柴达木盆地东部石炭系葡萄状灰岩缝洞的发现及成因分析

文章采用沉积学、岩石学、地球化学原理,对柴达木盆地石炭系葡萄状缝洞分布特征与成因机理进行了研究,并与四川盆地灯影组缝洞进行了对比分析。研究结果表明：柴达木盆地石炭系东部石炭系葡萄状缝洞与四川盆地灯影组葡萄状缝洞具相似的岩石学特征,可见复式纹层花边皮壳,网状泄水通道,以及大气淡水方解石、陆源砂屑、泥以及硅质自生矿物等缝洞内包卷物等岩石学标志。地化分析显示缝洞皮壳碳酸盐矿物成岩流体为海水,缝洞碳酸盐充填物的成岩流体为大气淡水。最终认为两地葡萄状缝洞皆为大气水作用的产物,柴东石炭系葡萄状灰岩缝洞是四川盆地灯影组葡萄状白云岩缝洞早期形式。二者演化过程如下：由于周期性海退使潮坪相等环境下形成的碳酸盐岩暴露而遭受溶蚀,海侵时溶蚀缝洞内形成针柱状方解石胶结,当海水进一步蒸发,胶结的针柱状方解石在海水中发生模仿交代,形成同生期白云石,这种周期性的海退海侵形成在剖面上的多套葡萄状缝洞旋回。     

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。     

柴达木盆地北缘上石炭统碎屑岩—碳酸盐岩高频转换过程及驱动机制*

碎屑岩和碳酸盐岩分别产自“外源、浑水”与“内源、清水”环境,二者的交替互层沉积可反映古水体性质、物源供给及气候等环境要素的频繁改变。晚石炭世,柴达木盆地北缘构造相对稳定,盆内发育巨厚的、多级次嵌套的“碎屑岩—碳酸盐岩混积层系”,记录了“冰室地球”冰川活动下的古海平面大幅度升降和古气候、古环境频繁交替信息。文中以柴达木盆地北缘连续完整露头剖面和钻井取心剖面为研究对象,结合区域地质资料、前人研究成果,通过详细的岩心、露头及镜下薄片观察,在研究区重点层段识别出下切谷充填型碎屑岩沉积和碳酸盐岩台地沉积组成的频繁互层序列。碎屑岩—碳酸盐岩互层组合序列在垂向上的有序叠加,构成了复合海平面变化旋回层序,其从碳酸盐岩—改造型台地沉积开始,向上依次发育碎屑岩下切谷充填序列的底部冲积河道沉积、中部河口湾序列和顶部代表海泛面的泥岩沉积,最后转变为碳酸盐岩向海到向陆台地亚相,反映了一个显著的早期海退—中期逐渐海侵—后期再次海退的旋回过程。冰川期急剧变冷的气候和冰川型高频的大幅度海平面升降,驱动滨线及相带迁移,影响到碎屑岩供给速率和碳酸盐生产率,造成了碎屑岩—碳酸盐岩的高频转换。     

柴达木盆地旺尕秀地区上侏罗统—下白垩统风成砂的发现及其意义

本次研究在柴达木盆地旺尕秀地区上侏罗统红水沟组上覆地层中,首次发现了风成沉积。地层主体为一套棕黄色细—中砂岩,由分选、磨圆好的石英砂组成;扫描电镜下可见风成砂特有的碟形撞击坑和新月形撞击坑等特征;层内普遍发育风成大型高角度板状交错层理,层系厚度巨大,风成沙丘前积层特征明显;发育液化作用产生的牵引褶曲、倒转褶曲等常见的风成沙丘同沉积变形构造。根据岩性和沉积构造特征共在地层中识别出4种沉积亚相:沙丘亚相、丘间亚相、旱谷亚相和沙漠湖亚相,其中沙丘亚相以风成大型交错层理为显著特征,丘间、旱谷和沙漠湖亚相则以水成沉积为主。风成砂沉积的存在丰富了柴达木盆地中生代的沉积类型,为区域地层对比及西北地区晚中生代古气候和古环境研究提供了新的证据和材料。     

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。     

柴北缘宗务隆构造带印支期花岗闪长岩地质特征及其构造意义

为了研究柴北缘宗务隆构造带印支期构造演化特征,选取宗务隆构造带内具代表性的晒勒克郭来花岗闪长岩和察汗诺花岗闪长岩进行了岩石学、年代学与地球化学研究。锆石SHRIMP U Pb年代学结果显示,晒勒克郭来花岗闪长岩与察汗诺花岗闪长岩分别形成于(249.2±2.6) Ma、(242.7±1.9) Ma和(243.5±2.4) Ma,为早三叠世,也更加证实柴北缘印支期构造岩浆活动的存在。两岩体均相对富SiO2、Na2O和Al2O3,A/CNK分别为1.02～1.06和1.01～1.05,里特曼指数分别为1.54～1.73和1.07～1.61,属于弱过铝质中钾高钾钙碱性I型花岗岩; K/Rb值平均分别为234和279,分异指数分别为72.95～76.06和64.49～76.42,两岩体原始岩浆结晶分异不充分;LREE/HREE分别为6.83～9.70和3.29～7.40,弱的Eu负异常或正异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,两岩体明显富集Rb、U、La、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、P、Ti等高场强元素;察汗诺花岗闪长岩中发育中基性暗色包体,包体和寄主岩中见斜长石、角闪石等矿物结构和成分不平衡现象,说明其为岩浆混合成因。综上所述,两岩体应为印支期柴北缘活动大陆边缘俯冲碰撞作用导致幔源岩浆底侵与下地壳部分重融形成的壳幔混合岩浆形成的产物。对比柴北缘宗务隆构造带与柴东鄂拉山构造带内岩浆岩地质特征认为,宗务隆构造带的形成可能与西秦岭沿共和坳拉谷强烈斜向碰撞柴达木地块有关。     

柴达木盆地东部晚海西-印支期剥蚀量与隆升历史——多种古温标与沉积学证据的制约

柴达木盆地东部周缘造山带内保存有较完整的晚古生代-早中生代沉积记录,但盆地内至今仍未发现二叠系-三叠系.为探讨柴东地区二叠纪-三叠纪有无沉积及隆升历史等关键地质问题,本文首先利用古温标法恢复晚海西-印支期剥蚀量,随后,通过物源分析法获得印支期柴东北缘隆升的沉积学证据.结果表明,印支运动前,柴东地区残留石炭系顶界面埋深普遍超过2500 m,晚海西-印支期剥蚀量为2100~4300 m,剥蚀量从南往北逐渐减小.柴东地区曾沉积了2000~3000 m的二叠系-三叠系,随后被整体剥蚀.晚二叠世以来,随着古特提斯洋往北俯冲,盆地周缘开始隆升.早三叠世柴东北缘经历了一次快速隆升,先期的多套沉积地层与结晶基底被迅速剥蚀并为宗务隆南缘的隆务河群砾岩沉积提供物源.中三叠世海水往北和往东退出研究区.晚三叠世,松潘-甘孜地体强烈碰撞挤压使得东昆仑-柴达木地体下地壳显著缩短和增厚,柴东地区被整体抬升,并且形成了南高北低的古地貌格局,在古气候与水系作用下,二叠系-三叠系与部分石炭系被全部剥蚀并搬运至宗务隆、南祁连及松潘-甘孜一带.

     

柴达木盆地石炭系油气调查最新进展

柴达木盆地石炭系是海相油气勘探的新领域,通过对柴达木盆地石炭系油气地质条件进行调查,评价其资源潜力,为该区寻找油气战略接替区提供科学依据.以柴达木盆地石炭系为主要目标,通过调查和研究,首次获得柴达木盆地石炭系油气流,在柴达木盆地古生界海相新层系油气方面取得重要发现;综合区域调查、平衡剖面反演及镜质体反射率等分析,获取柴达木盆地主要构造运动期次;结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史,分析了柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩油气地化指标,研究了烃源岩生烃演化史.研究表明:柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟—高成熟阶段;德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为快速埋藏期、稳定期与强烈抬升剥蚀期,新生代以来沉降史与抬升剥蚀史存在着差异;石炭系烃源岩热演化史主要表现为"存在二次生烃,晚期生烃为主"的特点,主要受该区构造运动控制;柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的趋势,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动.调查分析表明,新层系石炭系油气条件良好,资源前景广阔,是柴达木盆地下一步勘探的接替层系.     

柴达木盆地东部燕山期剥蚀量恢复:来自地球物理和低温热年代学的证据

依据地面地质调查分析了柴达木盆地东部主要不整合面的接触关系和发育特征,并利用古温标(镜质体反射率(R_o)、磷灰石裂变径迹)反演和地震地层趋势延伸法对柴达木盆地东部燕山期剥蚀量进行了恢复。结果表明,研究区东部旺尕秀、牦牛山一带晚燕山期剥蚀量为500~2 300 m,研究区南缘格尔木、大干沟、纳赤台一带剥蚀厚度最高达2 000 m,研究区北缘绿梁山、大柴旦一带增大到平均1 750 m,至柴东欧南凹陷、霍布逊凹陷逐渐减小到平均700 m。该区剥蚀厚度表现出由周缘老山向坳陷中心逐步减小的趋势,并呈现出“东西分块、南北分带”的特征。柴达木盆地东部燕山运动发生的时间为87~62 Ma,该时期研究区整体处于SE-NW向弱挤压的环境,与早白垩世末冈底斯—念青唐古拉地块群和欧亚大陆拼合有关,导致柴达木盆地东部差异隆升,形成现今欧龙布鲁克隆起带的雏形,并进一步控制该区油气的富集,一方面是造成局部地区地层剥蚀严重,油气散失;另一方面是因构造挤压,在覆盖区挤压拗陷,主力烃源岩进一步深埋,该区侏罗系烃源岩进一步成熟生烃,下伏石炭系烃源岩经历二次生烃;同时在挤压环境下形成一系列的近EW向的圈闭,有利油气的调整、聚集。     

柴达木盆地旺尕秀地区上侏罗统-下白垩统风成砂的发现及其意义*

本次研究在柴达木盆地旺尕秀地区上侏罗统红水沟组上覆地层中,首次发现了风成沉积。地层主体为一套棕黄色细-中砂岩,由分选、磨圆好的石英砂组成;扫描电镜下可见风成砂特有的碟形撞击坑和新月形撞击坑等特征;层内普遍发育风成大型高角度板状交错层理,层系厚度巨大,风成沙丘前积层特征明显;发育液化作用产生的牵引褶曲、倒转褶曲等常见的风成沙丘同沉积变形构造。根据岩性和沉积构造特征共在地层中识别出4种沉积亚相: 沙丘亚相、丘间亚相、旱谷亚相和沙漠湖亚相,其中沙丘亚相以风成大型交错层理为显著特征,丘间、旱谷和沙漠湖亚相则以水成沉积为主。风成砂沉积的存在丰富了柴达木盆地中生代的沉积类型,为区域地层对比及西北地区晚中生代古气候和古环境研究提供了新的证据和材料。