南祁連盆地西段中上侏羅統(tǒng)沉積相特征與沉積演化

謝志清，劉志武

(1.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院，北京 100039；2.長(zhǎng)安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054)

南祁連盆地西段北與中祁連地塊相鄰，南與柴北緣相接，東與南祁連盆地哈拉湖比鄰，西與阿爾金構(gòu)造帶東段相接(圖1)。侏羅紀(jì)以來，拉薩板塊與歐亞板塊發(fā)生俯沖、碰撞作用，導(dǎo)致青藏高原北緣經(jīng)歷了一系列擠壓、走滑、隆升等重大地質(zhì)活動(dòng)[1-2]，多期次的構(gòu)造疊加、復(fù)合，導(dǎo)致研究區(qū)前中生代地層遭受改造與破壞，進(jìn)一步制約了研究區(qū)侏羅系沉積相研究，從而限制了研究區(qū)侏羅系煤炭資源勘探和開發(fā)。同時(shí)，西北地區(qū)的陸相侏羅系已成為油氣勘探突破的重點(diǎn)層系[3-7]，研究區(qū)的沉積相研究成為亟待解決的問題之一。此外，沉積相研究的薄弱也給西北地區(qū)侏羅紀(jì)盆地的成盆類型研究和構(gòu)造屬性研究帶來了困難[8]。因此，正確認(rèn)識(shí)研究區(qū)侏羅系沉積相對(duì)煤炭與油氣勘探和盆地原型研究等工作均具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

南祁連盆地西段侏羅系零星分布，主要分布于向陽(yáng)煤礦、新溝煤礦、瓦烏斯多索卡一帶，呈斷塊狀分布(圖1)。研究區(qū)下侏羅統(tǒng)發(fā)育較少，中上侏羅統(tǒng)較為發(fā)育。中侏羅統(tǒng)在向陽(yáng)煤礦、新溝煤礦和瓦烏斯多索卡均有分布，其下部為中細(xì)?！写至ｉL(zhǎng)石石英砂巖，偶夾礫巖；中部為灰白色長(zhǎng)石石英砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、煤線及煤層，是研究區(qū)的主要成煤期；上部為灰白—褐黃色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖與黃綠色頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖互層，偶夾煤線。上侏羅統(tǒng)享堂組主要分布于新溝煤礦和瓦烏斯多索卡剖面，為紫紅色、灰白色、黃褐色含礫長(zhǎng)石砂巖、含礫長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖、泥頁(yè)巖，底部以灰白色礫巖，剖面上呈現(xiàn)出向上變細(xì)的巖性組合。

2 沉積特征

2.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)中上侏羅統(tǒng)巖石類型以碎屑巖為主，碎屑組分石英含量在60%～95%(圖2)，長(zhǎng)石含量在5%～15%，云母含量2%～5%，巖屑含量8%～15%。碎屑顆粒大部分選好，磨圓度高，多呈鑲嵌式膠結(jié)(圖2(a))，少部分呈孔隙-接觸式膠結(jié)(圖2(b))，極少呈現(xiàn)出石英次生加大邊(圖2(c))。

2.2 古生物特征

研究區(qū)古生物化石主要分布于中侏羅統(tǒng)窯街組和上侏羅統(tǒng)享堂組。窯街組廣泛發(fā)育葉肢介、腹足類、雙殼類和孢粉類。葉肢介類的發(fā)育反映研究區(qū)水體較淺、水溫較高(13 ℃～30 ℃)[9]。研究區(qū)腹足類主要發(fā)育Amnicola,Amiplovlvata等，反映了溫暖的河流、沼澤和淡水湖泊沉積環(huán)境。雙殼類主要發(fā)育Unio,Eolamprotula，Cuneopsis等，反映河流、湖泊相沉積環(huán)境。孢粉分析結(jié)果顯示，窯街組下部以草本蕨類為主，喬木松柏類次之，木本樹蕨類含量較少，并總體呈自下而上木本蕨類降低，喬木松柏類增加趨勢(shì)。窯街組上部與下部孢粉特征差異較大，上部以灌木、喬木、蘇鐵類為主，草本蕨類次之。草本蕨類植被多為濕中生環(huán)境下的產(chǎn)物，喬木松柏類為中生環(huán)境下的產(chǎn)物，進(jìn)一步表明早中侏羅世由濕潤(rùn)-亞熱帶環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榘霛駶?rùn)-溫暖帶環(huán)境。綜上所述，研究區(qū)早中侏羅世古氣候和古環(huán)境為淡水—微咸、濕潤(rùn)—半濕潤(rùn)、亞熱帶—溫暖的河流—沼澤—濱淺湖。上侏羅統(tǒng)享堂組主要發(fā)育介形類和腹足類。其中，介形類以Cetacellahongshuigouensi等為主，腹足類以Amplovalvatjingguensis,A.suturalis等為主，指示其沉積環(huán)境為半咸水的濱淺湖環(huán)境。

圖2 南祁連盆地西段中侏羅統(tǒng)窯街組砂巖顯微特征Fig.2 Microscopic characteristics of Middle Jurassic Yaojie Formation in the western section of South Qilian Basin

2.3 巖相類型

巖性粗細(xì)和層理類型的不同代表了不同沉積水動(dòng)力條件的強(qiáng)弱變化，同時(shí)也反映了介質(zhì)能量強(qiáng)弱變化[10-11]。通過對(duì)研究區(qū)諸多剖面露頭巖性、粒度、層內(nèi)沉積構(gòu)造和層面構(gòu)造等特征進(jìn)行分析總結(jié)，研究區(qū)主要發(fā)育以下巖相類型。

砂質(zhì)支撐礫巖相(Gms)：礫石成分復(fù)雜，分選差。礫石呈次棱狀，礫徑以3～9 cm為主，礫石間被粗砂充填，礫石則懸浮于砂質(zhì)碎屑中(圖3(a))，屬于沖積扇的扇根或者河道沉積。

槽狀交錯(cuò)層理礫砂巖相(S-Gt)：底部為礫巖，向上遞變?yōu)榇稚埃蹱罱诲e(cuò)層理發(fā)育，反映了水動(dòng)力方向變化的沖刷沉積(圖3(b))。研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育在扇三角洲平原河道沉積中，一般位于河床礫石滯留沉積的上部。

厚層塊狀層理礫巖相(Gm)：發(fā)育于享堂組上部，呈紫紅色。礫石主要為石英質(zhì)，棱角狀—次棱角狀，分選性差，平均礫徑在5 cm以上。礫石呈孔隙-接觸式膠結(jié)，膠結(jié)物多為鐵質(zhì)(圖3(c))。礫巖單層厚度通常在0.5～3.0 m之間。

板狀交錯(cuò)層理中細(xì)砂巖相(Sp)：主要為灰綠色、深灰色中細(xì)砂巖，可見板狀交錯(cuò)層理，層理面與巖層層面斜交，交角約30°(圖3(d))，層理面之間呈平行排列，單層厚40～50 cm，其主要發(fā)育于扇三角洲平原、曲流河河道。

砂紋爬升層理砂巖相(Sr)：以淺深灰色、灰綠色細(xì)砂巖、粉砂巖為主，位于波狀層理粉砂巖之上，具有砂紋爬升層理，紋層的起伏高度約1～4 cm(圖3(e))，主要由流水砂波遷移而形成，主要發(fā)育在河口壩、席狀砂等沉積相帶。

水平層理粉砂巖相(Fh)：多為灰黑色薄層粉砂巖，發(fā)育水平層理(圖3(f))，屬于低能環(huán)境，研究區(qū)主要發(fā)育于下三角洲平原陸上天然堤沉積。

軟沉積變形泥巖相(Msd)：發(fā)育于窯街組中部，強(qiáng)烈變形層夾持于上下未變形層之間，為層內(nèi)變形，且變形層液化痕跡明顯。多數(shù)呈現(xiàn)出單個(gè)或多個(gè)球狀、橢球狀小砂體“陷落”在粉砂質(zhì)泥巖、泥巖中?！跋萋潴w”呈有枕狀構(gòu)造、球狀構(gòu)造、鏈狀層，液化卷曲變形，規(guī)模變化較大，大則1.5 m左右，小則15～30 cm(圖3(g))。

炭質(zhì)泥巖相(Mc)：主要發(fā)育于窯街組下部，呈深灰色—灰黑色，泥巖中含炭質(zhì)碎屑，發(fā)育大型植物莖干，水平層理(圖3(h))，屬于溫暖潮濕氣候河流泥沼、三角洲平原和湖泊沼澤沉積。

塊狀層理泥巖相(Mm)：主要發(fā)育于窯街組中、上部，巖性多為深灰色、灰黑色泥巖，塊狀泥巖層暴露風(fēng)化后呈淺灰色、灰黑色(圖3(i))，為低能靜水條件下的產(chǎn)物，其多與砂巖互層。

塊狀層理中細(xì)砂巖相(Sm)：主要發(fā)育于窯街組下部，由無紋理中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖組成，內(nèi)部物質(zhì)均勻，發(fā)育植物碎片化石(圖3(j)、(k))，表明其可能為懸浮物質(zhì)快速沉積而成，多形成于河流相和三角洲相。

塊狀紫紅色泥巖相(Mma)：分布于享堂組上部，呈紫紅色泥巖，發(fā)育水平層理(圖3(l))、泥裂，為干旱炎熱的淺湖相沉積。

厚層灰白色紋層狀膏巖相(Gy)：分布于享堂組上部，為灰白色—純白色石膏，見紋層，厚約3～5 cm，紋層間多以極薄泥巖(0.05～1 cm)充填，石膏層厚約0.5 m(圖3(m)、(n))。

平行層理中細(xì)砂巖相(Sh)：主要發(fā)育于窯街組中部，由深灰色磨圓度、分選性較好的中細(xì)砂巖組成，發(fā)育具裂線理的平行層理(圖3(o))，屬于濱湖亞相沉積。

波狀層理砂巖相(Sw)：主要由灰黑色細(xì)砂巖、粉砂巖構(gòu)成，波狀平行層理發(fā)育(圖3(p))，厚度約30～40 cm，主要發(fā)育于研究區(qū)三角洲前緣的水下分流河道間、河口壩和濱湖相帶中。

沖刷構(gòu)造：發(fā)育于窯街組和享堂組，表現(xiàn)為灰黑色泥巖被上覆細(xì)石英砂巖截切，沖刷面明顯(圖3(q))。

圖3 南祁連盆地西段侏羅系巖相類型Fig.3 Lithofacies types of Jurassic in the western section of the southern Qilian Basin

槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相(Sct)：主要為灰綠色中粗砂巖，發(fā)育小、中型槽狀交錯(cuò)層理?？v切面上層系界面成弧狀，紋層向下傾方向收斂并與之斜交，為水下砂丘遷移的結(jié)果(圖3(r))。其主要發(fā)育于河流相或水下分流河道中，厚度在30～40 cm左右。

2.4 巖相組合

巖相組合方式在一定程度上反映了沉積作用和沉積過程，研究區(qū)中上侏羅統(tǒng)巖性組合方式主要分為以下10種：

類型1(Gi-Gms- Gi-Gms)：以礫巖、含礫砂巖為主，具有下細(xì)上粗的反粒序韻律，底部可見沖刷面和滯留礫石沉積，礫石混雜堆積(圖4(a))，反映水動(dòng)力不穩(wěn)定的牽引流環(huán)境。此種沉積類型在新溝剖面享堂組上部發(fā)育，厚度較大。

類型2(Sct-Sp-Sm-Sct-M)：底部以中、細(xì)砂巖為主，向上遞變?yōu)樯罨疑?、灰黑色泥巖，整體為正粒序。剖面上呈現(xiàn)出砂多泥少的特征，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理以及水平層理(圖4(b))，此類型主要發(fā)育于曲流河邊灘、天然堤和河漫沼澤。

類型3(Sct-Fw-M-C-M)：主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層構(gòu)成，自下向上沉積物的粒度變細(xì)，常發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、水平層理(圖4(c))。這種組合主要發(fā)育于決口扇和河漫沼澤。

類型4(S-Gm-Fh-Sw-Fh)：底部以薄—中層含礫砂巖、礫巖，向上遞變?yōu)楸臃凵百|(zhì)泥巖，塊狀層理、水平層理以及泥裂發(fā)育(圖4(d))，這種類型主要發(fā)育于曲流河決口扇和河漫湖泊。

類型5(Gi-Sh-Gi-Sct)：底部以礫巖為主，向上遞變?yōu)楹[粗砂巖、中砂巖，剖面上呈正粒序，整體以中粗粒為主，槽狀交錯(cuò)層理、沖刷構(gòu)造發(fā)育(圖4(e))，其為三角洲平原河道沉積。

類型6(S-Gt-Sp-Sh-Sm-M)：底部以順層分布的扁平狀泥礫為主，向上沉積物粒度逐漸變細(xì)，發(fā)育板狀交錯(cuò)層、平行層理砂巖。整體為正粒序，頂部偶見泥巖(圖4(f))。此類型主要發(fā)育在扇三角洲平原的分支河道。

類型7(Fh-M)：主要由粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖構(gòu)成，總體呈向上變細(xì)的正粒序韻律，水平層理發(fā)育，頂部可見菱鐵礦(圖4(g))。此類型主要發(fā)育于淺湖相。

類型8(Stc-Fr-Sl)：由紫紅色細(xì)砂巖和粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成。剖面上呈現(xiàn)出上下較粗，中部較細(xì)。下部砂巖發(fā)育板狀交錯(cuò)層理，中部粉砂質(zhì)泥巖夾有薄層石膏層和芒硝層(圖4(h))，該類型為干旱、炎熱的湖泊沉積。

類型9(Sm-Fp-Sm-Fp)：主要由薄層細(xì)砂巖和粉砂巖互層構(gòu)成，發(fā)育于瓦烏斯多索卡剖面享堂組上部，板狀交錯(cuò)層理發(fā)育(圖4(i))，為濱淺湖相的產(chǎn)物。

類型10(M-Fw-Fr-Sh)：由多個(gè)薄層泥巖—泥質(zhì)粉砂巖組成的短期反旋回組成，發(fā)育塊狀層理，砂巖底部可見沖刷面(圖4(j))。發(fā)育在三角洲前緣與湖泊的過渡帶，為前積作用的產(chǎn)物。

圖4 南祁連盆地西段中上侏羅統(tǒng)巖相組合特征Fig.4 Lithofacies assemblage of Middle -Upper Jurassic in the western section of South Qilian Basin

3 沉積相分析

3.1 沖積扇

沖積扇是在一個(gè)暫時(shí)性水流攜帶大量混雜沉積物在山口外堆積形成的巨大錐形沉積體，其沉積主要受匯水盆地大小、氣候和地形等多種因素的控制。研究區(qū)沖積扇主要發(fā)育在新溝煤礦剖面上侏羅統(tǒng)享堂組上部(圖5)，以灰綠色、紫紅色礫巖為主，夾紫紅色泥巖。礫石成分復(fù)雜，塊狀堆積，以中扇、近端扇沉積為主，巖相組合多為類型1(圖4(a))，剖面上主要由多期次的中扇—近端扇疊置而成，總體呈現(xiàn)出向上粒度變粗的沉積序列，表明盆地不斷充填淤淺，研究區(qū)進(jìn)一步接近盆地邊緣。

3.2 曲流河

根據(jù)巖相特征，研究區(qū)的曲流河進(jìn)一步劃分為河床、堤岸、河漫灘三個(gè)亞相。

3.2.1 河床亞相

主要分布于向陽(yáng)煤礦剖面(圖6)。巖石類型以砂巖為主，礫巖次之，層理較為發(fā)育，缺少動(dòng)植物化石，僅見破碎的植物碎片。剖面上可見到明顯的沖刷構(gòu)造。根據(jù)剖面沉積特征可進(jìn)一步將區(qū)內(nèi)河床沉積劃分為河床滯留沉積和邊灘沉積。河床滯留沉積粒度較粗，多為紫紅色、灰白色礫巖和粗砂巖。礫石多呈疊瓦狀排列，無層理，可見沖刷面，礫石礫徑0.5～3 cm。邊灘沉積是河床側(cè)向遷移和沉積物側(cè)向加積的產(chǎn)物。邊灘沉積以灰白色長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖為主。碎屑成分復(fù)雜，含云母片、巖屑，成分成熟度較低。自下而上呈現(xiàn)出由粗變細(xì)的正韻律，發(fā)育板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理，偶見平行層理，其巖相沉積組合為類型2(圖4(b))。

圖5 新溝煤礦中侏羅統(tǒng)窯街組-上侏羅統(tǒng)享堂組沉積相柱狀圖Fig.5 Lithology and sedimentary diagram of Middle-upper Jurassic of Xingou Coal Mine

3.2.2 堤岸亞相

主要分布于向陽(yáng)煤礦中侏羅統(tǒng)，垂向上常發(fā)育在河床沉積的上部(圖6)。其巖石類型相對(duì)簡(jiǎn)單，粒度較河床沉積細(xì)，以小型交錯(cuò)層理為主。區(qū)內(nèi)堤岸沉積可進(jìn)一步分為天然堤和決口扇沉積(圖7(a))。天然堤主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，發(fā)育小型波狀交錯(cuò)層理和槽狀交錯(cuò)層理。垂相序列呈現(xiàn)出下部交錯(cuò)層理發(fā)育的砂巖，上部水平層理發(fā)育的泥質(zhì)巖，偶見干裂、蟲跡以及植物根。決口扇是洪水期河水破壞天然堤，部分水流由決口處流向河漫灘，在決口處形成的扇狀沉積體。決口扇主要由細(xì)砂巖、粉砂巖構(gòu)成，粒度比天然堤稍粗，發(fā)育小型交錯(cuò)層理、波狀層理以及水平層理。細(xì)砂巖中可見到植物化石碎片，偶見砂巖透鏡體或者沖刷面構(gòu)造。

圖6 向陽(yáng)煤礦窯街組沉積相柱狀圖Fig.6 Lithology and sedimentary diagram of the Yaojie Formation in Xiangyang Coal Mine

圖7 南祁連盆地西段中侏羅統(tǒng)窯街組沉積相剖面圖Fig.7 Sedimentary profile of Middle Jurassic Yaojie Formation in the western section of the southern Qilian Basin

3.2.3 河漫灘亞相

主要發(fā)育河漫湖泊微相和河漫沼澤微相，河漫湖泊主要分布于向陽(yáng)煤礦窯街組中上部(圖6)，巖性主要為灰黑色、紫紅色粉砂質(zhì)黏土巖，層理不發(fā)育，偶見薄層水平層理，可見鐵質(zhì)結(jié)核，其巖相組合為類型3和類型4(圖4(c)、圖4(d))。河漫沼澤是在溫暖潮濕氣候下，河漫灘上低洼的積水地帶植被大量繁殖并淤積而成的。研究區(qū)內(nèi)河漫沼澤主要分布向陽(yáng)煤礦窯街組中下部(圖6)，主要為灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖，夾有煤層或煤線。

3.3 扇三角洲

扇三角洲主要發(fā)育于新溝煤礦剖面的窯街組(圖5)。根據(jù)巖性特征可將研究區(qū)的扇三角洲相劃分為三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相。

3.3.1 扇三角洲平原亞相

研究區(qū)的三角洲可進(jìn)一步劃分為分流河道、陸上天然堤、決口扇和漫灘沼澤等微相。前兩者成為新溝煤礦剖面窯街組的主要組成部分(圖5)。

分流河道位于三角洲平原的上部，研究區(qū)分流河道巖性以灰綠色砂礫巖和粗砂巖主，底部具沖刷面和滯留礫石、泥礫沉積。垂向上，砂體由多個(gè)正旋回疊置而成，發(fā)育粒序?qū)永怼⒉蹱罱诲e(cuò)層理以及平行層理。其沉積巖相組合對(duì)應(yīng)于類型5(圖4(e))。陸上天然堤發(fā)育于分流河道兩側(cè)，其沉積特征與河流相天然堤相似。研究區(qū)陸上天然堤以灰綠色細(xì)砂巖和粉砂巖為主，可見到波狀層理、流水波痕，很少見到植物碎片。決口扇發(fā)育于陸上分流河道間的低洼地，為洪水期河水漫越河道所形成于兩側(cè)的細(xì)粒物質(zhì)，剖面縱向上來看一般夾在兩期河道沉積砂體之間，與下部砂巖呈漸變接觸，與上部砂礫巖則呈突變接觸，并可見沖刷面。巖相組合以類型6為主(圖4(f))，發(fā)育厚層塊狀、平行層理砂巖，洪水影響時(shí)，可見夾較粗的砂巖透鏡體。漫灘沼澤發(fā)育于陸上分流河道間的低洼地，為洪水期河水漫越河道所形成于兩側(cè)的細(xì)粒物質(zhì)。剖面上夾在兩期河道砂體之間，與下部砂巖呈漸變接觸，與上部砂礫巖則呈突變接觸，并可見沖刷面。巖相組合以類型6為主(圖4(f))，發(fā)育厚層塊狀、平行層理砂巖。洪水影響時(shí)，可見夾較粗的砂巖透鏡體。

3.3.2 三角洲前緣亞相

主要分布于新溝煤礦剖面的中下部(圖5)，主要發(fā)育水下分流河道和河口壩。水下分流河道主要發(fā)育深灰色、灰白中—細(xì)砂巖夾部分薄層泥巖。巖石結(jié)構(gòu)成熟度較高，分選性較好，磨圓度中等—較好，顆粒支撐為主，垂向?qū)有蚨喑收嵚?。剖面中主要發(fā)育小型槽狀交錯(cuò)層理，偶見沖刷面構(gòu)造，泥礫。河口壩位于水下分流河道的側(cè)緣和前緣，因河道坡度降低并受海(湖)水阻擋使得水流速度減緩致使細(xì)砂質(zhì)堆積而形成。巖性上主要為紫紅色、暗紅色細(xì)—粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，分選性較好。垂向沉積序列上呈下細(xì)上粗的反韻律層序。沉積構(gòu)造規(guī)模較小，主要見平行層理、波狀層理、中—小型交錯(cuò)層理。

3.4 前三角洲前緣

前三角洲前緣主要分布于瓦烏斯多索卡剖面的下部(圖8)，主要發(fā)育三角洲前緣席狀砂，其主要表現(xiàn)為灰白色細(xì)砂巖，夾薄層灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，分選好，交錯(cuò)層理發(fā)育，生物化石少，沉積上呈現(xiàn)出下細(xì)上粗的垂向序列，常與淺湖相的粉砂巖、泥巖相間出現(xiàn)，巖相組合以類型10為主(圖4(j))。

3.5 湖泊

湖泊相在研究區(qū)新溝剖面上侏羅統(tǒng)享堂組和瓦烏斯多索卡剖面中上侏羅統(tǒng)廣泛發(fā)育(圖5、圖8)。研究區(qū)內(nèi)的湖泊相可進(jìn)一步劃分為濱湖亞相和淺湖亞相，二者常相間出現(xiàn)(圖7(b))。

圖8 瓦烏斯多索卡剖面中上侏羅統(tǒng)沉積相柱狀圖Fig.8 Lithology and sedimentary diagram of Middle-Upper Jurassic in the Wausdosoka

研究區(qū)窯街組發(fā)育的濱湖相較享堂組粒度細(xì)，多為細(xì)砂巖、粉砂巖，可見到泥裂、雨痕，偶見平行層理、板狀斜層理。享堂組主要為褐紅色薄—中層含礫粗砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖，砂巖發(fā)育小型交錯(cuò)層理?？傮w上，濱湖相在窯街組和享堂組下部多表現(xiàn)為薄層細(xì)砂巖、粉砂巖，而在享堂組上部巖相組合方式如類型9(圖4(i))，為細(xì)砂巖與粉砂巖薄互層。

研究區(qū)淺湖相主要為褐紅色泥巖、粉砂巖、灰黑色炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖，水平層理發(fā)育，局部可見菱鐵礦。中侏羅統(tǒng)窯街組巖相組合如類型7(圖4(g))。上侏羅統(tǒng)享堂組淺湖相常發(fā)育膏巖、芒硝等蒸發(fā)巖鹽，其巖相組合如類型8(圖4(h))。

4 沉積演化

4.1 早侏羅世

早中侏羅世，西北地區(qū)經(jīng)歷過有限的地殼伸展作用[12-14]。中—南祁連地區(qū)開始形成一系列彼此分割的雁列式斷陷盆地。該時(shí)期氣候溫暖濕潤(rùn)，盆地周緣山地剝蝕作用強(qiáng)烈，物源供應(yīng)充足，在各個(gè)斷陷盆地沿山麓發(fā)育一系列沖積扇，向盆地內(nèi)部過渡為河流和湖泊，局部地區(qū)形成沼澤。在木里—熱水發(fā)育有沖積扇和沼澤[15-17]。

4.2 中侏羅世

中侏羅世早期，中—南祁連地區(qū)仍處于伸展構(gòu)造背景，但伸展作用減弱[12-14]，經(jīng)歷了強(qiáng)烈的“填平補(bǔ)齊”式的夷平作用，地形高差進(jìn)一步縮小，沉積分布范圍擴(kuò)大。此時(shí)，氣候變?yōu)闇貛А獊啛釒嘏瘽駶?rùn)氣候，相對(duì)湖平面上升，湖泊覆蓋面積廣[15，17]，大柴旦、新溝、向陽(yáng)煤礦等地形成統(tǒng)一的盆地，熱水、木里、瓦烏斯多索卡、酒泉等地也形成同一沉積盆地(圖9(a))。這兩個(gè)盆地被隆起分割開，在新溝—向陽(yáng)一帶形成廣泛的河流沼澤和扇三角洲(圖10(a))。在瓦烏斯多索卡—熱水一帶湖泊相沉積以細(xì)碎屑巖為主，濱淺湖亞相中有細(xì)砂巖、粉砂巖、煤線，深湖—半深湖相中有油頁(yè)巖、泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖(圖9(a))。湖泊沉積穩(wěn)定，適合有機(jī)質(zhì)的富集和保存。

圖9 南祁連盆地中晚侏羅世巖相古地理Fig.9 Paleogeography and lithofacies of Middle and Late Jurassic in the southern Qilian Basin

圖10 南祁連盆地中晚侏羅世沉積模式圖Fig.10 Sedimentary Patterns of Middle and Late Jurassic in Southern Qilian Basin

中侏羅世晚期，研究區(qū)構(gòu)造背景趨于穩(wěn)定，但氣溫回升，轉(zhuǎn)變?yōu)闊釒А獊啛釒責(zé)岚敫珊禋夂?。巖性普遍以雜色沉積為主，表明已由還原條件向氧化條件轉(zhuǎn)化。在新溝—向陽(yáng)煤礦一帶，形成了研究區(qū)扇三角洲平原和河流相沉積。在瓦烏斯多索卡則形成廣泛濱淺湖沉積。

4.3 晚侏羅世

中侏羅末—晚侏羅世，由于帕米爾高原地區(qū)的喀喇昆侖陸塊與亞洲大陸南緣發(fā)生碰撞，造成中國(guó)西北地區(qū)的擠壓構(gòu)造背景[2]，在這種區(qū)域性的擠壓構(gòu)造背景下，晚侏羅世，研究區(qū)抬升，從而形成上侏羅統(tǒng)與中侏羅統(tǒng)之間的角度不整合或平行不整合[17]，并在上侏羅統(tǒng)享堂組底部發(fā)育砂礫巖相。隨著隆起變緩，物源供給較少，泥質(zhì)成分開始逐漸增加(圖9(b))。巖石顏色主要為紫紅色，屬濱淺湖沉積(圖10(b))。瓦烏斯多索卡地區(qū)和新溝煤礦享堂組巖石顏色由底部灰色向上變?yōu)樽霞t色，表明氣候條件由弱還原環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檠谉岣珊?。碎屑粒度也隨之變粗，表明晚侏羅世水動(dòng)力學(xué)條件增強(qiáng)。古地理格局顯示：新溝—向陽(yáng)煤礦地區(qū)與大柴旦分隔開形成不同的晚侏羅世盆地。在新溝煤礦一帶，主要為紫紅色薄至中層細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖，夾石膏層和芒硝，為濱淺湖沉積，局部發(fā)育扇三角洲沉積。瓦烏斯多索卡—默勒盆地進(jìn)一步縮小，主體為濱湖沉積體系(圖10(b))。

5 結(jié)論

1)南祁連盆地西段中上侏羅統(tǒng)可劃分為疊瓦狀礫巖相(Gi)、槽狀交錯(cuò)層理礫砂巖相(S-Gt)、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相(Sct)、平行層理砂巖相(Sh)等16種巖相類型，根據(jù)不同的巖相類型和垂向序列組合方式，劃分出研究區(qū)存在10種巖相組合類型。

2)研究區(qū)中侏羅統(tǒng)窯街組主要發(fā)育曲流河、扇三角洲、濱淺湖沉積體系，上侏羅統(tǒng)享堂組主要發(fā)育濱淺湖相，局部發(fā)育沖積扇。

3)侏羅紀(jì)，南祁連盆地西段新溝—向陽(yáng)煤礦與瓦烏斯多索卡分屬不同的沉積盆地，沉積相差異明顯，呈現(xiàn)不同的沉積演化過程。中侏羅世，向陽(yáng)煤礦一帶主要為曲流河沉積，新溝煤礦一帶主要為扇三角洲平原沉積，瓦烏斯多索卡一帶為淺湖沉積；晚侏羅世，向陽(yáng)煤礦一帶隆起不接受沉積，新溝煤礦主要為濱淺湖沉積，瓦烏斯多索卡一帶為濱湖沉積。