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柴达木盆地北缘沉积凝灰质岩层段的地层时代 详细信息
摘要
柴达木盆地北缘深部沉积凝灰质岩层段的地层归属存在 2种观点 ,下侏罗统和石炭系。本文通过岩石薄片、微量元素、孢粉组合以及海相化石碎片等多种资料的综合分析 ,认为沉积凝灰质岩层段与其上的下侏罗统之间岩性、电性出现突变的主要原因是沉积时火山事件以及晚期方解石脉充填造成的 ,并不能代表下伏的老地层 ;沉积凝灰质岩层段的海相化石碎片为搬运再沉积的结果 ,没有地层指示意义 ;孢粉组合能反映沉积凝灰质岩层段沉积的地质年代 ,据此确认沉积凝灰质岩层段为下侏罗统湖西山组二段。 正文
近年来 ,柴达木盆地北缘 (以下简称柴北缘 )冷湖 5号构造钻探揭示出深部的巨厚侏罗系烃源岩是近年来的一大重要发现 ,然而 ,对侏罗系下部的沉积凝灰质岩层段的地层归属存在着较大的争议 :依据大量的孢粉资料分析结果认为是下侏罗统 ;依据一些海相生物化石碎片以及岩性、电性与上部侏罗系存在突变现象认为是石炭系。该套沉积凝灰质岩层段归属的不确定性制约了对区域构造、沉积演化史的认识及区域资源潜力的评价。作者在系统总结多种资料的基础上进行综合分析 ,较好地解决了这个问题。1 地质时代难以确定的原因因以下 2点 ,柴北缘深部沉积凝灰质岩层段地层时代归属难以确定。首先是岩性、电性与上覆地层之间存在突变现象。1 )岩性 :位于凝灰岩岩层段之上的地层岩性以灰色砾岩、含砾砂岩、砂岩为主 ,夹薄层深灰色泥岩 ,碳质泥岩及煤层 ,该套地层经北京石油研究院、青海石油研究院等多家研究一致认为属下侏罗统。而沉积凝灰质岩层段岩性以深灰色沉积凝灰质泥岩、泥质粉砂岩及沉凝灰岩、泥晶灰岩为主 ,上部方解石脉十分发育 ,该段地层归属争议较大。2 )电性 :位于凝灰岩岩层段之上的地层自然电位曲线平直 ,电阻率 2 5～ 1 0 0Ω m,为中阻层。沉积凝灰质岩层段自然电位曲线平滑 ,与上伏地层自然电位曲线比较有明显的浮移现象 ,浮移幅度达 1 0 0 mv以上。电阻率值急剧增高 ,一般为 50 0 Ω m,最高的地方超过 1 0 0 0 Ω m;根据测井资料 ,该段地层具有碳酸盐岩的特征 (图 1 )。其次是依据孢粉组合与生物化石碎片确定的层位之间存在矛盾。沉积凝灰质岩层段孢粉化石相当丰富 (图版 和图版 ,1～ 3) ,该段孢粉样品经多位专家分析 ,结果一致认为该岩层段孢粉组合属早侏罗世 ,由此得出该层段仍属下侏罗统的观点。但在沉积凝灰质岩层段的岩石薄片中 ,发现了一些腹足类、棘皮动物等代表海相沉积的化石碎片 (图版 ,4～ 5) ,由此结合岩性、电性存在突变等现象 ,有些专家认为该层段应属于石炭系。本文对上述现象的分析如下。( 1 )沉积时火山事件与晚期方解石脉充填是岩性、电性出现突变的主要原因 沉积凝灰质岩层段与其上部地层出现明显的岩性、电性变化 ,是将沉积凝灰质岩层段归为老地层的一个直观原因。经分析 ,造成该岩层段岩性出现明显变化的因素是 :1 )在岩石薄片中见到大量的火山碎屑和沉凝灰岩 ,元素分析也表明钙质含量也较上部地层有明显的增加 ,在交界处由不到 1 %猛增到 6%～ 8% ,往下有所降低 ,也达到 2 %～ 4 % (图 2 ) ,这说明在沉积凝灰质岩层段沉积时曾伴随强烈的火山活动 ,火山物质成为地层沉积物的组成部分 ;2 )在该层段顶部多期微裂缝相当发育 ,多为方解石脉充填 (图版 -6) ,但肉眼下基质难以分清 ,而电性上却表现出明显的碳酸盐地层特征。沉积凝灰质岩层段以上的地层火山物质明显减少 ,也没有出现方解石脉大量发育的情况。( 2 )孢粉样品为掉块的可能性基本可以排除 所分析的沉积凝灰质岩层段孢粉样品是否为其上地层的掉块 ,也是争议双方讨论的重点 ,本文就此进行了细致的分析。首先 ,该层段孢粉样品分别送样经多家单位共分析样品约 1 70块 ,结果基本一致 ,都是裸子植物占绝对优势 ,平均含量 90 %以上 ,其中双囊类花粉占 75%以上 ,因此所有样品都为掉块的可能性很小 ;其次 ,沉积凝灰质岩层段孢粉组合与其上地层虽都属于下侏罗统 ,但存在明显的区别 ;沉积凝灰质岩层段孢粉组合为原始松柏类 ( 4 7% ) -宽肋粉属 ( 2 % )组合 ,其上部下侏罗统孢粉组合为具囊松柏类 ( 4 7% ) -拟云杉粉属 ( 7% ) -刺粒面孢类 ( 6.5% )组合。通过上述分析基本排除了孢粉样品为上部掉块的可能性。( 3)区域资料证实沉积凝灰质岩层段的海相化石碎片为搬运再沉积的结果 在沉积凝灰质岩层段的岩石薄片中发现了较多代表海相沉积的腕足类、腹足类、棘皮动物、苔藓虫等化石碎片 ,是石炭系观点最重要的直接证据。通过邻区对比 ,在冷湖 4号深 85井、深 86井刚进入暗色侏罗系砾岩的砾石中见有比较丰富的棘皮类、腹足类、苔藓虫、腕足类等化石碎片 ;1 959年野外小队在冷湖 3号小黑山侏罗系露头上也采集到含苔藓虫、腕足类等化石的岩样 (席萍 ,1 999)。这说明这些海相化来自下伏的海相地层。从沉积发育史看 ,早侏罗世本区断裂活动频繁 ,局部地势高差较大 ,石炭系海相沉积物经过近距离搬运再次沉积 ,一些海相化石没有经过大的破坏而再次埋藏 ,保存在早侏罗世地层中 ,不具地层指示意义。2 地层归属的确定上述分析表明 ,沉积凝灰质岩层段的孢粉组合是能够反映沉积凝灰质岩层段的真实地质年代的。区域孢粉组合对比显示 ,在冷湖 5号深层钻遇的侏罗系相当于吐哈盆地和准噶尔盆地的下侏罗统八道湾组 (席萍等 ,1 999;黄嫔 ,1 993,1 995;刘兆生 ,1 992 ) ,在柴达木盆地是一套老于下侏罗统小煤沟组的新地层 ,而与附近的湖西山剖面相当 ,因此命名为湖西山组 ,其中沉积凝灰质岩层段为下侏罗统湖西山组 2段 (表 1 )。图 1 柴北缘冷湖 5号构造深部侏罗系及下伏沉积凝灰质岩层段地层柱状图Fig.1 Stratigraphic column of buried Jurassic andlying sedimentary tuffaceous bed in theLenghu No.5Structure,North Qaidam Basin图 2 柴北缘冷湖 5号构造深部侏罗系及沉积凝灰质岩层段钙含量深度变化图Fig.2 Changes of Ca content with depth of buriedJurassic and lying sedimentary tuffaceous bedin the Lenghu No.5Structure3 结 论( 1 )沉积凝灰质岩层段与上部下侏罗统之间岩性、电性出现突变 ,主要原因是沉积时火山事件与晚期方解石脉充填 ,并不代表老地层。表 1 柴北缘深部侏罗系孢粉组合及其区域对比Table1 Jurassic sporo- pollen assemblages and regional correlation in North Qaidam Basin盆地 吐鲁番 -哈密盆地 准噶尔盆地 柴达木盆地湖西山 (露头 )冷湖 5号 (深部 )地层组古生物化石组古生物化石组段古生物化石组段古生物化石下侏罗统八道湾组植物 :锥叶蕨属 -拟刺葵属组合 ;孢粉 :杪椤孢属 ( 1 1 % )-宽沟粉属( 5. 6% ) -拟苏铁粉属( 2 2 % )组合发现少量犁形孢属、宽肋粉属、单肋联囊粉属等三叠纪孓遗分子。八道湾组植物 :锥叶蕨属 -拟刺葵属组合孢粉 :杪椤孢属 -拟网叶蕨胞属 -脑形粉属组合。裸子植物花粉( 76-94 % ) ,主要成分是双气囊的原始松柏类。发现少量单肋联囊粉属、宽肋粉属等三叠纪孓遗分子。湖西山组三段孢粉 :具囊松柏类( 63% ) -拟云杉粉属( 7% ) -刺粒面孢类( 1 3% )组合。其中原始松柏类 ( 44% ) ,松科 ( 1 8.77% ) ,拟苏铁粉属 ( 3. 0 8% ) ,紫萁孢属 ( 9.54% )。二段孢粉 :原始松柏类( 63% ) -宽肋粉属( 2 .79% )组合裸子植物花粉 ( 93.2 6% ) ,原始松柏类 ( 71 .71 % ) ,松科 ( 1 3% )拟苏铁粉属 ( 3.77% )。见宽肋粉属、单肋联囊粉属等三叠纪孓遗分子。一段无化石湖西山组三段孢粉 :具囊松柏类( 65% ) -拟云杉粉属( 7% ) -刺粒面孢类( 6.5% )组合。裸子植物花粉 ( 90 % ) ,原始松柏类 ( 37.5% )偶见具肋花粉。二段孢粉 :原始松柏类( 47% ) -宽肋粉属( 2 % )组合见宽肋粉属、单肋联台粉属等三叠纪孓遗分子。一段未揭示( 2 )区域资料证实沉积凝灰质岩层段的海相化石碎片为搬运再沉积的结果 ,海相化石并没有层位意义 ,因而据此认为沉积凝灰质岩层段属石炭系的观点是站不住脚的。( 3)孢粉样品为掉块的可能性基本可以排除 ,孢粉组合能够反映沉积凝灰质岩层段的真实地质年代。( 4 )依据孢粉组合区域对比 ,确认沉积凝灰质岩层段为下侏罗统湖西山组 2段。致谢 中国石油勘探开发研究院金小凤教授、薛叔浩教授始终参与了此项工作 ,中国地质大学的余素玉教授也进行了悉心指导 ,特别是金小凤教授认真审阅了全文 ,并作了修改 ,在此表示诚挚的感谢 !图版说明(孢粉样品由门相勇、李伟等采集 ,金小凤鉴定 ,× 650 ;海相化石碎片的标本和见到多期方解石脉发育的标本由门相勇和李伟采集 ,郭宏莉鉴定 ;所有标本均保存在石油勘探开发科学研究院 )图版 1～ 2 .四字粉属 Quadraeculina;3.开通粉属 Caytonipollenites;4 .细肋粉属 Striatites;5～6.罗汉松粉属 Podocarpidites;7～ 8.假瓦尔契粉属 Pseudowalchia;9～ 1 0 .假松粉属Pseudopinuss;1 1 .双束松粉属 Pinuspollenites;1 2 .单脊联囊粉属 Chordasporites;1 3.宽肋粉属 Taeniaesporites图版 1 .宽肋粉属 Taeniaesporites;2～ 3.脑形粉属 Cerebropollenites;4～ 5.岩石薄片中见海相化石碎片 (单偏光× 1 2 0 ) ;6.沉积凝灰质岩层段中的多期方解石脉 (正交偏光× 1 2 0 )图版 柴达木盆地北缘沉积凝灰质岩层段的地层时代@门相勇$石油勘探开发科学研究院!北京100083 @李伟$石油勘探开发科学研究院!北京100083 @席萍$青海石油勘探开发研究院!甘肃736202 @唐伦和$青海石油勘探开发研究院!甘肃736202孢粉组合;;生物碎片;;柴达木盆地;;沉积凝灰质岩层;;下侏罗统柴达木盆地北缘深部沉积凝灰质岩层段的地层归属存在 2种观点 ,下侏罗统和石炭系。本文通过岩石薄片、微量元素、孢粉组合以及海相化石碎片等多种资料的综合分析 ,认为沉积凝灰质岩层段与其上的下侏罗统之间岩性、电性出现突变的主要原因是沉积时火山事件以及晚期方解石脉充填造成的 ,并不能代表下伏的老地层 ;沉积凝灰质岩层段的海相化石碎片为搬运再沉积的结果 ,没有地层指示意义 ;孢粉组合能反映沉积凝灰质岩层段沉积的地质年代 ,据此确认沉积凝灰质岩层段为下侏罗统湖西山组二段。席 萍 ,唐伦和 .1 999.柴达木盆地北部地区下侏罗统湖西山组孢粉化石 .见 :朱宗浩 ,郑国光 ,赵付本编 ,中国含油气盆地孢粉学论文集 .北京 :石油工业出版社 .1 39— 1 4 4 刘兆生 .1 992 .新疆温泉煤田早、中侏罗纪孢粉组合及其地层意义 .古生物学报 ,31 ( 6) :62 9— 645 黄 嫔 .1 993.新疆准噶尔盆地西北缘早侏罗纪三工河组孢粉组合 .微体古生物学报 ,1 0 ( 1 ) :77— 88. 黄 嫔 .1 995.新疆吐哈盆地大南湖煤田早、中侏罗世孢粉组合及其地层意义 .古生物学报 ,34 ( 2 ) :1 71— 1 93.中国石油天然气总公司重点项目!“新盆地、新层系、新领域科探井选择与实践”(编号 :Y95-1 0 -1 A)的部分研究成果 引文
席 萍 ,唐伦和 .1 999.柴达木盆地北部地区下侏罗统湖西山组孢粉化石 .见 :朱宗浩 ,郑国光 ,赵付本编 ,中国含油气盆地孢粉学论文集 .北京 :石油工业出版社 .1 39— 1 4 4 刘兆生 .1 992 .新疆温泉煤田早、中侏罗纪孢粉组合及其地层意义 .古生物学报 ,31 ( 6) :62 9— 645 黄 嫔 .1 993.新疆准噶尔盆地西北缘早侏罗纪三工河组孢粉组合 .微体古生物学报 ,1 0 ( 1 ) :77— 88. 黄 嫔 .1 995.新疆吐哈盆地大南湖煤田早、中侏罗世孢粉组合及其地层意义 .古生物学报 ,34 ( 2 ) :1 71— 1 93. |
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