柴达木盆地侏罗纪古气候演变过程：来自化学风化特征的证据

柴达木盆地侏罗系陆相地层记录了该时期一系列重大的构造—气候—环境耦合演化事件，然而针对该套地层的古气 候、古风化作用等方面研究还很薄弱。为了恢复柴达木盆地侏罗纪时期的古气候和古环境特征，文章研究对柴北缘大煤沟侏 罗系标准剖面的沉积岩样品开展了全岩主、微量元素测试，综合采用多种化学风化指数判定柴达木盆地侏罗纪古气候条件及 演变过程。元素比值(Rb/Sr、K/Na、Na/Al 和Na/Ti)和化学风化指数(CIA、CIW、PIA 和ICV)均显示，柴达木盆地侏罗纪化学风 化过程和古气候演化过程可划分为4 个阶段：早侏罗世早—中期和中侏罗世中期，化学风化作用强烈，古气候处于温带—亚热 带温暖、潮湿气候条件；早侏罗世晚期和中侏罗世晚期—晚侏罗世，受到区域降水减少影响，盆地化学风化作用显著减弱，整体 处于干旱、半干旱环境。以上结果与前人基于沉积物和植物群面貌研究得出的古气候变化过程相吻合，为盆地及区域陆相侏 罗纪古气候研究提供了相对完整而连续的地球化学证据和参考。     

柴达木盆地北缘侏罗纪古生态特征及其古地理意义

根据多门类化石古生态和岩相、沉积构造等资料,分析了柴达木盆地北缘侏罗纪的古气候和沉积环境。介形类、轮藻、叶肢介、双壳类和植物等化石在地层中的产出特征反映了当时以湖沼及滨浅湖为主的沉积环境,广泛分布的植物及孢粉化石组合面貌的变化揭示出盆地北缘早、中侏罗世为热带－亚热带温湿气候,早侏罗世晚期和中侏罗世晚期古气候两度明显干热化。陆生植物与湖沼相动物化石的交替出现,反映了盆地北缘侏罗纪湖泊、沼泽与低山相间分布的古地理面貌。早侏罗世湖泊多期发育但规模较小,中侏罗世中晚期湖泊规模最大。     

湘东南晚三叠世-侏罗纪沉积特征及盆地性质和成因机制

关于湘东南晚三叠世-侏罗纪沉积盆地性质存在挤压相关类前陆盆地及断陷盆地等不同认识。沉积物分布及岩相特征研究表明:湘东南晚三叠世-早侏罗世早期为海相-海陆交互相沉积环境, 早侏罗世晚期-中侏罗世早期为陆相沉积环境; 晚三叠世盆地为分布于茶陵-郴州大断裂东侧(上盘)的北北东-近南北向狭长海湾, 早侏罗世开始盆地向东、西两侧扩展; 晚三叠世-侏罗纪沉积横向上覆于相对较老的地层之上, 表明湘东南晚三叠世-侏罗纪盆地不是南北向挤压形成的类前陆拗陷盆地。结合区域构造背景, 提出盆地的形成主要与区域南北向挤压下先期北北东向断裂产生东西方向伸展有关, 一定程度上印证了印支运动构造线为北北东向。海相至陆相的演化过程暗示研究区以南在早侏罗世晚期开始因区域南北向挤压形成了东西向隆起, 说明盆地发育后期伸展活动的同时却处于区域挤压拗陷构造背景之中, 反映出晚三叠世-侏罗纪盆地演化期间华南地区伸展/挤压构造体制具复杂的时空变化。      

柴达木侏罗纪盆地性质及其演化特征

根据侏罗纪地层分布、沉积特征和构造演化史的综合分析，柴达木盆地侏罗纪经历了两期不同盆地性质的发育和叠加，中侏罗世末期的中燕山运动是盆地性质的转变期。早中侏罗世盆地为南北向伸展构造环境下的断陷型盆地，主要表现为系列小型断陷盆地群，分布在祁连山南侧和阿尔金南缘断裂带附近；晚侏罗世（至白垩纪）为南北向挤压构造环境下的挤压型坳陷盆地，受南祁连山前冲断构造体系控制，其沉积范围明显变大。     

塔里木盆地喀什凹陷侏罗纪古环境

通过对野外露头剖面的勘察采样和研究，从岩石的颜色、岩性、沉积构造、古生物化石以及地球化学等多项指标分析了喀什凹陷侏罗纪的古环境特征和演化。研究表明：早株罗纪莎里塔什组属干燥氧化环境下的冲积扇沉积，到康苏组时演化为潮湿气候条件下的河流沉积，中侏罗世盆地南北出现差异，北部以淡水为主，而南部出现半咸水-咸水环境，古气候向半潮湿-半干燥演变；沉积相由三角洲前缘向深-半深湖再到滨浅湖沉积演化；晚侏罗世盆地又深化为干燥-半干燥环境下的河流与冲积扇沉积。整个侏罗纪代表了一个水体由浅-深-浅、古气候由干燥-湿热-干燥的演化过程。古水介质盐度基本上保持了陆相淡水湖体系，仅中侏罗世时期在南部表现为咸水环境。     

柴达木盆地北缘中生代盆地性质研究——对大柴旦凹陷的解剖

柴达木盆地北部地区的中生代地层是柴达木盆地油气勘探的重点层系之一.利用地震剖面解释成果和野外地质资料绘制了侏罗纪与白垩纪的地层残余分布图和断裂分布图;利用平衡剖面对地震剖面进行了平衡恢复.恢复了侏罗纪与自垩纪的原始与剥蚀后形态.通过对中生代各期(主要是侏罗纪和白垩纪)残余地层、断裂的分布和地震剖面构造演化的综合分析,认为柴达木盆地北部地区中生代经历了三个不同性质的盆地演化阶段:早侏罗世为伸展环境下的(箕状)断陷盆地,主要表现为一系列小型断陷盆地群;中侏罗世-早自垩世为伸展型坳陷盆地;晚白垩世末盆地受挤压整体隆升,形成古隆起.     

大青山地区侏罗纪陆相沉积盆地形成、迁移及演化规律

恢复了大青山地区侏罗纪盆地的原形，并对盆地的迁移，演化规律和阶段进行了详细研究，提出石拐－老道沟株罗纪盆地是早侏罗世晚期在古生代地层岩片与北部变质岩岩片之间发育起来的东西向延展的带状盆地。古地形表现北高南低，西高东低；中侏罗世盆地范围达最大，中株罗世末期的一次燕山构造运动，使盆地的性质发生了明显的改变，由早，中株罗世的弱拉伸构造环境转变为晚侏罗世的挤压构造环境，古气候由温暖潮湿气候变为干旱气候，晚侏罗世末期，随着大规模的逆冲推覆构造的发育而结束盆地的演化历史。     

地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世"干热化事件"和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

柴达木盆地西部中生界原型盆地及其演化

柴达木中生界盆地形成时间及其盆地原型研究存在很大争议,主要原因在于对盆地内有无三叠系陆相沉积及其与上覆下侏罗统地层接触关系和中生界原型盆地形成的构造背景等问题认识不清.区域地质调查在盆地西部月牙山北发现中、上三叠统陆相地层与上覆下侏罗统地层整合接触,在此基础上,结合地表露头、古流分析及地震解释资料研究认为:柴达木中生界盆地起始于中三叠世.中生代在古阿拉巴斯套山与古昆仑山间发育一个大的近东西向展布的活动型山间盆地,盆地经历了中-晚三叠世、早-中侏罗世和晚侏罗世-白垩纪三个演化阶段,分别对应发育了中-晚三叠世坳陷型盆地、早-中侏罗世断陷型盆地和晚侏罗世-白垩纪坳陷型盆地三种原型盆地类型.中-晚三叠世盆地分布比较局限,沉积以氧化环境下的红色碎屑岩建造为主,不具生烃能力;早-中侏罗世盆地范围扩大,沉积物以暗色含煤建造为主,主要分布于现今的阿尔金山地区及其山前地带,沉积中心在阿尔金山地区.晚侏罗世-白垩纪阿尔金山快速隆升,成为主要物源区,开始分割塔里木和柴达木盆地沉积,沉积物为红色磨拉石建造.该研究对于准确评价柴达木盆地生烃潜力及合理进行勘探部署具有重要意义.     

地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候*

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世“干热化事件”和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

柴北缘大煤沟侏罗系泥质岩有机元素及碳同位素特征与古气候环境分析

柴北缘大煤沟地区侏罗系记录了西北地区古环境演化的重要信息。文章通过对大煤沟剖面进行有机地球化学分析,尝试恢复大煤沟地区侏罗系的环境演化。分析认为,H/C比与C/N比、δ ¹³Ｃ呈现良好的负相关性。早侏罗世：C/N比和δ ¹³Ｃ整体逐渐减小,H/C比逐渐变大;中侏罗世：C/N比和δ ¹³Ｃ在前期保持稳定,后期急剧负偏,而H/C比则反之;晚侏罗世：C/N比和δ ¹³Ｃ基本保持低值不变,H/C比稳定在高值区间。早—中侏罗世有机元素C/N比多大于15,表明有机质来源主要以 陆生高等植物为主。大煤沟剖面古气候表现为两个旋回,在早侏罗世小煤沟组时期古气候特征为温湿—干热,自中侏罗世晚期古气候开始从温湿向干热演化。     

北黄海盆地中侏罗世-早白垩世构造体制转换期的古气候演化及元素地球化学响应

中侏罗世-早白垩世华北地台东部的北黄海盆地受古亚洲构造体制向滨太平洋构造体制转换的影响,其构造演化经历了伸展-反转挤压-伸展的转变.构造体制的差异不但表现在大地构造性质及其产生的地质效应上,也表现在盆地沉积特征、古生物及古气候等方面.本文以北黄海盆地东部坳陷X1井中侏罗统至下白垩统为研究对象,利用泥岩元素地球化学特征对古气候的指示,结合盆地沉积特征及古生物资料,对古气候演化展开研究.研究显示,中侏罗世-早白垩世X1井泥岩样品的Sr/Cu比值（2.12~34.10）、Sr/Ba比值（0.16~1.60）、Rb/Sr比值（0.13~1.23）、Fe₂O₃/FeO比值（0.22~11.10）、V/Cr比值（0.91~1.78）、V/Sc比值（4.89~8.33）、Ni/Co比值（1.14~3.85）、δU比值（0.50~0.84）和U/Th比值（0.11~0.24）的纵向变化反映古气候经历了温湿→整体湿润、短暂干热→干热的演化.沉积物经历了暗色细粒沉积物为主→灰色、灰色夹灰绿色、灰色与红褐色互层细粒沉积物为主→灰色粗粒沉积物和红褐色、灰黄色细粒沉积物为主的变化.古生物经历了喜湿植物丰富→喜热植物出现→喜热植物丰富的过程.结果表明,受古亚洲构造体制和滨太平洋构造体制的影响,华北地台向北漂移,北黄海盆地古气候经历了由中侏罗世-晚侏罗世早期以温湿气候为主,至晚侏罗世晚期-早白垩世早期整体相对湿润,出现短暂干热气候,到早白垩世中期-早白垩世晚期为干热气候的演化.北黄海盆地中侏罗世-早白垩世古气候由温湿向干热的转变正是对华北地台东部晚中生代两大构造体制转换的响应.      

柴北缘大煤沟组七段页岩地球化学特征——对中侏罗世晚期物源及风化作用的指示及意义

柴达木盆地北缘中侏罗世晚期沉积的大煤沟组七段页岩（J₂d7）记录了该地质历史时期的物源、风化作用及对应的气候和构造特征信息。对钻井岩芯样品进行元素地球化学分析,结果显示,较高的Al₂O₃/TiO₂,La/Sc,Th/Co,较低的TiO₂/Zr,以及TiO₂-Zr、La/Sc-Th/Co、La/Th-Hf、La-Th-Sc组成表明大煤沟组七段页岩物源主要为长英质花岗闪长岩。A-CN-K组成特征指示钾交代作用对页岩的影响有限,整体较高化学蚀变指数（CIA）、化学风化指数（CIW）、斜长石蚀变指数（PIA）表明物源区经历了中等-强烈的化学风化作用,且自下而上,风化作用逐渐减弱,结合逐步降低的古气候指数C值及增高的Sr/Cu值,可得出在中侏罗世晚期柴北缘地区的古气候条件由温暖潮湿向干旱炎热明显转变,为该时期我国西北地区"干热化"事件在柴北缘的具体表现,同期构造沉降幅度大于因气候变干导致的湖平面下降速率,为有机质的富集提供了有利条件。     

柴北缘西段古-新近纪古气候演化

古气候是陆相湖盆层序地层形成的主要沉积动力学因素之一.古-新近纪柴北缘西段及周边地区古气候演化过程复杂,目前就古气候演化过程还存在争议,利用地球化学方法对重点井的岩心和岩屑进行元素、TOC和碳氧稳定同位素测定.各古气候指标之间的相关性分析表明:Sr/Ba、Rb/Sr、Sr/Ca、TOC和氯离子含量可作为研究区恢复古气候的指标,δ13C与δ18O不能指示出该区的古气候演化过程.重点井全井段的岩屑氯离子含量分析表明:柴北缘西段古-新近纪古气候经历了干旱-潮湿-干旱的演化过程,从路乐河组到下干柴沟组上段沉积期古气候由干旱逐渐向潮湿的方向演化,呈现了7个旋回,湖盆水体盐度降低,总体来说气候潮湿,水体为微咸水;从上干柴沟组到狮子沟组沉积期古气候从潮湿向干旱方向演化,呈现了12个旋回,古水介质经历了微咸水至半咸水的演化过程.      

柴北缘西段侏罗系沉积特征*

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。     

柴达木盆地大红沟地区始新世—上新世孢粉记录及气候变化

柴达木盆地发育了一套完整的古近纪—新近纪河湖相沉积地层,选择在其北缘大红沟剖面采集沉积物样品进行孢粉鉴定分析。根据孢粉组合特征划分出14个孢粉组合带,揭示了该地区古近纪到新近纪的植被、气候变化历史。结果显示:该地区古近纪—新近纪植被代表一种北亚热带常绿阔叶林→暖温带、温带落叶阔叶针叶林→温带针阔叶混交林→山体针叶林→干旱草原荒漠的植被生态景观演变过程。通过对柴达木盆地大红沟剖面植被面貌分析,推断古近纪—新近纪期间研究区气候存在多次冷暖干湿变化,呈现出由暖湿向冷干发展的趋势。11~9 Ma低温干燥的特征与中新世中期全球气候适宜期趋势不一致,可能是盆地构造运动导致的区域特殊性。