柴西緣阿爾金山前下侏羅統層序地層與巖相古地理研究

劉炳強，祝鎧甲，黃獻好，陳磊，劉達成，邵龍義

1.中國礦業大學(北京)地球科學與測繪工程學院，北京 100083 2.青海煤炭地質勘查院，西寧 810001

0 引言

柴達木盆地具有良好的油氣資源前景，石炭系、侏羅系、古近系—新近系油氣勘探相繼取得了一定的突破[1-3]。近年來研究發現[4-5]，柴北緣侏羅系發育多套陸相富有機質泥頁巖，厚度大、分布廣，柴西緣阿爾金山前侏羅系與柴北緣侏羅系具有相似的沉積背景[6]，地球物理解釋資料揭示該區侏羅系厚度超過6 300 m，在清水溝、采石嶺、月牙山等地相繼發現了厚度巨大的暗色泥頁巖露頭，具有較好的頁巖氣生烴和儲集條件[7-8]。然而在山前部署的數口鉆井中均未鉆遇中、下侏羅統[9]，柴西緣侏羅系的油氣勘探不理想，主要歸因于該區侏羅系沉積及展布特征的系統研究較為缺乏。

在前人研究的基礎上，作者通過對野外露頭與鉆孔巖芯沉積特征的研究，建立了柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組層序地層格架，恢復了基于三級層序的巖相古地理，對沉積演化特征進行分析，并對原型盆地進行了探討，旨在提高對該區侏羅系沉積展布的認識程度，對油氣勘探有一定的指導作用。

1 區域地質概況

柴達木盆地地處青藏高原東北隅，具有典型中、新生代內陸湖盆沉積特征，是中國重要的高原型陸相含油氣盆地。與周圍的構造單元均以大型斷裂相隔，北以宗務隆山—青海南山斷裂為界，與南祁連褶皺系相連；西以阿爾金山為界與塔里木盆地緊鄰；東以鄂拉山斷裂為界與西秦嶺造山帶相鄰；南以昆北斷裂為界與東昆侖造山帶相接[10]。

研究區位于柴達木盆地西緣阿爾金山前，是茫崖坳陷的一個二級構造單元。野外地質調查表明，山前侏羅系出露良好，為柴達木盆地北緣侏羅系北西向延伸部分。區內侏羅系西起茫崖西山煤礦，呈長條帶狀向北東斷續延伸到金鴻山、幸福口一帶[11]，東西長約150 km，南北寬約20 km(圖1)。晚三疊世末期的印支運動，改變了柴達木盆地長期隆起的狀態。早中侏羅世，研究區處于伸展構造背景之下，開始接受沉積，其近東西向的同生正斷層控制著沉積體系的展布[12]。侏羅系被上覆古近系、新近系所超覆，與下伏上奧陶統呈不整合接觸。依據巖性、沉積建造與區域對比，將侏羅系劃分為下侏羅統小煤溝組、中統大煤溝組、上統采石嶺組及紅水溝組。下侏羅統小煤溝組厚度大于836.6 m，巖性主要為礫巖、細砂巖、粉砂巖、泥頁巖。張發德等[11]將小煤溝組(J1x)劃分為下部粗碎屑巖段(J1xa)、中部含煤碎屑巖段(J1xb)、上部頁巖段(J1xc)三段。

圖1 柴西緣阿爾金山前地質簡圖Fig.1 Geological map of southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

2 巖相及沉積相類型

通過對研究區的野外露頭和鉆孔巖芯的分析，結合巖石結構和沉積構造特征，研究區小煤溝組共識別出5種巖石類型，分別為泥頁巖、礫巖、砂巖、粉砂巖以及可燃有機巖，進而劃分出14種巖相類型(表1)，其中泥頁巖包含頁巖、粉砂質泥巖和炭質泥巖；礫巖包含雜基支撐礫巖和顆粒支撐礫巖；砂巖包含塊狀層理砂巖、槽狀交錯層理砂巖、板狀交錯層理砂巖、爬升沙紋交錯層理砂巖、平行層理砂巖以及含礫粗砂巖；粉砂巖包含波狀層理粉砂巖和水平層理粉砂巖，可燃有機巖主要為煤層(圖2)。

根據沉積序列特征，巖相以及沉積構造的判別，研究區發育的沉積體系主要為湖泊、河流和扇三角洲，共識別出8種沉積相和多種沉積類型(表2)。

在柴西緣阿爾金山前地區，發育辮狀河沉積體系。辮狀河沉積體系巖性主要為含礫砂巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖等，沉積物整體較粗，槽狀交錯層理、板狀交錯層理以及平行層理清晰可見，底部沖刷面明顯，含礫石以及植物碎片化石。河流的二元結構不明顯，下部多見相互疊置與切割的河道砂巖，代表河床沉積；上部泥巖段厚度明顯減小，橫向分布并不穩定，發育水平層理，代表泛濫平原沉積(圖3)。

扇三角洲沉積體系由沖積扇直接進入靜止水體而形成，對于柴西緣阿爾金山前發育的扇三角洲，扇三角洲平原和扇三角洲前緣的沉積序列明顯可見。扇三角洲平原可識別出漫灘沼澤、泥石流、分流間灣和辮狀分流河道等沉積類型。泥石流沉積以復成分角礫巖為主，礫、砂、泥混雜，分選與磨圓均極差。層理不明顯，多呈塊狀。辮狀分流河道沉積類型主要包括礫巖、含礫粗砂巖，礫巖為雜基支撐，礫石分選差，呈棱角狀，發育平行層理與交錯層理，并可見沖刷充填構造。分流間灣巖性以泥巖為主，夾有粉砂巖和細砂巖薄層，具有水平層理和透鏡狀層理，可見波痕以及植物碎片化石。漫灘沼澤沉積巖性主要為富有機質暗色泥巖、泥炭或煤層，可見粉砂巖薄層，常見塊狀層理和水平層理，具有植物化石：Cladophlebisnebbensis.，C.hirte.，C.angusta.，C.haiburnensis.，Podozamitessp.，Baierafurcata.。

表1 柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組巖相Table 1 Lithofacies of the Lower Jurassic Xiaomeigou Formation from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

沉積體系沉積相沉積類型巖相類型(對應表1巖相序號)河流河床河床滯留沉積①③④⑥心灘④⑤⑦泛濫平原⑨扇三角洲扇三角洲平原泥石流②辮狀分流河道②③⑤分流間灣⑨⑩漫灘沼澤⑨扇三角洲前緣河口壩⑤⑦⑧遠砂壩⑤前扇三角洲湖泊湖灣濱淺湖濱湖⑨⑩淺湖⑨⑩半深湖

圖3 柴西緣阿爾金山前鉆孔QMZK05辮狀河 序列沉積特征Fig.3 Depositional features of a braided river in borehole QM05 from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

扇三角洲前緣內部可進一步分為河口壩和遠砂壩。河口壩主要由粉砂巖、細砂巖組成，向上逐漸變粗的逆粒序特征明顯，分選較好、呈次圓狀，小型交錯層理以及平行層理清晰可見。相比河口壩，遠砂壩厚度較薄，粒度也更細，以細砂巖、粉砂巖、泥巖為主，可見平行層理，常與河口壩呈漸變接觸。前扇三角洲相巖性主要為粉砂質泥巖和泥巖，與湖相泥質沉積難以區分(圖4)。

湖泊沉積體系中濱湖沉積常與淺湖沉積共生，濱淺湖相巖性以泥巖和粉砂巖為主，分選和磨圓均較好，發育水平層理和波狀層理。湖灣相沉積物主要為暗色粉砂質泥巖和頁巖，可發育泥炭沼澤，常表現為泥頁巖與煤層共生，含植物化石：Cladophlebisshansiensis，C.cf.haiburnensis，Pityophyllumlongifolium，P.staratschini，Podozamitessp.，C.tsaidamensis。半深湖巖性以暗色泥頁巖為特征，發育水平層理，橫向分布較廣，沉積厚度較大(圖5)。

圖4 柴西緣阿爾金山前探槽TC-13扇三角洲 序列沉積特征Fig.4 Depositional features of a fan delta in TC-13 from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

圖5 柴西緣阿爾金山前金鴻山剖面湖泊 序列沉積特征Fig.5 Depositional features of a lake in Jinhongshan Profile from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

3 層序地層格架

3.1 研究區關鍵層序界面

在柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組層序地層格架建立過程中，層序、層序界面、體系域的概念均采用 Exxon 公司“Vail”學派的觀點[13]，并對關鍵層序地層界面進行識別。

3.1.1 識別層序界面

(1) 區域不整合面。區域性不整合面由古構造運動形成，是劃分層序地層的重要界面。研究區下侏羅統小煤溝組與下伏上奧陶統之間為區域不整合面，表明經歷了區域性的沉積間斷或后期遭受了一定程度的剝蝕。

(2) 下切谷沖刷面。當研究區基準面逐漸下降至一定區間時，河流回春作用便會重現，水力侵蝕下伏地層導致了下切谷的產生，層序界面可以定為下切谷底部的沖刷面，研究區小煤溝組三段中均發育的厚層砂礫巖的底部沖刷面，代表當時的河流下切充填沉積底面。

(3) 地層顏色、巖性突變面。上下地層間顏色、巖性的突然變化，亦可作為區域性的等時對比特征。如研究區金鴻山實測剖面中，小煤溝組下段頂部的灰黑色厚層頁巖與上覆的灰綠色細砂巖所構成的顏色、巖性突變面。

3.1.2 識別初始湖泛面以及最大湖泛面

在研究區湖平面逐漸上升的過程中，湖岸的坡折帶以及低位下切谷會相繼被水體所漫過，那么這些地區首次被漫過時的湖平面即為初始湖泛面。柴西緣阿爾金山前小煤溝組各段中，下部的河道粗粒沉積與上部的細粒沉積(如粉砂巖、泥巖、頁巖等)之間呈現出明顯的界面，可將這一界面定為初始湖泛面。

當基準面上升最快時，該旋回中可容空間增加的速度達到最高，湖盆擁有最大的水深，該時期的湖平面即為最大湖泛面。這一湖侵過程形成的沉積序列以粒度向上逐漸變細為特征，水體最深時往往形成一套厚度巨大的泥頁巖，最大湖泛面可以定為這套泥頁巖的底界面。研究區小煤溝組上段發育上百米厚的泥頁巖段，最大湖泛面的位置即為其底面。

3.2 建立層序地層格架

依據研究區層序界面、初始湖泛面以及最大湖泛面的識別標志，結合野外剖面、探槽、鉆孔巖心所表現的關鍵界面特征，將小煤溝組劃分為3個層序(表3、圖6)，根據小煤溝組所含植物化石組合的時代分布，確定小煤溝組大體相當于普林斯巴階[11]，延伸年限從190.8～182.7 Ma，持續8.1 Ma，平均每個層序代表的時限為2.7 Ma，其時間跨度與Vailetal.[14]所定義的三級層序基本一致。低位、湖侵和高位體系域分別為這3個三級層序內的不同階段。

表3柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組層序劃分

Table3SequencedivisionoftheLowerJurassicXiaomeigou

FormationfromsouthernAltyntaghinthewesternQaidamBasin

3.2.1 層序Ⅰ

層序Ⅰ主要相當于小煤溝組的下部粗碎屑巖段，層序底界為小煤溝組與下伏上奧陶統的區域不整合面(表3、圖6)。礫巖以及含礫粗砂巖為低位體系域的主要巖性，沉積體系主要為扇三角洲和河流。研究區低位體系域分布不連續，個別地勢較高的地區并不發育。在三腳架剖面發育辮狀河河床滯留沉積，其余地區均發育扇三角洲平原相。湖侵體系域巖性以中砂巖、細砂巖、粉砂巖和泥頁巖為主，主要為扇三角洲和湖泊沉積體系。柴水溝地區以及東北部的煤窯溝地區為湖泊沉積體系，柴水溝地區的湖灣相發育數層煤，其他地區主要為扇三角洲平原和扇三角洲前緣相，巖石粒度相對低位體系域明顯變細。高位體系域巖性以泥頁巖和粉砂巖等細粒沉積物為主，主要為湖泊和扇三角洲沉積體系，地層整體厚度較大(圖7)。

3.2.2 層序Ⅱ

層序Ⅱ與小煤溝組中部的含煤碎屑巖段范圍大體一致，含煤碎屑巖段底部發育明顯的河流下切谷沖刷面(表3、圖6)，可定為層序Ⅱ的底界。低位體系域巖性以礫巖、粗砂巖和中砂巖為主，主要為扇三角洲沉積體系。除金鴻山地區的濱湖細砂巖以外，其余地區均以扇三角洲平原的厚層礫巖和粗砂巖為主。

圖6 柴西緣阿爾金山前小西溝剖面下侏羅統小煤溝組沉積相和層序地層綜合柱狀圖Fig.6 Sedimentary facies and sequence stratigraphic column of the Lower Jurassic Xiaomeigou Formation in the Xiaoxigou Profile from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

圖7 柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組南西—北東向沉積相及層序地層對比圖Fig.7 SW-NE profile showing sedimentary facies and sequence stratigraphy of the Lower Jurassic Xiaomeigou Formation from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

低位體系域地層厚度整體由東北部向西南部變厚。湖侵體系域巖性以泥頁巖和粉砂巖為主，主要為扇三角洲和湖泊沉積體系。研究區東北部以及中部鉆孔11-1為濱淺湖相，其余地區均為扇三角洲平原和扇三角洲前緣相。湖侵體系域地層厚度由東北部向西南部逐漸變薄。高位體系域巖性以頁巖、炭質泥巖和粉砂質泥巖為主，主要為湖泊和扇三角洲沉積體系，地層整體厚度較大。小西溝和柴水溝地區扇三角洲平原的漫灘沼澤發育煤層，其他地區整體為淺湖和半深湖相的細粒沉積(圖7)。

3.2.3 層序Ⅲ

小煤溝組上部的頁巖段基本在層序Ⅲ時期沉積，頁巖段底部同樣可見河流下切谷沖刷面，這一界面即為層序Ⅲ底界。小煤溝組頂部與上覆的中侏羅統大煤溝組底部之間存在河流下切谷沖刷面(表3、圖6)，代表了層序Ⅲ頂界面。低位體系域巖性以礫巖、含礫粗砂巖和中砂巖為主，主要為扇三角洲沉積體系。地層厚度除清水溝和金鴻山地區較大外，其他地區整體較小而均勻分布。粉砂巖、炭質泥巖、粉砂質泥巖以及頁巖為湖侵體系域的主體巖性，沉積體系整體為湖泊。研究區湖泊沉積體系主要包含以大段頁巖為特征的半深湖相和以厚層粉砂質泥巖為特征的淺湖相。湖侵體系域地層厚度除金鴻山地區較薄外，其余地區整體連續而厚度較大。高位體系域巖性以泥頁巖為主，整體為湖泊沉積體系。該時期研究區地層厚度較大，遍及全區的半深湖相發育厚度巨大的頁巖(圖7)。

4 巖相古地理重建

通過野外實測的典型剖面與近年來的施工鉆孔，基于單剖面和對比剖面的沉積相分析，進行單因素數據統計并分層序繪制了地層厚度及砂泥比等值線圖，綜合考慮構造控盆，并結合物源及古水流分析，恢復了柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組各層序的巖相古地理。

4.1 小煤溝組沉積期古水流分析

古水流分析是物源分析的一種重要方法，可以通過交錯層理、波痕、槽模、椎模、溝模、礫石組構、生物化石的定向排列等標志來測定古流向[15]。作者實際測量了野外沉積構造所顯示的古流向，并結合前人的研究成果[16-17]，顯示柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組沉積期古水流方向以指向北為主(圖8)。柴水溝地區呈現NW向的古水流優勢方向，清水溝地區古水流以NNE向為主，煤溝地區古水流優勢方向為NW向，黑石山地區古水流主要為NE向，而研究區東北部月牙山地區古水流則持續為SW向。上述古水流格局反映研究區地勢為南高北低，東高西低，表明現今阿爾金斷裂地區為小煤溝組沉積期的匯水中心，物源主要來自南部的柴達木盆地腹部隆起以及東北部的古阿拉巴什套山。

4.2 層序Ⅰ巖相古地理恢復

層序Ⅰ地層厚度一般在80～220 m之間，東南部地區地層較薄，而西北部地區地層較厚(圖9a)。在清水溝以及1號溝北部地區地層厚度達到最大，超過220 m，為當時的主要沉降中心。南部以及東部地區地層較薄，代表當時的相對隆起區。層序Ⅰ時期砂巖厚度整體較大，大致在30～110 m之間，研究區內清水溝和1號溝地區具有厚度最大的砂體，是扇三角洲向湖泊方向推進的體現。該時期泥巖厚度表現為西北厚東南薄的特征，整體在30～150m之間，鉆孔11-1所在地區厚度最大，可達150 m，代表當時的沉積中心。層序Ⅰ砂泥比值大致為0.2～2，呈現由東南向西北降低的趨勢(圖9b)，在西山煤礦、清水溝、咸水泉以及月牙山地區出現了砂泥比高值區域，推測為扇三角洲平原辮狀分流河道發育的位置。北部近現今阿爾金斷裂的地區為砂泥比低值區域，主要為水體較深的湖泊發育的區域。

層序Ⅰ沉積期在研究區南部以及東北部主要發育辮狀河與扇三角洲沉積體系，包含扇三角洲平原、扇三角洲前緣、泛濫平原相；北部地區發育湖泊沉積體系，主要包含淺湖和半深湖相(圖9c)。研究區南部發育三處扇三角洲，分別位于西山煤礦、清水溝以及咸水泉地區，大致由南至北向湖泊推進，研究區西南部的扇三角洲物源推測來自于古昆侖山地區，研究區南部另外兩處扇三角洲物源由柴達木盆地腹部隆起提供。研究區東北部發育一處扇三角洲沉積，主要位于金鴻山地區，可推進至月牙山地區，物源來自于古阿拉巴什套山地區。該時期盆地處于由擠壓性質的山間坳陷向伸展性質的山間斷陷轉換時期，沉積初期主要為扇三角洲沉積體系，分布區域較廣，水流方向以NW向為主，其次為SW向。沉積中后期控制盆地的邊界正斷層使盆地內部發生構造沉降，水體變深，湖泊沉積體系逐漸擴張，并出現了半深湖相。

4.3 層序Ⅱ巖相古地理恢復

層序Ⅱ時期的沉積格局與層序Ⅰ基本一致，地層厚度表現為西北部厚、東南部薄的特征，厚度一般在90～230 m之間(圖10a)。地層厚度最大的地區出現于紅溝子北部以及索爾庫里達坂地區，在220 m以上，代表主要的沉降中心，向東南逐漸減薄，在清水溝北部地區也出現了厚度較大的地層，部分可超過220 m，代表次級的沉降中心。層序Ⅱ時期研究區內整體表現為東南高西北低的格局。砂巖厚度在20～100 m之間，東南部砂巖厚度相對較大，向西北方向砂巖厚度逐漸減小，柴水溝和清水溝地區的砂巖高值區代表扇三角洲砂體發育的區域。層序Ⅱ泥巖厚度大致在60～120 m之間，表現為西北厚而東南薄，小西溝東北地區發育厚度最大的泥巖，基本保持了層序Ⅰ時期的沉積中心，煤窯溝北部地區局部泥巖厚度可達115 m，成為研究區次級沉積中心。該時期砂泥比值一般在0.1～1.3之間，變化趨勢與層序Ⅰ基本保持一致，但局部地區有較大變化(圖10b)，其中西山煤礦地區不再表現為高值區域，清水溝、咸水泉以及月牙山地區砂泥比值依然相對較高。

圖8 柴西緣阿爾金山前早—中侏羅世古流向平面分布圖(據段宏亮等，2007，有修改，柴水溝地區古流向來自本次野外測量)Fig.8 Horizontal distribution of paleocurrent directions of the Early-Middle Jurassic from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin(modified from Duan et al., 2007)

圖9 層序Ⅰ地層厚度、砂泥比等值線和巖相古地理a.地層厚度等值線圖；b.砂泥比等值線圖；c.古地理圖Fig.9 Isopleth maps of the strata thickness and the ratio of sandstone and mudstone, and paleogeographical map of sequenceⅠ

層序Ⅱ時期發育的古地理單元主要有扇三角洲平原、扇三角洲前緣、辮狀河、濱淺湖和半深湖(圖10c)，巖相古地理格局與層序Ⅰ比較相似。研究區北部仍為半深湖和淺湖沉積，南部以及東北部發育三處扇三角洲沉積，分別位于清水溝、咸水泉以及金鴻山地區，清水溝和金鴻山地區扇三角洲的推進方向與層序Ⅰ時期基本保持一致，但咸水泉地區發育的扇三角洲推進方向由層序Ⅰ時期的NW向變為NE向。此外層序Ⅰ時期西山煤礦地區發育的扇三角洲在層序Ⅱ時期研究區內并不發育，推測為局部構造變動使其遷移至西側研究區之外。

圖10 層序Ⅱ地層厚度、砂泥比等值線和巖相古地理a.地層厚度等值線圖；b.砂泥比等值線圖；c.古地理圖Fig.10 Isopleth maps of the strata thickness and the ratio of sandstone and mudstone, and paleogeographical map of sequenceⅡ

4.4 層序Ⅲ巖相古地理恢復

層序Ⅲ時期沉地層厚度相對于前兩個層序明顯變大，大致在120～280 m之間，厚度變化趨勢基本延續了前兩個時期的特點(圖11a)。小西溝北部和1號溝地區地層厚度超過240 m，為當時的主要沉降中心。層序Ⅲ砂巖厚度保持了東南厚西北薄的特征，但整體厚度相對較小，大致在10～100 m之間，砂巖厚度高值區出現于清水溝和金鴻山地區，推測發育扇三角洲砂體。層序Ⅲ時期出現了厚度巨大的泥頁巖段，一般在120～200 m之間，厚度最大的地區位于清水溝，可達250 m之厚，為當時的主要沉積中心，月牙山地區泥巖厚度可達200 m，為當時的次級沉積中心。該時期的砂泥比值整體較低，仍呈現南高北低，東高西低的特點，大部分地區砂泥比值均小于0.3(圖11b)，表明研究區大部均被水體較深的湖泊所覆蓋。其中清水溝、咸水泉和金鴻山地區依然表現為砂泥比高值區域，表明這些地區所發育的扇三角洲平原辮狀分流河道存在于整個小煤溝組沉積期。

層序III時期繼承了前兩個層序時期的古地理格局，主要為扇三角洲、河流和湖泊沉積體系，但湖區覆蓋面積以及深度均明顯變大(圖11c)。該時期盆地內部構造沉降幅度較大，致使湖泊范圍向南可擴張至干柴溝以及大浪灘地區，而現今阿爾金斷裂附近整體為半深湖沉積。南部以及東北部發育的扇三角洲延續了層序Ⅱ時期的古流向，但扇體規模明顯縮小。柴達木盆地腹部隆起繼續為南部兩處扇三角洲提供物源，古阿拉巴什套山地區依然是東北部扇三角洲的物源區。

5 討論

5.1 原型盆地恢復

在一定的構造背景下，盆地沉積同時期中部低洼地區以及邊緣相帶分布的區域，往往在較長時間內存在一定的水體，前人將該區域定義為原型盆地[18]。柴達木盆地侏羅系原型盆地的性質目前仍有較大爭議，此次研究通過盆地構造背景、原始地層分布、相帶展布、源區分析等方面對研究區下侏羅統沉積期原型盆地進行恢復。

早侏羅世柴達木地區處于印支運動后的相對松弛階段[19]，中侏羅統堿性玄武巖系列火山巖在柴達木盆地周邊有所分布，因此早中侏羅世在區域上應處于伸展的構造背景[20]。前人通過柴西斷層地震解釋剖面，可以看出發育于早中侏羅世的斷層下降盤明顯要比上升盤的沉積厚度大，這一特征顯然屬于同生正斷層，同時山前殘留的地層厚度較大、盆內則相對較薄，整體表現為一不對稱楔形，與本次地層厚度等值線圖所得出的結論相符，顯示了伸展斷陷型盆地的典型沉積特征[17]。在局部伸展作用所造成的弱張性環境下，由基底走滑斷裂轉變而來的正斷層，控制了早侏羅世盆地的展布特征。研究區的古地理恢復顯示，扇三角洲沉積體系整體分布于南部以及東北部，作為盆地邊緣相帶的扇三角洲陸上沖積扇部分，在研究區南部主要沿西山煤礦—干柴溝—咸水泉一線展布，在東北部大致分布于金鴻山地區，因此推測柴西緣下侏羅統原型盆地南界位于西山煤礦—干柴溝—咸水泉以南，東北邊界可至金鴻山地區。近現今阿爾金斷裂地區整體為湖泊沉積體系，與斷裂帶西北側的塔東南地區沉積相具有高度的一致性[21-23]，沉積中心均位于阿爾金地區。地震資料顯示，阿爾金斷裂兩側柴西緣及塔東南的地層厚度向阿爾金山方向均變大[22,24]，表明下侏羅統小煤溝組沉積期阿爾金山并非隆升剝蝕區。前人通過40Ar-39Ar同位素測年及相關構造年代學研究，亦證實了阿爾金山在早侏羅世并未隆升，直至新生代歐亞板塊與印度板塊之間的擠壓碰撞才使其隆升成山[25-30]，因此侏羅紀原型盆地西北邊界可越過阿爾金地區至塔東南，即柴西緣與塔東南在早侏羅世應為一個統一的泛湖盆。研究區巖相古地理的分析表明盆地沉積中心為清水溝以及小西溝東北地區，其次為月牙山以及煤窯溝北部地區。下侏羅統沉積期原型盆地整體呈現北部半深湖、濱淺湖，南部以及東北部扇三角洲、河流的古地理格局。相對于層序Ⅰ和層序Ⅱ沉積期，層序Ⅲ時期盆地內部構造沉降幅度較大，湖區范圍明顯向南部以及東北部擴張，水體深度也顯著變大。本次測量的古流向數據結合前人古水流研究成果[16-17]顯示，沉積期古水流方向以指向北為主，古地形表現為南高北低，東高西低，南部的柴達木盆地腹部隆起以及東北部的古阿拉巴什套山作為物源區在整個沉積期持續為盆地提供物源(圖12)。總體上看，本次巖相古地理恢復研究的成果對于柴西緣侏羅系原型盆地恢復具有重要的指示意義。

圖11 層序III地層厚度、砂泥比等值線和巖相古地理a.地層厚度等值線圖；b.砂泥比等值線圖；c.古地理圖Fig.11 Isopleth maps of the strata thickness and the ratio of sandstone and mudstone, and paleogeographical map of sequenceⅢ

5.2 油氣勘探指導意義

巖相古地理研究表明，柴西緣阿爾金山前早侏羅世的三個層序均發育厚度可觀的泥頁巖段，其中層序Ⅲ半深湖—深湖相的暗色泥頁巖厚度可達120～200 m，且分布范圍較廣，相比之下河流泛濫平原、扇三角洲平原分流間灣與漫灘沼澤以及濱淺湖相的泥頁巖則厚度相對較小且連續性較差，表明沉積環境對于泥頁巖的厚度與分布具有明顯的控制作用。研究區半深湖—深湖相的暗色泥頁巖樣品有機碳含量(TOC)較高，在0.88%～6.23%之間，平均為3.05%，鏡質組反射率(Ro)均高于1.0%，一般處于成熟—高成熟階段，干酪根主要為II2型，生氣潛力大，說明柴西緣阿爾金山前下侏羅統具有良好的頁巖氣資源勘探開發前景。古地理面貌恢復顯示研究區北部早侏羅世整體為半深湖沉積，位于當時盆地沉積中心的清水溝以及小西溝東北地區，應當作為后期頁巖氣勘探開發的重點地區。本次研究理清了柴西緣下侏羅統暗色泥頁巖的分布和充填特征，對阿爾金山前油氣勘探具有一定指導意義。

圖12 柴西緣阿爾金山前下侏羅統沉積期原型盆地示意圖Fig.12 Schematic diagram showing the prototype basin for the Lower Jurassic from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

6 結論

(1) 柴西緣阿爾金山前下侏羅統小煤溝組可識別出礫巖、砂巖、粉砂巖、泥頁巖和可燃有機巖5種巖石類型，14種巖相類型。巖性巖相的分析，表明研究區發育扇三角洲、河流和湖泊3種沉積體系。

(2) 識別出區域不整合面、河流下切谷沖刷面、地層顏色及巖性突變面3種層序界面，將小煤溝組劃分為3個三級層序，相對于層序Ⅰ和層序Ⅱ沉積期，層序Ⅲ時期湖泊沉積體系范圍明顯擴張。

(3) 研究區下侏羅統沉積期整體呈現北部半深湖、濱淺湖，南部以及東北部扇三角洲、河流的古地理格局，地勢具有東南高西北低的特點，沉積期阿爾金山并未隆升，盆地沉積中心主要為清水溝以及小西溝東北地區，發育厚度巨大的泥頁巖段，為侏羅系頁巖氣勘探的有利地區。

致謝 感謝青海煤炭地質局李永紅工程師與青海煤炭地質勘查院張發德高級工程師在野外工作中的指導。