疆南天山缝合带，东联内蒙索伦缝合带，其石炭纪沉积盆地性质对该区晚古生代构造演化，乃至中亚造山带最终形成过程和时限有重大意义。由于研究程度限制，北山地区石炭纪构造和沉积背景久有裂谷与岛弧之争。北山北部黑鹰山地区石炭系自南向北依次出露于黄砬子碳酸盐带、黑鹰山和芦草井火山岩带、碎石山碎屑岩带，其中黄砬子带和碎石山带上石炭统发育多套与裂谷盆地相关的三角洲或冲积扇砾岩。该套砾岩横向与纵向相变规律对沉积体系和盆地性质的分析极为重要。本申请拟在黑鹰山地区上石炭统三角洲或冲积扇砾岩所在剖面开展物源和沉积相研究，结合前人研究成果，分南部的黄砬子带和北部的碎石山带精细完善等时地层对比框架。以开展沉积相研究的主要剖面为骨架，结合已建立的地层对比框架，完善沉积体系并进行盆地性质分析，探讨区域构造演化与沉积盆地之间的联系。

甘蒙北山地区的石炭—二叠系为中亚构造带最终形成和后碰撞拉张提供了精细的沉积记录。此次研究通过层序地层学、生物地层学和年代地层的综合研究，建立了北山地区上古生界等时地层对比框架，并结合沉积相和碎屑锆石研究，恢复了研究区从泥盆纪活动大陆边缘，经早石炭世—中二叠世裂谷盆地，至晚二叠世陆相湖盆的演化过程。北山地区上古生界由泥盆系、下石炭统—中二叠统和上二叠统三个巨层序（MS，MS2和MS3）组成，巨层序之间被代表长时间沉积间断和隆升剥蚀的区域不整合（MU1和MU2）相隔。泥盆纪（420—367 Ma），南天山洋的俯冲造成了双鹰山—花牛山地块和敦煌板块的逐步拼贴，这两个构造单元的岩浆锆石年龄同时出现在陆相巨层序（MS1）三个井组的碎屑锆石物源中。晚泥盆世—早石炭世杜内期（383—347 Ma），南天山洋的最终闭合造成了构造和沉积环境的剧烈变化和代表长时间隆升的区域不整合界面MU1。早石炭世—中二叠世（347—265 Ma），北山地区依次经历了裂谷盆地断陷期、裂陷期和沉降期的演化阶段，分别以局限分布的海陆交互相沉积层序、火山活动强烈（320—292 Ma）和广泛分布的海侵层序为特征。断陷期的白山组、石板山组和干泉组碎屑锆石物源复杂，沉积年龄和结晶年龄之间的间隔时间逐步增大。裂陷期的火山活动造成了盆地快速拉张、盆地内部断层下盘抬升和盆地周缘隆升。沉降期的海侵层序出现在代表短时间隆升剥蚀的破裂不整合之上，呈现出裂谷盆地双坳陷充填模型。沉积中心和盆地边缘在沉积相和碎屑锆石物源上有显著区别，裂陷期的岩浆锆石成为盆地内部碎屑锆石物源的主要组成。中二叠世晚期（265—259 Ma），裂谷盆地闭合形成了区域不整合界面MU2，其上发育构造反转期（259—255 Ma）由陆相湖泊沉积物和火山岩组成的巨层序（MS3）。