準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)侏羅系孢粉組合特征及古氣候環(huán)境分析

引言：對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)多口井采樣進(jìn)行孢粉化石和微量元素分析結(jié)果表明，八道灣組，三工河組早中末期發(fā)育不同的組合，西山窯組和頭屯河組因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)的孢粉化石數(shù)量和種類均較少，反映當(dāng)時(shí)氣候相對(duì)干燥，不利于大多數(shù)植物的生存。利用典型孢粉化石的數(shù)量變化結(jié)合微量元素分析認(rèn)為準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)侏羅紀(jì)古氣候分為六個(gè)帶：八道灣為熱帶-亞熱帶溫暖潮濕氣候；三工河早期為熱帶-亞熱帶半潮濕性氣候；三工河中晚期到西山窯早期為亞熱帶潮濕性氣候；西山窯后期到頭屯河早期為亞熱帶半干旱氣候；頭屯河中期為亞熱帶干旱性氣候；頭屯河末期為熱帶干旱性氣候。

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地中部，分為1、2、3、4四個(gè)區(qū)塊，地層發(fā)育較完整，侏羅系從下而上分為八道灣組、三工河組、西山窯組和頭屯河組，構(gòu)造簡(jiǎn)單。

前人由于受鉆探資料的制約，未能充分利用孢粉化石等資料對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地的古氣候環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)分析，本文主要采用董6、沙1等準(zhǔn)中地區(qū)近三十多口井的孢粉化石資料結(jié)合前人的分析，結(jié)合沙1、成1、董2等19口井的微量元素，對(duì)侏羅系地層的生物地層特征、古氣候環(huán)境做了進(jìn)一步探討。

一、 侏羅紀(jì)孢粉化石組合及生物地層特征

1、 八道灣組

八道灣組孢粉化石較為豐富，種類多達(dá)85種，其中裸子植物花粉多達(dá)45種，含量占到63.2%，蕨類植物孢子44種，含量約36.8%，具有Leiotriletes-Chasmatosporites-Cycadopites特征。光面三縫孢屬Leiotriletes最高含量占到這一時(shí)期孢粉總數(shù)的17%，常出現(xiàn)在熱帶-亞熱帶的濕生環(huán)境中；廣口粉屬Chasmatosporites和蘇鐵粉屬Cycadopites占這一時(shí)期孢粉總數(shù)的最大比例分別達(dá)到24%和27%，這兩類花粉代表的氣候環(huán)境基本一致，常見于熱帶中生環(huán)境中，是有溝類花粉的代表。

2、三工河組

三工河初期孢粉組合以Cyathidites-Chasmatosporites-Classopollis為主。桫欏孢屬Cyathidites含量明顯增加，廣口粉屬Chasmatosporites和蘇鐵粉屬Cycadopite含量略有下降，最明顯的是代表干旱氣候的掌鱗杉科花粉克拉梭粉屬Classopollis含量在該段末期有個(gè)非常顯著的增加最高含量達(dá)到10.6%，與土阿辛期升溫事件對(duì)應(yīng)。即使在末期時(shí)候代表干旱氣候的掌鱗杉科花粉克拉梭粉屬Classopollis含量激增的情況下，桫欏孢屬和廣口粉屬的含量依然很高，表明該時(shí)期仍存在一定濕度，認(rèn)為三工河初期處于熱帶-亞熱帶半潮濕-半干旱氣候；三工河中期以Leiotriletes-Cyathidites-Pityosporites為主，孢粉種類和數(shù)量開始減少，桫欏孢屬在該時(shí)期占據(jù)主導(dǎo)地位，最高含量達(dá)到38.8%，蕨類植物孢子中具一定含量的凹邊孢屬Concavisporites、紫萁孢屬Osmundacidites、棒瘤孢屬Baculatisporites，裸子植物花粉中松型粉屬Pityosporite、廣口粉屬Chasmatosporites、假云杉粉屬Pseudopicea、雙束松粉屬Pinuspollenites、蘇鐵粉屬Cycadopites等也具有一定含量?？死蠓蹖俚暮坑?0.6%降低到0.5%，松型粉屬Pityosporites含量增加，代表潮濕氣候的紫琪孢屬也略有增加，表明該時(shí)期氣候以熱帶-亞熱帶半潮濕型為主。三工河末期孢粉數(shù)量、種類有了較明顯的下降。孢粉組合特征以Cyathidites-Pityosporites-Cycadopites為主，該時(shí)期光面三縫孢屬含量較高，三角粒面孢屬、紫琪孢屬、網(wǎng)葉蕨孢屬和擬石松孢屬均具有一定含量，呈現(xiàn)出不同的分異度，說明當(dāng)時(shí)環(huán)境適宜蕨類植物生長(zhǎng)，為溫暖潮濕的氣候。裸子植物花粉以松柏類兩氣囊花粉和蘇鐵類單溝花粉為主，松柏類兩氣囊花粉在熱帶、亞熱帶及溫帶都很常見，指示干旱氣候的掌鱗杉科花粉克拉梭粉屬Classopollis在該井段少量出現(xiàn)，說明該時(shí)期氣溫不是很高?？傮w看，當(dāng)前孢粉組合反映亞熱帶暖濕氣候。

3、 西山窯組

該層段孢粉種類和數(shù)量都較少，絕大多數(shù)是裸子植物花粉，占到91%。無明顯的孢粉組合特征，蕨類孢子見有Cyathidites、Granulatisporites，裸子植物花粉中出現(xiàn)了Protopinus、Pinuspollenites、Abietineaepollenites等，該段孢粉中蕨類孢子含量較下伏地層大幅下降，分異度低，屬種單調(diào)，呈不發(fā)育面貌，說明當(dāng)時(shí)環(huán)境不是適合蕨類生長(zhǎng)的潮濕環(huán)境。裸子植物占優(yōu)勢(shì)說明當(dāng)時(shí)氣候可能為熱帶、亞熱帶或溫帶，沉積時(shí)期氣候相對(duì)下部地層略干，所以該段沉積環(huán)境可能為亞熱帶半干旱氣候。

二、侏羅系地層微量元素特征

沉積地球化學(xué)特征對(duì)地質(zhì)作用過程具有精確示蹤和高分辨率標(biāo)定的作用，微量元素的變化能夠反映湖泊古水體的升降演化，甚至古水體的大致深度范圍都能會(huì)一定的反映。

Sr /Cu值用于分析沉積期古氣候，Sr/Ba比值常被用于分析沉積期古水深、古鹽度，以及海平面的變化，Th/U比值常用作古地層水氧化還原環(huán)境替代性指標(biāo)。Sr /Cu值介于1. 3～5. 0之間通常指示溫濕氣候，而大于5. 0則指示干熱氣候；當(dāng)Sr/Ba<1時(shí)，代表淡水沉積，Sr/Ba=1時(shí)則代表正常海水，而當(dāng)Sr/Ba>1時(shí)，則反映為咸水沉積。故該比值同樣可以反映海平面的變化，比值減小反映海平面下降、有淡水注入，比值增大反映海平面上升，淡水注入減少。Th/U比值小于0.8為厭氧環(huán)境，0.8-1.3之間為貧氧環(huán)境，大于1.3為富氧環(huán)境。本文通過對(duì)沙11、董2、莊1、成1等19口井的巖心采樣進(jìn)行微量元素分析，從中選取了Sr、Cu、Ba、Th和U五種能反映湖平面變化的微量元素，對(duì)其比值變化結(jié)合取樣點(diǎn)巖性和樣品中的生物組合特征綜合分析對(duì)水深環(huán)境進(jìn)行了進(jìn)一步的驗(yàn)證，結(jié)果認(rèn)為，早侏羅世時(shí)期，湖盆處于溫濕氣候下弱氧化-弱還原的淡水沉積，水體深度基本處于10-20m之間，屬于典型的淺水環(huán)境，這種水體環(huán)境，對(duì)物源推進(jìn)阻力較小，有利于物源的長(zhǎng)距離搬運(yùn)。

三、結(jié)論

綜合考慮孢粉化石含量變化和微量元素分析結(jié)果，將侏羅世氣候劃為六個(gè)氣候帶：八道灣時(shí)期孢粉種類和數(shù)量均較為發(fā)育，主要是熱帶-亞熱帶溫暖潮濕氣候，沉積巖多是灰色，發(fā)育多套煤層；三工河早中期，旱生環(huán)境的克拉梭粉屬有個(gè)短暫激增又減少的過程，反映氣候有個(gè)短期的干熱階段，因此，將這一帶化為熱帶-亞熱帶的半潮濕氣候。到三工河末期，各類孢粉的含量均出現(xiàn)大幅度降低，氣候變冷，濕度增加，為亞熱帶潮濕氣候，西山窯組時(shí)期孢粉種類與數(shù)量銳減，屬于亞熱帶潮濕到亞熱帶半干旱氣候，在頭屯河時(shí)期孢粉化石基本很難發(fā)現(xiàn)，沉積巖的顏色也由灰色逐漸過渡為紅色、棕紅色等氧化色調(diào)，反映此時(shí)的氣候極為干旱，為亞熱帶干旱到熱帶干旱性氣候。

參考文獻(xiàn)

[1] 張滿郎.準(zhǔn)噶爾盆地彩參2井侏羅紀(jì)孢粉化石及層序地層分析[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，25（1）：16-21.

（作者單位：中石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究院）