柴达木盆地北缘古近纪—新近纪古地理演化<sup>*</sup>

李凤杰, 孟立娜, 方朝刚, 李磊, 林洪. (2015)柴达木盆地北缘古近纪—新近纪古地理演化^* [J]. 古地理学报, 14(5): 596-606
Li Fengjie, Meng Lina, Fang Chaogang, Li Lei, Lin Hong. (2015)Palaeogeographic evolution of the Paleogene and Neogenein north margin of Qaidam Basin[J]. Journal Of Palaeogeography, 14(5): 596-606. DOI: 复制到剪切板

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柴达木盆地北缘古近纪—新近纪古地理演化^*

李凤杰, 孟立娜, 方朝刚, 李磊, 林洪

成都理工大学沉积地质研究院,四川成都 610059

第一作者简介李凤杰,男,1972年生,2004年毕业于中国科学院兰州地质研究所,获理学博士学位,现为成都理工大学沉积地质研究院副教授,主要从事沉积学和地层学研究。E-mail:lifengjie72@163.com。

收稿日期:2011-12-07

基金:*国家自然科学基金项目(编号:41172100)和四川省教育厅自然科学重点项目(编号:09ZA007)联合资助

摘要

根据野外露头剖面和岩心观察,钻、录井及测井曲线以及地震等资料,研究了柴达木盆地北缘古近系—新近系的沉积相类型和沉积特征,结果表明该区主要发育冲积扇、扇三角洲、辫状河、辫状河三角洲及湖泊等沉积相类型。柴达木盆地北缘的沉积时空展布受盆地基底的构造格架及阿尔金山斜坡带生长逆冲断裂系、北缘逆冲断层和古隆起的联合作用,沉积体系具有多样性。冷湖地区受逆冲断层作用,发育了冲积扇—扇三角洲—湖泊沉积体系;马海—南八仙地区则受逆冲断层和古隆起的双重控制,发育冲积扇—辫状河—辫状河三角洲—湖泊沉积体系。在沉积相分析的基础上对古地理演化进行了系统分析,为下一步的油气勘探工作提供可靠的地质资料。

关键词: 沉积相; 古地理; 古近纪—新近纪; 柴达木盆地

中图分类号:P521 文献标志码:文章编号:1671-1505(2012)05-0596-11 文章编号:1671-1505(2012)05-0596-11

Palaeogeographic evolution of the Paleogene and Neogenein north margin of Qaidam Basin

Li Fengjie, Meng Lina, Fang Chaogang, Li Lei, Lin Hong

Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,Sichuan

About the first author Li Fengjie,born in 1972,graduated from Lanzhou Institute of Geology,Chinese Academy of Sciences in 2004 with a doctoral degree.He is an associate professor of Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,and is mainly engaged in sedimentary geology and sequence stratigraphy.E-mail: lifengjie72@163.com.

Abstract

Based on description of outcrop section and cores,drilling well and logging and seismic data,the types of sedimentary facies and their characteristics of the Paleogene and Neogene were studied in the north margin of Qaidam Basin.The research showed that alluvial fan,fan delta,braided fluvial,braided fluvial delta and lacustrine facies were developed in the Paleogene and Neogene.The sedimentary spatial-temporal distribution was affected by the structural framework of basin base,the growth thrust faults of altun slope,the thrust fault in the north margin and palaeo-high land,bringing about the sedimentary system with diversity.By the effect of thrust faults and palaeo-high land,alluvial fan,fan delta and lacustrine facies were present in Lenghu-area,and alluvial fan-braid braided river delta were present in Mahai-Nanbaxian area.The systematic analysis about palaeogeographic evolution was achieved based on the sedimentary facies analysis,and more reliable geological information was provided for the further exploration.

Key words: sedimentary facies; palaeogeography; Paleogene and Neogene; Qaidam Basin

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柴达木盆地北缘(简称“ 柴北缘” )位于盆地西北部阿尔金山系和祁连山系交汇处的赛什腾山前, 属柴达木盆地的二级构造单元, 区内构造复杂, 包括鄂博梁、冷湖、南八仙和马海等构造带(图 1)。柴达木盆地的西部、西南部古近系— 新近系均是油气的主要分布区, 其中西部为冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沉积体系组合、西南部为冲积扇— 辫状河— 辫状河三角洲— 湖泊沉积体系组合(金振奎等, 2002; 吴因业等, 2003; 党玉琪等, 2004; 李军等, 2005; 董文举等, 2008; 易定红等, 2008)。而对柴达木盆地北缘的沉积相认识存在较大分歧:刘伟等(2008)利用地震相分析, 认为该区主要为河流— 三角洲— 湖泊为主, 局部为冲积扇— 河流— 湖泊沉积; 而青海油田(1998)^①（① 青海局勘探开发研究院．1998．青海石油管理局一九九八年勘探部署报告．内部资料．）认为该区主要为冲积扇— 辫状河— 辫状河三角洲— 湖泊沉积体系; 赵澄林等(1998)^②（② 赵澄林, 张亚庆, 赵伦, 等．1998．柴达木盆地第三系沉积相特征及储盖层研究．内部资料, 29– 138．）和王鹏等(2001)也认为柴北缘地区第三系自下干柴沟组至下油砂山组沉积相类型主要以滨— 浅湖砂坝亚相和湖泊三角洲相为主, 而非河流相和泛滥平原相; 赵加凡等(2004)认为柴北缘地区第三系沉积相类型为洪积相— 冲积平原相— 滨湖相, 洪积相和滨湖相带最宽, 冲积平原相较窄, 三角洲发育局限。金振奎等(2006)通过对柴达木盆地北缘结绿素— 红山地区古新统至中新统沉积相的分析, 认为该区古新世— 始新世发育冲积扇— 辫状河— 湖泊沉积体系, 渐新世— 中新世发育辫状河— 湖泊沉积体系。对柴达木盆地北缘古近系— 新近系的沉积相认识上的差别, 必然对该区的油气勘探影响较大。近几年来, 随着该区油气勘探的不断深入和重大突破, 对沉积相的重新认识成为目前极为迫切的任务。本次研究以野外剖面和钻井岩心详细观察为重点, 结合研究区内丰富的测井资料, 深入研究柴达木盆地北缘地区沉积相的类型、发育及分布规律, 以期对柴达木盆地北缘古近系— 新近系的沉积相有更加全面的认识, 对该区的油气勘探起指导作用。

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	图1 柴达木盆地北缘构造带分布及研究区位置Fig.1 Tectonic units in north margin of Qaidam Basin and location of study area

柴达木盆地北缘古近系— 新近系发育齐全, 自下而上划分为路乐河组(E₁₊₂)、下干柴沟组下段( $\begin{matrix} E_{3}^{1} \end{matrix}$ )和下干柴沟组上段( $\begin{matrix} E_{3}^{2} \end{matrix}$ )、上干柴沟组(N₁)、下油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{1} \end{matrix}$ )上油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{2} \end{matrix}$ )和狮子沟组( $\begin{matrix} N_{2}^{3} \end{matrix}$ )共7个组。古近系的路乐河组(E₁₊₂)及下干柴沟组上段( $\begin{matrix} E_{3}^{2} \end{matrix}$ )为湖盆扩张期, 上干柴沟组(N₁)湖泊扩张到最大, 随后的下油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{1} \end{matrix}$ )至狮子沟组( $\begin{matrix} N_{2}^{3} \end{matrix}$ )为湖盆的萎缩、消亡期(赵加凡等, 2004)。

1 沉积相类型的识别

在对冷湖四号、鄂博梁、路乐河剖面和20余口钻井岩心观察的基础上, 重点对冷湖地区的冷湖四号和路乐河2条剖面(图 1)进行野外实测, 综合柴北缘古近系— 新近系的岩石类型与组合、岩石结构与粒度资料、沉积构造以及测井曲线等特征, 进行沉积相识别。

1.1 岩石学特征

柴北缘古近系— 新近系的岩石类型主要包括砾岩、含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩。

1.1.1 砾岩

颜色以灰色、棕褐色为主, 少量棕红色、红褐色。成分以石英岩、变质岩为主, 其次为花岗岩, 是组成冲积扇和扇三角洲的主要岩石类型。在靠近山前带多为次棱角状(图 2-1)、杂基支撑(图 2-1), 泥石流发育, 见于路乐河剖面狮子沟组( $\begin{matrix} N_{2}^{3} \end{matrix}$ ); 在远离老山物源区, 圆度变好, 多呈次圆状, 颗粒支撑(图 2-2)。砾岩可呈透镜体状存在于砂岩中(图 2-2), 是扇三角洲扇中亚相的主要沉积特点, 发育于冷湖四号构造剖面上油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{2} \end{matrix}$ )。

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	图2 柴北缘古近系— 新近系野外露头照片Fig.2 Photographs of outcrop of the Paleogene and Neogene in north margin of Qaidam Basin

1.1.2 砂岩

1)含砾粗砂岩。主要呈灰色、棕色、红褐色、棕褐色及灰褐色。以中、粗粒砂岩为主, 成分以石英和岩屑为主。砾石粒径一般2~5, mm, 大者15~20, mm, 多呈次棱角状— 次圆状, 分选差。发育中型斜层理及平行层理(图 2-3; 图3-1), 发育于辫状河三角洲、冲积扇和扇三角洲相。

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	图3 柴北缘古近系— 新近系岩心照片Fig.3 Photographs of core of the Paleogene and Neogene in north margin of Qaidam Basin

2)中砂岩— 细砂岩:颜色主要以灰色、棕色、棕红色和棕褐色为主, 少量褐色、灰褐色及黄褐色(图 2-4, 2-5, 2-6; 图3-2)。可见块状层理(图 2-5)、板状和楔状交错层理(图 2-4, 2-6; 图3-2)、沙纹层理、平行层理(图 3-1), 是组成柴北缘古近系— 新近系各种沉积相的主要岩性。

3)粉砂岩:多为灰色、深灰色、棕褐色及褐色(图 3-3, 3-4)。发育小型楔状交错层理、沙纹层理、浪成交错层理、变形层理(图 3-3, 3-4)以及滑塌变形(图 3-6)等沉积构造, 是组成浅湖砂坝、辫状河和三角洲的主要岩石类型。

1.1.3 泥岩

以灰色、褐色、灰紫色— 灰黄色为主, 呈薄层状, 发育水平层理等。发育于浅湖相(图 2-6, 2-7)、三角洲和辫状河河道间(图 2-8)微相。

1.2 沉积构造标志

1)层理构造。柴北缘古近系— 新近系主要发育块状层理、板状交错层理(图 2-2)、楔状交错层理(图 2-4; 图3-2)等, 其发育在辫状河、三角洲分流河道等沉积环境中; 平行层理(图 3-1)主要见于分流河道沉积微相中。浪成沙纹层理通常出现在湖相三角洲前缘和浅湖砂坝沉积环境, 水平层理(图 2-6, 2-7)主要在滨浅湖相和河道间微相发育。

2)同生变形构造。同生变形构造常出现在具有一定沉积坡度且堆积速度较快的粉、细砂岩与泥岩互层组合中, 是识别三角洲前缘的重要标志。研究区可见包卷层理(图 3-3)、滑塌构造(图 3-6)和泄水构造(图 3-4)。这些沉积构造常发育在三角洲前缘环境中。

3)生物成因构造。生物潜穴和生物扰动构造常是滨浅湖相沉积环境重要指相标志, 生物潜穴的形态多样, 常具生物扰动由强变弱或由弱变强的韵律(图 3-5), 偶尔可见生物觅食遗迹等。

1.3 测井相特征

测井相与沉积环境和沉积物之间有着密切的关系(杨平等, 2003), 不同的测井曲线特征反映的岩性组合及沉积相也不同。通过对柴北缘古近系— 新近系测井曲线分析, 发现马海— 南八仙地区砂体的自然伽马和自然电位曲线均呈明显的箱型特征, 而且齿化不明显(图 4), 反映砂体杂基含量低、分选好的特点; 冷湖地区砂体自然伽马曲线呈箱型, 但是特征不明显, 而且齿化程度高, 自然电位曲线呈钟形(图 5), 反映砂体杂基含量高、分选差的特点。

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	图4 柴达木盆地北缘马海地区马北101井剖面结构图Fig.4 Texture map of Well Mabei 101 in Mahai area, north margin of Qaidam Basin

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	图5 柴达木盆地北缘冷湖地区鄂2井剖面结构图Fig.5 Texture map of Well Er 2 in Lenghu area, north margin of Qaidam Basin

1.4 地震相特征

柴北缘钻井主要集中在研究区的北部, 而且不同构造带钻井数量也存在差别, 需要借助地震剖面资料对钻井缺乏的地区进行沉积相分析, 以研究区域上的分布特征。研究中从地震剖面内部反射结构和反射同相轴的振幅与连续性等对陆相盆地沉积相较敏感的地震参数出发, 在柴北缘古近系— 新近系的地震反射剖面上识别出平行连续强振幅相、平行连续中弱振幅相等共7种类型的地震相, 各地震相的区域分布、层位, 以及所反映的沉积相类型见表1。需要特别指出的是, 杂乱相是柴北缘最为发育的一种地震相类型, 在各个组段皆广泛分布。根据其所处的位置可分为2种情况:(1)位于盆地北缘山前近物源处, 因该处冲积扇发育, 砂、砾岩快速堆积层理性差而形成杂乱反射; (2)构造隆起处如鄂博梁Ⅱ 号、鄂博梁Ⅲ 号、葫芦山、冷湖构造带等, 由于受后期逆冲作用, 在构造部位形成倾角大的陡直地层, 难以形成有效反射。

表1 柴达木盆地北缘古近系— 新近系主要地震相类型 Table1 Main types of seismic facies of the Paleogene and Neogene in north margin of Qaidam Basin

地震相类型	区域分布位置	分布层段	沉积相
平行连续强振幅相	西北部	$\begin{matrix} E_{3}^{2} \end{matrix}$	滨浅湖相
平行连续中弱振幅相	不同层位分布位置不定	$\begin{matrix} N_{2}^{3} \end{matrix}$ 、 $\begin{matrix} N_{2}^{2} \end{matrix}$ 、 $\begin{matrix} N_{2}^{1} \end{matrix}$ 、 N₁、 $\begin{matrix} E_{3}^{2} \end{matrix}$	扇三角洲平原— 前缘、滨浅湖
平行较连续中弱振幅相	不同层位分布位置不定	N₁、 $\begin{matrix} E_{3}^{1} \end{matrix}$	扇三角洲平原— 前缘、滨浅湖
亚平行连续中弱振幅相	不同层位分布位置不定	全部层段	扇三角洲平原— 前缘
亚平行连续弱振幅相	东北部	$\begin{matrix} N_{2}^{2} \end{matrix}$	扇三角洲前缘
亚平行较连续中弱振幅相	东部马海地区	N₁	辫状河
杂乱相	北部、中部	全部层段	不具指相意义

表1 柴达木盆地北缘古近系— 新近系主要地震相类型 Table1 Main types of seismic facies of the Paleogene and Neogene in north margin of Qaidam Basin

2 沉积相类型划分

通过建立的沉积相识别标志, 对沉积相类型进行了识别与划分, 柴达木盆地北缘古近系— 新近系主要发育冲积扇相、扇三角洲相、辫状河相、辫状河三角洲相及湖泊相等类型。其中冷湖和南八仙两地区沉积相之间存在明显的差异:冷湖地区发育冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沉积体系, 而南八仙地区则为冲积扇— 辫状河— 辫状河三角洲— 湖泊沉积体系, 两者以南八仙— 马海西北部的滨浅湖为界(图 6)。

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	图6 柴达木盆地北缘古近系— 新近系沉积相对比剖面Fig.6 Correlation profile of sedimentary facies of the Paleogene and Neogene in north margin of Qaidam Basin

柴北缘沉积体系存在差异的原因在于:西北部受阿尔金山和北部的赛什腾山两大物源的控制。阿尔金斜坡地带存在的大型生长逆冲断裂系控制着冲积扇— 扇三角洲的发育(赵加凡等, 2004), 在古近纪— 新近纪是一个挤压量平缓增加、构造幅度逐渐缓慢增大的时期(周建勋等, 2003), 其中在晚始新统下干柴沟组上段( $\begin{matrix} E_{3}^{2} \end{matrix}$ )是一个相对强烈的挤压时期, 具有较高的挤压速率, 挤压带主要为南冲叠瓦状逆冲断层及相关褶皱。

挤压必然造成赛什腾山风化产物向南部的湖盆中快速堆积, 形成粒度粗、分选较差的冲积扇— 扇三角洲沉积。南八仙— 马海地区受绿梁山物源的控制。虽然该区同样受南冲叠瓦状逆冲断层的影响(周建勋等, 2003), 但是该区断裂的规模明显小于冷湖地区。同时始新世南八仙— 马海地区为一古隆起, 该古隆起的存在对逆冲断层起到了一定的抵消作用, 其结果导致南八仙— 马海地区不但未接受沉积, 而且使得该区远离绿梁山物源区, 沉积物搬运的距离大于冷湖地区, 沉积物的堆积速率、磨圆和分选等都好于冷湖地区(李凤杰等, 2009)。

3 岩相古地理演化

3.1 地震相分布特征

柴北缘地形呈东北高西南低的特点, 古近系— 新近系的地震相分布近似为4个NWW向的条带:东南边靠近老山区是杂乱相带; 昆特依凹陷、赛什腾凹陷为亚平行较连续中弱振幅相带; 葫芦山、鄂博梁Ⅱ 号、Ⅲ 号至冷湖六号、冷湖七号到北陵丘一带为杂乱相带; 一里坪、鸭湖地区为平行连续相带。其中上干柴沟组的地震相分布见图7-a:赛什腾山前与驼南1井区组成的区域, 马海镇以北的小区域, 鄂博梁Ⅰ 号到葫芦山一带, 冷湖至陡深2井, 至南八仙延至东参4井, 直到大红沟地区为长条带杂乱相, 这种杂乱大多是由于后期构造运动造成的杂乱, 所以很难进行沉积相的解释; 鄂博梁Ⅰ 号以东、葫芦山以北、冷湖以西的区域为平行较连续中弱振幅相带, 对应解释为扇三角洲平原— 扇三角洲前缘; 马海地区为亚平行较连续弱振幅相带, 对应解释为辫状河沉积环境; 冷湖至陡深2井西北、南八仙以北、驼南1井以南的区域, 以及鄂2井— 鸭参3井— 南深1井以南为平行连续中弱振幅相带, 对应解释为滨浅湖相沉积环境。

3.2 古近纪— 新近纪古地理演化

3.2.1 路乐河期古地理特征

路乐河期为盆地初始下沉期。伴随着柴达木盆地周缘山系的隆升, 在柴北缘地区形成一套岩性和厚度均变化大的粗碎屑岩沉积。冷湖地区发育冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沉积体系(图 7-b), 靠近山前为粗碎屑的冲积扇沉积, 向盆地中部碎屑粒度逐渐变细, 并过渡为扇三角洲前缘— 湖泊沉积。马海— 南八仙地区发育一套冲积扇— 辫状河— 辫状河三角洲— 湖泊沉积体系, 马东1井— 马北1井一带在该时期为古隆起高地, 缺少沉积。古隆起周围的沉积区, 靠近山前为粗碎屑沉积, 发育带状冲积扇沉积, 向南演变为条带状辫状河沉积。研究区的中部和西南部沉积物粒度较细, 为一套湖相泥岩与泥质粉砂岩, 广泛发育滨浅湖沉积, 其中仙3井— 北1井一带为浅湖砂坝砂体沉积区; 西南部旱2井区为水体较深的半深湖区。

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	图7 柴达木盆地北缘古近纪— 新近纪古地理分布图Fig.7 Palaeogeography map of the Paleogene and Neogene in north margin of Qaidam Basin

3.2.2 下干柴沟组下段沉积时期古地理特征

该期湖盆继续稳定下沉, 湖盆水体逐渐扩张, 沉积物较路乐河组地层粒度变细, 冲积扇萎缩, 水下沉积区域扩大(图 7-c)。冷湖地区的冲积扇较路乐河期萎缩严重, 仅发育在西段的赛什腾山前一带, 湖岸线向北东方向退缩, 扇三角洲前缘更为发育, 在冷86井西部的扇三角洲平原区内分布面积不大的洪泛湖沉积。马海— 南八仙地区的冲积扇零星分布, 辫状河和辫状河三角洲沉积成为主要的砂体发育环境。滨浅湖相沉积范围较路乐河期分布更加广泛。

3.2.3 下干柴沟组上段沉积时期古地理特征

该期湖盆继续稳定下沉, 湖盆水体扩张, 沉积物较下干柴沟组下段沉积时期粒度变细, 水下沉积区域仍在扩大(图 7-d)。冲积扇已经退出研究区, 湖岸线向北东方向退缩, 扇三角洲前缘更为发育, 冷湖地区的扇三角洲发育在西段的赛什腾山前。马海— 南八仙地区的冲积扇零星分布, 辫状河和辫状河三角洲沉积成为主要的砂体发育环境。滨浅湖相沉积范围较下干柴沟组下段沉积时期分布更加广泛, 仙3井、北1井和东参4井区为浅湖砂坝沉积区。

3.2.4 上干柴沟期古地理特征

湖盆在该时期扩张到最大, 平面上水上沉积范围较下干柴沟组上段沉积时期更窄(图 7-e), 三角洲沉积和河流沉积总体呈细条带状。冷湖地区以扇三角洲平原和前缘沉积为主, 扇三角洲平原沿赛什腾山前自西向东呈条带状分布, 平原内冷87井东侧发育面积较大的洪泛湖沉积, 扇三角洲前缘从牛参1井— 鄂3井— 葫2井— 驼南1井自西向东呈裙带状分布在三角洲平原前, 湖域范围较下干柴沟组上段地层扩大, 湖岸线继续向北东方向迁移。马海— 南八仙地区仅在园丘地区园丘1井一带发育粗粒碎屑的冲积扇沉积, 马海地区马东1井— 尕丘1井一带以辫状河沉积为主, 马北1以西及南八仙的地区以辫状河三角洲沉积为主, 南八仙以西和南八仙以南地区仍发育大套湖相泥岩沉积, 其中在鄂2井、陡深2井、仙3井、北1井和东参4井区发育浅湖砂坝沉积; 旱2井区及其东部和南部为水体较深的半深湖沉积区。

3.2.5 下油砂山期古地理特征

湖盆开始进入收缩期, 水上平原沉积扩大, 湖岸线较上干柴沟期向盆地迁移(图 7-f)。柴达木盆地北缘冷湖地区冲积扇沿赛什腾山前分段发育, 扇三角洲平原和扇三角洲前缘呈裙带状分布, 扇三角洲前缘线向盆地迁移至陡深2井— 冷七1井一线。马海— 南八仙地区冲积扇主要发育在鱼卡地区和园丘1井以东的地区。马海地区马北1井— 尕丘1井一带的地区发育辫状河沉积, 南八仙、北陵丘、南陵丘以及东陵丘等地区处于辫状河三角洲的沉积环境。在湖盆的中南部发育大面积的滨浅湖沉积, 在鄂2井南部和南深1井区发育浅湖砂坝沉积。

3.2.6 上油砂山期古地理特征

上油砂山期湖盆进一步萎缩, 冲积扇面积扩大。冷湖地区冲积扇沉积区域较下油砂山期扩大, 主要发育在东北部赛什腾山前的潜参2井— 驼南1井— 东台1井一带(图 7-g)。扇三角洲平原和扇三角洲前缘沉积南移至鄂2井— 深87井— 冷七2井一线, 以南发育滨浅湖沉积, 且在葫2井一带水体最深, 发育半深湖沉积。马海— 南八仙地区冲积扇沉积面积也有所扩大, 分布于尕西1井— 鱼一带和尕丘1井— 园丘1井一带。马海地区马北1井— 马东1井一线以东地区发育辫状河沉积, 仙3井— 东参4井一线以西及南八仙部分地区发育辫状河三角洲沉积。在盆地的中南部发育大面积的滨浅湖沉积, 在南深1井区发育浅湖砂坝沉积。

3.2.7 狮子沟期古地理特征

狮子沟期湖盆继续萎缩, 湖岸线整体略向盆地迁移, 湖域范围较下油砂山期窄, 水体深度较浅, 水上沉积较为发育(图 7-h)。冷湖地区冲积扇和扇三角洲更为发育, 扇三角洲与滨浅湖界线位于牛参1井— 陡深2井— 潜西深1井— 冷七1井一带。马海— 南八仙地区冲积扇分布范围较广, 自北至南尕西1井— 马北7井— 尕丘1井— 园丘1井连片发育。马海地区马参1井— 马8井— 红山参1井的地区发育条带状辫状河沉积, 辫状河三角洲沉积区域发育于南八仙地区— 北1井— 参(东)4井一带, 包括南八仙地区和北陵丘地区。鸭参3井一带发育滨浅湖的浅湖砂坝沉积。滨浅湖主要分布于研究区的南部, 半深湖区位于研究区的西南部。

4 古近系— 新近系生储盖组合

柴北缘古近系— 新近系是三角洲— 泛滥平原相的红灰色砂泥岩沉积, 多年勘探证实不具备生油条件, 该区的烃源岩主要中生界侏罗系为主, 并在该区发育侏罗系生油坳陷。侏罗系烃源岩在赛昆断陷直至鱼卡断陷是连片稳定分布的, 侏罗系厚度超过800, m的分布面积达13 600 km², 超过1000, m的分布面积达6000 km²。中、下侏罗统烃源岩的暗色泥岩、油页岩大都达到了中— 好的生油岩标准, 有机质类型以Ⅱ ~Ⅰ ₂型为主, 以冷科1井为例, 侏罗系生油岩厚度超过1000, m, 有机碳含量2.78%~8.26%, 有机质类型为Ⅱ ~Ⅰ ₂型。达到好— 很好的生油岩标准。柴北缘地区侏罗系烃源岩的有机质丰度高、类型与侏罗系厚度密切相关, 昆特依— 冷湖构造带侏罗系厚度大, 其有机质丰度、类型好。侏罗系厚度相对小的赛什腾— 鱼卡一带稍差。

4.1 冷湖构造带生储盖组合

冷湖构造带位于下侏罗统生烃凹陷的主体位置。有利于古近系— 新近系次生油气藏形成的储层和盖层发育层位不一。由于新近纪末期的构造运动幅度由西北向东南逐渐减弱, 因而古近系— 新近系的保存程度自冷湖三号向冷湖六、七号逐渐变好, 储层和盖层发育层位由西北向东南逐渐变新。冷湖三号储集层为下侏罗统砂砾岩, 盖层为路乐河组(E₁₊₂)中上部的扇三角洲平原泥岩; 冷湖四号中北段储集层为路乐河组(E₁₊₂)和下干柴沟组(E₃)扇三角洲辫状河道砂砾岩, 盖层为下干柴沟组(E₃)中部的扇三角洲平原泥岩; 冷湖四号南段和冷湖五号储集层以上干柴沟组(N₁)储集层为主; 冷湖六号、七号构造古近系虽也存在储集层, 但由于埋深大、物性较差, 储集层主要为上干柴沟组(N₁)和下油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{1} \end{matrix}$ )。

4.2 南八仙— 马海地区生储盖组合

南八仙— 马海地区西北侧为赛什腾凹陷东端, 中侏罗统沉积厚度大。古近系— 新近系砂岩储集体十分发育, 成因类型多, 包括下干柴沟组下段( $\begin{matrix} E_{3}^{1} \end{matrix}$ )辫状河道砂砾岩、下干柴沟组上段( $\begin{matrix} E_{3}^{2} \end{matrix}$ )和上干柴沟组(N₁)三角洲分流河道砂岩、滨浅湖砂坝; 下油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{1} \end{matrix}$ )和上油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{2} \end{matrix}$ )在冲积平原背景上发育的河道砂岩等。盖层为各层位中发育的泥岩、泥质岩, 可形成区域盖层, 因此该区具有良好的生储盖组合。

4.3 鄂博梁— 葫芦山构造带生储盖组合

该构造带存在下侏罗统湖相和湖沼相烃源岩, 储层和盖层在古近系各层均有发育, 可形成多套储盖组合。但由于离源区较远, 除路乐河组(E₁₊₂)底部发育辫状河道以外, 其余各组岩性均较细, 以小型河道和滨浅湖砂坝砂为主。中新统中, 葫深1井揭示上干柴沟组(N₁)至下油砂山组( $\begin{matrix} N_{2}^{1} \end{matrix}$ )以一套滨湖相棕灰色砂质泥岩为主, 可形成良好盖层。

5 结论

柴北缘沉积的时空展布受盆地基底的构造格架及阿尔金山斜坡带生长逆冲断裂系、北缘逆冲断层和古隆起的联合作用, 控制着柴北缘物源方向, 决定了沉积体系的多样性。冷湖地区受逆冲断层作用, 沉积物堆积快速, 发育了冲积扇— 扇三角洲— 湖泊的沉积体系; 马海— 南八仙地区则受逆冲断层和古隆起的双重控制, 发育冲积扇— 辫状河— 辫状河三角洲— 湖泊沉积体系。

该区主要的烃源岩为中生界侏罗系, 古近系— 新近系主要发育储集层和盖层, 其与下部侏罗系烃源岩配置, 形成良好的生储盖组合。

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献

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2004

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党玉琪, 尹成明, 赵东升. 2004. 柴达木盆地西部地区古近纪与新近纪沉积相[J]. 古地理学报, 6(3): 297-306.

The Neogene and Paleogene sedimentary facies and microfacies inwestern Qaidam Basin were divided into seven types as follows: pluvial，subaqueous alluvial fan，fluvial channels and flood plain，shorelake，shallow lake，relativelydeep lake and delta based on well data of logging，lithology and testing analyses.Types and distribution of sedimentary facies are divided into three zones: (1) pluvialalluvial fanfan deltafluvial channels and flood plainlake facies in the steep zone of western Altun mountain front; (2) pluvialalluvial fanlake facies in the steep zone ofmiddle Altun Mountain front; (3) pluvialfluvial channels and flood plaindelta in the zone of Kunlun Mountain frontSedimentary facies not only influence composition and textureof clastic rock，but also porosity and permeability and hydrocarbon accumulation of clastic rockThe content of stable quartz and cement increases，the content of fragment and matrix decreases from pluvial，subaqueous alluvial fan，fluvial channels and flood plain，delta to lake facies，the sorting and roundness of grain get better and better，size ofgrain gets finer and finerPorosity and permeability of fluvial and delta clastic rocks are best in the shallowburied strata of the west Qaidam BasinIn the deeplyburied strata，porosity and permeability of deltaic clastic rocks are the best，those of alluvialclastic rocks are the second，and those of lacustrine clastic rocks are the worstHydrocarbon accumulation is richest in fluvial and deltaic clastic rocks，and is relatively poor in the deeplyburied strata

1 University of Petroleum Beijing 102249 2 Qinghai Oilfield Company Dunhuang 736202 Gansu

利用数十口井的电性、岩性及分析化验资料，将柴达木盆地西部地区古近纪与新近纪沉积相划分为七种相和亚相：洪积锥、水下冲积扇、河道和泛滥平原、滨湖、浅湖、较深湖和三角洲。沉积相的空间展布概括起来分为三大带：（1）阿尔金山前西段陡坡带洪积锥-水下冲积扇-扇三角洲-河道和泛滥平原-湖相 (2)阿尔金山前中段陡坡带洪积锥-水下冲积扇-湖相；（3）昆仑山前洪积锥-河道和泛滥平原-三角洲相。沉积相不仅影响着碎屑岩的成分和结构，而且也影响其物性与含油性。由洪积锥到水下冲积扇，到河道和泛滥平原，到三角洲，到湖相，石英和胶结物含量逐渐升高，岩屑和杂基含量逐渐降低，分选及磨圆变好，颗粒的粒级变细。浅层以河道和泛滥平原及三角洲相的物性最好，深层以三角洲相的物性最好，次为冲积扇，湖相最差。碎屑岩的油气富集以河道、泛滥平原和三角洲相最好，滨浅湖相油气富集最差。

... 党玉琪等,2004 ...

2008

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董文举, 张道伟, 邵毅, 等. 2008. 柴达木盆地红柳泉地区下干柴沟组E₃¹Ⅰ和E₃¹Ⅱ砂层组沉积微相及沉积演化研究[J]. 天然气地球科学, 19(1): 111-115.

By the observation and description of field geological profiles and cores, sand is divided into four members in the Lower Ganchaigou Formation (E 1 3 ) in the Hongliuquan area of the Qaidam basin. This paper analyzes the sand members I and Ⅱ. Through integrating sedimentary microfacies of the profile as well as content and distribution of the microfacies sandstone, ichnographies of the sedimentary microfacies in the area are protracted. Based on the analysis of electrical characteristics of the sedimentary facies, the pattern recognition of the sedimentary microfacies and the analysis of single-well facies, the sedimentary succession and the model of sedimentary evolution are established. The results show that subaqueous channel sandbodies and sheet sandbodies of deltafront are well developed in the sand members I and Ⅱof the Lower Ganchaigou Formation. Through the study of sedimentary microfacies and evolution, favorable reservoir facies are found in the area, consequently providing a geological foundation for progressive exploration in the oilfield.

（1 Key Laboratory of Gas Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China;  2.Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Research Institute of Explorationand Development, Qinghai Oilfield Company, PetroChina, Dunhuang 636202, China; 4. Northwest Branch,  Research Institute of Petroleum Exploration & Development, PetroChina, Lanzhou 730020, China）

柴达木盆地红柳泉地区下干柴沟组E 1 3 可划分出4个砂层组,在对下干柴沟组E 1 3 Ⅰ和E 1 3 Ⅱ砂层组岩心的观察描述和沉积相的电性特征分析基础上,研究了这2个砂层组的沉积微相,并根据微相模式识别和单井相分析，建立了沉积序列和沉积演化模式,并结合剖面沉积微相和砂岩含量和分布,绘制了E 1 3 Ⅰ和E 1 3 Ⅱ砂层组的沉积微相平面图,结果表明,红柳泉地区下干柴沟组E 1 3 Ⅰ和E 1 3 Ⅱ砂层组发育有三角洲前缘水下河道砂体,前缘席状砂体也有较好的好育,二者均是储集砂体发育的有利相带。 

... 董文举等,2008 ...

2006

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2002

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金振奎, 张响响, 邹元荣, 等. 2002. 青海砂西油田古近系下干柴沟组下部沉积相定量研究[J]. 古地理学报, 4(4): 99-107.

Now in the development of oilfields, it is far from enough to determine only the sedimentary facies of sandbodies, and the width, length and other parameters of the sandbodies should be predicted precisely.—This is quantitative study of sedimentary facies referred to in this paper. On the basis of drilling data and fine division and correlation of strata, quantitative study was made on the sedimentary facies of the lower member of Lower Tertiary Xiaganchaigou Formation of Shaxi Oilfield, Qinghai Province. The lower member of the Ganchaigou Formation consists of clastic rocks, about 250m thick. It is divided into four oil-containing formation sets, i.e. I, II, III and IV. Formation set IV is deposited in delta plain environments of a braided river delta, and formation sets I, II and III are deposited in delta plain environments of a meandering river delta. In the delta plain of the braided river delta, sandbodies are mainly deposited in distributary channels. These sandbodies are wide ribbons in shape and SW-NE in trend. They are commonly 1200-3000m wide and 5-10m thick. Their width/thickness is commonly 200-280. In the delta plain of the meandering river delta, sandbodies are mainly deposited in distributary channels. These sandbodies are narrow ribbons in shape. They are commonly 400-700m wide and 3-6m thick. Their width/thickness is commonly 80-110. Sandbodies of the braided delta plain are wider and thicker than those of meandering delta plain. This is because frequent shifting of braided distributary channels leads to lateral combining and vertical superimposing of sandbodies. Due to diffenrent width of sandbodies of different facies, inter-well distance of development wells should be different for braided delta plain and meandering delta plain.

Department of Geosciences, University of Petroleum, Beijing 102249

随着油田开发难度的加大，开发中仅仅把储集砂体的沉积相类型确定下来是远远不够的，还要求准确地预测砂体的宽度、长度等定量参数，这就是本文所指的沉积相定量研究。本文根据大量钻井资料，在地层精细划分对比的基础上，对青海砂西油田E31辫状河三角洲平原和曲流河三角洲平原进行了定量研究，确定了分流河道砂体的宽度、宽/厚比等参数。研究表明，本区辫状河三角洲平原的分流河道砂体宽多为 1200-3000m，厚多为5-10m，宽/厚比200-280。曲流河三角洲平原的分流河道砂体宽多为 400-700m，厚多为3-6m，宽/厚比80-110。辫状分流河道砂体比曲流分流河道砂体普遍宽、厚是由于辫状分流河道频繁摆动改道引起砂体的横向拼合和垂向叠置所致。这种河道可称复合河道。利用“厚度中心法”可区分复合河道与单河道。由于不同沉积相的砂体宽度不同，在油田开发中井网部署方案应该不同。

... 湖泊沉积体系组合(金振奎等,2002 ...

2009

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李凤杰, 刘琪, 刘殿鹤, 等. 2009. 柴达木盆地北缘下干柴沟组储集层特征及影响因素分析[J]. 天然气地球科学, 20(1): 44-49.

By means of detailed study about the lithology, pore type, physical property and diagenesis of Paleogene Low\|Ganchaigou Formation reservoir in the north edge of Qaidam Basin, this paper confirms that Low-Ganchaigou Formation reservoir sandstones consist of arkose, lithic arkose and arkose rock fragment sandstone, and the cement is carbonates. The reservoir sandstones have low compositional maturity and medium textural maturity. The development extent of pore and the accumulation property have apparent deviation in different tectonic belts. Both the development extent of pore and the accumulation property in Mahai-Nanbaxiang area are best, and produced mainly primary intergranular pores. The reservoir has high porosity and middle permeability. The development extent of pore is very good to good and the accumulation property is good in Lenghu tectonic belt, and produced mainly primary intergranular pores. The reservoir has mid-low porosity and mid\|ow permeability. Reservoir porosity and accumulation property are relatively very poor in Eboliang tectonic belt, and merely has a few relict intergranular pores and secondary solution pores, and the reservoir has extremely low porosity and extremely low permeability. The rock component of sandstone reservoir and diagenesis are the main factors which control the reservoir property of Paleogene in the north edge of Qaidam Basin. The diagenesis mainly contains compaction and cementation. Carbonate cementation and clay encrustation have constructive and devastating effects to reservoir property.

(1. Institute of Sedimentary Geology, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059，China； 2. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Qinghai Oilfield, Dunhuang 736202, China )

通过对柴达木盆地北缘古近系下干柴沟组储层岩石学、孔隙类型、物性特征和成岩作用等的研究，指出下干柴沟组储层主要由长石砂岩、岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩组成，胶结物为碳酸盐；储层砂岩的成分成熟度普遍较低，结构成熟度中等—较差；不同构造带上孔隙的发育程度和储集性能存在着明显的差异，马海—南八仙地区孔隙最发育、储集性能最好，孔隙类型以原生粒间孔为主，发育中高孔—中高渗储层，冷湖构造带孔隙发育—较发育、储集性能较好，孔隙类型以原生粒间孔为主，发育中低孔—中低渗储层，鄂博梁构造带储层孔隙相对最不发育、储集性能很差，仅发育少许残余粒间孔和次生溶孔，发育特低孔特低渗储层。认为控制研究区储层性能的主要因素为储层的岩石成分和成岩作用，成岩作用主要有压实作用和胶结作用，而碳酸盐胶结和绿泥石粘土膜对储集性能的改造具有建设性和破坏性双重作用。

... 马海地区不但未接受沉积,而且使得该区远离绿梁山物源区,沉积物搬运的距离大于冷湖地区,沉积物的堆积速率、磨圆和分选等都好于冷湖地区(李凤杰等,2009) ...

2005

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... 李军等,2005 ...

2008

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刘伟, 闫林, 顾家裕, 等. 2008. 柴达木盆地西部古近系与新近系的地震相[J]. 天然气工业, 28(5): 35-38.

PaleogeneNeogene in the Qaidam basin can be divided into 7 level Ⅲ sequences based on the seismic reflections terminal relations and geological background in Tertiary Period. According to internal reflection texture and external geometric configuration, there are 7 seismic facies identified, with the help of amplitude and continuity, on the PaleogeneNeogene seismic reflection profile of studying area including parallel sheet seismic facies, subparallel wave seismic facies, progradational reflection facies, filling facies, hummocky facies, lens seismic facies and wedged facies. The distribution and evolution of seismic facies are controlled by evolution of depositional system and the seismic facies interpretation bounded by logging and drilling data can show the evolution of ancient depositional system in the western Qaidam basin again.

1.PetroChina Exploration and Development Research Institute; 2.North China Branch of CNPC Orient Geophysical Exploration Co., Ltd.

根据地震反射终止关系，结合柴达木盆地第三纪的地质背景，可以将该盆地古近系与新近系划分为7个三级层序。从内部反射结构和外部几何形态出发，再辅之以振幅、连续性等参数，在研究区的古近系与新近系地震反射剖面上可以识别出７种地震相，分别是平行席状地震相、亚平行波状地震相、前积地震相、充填地震相、丘状地震相、透镜状地震相和发散地震相。地震相的分布和演化受沉积体系演化的控制，在测井和钻井资料约束下的地震相解释能够重现柴达木盆地西部地区沉积体系的演化。

2001

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2003

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吴因业, 靳久强, 李永铁, 等. 2003. 柴达木盆地西部古近系湖侵体系域及相关储集体[J]. 古地理学报, 5(2): 232-243.

Based on core observation, thin section and SEM analysis and seismic interpretation of the Paleogene in western Qaidam basin, the study on sequence stratigraphy and forecast of subtle oil reservoirs of the Paleogene was completed. The basement structural framework and large deep faults in different locations and related palaeogeography and climate controlled distribution of sedimentary facies. The basin tectonics controlled sedimentary evolution obviously. Multiple unconformities led to multiple clastic sediment supplies to the basin, but the supply was not sufficient to fill up the basin. Continuous existence of accomodation space led to well-developed lacustrine transgressive system tracts(LTST). During deposition of lacustrine transgressive systems tracts, the oil reservoirs and pools related to LTST were easily formed in the Paleogene of western Qaidam basin, which included delta front sandstone updip wedging-out lithologic pools, carbonate fissure pools, deep-lake turbidite pools, subtle pools near to sequence boundary and composite subtle pools controlled by structure and fault.

1Research Institute of Petroleum Exploration and Development Beijing 100083 2Qinghai oilfields Company, Dunhuang 735000 Gansu

基于对柴西地区钻孔岩心、显微镜下矿物组成和特征的观察、地震测线的处理和解释、地质和地球物理资料及其它资料的综合分析，完成了柴达木盆地柴西古近系层序地层学与隐蔽油气藏预测研究。柴达木盆地基底的构造格架及不同位置发育的深大断裂及其所决定的古地理与古气候等条件共同控制了沉积相带在时空上的展布。湖盆构造演化对沉积演化有明显的控制作用。多个不整合层序界面发育多期碎屑物质供给，但沉积物供给并不充分。可容空间持续存在，导致湖侵体系域十分发育。在湖侵体系域发育期间，柴达木盆地西部古近系易于形成与湖侵体系域相关的油气储集体及油气藏：三角洲前缘砂体上倾尖灭岩性油气藏、湖相碳酸盐岩裂缝性油气藏、深湖浊积砂岩透镜体隐蔽油气藏、层序界面控制的隐蔽油气藏以及构造断层控制的复合隐蔽油气藏。

... 吴因业等,2003 ...

2003

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杨平, 陈晔, 刘泽纯. 2003. 柴达木盆地自然伽马曲线在古气候及沉积环境研究中的应用[J]. 古地理学报, 5(1): 94-102.

Inversion of climate and paleoenvironment using gamma ray (GR) log is being highlighted and improved increasingly in the world. Application of inversing paleoclimate change before 2.85 Ma has been succeeded in Quaternary in Qaidam basin. This paper shows gamma ray log is an important parameter for paleoclimate research, making an analysis of paleoclimate and paleosedimentary environment combining gamma ray log with sporopollen data and other geological data from two wells in Quaternary Qaidam Basin. Both Value sizes of GR and dry/wet changes of paleoclimate have internally related to the depth of dipositional water body. Quick/slow variations of frequency and amplitude of GR log show relatively active and stable characteristics of sedimentary environment. For this, specific analysis to an evolution of sedimentary environment from the two wells was made. Integrating paleoclimate with sedimentary environment, abnormal varying of GR curve is of a special implication in sedimentary facy. Variations on tectonic -paleogeography background could change the corresponding relation which is characterized as a general regularity by a synchronization of the GR log value-increasved, the paleoclimate-wetting, and the depositional water-deepen. Therefore, information of researching a paleogeography development can be presented, enriching a geological implication of GR log investigation further. This demonstrates GR log is a significant indicator in studying of the Jurassic paeoclimate and paleoenviroment.

①Research Institute of Exploration and Production, PetroChina Qinghai Oilfield Company , Dunhuang, 736202 Gansu ②Coastal and Quaternary Institute of Geography School,Nanjing Normal University， Nanjing 210097，Jiangsu

应用自然伽玛测井（GR）曲线反演古气候和古环境的方法在国际上逐渐得到重视并取得了进展，柴达木盆地第四纪应用其反演2.85Ma B.P来的古气候变化也取得了成功。本文以柴达木盆地侏罗系冷科1井和雨33井自然伽玛曲线并结合孢粉等地质资料进行了古气候与沉积环境分析，证明GR曲线是有价值的古气候研究参数。GR值的大小及古气候的干湿变化和沉积水体的深浅变化均有内在联系，GR曲线振幅与频率的变化快慢反映出沉积环境动荡与稳定的相对特征，据此对两口井的沉积环境演变作了具体分析。结合古气候与沉积环境综合分析，GR曲线的异常波动还具有特殊的指相意义。GR值增大-古气候加湿-沉积水体加深的同步表现特征是一般性规律，构造-古地理背景的变动可改变这一对应关系，因而提供了研究古地理演变的信息，进一步丰富了GR曲线研究的地质涵义。说明在侏罗纪古气候和古环境研究上，GR曲线是一有价值的参考指标。

... 3 测井相特征测井相与沉积环境和沉积物之间有着密切的关系(杨平等,2003),不同的测井曲线特征反映的岩性组合及沉积相也不同 ...

2008

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... 易定红等,2008) ...

2004

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... 古近系的路乐河组(E₁₊₂)及下干柴沟组上段( E32)为湖盆扩张期,上干柴沟组(N₁)湖泊扩张到最大,随后的下油砂山组( N21)至狮子沟组( N23)为湖盆的萎缩、消亡期(赵加凡等,2004) ...

... 扇三角洲的发育(赵加凡等,2004),在古近纪#cod#x02014 ...

2003

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... 新近纪是一个挤压量平缓增加、构造幅度逐渐缓慢增大的时期(周建勋等,2003),其中在晚始新统下干柴沟组上段( E32)是一个相对强烈的挤压时期,具有较高的挤压速率,挤压带主要为南冲叠瓦状逆冲断层及相关褶皱 ...

... 虽然该区同样受南冲叠瓦状逆冲断层的影响(周建勋等,2003),但是该区断裂的规模明显小于冷湖地区 ...

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