柴達木盆地東北緣石炭系生物礁發育特征及其地質意義

王志金，陳世悅，馬帥，汪峰

中國石油大學(華東)地球科學與技術學院，山東青島 266555

柴達木盆地東北緣石炭系生物礁發育特征及其地質意義

王志金，陳世悅，馬帥，汪峰

中國石油大學(華東)地球科學與技術學院，山東青島 266555

對柴達木盆地東北緣石炭系地層中生物礁的發育特征及區域展布進行了系統闡述?；谝巴鈱嵉乜疾炫c室內鏡下分析，采用地球化學與巖石學方法相結合，總結歸納柴達木盆地東北緣石炭系生物礁的巖石學特征、生物特征以及地層特征，分析生物礁主要產出層位及規模大小，探討其古環境與油氣地質意義。研究結果表明：柴達木盆地東北緣石炭系造礁生物主要為四射珊瑚，其次為橫板珊瑚，發育錐狀、盤狀的單體珊瑚和管狀、叢狀、蜂窩狀的群體珊瑚，附礁生物為腕足、等；珊瑚礁在巖層中以點狀產出，呈不連續帶狀分布，依據其在地層中的發育規律與展布特征，分為簇狀豎直叢生管狀珊瑚、簇狀水平延伸管狀珊瑚以及簇狀頂端向下傾斜管狀珊瑚；根據巖石中的生物顆粒含量，生物礁灰巖儲層巖石類型分為珊瑚骨架灰巖、珊瑚顆粒石灰巖、生物顆粒質石灰巖、含生物顆粒石灰巖以及泥晶灰巖。柴達木盆地東北緣早石炭世以碳酸鹽臺地環境為主，晚石炭世以海陸交互的潮坪環境為主。研究區石炭系生物礁主要位于下石炭統懷頭他拉組三、四段，在石灰溝、旺尕秀等剖面可見厚層油砂，指示柴達木盆地東北緣石炭系具有良好的生烴潛力。

柴達木盆地東北緣；石炭系；生物礁；珊瑚；造礁生物

0 引言

生物礁是由固著生物所建造的本質上是原地沉積的碳酸鹽建造[1]。生物礁自身既是優質的烴源巖，又具有良好的儲集性，同時生物礁衰亡后，其頂部覆蓋的泥膏巖是良好蓋層，因此生物礁往往形成儲量大、單井產量高的自生自儲的油氣藏，是油氣勘探的重要對象[2]。前人對柴東北緣石炭系的生物群曾作過一定的研究，總結了生物的類型以及發育特征[3-7]。認為早石炭世柴東北緣生物群以珊瑚類和腕足類為主，珊瑚由小型單體向大型單體和復體演化，化石屬種由少變多，到晚石炭世生物以類為主，珊瑚與腕足類衰退，腕足個體變小。但仍存在兩方面的問題：1)只是對珊瑚、腕足等生物的類型進行抽象的描述、分類，未能結合生物在野外露頭的實際發育特征、規模以及產狀進行闡述，造成讀者的理解困難。2)總結了柴達木盆地東北緣石炭系生物群的分布規律，并初步分析了其形成環境，但是未能分析生物群集中發育的層位，討論其油氣地質意義。本文提出在柴達木盆地東北緣石炭系中發育有生物礁，通過野外實地考察與室內鏡下分析，系統分析了研究區生物礁的巖石學特征、生物特征以及地層特征，總結了石炭系的沉積環境并對生物礁的富集層位進行了重點的描述，探討其古環境與油氣地質意義。

1 研究區概況

柴達木盆地位于青藏高原北部，海拔3 000 m以上，南部與昆侖山相連，東部與祁連山毗鄰，西北部為阿爾金山所環繞，盆地整體具有東西分區、南北分帶的特點，是我國重要的含油氣盆地[8]。在昆侖山與祁連山相向擠壓對沖的構造背景下，盆地中部發生沉降，從邊緣到中心形成一個大的背斜，背斜兩翼發育有逆斷層，總體具有“兩斷夾一隆”的構造格局[9]。研究區位于柴達木盆地北緣東段，包含牦牛山、旺尕秀、尕海南山、歐龍布魯克山等，呈北西—南東向展布[10-11]。區內石炭紀地層分布比較普遍，其中石灰溝、城墻溝、尕海南山、旺尕秀、歐龍布魯克山等地區露頭較好，出露較全。自下而上主要發育一套碎屑巖與碳酸鹽巖的混合沉積建造，沉積地層包括下石炭統穿山溝組(C1ch)、城墻溝組(C1c)、懷頭他拉組(C1h)，上石炭統克魯克組(C2k)、扎布薩尕秀組(C2zh)(圖1)。

圖1 柴達木盆地東北緣地層發育特征及生物礁露頭分布圖Fig.1 Developing features of stratum and reef outcrops along distribution location in northeast margin of Qaidam Basin

2 生物礁灰巖的巖石類型及特征

根據馮增昭(1993)對碳酸鹽巖的分類原則[12]，筆者認為柴東北緣地區生物礁灰巖儲層巖石類型主要有珊瑚骨架灰巖、珊瑚顆粒石灰巖、生物顆粒質石灰巖、含生物顆粒石灰巖以及生屑泥晶灰巖，生物含量逐漸減少。從宏觀上看，巖層整體呈灰色，成層性明顯，出露較好，幾乎無植被覆蓋(圖2a)。

2.1 珊瑚骨架灰巖

以群體珊瑚為骨架，各珊瑚管緊密排列、叢生，從而構成高能抗浪實體，骨架之間被泥晶充填，充填物的形態、分布、含量受到骨架孔隙空間的控制，基質含量占4%～25%，部分基質被微晶白云石交代，表面往往遭受風化剝蝕，形成凹凸不平的面。群體珊瑚塊體最高可達50 cm，橫向延伸1 m(圖2b)。

2.2 珊瑚顆粒石灰巖

因其不能形成珊瑚骨架，但珊瑚骨架碎片等生物碎屑構成了巖石的主體，故稱為珊瑚顆粒石灰巖。生物顆粒含量50%以上，由珊瑚碎片、類以及腕足類組成，偶見植物碎片，生物碎屑無規律分布，多數被碎片化，由波浪、風暴的破壞作用造成。巖石顏色以灰白色為主，亮晶基質充填，孔隙度與滲透性較好，是優質儲集巖(圖2c)。

2.3 生物顆粒質石灰巖

生物顆粒含量相對減少，在25%～50%之間，顆粒包括管狀的珊瑚骨骼碎片和腕足殼體碎片等。它們雜亂分布，大小不一，散亂充填在泥晶基質中。粗略地看巖石中生物不明顯，但細看卻能發現許多小的化石碎片。巖石顏色為灰—灰白色，硬度中等，孔隙度與滲透率一般，分布較廣(圖2d)。

2.4 含生物顆粒石灰巖

生物顆粒含量10%～25%，顆粒包括完整的生物，但多為生物碎屑，以珊瑚骨架碎片、腕足碎片為主。巖石顏色為灰—灰黑色，泥晶基質充填于生屑之間。巖石外表粗糙，硬度較大，局部可見珊瑚橫截面上清晰的隔壁，以及縱切面上的鱗板發育。在研究區，含生物顆粒石灰巖分布廣，構成生物礁的主體(圖2e)。

2.5 泥晶灰巖

巖石顏色以灰黑色—黑色為主，泥晶結構，生物碎屑含量較少，見珊瑚骨架碎塊、腕足以及植物碎片，巖石硬度較高。局部發育溶蝕縫與溶蝕孔，巖石表面節理比較發育。在重結晶作用下，泥晶方解石逐漸充填珊瑚體腔。由于長期處于暴露環境，泥晶灰巖表面有時發育有紅褐色的鐵錳質結核，呈不連續分布(圖2f)。巖石整體結構致密，膠結作用強，儲集性能較差。

3 造礁生物的類型及特征

柴達木盆地東北緣地區生物礁主要發育于石灰溝、城墻溝、尕海南山等地區。造礁生物以四射珊瑚(Tetracorallia)為主，其次為橫板珊瑚(Tabulata)，發育錐狀、盤狀的單體珊瑚和管狀、叢狀以及蜂窩狀的群體珊瑚，附礁生物為腕足、類、海百合等。單體珊瑚主要產出于城墻溝地區的深灰色礁灰巖中，珊瑚直徑粗大，3～6 cm，直錐狀或始部稍彎曲，似“牛角”，邊緣發育寬的泡沫帶，泡沫板微小、密集，呈球狀或半球狀，隔壁灰質加厚(圖3a，b)，王增吉[3]認為該珊瑚屬為Siphonophyllia。管狀群體珊瑚橫向延伸10～30 cm，呈點狀產出于灰巖當中，順層面發育，緊密堆積，單個珊瑚直徑約1 cm，同一層位見斷續發育，但產出形態略有變化，有水平、傾斜等，多分布在石灰溝與城墻溝地區(圖3c)。叢狀群體珊瑚產出規模較大，高40 cm，橫向延伸60 cm，單個珊瑚直徑約2 cm，橫截面上凹凸不平，珊瑚向上直立發育，叢狀或樹枝狀，多分布在尕海南山地區(圖3d)。蜂窩狀群體珊瑚橫向延伸50～80 cm，高40 cm，多個珊瑚緊密堆積，個體多角柱狀，密集發育，外形似蜂窩(圖3e)。對珊瑚進行鏡下微觀研究，發現珊瑚有灰白色和紅褐色兩種不同的顏色，表明生物化石遭受到氧化作用。橫板與隔壁均較平直，兩側發育泡沫板。珊瑚內的孔隙空間多被亮晶充填，部分珊瑚橫板與隔壁一端寬一端窄，呈扇形發散(圖3f，g)。此外，在生物礁內有時也可見類，腕足，介殼、海百合等附礁生物，它們產出規模較小，僅在局部富集(圖3h～l)。

圖2 柴達木盆地東北緣生物礁巖石類型及特征a.生物礁灰巖的野外宏觀特征；b.珊瑚骨架灰巖；c.珊瑚顆粒石灰巖；d.生物顆粒質石灰巖；e.含生物顆粒石灰巖；f.泥晶灰巖Fig.2 Organic reef rock types and characteristics along the in northeast margin of Qaidam Basin

4 生物礁的地層特征

研究區生物礁發育層位主要為懷頭他拉組三、四段。筆者著重研究了石灰溝地區采石場北側1 km處的一條典型的富含生物礁的地層剖面(圖4Ⅰ)，通過該剖面分析生物礁在地層中的發育規律及展布特征。該剖面中發育大套的珊瑚顆粒石灰巖與含生物顆粒石灰巖，產狀平緩，出露良好。珊瑚礁位于懷頭他拉組中段，以點狀產出，呈不連續帶狀分布，大小各異，大者橫向延伸1 m，高度可達40 cm；小者橫向延伸15 cm，高度為10 cm。依據珊瑚礁在巖層剖面中的產狀及外部形態特征，筆者將其歸納為三種類型，分別為：簇狀豎直叢生管狀珊瑚、簇狀水平延伸管狀珊瑚、簇狀頂端向下傾斜管狀珊瑚。簇狀豎直叢生管狀珊瑚整體沿著層面向上發育，多個管狀珊瑚聚集成簇狀，上部發散，下部匯聚，外形類似于扇形，是珊瑚在正常的水體環境下發育的形態特征(圖4b，d)。簇狀水平延伸管狀珊瑚整體順層理近水平發育，多個管狀珊瑚緊密堆積，聚集成簇狀(圖4a，f，g)。簇狀頂端向下傾斜管狀珊瑚整體順層理面傾斜發育，頂端向下傾斜，與層面斜交，傾角約20°(圖4c，e)。不同產狀的生物礁在地層中的分布比較雜亂，在同一層內可同時出現豎直、順層、頂端向下傾斜的珊瑚(圖4-Ⅰ中的a，b，c)；也可只出現其中的一類或兩類(圖4-Ⅰ中的e，f)，每個珊瑚點礁相隔2～10 m。推測可能原因是生長在碳酸鹽巖臺地邊緣環境中的珊瑚化石，經過波浪或風暴的短距離搬運作用，迅速沉積在臺地邊緣斜坡環境中造成。

5 生物礁的地質意義

5.1 生物礁的古環境意義

珊瑚的生長和分布受其生存環境的控制。Webb[13]認為珊瑚的生長與海平面變化、大地構造及陸源碎屑供給量密切相關。黃興等[14]認為復體珊瑚和叢狀群體珊瑚能夠適應大地構造相對穩定、有大量陸源碎屑物涌入的、溫暖正常的淺水高能環境。研究區主要發育珊瑚點礁，規模小，延伸距離短，表明水深變化較快，多期的海進與海退頻繁交替。通過與滇西、湘、黔等地發育的四射珊瑚組合進行對比(表1)，可以發現在早石炭世，全國范圍內普遍發育四射珊瑚化石，其中yuanophyllum在各地區均有出現。然而到了晚石炭世，珊瑚化石明顯減少，腕足和類化石逐漸增多，楊平[7]認為除水介質動蕩的因素外，可能還與全球氣候變冷有關。研究表明，我國的青海、新疆(西北)以及貴州、四川(西南)等生物化石較發育地區，在晚石炭世普遍有珊瑚化石減少的現象，指示了晚石炭世全球氣候變冷具有一定的普遍性。

表1 柴達木盆地東北緣下石炭統四射珊瑚組合與區域對比[15-16]

柴達木盆地主要為陸表海類型，沉積特征以碳酸鹽臺地型沉積為主，盆地內部均處于淺海環境，東部德令哈地區為一套海陸交互相含煤地層，海相碳酸鹽巖與陸相碎屑巖交互沉積[17]。研究區沉積演化經歷了早石炭世兩次海侵和晚石炭世的持續海侵作用[18]。穿山溝組期間，水體淺且循環受限，發育泥晶灰巖、薄層泥巖，為局限臺地環境。城墻溝組期間，海侵作用開始，盆地整體向南傾斜，海水由昆侖洋從南向北入侵到柴達木盆地，發育紫紅色砂礫巖、灰綠色泥巖以及薄層泥灰巖，沉積環境由沖積扇，局限臺地向開闊臺地環境過渡，城墻溝組末期第一次海侵結束。懷頭他拉組期間再次發生海侵，且海侵作用達到最大，歐龍布魯克地塊全部被海水淹沒，以生物碎屑灰巖與礁灰巖沉積為主，夾少量泥巖與中厚層砂巖，層面見單體珊瑚化石，個體大，成層分布。懷頭他拉組沉積環境變化頻繁，以碳酸鹽臺地為主，也可見臺地邊緣生物礁及扇三角洲環境。早石炭世末期，第二次海侵結束，發育厚層灰黑色泥巖。晚石炭世在持續海侵作用的背景下，可見少量沼澤相泥炭沉積，古地理格局與早期類似，古陸面積減少。由于大面積的海侵使得北部山前局部地區出現地層超覆現象，沉積環境主要為障壁島與潮坪環境，在石灰溝、旺尕秀以及南部霍布遜坳陷等部分地區發育潮坪—瀉湖和局限臺地等海陸過渡環境(圖5)。

5.2 生物礁的油氣地質意義

早石炭世，柴東北緣海水較深且生物繁盛，有利于烴源巖的發育，烴源巖厚度大，分布范圍廣，主要位于歐龍布魯克山一帶，最大殘余厚度達900 m[19]。柴東北緣石炭系發育2種類型的烴源巖，分別為下石炭統懷頭他拉組深灰色碳酸鹽巖，以及上石炭統克魯克組黑色泥頁巖，有機質豐度、成熟度高，具有很好的生烴潛力(表2)。晚石炭世的海陸交互相沉積也為生儲蓋組合配套體系的形成創造了有利條件。馬寅生等[20]通過野外調查，發現柴達木盆地石炭系普遍發育厚層油砂。筆者在下石炭統懷頭他拉組生物灰巖段地層中也觀察到油砂顯示，沿生物礁帶發育明指示石炭系具有良好的生烴潛力顯，指示石炭系具有良好的生烴潛力。

圖5 柴達木盆地東北緣石炭統綜合地層柱狀圖Fig.5 Comprehensive stratigraphic column of Carboniferous series along the northeast margin of Qaidam Basin

地區巖性TOC/%[18]氯仿瀝青“A”/%旺尕秀泥巖0．38～2．63/1．31(16)0．0025～0．0375/0．0172(4)碳酸鹽巖0．02～1．26/0．27(6)0．004～0．051/0．0243(4)懷頭他拉(西)泥巖0．18～3．25/1．14(11)0．0039～0．0215/0．0091(7)碳酸鹽巖0．07～0．54/0．21(10)0．0044～0．0089/0．0062(4)懷頭他拉碳酸鹽巖0．12～0．88/0．26(17)0．0025～0．0115/0．0063(7)歐龍布魯克泥巖0．13～1．99/0．76(16)0．0028～0．010/0．0064(8)穿山溝泥巖0．19～1．00/0．61(4)0．0025～0．0049/0．0036(4)

注：數據格式：最小值～最大值/平均值(樣品數)

柴達木盆地石炭紀時位于11.9°N[21]，盆地構造變形作用較弱，僅在新近紀末期局部出現，因而有利于油氣資源的運移與保存。生物礁自生既是優質的烴源巖，許多資料表明，礁前的盆地相與礁后的瀉湖相發育有機質豐富的碳酸鹽巖，可作為良好的生油巖；同時生物礁也具有良好的儲集性能，由于生物死亡后原地堆積而形成的生物骨架具有良好的孔隙性與滲透性，故礁灰巖多具有較好的儲集性能，為油氣的富集創造條件；最后生物礁衰亡后，其頂部覆蓋的泥膏巖也可作為良好的蓋層，因此生物礁型油氣藏往往具有儲量大、單井產量高的特征，其形成的油氣藏具有自生自儲的特點。研究區生物礁主要發育于懷頭他拉組中段，推測在下石炭統具有油氣勘探前景。

6 結論與討論

(1) 柴東北緣石炭系的造礁生物主要為四射珊瑚(Tetracorallia)，其次為橫板珊瑚(Tabulata)，發育錐狀、盤狀的單體珊瑚和管狀、叢狀以及蜂窩狀的群體珊瑚，附礁生物為腕足、等。

(2) 珊瑚礁主要以點狀產出，呈不連續帶狀分布，主要位于懷頭他拉組三、四段。依據礁體在地層中的發育規律與展布特征，分為簇狀豎直叢生管狀珊瑚、簇狀水平延伸管狀珊瑚以及簇狀頂端向下傾斜管狀珊瑚。根據巖石中的生物含量，生物礁灰巖儲層巖石類型分為珊瑚骨架灰巖、珊瑚顆粒石灰巖、生物顆粒質石灰巖、含生物顆粒石灰巖以及泥晶灰巖。

(3) 柴東北緣早石炭世以碳酸鹽臺地環境為主，晚石炭世以海陸交互的潮坪環境為主。頻繁交替的海侵與海退造成早石炭世珊瑚點礁的產生。研究區石炭系生物礁主要位于下石炭統懷頭他拉組三、四段，在石灰溝、旺尕秀等剖面可見厚層油砂，指示柴東北緣石炭系具有良好的生烴潛力。

隨著勘探的進步，生物礁型油氣藏不斷有新的發現，2003年在川東北宣漢—達州地區長興組—飛仙關組礁灘相白云巖中發現普光超大型氣田，2006年在川東元壩長興地區長興組—飛仙關組生物礁灘白云巖中發現元壩氣田[22-23]。在塔里木盆地奧陶系也發現大型礁型油氣田[2,24]。柴東北緣早石炭世地層雖然廣泛發育生物礁，并且在野外露頭中還發現有油氣顯示，但是柴東北緣地區的生物礁中能否產生有效的油氣生、儲、蓋組合，從而形成具勘探價值的油氣成藏，目前還難以得出肯定的結論。認為還需要對該地區進行深入的研究，尤其要針對在柴東北緣周緣區域生物礁的分布、規模以及特征，還需做更詳盡的工作，從而獲得更加全面的認識，以期能在該地區的油氣勘探中取得突破。

致謝 在論文撰寫過程中受到了袁靜、鄢繼華等老師的親切指導，在此一并感謝。

)

[1] Riding R. Structure and composition of organic reefs and carbonate mud mounds: concepts and categories[J]. Earth-Science Reviews, 2002, 58(1/2): 163-231.

[2] 顧家裕，方輝，蔣凌志. 塔里木盆地奧陶系生物礁的發現及其意義[J]. 石油勘探與開發，2001，28(4)：1-3. [Gu Jiayu, Fang Hui, Jiang Lingzhi. The significance of Ordovician reef discovery in Tarim Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2001, 28(4): 1-3.]

[3] 王增吉. 青海歐龍布魯克山城墻溝組四射珊瑚化石[C]//地層古生物論文集(第十四輯). 北京：地質出版社，1986：49-63. [Wang Zengji. Tetracoralla in Olongbluk Chengqianggou Fm., Qinghai[C]//Proceedings of Stratigraphic Paleontology (Fourteenth). Beijing: Geological Publishing House, 1986: 49-63.]

[4] 王增吉. 柴達木盆地北緣阿木尼克山地區早石炭世地層及珊瑚化石序列[J]. 中國地質科學院地質研究所所刊，1987(16)：51-90. [Wang Zengji. The early Carboniferous strata and coral fossil in Amunike mountain area, north margin of Qaidam Basin[J]. The Chinese Academy of Geological Sciences and Institute of Geology, 1987(16): 51-90.]

[5] 王增吉，俞學光. 柴達木盆地北緣石灰溝晚石炭世的四射珊瑚[J]. 地球學報，1995，16(3)：311-327. [Wang Zengji, Yu Xueguang. The late Carboniferous rugose corals from Shihuigou on the north margin of the Qaidam Basin[J]. Acta Geoscientia Sinica, 1995, 16(3): 311-324.]

[6] 賀廣田，王增吉，詹立培，等. 柴達木盆地北緣晚石炭世地層[J]. 中國地質科學院院報，1987(17)：141-157. [He Guangtian, Wang Zengji, Zhan Lipei, et al. The Late Carboniferous strata from the north margin of Qaidam Basin[J]. Bulletin of the Chinese Academy of Geological Sciences, 1987(17): 141-157.]

[7] 楊平，胡勇. 柴達木盆地石炭紀古生態與沉積環境[J]. 新疆石油地質，2006，27(3)：280-284. [Yang Ping, Hu Yong. Paleoecology and sedimentary environment of Carboniferous in Qaidam Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2006, 27(3): 280-284.]

[8] 袁劍英，陳啟林，陳迎賓，等. 柴達木盆地油氣地質特征與有利勘探領域[J]. 天然氣地球科學，2006，17(5)：640-644. [Yuan Jianying, Chen Qilin, Chen Yingbin, et al. Petroleum geological character and favorable exploration domains of Qaidam Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2006, 17(5): 640-644.]

[9] 曹國強，陳世悅，徐鳳銀，等. 柴達木盆地西部中—新生代沉積構造演化[J]. 中國地質，2005，32(1)：33-40. [Cao Guoqiang, Chen Shiyue, Xu Fengyin, et al. Ceno-Mesozoic sedimentary and tectonic evolution in the western Qaidam Basin[J]. Geology in China, 2005, 32(1): 33-40.]

[10] 商琳，戴俊生，夏瑞杰，等. 柴達木盆地北緣東段石炭紀至白堊紀構造演化模式及地層缺失原因探討[J]. 地質論評，2014，60(4)：780-790. [Shang Lin, Dai Junsheng, Xia Ruijie, et al. Study on tectonic evolution pattern from Carboniferous to Cretaceous and stratum loss reasons of the eastern section of north Qaidam[J]. Geological Review, 2014, 60(4): 780-790.]

[11] 青海省地質礦產局. 青海省區域地質志[M]. 北京：地質出版社，1991：100-122. [Bureau of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province. Regional geology of Qinghai province[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1991: 100-122.]

[12] 馮增昭. 沉積巖石學[M]. 2版. 北京：石油工業出版社，1994. [Feng Zengzhao. Sedimentary rocks[M]. 2th ed. Beijing: Petroleum Industry Press, 1993.]

[13] Webb G E, Sando W J, Raymond A. Mississippian coral latitudinal diversity gradients (Western Interior United States): testing the limits of high resolution diversity data[J]. Journal of Paleontology, 1997, 71(5): 780-791.

[14] 黃興，張雄華，郄文昆，等. 湖南沅陵地區晚石炭世的四射珊瑚[J]. 古生物學報，2013，52(3)：377-390. [Huang Xing, Zhang Xionghua, Xi Wenkun, et al. Late Carboniferous rugose corals from Yuanling, Hunan province[J]. Acta Palaeontologica Sinica, 2013, 52(3): 377-390.]

[15] 段先鋒，張雄華，卜建軍. 甘肅北山地區下石炭統紅柳園組四射珊瑚動物群及其地質意義[J]. 地質科技情報，2011，30(6)：13-17. [Duan Xianfeng, Zhang Xionghua, Bu Jianjun. Early Carboniferous rugose coral fauna found in Hongliuyuan Formatioin in Beishan area and their geological significances[J]. Geological Science and Technology Information, 2011, 30(6): 13-17.]

[16] 方少仙，候方浩. 廣西田林縣浪平碳酸鹽臺地石炭紀沉積環境及大塘期苔蘚蟲—珊瑚點礁[J]. 沉積學報，1986，4(3)：30-42. [Fang Shaoxian, Hou Fanghao. The Carboniferous sedimentary environments and the bryozoan-coral patch reef of the Da-tang age of the long-ping carbonate platform in Tianling county, Guangxi province[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1986, 4(3): 30-42.]

[17] 郭宏莉，朱如凱，邵龍義，等. 中國西北地區石炭紀巖相古地理[J]. 古地理學報，2002，4(1)：25-35. [Guo Hongli, Zhu Rukai, Shao Longyi, et al. Lithofacies palaeogeography of the Carboniferous in Northwest China[J]. Journal of Palaeogeography, 2002, 4(1): 25-35.]

[18] 牛永斌，鐘建華，段宏亮，等. 柴達木盆地石炭系沉積相及其與烴源巖的關系[J]. 沉積學報，2010，28(1)：140-149. [Niu Yongbin, Zhong Jianhua, Duan Hongliang, et al. Relationship between Carboniferous sedimentary facies and source rock in Qaidam Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2010, 28(1):140-149.]

[19] 李陳，文志剛，徐耀輝，等. 柴達木盆地石炭系烴源巖評價[J]. 天然氣地球科學，2011，22(5)：854-859. [Li Chen, Wen Zhigang, Xu Yaohui, et al. Evaluation of Carboniferous source rocks in Qaidam Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2011, 22(5): 854-859. ]

[20] 馬寅生，尹成明，劉成林，等. 柴達木盆地石炭系油氣資源調查評價進展[J]. 地球學報，2012，33(2)：135-144. [Ma Yinsheng, Yin Chengming, Liu Chenglin, et al. The progress of Carboniferous oil and gas investigation and assessment in Qaidam Basin[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2012, 33(2): 135-144.]

[21] 湯良杰，金之鈞，張明利，等. 柴達木盆地構造古地理分析[J]. 地學前緣，2000，7(4)：421-429. [Tang Liangjie, Jin Zhijun, Zhang Mingli, et al. An analysis on tectono-paleogeography of Qaidam Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2000, 7(4): 421-429.]

[22] 馬永生，蔡勛育，李國雄. 四川盆地普光大型氣藏基本特征及成藏富集規律[J]. 地質學報，2005，79(6)：858-865. [Ma Yongsheng, Cai Xunyu, Li Guoxiong. Basic characteristics and concentration of the Puguang gas field in the Sichuan Basin[J]. Acta Geologica Sinica, 2005, 79(6): 858-865.]

[23] 馬永生，蔡勛育，趙培榮. 元壩氣田長興組—飛仙關組礁灘相儲層特征和形成機理[J]. 石油學報，2014，35(6)：1001-1011. [Ma Yongsheng, Cai Xunyu, Zhao Peirong. Characteristics and formation mechanisms of reef-shoal carbonate reservoirs of Changxing-Feixianguan Formations, Yuanba gas field[J]. Acta Petrolei Sinica, 2014, 35(6): 1001-1011.]

[24] 顧家裕，張興陽，羅平，等. 塔里木盆地奧陶系臺地邊緣生物礁、灘發育特征[J]. 石油與天然氣地質，2005，26(3)：277-283. [Gu Jiayu, Zhang Xingyang, Luo Ping, et al. Development characteristics of organic reef-bank complex on Ordovician carbonate platform margin in Tarim Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2005, 26(3): 277-283.]

CarboniferousOrganicReefDevelopmentCharacteristicsandGeologicalSignificanceinNortheastMarginofQaidamBasin

WANG ZhiJin, CHEN ShiYue, MA Shuai, WANG Feng

SchoolofGeosciencesinChinaUniversityofPetroleum,Qingdao,Shandong266555,China

The organic reef in the Carboniferous System along the northeast margin of Qaidam Basin was reported in this paper, and the organic reef development characteristics and regional distribution were descripted. Based on field research and indoor microscopic analysis, combining core observation and description, using geochemistry and petrology method, summarizing the biological, stratum and petrology feature of organic reef in Carboniferous, northeast margin of Qaidam Basin. The article analyzed the main output layer and scale of the organic reef, discussed the palaeoenvironment and petroleum geological significance in northeast margin of Qaidam Basin. The results showed that research area’s Reef-building organism is mainly composed by Tetracoralla and also include some Tabulata, the morphology of coral reef is very abundant, such as pyramidal-shape or plate-shape solitary coral, tubular, fasciculate and cellular colonial coral. Reef-inserted organisms were mainly Brachiopod and crinoid. Coral reef is punctiform or discontinuous banded in stratums, three kinds of types are identified by coral reef developing laws and distributional characteristics: clusters of vertical tubular coral, clusters of horizontal extension tubular coral and clusters of the top downward sloping tubular coral. According to biological content in rock, organic reef can be classified to coral skeletons limestone, coral grain limestone, biological granular limestone, containing biological granular limestone and micrite. In Early Carboniferous epoch in northeast margin of Qaidam Basin, the sedimentary environment is mainly carbonate platform while Late Carboniferous epoch it became tidal flat environments which was a transitional zone between marine and continent. Organic reef in the study area is mainly located in the third or fourth section in Huaitoutala Formation of Lower Carboniferous. It developed good source rock and thick layer of oil sands, showing strong ability of hydrocarbon generation and oil migration process.

northeast margin of Qaidam Basin; Carboniferous; organic reef; coral; reef-building organism

1000-0550(2017)06-1177-09

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.06.009

2016-05-23；收修改稿日期2016-11-07

中國地質調查局地質調查項目(12120115003301)[FoundationGeological Survey Project of China Geological Survey, No. 12120115003301]

王志金，男，1993年出生，碩士研究生，沉積學與層序地層學，E-mail: jxwangzhijin2012@163.com

P618.13

A