陆相湖盆大面积扇三角洲相砾岩的发育特征及来自古气候的影响：以准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组为例

Research on the development characteristics and genetic mechanism of large area fan-delta conglomerates is important for reconstructing important geological information such as tectonism and climate in sedimentary basins and analyzing the responding mechanism of fan-delta deposits to climate change, and indicating conglomerate hydrocarbon reservoirs exploration. The most typical large-scale gravelly fan-delta sedimentary system in the world is widely distributed in Triassic Baikouquan formation of Mahu depression, west-northern margin of Junggar basin, China, which provide valuable materials for researching the development characteristics of large area fan-delta conglomerate and its genetic mechanism. This project will take advantage of the abundant cores, logging and seismic data in the northern and western slope of Mahu depression to study high-resolution sequence stratigraphic, element chemical, palynological and lithological features of the Early Triassic Baikouquan Formation. On the basis of division and correlation of strata, we will extract some paleoclimate information, such as CIA index, pollen type and its combination and content of microelement, and a lot of sedimentary and paleohydrological parameters, such as thickness and distance of each kind of conglomerate lithofacies, size and thickness of channel from Baikouquan Formation to reconstruct the paleoclimate change and development characteristics of fan delta, and then clarify the important effects of paleoclimate change to large area fan-delta conglomerate and perfect the genetic interpretation of large area fan-delta conglomerates.

研究大面积扇三角洲相砾岩的发育特征及其成因机理对于重建沉积盆地内构造、古气候等重要地质信息、分析扇三角洲沉积对于气候变化的响应机理以及指导砾岩油气藏勘探等都具有重要的意义。准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷三叠系百口泉组发育了世界上最典型的大型富砾质扇三角洲沉积体系，为研究大面积扇三角洲相砾岩的发育特征及完善其成因解释提供了优良的素材。本项目拟利用玛湖凹陷玛北和玛西斜坡充足的岩心、测井及3D地震材料，开展早三叠世百口泉组的高分辨率层序地层学、元素地球化学、孢粉学及沉积学研究；在地层划分与对比的基础上，提取CIA指数、孢粉类型及其组合、微量元素含量等古气候指标，以及不同砾岩岩相的厚度比与延伸距离、水道粒度与厚度等各类沉积与古水文参数，重建百口泉组沉积时期玛湖地区的古气候及扇三角洲发育特征的变化规律，进而阐明古气候条件对于大面积扇三角洲相砾岩发育特征的重要影响，并完善大面积扇三角洲相砾岩的成因解释。

近年来，新疆油田公司在准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷三叠系百口泉组砾岩地层中发现了大量的油气资源。为保障国家能源资源安全，以及促进陆相湖盆砾岩沉积学研究，本项目以准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组砾岩沉积为研究对象，主要研究了玛湖凹陷下三叠统百口泉组砾岩的沉积特征、沉积过程，古气候特征、地层时代，以及讨论了古气候条件对于大型扇三角洲形成的控制机理。. 重要结果与关键数据包括：1、详细识别出 3 类砾岩岩相、4 类砂岩岩相及 2 类泥岩岩相类型；识别出超高密度流（HCF）、砾质高密度浊流（G-HDT）、砂质高密度浊流（S-HDT）以及砾质低密度浊流（G-SLTF）、砂质低密度浊流（S-SLTF）等沉积类型；建立了百口泉组大型扇三角洲的新模式。2、采集了艾克 1 井 17 件泥岩孢粉样品、17 件泥岩元素地化样品，通过开展孢粉学与元素地球化学分析，发现所产孢粉化石组合为 Limatulasporites-Lundbladispora-Aratrisporites-Alisporites（LLAA）组合，也有三叠纪的代表性分子如 Limatulasporites、Aratrisporites、Taeniaesporites、Kraeuselisporites 等；由此可见，百口泉组的地质时代应该属于早三叠世，倾向于早三叠世晚期。总体上表现为针叶、阔叶、灌木丛、草丛混交生长，干湿度以湿润为主，气候为暖温带。化学风化指数 CIA 分析结果表明，指数介于63.8-79.9，平均 72.7，指示总体温暖湿润的古气候条件。3、玛 152 井碎屑锆石的U-Pb 年龄表明，最年轻年龄为 254.8±5 Ma，百口泉组的沉积年龄应该属于 Changhsingian 至 Olenekian 阶；4、湖相扇三角洲的形成往往需要较高的湖平面，也即较潮湿的古气候条件；另外，周期性的季风降水，有利于形成高浓度的洪水，其入湖之后沿着平缓的湖底进行搬运，通过流体转化，可以抵达湖盆中心地带，形成大型扇三角洲；反之，干旱气候条件下的季风降水，往往容易形成粘性泥石流，其搬运速度和搬运距离低于高浓度的洪流，不利于形成大型扇三角洲。. 本研究对于砾岩沉积学、湖盆重力流沉积演化等方面具有重要的理论意义；对于优质砾岩油气储层的勘探也具有十分重要的指导意义。