柴西缘阿尔金山前下侏罗统层序地层与岩相古地理研究

2019-04-19刘炳强祝铠甲黄献好陈磊刘达成邵龙义

沉积学报 2019年2期

刘炳强，祝铠甲，黄献好，陈磊，刘达成，邵龙义

1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083 2.青海煤炭地质勘查院，西宁 810001

0 引言

柴达木盆地具有良好的油气资源前景，石炭系、侏罗系、古近系—新近系油气勘探相继取得了一定的突破[1-3]。近年来研究发现[4-5]，柴北缘侏罗系发育多套陆相富有机质泥页岩，厚度大、分布广，柴西缘阿尔金山前侏罗系与柴北缘侏罗系具有相似的沉积背景[6]，地球物理解释资料揭示该区侏罗系厚度超过6 300 m，在清水沟、采石岭、月牙山等地相继发现了厚度巨大的暗色泥页岩露头，具有较好的页岩气生烃和储集条件[7-8]。然而在山前部署的数口钻井中均未钻遇中、下侏罗统[9]，柴西缘侏罗系的油气勘探不理想，主要归因于该区侏罗系沉积及展布特征的系统研究较为缺乏。

在前人研究的基础上，作者通过对野外露头与钻孔岩芯沉积特征的研究，建立了柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组层序地层格架，恢复了基于三级层序的岩相古地理，对沉积演化特征进行分析，并对原型盆地进行了探讨，旨在提高对该区侏罗系沉积展布的认识程度，对油气勘探有一定的指导作用。

1 区域地质概况

柴达木盆地地处青藏高原东北隅，具有典型中、新生代内陆湖盆沉积特征，是中国重要的高原型陆相含油气盆地。与周围的构造单元均以大型断裂相隔，北以宗务隆山—青海南山断裂为界，与南祁连褶皱系相连；西以阿尔金山为界与塔里木盆地紧邻；东以鄂拉山断裂为界与西秦岭造山带相邻；南以昆北断裂为界与东昆仑造山带相接[10]。

研究区位于柴达木盆地西缘阿尔金山前，是茫崖坳陷的一个二级构造单元。野外地质调查表明，山前侏罗系出露良好，为柴达木盆地北缘侏罗系北西向延伸部分。区内侏罗系西起茫崖西山煤矿，呈长条带状向北东断续延伸到金鸿山、幸福口一带[11]，东西长约150 km，南北宽约20 km(图1)。晚三叠世末期的印支运动，改变了柴达木盆地长期隆起的状态。早中侏罗世，研究区处于伸展构造背景之下，开始接受沉积，其近东西向的同生正断层控制着沉积体系的展布[12]。侏罗系被上覆古近系、新近系所超覆，与下伏上奥陶统呈不整合接触。依据岩性、沉积建造与区域对比，将侏罗系划分为下侏罗统小煤沟组、中统大煤沟组、上统采石岭组及红水沟组。下侏罗统小煤沟组厚度大于836.6 m，岩性主要为砾岩、细砂岩、粉砂岩、泥页岩。张发德等[11]将小煤沟组(J1x)划分为下部粗碎屑岩段(J1xa)、中部含煤碎屑岩段(J1xb)、上部页岩段(J1xc)三段。

图1 柴西缘阿尔金山前地质简图Fig.1 Geological map of southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

2 岩相及沉积相类型

通过对研究区的野外露头和钻孔岩芯的分析，结合岩石结构和沉积构造特征，研究区小煤沟组共识别出5种岩石类型，分别为泥页岩、砾岩、砂岩、粉砂岩以及可燃有机岩，进而划分出14种岩相类型(表1)，其中泥页岩包含页岩、粉砂质泥岩和炭质泥岩；砾岩包含杂基支撑砾岩和颗粒支撑砾岩；砂岩包含块状层理砂岩、槽状交错层理砂岩、板状交错层理砂岩、爬升沙纹交错层理砂岩、平行层理砂岩以及含砾粗砂岩；粉砂岩包含波状层理粉砂岩和水平层理粉砂岩，可燃有机岩主要为煤层(图2)。

根据沉积序列特征，岩相以及沉积构造的判别，研究区发育的沉积体系主要为湖泊、河流和扇三角洲，共识别出8种沉积相和多种沉积类型(表2)。

在柴西缘阿尔金山前地区，发育辫状河沉积体系。辫状河沉积体系岩性主要为含砾砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩等，沉积物整体较粗，槽状交错层理、板状交错层理以及平行层理清晰可见，底部冲刷面明显，含砾石以及植物碎片化石。河流的二元结构不明显，下部多见相互叠置与切割的河道砂岩，代表河床沉积；上部泥岩段厚度明显减小，横向分布并不稳定，发育水平层理，代表泛滥平原沉积(图3)。

扇三角洲沉积体系由冲积扇直接进入静止水体而形成，对于柴西缘阿尔金山前发育的扇三角洲，扇三角洲平原和扇三角洲前缘的沉积序列明显可见。扇三角洲平原可识别出漫滩沼泽、泥石流、分流间湾和辫状分流河道等沉积类型。泥石流沉积以复成分角砾岩为主，砾、砂、泥混杂，分选与磨圆均极差。层理不明显，多呈块状。辫状分流河道沉积类型主要包括砾岩、含砾粗砂岩，砾岩为杂基支撑，砾石分选差，呈棱角状，发育平行层理与交错层理，并可见冲刷充填构造。分流间湾岩性以泥岩为主，夹有粉砂岩和细砂岩薄层，具有水平层理和透镜状层理，可见波痕以及植物碎片化石。漫滩沼泽沉积岩性主要为富有机质暗色泥岩、泥炭或煤层，可见粉砂岩薄层，常见块状层理和水平层理，具有植物化石：Cladophlebisnebbensis.，C.hirte.，C.angusta.，C.haiburnensis.，Podozamitessp.，Baierafurcata.。

表1 柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组岩相Table 1 Lithofacies of the Lower Jurassic Xiaomeigou Formation from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

沉积体系沉积相沉积类型岩相类型(对应表1岩相序号)河流河床河床滞留沉积①③④⑥心滩④⑤⑦泛滥平原⑨扇三角洲扇三角洲平原泥石流②辫状分流河道②③⑤分流间湾⑨⑩漫滩沼泽⑨扇三角洲前缘河口坝⑤⑦⑧远砂坝⑤前扇三角洲湖泊湖湾滨浅湖滨湖⑨⑩浅湖⑨⑩半深湖

图3 柴西缘阿尔金山前钻孔QMZK05辫状河序列沉积特征Fig.3 Depositional features of a braided river in borehole QM05 from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

扇三角洲前缘内部可进一步分为河口坝和远砂坝。河口坝主要由粉砂岩、细砂岩组成，向上逐渐变粗的逆粒序特征明显，分选较好、呈次圆状，小型交错层理以及平行层理清晰可见。相比河口坝，远砂坝厚度较薄，粒度也更细，以细砂岩、粉砂岩、泥岩为主，可见平行层理，常与河口坝呈渐变接触。前扇三角洲相岩性主要为粉砂质泥岩和泥岩，与湖相泥质沉积难以区分(图4)。

湖泊沉积体系中滨湖沉积常与浅湖沉积共生，滨浅湖相岩性以泥岩和粉砂岩为主，分选和磨圆均较好，发育水平层理和波状层理。湖湾相沉积物主要为暗色粉砂质泥岩和页岩，可发育泥炭沼泽，常表现为泥页岩与煤层共生，含植物化石：Cladophlebisshansiensis，C.cf.haiburnensis，Pityophyllumlongifolium，P.staratschini，Podozamitessp.，C.tsaidamensis。半深湖岩性以暗色泥页岩为特征，发育水平层理，横向分布较广，沉积厚度较大(图5)。

图4 柴西缘阿尔金山前探槽TC-13扇三角洲序列沉积特征Fig.4 Depositional features of a fan delta in TC-13 from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

图5 柴西缘阿尔金山前金鸿山剖面湖泊序列沉积特征Fig.5 Depositional features of a lake in Jinhongshan Profile from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

3 层序地层格架

3.1 研究区关键层序界面

在柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组层序地层格架建立过程中，层序、层序界面、体系域的概念均采用 Exxon 公司“Vail”学派的观点[13]，并对关键层序地层界面进行识别。

3.1.1 识别层序界面

(1) 区域不整合面。区域性不整合面由古构造运动形成，是划分层序地层的重要界面。研究区下侏罗统小煤沟组与下伏上奥陶统之间为区域不整合面，表明经历了区域性的沉积间断或后期遭受了一定程度的剥蚀。

(2) 下切谷冲刷面。当研究区基准面逐渐下降至一定区间时，河流回春作用便会重现，水力侵蚀下伏地层导致了下切谷的产生，层序界面可以定为下切谷底部的冲刷面，研究区小煤沟组三段中均发育的厚层砂砾岩的底部冲刷面，代表当时的河流下切充填沉积底面。

(3) 地层颜色、岩性突变面。上下地层间颜色、岩性的突然变化，亦可作为区域性的等时对比特征。如研究区金鸿山实测剖面中，小煤沟组下段顶部的灰黑色厚层页岩与上覆的灰绿色细砂岩所构成的颜色、岩性突变面。

3.1.2 识别初始湖泛面以及最大湖泛面

在研究区湖平面逐渐上升的过程中，湖岸的坡折带以及低位下切谷会相继被水体所漫过，那么这些地区首次被漫过时的湖平面即为初始湖泛面。柴西缘阿尔金山前小煤沟组各段中，下部的河道粗粒沉积与上部的细粒沉积(如粉砂岩、泥岩、页岩等)之间呈现出明显的界面，可将这一界面定为初始湖泛面。

当基准面上升最快时，该旋回中可容空间增加的速度达到最高，湖盆拥有最大的水深，该时期的湖平面即为最大湖泛面。这一湖侵过程形成的沉积序列以粒度向上逐渐变细为特征，水体最深时往往形成一套厚度巨大的泥页岩，最大湖泛面可以定为这套泥页岩的底界面。研究区小煤沟组上段发育上百米厚的泥页岩段，最大湖泛面的位置即为其底面。

3.2 建立层序地层格架

依据研究区层序界面、初始湖泛面以及最大湖泛面的识别标志，结合野外剖面、探槽、钻孔岩心所表现的关键界面特征，将小煤沟组划分为3个层序(表3、图6)，根据小煤沟组所含植物化石组合的时代分布，确定小煤沟组大体相当于普林斯巴阶[11]，延伸年限从190.8～182.7 Ma，持续8.1 Ma，平均每个层序代表的时限为2.7 Ma，其时间跨度与Vailetal.[14]所定义的三级层序基本一致。低位、湖侵和高位体系域分别为这3个三级层序内的不同阶段。

表3柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组层序划分

Table3SequencedivisionoftheLowerJurassicXiaomeigou

FormationfromsouthernAltyntaghinthewesternQaidamBasin

3.2.1 层序Ⅰ

层序Ⅰ主要相当于小煤沟组的下部粗碎屑岩段，层序底界为小煤沟组与下伏上奥陶统的区域不整合面(表3、图6)。砾岩以及含砾粗砂岩为低位体系域的主要岩性，沉积体系主要为扇三角洲和河流。研究区低位体系域分布不连续，个别地势较高的地区并不发育。在三脚架剖面发育辫状河河床滞留沉积，其余地区均发育扇三角洲平原相。湖侵体系域岩性以中砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥页岩为主，主要为扇三角洲和湖泊沉积体系。柴水沟地区以及东北部的煤窑沟地区为湖泊沉积体系，柴水沟地区的湖湾相发育数层煤，其他地区主要为扇三角洲平原和扇三角洲前缘相，岩石粒度相对低位体系域明显变细。高位体系域岩性以泥页岩和粉砂岩等细粒沉积物为主，主要为湖泊和扇三角洲沉积体系，地层整体厚度较大(图7)。

3.2.2 层序Ⅱ

层序Ⅱ与小煤沟组中部的含煤碎屑岩段范围大体一致，含煤碎屑岩段底部发育明显的河流下切谷冲刷面(表3、图6)，可定为层序Ⅱ的底界。低位体系域岩性以砾岩、粗砂岩和中砂岩为主，主要为扇三角洲沉积体系。除金鸿山地区的滨湖细砂岩以外，其余地区均以扇三角洲平原的厚层砾岩和粗砂岩为主。

图6 柴西缘阿尔金山前小西沟剖面下侏罗统小煤沟组沉积相和层序地层综合柱状图Fig.6 Sedimentary facies and sequence stratigraphic column of the Lower Jurassic Xiaomeigou Formation in the Xiaoxigou Profile from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

图7 柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组南西—北东向沉积相及层序地层对比图Fig.7 SW-NE profile showing sedimentary facies and sequence stratigraphy of the Lower Jurassic Xiaomeigou Formation from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin

低位体系域地层厚度整体由东北部向西南部变厚。湖侵体系域岩性以泥页岩和粉砂岩为主，主要为扇三角洲和湖泊沉积体系。研究区东北部以及中部钻孔11-1为滨浅湖相，其余地区均为扇三角洲平原和扇三角洲前缘相。湖侵体系域地层厚度由东北部向西南部逐渐变薄。高位体系域岩性以页岩、炭质泥岩和粉砂质泥岩为主，主要为湖泊和扇三角洲沉积体系，地层整体厚度较大。小西沟和柴水沟地区扇三角洲平原的漫滩沼泽发育煤层，其他地区整体为浅湖和半深湖相的细粒沉积(图7)。

3.2.3 层序Ⅲ

小煤沟组上部的页岩段基本在层序Ⅲ时期沉积，页岩段底部同样可见河流下切谷冲刷面，这一界面即为层序Ⅲ底界。小煤沟组顶部与上覆的中侏罗统大煤沟组底部之间存在河流下切谷冲刷面(表3、图6)，代表了层序Ⅲ顶界面。低位体系域岩性以砾岩、含砾粗砂岩和中砂岩为主，主要为扇三角洲沉积体系。地层厚度除清水沟和金鸿山地区较大外，其他地区整体较小而均匀分布。粉砂岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩以及页岩为湖侵体系域的主体岩性，沉积体系整体为湖泊。研究区湖泊沉积体系主要包含以大段页岩为特征的半深湖相和以厚层粉砂质泥岩为特征的浅湖相。湖侵体系域地层厚度除金鸿山地区较薄外，其余地区整体连续而厚度较大。高位体系域岩性以泥页岩为主，整体为湖泊沉积体系。该时期研究区地层厚度较大，遍及全区的半深湖相发育厚度巨大的页岩(图7)。

4 岩相古地理重建

通过野外实测的典型剖面与近年来的施工钻孔，基于单剖面和对比剖面的沉积相分析，进行单因素数据统计并分层序绘制了地层厚度及砂泥比等值线图，综合考虑构造控盆，并结合物源及古水流分析，恢复了柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组各层序的岩相古地理。

4.1 小煤沟组沉积期古水流分析

古水流分析是物源分析的一种重要方法，可以通过交错层理、波痕、槽模、椎模、沟模、砾石组构、生物化石的定向排列等标志来测定古流向[15]。作者实际测量了野外沉积构造所显示的古流向，并结合前人的研究成果[16-17]，显示柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组沉积期古水流方向以指向北为主(图8)。柴水沟地区呈现NW向的古水流优势方向，清水沟地区古水流以NNE向为主，煤沟地区古水流优势方向为NW向，黑石山地区古水流主要为NE向，而研究区东北部月牙山地区古水流则持续为SW向。上述古水流格局反映研究区地势为南高北低，东高西低，表明现今阿尔金断裂地区为小煤沟组沉积期的汇水中心，物源主要来自南部的柴达木盆地腹部隆起以及东北部的古阿拉巴什套山。

4.2 层序Ⅰ岩相古地理恢复

层序Ⅰ地层厚度一般在80～220 m之间，东南部地区地层较薄，而西北部地区地层较厚(图9a)。在清水沟以及1号沟北部地区地层厚度达到最大，超过220 m，为当时的主要沉降中心。南部以及东部地区地层较薄，代表当时的相对隆起区。层序Ⅰ时期砂岩厚度整体较大，大致在30～110 m之间，研究区内清水沟和1号沟地区具有厚度最大的砂体，是扇三角洲向湖泊方向推进的体现。该时期泥岩厚度表现为西北厚东南薄的特征，整体在30～150m之间，钻孔11-1所在地区厚度最大，可达150 m，代表当时的沉积中心。层序Ⅰ砂泥比值大致为0.2～2，呈现由东南向西北降低的趋势(图9b)，在西山煤矿、清水沟、咸水泉以及月牙山地区出现了砂泥比高值区域，推测为扇三角洲平原辫状分流河道发育的位置。北部近现今阿尔金断裂的地区为砂泥比低值区域，主要为水体较深的湖泊发育的区域。

层序Ⅰ沉积期在研究区南部以及东北部主要发育辫状河与扇三角洲沉积体系，包含扇三角洲平原、扇三角洲前缘、泛滥平原相；北部地区发育湖泊沉积体系，主要包含浅湖和半深湖相(图9c)。研究区南部发育三处扇三角洲，分别位于西山煤矿、清水沟以及咸水泉地区，大致由南至北向湖泊推进，研究区西南部的扇三角洲物源推测来自于古昆仑山地区，研究区南部另外两处扇三角洲物源由柴达木盆地腹部隆起提供。研究区东北部发育一处扇三角洲沉积，主要位于金鸿山地区，可推进至月牙山地区，物源来自于古阿拉巴什套山地区。该时期盆地处于由挤压性质的山间坳陷向伸展性质的山间断陷转换时期，沉积初期主要为扇三角洲沉积体系，分布区域较广，水流方向以NW向为主，其次为SW向。沉积中后期控制盆地的边界正断层使盆地内部发生构造沉降，水体变深，湖泊沉积体系逐渐扩张，并出现了半深湖相。

4.3 层序Ⅱ岩相古地理恢复

层序Ⅱ时期的沉积格局与层序Ⅰ基本一致，地层厚度表现为西北部厚、东南部薄的特征，厚度一般在90～230 m之间(图10a)。地层厚度最大的地区出现于红沟子北部以及索尔库里达坂地区，在220 m以上，代表主要的沉降中心，向东南逐渐减薄，在清水沟北部地区也出现了厚度较大的地层，部分可超过220 m，代表次级的沉降中心。层序Ⅱ时期研究区内整体表现为东南高西北低的格局。砂岩厚度在20～100 m之间，东南部砂岩厚度相对较大，向西北方向砂岩厚度逐渐减小，柴水沟和清水沟地区的砂岩高值区代表扇三角洲砂体发育的区域。层序Ⅱ泥岩厚度大致在60～120 m之间，表现为西北厚而东南薄，小西沟东北地区发育厚度最大的泥岩，基本保持了层序Ⅰ时期的沉积中心，煤窑沟北部地区局部泥岩厚度可达115 m，成为研究区次级沉积中心。该时期砂泥比值一般在0.1～1.3之间，变化趋势与层序Ⅰ基本保持一致，但局部地区有较大变化(图10b)，其中西山煤矿地区不再表现为高值区域，清水沟、咸水泉以及月牙山地区砂泥比值依然相对较高。

图8 柴西缘阿尔金山前早—中侏罗世古流向平面分布图(据段宏亮等，2007，有修改，柴水沟地区古流向来自本次野外测量)Fig.8 Horizontal distribution of paleocurrent directions of the Early-Middle Jurassic from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin(modified from Duan et al., 2007)

图9 层序Ⅰ地层厚度、砂泥比等值线和岩相古地理a.地层厚度等值线图；b.砂泥比等值线图；c.古地理图Fig.9 Isopleth maps of the strata thickness and the ratio of sandstone and mudstone, and paleogeographical map of sequenceⅠ

层序Ⅱ时期发育的古地理单元主要有扇三角洲平原、扇三角洲前缘、辫状河、滨浅湖和半深湖(图10c)，岩相古地理格局与层序Ⅰ比较相似。研究区北部仍为半深湖和浅湖沉积，南部以及东北部发育三处扇三角洲沉积，分别位于清水沟、咸水泉以及金鸿山地区，清水沟和金鸿山地区扇三角洲的推进方向与层序Ⅰ时期基本保持一致，但咸水泉地区发育的扇三角洲推进方向由层序Ⅰ时期的NW向变为NE向。此外层序Ⅰ时期西山煤矿地区发育的扇三角洲在层序Ⅱ时期研究区内并不发育，推测为局部构造变动使其迁移至西侧研究区之外。

图10 层序Ⅱ地层厚度、砂泥比等值线和岩相古地理a.地层厚度等值线图；b.砂泥比等值线图；c.古地理图Fig.10 Isopleth maps of the strata thickness and the ratio of sandstone and mudstone, and paleogeographical map of sequenceⅡ

4.4 层序Ⅲ岩相古地理恢复

层序Ⅲ时期沉地层厚度相对于前两个层序明显变大，大致在120～280 m之间，厚度变化趋势基本延续了前两个时期的特点(图11a)。小西沟北部和1号沟地区地层厚度超过240 m，为当时的主要沉降中心。层序Ⅲ砂岩厚度保持了东南厚西北薄的特征，但整体厚度相对较小，大致在10～100 m之间，砂岩厚度高值区出现于清水沟和金鸿山地区，推测发育扇三角洲砂体。层序Ⅲ时期出现了厚度巨大的泥页岩段，一般在120～200 m之间，厚度最大的地区位于清水沟，可达250 m之厚，为当时的主要沉积中心，月牙山地区泥岩厚度可达200 m，为当时的次级沉积中心。该时期的砂泥比值整体较低，仍呈现南高北低，东高西低的特点，大部分地区砂泥比值均小于0.3(图11b)，表明研究区大部均被水体较深的湖泊所覆盖。其中清水沟、咸水泉和金鸿山地区依然表现为砂泥比高值区域，表明这些地区所发育的扇三角洲平原辫状分流河道存在于整个小煤沟组沉积期。

层序III时期继承了前两个层序时期的古地理格局，主要为扇三角洲、河流和湖泊沉积体系，但湖区覆盖面积以及深度均明显变大(图11c)。该时期盆地内部构造沉降幅度较大，致使湖泊范围向南可扩张至干柴沟以及大浪滩地区，而现今阿尔金断裂附近整体为半深湖沉积。南部以及东北部发育的扇三角洲延续了层序Ⅱ时期的古流向，但扇体规模明显缩小。柴达木盆地腹部隆起继续为南部两处扇三角洲提供物源，古阿拉巴什套山地区依然是东北部扇三角洲的物源区。

5 讨论

5.1 原型盆地恢复

在一定的构造背景下，盆地沉积同时期中部低洼地区以及边缘相带分布的区域，往往在较长时间内存在一定的水体，前人将该区域定义为原型盆地[18]。柴达木盆地侏罗系原型盆地的性质目前仍有较大争议，此次研究通过盆地构造背景、原始地层分布、相带展布、源区分析等方面对研究区下侏罗统沉积期原型盆地进行恢复。

早侏罗世柴达木地区处于印支运动后的相对松弛阶段[19]，中侏罗统碱性玄武岩系列火山岩在柴达木盆地周边有所分布，因此早中侏罗世在区域上应处于伸展的构造背景[20]。前人通过柴西断层地震解释剖面，可以看出发育于早中侏罗世的断层下降盘明显要比上升盘的沉积厚度大，这一特征显然属于同生正断层，同时山前残留的地层厚度较大、盆内则相对较薄，整体表现为一不对称楔形，与本次地层厚度等值线图所得出的结论相符，显示了伸展断陷型盆地的典型沉积特征[17]。在局部伸展作用所造成的弱张性环境下，由基底走滑断裂转变而来的正断层，控制了早侏罗世盆地的展布特征。研究区的古地理恢复显示，扇三角洲沉积体系整体分布于南部以及东北部，作为盆地边缘相带的扇三角洲陆上冲积扇部分，在研究区南部主要沿西山煤矿—干柴沟—咸水泉一线展布，在东北部大致分布于金鸿山地区，因此推测柴西缘下侏罗统原型盆地南界位于西山煤矿—干柴沟—咸水泉以南，东北边界可至金鸿山地区。近现今阿尔金断裂地区整体为湖泊沉积体系，与断裂带西北侧的塔东南地区沉积相具有高度的一致性[21-23]，沉积中心均位于阿尔金地区。地震资料显示，阿尔金断裂两侧柴西缘及塔东南的地层厚度向阿尔金山方向均变大[22,24]，表明下侏罗统小煤沟组沉积期阿尔金山并非隆升剥蚀区。前人通过40Ar-39Ar同位素测年及相关构造年代学研究，亦证实了阿尔金山在早侏罗世并未隆升，直至新生代欧亚板块与印度板块之间的挤压碰撞才使其隆升成山[25-30]，因此侏罗纪原型盆地西北边界可越过阿尔金地区至塔东南，即柴西缘与塔东南在早侏罗世应为一个统一的泛湖盆。研究区岩相古地理的分析表明盆地沉积中心为清水沟以及小西沟东北地区，其次为月牙山以及煤窑沟北部地区。下侏罗统沉积期原型盆地整体呈现北部半深湖、滨浅湖，南部以及东北部扇三角洲、河流的古地理格局。相对于层序Ⅰ和层序Ⅱ沉积期，层序Ⅲ时期盆地内部构造沉降幅度较大，湖区范围明显向南部以及东北部扩张，水体深度也显著变大。本次测量的古流向数据结合前人古水流研究成果[16-17]显示，沉积期古水流方向以指向北为主，古地形表现为南高北低，东高西低，南部的柴达木盆地腹部隆起以及东北部的古阿拉巴什套山作为物源区在整个沉积期持续为盆地提供物源(图12)。总体上看，本次岩相古地理恢复研究的成果对于柴西缘侏罗系原型盆地恢复具有重要的指示意义。

图11 层序III地层厚度、砂泥比等值线和岩相古地理a.地层厚度等值线图；b.砂泥比等值线图；c.古地理图Fig.11 Isopleth maps of the strata thickness and the ratio of sandstone and mudstone, and paleogeographical map of sequenceⅢ

5.2 油气勘探指导意义

岩相古地理研究表明，柴西缘阿尔金山前早侏罗世的三个层序均发育厚度可观的泥页岩段，其中层序Ⅲ半深湖—深湖相的暗色泥页岩厚度可达120～200 m，且分布范围较广，相比之下河流泛滥平原、扇三角洲平原分流间湾与漫滩沼泽以及滨浅湖相的泥页岩则厚度相对较小且连续性较差，表明沉积环境对于泥页岩的厚度与分布具有明显的控制作用。研究区半深湖—深湖相的暗色泥页岩样品有机碳含量(TOC)较高，在0.88%～6.23%之间，平均为3.05%，镜质组反射率(Ro)均高于1.0%，一般处于成熟—高成熟阶段，干酪根主要为II2型，生气潜力大，说明柴西缘阿尔金山前下侏罗统具有良好的页岩气资源勘探开发前景。古地理面貌恢复显示研究区北部早侏罗世整体为半深湖沉积，位于当时盆地沉积中心的清水沟以及小西沟东北地区，应当作为后期页岩气勘探开发的重点地区。本次研究理清了柴西缘下侏罗统暗色泥页岩的分布和充填特征，对阿尔金山前油气勘探具有一定指导意义。

图12 柴西缘阿尔金山前下侏罗统沉积期原型盆地示意图Fig.12 Schematic diagram showing the prototype basin for the Lower Jurassic from southern Altyn tagh in the western Qaidam Basin