羌塘盆地托納木地區(qū)晚侏羅世層序地層研究

劉 森，程順有，金 瑋，陳冠旭，呂拾零

(1.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710069;2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都610059)

羌塘盆地托納木地區(qū)晚侏羅世層序地層研究

劉 森1，程順有1，金 瑋2，陳冠旭1，呂拾零1

(1.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710069;2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都610059)

雙湖托納木地區(qū)處于北羌塘坳陷南部，僅發(fā)育上侏羅統(tǒng)索瓦組和雪山組沉積。本文在地層系統(tǒng)詳細(xì)剖面測(cè)制基礎(chǔ)上，對(duì)索瓦組和雪山組地層剖面進(jìn)行立典性研究，重點(diǎn)進(jìn)行了索瓦組和雪山組的層序地層研究，表明羌塘盆地晚侏羅世層序地層的獨(dú)特性，從層序地層分析的角度證實(shí)了侏羅紀(jì)北羌塘盆地原型為前陸盆地。

羌塘盆地;托納木地區(qū);上侏羅統(tǒng);索瓦組;雪山組;層序地層

青藏高原羌塘盆地中上侏羅統(tǒng)發(fā)育齊全，分布廣泛，是中國(guó)海相中上侏羅統(tǒng)最為發(fā)育的地區(qū)之一。地層厚度穩(wěn)定，一般為3 000 m左右，頂部被白堊系或第三系以角度不整合覆蓋，底部與下侏羅統(tǒng)或三疊系以不整合面為界，中上侏羅統(tǒng)之間為連續(xù)沉積統(tǒng)稱為雁石坪群(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997;趙政璋等，2001a，2001b;王成善等，2001;李勇等，2004)。

研究區(qū)位于雙湖北東約60 km的托納木地區(qū)，處于北羌塘坳陷南部與中央隆起帶毗鄰部位，主要發(fā)育上侏羅統(tǒng)索瓦組和雪山組地層(圖1)。以往該地區(qū)的研究很少關(guān)注侏羅紀(jì)的層序劃分問(wèn)題，本次研究在對(duì)托納木地區(qū)出露的地層系統(tǒng)詳細(xì)剖面測(cè)制基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了上侏羅統(tǒng)索瓦組和雪山組的層序結(jié)構(gòu)，為整個(gè)羌塘盆地的層序劃分提供補(bǔ)充。

1 上侏羅統(tǒng)地層特征

在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)內(nèi)出露的上侏羅統(tǒng)索瓦組和雪山組地層剖面進(jìn)行立典性研究，進(jìn)行了詳細(xì)的地層劃分與對(duì)比，將索瓦組自下而上劃分為4個(gè)巖性段(J3s1－J3s4)，雪山組劃分為3個(gè)巖性段(J3x1－J3x3)(表1)。

表1 托納木地區(qū)侏羅系地層劃分對(duì)比表

研究區(qū)索瓦組厚約1 300 m，從下向上為:索瓦組一段，灰、深灰、灰黑色中－厚、塊狀生物碎屑灰?guī)r、生物介殼灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r，局部夾有灰－黃灰色中層泥質(zhì)砂質(zhì)灰?guī)r及鈣質(zhì)粉砂巖，為臺(tái)地邊緣灘沉積。索瓦組二段，灰、深灰、黃灰色中－厚層粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖夾深灰色中－薄層生物碎屑灰?guī)r。水平層理、砂紋層理發(fā)育，為混積緩坡沉積。索瓦組三段，深灰－灰黑色厚－塊狀生物碎屑灰?guī)r、生物介殼灰?guī)r夾生物礁灰?guī)r及深灰－黃灰色泥質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖，為混積碳酸鹽臺(tái)地沉積。索瓦組四段，灰綠、深灰、黃灰色中－薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰－深灰色中－厚層微晶生物碎屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、鮞?；?guī)r不等厚互層。以砂泥巖為主，二者巖比約為2∶1。水平層理、砂紋層理構(gòu)造發(fā)育，為混積陸棚沉積。

傳統(tǒng)上雪山組縱向上由2個(gè)巖性組合組成，即砂泥巖段和砂礫巖段(方德慶等，2000;王成善等，2001)，我們這次野外勘探中根據(jù)巖性和沉積構(gòu)造的變化將雪山組細(xì)分為三段:雪山組一段，黃灰、灰綠色中－厚層砂巖、含礫砂巖、粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。粗－細(xì)韻律明顯。斜層理、平行層理、砂紋層理發(fā)育，為前三角洲沉積。雪山組二段，紫紅－暗紫紅色中－厚層砂巖、含礫砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖并夾有多層暗紫紅色中－塊狀中－細(xì)礫巖。底沖刷、斜層理、平行層理、砂紋層理等沉積構(gòu)造發(fā)育，為三角洲前緣和三角洲平原沉積。該段中上部局部夾有灰、淺灰色中－厚層微晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、砂屑灰?guī)r透鏡體，為局限湖泊沉積。雪山組三段，紫紅色厚－塊狀石英質(zhì)礫巖、含礫砂巖，礫石成分以石英質(zhì)為主，斜層理、平行層理等沉積構(gòu)造發(fā)育，為沖積扇相沉積。

圖1 雙湖托納木地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 層序地層劃分

羌塘盆地侏羅系露頭層序地層分析已進(jìn)行了多年，獲得了很好的成果。根據(jù)其內(nèi)部海泛面、相轉(zhuǎn)換面和蒸發(fā)巖事件等可將該二級(jí)層序劃分為五個(gè)三級(jí)層序(王成善等，2001;李勇等，2004)，研究區(qū)僅出露上部?jī)蓚€(gè)層序(如圖1、2)。本文就上部的IV和V層序進(jìn)行討論，其余層序可參考王成善等(2001)、趙政璋等(2001a)、李勇等(2004)。

2.1 層序Ⅳ

層序Ⅳ位于上侏羅統(tǒng)下部，與之相對(duì)應(yīng)的巖石地層單位索瓦組(見圖2)，是研究區(qū)及羌塘盆地分布最廣的層序。晚侏羅世索瓦組沉積時(shí)期，羌塘盆地再次整體下沉，海平面上升，在潮濕型氣候條件下，接受一套以淺水碳酸鹽巖為主的海相沉積，構(gòu)成了侏羅紀(jì)海盆發(fā)展史上第二次大的海侵(王成善等，2001;胡明毅等，2001)。其底界面為海泛面，是以深灰色薄層泥灰?guī)r和泥巖大面積分布為特征，海泛面之下為層序III頂部三角洲平原的石英質(zhì)河道礫巖，上部主要由臺(tái)地邊緣灘沉積物組成。陸架邊緣體系域?yàn)橐惶谆尹S色中－厚層狀不等粒鈣質(zhì)礫巖、混積巖、鈣質(zhì)泥巖和泥灰?guī)r，上部為灰綠色、雜色中－厚層狀含泥石英粉砂巖、細(xì)粒石英砂巖、泥巖等，為三角洲平原亞相沉積。海侵體系域?yàn)樯罨疑?、灰黑色中－厚層狀微晶鮞粒生屑灰?guī)r、含生屑粉砂微晶灰?guī)r、泥晶介殼灰?guī)r、泥灰?guī)r夾亮晶鮞?；?guī)r、泥鈣質(zhì)含粗－細(xì)粒內(nèi)碎屑巖屑砂巖、鈣質(zhì)泥巖等為一套混積陸棚相沉積。高位體系域?yàn)榛旆e陸棚淺灘亞相沉積，在羌塘盆地層序那底崗日剖面Ⅳ頂部夾有瀉湖相石膏沉積等(王成善等，2001)，代表一次蒸發(fā)巖事件，但在研究區(qū)未發(fā)現(xiàn)石膏沉積。該層序的垂向結(jié)構(gòu)在不同的地區(qū)有所不同，在盆地的西部和中部離物源區(qū)較遠(yuǎn)的地區(qū)具向上變細(xì)結(jié)構(gòu)(如長(zhǎng)白梁、白龍冰河剖面等)，在盆地東部和南部離物源區(qū)較近的地區(qū)，具向上變粗的垂向結(jié)構(gòu)(如毛毛山、阿木查躍剖面等)(王成善等，2001)，研究區(qū)由于位于羌北盆地與中央隆起帶毗鄰地區(qū)，因此具有向上變粗的垂向結(jié)構(gòu)。

圖2 研究區(qū)上侏羅統(tǒng)層序地層特征

2.2 層序Ⅴ

層序Ⅴ位于中－上侏羅統(tǒng)的頂部，與之相對(duì)應(yīng)的巖石地層單元為雪山組(見圖2)，從晚侏羅世雪山組沉積時(shí)期開始，氣候又復(fù)干旱炎熱，海水向西南退出，沖積河流和內(nèi)陸湖泊幾乎占據(jù)整個(gè)羌塘盆地，由此羌塘盆地逐漸結(jié)束海相沉積歷史(胡明毅等，2001)。底界面為相轉(zhuǎn)換面，界面上為前三角洲的細(xì)碎屑巖和泥巖沉積;頂界面被白堊系、古近系、新近系不整合面覆蓋。研究區(qū)該層序厚度為980～1 500 m，底部為黃灰、灰綠色中－厚層砂巖、含礫砂巖、粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，為海侵體系域;中部為灰綠色、雜色三角洲前緣和三角洲平原亞相沉積，是高位體系域。上部為紫紅色沖積扇沉積，是羌塘盆地最后充填的產(chǎn)物，是高位體系域。雪山組總體顯示為一個(gè)向上變粗的充填層序。

3 結(jié)論

本文將晚侏羅統(tǒng)世層序地層特征歸納如下:①晚侏羅世為一個(gè)總體向上變粗變淺的充填序列，缺乏因明顯海平面下降形成的不整合面，根據(jù)海泛面和巖性巖相轉(zhuǎn)換面等可將其分為2個(gè)三級(jí)層序;②層序內(nèi)部由海侵體系域和高位體系域構(gòu)成，缺乏低位體系域;③不同地區(qū)層序結(jié)構(gòu)有差異(如索瓦組在不同地區(qū)縱向?qū)有蚪Y(jié)構(gòu)不同)，顯示了物源區(qū)的沉積物供給速率、構(gòu)造活動(dòng)及海平面升降共同控制了層序縱向結(jié)構(gòu)。④托納木地區(qū)IV和V三級(jí)層序在層序界面、層序內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面均具明顯的特殊性，不同于Exxon層序地層模式，也不同于Galloway成因?qū)有虻貙幽Ｊ?，而是顯示了羌塘盆地侏羅紀(jì)層序地層的獨(dú)特性，體現(xiàn)了其具有前陸盆地層序地層的特征，從層序地層分析的角度證實(shí)了侏羅紀(jì)北羌塘盆地原型為前陸盆地。

［1］方德慶，龐慶山等.2000.羌塘盆地北部上侏羅統(tǒng)東湖剖面的劃分與對(duì)比［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào).24(1):15～18.

［2］胡明毅，文志剛等.2001.羌塘盆地上侏羅統(tǒng)索瓦組沉積體系及生烴潛力［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào).23(1):5～8.

［3］李勇，張玉修.2004.羌塘盆地中晚侏羅世旋回地層初步分析［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).31(6):623～628青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1997.青海省巖石地層［M］.武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社.273～287.

［4］王成善，伊海生等.2001.西藏羌塘盆地地質(zhì)演化與油氣遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)［M］.北京:地質(zhì)出版社.183～235.

［5］王訓(xùn)練.1999.露頭層序地層學(xué)的幾個(gè)基本理論問(wèn)題［J］.中國(guó)科學(xué)(D輯).29(1):12～17.

［6］趙政璋，李永鐵等.2001.青藏高原地層.青藏高原石油地質(zhì)學(xué)叢書［M］.北京:科學(xué)出版社.pp542.

［7］趙政璋，李永鐵等.2001.青藏高原羌塘盆地石油地質(zhì).青藏高原石油地質(zhì)學(xué)叢書［M］.北京:科學(xué)出版社.pp398.

Late Jurassic sequence stratigraphic research in Tuonamu region of Qiangtang basin northern Qinghai－Tibet Plateau

LIU sen1，CHENG Shun － you1，JIN Wei2，CHEN guan － xu1，LV Shi－ ling1
(1.State Key Laboratory of Continental Dynamics，Northwest University，Xi’an 710069，China;2.College of Earth Science of Chengdu University of Technology，Chengdu，610059)

Late Jurassic sequence stratigraphy in Tuonamu region of Qiangtang basin in northern Qinghai－Tibet Plateau is studied in the paper.Marine facies of China，middle and upper Jurassic formations were well－ developed in Qiangtang basin，which is the most ideal studying region at the present.Tuonamu region is placed in the south of Northern Qiangtang basin，where only developed Suowa formation and Xueshan formation，which belong to upper Jurassic.This paper approached the geologic strata section of Suowa and Xueshan formation based on detailed measuring section of stratum system，and priority researched sequence stratigraphy of the Suowa formation and Xueshan formation，the result shows the uniqueness of the sequence stratigraphy of late Jurassic period in Qiangtang basin.

Qiangtang basin;Tuonamu region;Upper Jurassic;Suowa formation;Xueshan formation and Uniqueness

P539.2

A

1004－1184(2012)03－0181－03

2012－03－09

劉森(1987－)，男，陜西咸陽(yáng)人，在讀碩士研究生，主攻方向:固體地球物理研究。