高志勇, 石雨昕, 冯佳睿, 周川闽. (2021). 砾石在分析盆地物源区迁移与湖岸线演化中的作用* [J]. 古地理学报, 23(3): 507-524.
Gao Zhi-Yong, Shi Yu-Xin, Feng Jia-Rui, Zhou Chuan-Min. (2021). Role of gravel in analysis on migration of source area and lake shorelines in lacustrine basin[J]. Journal Of Palaeogeography, 23(3): 507-524.   
Doi: 10.7605/gdlxb.2021.03.035
Permissions
Copyright©2021, 《古地理学报》编辑部
版权所有.《古地理学报》编辑部
砾石在分析盆地物源区迁移与湖岸线演化中的作用*
高志勇1,2, 石雨昕1,2, 冯佳睿1,2, 周川闽1,2
1 中国石油勘探开发研究院实验研究中心,北京 100083
2 提高石油采收率国家重点实验室(中国石油勘探开发研究院),北京 100083

第一作者简介 高志勇,男,1974年生,高级工程师,主要从事沉积学与油气储层地质学研究。E-mail: gzybox@163.com。

收稿日期:2020-06-28 修回日期:2020-11-25
基金资助:*国家科技重大专项(编号: 2016ZX05003-001)和中国石油股份公司课题(编号: 2019B-0505)联合资助
摘要

中国中西部盆地的盆山结合部位,勘探程度较低、钻井少、地震成像复杂,致使利用传统的地震相、测井相、岩心资料等研究原型盆地岩相古地理特征较为困难。基于露头中巨厚砾岩发育层段对应盆地内储集层平面展布范围最广这一认识,运用“将今论古”方法,建立南天山前现代冲积扇、扇三角洲平原、河流等沉积体系中砾石与搬运距离关系,以及不同沉积相类型中砾石发育产状与湖岸线远近关系,定量计算了准噶尔盆地多条重点剖面侏罗系—白垩系现今位置与沉积物源区和湖岸线演化的距离,恢复了侏罗纪—白垩纪物源区范围与湖岸线演化过程。认为侏罗纪—早白垩世砂砾岩储集体向盆地内延伸范围最大时期的湖岸线,明显与现今盆地边缘线有一向西北方向敞开的夹角,该认识对在编制岩相古地理图过程中以盆地边缘线即为湖岸线的观念提出了不同见解,为恢复准南等低勘探程度区原型盆地的岩相古地理特征、预测有利储集体的展布提供参数依据。建立的刻画物源区变化和湖岸线迁移的定量评价方法与参数,是对传统沉积学研究的有益补充。

关键词: 砾石; 从源到汇; 物源区; 湖岸线迁移; 侏罗纪—白垩纪; 准噶尔盆地南缘
中图分类号:P588.2 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2021)03-0507-18
Role of gravel in analysis on migration of source area and lake shorelines in lacustrine basin
Gao Zhi-Yong1,2, Shi Yu-Xin1,2, Feng Jia-Rui1,2, Zhou Chuan-Min1,2
1 Petroleum Geology Research and Laboratory Center,PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Beijing 100083,China
2 State Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery,PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Beijing 100083,China

About the first author Gao Zhi-Yong,born in 1974,is a senior engineer of Research Institute of Petroleum Exploration and Development,PetroChina. He is engaged in research on sedimentology and reservoir geology. E-mail: gzybox@163.com.

Fund:National Science and Technology Major Project of China(No.2016ZX05003-001)and Project of PetroChina(No.2019B-0505)
Abstract

Low-resolution drilling and seismic imaging in the low-exploration area of the orogenic-basinal regions in the central and western parts of China is complicated. It is difficult to use traditional seismic facies, logging facies or core data to study the palaeogeographic features of the archetypal basin. We established the relationship both between gravel and transport distance, and between gravel development and shoreline migration in the pre-modern alluvial fan, fan delta plain, river and other sedimentary facies. The distance between several outcrops and shorelines from Jurassic to Cretaceous in the Junggar Basin was quantitatively calculated. The evolution process of source area and shorelines of the Junggar Basin in Jurassic to Cretaceous was reconstructed. The palaeogeographic features of the sedimentary archetypes of the basin in the lower-resolution exploration area of the southern and other regions are predicted to provide the basis for predicting the distribution range of the favorable reservoir. The establishment of the delineation of the source area and the quantitative evaluation parameters of the shorelines migration are an important and beneficial supplement for the innovation of traditional sedimentology.

Key words: gravels; source to sink; source area; lake shoreline migration; Jurassic-Cretaceous; south margin of Junggar Basin

在陆相沉积盆地中, 砾岩主要分布在盆地边缘, 分布区域较为局限(余素玉, 1984)。一般情况下, 盆地边缘发育巨厚的砾岩层段, 相应的向盆地内延伸则有厚层的砂砾岩、砂岩等存在。万静萍等(1989)统计了酒西盆地多口钻井中砂砾岩厚度, 认为砂砾岩厚度与搬运距离呈指数关系并由盆缘向盆地内延伸。可见, 砾石成分可直接反映物源区的母岩成分(刘宝珺和曾允孚, 1984; 李忠等, 2004), 砾石粒度的大小反映了距物源区的距离。前人对砾岩的岩石学特征、沉积环境、砾岩与构造运动关系(何开华, 1988; 曾宜君等, 2004; 林秀斌等, 2009; Gao et al., 2009; 程成等, 2012; 李小陪等, 2013), 以及反映沉积物源区迁移(张庆云和田德利, 1986; 高志勇等, 2015, 2016a, 2016b)等方面开展了大量研究。

湖岸线附近有利于岩性地层油气藏的发育(卫平生等, 2007), 古湖岸线控制着砂体和油气的分布范围(姜在兴和刘晖, 2010)。前人就现代和古代的湖岸线迁移做了较多研究, 裘善文等(1988)对湖岸周边5期沙堤及古土壤的研究后认为, 兴凯湖在5万多年的时间里北岸线有3次大的变迁, 向后退了15.5 km; 纪友亮等(2005)对东濮凹陷沙河街组沙三段沉积期单层盐岩的厚度研究来确定湖平面下降最小值, 盐岩沉积时期的湖岸线与正常湖岸线相距较远; 杨克文等(2009)认为划分出三角洲平原和三角洲前缘十分重要, 两者之间的分界线就是湖岸线; 姜在兴和刘晖(2010)认为可利用地貌特征进行古湖岸线识别; 刘启亮等(2011)运用铁元素地球化学特征, 并结合辫状河三角洲平原和前缘在岩性、粒度、沉积构造、生物化石等方面的特征, 确定湖岸线位置; 高志勇等(2019a)通过建立现代扇三角洲砾石径与沉积搬运距离关系、砾石径与湖岸线位置变化, 恢复了准噶尔盆地西北缘百口泉组沉积时期的湖岸线迁移特征。

准噶尔盆地南缘(简称准南)深层下组合(中生界)勘探程度低, 野外剖面展示出侏罗系砂体分布厚度大、面积广、储集性好(林潼等, 2013)等特征。准南中段乌奎背斜带侏罗系埋深达6000~7000 m, 由于揭示侏罗系深层的钻井非常少, 地震成像复杂、多解性强(李本亮等, 2011; 管树巍等, 2012), 造成传统的利用地震相、测井相、岩心资料等研究沉积相并预测砂体展布范围较为困难, 严重制约了准南深层的油气勘探。在低勘探程度区, 探寻深部中生界油气地质特征, 若能够找到较准确反映物源区变化、湖岸线迁移的定量评价参数, 可为原型盆地岩相古地理恢复、预测有利储集体展布范围提供技术支撑。作者注意到, 在准南侏罗系— 白垩系野外剖面中, 以砂砾岩和泥岩互层沉积为主(况军等, 2014; 高志勇等, 2016a, 2016b), 厚层的砂砾岩发育层段, 对应着向湖盆方向沉积更广泛的储集体范围。基于上述思考, 可采用“ 将今论古” 的方法, 通过分析天山前现代沉积相及定量评价砾石参数特征, 建立现代冲积扇、扇三角洲平原、河流等沉积体砾石与搬运距离关系式, 应用于准南侏罗系— 白垩系野外露头中的沉积相、平均砾石径与沉积搬运距离关系等对比, 形成判断沉积物源区与湖岸线的地质参数, 力求恢复准南等低勘探程度区原型盆地的岩相古地理特征, 为预测有利储集体的展布范围提供参数依据。

1 砾石粒度及与沉积搬运距离关系

为了测量砾石排列的方位及其形状变化, 给每个砾石设立3个互相垂直的轴, 每一个砾石延长的最大距离为长轴(a轴), 另一轴为短轴(c轴), 再就是中轴(b轴)(吴磊伯, 1957; 吴磊伯等, 1958)。砾石的粒度是通过测量每个砾石a轴(长径)、b轴(中径)和c轴(短径)的长度, 然后进行计算和统计而得的, 其中的平均砾径 d-, 是首先计算出各砾轴的平均砾径 d-a, d-b, d-c, 再计算等体积球径而得出的, 即 d　-= d　-a·d　-b·d　-c3(李应运和方邺森, 1963; 朱大岗等, 2002)。砾石平均中值粒径d50, 即d50= da50·db50·dc503, 其中da50、db50、dc50分别在a轴(长径)、b轴(中径)和c轴(短径)累积频率曲线上求出。无论是平均砾径( d　-), 还是中值砾径(d50), 以靠山近源的最大, 中间次之, 前缘最小(朱大岗等, 2002)。砾石的扁度和球度(吴磊伯和沈淑敏, 1962)是根据实地测量砾石a轴、b轴、c轴的长度计算求得, 其中扁度F=(a+b)/2c, 球度B= abc/a3。

砾石大小的变化与水流的速度和流程有密切关系, 如果水流的速度加大, 则砾石大小混杂, 粒度平均数亦随之增加。当水流的速度减小, 由于巨砾常不能搬动, 砾石大小比较接近一致, 粒度平均数相对减小(吴磊伯等, 1958)。通过大量野外观察, 无论是在物源区的山间河流, 沉积区的冲积平原河流、冲积扇(扇三角洲)辫状河道等河道内、坝体表面, 牵引流作用下砾石粒径的大小向下游有明显变小趋势, 国内外学者在此方面开展了大量研究。

吴锡浩和钱方(1964)对川江徐家沱— 金刚沱河段现代河床砾石的研究, 以及张庆云和田德利(1986)对吉林省洮儿河研究后指出, 砾石一般显示有规则的排列, 扁平面正对水流方向, 流速越大, 扁平面倾角也越大。砾石长轴方向大致与水流方向垂直, 具有向河岸两侧倾斜的趋势, 倾角在10° ~15° 。砾石间泥砂及小砾石充填, 也是在砾石沉积后水流平缓流动时嵌入的, 一定程度上反映了因不同岩性的比重不同而产生的水流重力分选作用的结果。万静萍等(1989)认为沉积物的粒度分布与陆源区物质的性质、风化作用、沉积物搬运时颗粒的磨蚀、溶蚀、搬运和沉积时的分选作用、河道梯度及水的流量有关。对于较大颗粒(从砾石到极粗砂), 较软的岩石或矿物以及坡降较陡的河流来说, 机械磨蚀及水的流量是重要因素。Nicola(2002)通过对意大利Piave River砾石沉积特征及向下游砾石中值粒径、分选系数等变化特征研究, 认为砾石的磨损与分选作用控制了向下游砾石粒径的变化, 且分选作用更加重要。Michael(2008)通过对美国加利福尼亚北部含沙量低的Sacramento River砂砾质沉积物中值粒径与沉积搬运距离关系研究后认为, 从河口溯源至上游230~400 km范围内, 河道内砾石与砂质混杂堆积, 至230 km左右处全部转换为砂质沉积, 可见河道内砾石转化为砂质沉积物是逐步完成的, 而辫状坝上砾石则在200~240 km的范围内快速转变为砂质沉积。二者沉积特征的差异, 受控于不均匀以及低含量的沉积物供给与河道底部坡降梯度差异。Gale 等(2019)对斐济的Sabeto River砾石沉积特征及向下游砾石中值粒径、分选系数等变化特征研究, 认为砾石的磨损与分选作用控制了下游砾石粒径的变化, 且分选作用更加重要, 磨损使砾石粒径变小的作用相对弱。

国外学者针对冲积扇与河流等沉积相砾石粒径(中值粒径D50等)向下游变细及其与搬运距离的关系等方面做了较多研究(Paola et al., 1992a, 1992b; Robinson and Slingerland, 1998; Hoey and Bluck, 1999; Alexander et al., 2011; Gale et al., 2019), 并建立了如下较为经典的关系式:

Dx=D0e-αx(1)

其中, D0— 所观测的最初的砾石粒径(mm); α — 砾石粒径变细的指数(km-1); x— 是向下游砾石搬运距离; Dx— 搬运距离为X时的砾石粒径(mm)。

国内在此方面的工作开展较少, 万静萍等(1987, 1989)测量了大量砾石直径, 利用砾石的平均砾径( d　-)随搬运距离增加而成指数减少的关系, 建立了河西走廊昌马盆地、花海盆地及酒西盆地中3个现代冲积扇扇根、扇端的平均砾径( d　-)与搬运距离关系式, 计算砾石的搬运距离:

L=69.7-26.3lnd　–(2)

其中, L— 砾石搬运距离(km); d　-— 平均砾径(cm)。

2 现代沉积砾石与物源区和湖岸线的关系

采用“ 将今论古” 的方法分析现代沉积的砾石与物源区和湖岸线的关系, 研究区的选取至关重要。本次研究的准噶尔盆地南缘主体西起乌苏, 东至乌鲁木齐— 阜康一线, 东西长约300 km, 南北宽约100 km, 面积可达3× 104 km2左右(林潼等, 2013)。考察现今新疆天山南北地区发育大量现代冲积扇与河流等沉积, 只有位于焉耆盆地的博斯腾湖及其周缘发育冲积扇、扇三角洲、河流— 三角洲、沼泽、滨浅湖及滩坝等多类型沉积体。焉耆盆地是天山主脉与其支脉之间的中生代断陷盆地, 东西长170 km, 南北宽80 km, 面积约13 000 km2。博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖, 东西长约55 km, 南北宽约25 km, 水域面积大于800 km2, 其周缘发育了开都河及其三角洲、黄水沟冲积扇、马兰红山扇三角洲、湖相滩坝、风成沙丘等多类型沉积体(石雨昕等, 2017, 2019; 高志勇等, 2019a, 2019b)(图 1)。从多类型沉积相发育特征、物源区碎屑组分以及工作容易开展等多方面来看, 是现今陆相湖盆沉积特征与天山南北古代沉积体类比的理想场所(图 1)。

图 1 新疆博斯腾湖周缘多种类型现代沉积体系展布(底图来自美国陆地卫星Landsat 8, 2016年8月)Fig.1 Different sedimentary systems in the adjacent areas of Bosteng Lake(base map from America Landsat-8 MSS, Aug. 2016)

依据前人提出的测量砾石粒度的方法(吴磊伯, 1957; 吴磊伯等, 1958; 吴磊伯和沈淑敏, 1962), 对分布于博斯腾湖北缘有持续物源供给的黄水沟冲积扇辫状河道内、马兰红山扇三角洲平原分流河道内、开都河山间河段— 辫状河段— 曲流河段河道内的砾石, 开展了砾石a轴(长径)、b轴(中径)和c轴(短径)的长度和砾石排列分布的倾向与倾角的测量工作。在此3种沉积相类型中, 沿物源区— 沉积区下游河道设置了多个考察点, 在每个考察点根据砾石沉积特征的不同, 选取多个测量点, 每个测量点面积都大于1 m2并随机选取多于100个砾石进行测量。在获得大量数据基础上, 主要选取平均砾径 d　-, 建立其与沉积搬运距离关系式。计算每个砾石的平均砾径 d　-, 首先计算出各砾轴的平均砾径 d　-a, d　-b, d　-c, 再计算等体积球径而得出的, 即 d　-= d　-a·d　-b·d　-c3(李应运和方邺森, 1963; 朱大岗等, 2002)。

通常情况下, 在冲积扇、扇三角洲甚至河流相沉积中有较多重力流等事件沉积发育, 笔者为了建立物源区与湖泊沉积区的联系, 选取的砾石主要分布在河道内(含辫状坝), 即明显的牵引流为主要作用下的砾石, 这样建立的平均砾径 d　-与沉积搬运距离之间的关系符合从源到汇的地质条件。

2.1 冲积扇相砾石沉积与物源区关系

位于博斯腾湖西北缘的黄水沟发源于天山中部的天格尔山南坡, 为雨雪混合型河流(魏光辉, 2015; 石雨昕等, 2019; 高志勇等, 2019b), 自和静县城北218国道黄水沟收费站向南流出山口, 出山口以上河流长110 km, 流域面积为4311 km2, 多年平均径流量为2.87× 108m3。黄水沟出山口后形成复合冲积扇, 扇体长约18 km, 宽约19 km, 扇中部有新近系安吉然组沉积的弱固结扇体抬升并出露, 现今多期冲积扇前积(高志勇等, 2019b)(图 1)。通过分析冲积扇辫状河道内砾石成分, 测量砾径, 计算砾石的球度、扁度及平均砾径并与沉积搬运距离进行对比可知, 平均砾径由黄水沟收费站北10 km山间河段的15.63 cm, 减小至冲积扇端的平均5.48 cm, 沉积搬运距离为28.8 km, 平均砾径减少了65%左右, 并向下游逐步演化为以沙质沉积为主。对平均砾径变化值与沉积搬运距离进行了数据拟合, 建立了黄水沟复合冲积扇辫状河道内的平均砾径变化与沉积搬运距离关系式(高志勇等, 2019b):

S=-25.52ln(d　-)+71.747(3)

其中, S为砾石沉积搬运距离(km); d　-为平均砾径(cm); 公式中的系数-25.52反映了平均砾径纵向变化的速率, S与 d　-呈负相关关系, 公式(3)为定量分析冲积扇辫状河道内砾石沉积变化提供了重要的分析参数(高志勇等, 2019b)(图 2)。

图 2 现代河流、冲积扇及扇三角洲的平均砾径与沉积搬运距离关系图Fig.2 Relationship between average diameter of gravel and transporting distance of gravel in modern river and alluvial fan and fan delta

2.2 扇三角洲相砾石沉积与物源区、湖岸线关系

2.2.1 马兰红山扇三角洲平均砾径( d　-)变化与物源区、湖岸线关系

位于博斯腾湖北缘的茶汗通古河(乌什塔拉河), 发源于哈依都他乌山系南麓冰川区, 以降水补给为主、冰川冰雪融化水补给为辅的河流。茶汗通古河全长80.0 km, 出山口以上河流长50.0 km(薛刚, 2011), 集水面积1017 km2, 出山口以下河流长约30 km, 最终流入博斯腾湖, 形成马兰红山扇三角洲沉积(图 1)。沿乌什塔拉乡公路向北进入山间盆地, 山间盆地内茶汗通古河辫状河道带宽约130 m, 河道内发育砾石与沙质沉积, 植被较发育, 砾石粗大, 磨圆较好, 呈次棱角状— 次圆状(图 3-a, 3-b)。砾石成分较多, 以花岗岩、花岗斑岩为主, 少量脉石英、变质岩等(表 1)。通过分析物源区和扇三角洲平原辫状河道内砾石成分, 测量砾石径, 计算砾石的球度、扁度及平均砾径并与沉积搬运距离进行对比(表 1)可知, 砾径由上游山间河段平均为30.34 cm, 减小至近湖区扇三角洲平原远端的3.83 cm, 沉积搬运距离为32.09 km, 平均砾径减少了87%左右, 并向下游逐步演化为以沙质沉积为主。对表 1中平均砾径变化值与沉积搬运距离进行了数据拟合, 建立了如马兰红山扇三角洲平原辫状河道内的平均砾径变化与沉积搬运距离关系式:

S=-12.55ln(d　-)+50.426(4)

图 3 博斯腾湖北缘马兰红山扇三角洲平原砂砾质沉积特征
a— 山间盆地内辫状河沉积, 向里上游; b— 山间盆地内辫状河大量粗大砾石沉积, 左侧上游; c— 出山口石桥处扇三角洲平原辫状河道及辫状坝沉积, 向里上游; d— 石桥处扇三角洲平原辫状河道内砾石沉积, 砾石主要倾向于右侧上游方向; e— 高速路桥南扇三角洲平原辫状河道沉积, 向里上游; f— 高速路桥南辫状河道内砂砾质正韵律沉积, 左侧上游; g— 机场路附近扇三角洲平原辫状河道沉积, 砾径变小, 砂质沉积增多显著, 向里上游; h— 机场路附近多期辫状河道砂砾质冲刷侵蚀, 砾径减小明显, 大量砂质沉积, 右侧上游; i— 沙井子村西扇三角洲平原辫状河道砂砾质沉积, 河道下切很弱, 大量砂质沉积, 向里上游; j-沙井子村西辫状河道内砾径减小明显Fig.3 Sedimentary characteristics of Malan Hongshan fan delta plain in the north adjacent area of Bosteng Lake

表 1 博斯腾湖北缘马兰红山扇三角洲砾石沉积特征及搬运距离关系数据 Table1 Relationship about sediment characteristic and transporting distance of gravels of fan and fan delta in Malan Hongshan of the north adjacent areas of Bosteng Lake

其中, S为砾石沉积搬运距离(km); d　-为平均砾径(cm); 公式中的系数-12.55反映了平均砾径纵向变化的速率, S与 d　-呈负相关关系, 公式(4)为定量分析扇三角洲平原辫状河道中砾石沉积变化提供重要的分析参数(图 2)。

2.2.2 马兰红山扇三角洲表面降低梯度

如图 1所示, 对博斯腾湖北缘的现代扇三角洲沉积体系表面多个实际测量点的海拔高度、以前一测量点为基准的直线距离进行了测量, 并计算出沉积体表面降低梯度, 即沉积体表面每延伸1 km所降低的高度差(Cornel and Janok, 2006)。如表 2所示, 马兰红山扇三角洲平原由红山山间盆地至出山口扇根、高速桥南扇三角洲平原辫状河道、金沙滩西北的风成沙丘直至金沙滩扇三角洲与湖交互区, 梯度值分别为0.043 108 3、0.016、0.004 018及0.000 837。依据沉积体表面降低的梯度值(表 2), 编制了梯度值与沉积距离关系图(图 4), 由图 4及表 2可知, 位于博斯腾湖北缘的马兰红山扇三角洲沉积体梯度值较高, 沉积坡度由2.5° 降低至0.05° 。其西部的黄水沟冲积扇沉积体梯度值较低, 沉积坡度范围是0.58° ~0.76° (高志勇等, 2019b)。位于博斯腾湖西北缘的开都河河流三角洲沉积体梯度值最低, 沉积坡度由0.39° 降低至0.02° (石雨昕等, 2017)。由此可见在博斯腾湖北缘, 由西向东的河流三角洲相— 冲积扇相— 扇三角洲相的沉积坡度逐步增大。

表 2 博斯腾湖北缘马兰红山扇三角洲沉积表面降低梯度值统计 Table2 Surface reduction gradient statistics in Malan Hongshan fan delta in the north adjacent areas of Bosteng Lake

图 4 博斯腾湖北缘马兰红山扇三角洲平原表面降低的梯度与长度关系Fig.4 Gradient characteristics of Kaidu river and Malan Hongshan fan delta plain in the north adjacent area of Bosteng Lake

2.3 河流相砾石沉积与物源区关系

开都河位于博斯腾湖西北缘, 发源于天山中部的依连哈比尔尕山和蒙尔宾山, 经大山口流出山口后最终注入博斯腾湖, 是博斯腾湖最重要的水源供给河流, 常年流水不断并有大量的砂砾质与泥质供给。开都河由上游的察汗乌苏水电站至入湖口发育有山间河段、辫状河段、曲流河段、顺直河段等4种河型, 以及三角洲平原分流河道(石雨昕等, 2017)。对开都河山间河段— 辫状河段— 曲流河段的砾石沉积特征进行了分析, 测量砾径, 认为由察汗乌苏水电站至军垦大桥北侧砾石搬运距离大于100 km, 平均砾径由60.62 cm, 减小至1.02 cm, 减少了90%以上, 并逐步演化为以沙质沉积为主。砾石成分中脉石英砾石、凝灰岩砾石增多, 粉细砂岩砾石减少。对平均砾径变化值与沉积搬运距离进行了数据拟合, 建立了如开都河此种由山间河段— 辫状河段— 曲流河段的平均砾径变化与沉积搬运距离关系式(石雨昕等, 2017):

S=-27.16ln(d　-)+110.62(5)

其中, S为砾石沉积搬运距离(km); d　-为平均砾径(cm); 公式中的系数-27.16反映了平均砾径纵向变化的速率, S与 d　-呈负相关关系(石雨昕等, 2017)(图 2)。

3 准噶尔盆地侏罗系— 白垩系地质剖面砾石特征

准南侏罗系分布广泛, 昌吉一带最厚, 由此向东西方向逐渐减薄(邓胜徽等, 2010; 况军等, 2014)。笔者对准南郝家沟— 头屯河、呼图壁河、玛纳斯河红沟及安集海河等剖面的侏罗系— 白垩系各组主要砾岩发育段的砾石成分和砾石径进行了分析与测量。同时, 对阜康县三工河剖面、西北缘吐孜阿克内沟剖面侏罗系— 白垩系各组砾石成分和砾石径等进行了资料整理总结。

3.1 郝家沟— 头屯河剖面

剖面位于乌鲁木齐市西南约40 km处。下侏罗统八道湾组底部砂砾岩呈灰白色、灰绿色与下伏郝家沟组颜色较深的砂砾岩区别明显(邓胜徽等, 2010)。八道湾组下段砾岩为灰白色、浅灰绿色中、细砾岩, 单层厚40~80 cm。砾石呈次棱角状、次圆状, 反映了远源沉积搬运特征。中侏罗统西山窑组中上部发育灰色、浅灰绿色砂砾岩, 同样具有远源沉积搬运特征。中侏罗统头屯河组下段发育多套砂砾岩— 泥岩正韵律层, 砾岩厚30~60 cm, 砾石呈次棱角状、次圆状, 下白垩统吐谷鲁群与上侏罗统不整合接触, 吐谷鲁群底部为灰绿色巨厚砂岩夹含砾粗砂岩、砂质砾岩(邓胜徽等, 2010)。砾石成分及砾径详见表 3。

表 3 准噶尔盆地主要野外剖面砾石成分与平均砾径统计 Table3 Characteristics of gravel in different outcrops in Junggar Basin
3.2 呼图壁河剖面

剖面位于呼图壁县城南呼图壁河上游齐古油田西南。中侏罗统西山窑组砾岩主要位于中上部厚层砂岩底部, 属河道底部滞留沉积。砾岩厚35~50 cm, 砾石呈次棱角状— 次圆状。

中侏罗统头屯河组砾岩厚度增大, 一般厚50~130 cm, 砾石呈次棱角状、次圆状。上侏罗统喀拉扎组整体为一套巨厚的砾岩沉积, 褐色及少量灰绿色砾岩的砾石呈棱角状、次棱角状, 沉积搬运距离较近。下白垩统清水河组底部发育灰绿色砾岩, 厚1.5~2.5 m, 砾石呈层状分布。砾石呈棱角状、次棱角状, 属较近沉积搬运距离产物。砾石成分及砾径详见表3(图5)。

3.3 玛纳斯河红沟剖面

剖面北距石河子市约70 km。中侏罗统西山窑组下部为灰黄色、灰绿色砾岩, 厚度较薄, 单层厚25~35 cm, 主要位于厚层状河道砂体底部, 属滞留沉积。中侏罗统头屯河组黄绿色中、细砾岩厚度较薄, 单层厚15~35 cm, 主要位于厚层状河道砂体底部, 属滞留沉积。部分砾石位于槽状交错层理的层理面之上, 厚度较薄, 呈砾石层分布。上侏罗统喀拉扎组发育灰褐色、黄褐色厚层状砾岩, 厚300余米(邓胜徽等, 2010)。下白垩统吐谷鲁群底部发育灰色、灰绿色厚层状砾岩, 砾石成分及砾径详见表3。

3.4 安集海河剖面

剖面位于沙湾县城西南安集海河上游。下侏罗统八道湾组发育厚层砂砾岩与泥粉砂岩互层, 砾岩厚0.5~1.5 m, 呈灰色、灰褐色, 砾石呈层状排列, 呈次棱角状、次圆状。中侏罗统头屯河组中下部发育厚层状砂岩、砂砾岩, 砾岩厚1.2~2.2 m, 呈灰色、灰黄色。砾石呈次棱角状、次圆状, 砾石成分及砾径详见表3。

3.5 阜康县三工河剖面

剖面位于博格达山南麓, 下侏罗统三工河组砾岩呈灰色、黄绿色, 多发育在厚层状砂岩底部, 有呈透镜体状展布(邓胜徽等, 2010)。砾石分选、磨圆较差, 反映了远源沉积的产物(表 3)。中侏罗统西山窑组底部厚层灰色块状砾岩, 砾石分选较差、磨圆一般, 分布具定向性, 底面见冲刷构造。中侏罗统头屯河组底部发育中砾岩、砂岩夹含砾粗砂岩透镜体(邓胜徽等, 2003, 2010)。砾石成分及砾径详见表3。

3.6 西北缘吐孜阿克内沟剖面

西北缘侏罗系总体上较其他地区薄, 总厚度仅数百米, 出露零星, 距克拉玛依市西约5 km的吐孜阿克内沟剖面侏罗系缺失上侏罗统喀拉扎组(邓胜徽等, 2003, 2010)。下侏罗统八道湾组底部灰白色砾岩厚10余米, 砾石分选较差, 呈次圆状。中侏罗统头屯河组为灰绿色砾岩、灰白色含砾粗砂岩、细砂岩夹浅灰绿色泥质细、粉砂岩等(邓胜徽等, 2010)。下白垩统底部为绿灰色砾岩, 砾石分选、磨圆较差。砾石成分及砾径详见表3。

4 恢复的物源区迁移特征
4.1 现代与古代地质条件类比

准南侏罗纪— 早白垩世与现今南天山前博斯腾湖周缘沉积背景条件, 虽然在构造地质背景、气候条件、沉积区面积等方面二者存在差异, 但在砂砾质沉积物、砾石成分、发育的沉积相类型以及推测的沉积坡度等方面具有一定的相似性(表4)。同时, 博斯腾湖周缘的黄水沟、茶汗通古河(乌什塔拉河)、开都河等3条河流自山口流出后, 均无支流汇入, 皆为单一沉积物源供给。所选取测量的砾石主要分布在河道内(含辫状坝), 即明显的牵引流为主作用下的砾石沉积物。因此, 黄水沟冲积扇、马兰红山扇三角洲与开都河河流三角洲平均砾径与沉积搬运距离之间的关系均是在单一物源供给条件下建立的, 符合从源到汇的地质条件。基于古今地质条件的限制, 以及对此工作方法的推广, 开展了准南与博斯腾湖周缘“ 将今论古” 的对比分析研究。

表 4 准噶尔盆地南缘与现今南天山前博斯腾湖周缘沉积背景对比 Table4 Geological setting between southern margin of Junggar Basin and Bosten Lake area
4.2 恢复的准南物源区迁移特征

前人已运用“ 将今论古” 的方法建立了依据拟合公式、沉积相类型、砾岩结构及砾石磨圆度、砾石成分等定量计算砾石沉积搬运距离与物源区和湖岸线关系的原则, 并在库车坳陷和准噶尔盆地西北缘进行了较好应用(高志勇等, 2015, 2019a)。由此, 笔者依据下侏罗统八道湾组— 下白垩统吐谷鲁群底部砾岩的沉积相类型、主要砾石径范围及砾石成分的变化, 对上述剖面各组主要砾岩中砾石的沉积搬运距离进行定量计算。

原则如下: (1) 现代不同沉积相类型的估算公式(3)~公式(5); (2) 沉积相类型, 准南下侏罗统八道湾组砾岩主要为河流、辫状河三角洲沉积, 中侏罗统西山窑组砾岩为河流、三角洲沉积, 头屯河组砾岩主要为河流相沉积, 上侏罗统喀拉扎组砾岩主要为冲积扇沉积, 下白垩统清水河组底部砾岩主要为扇三角洲沉积(表3); (3)砾岩结构及砾石的磨圆度; (4) 砾石的成分, 砾石母岩的硬度与其搬运距离关系较为紧密, 石英颗粒的耐磨性最强, 花岗岩和长石依次减弱, 石灰岩磨损损失最大。

依据上述原则, 计算出了现今多个野外露头下侏罗统八道湾组— 下白垩统清水河组底部砾石沉积时距物源区距离(表 5)。同时考虑到自新近纪(23 Ma)以来, 准南由东向西自三屯河剖面、金钩河— 安集海河剖面、四棵树凹陷剖面平衡恢复计算出构造缩短量分别为37 km、19.5 km和7.2 km(管树巍等, 2007)。也就是说, 现今的头屯河— 郝家沟剖面、呼图壁河剖面、玛纳斯河剖面及安集海河剖面, 与侏罗纪— 白垩纪沉积时相比, 向北移动了37~19.5 km, 故现将此4个剖面向南回推37~19.5 km(图 6, 红色圆点位置)。因此认为, 侏罗纪— 白垩纪准南物源区距离为计算砾石的沉积搬运距离(表 5)与新近纪以来构造缩短量之和。

表 5 准噶尔盆地部分剖面距物源区与距湖岸线距离数据 Table5 Data of distance from the provenance and the shorelines in some outcrops in Junggar Basin

图 6 准噶尔盆地侏罗纪— 白垩纪物源区与湖岸线位置恢复Fig.6 Reconstruction of provenance and shorelines from the Jurassic to Cretaceous in Junggar Basin

由上述分析可知, 下侏罗统八道湾组沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区较近, 计算的现今安集海河剖面所处位置距沉积物源区最远距离为76.91+19.5≈ 96.4(km)(其中19.5 km为构造缩短量), 现今郝家沟— 头屯河剖面所处位置距沉积物源区最远距离为101.68+37≈ 138.7(km)(其中37 km为构造缩短量)。西北缘吐孜阿克内沟剖面现今位置距离物源区最远距离为91.79~48.08 km; 中侏罗统西山窑组沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区较远, 最远距离为100.3(80.8+19.5)~142.9(105.9+37.0) km(含构造缩短量)。推测可能是古环境发生变化, 物源区遭长期风化剥蚀, 山体逐渐变矮、变平, 物源区距离亦发生变化。中侏罗统头屯河组沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区与西山窑组沉积时期变化不大, 最远距离为110.1(90.6+19.5)~108.03~134.5(97.5+37.0) km(含构造缩短量); 上侏罗统喀拉扎组沉积时期, 准南古环境发生较大变化, 随着山体不断隆升, 物源区向北部盆地内迁移(高志勇等, 2015, 2016a), 现今剖面位置距离物源区为63.8(44.3+19.5)~76.4(39.4+37.0) km(含构造缩短量)。由此推测, 现今的喀拉扎组红褐色砾岩(亦称城墙砾岩)当时沉积时规模宏大, 沉积范围宽广, 是重要的储集层发育时期。以上依据砾石径变化和构造缩短量计算的侏罗纪准南物源区演化特征, 与周天琪等(2019)通过重矿物分析提出的准南侏罗纪物源区演化特征较为一致。下白垩统清水河组沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区为55.1(35.6+19.5)~88.3(51.3+37.0) km(含构造缩短量), 甚至更近。西北缘吐孜阿克内沟剖面现今位置距离物源区为45.34~50.43 km(图 6)。

5 恢复的湖岸线迁移特征
5.1 现代湖岸线与沉积物关系

在博斯腾湖北缘沉积物特征与湖岸线距离关系研究中发现, 开都河河流三角洲沉积坡度由0.39° 降低至0.02° 的条件下(石雨昕等, 2017), 开都河河道内沉积物以砾石质为主过渡至以沙质沉积为主的河段处于曲流河上游段, 此处距博斯腾湖岸线约65 km(图 1), 砾石主要为河道内滞留沉积, 平均砾径为1.02~3.33 cm, 开都河为常年流水且砂砾质供给充分的河流; Michael(2008)对美国加利福尼亚北部含沙量低的Sacramento River砂砾质沉积物特征研究后认为, 从河口溯源至上游230~240 km, 河道内砾石和辫状坝内砾石的中值粒径变化成砂质, 河道内砾石沉积物转化为砂质沉积物是逐步完成的, 受控于不均匀的沉积物供给与河道底部坡降梯度差异; 在马兰红山扇三角洲平原沉积中, 沉积坡度由2.5° 降低至0.05° 的条件下, 由出山口的水泥厂至博斯腾湖岸线的距离约为30 km(表 1, 图 1)。表 1中沙井子村西处为茶汗通古河辫状河道内砾石质为主转变为沙质为主河段, 此处至博斯腾湖岸线约为15 km(图 1), 砾石主要为河道内滞留沉积, 平均砾径为3.83 cm。

可见, 物源区沉积物供给充分程度、沉积坡度等因素, 影响了砾质转变为砂质距湖岸线的距离, 即物源供给越充分砾质转变为砂质距湖岸线距离越近, 物源供给量少则砾质转变为砂质距湖岸线距离越远; 沉积坡度越大, 砾质转变为砂质距湖岸线距离越近, 沉积坡度减小, 则砾质转变为砂质距湖岸线距离越远。

5.2 计算的现今剖面位置距湖岸线距离

计算准噶尔盆地沉积剖面距湖岸线距离依据如下: (1)与现代沉积体沉积坡度相近条件下, 河道内砾石质为主转变为沙质沉积为主河段与湖岸线距离。在现代开都河远源河流— 三角洲沉积体系中, 沉积物供给充分条件下, 由砾质沉积转变为沙质沉积为主河段至湖岸线距离约为65 km; 马兰红山扇三角洲平原辫状河道内砾质沉积转变为沙质沉积为主河段至湖岸线距离约为15 km(图 1); (2)砾质沉积转变为沙质沉积为主河段的砾石产状与平均砾径范围。现代开都河远源河流— 三角洲沉积体系中, 砾质转变为沙质沉积为主河段的砾石主要为河道内滞留砾石, 平均砾径为1.02~3.33 cm。马兰红山扇三角洲平原辫状河道内砾质沉积转变为沙质沉积为主河段, 砾石主要为河道内滞留沉积, 平均砾径为3.83 cm; (3)河流出山口距湖岸线距离。现代开都河由大山口出山口至湖岸线距离约为126 km, 马兰红山扇三角洲的茶汗通古河出山口至湖岸线距离约为30 km; (4)古代露头中砾岩所属沉积相、砾石产状及平均砾径等(表 3)。

依据上述原则, 下侏罗统八道湾组、中侏罗统西山窑组— 头屯河组砾岩发育层段在准南地区、西北缘地区以河流三角洲沉积为主, 且沉积物供给较充分, 以厚层状砂砾岩与泥岩互层为主。由于各剖面中的砾岩主要为河道滞留沉积(图 5), 砾岩厚度较薄, 故以平均砾径来计算的八道湾组沉积时期剖面位置距沉积湖岸线为65~70 km(表 5); 西山窑组与头屯河组沉积时期剖面位置距沉积湖岸线为50~65 km。上侏罗统喀拉扎组以冲积扇沉积为主, 下白垩统清水河组底部砾岩发育层段以扇三角洲沉积为主。若以平均砾径来计算, 上侏罗统喀拉扎组冲积扇平均砾径大于八道湾组, 向下游变换为以砂质沉积为主搬运距离至少要60 km。下白垩统清水河组剖面位置距湖岸线10~15 km, 但此为以砂岩沉积为主, 且砾石为河道滞留沉积, 砾岩厚度较薄。若兼顾露头区较大厚度砾岩, 如厚达1~3 m甚至更厚砾岩, 则剖面位置距湖岸线可能要达到20 km以上。故认为上侏罗统喀拉扎组剖面位置距湖岸线约至少60 km, 下白垩统清水河组剖面位置距湖岸线10~20 km。

图 5 准噶尔盆地南缘呼图壁河剖面砾岩宏观沉积特征
a和b— 下白垩统清水河组底部灰绿色砾岩; c和d— 上侏罗统喀拉扎组褐色砾岩; e和f— 中侏罗统头屯河组河道底部滞留沉积砾岩, 图f中冲刷面明显; g和h— 中侏罗统西山窑组河道底部滞留沉积砾岩Fig.5 Sedimentary characteristics of conglomerate in Hutubi outcrop in south adjacent area of Junggar Basin

在此基础上, 同样考虑自新近纪(23 Ma)以来, 准噶尔盆地南缘由东向西自三屯河剖面、金钩河— 安集海河剖面、四棵树凹陷剖面平衡恢复计算出构造缩短量分别为37 km、19.5 km和7.2 km(管树巍等, 2007), 即与侏罗纪— 白垩纪相比, 现今的头屯河— 郝家沟剖面、呼图壁河剖面、玛纳斯河剖面及安集海河剖面, 向北移动了37~19.5 km, 故现将此4剖面向南回推37~19.5 km(图 6, 红色圆点位置)。进而计算的侏罗纪— 白垩纪准噶尔盆地南缘湖岸线位置自东向西也同样向南回推37~19.5 km(图 6, 彩色虚线位置)。

由图 6可知, 恢复的下侏罗统八道湾组、中侏罗统西山窑组与头屯河组、上侏罗统喀拉扎组的砾岩最发育层段, 即砂砾岩储集体向盆地内延伸范围最大时期的湖岸线, 明显的与现今盆地边缘线有一向西北方向敞开的夹角, 表明在准南呼图壁河及其以西地区, 以河流冲积平原、三角洲平原沉积为主, 分流河道与河道间泥质较发育, 砂砾岩储集层的非均质性较强。在呼图壁河及其以东地区, 以三角洲前缘沉积为主, 水下分流河道及沙坝发育, 砂岩储集层分选及物性相对好。该认识对在编制岩相古地理图过程中, 动辄以现今盆地边缘线即为湖岸线的观念提出了不同见解, 为今后岩相古地理图或者沉积相的编制提供了有益借鉴。

5.3 湖平面变化原因分析

由图 6右下角准噶尔盆地中新生代湖平面变化曲线可知, 侏罗系八道湾组— 齐古组沉积时期, 湖平面先大规模上升, 后逐渐下降, 早白垩世早期湖平面下降后, 又持续上升, 直至湖平面上升至中生代范围最大。此湖平面变化趋势与图 6所示的湖岸线逐渐向陆地扩张具有相同的变化特征。

纵观准噶尔盆地中新生代的湖平面升降史, 气候和构造背景控制了湖水位的升降变化: (1)气候因素造成的湖水位升降。气候因素造成的湖水位升降曲线的形态与气候变化曲线的形态相似, 中生代为持续的湖水位上升, 新生代为全面的湖水位下降(王龙樟, 1994, 1995)。卢远征和邓胜徽(2009)通过孢粉分析和沉积岩有机碳同位素分析, 认为准南的气候在侏罗纪之初为炎热潮湿, 比晚三叠世更加炎热而潮湿, 并可与国际对比。房亚男等(2016)认为早— 中侏罗世准噶尔盆地气候温暖潮湿, 植被繁盛。中侏罗世西山窑组沉积时期, 气候条件相较于早侏罗世可能变得相对干旱, 从而导致降水量下降, 湖盆水体减少, 湖泊萎缩。至中侏罗世头屯河组沉积期结束, 气候开始变得干旱(谭程鹏等, 2014), 干旱化在齐古组沉积末期、喀拉扎组沉积前达到顶峰(房亚男等, 2016), 齐古组和喀拉扎组发育红层沉积。晚侏罗世晚期至早白垩世早期古气候转变为温暖潮湿气候, 沉积了下白垩统清水河组原生灰色建造, 早白垩世晚期古气候由温暖潮湿向干旱炎热转变(唐湘飞等, 2018)。(2)由构造因素造成的湖水位升降。早— 中侏罗世天山持续剥蚀去顶, 准南物源区持续后退, 至西山窑组沉积时期, 准噶尔盆地南部边界至少到达中天山地区(房亚男等, 2016), 湖平面开始大规模上升。车莫古隆起及博格达山在晚侏罗世已规模存在, 此时准噶尔盆地基底已开始整体抬升, 天山处于准平原化状态, 湖平面下降明显。早白垩世准南以宽浅湖盆沉积为主, 湖盆沉积范围较晚侏罗世时期扩大, 现今的前陆冲断带和莫索湾凸起开始接受早白垩世沉积。侏罗纪— 早白垩世, 气候变化和盆地内部隆起共同控制了准噶尔盆地可容纳空间的变化(房亚男等, 2016)。

6 结论

1)基于古代露头中砾岩发育层段对应盆地内储集层平面展布范围最广这一认识, 应用“ 将今论古” 的方法, 依据建立的现代与古代平均砾径与沉积搬运距离关系、不同沉积相类型中砾石发育产状与湖岸线远近关系等地质参数比对的方法, 从源到汇定量计算沉积物源区范围与古湖岸线迁移演化的距离参数, 为恢复准噶尔盆地南缘低勘探程度区原型盆地的岩相古地理特征, 预测有利储集体的展布提供依据。

2)预测的下侏罗统八道湾组储集体向盆地内延伸范围最广沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区较近, 最远距离为96.4~138.7 km, 西北缘吐孜阿克内沟剖面现今位置距离物源区最远为91.8~48.1 km。中侏罗统西山窑组储集体向盆地内延伸范围最广沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区较远, 最远距离为100.3~142.9 km; 头屯河组准南的现今剖面位置距离物源区与西山窑组变化不大, 最远距离为108.0~134.5 km。上侏罗统喀拉扎组储集体向盆地内延伸范围最广沉积时期, 山体不断隆升并向盆内迁移, 准南现今剖面位置距离物源区为63.8~76.4 km。下白垩统清水河组储集体向盆地内延伸范围最广沉积时期, 准南现今剖面位置距离物源区为55.1~88.3 km。西北缘吐孜阿克内沟剖面现今位置距离物源区为45.3~50.4 km。

3)准南八道湾组储集体向盆地内延伸范围最广沉积时期, 现今剖面位置距湖岸线自东向西为28~45 km; 西山窑组与头屯河组沉积时期现今剖面位置距湖岸线自东向西最近为13~30 km, 最远为28~45 km; 上侏罗统喀拉扎组现今剖面位置距湖岸线自东向西为23~40 km; 下白垩统清水河组现今剖面位置距湖岸线10~20 km。恢复的侏罗纪— 早白垩世砂砾岩储集体向盆地内延伸范围最大时期的湖岸线, 明显与现今盆地边缘线有一向西北方向敞开的夹角, 该认识对在编制岩相古地理图过程中, 以盆地边缘线即为湖岸线的观念提出了不同见解, 可为今后岩相古地理图或者沉积相图的编制提供有益借鉴。

致谢 参加工作的还有吴昊, 李雯, 翟羿程, 樊小容, 赵雪松, 李小陪, 以及开展野外工作的向导朱利江, 付强等同志。同时, 两位审稿人的意见与建议对文章质量的提升给予了很大帮助, 在此深表谢意!

参考文献
[1] 程成, 任鑫鑫, 王微, 吕靖文, 章媛媛, 李双应. 2012. 野外露头砾石圆度测量方法的探究: 以巢湖二叠系栖霞组为例. 沉积学报, 30(3): 522-529.
[Cheng C, Ren X X, Wang W, Lü J W, Zhang Y Y, Li S Y. 2012. An approach to get gravel roundness data on field outcrops: taking Permian Qixia formation in Chaohu, Anhui Province as an example. Acta Sedimentologica Sinica, 30(3): 522-529] [文内引用:1]
[2] 邓胜徽, 卢远征, 樊茹, 泮燕红, 程显胜, 付国斌, 王启飞, 潘华璋, 沈炎彬, 王亚琼, 张海春, 贾程凯, 段文哲, 方琳浩. 2010. 新疆北部的侏罗系. 合肥: 中国科学技术大学出版社.
[Deng S H, Lu Y Z, Fan R, Pan Y H, Cheng X S, Fu G B, Wang Q F, Pan H Z, Shen Y B, Wang Y Q, Zhang H C, Jia C K, Duan W Z, Fang L H. 2010. The Jurassic System of Northern Xinjiang, China. Hefei: University of Science and Technology of China Press] [文内引用:8]
[3] 邓胜徽, 姚益民, 叶得泉, 陈丕基, 金帆, 张义杰, 许坤, 赵应成, 袁效奇, 张师本. 2003. 中国北方侏罗系(Ⅰ)地层总述. 北京: 石油工业出版社.
[Deng S H, Yao Y M, Ye D Q, Chen P J, Jin F, Zhang Y J, Xu K, Zhao Y C, Yuan X Q, Zhang S B. 2003. Jurassic System in the North of China, Volume Ⅰ, Stratum Introduction. Beijing: Petroleum Industry Press] [文内引用:2]
[4] 方世虎, 贾承造, 宋岩, 徐怀民, 刘楼军. 2005. 准南前陆盆地燕山期构造活动及其成藏意义. 地学前缘, 12(3): 67-76.
[Fang S H, Jia C Z, Song Y, Xu H M, Liu L J. 2005. The tectonism during Yanshan Period in southern Junggar foreland basin and its implications for hydrocarbon accumulation. Earth Science Frontiers, 12(3): 67-76] [文内引用:1]
[5] 房亚男, 吴朝东, 王熠哲, 马健, 周天琪. 2016. 准噶尔盆地南缘中—下侏罗统浅水三角洲类型及其构造和气候指示意义. 中国科学: 技术科学, 46(7): 737-756.
[Fang Y N, Wu C D, Wang Y Z, Ma J, Zhou T Q. 2016. Lower to Middle Jurassic shallow-water delta types in the southern Junggar Basin and implications for the tectonic and climate(in Chinese). Scientia Sinica-Technologica, 46(7): 737-756] [文内引用:4]
[6] 高志勇, 朱如凯, 冯佳睿, 李小陪, 赵雪松, 郭美丽. 2015. 库车坳陷侏罗系—新近系砾岩特征变化及其对天山隆升的响应. 石油与天然气地质, 36(4): 534-544.
[Gao Z Y, Zhu R K, Feng J R, Li X P, Zhao X S, Guo M L. 2015. Relationship between conglomeratic characteristics of Jurassic-Neogene and tectonic uplifting of Tianshan Mountains in Kuqa Depression. Oil and Gas Geology, 36(4): 534-544] [文内引用:3]
[7] 高志勇, 周川闽, 冯佳睿, 吴昊, 李雯. 2016a. 中新生代天山隆升及其南北盆地分异与沉积环境演化. 沉积学报, 34(3): 415-435.
[Gao Z Y, Zhou C M, Feng J R, Wu H, Li W. 2016a. Relationship between the Tianshan Mountains Uplift and depositional environment evolution of the basins in Mesozoic-Cenozoic. Acta Sedimentologica Sinica, 34(3): 415-435] [文内引用:3]
[8] 高志勇, 朱如凯, 冯佳睿, 郑荣才, 纪友亮, 曾联波, 林畅松, 周川闽, 崔京钢, 刘景彦. 2016b. 中国前陆盆地构造-沉积充填响应与深层储层特征. 北京: 地质出版社, 1-252.
[Gao Z Y, Zhu R K, Feng J R, Zheng R C, Ji Y L, Zeng L B, Lin C S, Zhou C M, Cui J G, Liu J Y. 2016b. The Response of Depsition within Tectonic Sequence and Characteristics of Deep Reservoir of Foreland Basin in China. Beijing: Geological Publishing House, 1-252] [文内引用:2]
[9] 高志勇, 石雨昕, 周川闽, 冯佳睿, 翟羿程, 樊小容. 2019a. 砾石分析在扇三角洲与湖岸线演化关系中的应用: 以准噶尔盆地玛湖凹陷周缘百口泉组为例. 沉积学报, 37(3): 550-564.
[Gao Z Y, Shi Y X, Zhou C M, Feng J R, Zhai Y C, Fan X R. 2019a. The role of gravel in analyzing on the relationship between fan deltas and lake shorelines in a lacustrine basin: case study of the Baikouquan formation around the Mahu depression in Xinjiang. Acta Sedimentologica Sinica, 37(3): 550-564] [文内引用:3]
[10] 高志勇, 石雨昕, 冯佳睿, 周川闽, 翟羿程, 樊小容. 2019b. 水系与构造复合作用下的冲积扇沉积演化: 以南天山山前黄水沟冲积扇为例. 新疆石油地质, 40(6): 638-648.
[Gao Z Y, Shi Y X, Feng J R, Zhou C M, Zhai Y C, Fan X R. 2019b. Sedimentary evolution of alluvial fan under combined action of drainage system and structure: a case of Huangshuigou alluvial fan in piedmont of Southern Tianshan Mountains. Xinjiang Petroleum Geology, 40(6): 638-648] [文内引用:6]
[11] 管树巍, 李本亮, 何登发, 汪新, John Suppe, 雷刚林. 2007. 晚新生代以来天山南、北麓冲断作用的定量分析. 地质学报, 81(6): 725-744.
[Guan S W, Li B L, He D F, Wang X, John S, Lei G L. 2007. Late Cenozoic active fold-and -thrust belts in the southern and northern flanks of Tianshan. Acta Geologica Sinica, 81(6): 725-744] [文内引用:2]
[12] 管树巍, 陈竹新, 方世虎. 2012. 准噶尔盆地南缘油气勘探的3个潜在领域: 来自构造模型的论证. 石油勘探与开发, 39(1): 37-44.
[Guan S W, Chen Z X, Fang S H. 2012. Three potential exploration areas of Southern Junggar Basin: arguments from structural modeling. Petroleum Exploration and Development, 39(1): 37-44] [文内引用:1]
[13] 何开华. 1988. 拜城县卡普沙良下白垩统亚格列木组下段冲积扇的沉积特征. 新疆地质, 6(1): 31-47.
[He K H. 1988. Sedimentary characteristics of alluvial fans in lower member of Yageliem Formation(Lower Cretaceous), Kapusalion, Baicheng. Xinjiang Geology, 6(1): 31-47] [文内引用:1]
[14] 纪友亮, 冯建辉, 王声朗, 张宏安, 王德仁. 2005. 东濮凹陷古近系沙河街组沙三段沉积期湖岸线的变化及岩相古地理特征. 古地理学报, 7(2): 145-156.
[Ji Y L, Feng J H, Wang S L, Zhang H A, Wang D R. 2005. Shifting of lake shoreline and lithofacies palaeogeographic characters during sedimentary period of the Member 3 of Shahejie Formation of Paleogene in Dongpu Sag. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 7(2): 145-156] [文内引用:1]
[15] 姜在兴, 刘晖. 2010. 古湖岸线的识别及其对砂体和油气的控制. 古地理学报, 12(5): 589-598.
[Jiang Z X, Liu H. 2010. Lacustrine palaeoshoreline and its controls on sand bodies and hydrocarbon. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 12(5): 589-598] [文内引用:2]
[16] 况军, 邵雨, 于兴河. 2014. 准噶尔盆地南缘侏罗系地质剖面图集. 北京: 石油工业出版社, 1-202.
[Kuang J, Shao Y, Yu X H. 2014. Geological Atlas of Jurassic Sections in Southern Junggar Basin. Beijing: Petroleum Industry Press, 1-202] [文内引用:2]
[17] 李本亮, 陈竹新, 雷永良, 张朝军. 2011. 天山南缘与北缘前陆冲断带构造地质特征对比及油气勘探建议. 石油学报, 32(3): 395-403.
[Li B L, Chen Z X, Lei Y L, Zhang C J. 2011. Structural geology correlation of foreland thrust-folded belts between the southern and northern edges of the Tianshan Mountain and some suggestions for hydrocarbon exploration. Acta Petrolei Sinica, 32(3): 395-403] [文内引用:1]
[18] 李小陪, 高志勇, 李书凯, 冯佳睿, 赵雪松, 郭美丽. 2013. 库车前陆盆地上侏罗统—下白垩统砾岩特征与构造演化关系. 沉积学报, 31(6): 980-993.
[Li X P, Gao Z Y, Li S K, Feng J R, Zhao X S, Guo M L. 2013. Relationship between conglomeratic characteristics and tectonic evolution of upper Jurassic-lower Cretaceous in Kuqa Foreland Basin. Acta Sedimentologica Sinica, 31(6): 980-993] [文内引用:1]
[19] 李应运, 方邺森. 1963. 南京雨花台砾石层的岩组—岩相分析. 南京大学学报(地质学), 3(1): 123-134.
[Li Y Y, Fang Y S. 1963. Petrofabric lithofacies analysis of gravel bed in Yuhuatai, Nanjing. Journal of Nanjing University(Geology), 3(1): 123-134] [文内引用:2]
[20] 李忠, 王道轩, 林伟, 王清晨. 2004. 库车坳陷中一新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示. 岩石学报, 20(3): 655-666.
[Li Z, Wang D X, Lin W, Wang Q C. 2004. Mesozoic-Cenozoic clastic composition in Kuqa depression, northwest China: implication for provenance types and tectonic attributes. Acta Petrologica Sinica, 20(3): 655-666] [文内引用:1]
[21] 李忠权, 陈更生, 张寿庭. 1998. 新疆准噶尔盆地南缘拉张伸展动力学环境的探讨. 高校地质学报, 4(1): 73-78.
[Li Z Q, Chen G S, Zhang S T. 1998. Discussion on the extensional dynamic setting in the south border of Junggar Basin, Xinjiang, China. Geological Journal of China Universities, 4(1): 73-78] [文内引用:1]
[22] 林秀斌, 陈汉林, Karl Heinz Wyrwoll, 程晓敢, 王旭龙, 付可昂, 廖林, 肖骏, Bryan Krapez. 2009. 青藏高原东北部隆升: 来自宁夏同心小洪沟剖面的证据. 地质学报, 83(4): 455-467.
[Lin X B, Chen H L, Karl Heinz Wyrwoll, Chen X G, Wang X L, Fu K A, Liao L, Xiao J, Bryan Krapez. 2009. Uplift of the Northeastern Tibetan Plateau: evidences from the Xiaohonggou Section in Tongxin, Ningxia. Acta Geologica Sinica, 83(4): 455-467] [文内引用:1]
[23] 林潼, 王东良, 王岚, 沈英. 2013. 准噶尔盆地南缘侏罗系齐古组物源特征及其对储层发育的影响. 中国地质, 40(3): 909-918.
[Lin T, Wang D L, Wang L, Shen Y. 2013. The provenance feature of Jurassic Qigu Formation and its effect on reservoir development in the southern margin of Junggar Basin. Geology in China, 40(3): 909-918] [文内引用:2]
[24] 刘宝珺, 曾允孚. 1984. 岩相古地理基础和工作方法. 北京: 地质出版社, 1-442.
[Liu B J, Zeng Y F. 1984. Lithofacies Palaeogeography and Working Method. Beijing: Geological Publishing House, 1-442] [文内引用:1]
[25] 刘启亮, 刘良刚, 何珍, 刘启伟, 李士涛, 朱俊强. 2011. 鄂尔多斯盆地冯地坑—洪德长8油层组湖岸线确定. 海洋地质前沿, 27(4): 38-44.
[Liu Q L, Liu L G, He Z, Liu Q W, Li S T, Zhu J Q. 2011. Determination of lake shoreline for Chang-8 oil formation in Fengdikeng-Hongde region of Ordos Basin. Marine Geology Frontiers, 27(4): 38-44] [文内引用:1]
[26] 卢远征, 邓胜徽. 2009. 准噶尔盆地南缘三叠纪—侏罗纪之交的古气候. 古地理学报, 11(6): 652-660.
[Lu Y Z, Deng S H. 2009. Palaeoclimate around the Triassic-Jurassic boundary in southern margin of Junggar Basin. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 11(6): 652-660] [文内引用:1]
[27] 裘善文, 万恩璞, 江佩芳. 1988. 兴凯湖湖岸线的变迁及松阿察河古河源的发现. 科学通报, (12): 937-940.
[Qiu S W, Wan E P, Jiang P F. 1988. The changes of the Xingkai lake shoreline and the discovery of Songacha ancient river source. Chinese Science Bulletin, (12): 937-940] [文内引用:1]
[28] 石雨昕, 高志勇, 周川闽, 周正龙. 2017. 新疆焉耆盆地开都河不同河型段砂砾质沉积特征与差异分析. 古地理学报, 19(6): 1037-1048.
[Shi Y X, Gao Z Y, Zhou C M, Zhou Z L. 2017. Depositional characteristics and variations of different channel deposits in the Kaidu river of Yanqi Basin, Xinjiang. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 19(6): 1037-1048] [文内引用:6]
[29] 石雨昕, 高志勇, 周川闽, 翟羿程, 樊小容, 冯佳睿. 2019. 新疆博斯腾湖北缘现代冲积扇与扇三角洲平原分支河流体系的沉积特征与意义. 石油学报, 40(5): 542-556.
[Shi Y X, Gao Z Y, Zhou C M, Zhai Y C, Fan X R, Feng J R. 2019. Sedimentary characteristics and significance of distributive fluvial system of modern alluvial fan and fan delta plain in the northern margin of Bosten lake, Xinjiang. Acta Petrolei Sinica, 40(5): 542-556] [文内引用:2]
[30] 谭程鹏, 于兴河, 李胜利, 李顺利, 陈彬滔, 单新, 王志兴. 2014. 辫状河—曲流河转换模式探讨: 以准噶尔盆地南缘头屯河组露头为例. 沉积学报, 32(3): 450-458.
[Tan C P, Yu X H, Li S L, Li S L, Chen B T, Shan X, Wang Z X. 2014. Discussion on the model of braided river transform to meand ering river: as an example of Toutunhe Formation in southern Junggar Basin. Acta Sedimentologica Sinica, 32(3): 450-458] [文内引用:1]
[31] 唐湘飞, 贾为卫, 鲁克改, 张强. 2018. 准噶尔盆地南缘下白垩统钙质砾岩铀矿化成因及找矿方向. 新疆地质, 36(3): 399-405.
[Tang X F, Jia W W, Lu K G, Zhang Q. 2018. Uranium mineralization and prospecting direction of Lower Cretaceous calcareous conglomerate in the southern margin of Junggar Basin. Xinjiang Geology, 36(3): 399-405] [文内引用:1]
[32] 万静萍, 马立祥, 周宗良, 张印斋. 1987. 变形盆地沉积相研究中的几个问题. 石油与天然气地质, 8(4): 448-453.
[Wan J P, Ma L X, Zhou Z L, Zhang Y Z. 1987. Some problems in the study of sedimentary facies of deformed basin. Oil and Gas Geology, 8(4): 448-453] [文内引用:1]
[33] 万静萍, 马立祥, 周宗良. 1989. 恢复酒西地区白至系变形盆地原始沉积边界的方法探讨. 石油实验地质, 11(3): 245-249.
[Wan J P, Ma L X, Zhou Z L. 1989. Approach on the method for restoration of original sedimentary boundaries of the Cretaceous deformed basin in Jiuxi area. Experimental Petroleum Geology, 11(3): 245-249] [文内引用:3]
[34] 王龙樟. 1994. 准噶尔盆地中新生代湖水位升降曲线的建立与剖析. 岩相古地理, 14(6): 1-14.
[Wang L Z. 1994. Approaches to the curves for the lake level fluctuations in the Junggar Basin during Meso-Cenozoic time. Sedimentary Facies and Palaeogeography, 14(6): 1-14] [文内引用:1]
[35] 王龙樟. 1995. 准噶尔盆地中新生代陆相层序地层学探讨及其应用. 新疆石油地质, 16(4): 324-330.
[Wang L Z. 1995. A study on Mesozoic-Cenozoic continental sequence stratigraphy and its application in Junggar Basin. XinJiang Petroleum Geology, 16(4): 324-330] [文内引用:1]
[36] 魏光辉. 2015. 气候变化对新疆黄水沟流域径流过程的影响. 浙江水利水电学院学报, 27(1): 46-57.
[Wei G H. 2015. Climate change on runoff process in Huangshuigou river basin. Journal of Zhejiang University of Water Research & Electric Power, 27(1): 46-57] [文内引用:1]
[37] 卫平生, 潘树新, 王建功, 雷明. 2007. 湖岸线和岩性地层油气藏的关系研究: 论“坳陷盆地湖岸线控油”. 岩性油气藏, 19(1): 27-31.
[Wei P S, Pan S X, Wang J G, Lei M. 2007. Study of the relationship between lithostratigraphic reservoirs and lakeshore line: introduction on lakeshore line controlling oil/gas reservoirs in sag basin. Lithologic Reservoirs, 19(1): 27-31] [文内引用:1]
[38] 吴磊伯. 1957. 砾石定向测量的意义与方法. 地质知识, 12: 1-6.
[Wu L B. 1957. Significance and method of gravel orientation survey. Geological Knowledge, 12: 1-6] [文内引用:2]
[39] 吴磊伯, 马胜云, 沈淑敏. 1958. 砾石排列方位的分析并论述长沙等地白沙井砾石层的沉积构造. 地质学报, 38(2): 201-231.
[Wu L B, Ma S Y, Shen S M. 1958. Analysis of gravel arrangement orientation and discussion on sedimentary structure of baishajing gravel layer in Changsha and other places. Acta Geologica Sinica, 38(2): 201-231] [文内引用:3]
[40] 吴磊伯, 沈淑敏. 1962. 海滨砾石粗构分析的一个实例. 地质学报, 42(4): 353-361.
[Wu L B, Shen S M. 1962. An example of fabric analysis of beach gravels. Acta Geologica Sinica, 42(4): 353-361] [文内引用:2]
[41] 吴锡浩, 钱方. 1964. 川江徐家沱—金刚沱河段现代河床砾石粒度和形态变化的初步分析. 地质论评, 22(4): 289-297.
[Wu X H, Qian F. 1964. Preliminary analysis of grain size and morphological changes of the modern river bed gravel in the lower reaches of the Chuanjiang River, Sichuan Province. Geological Review, 22(4): 289-297] [文内引用:1]
[42] 薛刚. 2011. 乌什塔拉河水文特性分析. 水利科技与经济, 17(8): 17-19.
[Xue G. 2011. The hydrological characteristics analysis of Wushitala river. Water Conservancy Science and Technology and Economy, 17(8): 17-19] [文内引用:1]
[43] 杨克文, 庞军刚, 李文厚. 2009. 坳陷湖盆湖岸线的确定方法: 以志丹地区延长组为例. 兰州大学学报(自然科学版), 45(3): 13-17.
[Yang K W, Pang J G, Li W H. 2009. Determination method of lake shoreline in depressed-type lacustrine basin: taking the Yanchang formation of Zhidan area as an example. Journal of Lanzhou University(Natural Sciences), 45(3): 13-17] [文内引用:1]
[44] 余素玉. 1984. 砾岩和角砾岩的组分—成因分类. 地质科技情报, (3): 37-40.
[Yu S Y. 1984. Components of conglomerate and breccia-genetic classification. Geological Information Science and Technology, (3): 37-40] [文内引用:1]
[45] 曾宜君, 杨学俊, 李云泉, 谢启兴, 朱兵, 郝雪峰. 2004. 川西前陆盆地南部中新生代砾岩的构造意义. 四川地质学报, 24(4): 198-201.
[Zeng Y J, Yang X J, Li Y Q, Xie Q X, Zhu B, Hao X F. 2004. Tectonic significance of Meso-Cenozoic conglomerate in the south of the West Sichuan Foreland Basin. Sichuan Journal of Geology, 24(4): 198-201] [文内引用:1]
[46] 张庆云, 田德利. 1986. 利用砾石形状和圆度判别第四纪堆积物的成因. 长春地质学院学报, (1): 59-64.
[Zhang Q Y, Tian D L. 1986. The identification of the origin of quaternary accumulative material by shape and roundness of gravels. Journal of Changchun College of Geology, (1): 59-64] [文内引用:2]
[47] 周天琪, 吴朝东, 袁波, 史忠奎, 王家林, 朱文, 周彦希, 姜晰, 赵进雍, 王军, 马健. 2019. 准噶尔盆地南缘侏罗系重矿物特征及其物源指示意义. 石油勘探与开发, 46(1): 65-78.
[Zhou T Q, Wu C D, Yuan B, Shi Z K, Wang J L, Zhu W, Zhou Y X, Jiang X, Zhao J Y, Wang J, Ma J. 2019. New insights into multiple provenances evolution of the Jurassic from heavy minerals characteristics in southern Junggar Basin, NW China. Petroleum Exploration and Development, 46(1): 65-78] [文内引用:1]
[48] 朱大岗, 赵希涛, 孟宪刚, 吴中海, 邵兆刚, 冯向阳, 王津, 杨朝斌. 2002. 念青唐古拉山主峰地区第四纪砾石层砾组分析. 地质力学学报, 8(4): 323-332.
[Zhu D G, Zhao X T, Meng X G, Wu Z H, Shao Z G, Feng X Y, Wang J, Yang C B. 2002. Fabric analysis of gravel in quternary gravel beds on backbone area of Nianqingtagulashan Mountain. Journal of Geomechanics, 8(4): 323-332] [文内引用:3]
[49] Alexand er C W, Robert A D, Joshua S, Rosie A S, Amy L W, Philip A A. 2011. Decoding downstream trends in stratigraphic grain size as a function of tectonic subsidence and sediment supply. Geological Society of America Bulletin, 123(7/8): 1363-1382. doi: DOI:10.1130/B30351.1. [文内引用:1]
[50] Cornel O, Janok P B. 2006. Terminal distributary channels and delta front architecture of river-dominated delta systems. Journal of Sedimentary Research, 76: 212-233. [文内引用:1]
[51] Gale S J, Ibrahim Z Z, Lal J, Sicinilawa U B T. 2019. Downstream fining in a megaclast-dominated fluvial system: the Sabeto river of western Viti Levu, Fiji. Geomorphology, 330: 151-162. [文内引用:2]
[52] Gao Z Y, Guo H L, Zhu R K, Zhang L J, Sun Y S. 2009. Sedimentary response of different fan types to the Paleogene-Neogene basin transformation in the Kuqa Depression, Xinjiang. Acta Geologica Sonica(English Edition), 83(2): 411-424. [文内引用:1]
[53] Hoey T B, Bluck B J. 1999. Identifying the controls over downstream fi ning of river gravels. Journal of Sedimentary Research, 69: 40-50. [文内引用:1]
[54] Michael B S. 2008. Downstream patterns of bed material grain size in a large, lowland alluvial river subject to low sediment supply. Water Resources Research, 44: W12202, 1-7. doi: DOI:10.1029/2008WR007183. [文内引用:2]
[55] Nicola S. 2002. Downstream variation in grain size along an Alpine river: analysis of controls and processes. Geomorphology, 43: 137-149. [文内引用:1]
[56] Paola C, Heller P, Angevine C. 1992a. The largescale dynamics of grain size variation in alluvial basins: 1. Theory. Basin Research, 4: 73-90. [文内引用:1]
[57] Paola C, Parker G, Seal R, Shina S K, Southard J B, Wilcock P R. 1992b. Downstream fining by selective deposition in a laboratory flume. Science, 258: 1757-1760. doi: DOI:10.1126/science.258.5089.1757. [文内引用:1]
[58] Robinson R A J, Slingerland R L. 1998. Grain size trends, basin subsidence and sediment supply in the Campanian Castlegate Sand stone, and equivalent conglomerates of central Utah. Basin Research, 10: 109-127. doi: DOI:10.1046/j.1365-2117.1998.00062.x. [文内引用:1]