柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系藻灰?guī)r沉積特征及形成機(jī)制

陳琰，夏曉敏，趙健，崔俊，喬柏瀚，趙東升，高紅燦，王義，譚莉

1.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌 736202 2.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331

0 引言

柴西地區(qū)藻灰?guī)r的研究主要從21 世紀(jì)初開始。早期主要側(cè)重于藻灰?guī)r的巖石類型和儲層特征[3,5-10]、測井響應(yīng)特征[11-12]和古生物特征[13]等方面的研究，之后對藻灰?guī)r的沉積環(huán)境及沉積模式等進(jìn)行了初步研究[2,4,14-15]。認(rèn)為柴西地區(qū)新生界藻灰?guī)r主要形成于濱淺湖環(huán)境，位于生烴凹陷的周緣，烴源充足，其周圍過渡為濱淺湖相的泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖和泥巖，其成藏條件十分優(yōu)越；而且藻灰?guī)r孔隙度是非藻灰?guī)r類的2倍左右，滲透率比非藻灰?guī)r類高2至近10個數(shù)量級[7]。油氣勘探實(shí)踐也證明，藻灰?guī)r的儲集性和含油性是柴西地區(qū)新生界碳酸鹽巖孔隙性儲集體中最好的[7,16]。

柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r發(fā)育規(guī)模較小、厚度較薄，特別是藻灰?guī)r中垮塌—滑塌同生變形等沉積構(gòu)造較發(fā)育，因此，其形成機(jī)制對柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r的空間發(fā)育及儲集性等有重要的控制作用；而柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r形成機(jī)制的研究相對較薄弱，在一定程度上制約了柴西地區(qū)藻灰?guī)r的油氣勘探。所以，柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r沉積特征及形成機(jī)制的研究，不僅對青海油田柴西地區(qū)新生界的油氣勘探具有較大的實(shí)踐意義，而且對新生代湖相藻灰?guī)r沉積也具有重要的地質(zhì)理論意義。

本文擬主要通過詳細(xì)的巖心和巖石薄片觀察分析，對柴西地區(qū)的油泉子、黃瓜峁、南翼山、大風(fēng)山、小梁山等地區(qū)新近系的藻灰?guī)r的沉積特征進(jìn)行深入研究，并進(jìn)一步探討其形成機(jī)制和誘發(fā)因素等，為柴西地區(qū)新近系湖相碳酸鹽巖油氣勘探提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料和理論支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 柴達(dá)木盆地西部位置及構(gòu)造劃分Fig.1 Location and structural division of western Qaidam Basin

2 藻灰?guī)r主要類型及沉積特征

藻類是低等植物，其中具有沉淀或分泌鈣質(zhì)功能，且有鈣質(zhì)包殼或鈣質(zhì)骨骼的藻類常統(tǒng)稱為鈣藻，其往往可形成藻礁灰?guī)r；而不具有鈣質(zhì)包殼或鈣質(zhì)骨骼的藍(lán)藻、綠藻等常統(tǒng)稱為“隱藻”，其通過分泌碳酸鹽黏液，沉淀和捕集、黏結(jié)碳酸鹽顆粒物質(zhì)形成黏結(jié)巖[17]。根據(jù)隱藻黏結(jié)作用的組構(gòu)特征，藻灰?guī)r可分為疊層石灰?guī)r、層紋石灰?guī)r、凝塊石灰?guī)r和核形石灰?guī)r等[17-18]。

柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r主要為疊層石灰?guī)r、層紋石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r等隱藻碳酸鹽巖，以凝塊石灰?guī)r最多。柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r發(fā)育規(guī)模較小，呈薄層狀夾于深灰色灰質(zhì)泥頁巖中，并以略發(fā)黃白色或具鐵銹色而明顯區(qū)別于相鄰層（圖2，3、圖4a，c，e，g，h、圖5a～i，k、圖6a，c，e，g，i，k）。單個藻灰?guī)r層厚度一般僅為幾厘米至20 多厘米，連續(xù)發(fā)育的藻灰?guī)r段厚度一般小于2 m。特別地，有較多疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r呈不規(guī)則的礫屑狀產(chǎn)出，其中發(fā)育有明顯的同生變形沉積構(gòu)造。

2.1 層紋石灰?guī)r

層紋石灰?guī)r和疊層石灰?guī)r均具藻紋層狀構(gòu)造，前者的藻紋層呈水平狀或微波狀，后者的藻紋層呈波狀、柱狀、錐狀、分枝狀、穹狀等多種形態(tài)。柴西地區(qū)新近系層紋石灰?guī)r明暗相間的紋層結(jié)構(gòu)清晰可見，呈較連續(xù)且相互平行的水平紋層狀或微波狀，單紋層厚度較薄，一般僅幾毫米，但延伸穩(wěn)定（圖2），層紋石灰?guī)r最大厚度一般亦不超過0.5 m。

圖2 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系層紋石灰?guī)r（a）藻紋層呈相互平行的水平狀，N12，油8井，717.38 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（b）藻紋層呈相互平行的水平狀，N1，翼評1井，2 692.74 m（巖心校正深度），巖心（注：巖心寬度為10 cm，巖心外表面展開面寬度為62.8 cm，以下同）Fig.2 Neogene microbial laminated limestones in western Qaidam Basin

在較深水環(huán)境中，光照和水流強(qiáng)度均減弱，為獲得足夠的養(yǎng)料以及光合作用所需的陽光，微生物則持續(xù)側(cè)向生長以達(dá)到最大表面積，從而使得微生物的側(cè)向生長速率大于縱向生長速率，因而形成水平層紋狀橫向連接的微生物結(jié)構(gòu)[19]。所以，層紋石灰?guī)r形成的水體深度較大[20-21]。從與柴西地區(qū)新近系層紋石灰?guī)r相鄰的深灰色紋層狀灰質(zhì)泥巖的沉積環(huán)境分析，也說明層紋石灰?guī)r形成的水體相對較深、水體能量較低。另外，從柴西地區(qū)新近系層紋石灰?guī)r及相鄰的深灰色紋層狀灰質(zhì)泥巖中紋層平直、清晰并保存完好，分析其為原地沉積，未受垮塌—滑塌等二次改造。

2.2 疊層石灰?guī)r

疊層石是微生物生長和新陳代謝作用的產(chǎn)物，也是沉積物捕獲、黏結(jié)和沉淀產(chǎn)生的有機(jī)沉積構(gòu)造[22]，疊層石灰?guī)r是最經(jīng)典的微生物巖[23]。柴西地區(qū)新近系疊層石的規(guī)模一般較小，最大單層厚度僅為25 cm，主要有柱狀疊層石灰?guī)r和錐狀疊層石灰?guī)r兩種類型。

柱狀疊層石灰?guī)r：柴西地區(qū)新近系柱狀疊層石的高寬比較小，柱體之間間隔的距離小，巖心上整體呈較穩(wěn)定連續(xù)的灌木狀形態(tài)（圖3a，b、圖4a，c，e，g，h），也稱灌木狀疊層石[19]；而巖石薄片中柱狀藻紋層清晰可見（圖4b，d，f），其間發(fā)育有藻團(tuán)塊內(nèi)碎屑或陸源碎屑等顆粒（圖4d，f）。相對于柴西地區(qū)新生代層紋石灰?guī)r，柱狀疊層石灰?guī)r形成于水體稍淺的環(huán)境，也是為最大程度地獲取陽光及養(yǎng)分，藻類微生物也主要表現(xiàn)為側(cè)向生長，高寬比變小，形成灌木狀的形態(tài)[19]。

圖3 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系疊層石灰?guī)r（a）柱狀疊層石灰?guī)r，N1，峁2井，2 039.44 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（b）柱狀疊層石灰?guī)r（中間為層紋石灰?guī)r），呈較連續(xù)的灌木狀，N12，油8井，2 129.48 m，巖心外表面展開面；（c）錐狀疊層石灰?guī)r，紋層呈傾斜的指型密集簇狀，N12，風(fēng)西103井，3 326.60 m，巖心；（d）錐狀疊層石灰?guī)r，紋層呈傾斜的指型密集簇狀，N12，咸東1井，2 031.05 m，巖心Fig.3 Neogene stromatolitic limestones in western Qaidam Basin

圖4 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系疊層石灰?guī)r（a）深灰色泥頁巖夾薄層柱狀疊層石灰?guī)r，N12，峁2井，2 039.95 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（b）（a）中的柱狀疊層石，主要由藻紋層組成，N12，峁2井，2 039.95 m（巖心校正深度），正交偏光；（c）深灰色泥頁巖夾薄層柱狀疊層石灰?guī)r，N12，峁2井，2 040.43 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（d）（c）中的柱狀疊層石，主要由藻紋層組成，含少量陸源碎屑，N12，峁2井，2 040.43 m（巖心校正深度），正交偏光；（e）灰色柱狀疊層石灰?guī)r，N1，梁東1井，4 107.11 m（巖心校正深度），巖心；（f）同（e），主要由藻紋層組成，少量陸源碎屑顆粒呈條帶狀分布，N1，梁東1井，4 107.11 m（巖心校正深度），正交偏光；（g）灰色柱狀疊層石灰?guī)r，N1，風(fēng)西2-3井，3902.15m，巖心外表展開面；（h）灰色柱狀疊層石灰?guī)r，N1，風(fēng)西2-3井，3913.60m，巖心Fig.4 Neogene stromatolitic limestones in western Qaidam Basin

錐狀疊層石灰?guī)r：柴西地區(qū)新近系錐狀疊層石灰?guī)r呈明顯的指型密集簇狀的形態(tài)，單個錐長2～3 cm，相對于地層面傾斜生長（圖3c）。錐狀疊層石灰?guī)r形成的水體深度界于層紋石灰?guī)r和柱狀疊層石灰?guī)r兩者形成的水體深度之間，隨著水體深度增加，藻紋層柱體高度增加，直徑變細(xì)，層紋基面呈錐形或紋層不清晰的錐形[18]，并與基底成一定角度傾斜生長，這可能與藻類的向光性生長有關(guān)[24]。柴西地區(qū)新近系錐狀疊層石灰?guī)r發(fā)育相對較少，僅在風(fēng)西103井和咸東1井的N12巖心中見到原地傾斜生長的錐狀疊層石灰?guī)r（圖3c，d），在風(fēng)西101 井的N12巖心中見到錐狀體雜亂堆積的垮塌錐狀疊層石灰?guī)r（圖5a）。

與層紋石灰?guī)r相比，柴西地區(qū)新近系疊層石灰?guī)r中的同生變形沉積構(gòu)造普遍發(fā)育（圖5）。有的疊層石灰?guī)r由不規(guī)則的長條等形狀的藻灰?guī)r碎屑大小混雜堆積在一起形成，礫屑圓度較好但分選極差（圖5h），應(yīng)為塑性滑塌變形所致；有的疊層石灰?guī)r呈形狀不規(guī)則的角礫孤立漂浮于灰質(zhì)泥巖中（圖5b，f，i），角礫中藻紋層清晰，有的藻紋層柱狀體角礫或呈倒立狀（巖心外表面可見倒轉(zhuǎn)的疊層石柱狀體縱切面，即藻紋層顯示出呈向下生長）（圖5f）或呈水平狀（巖心外表面可見水平的疊層石柱狀體的橫切面——環(huán)狀藻紋層）（圖5b）或呈雜亂狀。不正常的藻紋層柱狀體的產(chǎn)出方位說明其不是原地形成的，而是藻灰?guī)r因垮塌或滑塌形成的近原地再沉積角礫。

2.3 凝塊石灰?guī)r

凝塊石灰?guī)r是碳酸鹽巖中一種不規(guī)則狀的藻類凝塊體，不具有與疊層石相似的成層性[25-26]，即內(nèi)部不具紋層或紋層極不發(fā)育[18]。凝塊石灰?guī)r并不是疊層石受到生物擾動破壞形成的[27]，而是底棲微生物群落吸附或擋積泥晶沉積物形成的內(nèi)部不均一的碳酸鹽沉積體[23]。

在柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r中，凝塊石灰?guī)r最為發(fā)育，主要由藍(lán)綠藻黏結(jié)泥晶方解石而成，因有機(jī)質(zhì)含量高而顏色較深[13]（圖6）。巖心上，凝塊石灰?guī)r表現(xiàn)為表面粗糙、肉眼可見的團(tuán)塊組構(gòu)為特征（圖5i、圖6a，c，e，g，i，k）；顯微鏡下，凝塊的內(nèi)部顯微組構(gòu)為不均勻的大小不等的云霧狀和海綿狀（圖5l、圖6b，d，f，h，j，l），藻凝塊中常含有藻鮞粒（圖6d）、藻屑（圖6b，f，h，j，l）、陸源碎屑（圖5l、圖6b，d，j）以及生物碎屑等，藻凝塊體之間的空隙常被硬石膏充填（圖6b，d，f，h，l）。

圖6 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系凝塊石灰?guī)r（a）凝塊石灰?guī)r，N1，梁東1井，4 106.90 m（巖心校正深度），巖心；（b）同（a），黏結(jié)結(jié)構(gòu)，主要由藻、泥晶方解石、少量陸源碎屑顆粒及個別球粒組成，溶孔充填有硬石膏，正交偏光；（c）凝塊石灰?guī)r，N12，風(fēng)西103井，3 323.06 m（巖心校正深度），巖心；（d）同（c），黏結(jié)結(jié)構(gòu)，主要由藻鮞粒、泥晶方解石和內(nèi)碎屑等組成。溶孔發(fā)育，被硬石膏充填，正交偏光；（e）凝塊石灰?guī)r，N1，翼評1井，2 686.8 m（巖心校正深度），巖心；（f）同（e），黏結(jié)結(jié)構(gòu)，由藻紋層及少量內(nèi)碎屑組成，形態(tài)多為球形及橢球形，成分為泥晶方解石（白云石）。溶蝕孔及微裂縫發(fā)育，均被硬石膏充填，正交偏光；（g）凝塊石灰?guī)r（下部），N1，風(fēng)西102井，3 870.78 m（巖心校正深度），巖心；（h）同（g），具黏結(jié)結(jié)構(gòu)，主要由藻、泥晶方解石、內(nèi)碎屑及少量陸源粉砂組成。巖石溶蝕發(fā)育，且被硬石膏充填，正交偏光；（i）凝塊石灰?guī)r，N1，風(fēng)西102井，3 871.10 m（巖心校正深度），巖心；（j）同（i），具黏結(jié)結(jié)構(gòu)，主要由藻、泥晶方解石、內(nèi)碎屑及少量陸源粉砂組成，正交偏光；（k）凝塊石灰?guī)r，N1，風(fēng)西102井，3 868.40 m（巖心校正深度），巖心；（l）同（k），黏結(jié)結(jié)構(gòu)，主要由藻、泥晶方解石、內(nèi)碎屑組成。見粉末狀黃鐵礦。巖石溶蝕發(fā)育，且被亮晶方解石、硬石膏充填，正交偏光Fig.6 Neogene thrombolitic limestones in western Qaidam Basin

凝塊石灰?guī)r的形成水體深度介于疊層石灰?guī)r和層紋石灰?guī)r之間，水體較深但有一定的水動力，垂向光照和養(yǎng)分供給不足時，藻類微生物橫向生長，在湖浪等水流作用下，形成團(tuán)塊狀微生物結(jié)構(gòu)。柴西地區(qū)新近系凝塊石灰?guī)r常因垮塌、滑塌而呈孤立的角礫產(chǎn)于灰質(zhì)泥巖中，凝塊石灰?guī)r角礫形狀不規(guī)則，角礫突出的枝杈較多，塑性變形特征明顯（圖5c～e，g）。

圖5 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近垮塌—滑塌藻灰?guī)r（a）下部為垮塌錐狀疊層石灰?guī)r，中上部為凝塊灰?guī)r，N12，風(fēng)西101井，2 964.10 m，巖心；（b）柱狀疊層石灰?guī)r跨塌礫屑，N1，峁2井，2 042.74 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（c）凝塊石灰?guī)r跨塌礫屑，N1，風(fēng)西102井，3 867.48 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（d）凝塊石灰?guī)r跨塌礫屑，N1，峁2井，2 039.24 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（e）凝塊石灰?guī)r跨塌礫屑，N12，風(fēng)西101井，2 960.66 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（f）柱狀疊層石灰?guī)r跨塌礫屑，N1，翼評1井，2 695.20 m（巖心校正深度），巖心；（g）凝塊石灰?guī)r跨塌礫屑，N1，風(fēng)西102井，3 863.50 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（h）滑塌藻灰?guī)r，呈圓度好而分選極差的不規(guī)則礫屑堆積，N1，翼評1井，2 664.30 m（巖心校正深度），巖心；（i）垮塌柱狀疊層石礫屑，N12，峁2井，2 040.00 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（j）同（i），主要由藻紋層組成，夾雜少量陸源碎屑及黏土礦物，鑄體薄片正交偏光；（k）深灰色灰質(zhì)泥頁巖中夾薄層垮塌凝塊石灰?guī)r礫屑，N1，油8井，2 128.22 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（l）（k）中的凝塊石灰?guī)r礫屑，具藻團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，局部混雜陸源粉砂，N1，2 128.22 m（巖心校正深度），單偏光Fig.5 Neogene collapsed and slumped algal limestones in western Qaidam Basin

3 藻灰?guī)r形成機(jī)制

3.1 藻灰?guī)r同生改造的控制因素

柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r，除層紋石灰?guī)r具較明顯的外貌特征外，疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r常呈薄層的疙瘩狀和團(tuán)塊狀，以及外表粗糙、顏色偏黃白或具鐵銹色而突出于其相鄰的灰色灰質(zhì)泥巖。究其原因，除與疊層石灰?guī)r的藻紋層形態(tài)呈短柱狀、凝塊石灰?guī)r呈團(tuán)塊狀特征有關(guān)外，主要與藻灰?guī)r經(jīng)過同生改造而再沉積作用有關(guān)，特別是呈孤立狀產(chǎn)出的藻灰?guī)r角礫及碎屑。

柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r之所以會發(fā)生同生改造的再沉積作用，主要由以下幾方面的因素造成：

（1）藻灰?guī)r與其基底灰質(zhì)泥巖巖性硬度的差異造成。在柴西地區(qū)的油泉子、黃瓜峁、南翼山、大風(fēng)山、小梁山等地，新近系藻灰?guī)r主要形成于淺湖水體較深處，且均發(fā)育于灰質(zhì)泥巖軟底之上，這也是柴西地區(qū)新生代湖相藻灰?guī)r生長發(fā)育的特點(diǎn)之一[4]；藻灰?guī)r由于藻類黏結(jié)灰泥顆粒，相對于其較軟的灰質(zhì)泥巖基底硬度大。藻灰?guī)r與其基底巖性在硬度上的差異，致使藻灰?guī)r的生長發(fā)育不穩(wěn)定而易于傾倒垮塌，也可進(jìn)一步滑動。

（2）以底流為主、波浪為輔的水動力作用造成。疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r相對于層紋石灰?guī)r形成的水體更淺一些，其中發(fā)育的藻鮞粒（圖6d）、藻團(tuán)塊（圖6b，f～h，j，l）、以及陸源碎屑等顆粒（圖5e、圖6b，d，j）也佐證了其形成環(huán)境有一定的水動力。特別是通過巖心中的沉積特征觀察，具變形構(gòu)造的藻灰?guī)r角礫或礫屑之上往往發(fā)育有粉砂質(zhì)條帶（圖7b，c），在以深灰色灰質(zhì)泥巖為主的沉積背景下陸源碎屑的注入必有一定的水動力；而且?guī)r石薄片顯示，灰色灰質(zhì)泥巖中的砂質(zhì)條帶底界面平直，且其中的陸源碎屑顆粒呈定向排列（圖8a～d，g～k），即使是在含粉砂灰質(zhì)泥巖中，其所含的粉砂碎屑顆粒也呈定向排列（圖8a，b，e，f），說明柴西地區(qū)新近紀(jì)淺湖沉積頻繁受底流的影響和改造。前人研究也表明，柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r沉積期，氣候溫暖濕潤[2,4]，不時爆發(fā)的洪水可使柴西地區(qū)淺湖沉積受到一定底流的改造。在藻灰?guī)r與其基底灰質(zhì)泥巖巖性的差異基礎(chǔ)上，加上底流及波浪的改造，會進(jìn)一步加劇藻灰?guī)r的垮塌和滑塌。

圖7 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系沉積構(gòu)造特征（a）上部發(fā)育小斷層面（滑動面），下部發(fā)育滑動變形構(gòu)造及小斷層，N12，峁2井，2 523.48～2 523.60 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（b）藻灰?guī)r碎塊之上發(fā)育粉砂質(zhì)條帶，N12，峁2井，2 039.34 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（c）同b，N1，風(fēng)西102井，3 864.25 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（d）球枕構(gòu)造，N1，峁2井，2 530.61 m（巖心校正深度），巖心外表面展開面；（e）液化砂巖脈構(gòu)造，N12，咸東1井，2 047.65 m，巖心外表面展開面；（f）球枕構(gòu)造，N12，咸東1井，2 367.75 m，巖心外表面展開面；（g）球枕構(gòu)造，N12，咸東1井，2 046.00 m，巖心外表面展開面Fig.7 Sedimentary structure characteristics of the Neogene in western Qaidam Basin

圖8 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系陸源沉積巖沉積特征（a）灰色灰質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖條帶，N1，油南101井，2 744.42 m，巖心；（b）同（a），粉砂巖條帶與泥巖分界線平直，粉砂巖條帶與灰質(zhì)泥巖中的粉砂均呈定向排列，單偏光；（c）深灰色灰質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖條帶，N12，風(fēng)西103井，3 326.52 m，巖心；（d）同（c），粉砂巖條帶與泥巖分界線平直，粉砂巖條帶中碎屑呈定向排列，單偏光；（e）深灰色含粉砂灰質(zhì)泥巖，翼評1井，N1，2 668.80 m，巖心；（f）同（e），灰質(zhì)泥巖中的粉砂呈定向排列，單偏光；（g）深灰色灰質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖條帶，N12，峁2井，2 043.64 m，巖心外表面展開面；（h）同（g），粉砂巖條帶與泥巖分界線平直，粉砂巖條帶與灰質(zhì)泥巖中的粉砂碎屑均呈定向排列，正交偏光；（i）深灰色灰質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖條帶，N12，峁2井，2 044.80 m，巖心外表面展開面；（j）同（i），粉砂巖條帶與泥巖分界線平直，粉砂巖條帶與灰質(zhì)泥巖中的粉砂碎屑均呈定向排列，正交偏光Fig.8 Sedimentary characteristics of Neogene terrigenous sedimentary rocks in western Qaidam Basin

（3）地震、斜坡的坡度以及疊層石柱狀體和藻凝塊的傾斜生長等因素造成。湖盆的發(fā)展演化與斷層的活動密不可分，新近紀(jì)早期為柴達(dá)木盆地的穩(wěn)定沉降階段，至新近紀(jì)末期湖盆逐漸衰亡。雖然新近紀(jì)不是柴達(dá)木盆地構(gòu)造活動的鼎盛期，但不時的斷層活動可誘發(fā)藻灰?guī)r的垮塌—滑塌，對藻灰?guī)r的同生改造起輔助作用。柴西地區(qū)新近系中震積巖的發(fā)現(xiàn)[28-29]，以及巖心中所顯示的層內(nèi)小斷層和滑動變形構(gòu)造（圖7a）、液化砂巖脈（圖7d，e）以及球枕構(gòu)造（圖7d，f～g）等軟沉積物變形構(gòu)造也說明地震活動的存在。另外，柴西地區(qū)位于盆地邊緣，有一定的坡度，特別是隨著藻類生長的向光性而使疊層石柱狀體和藻凝塊傾斜于基底生長[24]，會進(jìn)一步加劇藻灰?guī)r的不穩(wěn)定性，對藻灰?guī)r的垮塌和滑塌起一定的促進(jìn)作用。

3.2 藻灰?guī)r同生改造的成因

柴西地區(qū)新生代藻灰?guī)r除原地呈薄層外，還有兩種產(chǎn)出方式，一種是呈藻灰?guī)r角礫孤立分布于灰質(zhì)泥巖中（圖5b～g，i，k），另一種是藻灰?guī)r礫屑堆積在一起夾于灰質(zhì)泥巖中（圖5h），前者更發(fā)育，兩者的沉積機(jī)理有較大差別。

從巖心來看，柴西地區(qū)新近系呈孤立狀分布于灰質(zhì)泥巖中的具同生變形沉積構(gòu)造的藻灰?guī)r角礫具有特殊的沉積特征。一方面，藻灰?guī)r角礫底部滑動面或侵蝕面不發(fā)育，與其底部接觸的灰質(zhì)泥巖中的紋層基本保存完好，并隨藻灰?guī)r角礫底部的形態(tài)而發(fā)生協(xié)調(diào)的彎曲變形（圖4、圖5f，k）；另一方面，藻灰?guī)r角礫的形狀不規(guī)則，沒有磨圓與分選，也沒有定向性（圖5a，c～g，k），明顯區(qū)別于灰質(zhì)泥巖中所夾的粉砂質(zhì)條帶具平直侵蝕的底界面及呈定向排列的碎屑顆粒的牽引流的沉積特征。分析藻灰?guī)r角礫是在前述控制因素影響下，直接從疊層石灰?guī)r或凝塊石灰?guī)r上垮塌下來且沒經(jīng)過滑動的原地再沉積。

相比于孤立狀發(fā)育的藻灰?guī)r角礫，堆積在一起的藻灰?guī)r礫屑的磨圓度較好，但形狀不規(guī)則且分選極差，礫屑之間彼此呈凸凹狀緊密鑲嵌，其底界面不平整（圖5h），且顯示出較明顯的滑動方向，但滑動面之下的灰質(zhì)泥巖中的紋層保存較好。說明一方面藻灰?guī)r滑塌時，其尚未固結(jié)成巖，而使藻灰?guī)r礫屑易于塑性變形；另一方面藻灰?guī)r礫屑堆積體雖具滑動的沉積特征，但其滑動距離較短，從而其底界面的侵蝕作用不強(qiáng)烈，可能主要也與滑塌體所處盆地邊緣淺湖斜坡的坡度不大有關(guān)。

綜上，柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r中，呈孤立狀分布于灰質(zhì)泥巖中的藻灰?guī)r角礫為原地垮塌沉積，而呈彼此鑲嵌緊密堆積在一起的圓度較好但分選極差的藻灰?guī)r礫屑堆積體則為近原地短距離滑塌沉積。

4 藻灰?guī)r沉積模式

由前述藻灰?guī)r的沉積特征及其所反映出的藻類生態(tài)環(huán)境和藻灰?guī)r的形成機(jī)制分析，柴西地區(qū)新近系藻灰?guī)r主要形成于水體相對較深的淺湖，并不時受到洪水期注入淺湖形成的底流的影響和改造，其形成的藻灰?guī)r單層厚度薄，發(fā)育規(guī)模小，分布零散，呈夾層產(chǎn)出于深灰色灰質(zhì)泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r中（圖9）。

圖9 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系藻灰?guī)r沉積模式Fig.9 Sedimentary pattern of Neogene algal limestone in western Qaidam Basin

5 結(jié)論

（1）柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系藻灰?guī)r主要有層紋石灰?guī)r、疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r3 種類型，其中疊層石灰?guī)r主要有柱狀疊層石灰?guī)r和錐狀疊層石灰?guī)r2種類型。以凝塊石灰?guī)r最發(fā)育，疊層石灰?guī)r次之，層紋石灰?guī)r相對較少。

（2）柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系藻灰?guī)r發(fā)育規(guī)模小，呈薄層狀夾于深灰色灰質(zhì)泥巖中，并以略發(fā)黃白色或具鐵銹色而明顯區(qū)別于相鄰層。層紋石灰?guī)r中紋層呈較連續(xù)且相互平行的水平紋層狀，單個紋層最大厚度一般不超過0.5 m。疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r外表常呈粗糙的疙瘩狀和團(tuán)塊狀，并常含有藻屑、藻鮞粒、陸源碎屑等。柱狀疊層石在巖心上呈高寬比較小的灌木狀，錐狀疊層石則呈傾斜于地層面的指型密集簇狀，疊層石最大單層厚度僅為0.25 m。凝塊石灰?guī)r在顯微鏡下藻凝塊內(nèi)部顯微組構(gòu)為不均勻的云霧狀和海綿狀。此外，疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r部分呈不規(guī)則的礫屑狀產(chǎn)出，且發(fā)育有明顯的同生變形沉積構(gòu)造。

（3）柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系層紋石灰?guī)r均為原地形成，而疊層石灰?guī)r和凝塊石灰?guī)r除原地沉積外，還發(fā)育有同生改造再沉積，以原地垮塌的藻灰?guī)r角礫孤立漂浮于灰質(zhì)泥巖中為主，以近原地短距離滑塌的藻灰?guī)r礫屑堆積為輔。

（4）柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新近系藻灰?guī)r的同生改造有2個主要控制因素：一是藻灰?guī)r與其基底灰質(zhì)泥巖巖性硬度的差異，二是以底流為主、波浪為輔的水動力。此外，地震的振動、淺湖斜坡的坡度以及疊層石柱狀體和藻凝塊的傾斜生長等對藻灰?guī)r的同生改造起輔助作用。