尼瑪盆地南部古近系牛堡組沉積特征及其地質(zhì)意義

武景龍，朱利東，楊文光，黃 輝

（成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都 610059）

尼瑪盆地南部古近系牛堡組沉積特征及其地質(zhì)意義

武景龍，朱利東，楊文光，黃 輝

（成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都 610059）

對西藏尼瑪盆地南部查昂巴古近系牛堡組實測剖面的沉積相研究識別出2種沉積相類型：扇三角洲相與湖泊相。根據(jù)沉積物巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、顏色等特征，扇三角洲相可進一步劃分為扇三角洲平原（包括辮狀河道與河道間灣2個沉積微相）、扇三角洲前緣（包括水下分流河道與分流間灣2個沉積微相）與前扇三角洲3個沉積亞相；湖泊相可進一步劃分為濱湖、淺湖與深-半深湖3個沉積亞相。扇三角洲前緣砂巖中波痕指數(shù)與剝離線理證明沉積物來自盆地南部的改則-色林錯逆沖推覆帶。該剖面可以分為3個沉積旋回：沉積旋回I為一個整體向上變粗的進積型沉積旋回，從湖泊相過渡到扇三角洲相；沉積旋回II為一個“粗-細-粗”的沉積旋回；沉積旋回III同樣是一個“粗-細-粗”的沉積旋回，由扇三角洲相到湖泊再到扇三角洲相。查昂巴古近系牛堡組沉積相與沉積旋回的劃分對青藏高原隆升、古地理恢復(fù)與油氣勘探具有重要的地質(zhì)意義。

沉積相；牛堡組；古近系；尼瑪盆地

尼瑪盆地東鄰倫坡拉盆地，兩者同屬班公湖-怒江帶內(nèi)的新生代陸相沉積盆地。蔣忠惕[1]與王波明[2]在尼瑪盆地的牛堡組泥灰?guī)r和砂巖的節(jié)理面發(fā)現(xiàn)多處瀝青脈，證實尼瑪盆地是一個含油氣盆地。筆者于2009年在尼瑪縣城東部的措折羅瑪鎮(zhèn)西南約10 km的查昂巴地區(qū)進行了野外實測剖面調(diào)查，該剖面為一套陸相碎屑巖夾少量碳酸鹽巖沉積，厚2 563.3m。2002年完成的1/25萬尼瑪幅區(qū)調(diào)將該地層劃分為晚白堊世競柱山組，根據(jù)區(qū)域地層對比發(fā)現(xiàn)該套地層與競柱山組紅色磨拉石沉積組合有較大不同，其間發(fā)育有多層暗色泥頁巖與泥灰?guī)r，宏觀特征與倫坡拉盆地牛堡組更為接近；王明波等[2]通過實測剖面中的孢粉組合及魚化石將尼瑪盆地陸相地層定為古近紀始新世-漸新世；Kapp等[3]通過黑云母同位素40Ar/39Ar測年，認為尼瑪紅層的年代為古近紀漸新世-中新世；研究區(qū)所測剖面的上部地層可以與王明波所測剖面的底部地層對比，據(jù)此將該剖面地層定為古近系牛堡組。

由于尼瑪盆地的特殊地理位置和大地構(gòu)造，開展其沉積學(xué)研究對青藏高原陸相盆地油氣勘探及探討高原隆升的盆地響應(yīng)關(guān)系具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

班公湖-怒江結(jié)合帶位于青藏高原中部，西起西藏自治區(qū)日土縣，向東經(jīng)由改則縣、尼瑪縣、那曲地區(qū)至東部怒江帶，走向近東西，其中部大致平行于北緯32°線，延伸大于1 500 km，是岡底斯-念青唐古拉地體與羌塘-昌都地體的分界線[4]。尼瑪盆地疊置于班公湖-怒江結(jié)合帶之上[5]，范圍為E 31° 40′～32°20′，N 87°00′～88°30′，盆地呈狹長帶狀EW向展布，東西長175 km，南北寬40～70 km。尼瑪盆地南部邊界為南傾的改則-色林錯逆沖推覆帶，北部邊界為北傾的木嘎崗日推覆帶[6]。盆地內(nèi)古近系牛堡組（E1-2n）巖性為泥巖、頁巖、細-粗碎屑巖、碳酸鹽巖沉積（圖1）。

2 沉積古地理分析

2.1 沉積相

根據(jù)沉積物的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、顏色與沉積組合等綜合分析，尼瑪縣查昂巴古近系牛堡組劃分出2個沉積相類型：扇三角洲相與湖泊相（圖2）。

2.1.1 扇三角洲相

扇三角洲是由沖積扇或辮狀河直接提供物源入湖（海），主要發(fā)育于水下的中-粗碎屑楔狀沉積體[7～12]，以向上變粗的進積型沉積旋回為特征?？蓪⑵鋭澐譃樯热侵奁皆?、扇三角洲前緣、前扇三角洲3個亞相（圖2）。

扇三角洲平原亞相是扇三角洲的陸上部分，其范圍從扇端至湖岸線之間的近湖平原地帶[13～14]，其結(jié)構(gòu)特征和沉積構(gòu)造表現(xiàn)為沖積扇環(huán)境[15]，可進一步劃分為辮狀河道與河道間灣2個沉積微相。辮狀河道亞相巖石類型主要為巨厚層礫巖與薄-中層砂巖，以砂巖與灰?guī)r礫石為主，磨圓差～好，礫徑為10～15 cm多見，大者可達30 cm，局部見泥礫，最大礫巖厚度達15m，礫巖底部發(fā)育沖刷面；砂巖中沙紋層理、平行層理、槽狀交錯層理與板狀交錯層理多見。河道間亞相巖石組成類型以紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，為洪泛期懸移質(zhì)沉積。1-2

扇三角洲平原亞相是扇三角洲的陸上部分，其范圍從扇端至湖岸線之間的近湖平原地帶[13～14]，其結(jié)構(gòu)特征和沉積構(gòu)造表現(xiàn)為沖積扇環(huán)境[15]，可進一步劃分為辮狀河道與河道間灣2個沉積微相。辮狀河道亞相巖石類型主要為巨厚層礫巖與薄-中層砂巖，以砂巖與灰?guī)r礫石為主，磨圓差～好，礫徑為10～15 cm多見，大者可達30 cm，局部見泥礫，最大礫巖厚度達15m，礫巖底部發(fā)育沖刷面；砂巖中沙紋層理、平行層理、槽狀交錯層理與板狀交錯層理多見。河道間灣亞相巖石組成類型以紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，為洪泛期懸移質(zhì)沉積。

扇三角洲前緣亞相是平原亞相的水下延伸部分，二者巖性極為相似，但是巖層厚度明顯變薄、粒度明顯變細，分選、磨圓變好，主要包括水下分流河道、水下分流間灣2種微相。該亞相巖石組成類型為紫色礫巖、砂巖與紫灰色砂巖夾礫巖透鏡體，礫石成分以石英砂巖、火山巖、灰?guī)r與脈石英為主，礫徑1～3 cm多見，次棱-次圓狀，礫巖單層厚度多為40～80 cm；砂巖中發(fā)育沙紋層理、大型槽狀交錯層理，單層厚度10～20 cm，層面見剝離線理與不對稱流水波痕。水下分流間灣亞相巖石組成類型以紫色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主。

前扇三角洲亞相發(fā)育于扇三角洲前緣與淺湖過渡的寬廣地帶，巖性與淺湖泥過渡，難以區(qū)分[13]。巖性為黃灰-紫紅色薄層泥巖、黃灰色中層鈣質(zhì)砂礫巖、深灰色頁巖與灰色泥灰?guī)r，泥灰?guī)r中發(fā)育水平層理，泥灰?guī)r敲擊油味濃重且節(jié)理面上見瀝青脈。

2.1.2 湖泊相

湖泊相沉積體系的巖石組合以淺灰色薄層泥灰?guī)r、雜色頁巖與黃綠色薄-中層砂巖為主。依據(jù)巖石組合與沉積構(gòu)造分析結(jié)果將湖泊沉積劃分為濱湖亞相、淺湖亞相、深-半深湖亞相：

濱湖亞相位于湖泊洪水面與枯水面之間，季節(jié)性暴露于地表，水體動蕩，發(fā)育紫紅、褐黃色細砂巖、含礫砂巖與紫紅色泥巖夾泥灰?guī)r，砂巖中發(fā)育沙紋層理與平行層理。

淺湖亞相位于枯水面與正常浪基面之間，為水下弱氧化與弱還原環(huán)境，發(fā)育淺灰-灰色薄層泥灰?guī)r，雜色頁巖、砂巖，紫紅色泥巖。泥灰?guī)r中發(fā)育水平紋層；砂巖發(fā)育沙紋層理、波狀層理與斜層理，具向上變細的特征，層面見與層面垂直的蟲跡，見剝離線理，砂巖節(jié)理面及泥灰?guī)r的方解石脈中見瀝青脈。

深湖-半深湖亞相位于正常浪基面之下，發(fā)育雜色頁巖與青灰-深灰色薄層泥灰?guī)r。泥灰?guī)r中泥質(zhì)含量較高，見水平紋層，層面見生物擾動構(gòu)造。

2.2 沉積旋回

依據(jù)尼瑪盆地南部查昂巴古近系牛堡組的沉積相分析結(jié)果，結(jié)合剖面結(jié)構(gòu)的垂向變化，將該剖面劃分為三個沉積旋回（圖2）。

圖2 西藏尼瑪盆地南部查昂巴古近系牛堡組綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of Paleogene Niubao Formation atChaangba area,southern Nyima basin,Tibet.

2.2.1 沉積旋回I

沉積旋回I相當(dāng)于牛堡組下段，整體上構(gòu)成了一個向上部變粗的進積型沉積旋回，湖平面不斷下降，沉積物由細變粗。由淺灰-灰色的薄層-極薄層泥灰?guī)r、頁巖的深-半深湖相沉積過渡到濱、淺湖細砂巖、泥巖到紫紅色厚-巨厚層礫巖、含礫砂巖、砂巖的扇三角洲沉積。

2.2.2沉積旋回Ⅱ

沉積旋回Ⅱ相當(dāng)于牛堡組中段，中-下部地層第四系覆蓋嚴重，根據(jù)上下地層巖性及構(gòu)造特征推測下部應(yīng)為三角洲平原前緣水下分流河道紫紅色砂巖沉積，中部為前扇三角洲泥巖沉積，上部出露扇三角洲平原辮狀河道紫紅色砂巖、黃灰色厚-巨厚層礫巖、砂礫巖沉積，構(gòu)成了一個“粗-細-粗”的沉積旋回。

2.2.3沉積旋回Ⅱ

沉積旋回Ⅲ相當(dāng)于牛堡組上段，構(gòu)成一個“粗-細-粗”的沉積旋回。牛堡組上段下部的扇三角洲前緣紫灰色礫巖、紫紅色砂巖夾礫巖透鏡體為進積沉積，沉積物粒度較粗；濱湖相紫紅-褐黃色中層砂巖、砂礫巖的出現(xiàn)標志著湖侵的開始，湖平面開始上升。牛堡組上段中部發(fā)生大規(guī)模湖侵，大規(guī)模發(fā)育灰-深灰色薄層泥灰?guī)r，紫色泥巖，黃綠色、黃灰色頁巖及褐黃色砂巖的湖泊相沉積，為一個湖侵沉積，沉積物粒度變細。濱湖相紫紅色泥巖、細砂巖夾黃灰色泥灰?guī)r的出現(xiàn)代表了湖侵范圍的縮小，向上向扇三角洲沉積過渡。牛堡組上段上部的扇三角洲紫色、黃褐色厚-巨厚層礫巖、砂巖沉積代表湖侵的結(jié)束且由湖侵轉(zhuǎn)為湖退，沉積物粒度較粗，為一個向上變粗的沉積環(huán)境。

3 地質(zhì)意義

3.1 古地理意義

古近紀是青藏高原隆升的重要時期之一，通過沉積相的分析，可以提供剝蝕區(qū)與沉積區(qū)的空間分布情況，間接反映研究區(qū)的古地理面貌。查昂巴古近系牛堡組扇三角洲前緣水下分流河道砂巖中發(fā)育不對稱流水波痕與剝離線理指示古流向總體向北（圖2），說明盆地物源是盆地南部的改則－色林錯逆沖推覆帶。牛堡組沉積旋回的變化是盆地構(gòu)造運動與氣候共同作用的結(jié)果，其機制尚待進一步完善。

3.2 對油氣勘查的意義

該剖面牛堡組沉積相的劃分為尼瑪盆地的烴源巖評價、有利相帶的尋找、油氣勘查奠定了基礎(chǔ)。牛堡組中淺湖、深-半深湖相灰色、深灰色頁巖、泥灰?guī)r可以作為良好的生油巖，通過實驗室研究，剖面所采集的頁巖可以達到“油頁巖”的標準，且牛堡組泥灰?guī)r和砂巖的節(jié)理面發(fā)現(xiàn)多處瀝青脈，具有良好的油氣顯示；牛堡組中扇三角洲前緣水下分流河道與濱湖相砂巖可以作為良好的儲集體，而前扇三角洲相與濱淺湖相紫紅色泥巖可以作為蓋層?？傊１そM具有良好的“生、儲、蓋”組合與油氣潛力。

4 結(jié)論與討論

尼瑪盆地為以古近系牛堡組沉積為主的新生代陸相沉積盆地，主要發(fā)育扇三角洲相與湖泊相沉積。扇三角洲相可進一步劃分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣與前扇三角洲3個沉積亞相；湖泊相可進一步劃分為濱湖、淺湖與深-半深湖3個沉積亞相。砂巖中波痕指數(shù)與剝離線理證明盆地沉積物來至盆地南部的改則-色林錯逆沖推覆帶。尼瑪盆地古近系牛堡組劃分出3個沉積旋回。

查昂巴古近系牛堡組沉積相與沉積旋回的劃分為青藏高原隆升、古地理恢復(fù)與油氣勘探具有重要的地質(zhì)意義。

尼瑪盆地古近系牛堡組的3個沉積旋回，其特征是剖面周緣山地構(gòu)造抬升與湖水進退共同作用的結(jié)果，其中構(gòu)造活動與氣候波動之間何為主導(dǎo)尚待進一步研究。

[1]蔣忠惕,張家強,王德杰.西藏尼瑪?shù)貐^(qū)油氣顯示的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].地質(zhì)通報,2006,25(9-10)：1189－1193.

[2]王明波,周家生,聞 濤,等.西藏尼瑪盆地陸相地層歸屬及其油氣意義[J].天然氣技術(shù),2009,3(4)：21－24.

[3]Kapp P,DeCelles PG,Gehrels G E,et al.Geologic records of the Lhasa-Qiangtang and Indo-Asian collisions in the Nima area of central Tibet[J].Geological Society of America Bulletin,2007,119(7-8):917－933.

[4]王璞珺,Frank Mattern,Werner Schneider,等.西藏班公湖—怒江縫合帶白堊系沉積特征及其構(gòu)造意義[J].世界地質(zhì),2003,2(2)：105－110.

[5]DeCelles PG,Quade J,Kapp P,etal.High and dry in central Tibet during the late Oligocene[J].Earth and Planetary Science Letters,2007,253:389－401.

[6]DeCelles PG,Kapp P,Ding L et al.Late Cretaceous to middle Tertiary basin evolution in the central Tibetan Plateau:Changing environments in response to tectonic partitioning,aridification and regional elevation gain[J].Geological Society of America Bulletin,2007,119(5-6):654－680.

[7]王壽慶.扇三角洲模式[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993, 87－96.

[8]周書欣,賴特V P,普拉特N H,等.湖泊沉積體系與油氣[M].北京:科學(xué)出版社,1991,137.

[9]王良忱,張金亮.沉積環(huán)境和沉積相[M].北京:石油工業(yè)出版社,1996,179.

[10]趙澄林.沉積學(xué)原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,2001,91.

[11]陸克政,朱筱敏,漆家福.含油氣盆地分析[M].山東東營:石油大學(xué)出版社,2001,22.

[12]趙澄林.油區(qū)巖相古地理[M].山東東營：石油大學(xué)出版社,2001,4.

[13]胡曉強,陳洪德,紀相田,等.川西前陸盆地侏羅系三角洲沉積體系與沉積模式[J].石油實驗地質(zhì),2005,27(3)：227－237.

[14]蔣 斌,李鳳杰,鄭榮才,等.柴達木盆地北緣西段古近系路樂河組沉積相特征研究[J].巖性油氣藏,2010,22(3)：48－52.

[15]鄢繼華,陳世悅,程立華.扇三角洲亞相定量劃分的思考[J].沉積學(xué)報,2004,22(3)：443－448.

Sedimentary Characteristicsand Geological Significanceof Paleogene Niubao Formation,Southern Nyima Basin

WU Jing-long,ZHU Li-dong,YangWenguang,Huang Hui
（InstituteofSedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,china）

Two types of sedimentary facies,fan delta facies and lacustrine facies,are identifiedinmeasured section of the Paleogene Niubao Formation atChaangba area,Nyima basin,Tibet.According to the lithology,structure and color of sediments,the fan delta facies can be subdividedinto fan delta plain subfacies (including braided channelmacro-ficies and riverway inter-bay macro-facies),fan delta front subfacies(including underwater distributary channelmacro-facies and distributary inter-bay macro-facies),and pre-fan delta subfacies;while the lacustrine facies can be subdividedinto shore lake subfacies,shallow lake subfacies and semi-deep(or deep)lake subfacies.The finding of ripple index and stripping lineation of sandstones in fan delta front subfacies indicated that the sediments of Niubao Formation of Chaangba section come from the Gaize-Selingcuo thrust block,southern Nyima basin.Chaangba section can be dividedinto three deposition cycles:cycleⅠas an upward-coarsening depositional cycle,is composing of lacustrine facies transition to fan delta facies;cycleⅡis composing of a“coarse-fine-coarse”sedimentary cycle;cycleⅢis also composing of a“coarse-fine-coarse”sedimentary cycle,transition from fan delta facies to lacustrine facies.The sedimentary cycle subdivision of the Paleogene Niubao Formation at Chagangba area has great significance for the research of upliftmechanism,palaeogeograhpic reconstruction and oil exploration of Qinghai-Tibet plateau.

sedimentary facies;Niubao Formation;Paleogene;Nyimabasin，Tibet

P 534.61

A

1007-3701(2011)01-0059-05

2010-11-08

青藏高原陸相盆地油氣地質(zhì)調(diào)查與研究（編號：科油[2009]07）.

武景龍（1982—），男，在讀碩士，主要從事應(yīng)用地層學(xué)與沉積盆地研究與學(xué)習(xí).Email：w jl12345678@163.com