准噶尔盆地阜康凹陷侏罗系石树沟群古气候分析

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　　摘  要：通过野外地质露头及盆地内钻井岩心的微量元素和重矿物等分析，明确了准噶尔盆地侏罗系石树沟群古气候条件。头屯河组气候相对西山窑组沉积期已经开始向干旱气候演化，主要为半干旱气候，到齐古组沉积期气候出现明显变化，主要为干旱气候，湖平面明显萎缩。其中微量元素比值Rb/Sr（0.44～1.14）和Sr/Cu（1.38～16.9）指示半干旱-干旱气候，而且呈现逐渐增加的趋势;重矿物头一段以黄铁矿为主，反映水体发育的还原环境，头二和头三段砂岩重矿物则以褐铁矿和绿帘石为主，以浅水-暴露氧化环境为主。古气候分析结果表明，准噶尔盆地头屯河组一段以湖泊三角洲沉积体系为主，三角洲砂体是主要储集体，头屯河组二段至齐古组以干旱环境下季节性河流沉积为主，河道砂岩是主要儲集体。
　　关键词：古气候  石树沟群  侏罗系  准噶尔盆地
　　中图分类号：P618.13                               文献标识码：A                           文章编号：1672-3791（2019）03（c）-0075-03
　　阜康凹陷位于准噶尔盆地中央坳陷带[1]，南邻博格达山，北接白家海凸起，东邻北三台凸起，是一个自古生代至今的持续凹陷区，区内在石炭系基底之上发育了近万米巨厚沉积盖层，是准噶尔盆地重要的生烃凹陷，目前已在侏罗系、白垩系发现了油气藏（见图1）。特别是近几年侏罗系石树沟群油气勘探取得一系列重大发现[2-3]，在阜康凹陷及其东斜坡带多口井获得高产工业油气流，中石油及中石化累计发现近亿吨优质稀油储量，取得了巨大的经济效益。目前对于石树沟群在阜康凹陷的沉积环境及演化过程研究还存在一定争议，特别是在中晚侏罗世地层微体古生物化石稀少的情况下，笔者从古气候条件分析入手，综合利用野外地质露头、盆内钻井资料，在微量元素及重矿物分析的基础上，对中晚侏罗世头屯河期至齐古期的古气候条件进行了分析，为该地区古沉积环境及有利储油砂体的预测提供重要借鉴[4-8]。
　　1  野外地质露头分析
　　准噶尔盆地南缘硫磺沟头屯河组建组剖面观察研究显示，头屯底部主要为辫状河沉积，砂地比较高，表现为砂包泥，发育大学板状和槽状交错层理，冲刷面明显;头屯河组中部相对于底部砂地比减小，表现为砂泥互层，仍发育有大-中型板状交错层序，可见砂岩透镜体;头屯河组上部砂地比进一步减小，表现为泥包砂，砂岩透镜体较发育，可见板状和槽状交错层理，泥岩颜色多为浅灰色或棕褐色。上覆的齐古组为一套明显的红层，主要为紫红色泥岩和棕褐色砂岩，表现为泥包砂。因此，该剖面表明头屯河组到齐古组沉积期古气候逐渐由潮湿变得干旱，物源供给减弱。
　　博格达山前（天池）三工河剖面观察研究表明，头屯河组为主要为一套约200m杂色砾岩，总体颜色主要为棕褐色和浅灰色。头屯河组顶部的齐古组则为一套红层，主要为紫红色泥岩和灰褐色砂岩，气候明显变干旱，物源供给减弱。野外剖面和岩心特征显示地层颜色从还原色向氧化色变化，并整体偏氧化色。
　　2  微量元素分析
　　通古生物（孢粉）、微量元素和重矿物等分析表明，头屯河组气候相对西山窑组沉积期已经开始向干旱气候演化，主要为半干旱气候，到齐古组沉积期气候出现明显变化，主要为干旱气候，湖平面明显萎缩（见图1）。微量元素比值Rb/Sr （0.44～1.14）和 Sr/Cu （1.38～16.9）指示半干旱-干旱气候，而且呈现逐渐增加的趋势显示从半干旱到干旱的气候变化（见表1）。另外，Sr/Ba（0.34～0.62）指示湖泊水为半咸水，符合干旱气候条件（见表1）。U/Th（0.1～0.48）和V/C（0.43～2.59）显示偏氧化的沉积环境也显示湖水相对较浅且湖平面范围逐渐减小（见表1）。
　　3  重矿物分析
　　董1井头一段砂岩重矿物以黄铁矿为主，说明头一段时董1井区水体相对较深，以还原环境为主，沉积物源以火山岩为主。董1井头二和头三段砂岩重矿物则以褐铁矿和绿帘石为主，重矿物特征表明头二和头三段沉积期水体以氧化环境为主，符合湖水变浅和气候变干旱的特征。另外董101井重矿物中褐铁矿相对含量逐渐增大，表明氧化环境的增强，进一步证明半干旱-干旱的古气候变化（见图2、图3）。
　　4  结论
　　通过对准噶尔盆地阜康凹陷钻井岩心及其周缘野外地质露头的微量元素及重矿物分析表明，头屯河组到齐古组沉积期古气候逐渐由半干旱向干旱转变，其中齐古组气候明显变得干旱;头屯河组一段以湖泊三角洲沉积体系为主，三角洲砂体是油气主要储集体，头屯河组二段至齐古组以干旱环境下季节性河流沉积为主，河道砂体是油气主要储集体。
　　参考文献
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