野外地质调查表明, 七个泉背斜地层自核部向两翼变新, 南翼地层总体向SW倾斜, 倾向约210°, 无显著波动, 北翼地层总体向NE倾斜, 倾向约30°, 无显著波动, 但各自地层倾角呈现显著波动(图 3)。其中, 南翼地层倾角自核部向南呈现三段式变化: 自Z26露头至Z14露头地层倾角主要集中在35°~40°之间, 个别位置(Z15露头和Z16露头)超过45°; 自Z13露头至Z3露头地层倾角集中在20°~30°之间, 个别位置(Z5露头)低于15°; 自Z2至Z1露头地层倾角普遍超过50°, 集中在50°~55°之间(图 3)。北翼地层倾角自核部向北呈现两段式变化: Y6露头中部和下部地层倾角30°, Y6露头顶部至Y1露头地层倾角集中在0°~5°之间, 个别位置(Y3露头)地层倾角超过5°(图 4)。

图 3

Fig.3

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	图 3 七个泉背斜Z沟地层结构和沉积旋回特征(Z1至Z26露头位置见图 2)Fig.3 Stratigraphic and sedimentary architecture in trough Z of the Qigequan anticline (the location of outcrops Z1 to Z26 shown in Fig.2)

图 4

Fig.4

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	图 4 七个泉背斜Y沟地层结构和沉积旋回特征(Y1至Y6露头位置见图 2)Fig.4 Stratigraphic and sedimentary architecture in trough Y of the Qigequan anticline (the location of outcrops Y1 to Y6 shown in Fig.2)

七个泉地区二维地震地层解释(Wu et al., 2014; 杨平, 2007)表明: 七个泉背斜南翼地层倾角较之北翼要陡, 这与野外地质调查结果一致; 南翼地层向南延伸不远即被七个泉断层错断; 北翼地层倾角向北向东逐渐变缓, 七个泉组不断加厚, 狮子沟组埋深不断加大(图 5)。

图 5

Fig.5

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	图 5 过七个泉背斜SSW-NNE向A-A’ 地震地层剖面(a)和 NWW-SEE向B-B’ 地震地层剖面(b) A-A’ 剖面据Wu 等(2014), B-B’ 剖面据杨平(2007), 剖面位置见 图 1和图 2Fig.5 Stratigraphic architecture in a SSW-NNE-trending A-A’ (a)and NWW-SEE-trending B-B’ (b)seismic profile of the Qigequan anticline

在背斜南翼, Z26露头至Z19露头地层岩性由棕黄色泥质砂岩与灰绿色砂岩不等厚互层构成(图 3-g, 3-h), Z18露头至Z14露头由棕黄色、杂色泥质砂岩夹灰绿色砂岩构成(图 3-f), Z13露头底部发育棕红色底砾岩(图 3-e), 砾石层往上至Z9露头由棕黄色泥质砂岩夹灰绿色、杂色砂岩或砾岩构成(图 3-e), Z8露头至Z1露头由棕黄色、灰绿色砂岩、含砾砂岩、砂质砾岩和砾岩构成不等厚互层, 其中Z3露头至Z1露头砾岩层占据主体, Z2露头底部发育底砾岩层(图 3-a, 3-b, 3-c)。总体上, 南翼地层岩性自Z26露头至Z14露头呈现小幅变细的趋势, 表现为泥质砂岩与砂岩不等厚互层转化为泥质砂岩夹砂岩, 以Z13露头底部红色底砾岩为界, 岩性自Z13露头至Z1露头呈现显著变粗的趋势, 表现为泥质砂岩夹砂岩或砾岩过渡为砂岩与砾岩、含砾砂岩和砂质砾岩不等厚互层(图 3)。

在背斜北翼, Y6露头中部和下部地层由棕黄色砂岩夹灰绿色砂岩构成(图 4-e), Y6露头上部发育灰绿色粗砂岩层(图 4-e), Y5露头至Y4露头由棕黄色砂岩夹灰绿色砂岩, 偶夹灰绿色砾岩(图 4-c, 4-d), Y3露头至Y1露头由棕黄色砂岩、含砾砂岩夹灰黑、黑色砾岩和灰白色砂岩构成(图 4-a)。总体上, 北翼地层岩性自Y6露头顶部至Y1露头同样呈现显著变粗的趋势(图 4)。

七个泉背斜狮子沟组—七个泉组发育大型冲积扇, 可细分为泥石流沉积、下切沟道—充填沉积和片流沉积3种沉积单元。

泥石流沉积由砂砾泥混杂堆积物构成, 分选差, 杂基支撑, 砾石大多无定向排列, 多呈块状构造。泥石流沉积底部多与下切沟道—充填沉积和片流沉积呈突变接触, 顶部多被下切沟道剥蚀, 或被片流沉积覆盖(图 3-a, 3-b; 图 4-a)。作者将砾石含量超过50%的泥石流沉积称为砾质泥石流沉积, 一般富中砾和粗砾, 砾质泥石流是冲积扇中能量最高的沉积单元, 多在靠近山口的扇根处迅速卸载。

下切沟道—充填沉积是由山洪或泥石流下切剥蚀前期的堆积物形成沟谷, 再被后期沉积物充填形成的沉积单元, 露头上呈现“顶平下凸”形态, 一般与下伏泥石流沉积、片流沉积呈突变接触, 顶部多被片流沉积或泥石流沉积覆盖。砂质下切沟道—充填沉积发育平行层理、板状交错层理和槽状交错层理, 砾质的下切沟道—充填沉积多呈块状构造(图 3-a; 图 4-a, 4-c, 4-d)。

片流沉积是由山洪或泥石流溢出沟道后, 其流动不再受到沟道限制的条件下, 在宽阔平缓的冲积扇表面形成的薄层砂质或粉砂质沉积单元, 横向连续性好, 多与下切沟道充填沉积相邻, 发育平行层理(图 3-a; 图 4-c)。

垂向上, 下切沟道—充填沉积和片流沉积零散夹于泥石流沉积之间, 单层厚度一般较薄。泥石流沉积构成冲积扇的主体, 单层厚度较大, 其中Z3露头至Z1露头、Y3露头至Y1露头集中发育砾质泥石流沉积(图 3; 图 4)。

此外, 在砂质地层, 尤其在Z18露头至Z14露头地层中, 密集分布着由地震诱发的同沉积变形构造(图 3-d; 图 4-b), 表明该时期七个泉地区地震活动十分频繁。

综上地层产状、岩性和沉积分析发现, Z14露头和Z13露头之间地层倾角和岩性组合发生突变并发育底砾岩层, Z3露头和Z2露头之间地层倾角突变(图 3-e), Y6露头中部和上部之间地层倾角和岩性组合发生突变(图 4-e), 上述位置发育了角度不整合。Zhang等(2013)基于地磁地层学研究发现Z14露头和Z13露头间角度不整合的年龄为2.95—2.4 Ma, 这刚好位于新近纪和第四纪之交, Z3露头和Z2露头间角度不整合的年龄为0.78—0.71 Ma, 为第四纪末期。据此推测:

Z14露头和Z13露头之间、Y6露头中部和上部之间发育新近系—第四系角度不整合, Z3露头和Z2露头之间发育第四系内部角度不整合。未在Y5露头至Y1露头识别出第四系内部角度不整合, 可见新近系—第四系角度不整合的规模和展布范围较之第四系内部角度不整合更大更广。背斜南翼Z26露头至Z14露头发育狮子沟组, Z13露头至Z1发育七个泉组, 狮子沟组和七个泉组界限为新近系—第四系角度不整合; 背斜北翼Y6露头中部和下部为狮子沟组, Y6露头上部至Y1露头为七个泉组; 两翼狮子沟组均未见底; 狮子沟组沉积时期对应新近纪晚期, 七个泉组沉积时期对应第四纪(图 3; 图 4)。

Zhang等(2013)地磁地层年代数据发表在全国 1︰200000数字地质图(李晨阳等, 1957)和中国陆域1︰250000分幅建造构造图(左超群等, 2006)之后, 可见地质图的编纂工作没有借鉴地磁地层年代数据, 基于实地踏勘, 并仔细比对七个泉背斜数十口井完井报告、地震测井地层剖面和柴达木盆地地质图(金之钧和张兵山, 1998),

暂时认为七个泉背斜核部新近系为狮子沟组, 其中关键数据为地磁地层年代学证据, 狮子沟组出露范围如图 2所示。由于资料不足, 七个泉背斜核部新近系归属问题还需要开展更深入的研究工作。

由狮子沟组和七个泉组地震变形构造和角度不整合发育特征, 可以得出七个泉地区新近纪至第四纪的构造演化过程(图 6)。

图 6

Fig.6

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	图 6 七个泉背斜形成和发育过程示意图Fig.6 Schematic diagram of initiation and evolution of the Qigequan anticline

新近纪晚期, 七个泉地区构造活动逐渐加剧, 表现为地层中地震变形构造出现频率不断增加。新近纪末发生了十分剧烈的构造抬剥事件, 形成七个泉背斜, 其南翼狮子沟组朝SW向高角度倾斜, 北翼狮子沟组NE向高角度倾斜, 两翼地层暴露地表和遭受剥蚀, 形成新近系—第四系角度不整合(狮子沟组—七个泉组角度不整合), 这一过程时间跨度为2.95—2.4 Ma, 持续时间0.55 Ma(Zhang et al., 2013)(图 6-a, 6-b, 6-c)。

进入第四纪后, 七个泉地区再次发生较大规模构造抬剥, 形成第四系内部角度不整合(七个泉组内部角度不整合), 这一过程时间跨度为0.78—0.71 Ma(Zhang et al., 2013)。由第四系内部角度不整合规模和展布范围均不及新近系—第四系角度不整合可推知, 七个泉地区第四纪构造抬剥活动虽然持续发生, 但强度已不及新近纪—第四纪之交(图 6-d)。

自Z26露头至Z14露头岩性逐渐变细以及下切沟道—充填沉积的比重逐渐降低表明, 狮子沟组沉积时期, 七个泉地区处在退积旋回中。其中, Z26露头至Z19沉积阶段, 下切沟道—充填沉积占比较高, 表明泥石流或山洪的下切能力较强, 说明七个泉地区处于冲积扇扇根—扇中位置, Z18露头至Z14露头沉积阶段, 岩性组合变细为泥质砂岩夹砂岩, 表明碎屑物质流出山口后, 已有足够距离供其中粗碎屑成分充分卸载, 下切沟道—充填沉积占比骤降, 说明泥石流或山洪的下切作用已大幅削弱, 即七个泉地区已处在冲积扇扇中—扇缘的位置(图 3; 图 4; 图 7-a)。由于七个泉地区尚未隆起, 推测该时期冲积扇为SSE向展布(图 7-a), 物源为阿尔金山区(晏文权, 2020)。

图 7

Fig.7

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	图 7 七个泉地区新近系狮子沟组(a)和第四系七个泉组 (b)平面沉积展布图(位置见图 2)Fig.7 Plan view of sedimentary architecture of the Neogene Shizigou Formation(a) and the Quaternary Qigequan Forma-tion(b) in the Qigequan anticline(the location shown in Fig.2)

进入第四纪七个泉组沉积时期, 地层中含砾砂岩、砂质砾岩和砾岩层占比逐渐增加直至占据主导, 同时片流沉积和下切沟道—充填沉积占比逐渐降低, 砾质泥石流的比重逐渐增加并占据主导, 说明七个泉地区已处在从冲积扇扇中—扇缘向扇根—扇中演化的进积旋回中(图 3; 图 4; 图 7-b)。由于七个泉地区已经隆起为背斜, 推测该时期冲积扇为SSW向展布(图 7-b), 物源为阿尔金山区(晏文权, 2020)。

新近纪晚期, 七个泉地区在构造较活跃、地震频发的背景下接受沉积, 形成狮子沟组, 呈现退积特征, 沉积类型由冲积扇扇根—扇中向上演化为扇中—扇缘(图 6-a; 图 7-a), 物源为阿尔金山区(晏文权, 2020)。

新近纪—第四纪之交, 即2.95—2.4 Ma期间, 七个泉地区发生了新近纪晚期至今最剧烈的构造抬剥事件, 形成七个泉背斜, 狮子沟组被高角度掀斜和剥蚀, 出现沉积间断, 构成新近系—第四系角度不整合(图 6-b, 6-c)。

进入第四纪后, 七个泉地区再次接受沉积, 形成七个泉组。前期剧烈的构造抬剥使七个泉地区离物源区更近, 地层中砾质组分逐渐增加, 呈现出自扇中—扇缘向扇根—扇中演化的进积相序, 物源为阿尔金山区(晏文权, 2020)。这一时期七个泉地区仍然发生构造抬剥, 其中0.78—0.71 Ma的构造抬剥形成第四系内部角度不整合, 但规模已不及新近系—第四系角度不整合。这一构造-沉积格局继承性演化至今(图 6-d; 图 7-b)。