藏北羌塘盆地大规模古风化壳的发现及其意义

新的野外油气地质调查发现,在羌塘盆地中央隆起带及其两侧的南、北羌塘坳陷中,那底岗日组及其同沉积地层之下广泛发育了一古风化壳,古风化壳覆盖了石炭系、二叠系和前人已确定的三叠系肖茶卡组,具有区域性展布的特点。研究表明,不同地区古风化壳的形成时代不同：在南羌塘及中央隆起带上,风化剥蚀作用可能于晚二叠世就已开始,并经历了早、中三叠世的进一步演化;北羌塘地区的古风化壳形成时代可能为晚三叠世（或中三叠世）,至晚三叠世肖茶卡组沉积期,形成了南北羌塘统一的古风化壳,并被那底岗日组及其同沉积地层超覆。这些新发现对于重新认识羌塘盆地的沉积演化、正确评价羌塘盆地的石油地质条件具有重要意义。     

羌塘中生代(T3-K1)盆地演化新模式

在羌塘盆地上三叠统那底岗日组陆相火山岩—沉火山碎屑岩及冲洪积相砂砾岩之下,作者发现了一个十分重要的古风化壳。该风化壳穿时超覆于肖茶卡组(T3上三叠统?)及其以下的二叠系及石炭系地层之上,沉积超覆于古风化壳之上的那底岗日组陆相火山岩—沉火山碎屑岩及冲洪积相砂砾岩代表了羌塘中生代(T3—K1,晚三叠世卡尼期至早白垩世时期)新一轮沉积作用的开启。采用SHRIMP锆石U-Pb同位素定年方法,作者在羌塘盆地胜利河地区和望湖岭地区分别获得了一组那底岗日组玻屑凝灰岩和晶屑凝灰岩的年龄,其值为216.8±2.1 Ma和217.3±2.5 Ma;这些同沉积年龄证据证实了羌塘中生代盆地的开启时间应该为晚三叠世卡尼—若利期。羌塘中生代盆地早期沉积作用经历了一个由陆相至海相的沉积超覆过程。伴随着岩浆侵入、火山爆发及火山碎屑沉积作用,沉积超覆作用是从冲洪积相开始。总体上,表现为一个向上由浅变深的海侵序列,显示为被动陆缘裂陷盆地特征。     

青藏高原北部晚三叠世Epigondollella动物群的发现及其地质意义

羌塘盆地位于青藏高原北部,为高寒缺氧的无人区,侏罗系大面积分布,三叠系零星分布,呈断块状产出,地层残缺不全,其中所含双壳、腕足、珊瑚、水螅类的时代跨度大,部分可延入侏罗纪。羌塘盆地中部晚三叠世地层由西藏区调队(1986)以肖茶卡剖面为代表命名为肖茶卡群,后改称为组,该组由下部砂砾岩段、中部碳酸盐岩段和上部砂泥岩段卡句成,时代定为晚三叠世,但缺乏晚三叠世代表分子,本文暂将其称为中部混积岩型肖茶卡组;随后在盆地的中北部照沙山、菊花山、甜水河等地发现岩性以碳酸盐岩为主的肖茶卡组,亦缺乏晚三叠世代表分子,本文暂将其称为中北部的碳酸盐型肖茶卡组。 笔者在北部的藏夏河、雪环湖和明镜湖等地发现一条呈近东西向断续分布的浊积岩相带,并在其中发现晚三叠世     

晚三叠世—中侏罗世羌塘盆地的形成与演化

晚三叠世-侏罗纪是羌塘盆地大型海相沉积盆地形成时期,是研究羌塘盆地形成过程、判别盆地性质的重要时期.本文通过区域构造、盆地充填建造和岩相古地理分析,提出了该时期的羌塘盆地并非晚三叠世前陆盆地(或弧后盆地)和侏罗纪弧后盆地(前陆盆地),而是晚三叠世早期(肖茶卡期)的陆表海盆地和晚三叠世诺利期-中侏罗世巴柔期(那底岗日期-雀莫错期)的坳陷-裂陷盆.肖茶卡期内陆盆地主要受可可西里-金沙江活动带的控制,沉积期后出现的海退事件可能与冈瓦纳大陆与欧亚大陆的碰撞作用有关;那底岗日期-索瓦期羌塘盆地的强烈拉张断陷可能反映冈瓦纳大陆边缘的总体构造背景.     

藏北羌塘盆地上三叠统那底岗日组与下伏地层沉积间断的确立及意义

藏北羌塘盆地上三叠统那底岗日组呈近东西带状展布，下部主要为凝灰岩、凝灰质砂岩夹流纹岩、玄武岩，上部主要为含砾砂岩、泥质粉砂岩和生物碎屑泥灰岩。笔者等野外调查中首次在下伏的上三叠统肖茶卡组顶部发现古风化壳，结合在那底岗日组底部识别出来的不同底界类型和底砾岩特征，证实那底岗日组与下伏地层之间存在沉积间断。早期磁性地层研究中也曾发现了该沉积间断的存在，间断时间被认为约2Ma。运用已有的生物地层资料确定肖茶卡组地层的沉积时间（晚三叠世诺利期一瑞替期），从而推测那底岗日组火山岩形成时代略晚于这个时间，很可能早于前人关于该套地层的时代认识。那底岗日组火山岩可能对研究东特提斯地区的晚三叠世生物绝灭、气候变化以及海退事件有重要意义。     

藏北羌塘盆地晚三叠世地层特征与对比

羌塘盆地上三叠统日干配错组、土门各拉组和肖茶卡组、那底岗日组分别分布于南、北羌塘凹陷。在以往研究和笔者在中国地质调查局青藏重点沉积盆地油气资源潜力分析项目工作基础上,通过对各地层单元的详细研究和区域对比,从古生物、岩石组合、沉积系列、地层单元的接触关系、年代地层进行了综合分析。结果显示北羌塘凹陷那底岗日组与南羌塘凹陷日干配错组和土门各拉组的时代主要为晚三叠世诺利期—瑞替期,三者为羌塘晚三叠世诺利期—瑞替期裂陷盆地形成过程中的同期异相的火山-沉积系列。北羌塘凹陷肖茶卡组的是残留陆表海沉积产物,其时代主要为晚三叠世卡尼期-诺利期早期,与那底岗日组、日干配错组和土门各拉组均为上下对比关系。     

羌塘盆地晚三叠世构造属性与层序地层格架下聚煤特征

依据近年来最新资料,通过对羌塘盆地南、北边界构造带构造属性、地球动力学机制及构造演化历程的讨论,剖析了羌塘盆地晚三叠世构造属性与盆地演化历程;在对盆地内部不同位置上三叠统岩性、岩相研究的基础上,通过不同古地理背景下层序界面与体系域界面的识别,建立了羌塘盆地晚三叠世层序地层格架,讨论了煤层在层序格架下的位置、聚煤特征及空间分布规律。研究表明,羌塘盆地晚三叠世为一复杂叠合盆地,经历了晚三叠世早、中期被动陆缘盆地,晚三叠世晚期羌北前陆盆地和羌南被动陆缘裂陷-坳陷盆地等不同的盆地演化历程;上三叠统构成一个完整的构造层序和两个三级层序,煤层位于高位体系域中上部,主要受控于高频率低级次海平面变化。具含煤岩系厚度大,煤层层数多,单层厚度小的特征;三角洲平原地带有利于煤层发育,三角洲沉积体系沿分割羌南、羌北盆地的中央隆起带发育,进一步指出该带是羌塘盆地内今后重要的找煤方向,并得到新发现的赛包玛煤点验证。     

华北房山景儿峪组顶部古风化壳常量元素地球化学特征及其古气候意义

风化壳的元素地球化学组成可以反映风化壳的发育类型及其气候特征,地史时期形成的古风化壳的元素地球化学组成可以揭示古风化壳的类型及其古气候特征.华北地区新元古代晚期（景儿峪组）至寒武纪（府君山组）期间的地层记录缺乏连续性,广泛发育一套典型的古风化壳,该古风化壳的发育过程可能记录了晚新元古代至早寒武纪期间的古气候特点.针对华北房山地区景儿峪组顶部保存的古风化壳中常量元素的组成、元素迁移富集特征和风化系数等分布规律开展了较系统分析,结果表明:（1）SiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、CaO是景儿峪组顶部古风化壳的主要组分,Al₂O₃、TFe₂O₃、TiO₂、K₂O在风化壳的中上部相对富集,SiO₂则轻微亏损,CaO、Na₂O、MgO、P₂O₅被迁移淋失;（2）硅铝系数、硅铝铁系数、化学蚀变指数（CIA）、残积系数、风化淋溶系数（BA）等地球化学指标的垂向变化特征指示该古风化壳形成于温暖湿润条件下中等强度的化学风化作用,其风化过程可能经历了由较弱至较强再逐渐减弱的演变过程;（3）与现代发育于湖南、贵州、云南等地碳酸盐岩类基岩之上的风化壳元素地球化学特征对比,发现景儿峪组顶部古风化壳的Si淋失度和Fe、Al富集度均较低.综合研究区古风化壳的常量元素地球化学特征,同时结合新元古代晚期至寒武纪的华北板块古纬度迁移特征,认为房山地区景儿峪组顶部发育的古风化壳形成于温暖湿润的亚热带-热带气候,为脱硅富铝化程度较低的硅铝粘土型风化壳.      

羌塘盆地中生代构造属性

通过对羌塘盆地南北两侧构造带地质特征、构造演化历程及盆地内部中生代地层充填特征的分析,探讨了羌塘盆地中生代构造属性及地球动力学机制。研究表明:羌塘盆地经历了早、中三叠世前陆盆地,晚三叠世早、中期被动陆缘盆地,晚三叠世晚期—侏罗纪羌北前陆盆地和羌南陆被动陆缘裂陷—坳陷盆地及早白垩世前陆盆地等地质演化历程;盆地南北边界构造带复杂而有序的地球动力学环境和构造演化,决定了羌塘盆地中生代为一复杂的多旋回叠合盆地。     

羌塘盆地北缘上三叠统藏夏河组沉积物源及构造背景分析

碎屑岩元素地球化学特征对沉积环境、物源属性和构造背景具有十分重要的指示意义。藏夏河组是分布于羌塘盆地北缘的一套砂泥不等厚互层的地层,其时代为晚三叠世卡尼期—诺利期,是古特提斯洋消亡阶段的沉积产物,其物源及构造背景分析对晚三叠世羌塘盆地演化过程探讨具有重要意义。本文选取岗盖日地区藏夏河组碎屑岩开展元素地球化学分析,通过碎屑岩物源属性及其构造背景研究,探讨晚三叠世羌塘盆地的演化过程及性质。研究区藏夏河组砂岩样品具有低—中等的化学蚀变指数CIA=55. 0~65. 9、化学风化指数CIW=60. 6~74. 3 和斜长石蚀变指数PIA=56. 1~70. 6,反映物源区总体发生了弱的化学风化作用。Al2O3/TiO2、TiO2/Zr、Cr/Th、Sc/Th、Co/Th、La/Sc 值和显著的Eu负异常,表明藏夏河组物源主要来自长英质岩石,同时可能含有少量安山质物源。多重构造判别图解表明物源区主要来自于活动大陆边缘和大陆岛弧,少量来自于被动大陆边缘物源区。结合前人研究资料,笔者等认为晚三叠世早期羌塘盆地具有弧后前陆盆地的特征,而藏夏河组形成于同造山期或者造山后。     

藏北羌塘盆地油气地质勘探新进展

羌塘盆地是青藏高原最大的含油气盆地,也是中国潜在的石油战略后备区之一。新的油气地质调查发现,盆地内发育优质古生代烃源岩,主要为石炭系、二叠系的暗色泥岩,具有机碳含量高的特征,机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型,Ro值大多为1.50%~2.40%,处于高成熟-过成熟阶段。前那底岗日组的古风化壳是盆地内新发现的潜在的储集层,其覆盖于二叠系以及前人已确定的三叠系肖茶卡组地层之上。新发现的上侏罗统-下白垩世白龙冰河组泥灰岩夹膏盐、页岩是区域上较好的盖层。盆地内近年来在地表发现油气显示250余处,其中最重要的是发现了现代天然气泄漏的泥火山,并采集到了天然气样品。综合考虑沉积相、烃源岩、储集层、盖层、保存条件等因素,优选了6个有利区块,其中,托纳木和半岛湖区块作为潜力目标区进行了勘探。     

河北省奥陶纪马家沟组顶部古风化壳中三稀元素赋存状态及富集机制

河北省奥陶纪马家沟组与晚石炭世本溪组之间发育一套古风化壳层,岩性主要为铁质黏土岩、铝质黏土岩和铝土岩,剖面从顶到底具典型的“煤-铝-铁”结构。地球化学分析结果显示,冀东石岭和冀南同义岭古风化壳样品的轻稀土元素氧化物总质量分数分别达0.0893%和0.0717%,均超过了古风化壳型轻稀土矿边界品位,冀北煤窑山古风化壳样品的轻稀土元素总质量分数为0.0504%,也具明显富集特征。古风化壳中部分样品稀有元素Li含量也超过了伴生边界品位。通过元素逐级分离试验定量分析出古风化壳中的三稀元素主要以矿物相存在,再通过X射线衍射分析、电子探针分析进一步确定三稀元素主要以类质同象赋存于伊利石、高岭石等黏土矿物中,少量以化合态存在于独立的稀土矿物中。综合分析认为,古风化壳中三稀元素的矿化富集依次经历了风化壳形成阶段、铝质岩系形成阶段及沉积压实阶段的多阶段演化。     

羌塘盆地中生界海相黑色泥页岩特征及页岩气远景区预测

青藏高原羌塘盆地中生界发育上三叠统肖茶卡组（T3x）、中侏罗统布曲组（J2b）和上侏罗统索瓦组（J3s）3套海相黑色泥页岩,形成于有机质比较丰富且易于保存的营养型还原性沉积环境,以台地相为主,其次为盆地相和三角洲相;厚度在41～474 m范围内,有机碳（TOC）含量平均值为0.25%～8.34%,有机质类型主要为Ⅱ型干酪根,镜质体反射率（Ro）平均值为1.21%～3.0%,处于高-过成熟生气阶段,脆性矿物以石英、长石为主,含量为65%～70%,页岩孔隙度约2%。与美国主要盆地产气页岩各项指标相比较,羌塘盆地中生界海相黑色泥页岩具有厚度大、有机质丰度低、热演化熟度高、脆性矿物种类多、石英含量较低、长石和粘土矿物含量较高及孔隙度低的特征,具备了形成页岩气基本地质条件,是我国海相页岩气勘探的沉积盆地之一,综合评价预测的页岩气远景区以上三叠统肖茶卡组（T3x）分布范围大,其次是布曲组（J2b）和索瓦组（J3s）。     

藏北羌塘盆地菊花山地区晚三叠世古岩溶不整合面的发现及其意义

菊花山地区出露的肖茶卡组—那底岗日组,其接触关系清楚,是北羌塘盆地代表性的剖面。在对该剖面中两者之间的砾岩进行详细的野外观测和分层取样分析的基础上,确定了肖茶卡组顶部与那底岗日组底部之间的砾岩为上、下两套不同成因、不同性质的砾岩组合。下套角砾岩以钙质、铁泥质胶结为特征,是肖茶卡组沉积期后海平面下降,出现广泛暴露、风化溶蚀形成的岩溶角砾岩;上套砾岩以凝灰质胶结为特征,是岩溶角砾未固结之前,发生构造活动产生的火山碎屑、熔岩流携带、搬运松散岩溶角砾再次沉积形成的那底岗日组底砾岩。从而确定了肖茶卡组与那底岗日组为岩溶不整合接触关系。该岩溶不整合面是羌塘盆地构造演化分析的重要证据,也是油气勘探的重要标志层。     

羌塘才玛尔错晚三叠世地层的厘定及其意义

布露于藏北羌塘才玛尔错一带的一套碳酸盐岩夹碎屑岩,对其时代归属由于缺乏可靠的古生物化石,一直颇有争议。通过对此套地层详细的剖面研究表明其时代属晚三叠世,其沉积环境为斜坡—盆地,与区域同时代台型沉积的肖茶卡组、日干配错组沉积环境有明显的差异。此套地层时代厘定为研究羌塘地块地质构造演化提供了重要的基础地质资料。     

藏北查桑上三叠统复理石沉积大地构造背景的初步探讨

藏北羌塘地块的构造性质和构造局是中国地学界长期争论的重要问题。这里人迹罕至,研究程度很低,基础地质资料缺乏。这是有关地质问题得不到解决的根本原因之一。本项研究的首要目的也是为该地区的地质研究提供一份基础资料,羌塘地块腹地查桑地区的上三叠统肖茶上涨且,下部为细碧岩、中基性火山岩、玄武质角砾岩来灰岩和大理岩,上部主要为碎屑岩（复理石）和灰岩,我们在肖茶卡组上部的复理石中采集砂岩、粉砂岩样品,进行主量元