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柴達(dá)木盆地北緣沉積凝灰質(zhì)巖層段的地層時(shí)代 詳細(xì)信息
摘要
柴達(dá)木盆地北緣深部沉積凝灰質(zhì)巖層段的地層歸屬存在 2種觀點(diǎn) ,下侏羅統(tǒng)和石炭系。本文通過(guò)巖石薄片、微量元素、孢粉組合以及海相化石碎片等多種資料的綜合分析 ,認(rèn)為沉積凝灰質(zhì)巖層段與其上的下侏羅統(tǒng)之間巖性、電性出現(xiàn)突變的主要原因是沉積時(shí)火山事件以及晚期方解石脈充填造成的 ,并不能代表下伏的老地層 ;沉積凝灰質(zhì)巖層段的海相化石碎片為搬運(yùn)再沉積的結(jié)果 ,沒有地層指示意義 ;孢粉組合能反映沉積凝灰質(zhì)巖層段沉積的地質(zhì)年代 ,據(jù)此確認(rèn)沉積凝灰質(zhì)巖層段為下侏羅統(tǒng)湖西山組二段。 正文
近年來(lái) ,柴達(dá)木盆地北緣 (以下簡(jiǎn)稱柴北緣 )冷湖 5號(hào)構(gòu)造鉆探揭示出深部的巨厚侏羅系烴源巖是近年來(lái)的一大重要發(fā)現(xiàn) ,然而 ,對(duì)侏羅系下部的沉積凝灰質(zhì)巖層段的地層歸屬存在著較大的爭(zhēng)議 :依據(jù)大量的孢粉資料分析結(jié)果認(rèn)為是下侏羅統(tǒng) ;依據(jù)一些海相生物化石碎片以及巖性、電性與上部侏羅系存在突變現(xiàn)象認(rèn)為是石炭系。該套沉積凝灰質(zhì)巖層段歸屬的不確定性制約了對(duì)區(qū)域構(gòu)造、沉積演化史的認(rèn)識(shí)及區(qū)域資源潛力的評(píng)價(jià)。作者在系統(tǒng)總結(jié)多種資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析 ,較好地解決了這個(gè)問題。1 地質(zhì)時(shí)代難以確定的原因因以下 2點(diǎn) ,柴北緣深部沉積凝灰質(zhì)巖層段地層時(shí)代歸屬難以確定。首先是巖性、電性與上覆地層之間存在突變現(xiàn)象。1 )巖性 :位于凝灰?guī)r巖層段之上的地層巖性以灰色礫巖、含礫砂巖、砂巖為主 ,夾薄層深灰色泥巖 ,碳質(zhì)泥巖及煤層 ,該套地層經(jīng)北京石油研究院、青海石油研究院等多家研究一致認(rèn)為屬下侏羅統(tǒng)。而沉積凝灰質(zhì)巖層段巖性以深灰色沉積凝灰質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及沉凝灰?guī)r、泥晶灰?guī)r為主 ,上部方解石脈十分發(fā)育 ,該段地層歸屬爭(zhēng)議較大。2 )電性 :位于凝灰?guī)r巖層段之上的地層自然電位曲線平直 ,電阻率 2 5～ 1 0 0Ω m,為中阻層。沉積凝灰質(zhì)巖層段自然電位曲線平滑 ,與上伏地層自然電位曲線比較有明顯的浮移現(xiàn)象 ,浮移幅度達(dá) 1 0 0 mv以上。電阻率值急劇增高 ,一般為 50 0 Ω m,最高的地方超過(guò) 1 0 0 0 Ω m;根據(jù)測(cè)井資料 ,該段地層具有碳酸鹽巖的特征 (圖 1 )。其次是依據(jù)孢粉組合與生物化石碎片確定的層位之間存在矛盾。沉積凝灰質(zhì)巖層段孢粉化石相當(dāng)豐富 (圖版 和圖版 ,1～ 3) ,該段孢粉樣品經(jīng)多位專家分析 ,結(jié)果一致認(rèn)為該巖層段孢粉組合屬早侏羅世 ,由此得出該層段仍屬下侏羅統(tǒng)的觀點(diǎn)。但在沉積凝灰質(zhì)巖層段的巖石薄片中 ,發(fā)現(xiàn)了一些腹足類、棘皮動(dòng)物等代表海相沉積的化石碎片 (圖版 ,4～ 5) ,由此結(jié)合巖性、電性存在突變等現(xiàn)象 ,有些專家認(rèn)為該層段應(yīng)屬于石炭系。本文對(duì)上述現(xiàn)象的分析如下。( 1 )沉積時(shí)火山事件與晚期方解石脈充填是巖性、電性出現(xiàn)突變的主要原因 沉積凝灰質(zhì)巖層段與其上部地層出現(xiàn)明顯的巖性、電性變化 ,是將沉積凝灰質(zhì)巖層段歸為老地層的一個(gè)直觀原因。經(jīng)分析 ,造成該巖層段巖性出現(xiàn)明顯變化的因素是 :1 )在巖石薄片中見到大量的火山碎屑和沉凝灰?guī)r ,元素分析也表明鈣質(zhì)含量也較上部地層有明顯的增加 ,在交界處由不到 1 %猛增到 6%～ 8% ,往下有所降低 ,也達(dá)到 2 %～ 4 % (圖 2 ) ,這說(shuō)明在沉積凝灰質(zhì)巖層段沉積時(shí)曾伴隨強(qiáng)烈的火山活動(dòng) ,火山物質(zhì)成為地層沉積物的組成部分 ;2 )在該層段頂部多期微裂縫相當(dāng)發(fā)育 ,多為方解石脈充填 (圖版 -6) ,但肉眼下基質(zhì)難以分清 ,而電性上卻表現(xiàn)出明顯的碳酸鹽地層特征。沉積凝灰質(zhì)巖層段以上的地層火山物質(zhì)明顯減少 ,也沒有出現(xiàn)方解石脈大量發(fā)育的情況。( 2 )孢粉樣品為掉塊的可能性基本可以排除 所分析的沉積凝灰質(zhì)巖層段孢粉樣品是否為其上地層的掉塊 ,也是爭(zhēng)議雙方討論的重點(diǎn) ,本文就此進(jìn)行了細(xì)致的分析。首先 ,該層段孢粉樣品分別送樣經(jīng)多家單位共分析樣品約 1 70塊 ,結(jié)果基本一致 ,都是裸子植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì) ,平均含量 90 %以上 ,其中雙囊類花粉占 75%以上 ,因此所有樣品都為掉塊的可能性很小 ;其次 ,沉積凝灰質(zhì)巖層段孢粉組合與其上地層雖都屬于下侏羅統(tǒng) ,但存在明顯的區(qū)別 ;沉積凝灰質(zhì)巖層段孢粉組合為原始松柏類 ( 4 7% ) -寬肋粉屬 ( 2 % )組合 ,其上部下侏羅統(tǒng)孢粉組合為具囊松柏類 ( 4 7% ) -擬云杉粉屬 ( 7% ) -刺粒面孢類 ( 6.5% )組合。通過(guò)上述分析基本排除了孢粉樣品為上部掉塊的可能性。( 3)區(qū)域資料證實(shí)沉積凝灰質(zhì)巖層段的海相化石碎片為搬運(yùn)再沉積的結(jié)果 在沉積凝灰質(zhì)巖層段的巖石薄片中發(fā)現(xiàn)了較多代表海相沉積的腕足類、腹足類、棘皮動(dòng)物、苔蘚蟲等化石碎片 ,是石炭系觀點(diǎn)最重要的直接證據(jù)。通過(guò)鄰區(qū)對(duì)比 ,在冷湖 4號(hào)深 85井、深 86井剛進(jìn)入暗色侏羅系礫巖的礫石中見有比較豐富的棘皮類、腹足類、苔蘚蟲、腕足類等化石碎片 ;1 959年野外小隊(duì)在冷湖 3號(hào)小黑山侏羅系露頭上也采集到含苔蘚蟲、腕足類等化石的巖樣 (席萍 ,1 999)。這說(shuō)明這些海相化來(lái)自下伏的海相地層。從沉積發(fā)育史看 ,早侏羅世本區(qū)斷裂活動(dòng)頻繁 ,局部地勢(shì)高差較大 ,石炭系海相沉積物經(jīng)過(guò)近距離搬運(yùn)再次沉積 ,一些海相化石沒有經(jīng)過(guò)大的破壞而再次埋藏 ,保存在早侏羅世地層中 ,不具地層指示意義。2 地層歸屬的確定上述分析表明 ,沉積凝灰質(zhì)巖層段的孢粉組合是能夠反映沉積凝灰質(zhì)巖層段的真實(shí)地質(zhì)年代的。區(qū)域孢粉組合對(duì)比顯示 ,在冷湖 5號(hào)深層鉆遇的侏羅系相當(dāng)于吐哈盆地和準(zhǔn)噶爾盆地的下侏羅統(tǒng)八道灣組 (席萍等 ,1 999;黃嬪 ,1 993,1 995;劉兆生 ,1 992 ) ,在柴達(dá)木盆地是一套老于下侏羅統(tǒng)小煤溝組的新地層 ,而與附近的湖西山剖面相當(dāng) ,因此命名為湖西山組 ,其中沉積凝灰質(zhì)巖層段為下侏羅統(tǒng)湖西山組 2段 (表 1 )。圖 1 柴北緣冷湖 5號(hào)構(gòu)造深部侏羅系及下伏沉積凝灰質(zhì)巖層段地層柱狀圖Fig.1 Stratigraphic column of buried Jurassic andlying sedimentary tuffaceous bed in theLenghu No.5Structure,North Qaidam Basin圖 2 柴北緣冷湖 5號(hào)構(gòu)造深部侏羅系及沉積凝灰質(zhì)巖層段鈣含量深度變化圖Fig.2 Changes of Ca content with depth of buriedJurassic and lying sedimentary tuffaceous bedin the Lenghu No.5Structure3 結(jié) 論( 1 )沉積凝灰質(zhì)巖層段與上部下侏羅統(tǒng)之間巖性、電性出現(xiàn)突變 ,主要原因是沉積時(shí)火山事件與晚期方解石脈充填 ,并不代表老地層。表 1 柴北緣深部侏羅系孢粉組合及其區(qū)域?qū)Ρ萒able1 Jurassic sporo- pollen assemblages and regional correlation in North Qaidam Basin盆地 吐魯番 -哈密盆地 準(zhǔn)噶爾盆地 柴達(dá)木盆地湖西山 (露頭 )冷湖 5號(hào) (深部 )地層組古生物化石組古生物化石組段古生物化石組段古生物化石下侏羅統(tǒng)八道灣組植物 :錐葉蕨屬 -擬刺葵屬組合 ;孢粉 :杪欏孢屬 ( 1 1 % )-寬溝粉屬( 5. 6% ) -擬蘇鐵粉屬( 2 2 % )組合發(fā)現(xiàn)少量犁形孢屬、寬肋粉屬、單肋聯(lián)囊粉屬等三疊紀(jì)孓遺分子。八道灣組植物 :錐葉蕨屬 -擬刺葵屬組合孢粉 :杪欏孢屬 -擬網(wǎng)葉蕨胞屬 -腦形粉屬組合。裸子植物花粉( 76-94 % ) ,主要成分是雙氣囊的原始松柏類。發(fā)現(xiàn)少量單肋聯(lián)囊粉屬、寬肋粉屬等三疊紀(jì)孓遺分子。湖西山組三段孢粉 :具囊松柏類( 63% ) -擬云杉粉屬( 7% ) -刺粒面孢類( 1 3% )組合。其中原始松柏類 ( 44% ) ,松科 ( 1 8.77% ) ,擬蘇鐵粉屬 ( 3. 0 8% ) ,紫萁孢屬 ( 9.54% )。二段孢粉 :原始松柏類( 63% ) -寬肋粉屬( 2 .79% )組合裸子植物花粉 ( 93.2 6% ) ,原始松柏類 ( 71 .71 % ) ,松科 ( 1 3% )擬蘇鐵粉屬 ( 3.77% )。見寬肋粉屬、單肋聯(lián)囊粉屬等三疊紀(jì)孓遺分子。一段無(wú)化石湖西山組三段孢粉 :具囊松柏類( 65% ) -擬云杉粉屬( 7% ) -刺粒面孢類( 6.5% )組合。裸子植物花粉 ( 90 % ) ,原始松柏類 ( 37.5% )偶見具肋花粉。二段孢粉 :原始松柏類( 47% ) -寬肋粉屬( 2 % )組合見寬肋粉屬、單肋聯(lián)臺(tái)粉屬等三疊紀(jì)孓遺分子。一段未揭示( 2 )區(qū)域資料證實(shí)沉積凝灰質(zhì)巖層段的海相化石碎片為搬運(yùn)再沉積的結(jié)果 ,海相化石并沒有層位意義 ,因而據(jù)此認(rèn)為沉積凝灰質(zhì)巖層段屬石炭系的觀點(diǎn)是站不住腳的。( 3)孢粉樣品為掉塊的可能性基本可以排除 ,孢粉組合能夠反映沉積凝灰質(zhì)巖層段的真實(shí)地質(zhì)年代。( 4 )依據(jù)孢粉組合區(qū)域?qū)Ρ?,確認(rèn)沉積凝灰質(zhì)巖層段為下侏羅統(tǒng)湖西山組 2段。致謝 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院金小鳳教授、薛叔浩教授始終參與了此項(xiàng)工作 ,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的余素玉教授也進(jìn)行了悉心指導(dǎo) ,特別是金小鳳教授認(rèn)真審閱了全文 ,并作了修改 ,在此表示誠(chéng)摯的感謝 !圖版說(shuō)明(孢粉樣品由門相勇、李偉等采集 ,金小鳳鑒定 ,× 650 ;海相化石碎片的標(biāo)本和見到多期方解石脈發(fā)育的標(biāo)本由門相勇和李偉采集 ,郭宏莉鑒定 ;所有標(biāo)本均保存在石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院 )圖版 1～ 2 .四字粉屬 Quadraeculina;3.開通粉屬 Caytonipollenites;4 .細(xì)肋粉屬 Striatites;5～6.羅漢松粉屬 Podocarpidites;7～ 8.假瓦爾契粉屬 Pseudowalchia;9～ 1 0 .假松粉屬Pseudopinuss;1 1 .雙束松粉屬 Pinuspollenites;1 2 .單脊聯(lián)囊粉屬 Chordasporites;1 3.寬肋粉屬 Taeniaesporites圖版 1 .寬肋粉屬 Taeniaesporites;2～ 3.腦形粉屬 Cerebropollenites;4～ 5.巖石薄片中見海相化石碎片 (單偏光× 1 2 0 ) ;6.沉積凝灰質(zhì)巖層段中的多期方解石脈 (正交偏光× 1 2 0 )圖版 柴達(dá)木盆地北緣沉積凝灰質(zhì)巖層段的地層時(shí)代@門相勇$石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院!北京100083 @李偉$石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院!北京100083 @席萍$青海石油勘探開發(fā)研究院!甘肅736202 @唐倫和$青海石油勘探開發(fā)研究院!甘肅736202孢粉組合;;生物碎片;;柴達(dá)木盆地;;沉積凝灰質(zhì)巖層;;下侏羅統(tǒng)柴達(dá)木盆地北緣深部沉積凝灰質(zhì)巖層段的地層歸屬存在 2種觀點(diǎn) ,下侏羅統(tǒng)和石炭系。本文通過(guò)巖石薄片、微量元素、孢粉組合以及海相化石碎片等多種資料的綜合分析 ,認(rèn)為沉積凝灰質(zhì)巖層段與其上的下侏羅統(tǒng)之間巖性、電性出現(xiàn)突變的主要原因是沉積時(shí)火山事件以及晚期方解石脈充填造成的 ,并不能代表下伏的老地層 ;沉積凝灰質(zhì)巖層段的海相化石碎片為搬運(yùn)再沉積的結(jié)果 ,沒有地層指示意義 ;孢粉組合能反映沉積凝灰質(zhì)巖層段沉積的地質(zhì)年代 ,據(jù)此確認(rèn)沉積凝灰質(zhì)巖層段為下侏羅統(tǒng)湖西山組二段。席 萍 ,唐倫和 .1 999.柴達(dá)木盆地北部地區(qū)下侏羅統(tǒng)湖西山組孢粉化石 .見 :朱宗浩 ,鄭國(guó)光 ,趙付本編 ,中國(guó)含油氣盆地孢粉學(xué)論文集 .北京 :石油工業(yè)出版社 .1 39— 1 4 4 劉兆生 .1 992 .新疆溫泉煤田早、中侏羅紀(jì)孢粉組合及其地層意義 .古生物學(xué)報(bào) ,31 ( 6) :62 9— 645 黃 嬪 .1 993.新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北緣早侏羅紀(jì)三工河組孢粉組合 .微體古生物學(xué)報(bào) ,1 0 ( 1 ) :77— 88. 黃 嬪 .1 995.新疆吐哈盆地大南湖煤田早、中侏羅世孢粉組合及其地層意義 .古生物學(xué)報(bào) ,34 ( 2 ) :1 71— 1 93.中國(guó)石油天然氣總公司重點(diǎn)項(xiàng)目!“新盆地、新層系、新領(lǐng)域科探井選擇與實(shí)踐”(編號(hào) :Y95-1 0 -1 A)的部分研究成果 引文
席 萍 ,唐倫和 .1 999.柴達(dá)木盆地北部地區(qū)下侏羅統(tǒng)湖西山組孢粉化石 .見 :朱宗浩 ,鄭國(guó)光 ,趙付本編 ,中國(guó)含油氣盆地孢粉學(xué)論文集 .北京 :石油工業(yè)出版社 .1 39— 1 4 4 劉兆生 .1 992 .新疆溫泉煤田早、中侏羅紀(jì)孢粉組合及其地層意義 .古生物學(xué)報(bào) ,31 ( 6) :62 9— 645 黃 嬪 .1 993.新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北緣早侏羅紀(jì)三工河組孢粉組合 .微體古生物學(xué)報(bào) ,1 0 ( 1 ) :77— 88. 黃 嬪 .1 995.新疆吐哈盆地大南湖煤田早、中侏羅世孢粉組合及其地層意義 .古生物學(xué)報(bào) ,34 ( 2 ) :1 71— 1 93. |
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