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中国西部沉积盆地特点与油气富集规律

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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中国西部沉积盆地特点与油气富集规律一、国西部沉积盆地我国沉积岩分布总面积为669×10 40 4海大陆架147×10 4国玉等, 1987)。在这辽阔的沉积岩分布区域里,以中、新生代陆相沉积盆地为主,其中面积大于200平方公里的沉积盆地有247个,大于10万平方公里的大型盆地有10个,现已发现蕴藏着油气田的沉积盆地有22个,石油年产量已达1亿3千多万吨,天然气产遺135亿立方米。而中国西部主要沉积盆地包括塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木等(图1面积广阔,盆地面积约为86×10 4积岩厚度达 14000~16000m,仅吐哈盆地为8700m 。油气资源极为丰富,已发现了一大批油田和天然气田,油气勘探迈入了一个新的阶段。图1国沉积盆地分布图西部地区由于受印度板块与欧亚板块南北方向:向挤压作用的影响,区域构造线呈近东内向或北西西向,山系与低地相间、多发育挤压性质的大型坳陷沉积盆地,如其北部(昆仑山以北,亦称西北地区)的准噶尔盆地、达木盆地、吐鲁番盆地和河西走廊一带(包括酒泉盆地,亦称走廊盆地),合称四盆一走廊。另外还有走廊以北的阿拉善三角形地区(包括潮水、银根、巴音浩特、巴丹吉林等盆地)。南部包括西藏全部,并涉及青海省南缘和云南省西南缘(滇西)。这些沉积盆地多属山前或山间的大型坳陷盆地,形成时间旱,经历过分异、叠加等长期演化。此外,尚有少数山间断陷小盆地,由于这些盆地四周山地上升快、地势高,风化剥蚀快,产生大量粗碎屑风化产物,盆地沉降快但充填也快,常处于补偿或过补偿状态。另外,许多盆地形成时期节,沉积时间长,故沉积厚度大,粗碎屑物质多,河流相和洪积相很发育,湖泊面积也大,但变化快、湖水较浅,深湖区的比例小。另一特点是西部地区的地壳厚度大,一般40~50公里,最厚处达70公里,地温悌度低,2~00 米,甚至更低。国西部含油气盆地我国西部盆地受控于哈萨克斯坦板块和塔里木板块的离散、汇聚与拼接,同时受到西伯利亚板块和青藏高原的影响,其发展经历了多期、多阶段构造运动的叠加和改造。经历了古生代与中、新生代两种体制演化史,古生代为陆内裂谷、被动边缘——坳拉槽阶段,中、新生代主要为陆相断陷、坳陷型盆地。各种类型的中、新生代盆地是叠置在古生代盆地的基础上发育起来的,古生代的盆地发育特征对中、新生代各种类型的盆地具有一定的控制作用。海西运动关闭了各板块间的大洋海槽,由于碰撞剪切作用,导致板内裂谷发生,准噶尔和吐哈板块从哈萨克斯坦板块中分离出来。海西末期海水退出,在晚二叠世出现海陆交替相或陆相沉积,中、新生代时期,陆相沉积盆地的发育进入鼎盛时期。晚二叠世发育的陆内裂谷盆地与中、新生代前陆盆地的叠加,构成两期陆相成油气体系。到晚侏罗世和白垩纪,西部地区整体抬升,湖盆萎缩,盆地堆积了红色碎屑岩建造。至第三纪,南部印度板块的推挤碰撞,强烈的山系隆起和山前拗陷,构成了现今的构造格局。(图1-2)国西部地质剖面西部盆地振荡运动频繁,均为复合型盆地,形成多套含油气组合,拓宽了寻找大中型油气田的勘探领域。构造运动性质在纵向上的阶段性和平面上的巨大差异性,造就了西部盆地独特的地质结构——分层性和差异性。国西部主要含油气盆地中国西部地区主要受印度洋板块和西伯利亚板块的相互作用。这里的盆地形成与造山带的基岩活动有关,因而多为压性盆地。主要的含油气盆地有塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈等。里木盆地地质概况塔里木盆地是我同最大的含油盆地之一,它位天山、昆仑山及阿尔金山之间,位于北纬 36°00′—42°00′,东经 74°00′—91°00′范围内,面积约 56 万平方公里。塔里木盆地的次级构造单元包括三隆四坳,自北而南包括库车坳陷、塔北隆起、北部坳陷、塔中隆起、西南坳陷、塔南隆起和东南坳陷(图 1。噶尔盆地地质概况准噶尔盆地是我国大型含油气盆地之一,位于北纬43°20′~46°40′ ,东经82°30′~91°30′之间。西北为西准噶尔界山,东北为东准噶尔和阿尔泰山,南为天山山脉,东西长700公里,南北宽320公里,面积约13万平方公里。准噶尔盆地的大地构造性质是一个以古生代地槽型褶皱为基底的中、新生代盆地。地震剖面没有揭示盆地内部有古陆块存在。其内部地质结构可划分为八个一级构造单元,即三隆——三个泉隆起、中央隆起带、沙奇隆起;四坳——乌伦古断裂、玛湖—漠区坳陷、昌吉坳陷、乌鲁木齐山前坳陷;一个冲断带——西北缘冲断带。(图1噶尔盆地是我国大型含油气盆地之一,位于北纬43°20′~46°40′ ,东经82°30′~91°30′之间。西北为西准噶尔界山,东北为东准噶尔和阿尔泰山,南为天山山脉,东西长700公里,南北宽320公里,面积约13万平方公里。准噶尔盆地的大地构造性质是一个以古生代地槽型褶皱为基底的中、新生代盆地。地震剖面没有揭示盆地内部有古陆块存在。其内部地质结构可划分为八个一级构造单元,即三隆——三个泉隆起、中央隆起带、沙奇隆起;四坳——乌伦古断裂、玛湖—漠区坳陷、昌吉坳陷、乌鲁木齐山前坳陷;一个冲断带——西北缘冲断带。噶尔盆地构造单元分区图Ⅰ- 玛湖—漠区坳陷;Ⅴ昌吉坳陷;Ⅶ- 达木盆地地质概况柴达木盆地位于青海省两北部,东北为祁连山脉,南边为昆仑山脉,西北为阿尔金山脉与塔里木盆地分界。盆地总面积121000平方公里,中、新生代沉积岩分布面积96000平方公里,最大沉积厚度16000米,沉积岩总体积60万立方公里(图1。图1柴达木盆地构造单元划分区及剖面构造示意图(据戴俊生修改,2004)西分块的基本构造格局,可划分为北部块断带、盲崖坳陷、三湖坳陷、德令哈坳陷4个一级单元和21个二级单元。盆地中分别形成了三大含油气系统,分别为柴北缘含油气系统、柴西含油气系统及柴东三湖含气系统。哈盆地地质概况吐哈盆地位于天山造山带(亦称为地槽褶皱带)之内,其北侧为博格达侧为觉罗塔格褶皱带,是一个含油气并富煤的能源资源型盆地(图1。天山地区在石炭纪末、二叠纪初发生了强烈的构造运动。早二叠世全区出现海陆相交替的建造,晚二叠世发育大套的磨拉石建造,这标志着天山海槽的演化已经结束而闭合。因此,传统地质学将吐哈盆地视为典型的山间盆地,按槽台理论,将其划分为北天山优地槽褶皱带内部的一个坳陷。近20多年来,许多学者从板块构造的角度出发,认为吐哈盆地属于哈萨克斯坦板块或准噶尔- 吐鲁番古地块的一部分,或将其归为前陆盆地。图1哈盆地大地构造位置与内部构造单元划分吐哈盆地是天山海槽闭合后从晚二叠世开始发育的一个以中、新生界沉积建造为主体的陆相盆地。由于此时天山海槽已经闭合并形成天山海西期造山带,其南、北的陆块也通过天山造山带连为一体。该区的构造格局与构造动力学环境由此发生了显著的转变。从更大的范围看,经过海西运动,特别是印支运动,中国境内发生了广泛的海退,古生代的一系列巨型海槽相继敛合关闭,从而形成了新的、统一的中、新生代大陆板块。因此可以进一步认为,吐哈盆地是一个中、新生代的大陆板内盆地。综合中国西部主要的含油气盆地塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地和吐哈盆地。得出中国西部主要含油气盆地几点特征:)盆地的形成于造山带的挤压活动密切相关。盆地的形态多不对称,发育了明显的山前坳陷,期沉积幅度可达万米,最厚达 15000m(准噶尔盆地南缘) 。盆地无明显的岩浆活动,中央往往发育有古老地块。(2)盆地边界都受逆冲断层的控制。盆地的边缘常常发育数条你冲层,组成你冲断裂带,形成一种具有一定模式、规模较大的断裂带。例如准噶尔盆地克——乌断裂带(图) ,他主要由超覆尖灭带、前缘断块带和前缘单斜带 3 个部分组成。(3)盆地的局部构造类型多种多样。这些构造多呈线性或雁列状排列,局部构造线的方向受邻近的造山带走向所控制,常有数个平行的构造带分布在盆地的边缘。局部构造的形态,在平面上多呈长轴状、短轴状和鼻状,剖面上多为梳状、箱状等。 (图 1 1国西部挤压性盆地剖面结构示意图二、积发育特征塔里木盆地中、新生代地层发育完整。晚二叠世末的构造运动席卷大山、昆仑山、阿尔金山和塔里木地台,叠纪沉积范围比较局限,早期属山前断陷的磨拉石堆积,后期沉积范围逐渐扩大,发育河流沼泽及二角洲和湖泊沉积。三叠纪末的印支运动在库车坳陷有明显的表现,下侏罗统下部地层直接超覆沉积于上三叠统下部地层之上。在库鲁克塔克山前形成新的断陷,发育巨厚的早、中侏罗世河流、沼泽湖泊沉积。晚侏罗世,气候转向干热,广泛分布红色泥质沉积,末期的构造运动使上侏罗遭受剥蚀,仅零星保存。早白垩世塔里木盆地沉积面貌发生重要改观。昆仑山和阿尔金山北侧山前坳陷普遍接受沉积,与广阔的塔东坳陷区相沟通,形成中生代以来第一次统一的马蹄形沉积区。发育洪冲积相和湖泊相的红色碎屑沉积。晚白垩世塔里木盆地处于抬升时期,沉积区十分局限。但在盆地西部却发生新的海侵,古特提斯海水经苏联塔吉克和费尔干盆地进入塔里木盆地西南部,发育碳酸盐类及陆源碎屑沉积。末期的构造运动使海水退出,地层遭受剥蚀,上白垩统的若干层位缺失。同样,在东塔里木盆地可见下第三系常与白垩系不同层位呈假整合接触。早第三纪塔里木盆地进入新的沉积阶段。海水多次入侵四塔里木盆地,可远及库车坳陷西部,形成海湾泻湖的盐类沉积。盆地经历了第三纪末的上升剥蚀后,于中新世再度沉降,除巴楚隆起核部和阿克苏隆起核部未接受沉积外,塔里木盆地的广阔地区均有中新统分布,是中、新生代沉积发育最广的阶段。由于盆地周边各山系的剧烈上升,河流发育,向盆地输入大量碎屑物质,形成巨厚的山麓堆积。喜山运动的影响还可见于库车坳陷、西南坳陷上新统内部的角度不整合,在和田河以西的上新统还有火山岩侵入。上新世末,构造运动席卷全盆地,各山系明显剧烈上升,河流发育,流程长,流量大,搬运量剧增、沉积物明显向盆地腹部推进,普遍可见更新批地层不整合在上新统之上。积相类型及古地理环境塔里木盆地中、新生代沉积发育的特色是盆地西南曾发生多次的海浸,故其沉积相类型除洪冲积扇、河流冲积平原、湖泊和三角洲相外,还有海相沉积的蒸发台地相、局限台地相、开阔台地相、潮上相、潮间相和潮下相等。在南天山前拜城断陷、盆地西缘的切列克地堑,昆仑山前的普鲁断陷及阿尔金山前的江格沙依断陷有三叠系分布。其中拜城断陷分布面积最大,早中三叠世面积约 15500 平方公里。沉积物北粗南细,沿天山山麓主要是洪冲积相夹浅湖相,往南变细,全为浅湖相沉积。晚三叠世断陷迸一步扩大,湖水加深,出现半深湖区。浅湖沉积主要由暗灰绿色或棕红色泥岩、粉砂打,细砂岩夹中砾岩组成,砂岩中含羽状交错层理及波痕,后者波长 7~]0 厘米,波高 米,。含淡水辫鳃类、鱼类、叶肢介、腹足类、介形虫和大量陆植物碎屑与茎、叶等化石。半深水区沉积主要由深灰色、灰黑色泥岩组成,厚度 400~500米,有机质丰富,是重要的生油层。切列克地堑在早中三叠纪沉积逾千米的洪冲积褐红色和灰绿色砂砾岩,受断层控制,晚三叠世发展为淡水湖泊。普鲁和江格沙依断陷是两个小型浅水湖泊,并有河流注入,形成河流三角洲沉积(图 2。图 2是气候更加温暖潮湿,降雨量更加充沛,河流更加沾跃。拜城断陷湖盆在早中侏罗世向东南明显扩大、向西北也有所扩大。湖泊北缘发育规模不等的三角洲砂体,形成三角洲砂体发育带。三角洲砂体以厚层——块状的含砾粗砂岩占优势,分选差,斜层理发育,含大量植物碎肩。细粒沉积物中见菱铁矿及泥灰岩扁豆体。含少量瓣鳃类化石。浅湖—半深湖区面积约15000 平方公里,泥质岩多是深灰色、灰黑色,有机质丰富,也是有潜力的生油气层。晚侏罗世气候转向炎热干早,湖域缩小,水体变浅,生物稀少。切列克断陷在早侏罗世堆积了逾 2000 米的洪冲积相含煤砾砂岩,中侏罗世湖相层发育,晚侏罗世主要发育红色沉积。普鲁和江格沙断陷仍然发育着淡水湖泊,且都有一条河流注入,形成河湖三角洲沉积。湖域较晚三叠世扩大,一直持续至晚侏罗世。早侏罗世在塔里木盆地东部地区出现阿拉干湖盆,于铁干里克一带有一河流注入,并形成三角洲沉积,中侏罗世湖泊明显向东北和西北方向扩展,形成滨湖相及滨湖沼泽相沉积,与拜城断陷相汇,可能的生油岩厚度 200 米左右。浅湖区面积约 72000 平方公里(图 2 2-3)侏罗世岩相古地理图图 2巴楚一和深 2 井一且末连线两侧的广阔地区为剥蚀区。剥蚀区以南由英吉沙、泽普至叶城的狭长地带湖域面积约 20000 平方公里,发育浅湖红色砂泥质沉积,含淡水介形类和鱼类化石。在昆仑山山前发育一个宽20~60 公里的洪冲积平原。在剥蚀区以北的东塔里木盆地面积约 60000 平方公里。在轮台、新和、沙雅,跃参 1 并和阿参 1 井一带主要为浅湖分布区,拜城附近湖水相对加深。湖泊北缘古水系发育,由于此时占天山地形高差不大,沉积物多为泥质和粉砂质,而粗碎屑成分较少,三角洲沉积属规模较小的砂砾岩体。地层中含较丰富的淡水鱼类、鱼类、叶肢介、腹足类及介形类。在埃肯沟一带发现天青石薄矿层,表明湖中局部地区含盐度较高(图 2。晚白垩世东塔里木地区可能为风化剥蚀区,仅在拜城断陷有上白垩统分布,属洪冲积扇及冲积平原相。西塔里木发生海浸,逐渐形成袋状海湾。晚白垩世库克拜早期,海水进人西塔里木盆地,可分为喀什海和叶城海,前者海相生物丰富,如牡蛎、蛤、菊石、海扇、海胆、螺类及大量介形类,有孔虫和藻类,是与外海畅通的正常海环境。现代有孔虫类移栖虫属一般分布于水深 50 米左右,故推测喀什海域最深海水在 50 米左右。牡蛎生活海域的盐度为 15~37‰,乌蛤适应盐度为 5~40‰,菊石和海胆都是正常海生生物。可见晚白垩世喀什地区属正常海水坏境。叶城海则生物很少、只见少量褶蛤,有孔虫壳小,属种单调,说明是非正常海环境。乌依塔克期发生海退,形成高盐度的泻湖环境,生物大量死亡。依格孜牙期,新的海侵发生,海域范围较库克拜期更大。自昆仑山至克孜克阿尔特断裂带,主要是碳酸盐类沉积,属碳酸盐岩台地相,生物化石丰富,是正常海环境。克孜克阿尔特断裂以北至天山山前是泻湖性非正常海域,生物稀少。依格孜牙期末发生海退、到晚白垩世晚期吐依格克期海水退出西塔里木,而残留海水浓缩,形成分散孤立小泻湖群,没有生物生存。随着剧烈蒸发,泻湖区收缩消亡,最后,西塔里木海湾陆化为剥蚀区(图 2。白垩世岩相古地理图在晚白垩世多次海浸海退过程中、形成多种沉积类型。例如,依格孜牙组向北而南的相变规律由蒸发台地相一局限台地相一开阔台地相一生物礁相一局限台地相。蒸发台地相由石膏、纹层泥质白云岩、杂色膏泥岩夹砂岩、薄层灰岩组成,不含或很少含正常海相化石,见鸟眼及龟裂;局限台地相由生物碎屑灰岩、生物灰岩、粒屑灰岩、泥晶灰岩、泥晶白云岩及粉晶白云岩组成,含大量正常海相生物。灰岩、白云岩中偶见鸟眼和龟裂,有的灰岩含薄皮鲕和核形心。开阔台地相以各种灰岩(生物灰岩、生物鲕粒灰岩、砂屑灰岩、生物礁灰岩等)组成,含大量正常海生物,其中以喜清净、温暧、透光性好的海绵、海胆、牡蛎及钙质类多见(图 2。鲁克塔克山区和东塔里木的广大地区都是剥蚀区,东塔里木盆地北缘和西塔里木盆地有洪冲积相、泻湖相和浅海相分布。东塔里盆地北缘沉积区,自古新世至渐新世,一直是个高盐泻湖,发育红色膏泥岩夹石膏和盐层,在泻湖边缘形成洪冲积扇裙带,有的扇缘可能已伸入泻湖而成水下扇,湖中生物甚少,只发育少量广盐性介形类和适应咸水生活的鱼类。古新世阿尔塔什期,西塔里木是一个高硫酸盐海湾,发育厚层石膏及盐与天青石夹层。齐姆根期海浸进一步发展,形成正常海湾,各种生物得以繁殖,有孔虫多是大个体,浮游与底栖都很发育,介形虫类、沟鞭藻类十分丰富,潮湿型的孢粉组合占优势,气候已由早期的干旱转向潮湿。在且末地区,齐姆根组为含牡蛎砾岩,化石多破碎,砾岩磨圆度好,属高能滨海带产物。在温古尔地区发育牡蛎碎屑灰岩,牡蛎碎屑呈 2~3 毫米的棱角状一半棱角状,也代表海岸线附近的堆积物。在局部安静小海湾则化石保存完好。在叶城海湾发育有机质丰富的暗色泥岩,具有生油潜力。晚期为正常海湾。卡拉塔尔组和乌拉根组含大量牡蛎、蛤、海胆、颗石藻等正常海生物,在清澈温暧的浅水区,常形成礁灰岩,在温暖混浊的泥质海底、常形成牡蛎滩岩。沿西昆仑山,古河流发育,形成靠山临海的洪冲积扇裙带,三角洲相、潮上、潮间及潮下沉积。潮上沉积以红色泥岩、膏泥岩为主体,夹砂岩和石膏层,砂岩呈透镜状,偶夹生物碎屑灰岩层。水平层理及低角度斜层理常见,偶见虫迹、龟裂。潮间带以紫红、灰绿色泥岩、砂质泥岩为主体,夹牡蛎层、灰岩和砂岩、粉砂岩薄层,波状层理,小型交错层理常见,含大量腹足类、牡蛎、蛤、螺、海扇和龙介虫管等,各种虫迹(与层面平行、斜交和垂直)十分发育。潮下带沉积以灰色、深灰色、灰绿色泥岩夹多层牡蛎壳岩、蛤壳岩薄层(10~30厘米) ,水平纹层发育,含完整的正常海化石,化石多顺层面分布,岩性及厚度分布稳足,岩层间岩性多为渐变。在叶城海湾去暗色泥厚度 100~150 米,是有潜力的生油层。由昆仑山往北横穿喀什坳陷,古一始新统沉积相由洪冲积扇相一潮间相一潮下相,后两种沉积相在剖面中多次交替出现。渐新世的海侵范围较小,只淹没了喀什以西地区,属正常海沉积,以红色泥岩为主,少量绿色泥岩,海生生物十分丰富。自普斯格往西北到乌蛤的相变规律为洪冲积扇相—洪冲积平原相—盐沼相—海相(包括潮上、潮间和潮下相)(图 2。仑山和阿尔金山剧烈抬升,河流发育,大量碎屑物质输入盆地。各大山系山麓地带发育洪冲积砂砾岩扇裙带,最大宽度可达 60公里。往盆地方向为洪冲积平原。在盆地北半部发育浅水咸水湖泊、有轮台、安居安和阿瓦提儿个湖区。轮台咸水湖面积最大,约 56800 平方公里,沉积物主要由灰绿色及棕红色泥岩互层夹多层石膏薄层,含半咸水—咸水的有孔虫类和介形虫类,并有大量轮藻。绿色泥岩发育波纹及小斜层理,常见虫迹,偶见龟裂及雨痕。安居安湖呈椭圆形,面积约为 26800 平方公里。阿瓦提湖呈纺锤形,面积约 7600 平方公里,其沉积特点与轮台湖区相类似。上新世时上述几个湖泊仍然继续发育,阿瓦提湖并有所扩大,轮台湖解体为轮台和阿拉干两个湖泊,也可能是不同时期的湖泊。安居安湖仅在帕克布拉克期早期存在、以后变成盐沼区和洪冲积平原。阿瓦提湖在上新世中期发展至顶峰,其后向盐沼方向发展,并持续到现在,为一河网盐沼区。轮台湖在上新世初期,以轮台为中心,其后逐渐向东迁移。阿拉干湖是上新世末期的湖泊, 2。图 2噶尔盆地沉积发育特征准噶尔盆地中、新生代地层发育完整,包括三叠系、侏罗系、白垩系和第三系。湖盆经历多次的沉降与抬升,扩张与收缩,地层间常见假整合或局部不整合接触,具多旋回沉积发育特征(表2噶尔盆地西北缘统表第一沉积旋回 ——二叠纪沉积。早中三叠世以冲积扇粗碎屑堆积为特征,湖区范围较小,晚三叠世湖盆扩大,发育暗色沉积。末期,盆地北部抬升,遭受剥蚀。第二沉积旋回——侏罗纪沉积。侏罗纪沉积阶段断裂活动,振荡运动频繁,尤其是西山窑期未,构造运动强烈,在盆地中央形成三个泉——盆地分隔为南北两部分;也由于这一运动,在侏罗系沉积内部形成两个次级旋回,第一个次级旋回为下中侏罗统,其下部和上部由河流相及沼泽相组成,中部则为湖相层。第二个次级旋回为中上侏罗统,由于气候由潮湿逐渐转向干旱,故其沉积物以灰绿色、杂色和紫褐色为主。晚侏罗世末的构造运动,使盆地抬升,水域缩小,进而消失。第二沉积旋回——白垩纪沉积。下白垩以灰绿色浅湖沉积为主,上白垩统湖区急剧缩小,以洪冲积平原和滨湖粗碎屑沉积占主导地位。晚白垩世末,构造运动强烈,白垩系遭受不同程度的剥蚀。第四沉积旋回——第三纪沉积。古新世至始新世普遍发育红色沉积,湖区范围很小。渐新世湖区(盆地南部)范围扩大,并出现深水环境。中新世至上新世初期,整个天山开始剧烈降起,盆地则进一步沉降扩大。上新世中晚期气候干早,降雨量减少,湖盆变小而浅,最后分隔为几个小而孤立的浅水和半咸水湖泊,宛如现在的艾里克湖、玛纳斯湖和艾比湖镶嵌在半荒漠区中。噶尔盆地沉积相类型及古地理环境准噶尔盆地面积广阔,在西北、东北和南部三大山系的控制下,自物源区向湖盆中部沉积相带呈有规律展布。包括洪(冲)积扇相、河流冲积平原相、二角洲相,滨湖亚相、浅湖亚相和半深湖——深湖亚相。在多旋回的沉积发育背景下,由于盆地相对升降变化和气候环境的变迁,不同沉积阶段古地理面貌及沉积相带的空间展布发生继承和转移。一的准噶尔盆地形成,沉积物大部分形成于浪基面以上,以红色沉积为主,盆地边缘发育洪(冲)积扇相及河流冲积平原相(图21–2A。西北缘洪(冲)积扇相粗碎屑岩是卡拉玛依油的主要生产层。洪(冲)积扇砾岩砾石大小混杂,分选极差,砾石多呈次棱角状,成分较杂,成层性不好。在垂向上由多个透镜体砾岩叠置而成,层间冲刷面十分发育。大型斜层理发育,层系厚度10~50厘米不等,甚至更大。顺水流方向,斜层理呈单向倾斜,近顶板倾角30°左右,近底板倾角5° ~10°。粒度概率曲线为近30°~40° 的斜线,普遍含有大量植物化石。位于洪(冲)一个河流冲积平原沉积层序中,砂砾岩厚度与泥岩厚度比例为1:3,砂砾岩段发育大型斜层理和小型斜层理,大型斜层理层系厚度可达20~30厘米,倾角10° ~20°,小型斜层理层系厚度最厚可达 5厘米。见冲刷嵌入现象,砂砾岩石层底部见大的植物茎干分布。滨湖亚相属湖岸带沉积,由湖岸砂堤、湖岸泥坪、湖岸沼泽组成。主要岩性为砂岩,可见半圆——浑圆状的石英岩与变质岩砾石,砾径一般2~5厘米,最大可达15厘米,砾石呈星散状或窝状分布。砂岩层理以羽状、波状及透镜状为主。波纹、龟裂、雨痕常见。螺蚌化石。早中三叠世晚期,湖盆扩展到全盆地,沿盆地边缘是浅湖相沉积,含丰富的古生物、包括恐龙、兽类、鱼类、瓣鳃类、鲎类、叶肢介和植物化石,盆地腹部可能为半深湖相。晚三叠湖区扩大,水体普遍变深,气候温暖,生物繁茂,有巨大的龙兽、鱼类、软体动物、大量藻类及微古化石。半深湖区面积为3070平方公里,暗色泥岩厚450米左右。晚三叠世也是三角洲沉积发育的阶段。(图2深湖区沉积以暗色泥岩为主,水平层理发育,多属季节性纹层,常见水生动物化石,但个体小、薄壳,数量不多,陆生植物碎屑少。道湾期),气候温湿和晚二叠世类似,植物茂盛,沿准噶尔盆地周边,形成断续的环带状洪(冲)积粗碎屑含煤沉积,向内为广阔的滨湖沼泽分布区、期间有孤立的浅湖沉积(图2三工河期,湖相和三角洲相广泛发育,后者主要见于西北部夏子街——陆梁一带、南缘玛纳斯、呼图壁和乌鲁木齐一带。三角洲砂体在平面呈鸟足状,插入湖相沉积区,在垂向上由砂、泥岩互层组成,湖相泥岩中含丰富的鱼类、腹足类、昆虫、恐龙及植物枝叶化心,砂岩中常见斜层理和波状层理。除夏子街,陆梁,石英滩三角洲伸入半深湖区外,其余皆伸至浅湖区。湖域面积虽不及晚三叠世,但湖水变深。半深湖在中生代面积最大,约3800平方公里。暗色泥岩厚度600米左右(图2中侏罗世早期西山窑期岩相古地理特征与早侏罗世八道湾期相似(图2只是气候向干热变化,湖区缩小,是成煤和成气时期。屯期和齐古期),湖域所占面积较三江河期小,多为浅湖区。盆地边界地层分界线 岩层分区线 洪冲积扇相 洪冲积平原相 沼泽- 洪冲积平原相 三角洲相滨湖亚相 滨湖湖亚相 浅湖- 半深湖亚相 半深湖亚相图2噶尔盆地各期岩相古地理图地几乎被浅水湖泊占据。仅在漠区坳陷以南,玛璃斯——呼图壁连线以北为半深湖区。浅湖沉积以粉砂岩,粉砂质泥岩为主体,多呈灰绿色、灰黄绿色,普遍夹存薄层透镜状泥夹岩、叠锥灰岩和菱铁矿层。砂质岩中常见羽状、透镜状和波状层理,生物遗迹发育螺、蚌、叶肢介、介形虫和藻类等化石群相当丰富(图2噶尔盆地开始收缩,至中晚期,湖盆继续往南收缩,玛纳斯湖,陆梁——三个泉隆起带为河网和滨湖区,沿乌伦古河发现霸王龙、龟、鳖和鸭嘴龙、水栖的鳄鱼类等。生代最后的发育阶段。早期气候干热,盆地北半部上升于沉积基准面以上,南区是一些小而浅的半咸水湖。渐新世安集海期气候转向潮湿、盆地南部形成统的淡水湖盆,在独山子——安集海——玛纳斯——呼图壁连线两侧出现半深湖区,面积165平方公里,该区暗色泥岩厚度可达500米左右,含大量鱼类、瓣鳃类、腹足类、介形虫和藻类。也在盆1井和玛纳斯湖发育三角洲相,砂体伸入浅湖和半深湖区,是有利的生储油相带(图2中新世,湖盆扩大,盆1井以北,主要为洪(冲)积扇和河流冲积平原分布区。扇形体间的低地汇水区,扇缘泄水区,水生类、两栖类及草食类动物发育(图2。上新世早期湖盆继续扩大,中期收缩,晚期抬升分隔成数个小型半咸水湖。 盆地边界 地层分界线 岩层分区线 洪冲积扇相 洪冲积平原相 沼泽- 洪冲积平原相 三角洲相滨湖亚相 滨湖湖亚相 浅湖- 半深湖亚相 半深湖亚相图2噶尔盆地各期岩相古地理图底岩性与时代柴达木盆地周边三大山系主要出露一套元古代中深——浅变质碎屑岩、碳酸盐岩和古生代花岗岩及花岗闪长岩类。根据边缘露头、重力以及45口钻达基岩井的资料综合解释结果,盆地东部基岩以元古代花岗片麻岩结晶基地为主,西部主要为下古生代变质岩系组成,北部为结晶岩系,古生代变质岩以及火成岩相间组成(图 -)。这一特点对盆地断坳形成、沉积及演化均有控制作用(图2达木盆地基岩性质分布图(具范连颐,1984)1- 元古界花岗片麻岩;4- 界条件及断裂盆地周边与老山边界地质体呈断层接触。边界断裂有21条,它们分属于三组组断裂体系,即昆仑山北缘的昆北断裂体系,祁连山南缘的祁连断裂体系和阿尔金山东南缘的阿尔金断裂体系。三组断裂的主要特点是:(1)断裂的走向与褶皱山系基本平行,大体圈定了盆地形态;(2)多为长期发育的逆断层,断层面倾向老山,断裂规模较大,断达层位较老,均断达岩基,上盘为岩基拾出的老山或有很薄的沉积,下盘为沉积数千米的沉积盆地;(3)三组边枢断裂不是中生代沉积边界,主要是控制第三纪沉积。以赛南——绿南等为主的祁连山前断裂体系,其上、下盘均有中生代地层;阿尔金山前断裂体系上、下盘均有白垩系和侏罗系。说明这两组断裂不是中生代的边界断裂。三组断裂的下盘沉积有巨厚的中、新生代地层,而上盘仅有中生代及很薄的晚第三纪至第四纪的沉积。中断距大于1000米的断层达41条,而且多数断到基岩,但除个别断裂外,所发现的沉积岩内部断层多属第三纪末期至第四纪褶皱运动形成,对第三纪沉积没有明显的控制作用。成机制及演化前面谈到,地内大面积缺失上古生代沉积。由于印支运动的影响,促使祁连、昆仑、阿尔金山地断裂复活。在盆地北缘的祁连山前及西北缘的阿尔金南坡地带出现—系列相互分割的中生代断陷。从东到西主要有徳令哈断陷、红山断陷、赛昆断陷、红水沟——采石岭断陷等(图2,在这些断陷内填充有中、下侏罗统的洪积相、河湖相、沼泽相建造。有些断陷已证实为生油断陷,如赛什腾断陷,红山断陷等。侏罗纪晚期至白罜纪在断陷的基础上开始填平补齐,其沉积范围进一步扩大,但主要为一套山麓——河流相沉积。中生代末期的燕山运动,主要体现盆地褚皱上升,使中生代沉积遭受剥蚀。图2达木盆地中生界分布图1侏罗体系分布区;2垩系分布图古、始新世早期的喜山运动,使柴达木盆地在边缘断陷的基础上产生边框断裂。在边框断裂内发生不均一的整体下沉,边框断裂以外盆地周缘的山系开始隆升,北缘的祁连山系相对上升幅度较大,南缘的昆仑山系及西边的阿尔金山系上升幅度较小。这一阶段的显著特点是类似现今的盆地构造轮廓基本形成,在整个盆地范围内,除了盆地西部狮子沟至英雄岭一带形成湖泊相外,新世时沉积了一套岩性、厚度变化较大的红色地层,主要娃一套河流相为主的洪积或冲积扇、河流泛滥平原沉积。始新世末期由于喜山运动的进一步影响,盆地边框断裂强烈活动,周围山系急剧上升;盆地内部整体陷落,开始大面积全面沉降,从而形成统一而封闭的内陆山间大型盆地,并进入盆地发育的全盛时期。渐新世以后,随着边框断裂活动的减弱,盆地进入稳定沉降时期。第二纪至第四纪沉积了上万米的河湖相地层。到目前盆地的发展并未结束,仍然是一个四周被山系包围的封闭的盆地,继续接受着沉积。只不过由于周围山系进一步上升,气候更趋于干旱,水系的补给远小蒸发量的消耗,由统一的湖盆演变成为残留若干盐湖的盆地。层发育情况柴达木盆地为印支运动后形成的内陆盆地,沉积了巨厚的中、新生代地层。其中第三系厚度最大,分布最广,也是盆地主要生油岩系。自上而下划分为狮子沟组、上油砂山组、下油砂山组、上干柴沟组、下干柴沟组和路乐河组。如图2达木盆地第三级地层综合柱状图1灰色;2灰及蓝灰色;3- 黄色;4色、紫色及褐色表2达木盆地沉积环境柴达木盆地属于构造类型的中、新生代山间盆地。按湖盆所处的自然地理位置以及从未发现过与海相有关的生物化石和矿物,均说明柴达木盆地为一个与海洋没有直接联系的内陆盆地,其中的湖泊属内陆湖泊,具下列特点。达木盆地为远离海洋而处于干燥的气候带内,盆地第三系沉积特征及孢粉组合也反映了较干燥的气候环境。(1)第三纪地层中膏盐沉积发育柴达木盆地第二纪地层中膏盐分布比较普遍,南乌斯参2井夹五层石膏层。中北区的狮子沟、小梁山、尖顶山、尖北、黑梁子、不整合等地区下干柴沟组下段至上干柴沟组下段中常夹石膏、盐六层及芒硝晶体或闭块。北区的上油砂山组及狮子沟组普遍夹有石膏、盐岩层,而且层位越新,夹盐类沉积越多。(2)盆地周边洪积锥发育沿盆地周缘第二纪地层中洪积排屡见不鲜,尤以西部沿阿尔金山边缘洪积锥体横向相联构成洪积裙带。同时在第三纪沉积中红色地层发育广泛,并夹有泥灰岩、蒸发灰岩、含铜灰岩,另外如龟裂、雨痕等沉积构造较普遍。(3)孢粉组合表明气候干旱根据孢粉研究,柴达木地区第三纪属于亚热带气候,同时具备干旱的气候特征,见表19旱地区最有代表性的植物花孢是麻黄粉属、拟自刺粉属和藜粉属等,为干早环境。柴达木盆地内各层段代表干旱植物的花粉组合含量分別为:发量大,降水量不均,湖盆水域范围受降水暈的影响而明显变化。降水量大的洪水期,湖盆水域猛然扩大,分布很广;降水量小的干旱期,湖盆水域迅速收缩,范围显著变小。这样受降水量或补给量大小而影响的湖盆水域扩张,有人提出稳定湖盆与扩张湖盆的概念(石惠城1982)。再有像冷湖五号、鄂博梁一号等地区下干柴沟组至上干柴沟组河流冲积相的砂砾岩与泥质岩中常夹有分布稳定的湖相泥灰岩及杂色泥岩层(图2在红三旱一号三高点洪积砾岩中有湖泊相杂色泥岩夹层;狮子沟、油砂山等地区的上、下油砂山组河流冲积相的碎屑沉积中也夹有分布稳定的湖相泥灰岩沉积;在大风山、碱山、鄂博梁二号等地区的上、下干柴沟组都为红、灰间互的砂泥岩剖如夹泥灰岩和杂色泥岩,并具龟裂构造。这种较大范围的大段地层内红灰间互的变化,河湖交替频繁的层序,并非构造运动所形成的沉积韵律,而是在沉积过程中湖盆水域忽大忽小不断变化,致使沉积环境时而水上,时而水下的客观反映(表2。图2鄂博梁一号南翼上干柴沟组岩性变化素描图(据杨少华、杨念端,1957)1- 扩张湖泊或泛湖相杂色泥岩;4时也影响着湖水的盐度。根据测定的硼及粘上矿物成分含量所计算的湖水古盐度资料(表2应第三纪湖水盐度较高,而且随着时间的进程不断变化。表2区域构造运动的控制下,盆地转入统一的大型湖盆沉积,沉积了厚度达4000~10000米的地层。从渐新世初期至上新世末期盆地经历了初断发生期、强烈断陷期、稳定沉降期及咸化衰亡期四个发展阶段。(1)湖盆初断发生期( )的沉积相13原来的外流泄水盆地开始转变为内流的汇水湖盆。盆地周缘的河流水系开始向盆地汇集,并在地形低凹的地方集水成湖。本段共划分出八个相区,如
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