新疆大长沟盆地下侏罗统八道湾组碎屑岩物源与古风化作用研究：对南中亚造山带早侏罗世构造-气候耦合的约束

本刊推荐：本研究综合岩石学、地球化学与碎屑锆石U-Pb定年技术，揭示新疆大长沟盆地八道湾组碎屑岩形成于后碰撞陆内裂谷环境，物源从中距离Yemaquan弧向远源Bogda弧转变。高化学蚀变指数(CIA)指示中-强化学风化作用，最年轻锆石(250?Ma)限定东准噶尔印支运动起始时间，为重建南中亚造山带(CAOB)早侏罗世源-汇系统提供关键证据。

　　

地质背景

大长沟盆地位于中国新疆维吾尔自治区北部，隶属于中亚造山带(CAOB)南部的哈萨克斯坦板块准噶尔微板块唐巴勒-卡拉麦里古生代复合沟-弧带（图1a）。该盆地处于多个中生代沉积盆地之间，包括准噶尔、三塘湖、吐鲁番-哈密和巴里坤盆地（图1b）。自中生代以来，这些盆地经历了多期构造演化，记录了中亚造山带复杂的构造-沉积历史。

样品采集

所有样品均取自ZK1601钻孔（北纬44°22′1.9″，东经92°28′21.4″），位于巴里坤县西北部石炭窑油页岩矿露天采区附近（图2a）。该钻孔主要揭露了下侏罗统八道湾组的细粒沉积物，其中含油页岩地层。共选取28件中-细粒砂岩样品用于骨架岩石学分析，14件泥岩样品（包括粉砂质泥岩）和17件油页岩样品用于地球化学测试。

砂岩岩石学

碎屑颗粒以中-细粒为主，呈次棱角状至次圆状形态，分选中等至较差（图3a）。观察到的碎屑颗粒蚀变现象表明搬运距离为中-短程。此外，少量次圆状颗粒（图3e）暗示可能存在沉积物再循环或较长距离搬运。基质含量较低（＜10%），主要由富粘土或长英质物质组成，通常经历成岩蚀变作用。

化学组成与风化作用

碎屑沉积岩，特别是河流和湖泊沉积物，其地球化学组成保存了化学风化和古气候的可靠记录。在沉积物搬运过程中，碱金属和碱土金属（如Na⁺、Ca²⁺、K⁺）优先淋滤，而稳定元素（如Al³⁺、Ti⁴⁺）在残余相中富集。定量指标如化学蚀变指数(CIA)被广泛用于评估古风化强度。

结论

1. 1.

   八道湾组沉积岩的地球化学组成表明其受再循环、粒度分选、成岩作用或表生蚀变的影响有限。源岩经历了中度至强烈的化学风化作用。

2. 2.

   岩石学和地球化学数据表明，八道湾组形成于与后碰撞伸展有关的陆内裂谷环境。沉积物主要来源于成熟的酸性火山弧，指示了一个稳定的大陆岛弧构造背景。