近年来的研究表明，晚白垩世—新近纪，塔里木盆地发生多次大规模的海侵_海退（Burtman ,2000；Bosboom et al.，2011；2014；郭宪濮等，2002；曹养同，2016；张华，2013；201 5；张亮等，2015）。在海侵、海退的过程中，由于盐湖水体发生从淡—咸—盐的旋回变化 ， 相应的沉积物发生由碎屑岩—膏岩—盐岩的旋回变化（曹养同等，2016），从而在蒸发岩盆 地 中形成含盐系地层。塔西南凹陷蒸发岩沉积与特提斯多期海退_海侵有关，晚白垩世— 古近纪 蒸发岩主要沉积于吐依洛克组和阿尔塔什组，前者受海退环境控制，主要沉积泥岩、含膏泥 岩夹石盐岩（透镜体状），后者受断续海侵环境控制，主要发育厚层石膏岩、硬石膏岩，并 夹中薄层泥岩及灰岩。阿尔塔什组顶部常发育中厚层灰岩，反映古盐湖演化后期海侵范围扩 大，湖水水体加深（曹养同等，2016）。塔西南凹陷古新统阿尔塔什组石膏岩中硫同位素变 化处于同期海水硫同位素变化范围内，反映石膏岩具有海相特征（张华等，2013）。野外地 质调查，发现凹陷内皮拉里剖面阿尔塔什组石膏岩厚度达到300 m，其石膏晶体中发现石盐 、天青石、含钾硫酸镁、白云石等矿物。鉴于阿尔塔什组发育巨厚石膏层及盐矿物种类较丰 富，本文试图对凹陷阿尔塔什组剖面露头石膏岩层位、分布、石膏晶间盐类矿物及石膏岩 沉积韵律、环境等方面进行研究，探讨阿尔塔什组巨厚海相石膏岩的沉积特征，揭示古盐湖 演化历史，从而进一步探讨其环境意义。         塔西南凹陷位于新疆天山南麓和昆仑山北坡之间， 面积约10万平方公里， 为塔里木盆地西 南 部最大的一个次级盆地。凹陷内部次级构造分异显著， 类型多样， 从西昆仑山前到凹陷内 部 依次为西昆仑山前构造带、中部凹陷带（喀什凹陷和叶城_和田凹陷）、麦盖提斜坡带及巴 楚隆起带（刘生国等， 1998;张达景等， 2007；方爱民等， 2009）等二级构造单元（图1 ）。早白垩世塔西南凹陷为一 断陷盆地， 东高西低， 沉积相主要受西昆仑山及南天山 物源影响， 自西向东沉积厚度变薄， 发育冲积扇、扇三角洲及滨浅湖沉积（贾进华， 200 9） ， 晚白垩世—古近纪前陆盆地发展（王永等， 1996；马华东等， 2003；邵龙义等， 2006 ）。 晚白垩世初期—渐新世末期， 由于多期特提斯海海水的入侵， 使塔西南凹陷内发 育 了一套碳酸盐岩、石膏岩、石盐岩和陆源碎屑岩的沉积盖层（表1）。古新世初期， 伴随着 特 提斯海水侵入到塔西南凹陷， 在该区域发育了封闭的●湖与海湾环境， 同时受强烈的陆源 碎 屑物影响（马华东等， 2003）， 发育石膏岩和碳酸盐岩沉积。阿尔塔什组中下段厚层石膏 岩发育， 与上白 垩统吐依洛克组呈平行不整合接触。受强烈的陆源碎屑岩控制， 发育蒸发岩台地， 辫状河 三角洲等， 为亚热带干旱气候（邵龙义等， 2006）。
        塔西南凹陷古新统阿尔塔什组发育巨厚海相石膏岩沉积，是特提斯海断续海侵的产物。阿尔 塔时期，海水自乌恰西部侵入，被西昆仑山隔挡，在塔西南凹陷形成●湖、浅水蒸发岩台地 相沉积，表现为巨厚层海相石膏岩的广泛分布（曹养同等，2016）。由图2可知 ，在阿尔塔时期整个凹陷内部均有石膏岩分布，石膏岩露头在西昆仑山前、南天山山前及东 部麦盖提斜坡均有发育，其中，西昆仑山山前厚度最大，向南、向东石膏岩厚度和规模都逐 渐变小。在西昆仑山前有2处石膏岩的沉积中心，厚度均达到200 m以上。
        本次主要选取4条典型剖面，自北西向南东依次为西昆仑山前的阿尔塔什、皮拉里剖面及麦 盖提 斜坡上的大山口、麻扎塔格剖面，4条剖面石膏岩出露及岩性见图3。阿尔塔什剖面位于阿尔 塔什西，叶尔羌河北岸，剖面阿尔塔什组上部岩性主要为红色的含膏泥岩夹灰绿色泥岩、粉 砂岩，下部岩性为灰白色巨厚层团块状石膏夹泥岩，石膏层厚约300 m（图3a）。皮拉里剖 面位于塔里木盆地西南部皮拉里乡的东北部，盖孜河西北岸，剖面阿尔塔什组上部岩性主要 为灰岩及厚层石膏岩，夹灰绿色砂砾岩，下部为棕红色、深褐色砂岩、泥岩互层，石膏岩厚 度 近270 m（图3b）。麻扎塔格剖面位于塔西南凹陷麦盖提斜坡上，含巨厚石膏团块、厚层白 云岩夹中_薄层灰绿色、褐红色泥岩、粉砂岩（图3c）。大山口含膏系剖面位于奥兹格 尔他乌构造带西南缘，剖面阿尔塔什组下部为紫红色泥岩、粉砂岩夹中厚层膏岩， 上部为紫红色泥岩、粉砂岩（图3d）。
        本次分析测试的样品采自塔西南凹陷皮拉里地 区蒸发岩露头剖面，该剖面位于塔里木盆地西南部 皮拉里乡的东北部，盖孜河西北岸（图2）。露头主要 出露古新世早期的阿尔塔什组（E₁a），岩性主要为灰白色石膏岩、硬石膏岩夹灰绿色、褐红色中_薄层泥岩及中厚层 灰岩。对样品进行了薄片鉴定、扫描电镜分析、地球化学分析等。
        本次薄片鉴定样品共22件，均为阿尔塔什组的石膏岩，利用LEICA2500P显微镜完成；扫描电 镜样品共21件，采用的仪器是TESCAN_VEGA扫描电子显微镜和INCA_X射线能谱分析仪，分析 测试单位为中国石油勘探开发研究院；地球化学分析样品34件，主要分析K+、Ca 2+、Na+、Mg²⁺、SO^2-₄五项（误差小于1%），分析测试单位为中 国地质科学院矿产资源研究所表生地球化学实验室。
        依据野外岩性观察，利用薄片鉴定、扫描电镜分析手段，对皮拉皮剖面石膏岩样品进 行 分析，初步确定剖面露头中主要的盐类矿物为石盐、石膏、硬石膏、含钾硫酸镁、天青石、 钙芒硝等。其中，原生盐类矿物主要为石盐、石膏，次生盐类矿物为硬石膏、含钾硫酸镁、 钙芒硝等，赋存层位为古新统阿尔塔什组(E₁a)。
        对剖面采集的21块岩矿样品经过扫描电镜分析，共发现5种盐类矿物，包括石盐、天青石、 石膏、钙芒硝、含钾硫酸镁、白云石。扫描电镜结果显示，皮壳状石盐分布于石膏晶间 （图4a），石盐能谱图见图4b；在04KS_PPLL_G87样品和04KS_PPLL_G116样品中，发现板 状、片状石膏及灰白色天青石（图4c～e），天青石呈不规则状镶嵌于石膏间隙中；在04KS_ PPLL_G87样品中发现花瓣状钙芒硝与溶蚀状石盐共生（图4f、g）；在04KS_PPLL_G100石膏 岩 样品中发现溶蚀状含钾硫酸镁矿物。含钾硫酸镁矿物电镜照片及能谱见图4h、i。
对皮拉里剖面的22件样品进行薄片鉴定，样品基本上为石膏岩，可分为微晶石膏岩（图4j） 及硬石膏岩等（图4k）。石膏岩呈灰白色，薄片下石膏多为浅黄色，呈粒状、团簇状，晶 体多为0.5～1.0 mm的微细晶。
        扫描电镜结果显示（图4），石膏岩中石盐、含钾硫酸镁等矿物可能是后期富钾卤水交代原 生石膏形成；溶蚀状含钾硫酸镁与石膏之间界线不明显，呈过渡关系（图4h）；石膏晶间皮 壳状石盐（图4a）以及石盐晶体赋存于石膏晶体之间，指示了后期残余浓缩卤水在重力作用 下进入膏盐裂隙中而形成了皮壳状石盐。此外，石膏晶间大量天青石的发现，说明古卤水中 锶 的含量较高，且与石膏同时沉积（图4c），说明该地区曾接受富锶水体的补给。经扫描电镜 及能谱仪分析，皮拉里剖面中石膏固体样品中发现钙芒硝、石盐、含钾硫酸镁等矿物，显示 残余卤水浓度较高，富K、Na、Ca等离子，推测该地区在古新世可能已达到石盐沉积阶段， 局部可能出现富钾镁盐卤水。
在剖面石膏岩晶体中发现次生花瓣状钙芒硝（图4f），与石盐共生于石膏晶间。与石盐共生 成因的钙芒硝，其形成条件相对苛刻，要求盐湖卤水n(Ca²⁺)/2n(Na+ )为1∶243～1∶1346，即要求盐湖卤水富钠、低钙（朱井泉等，1989；杨清堂等， 1989；曹养 同等，2016），否则，盐湖演化过程中，随着富钙水的补充，盐湖卤水钙含量过高，易形成 石膏。
薄片鉴定结果显示，石膏岩样品中石盐、石膏及硬石膏等多成细晶或自形微晶，是盐类矿物 快速从卤水中结晶的结果，显示当时古湖水浓度较高。
        对皮拉里剖面上采集的34件样品进行化学分析，其中大部分样品为石膏岩。主要分析项目分 别为K+、Ca²⁺、Na+、Mg²⁺、SO^2-₄离子共5项（表2）。从表2可 知，w(K+)范围为0.022%～0.197%，平均0.090%，相对比于库车盆地DZK01钻孔石 盐岩芯中w(K+)（范围0～0.151%，平均0.049%）（据刘成林等，2012），塔西南凹 陷蒸发岩中 含有相对较高的钾含量。
地层剖面柱状图及离子浓度曲线见图5。由图5可知，所测剖面岩性大部分为石膏岩，夹泥岩 、粉砂岩、含膏泥岩等。由离子浓度曲线变化趋势可知，在460 m和500 m位置出现了2个钾 含量的高峰期，相对应的是钙和硫酸根含量出现低值，且测得2段钾的高峰期值样品均采自 石膏岩样品中。
        样品中各剖面离子在纵向上的变化规律（图5）。从图5可以看出，皮拉里剖面在古新世阿尔 塔什组沉积期，塔西南坳陷古盐湖演化至少出现2次古湖水浓缩趋势及可能2次富钾期。自 剖面底部向上，2次富钾高峰w(K+)分别达到0.210%、0.197%。其对应样品编号分别 为201 004KS_PLL_G66、201004KS_PLL_G111，石膏岩样品201004KS_PLL_G55、201004KS_PLL_G88中 发现石盐，说明古盐湖演化过程中卤水可能达到石盐沉积阶段，形成富钾镁卤水。在这2个 钾含量相对峰值期，大量富K、Mg卤水沿着石膏晶间裂隙侵入石膏层交代Ca+、SO^2- ₄ 离子， 形成含钾硫酸镁等矿物，后期古盐湖残余卤水浓缩过程中，形成富含K、Mg离子的溶液 ，使得此阶段K、Mg离子含量增高，K离子含量出现相对峰值。
        依据盐湖在演化过程中古湖水淡—咸—盐的变化关系，相应地沉积物由碎屑岩—膏岩—盐岩 变化，对塔西南凹陷4条露头剖面，按岩性变化和单层厚度（代表一定沉积时间间隔）进行 沉积韵律划分，单层厚度为10～90 m的地层组成的韵律定为三级韵律，向上逐级合并成二 级韵律，单层（组合）厚度从60～540 m合并成一级韵律（沉积旋回）。通过对野外实测 剖面沉积韵 律划分及旋回识别，共识别出1期蒸发岩沉积旋回。
塔西南凹陷4条实测剖面，野外均未见到岩盐露头，仅见到巨厚膏岩或碎屑岩夹薄层石膏。 据此对塔西南凹陷4条实测含膏系剖面进行韵律及沉积旋回识别，结果见表3。
结合图6，对比4条剖面古新世阿尔塔什组蒸发岩沉积韵律特征，发现巨厚膏岩夹薄层泥岩沉 积基本位于E₁a层位，如阿尔塔什剖面、大山口剖面和麻扎塔格剖面，巨厚膏岩沉积 位于E₁a 的下部，即古新世阿尔塔什早期，皮拉里剖面巨厚石膏岩沉积位于E₁a的上部，即古新世阿尔塔时晚期。
        对塔西南坳陷4条蒸发岩剖面进行沉积韵律划分，可知古新世阿尔塔时期皮拉里剖面及阿尔 塔什剖面均发育5个明显的二级沉积韵律，即碎屑岩→含膏泥岩—碎屑岩—厚层石膏岩→ 灰 岩（碳酸盐岩）的沉积韵律，表现为古湖水的淡—微咸—淡—咸—淡的变化规律； 大山口 剖面 和麻扎塔格剖面均发育Ⅱ₂、Ⅱ₃ 2个二级沉积韵律，即厚层石膏岩—碎 屑岩
     （麻扎塔格山发育白云岩）。Ⅱ₁沉积韵律以碎屑岩沉积为主，表现在皮拉里剖面和阿尔 塔什剖面底部的 砂砾岩、泥岩及含膏砂砾岩沉积；Ⅱ₂沉积韵律以厚层石膏岩及含膏碎屑岩沉积为主；Ⅱ ₃沉积 韵律仅在皮拉里和阿尔塔什剖面显示，均发育碎屑岩沉积；Ⅱ₄沉积韵律以皮拉皮剖面巨 厚 层石膏岩及阿尔塔什剖面厚层含膏碎屑岩沉积为主；Ⅱ₅沉积韵律在皮拉里剖面发育厚层 灰 岩沉积，阿尔塔什剖面发育砂泥岩互层沉积。基本上反映了碎屑岩—膏岩—碎屑岩的沉积韵 律 变化特征，也反映了古盐湖在演化过程中古湖水的淡—咸—淡变化规律。4条剖面石膏岩厚 度 均较大，显示在阿尔塔什期相当长的一段时间内，古湖水浓度较高，可知海侵为塔西南地区 成岩提供了丰富的物质来源，推测该地区为有利成钾区。
        晚白垩世—古近纪早期的塔里木古海湾为半封闭的陆表海，水深20～50 m，气候干燥炎热， 为封闭的海湾和●湖环境(雍天寿等，1986；曹养同，2016)。古新世早期，随着几次大规 模的海侵，海水断续补给盐湖，形成厚层石膏岩夹薄层灰岩沉积。古新世晚期，伴随着特提 斯海侵范围的扩大，海水水体加深，沉积物由石膏岩转变为灰岩；随着海侵范围进一步 扩大，古盐湖的浓度降低，在阿尔塔什组顶部发育一套中厚层灰岩，显示出沉积环境从●湖相逐渐向浅海环境演变。 
古近纪以来，全球发育的海相蒸发岩和现代海洋中硫同位素组成差异不大（李任伟等, 1989）。对塔西南凹陷古新统阿尔塔什组大山口石膏岩16件样品进行硫同位素分析，并与塔 西南凹陷阿尔塔什剖面及库车凹陷的几条剖面硫同位素进行对比研究（表4），可知大山口 剖面δ³⁴S值的平均值为18.9‰，处于同期海水的硫同位素范围内，且最大值与最小 值差别 不大。而位于该剖面东南部同期海侵所致的阿尔塔什地区的δ³⁴S平均值为19.9‰， 由此可 见大山口地区与阿尔塔什地区的δ³⁴S值接近，石膏岩同样具有典型的海相沉积特征 。大山口与阿尔塔什地区巨厚层石膏岩均是特提斯海侵的产物；随着海侵继续向东部继续扩 张，海侵范围扩大，由于大气降水及河水的影响，导致库车凹陷内的δ³⁴S值继续降 低，基本上介于10‰～15‰（张华等，2013），可见库车凹陷石膏岩中硫同位素具有海陆交 互相特征。
由图2可知，阿尔塔什剖面和皮拉里剖面分别位于西昆仑山前地带，皮拉里剖面更靠近多期 次的海侵通道的入口；大山口剖面位于南天山山前地带，麻扎塔格剖面位于麦盖提斜坡边缘 ，2条剖面距离古 海侵通道相对较远。通过S同位素量研究（张华等，2013），推测古新世阿尔塔什期共有4期 海水侵入塔里木盆地。海侵的范围和规模深刻影响着石膏岩及碎屑岩的沉 积特征。第1次海侵发生在阿尔塔什初期，海水沿通道涌入塔西南地区，海水仅侵入到西昆 仑山前的部分地区，由于地势高低起伏较大，受古湖水以及西昆仑山冲、洪积物的影响，使 得皮拉里地区阿尔塔什组底部发育颗粒较大的砂砾岩沉积。随着海侵持续，海侵范围不断扩 大，成盐物质不断补给沉积，皮拉里地区地势不断抬升，同时整个凹陷也不断抬升，为更大 规模的海侵创造条件（王得林，1989）； 第2期海侵，海水沿着西昆仑山前继续向东南部扩 张，海侵范围到达阿尔塔什地区，由于古湖水浓度升高，在皮拉里地区沉积厚层的含碎屑膏 岩及碎屑岩，受山间河水及淡水影响在阿尔塔什地区底部发育薄层泥岩、粉砂岩。阿尔塔什 中期；随着第3次大规模海侵，海侵范围扩大，海水漫过凹陷内的隆起区，已到达麦盖提斜 坡边缘，基本覆盖整个塔西南坳陷，在皮拉里及阿尔塔什地区沉积巨厚层的石膏岩，且在凹 陷东端麦盖提斜坡边缘的麻扎塔格山及北部的大山口地区沉积厚层石膏岩，此外，东高西低 的地势条件及海水动力条件的因素，形成沉积环境各不相同，西昆仑山前水体较深，因此石 膏岩沉积厚度较大，麦盖提斜坡附近水体较浅，石膏岩沉积厚度较小；阿尔塔什晚期，第4 次海侵范围进一步扩大，沿着巴楚隆起北缘低洼处侵入库车凹陷西部，加上河水与大气降水 影响，在阿尔塔什组顶部发育碎屑岩沉积，也显示了古新世整个阿尔塔时期古湖水的淡—咸 —淡的变化特征。
（1） 自古新世以来，塔西南凹陷至少发生4次大规模的海侵，在第3次海侵期阿尔塔什组沉 积了巨厚层的海相石膏岩，石膏岩在西昆仑山前厚度较大，显示该地区古湖水水体较深，可 能为古盐湖的浓缩中心。
（2） 石膏岩夹泥岩、灰岩沉积，反映了古盐湖演化后期海侵范围逐渐扩大，海侵间隔缩短 ，海水不断加深，在阿尔塔什组顶部发育中厚层灰岩，显示出塔西南凹陷沉积环境从湖相 逐渐向浅海环境演变。
（3） 石膏岩地球化学分析结果显示，出现了2次钾含量相对峰值，推测古新世阿尔塔什期 皮 拉里地区达到古盐湖演化阶段，存在2期富钾卤水；石膏晶间含钾矿物以及皮壳状石盐的发 现，表明在海侵过程中发生过间歇性海退事件，在短时间高强度蒸发浓缩条件下，皮拉里地 区可能达到钾镁盐析出阶段，为古盐湖的一个沉积中心。    
志谢中航工业资源公司赵宪福参加了野外剖面测量工作，宣之强高工在薄片鉴 定方面给予指导，在此一并表示感谢!