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柴达木盆地是我国大型多能源陆相沉积盆地之一,发育着巨厚的新生代陆源碎屑沉积岩,记录了青藏高原(昆仑山)隆升与阿尔金左行走滑运动以及盆地的沉积填充演化历史。研究区柴西地区夹持于东昆仑山与阿尔金山交汇的三角区域,是柴达木盆地重要的油气聚集区之一,含油气地层主要为古近系。前人围绕着以古近系干柴沟组为主的地层做了大量沉积学研究工作,而新近系上油砂山组以上的沉积物源研究工作至今仍相对较薄弱,尤其七个泉组的研究几乎空白,查明其沉积碎屑物质来源,探讨沉积古环境,对明确沉积成因、构造事件及沉积矿产找矿工作具有着重要的意义。本文依托资料收集、钻孔编录取样、野外露头剖面测量工作,以沉积学、地球化学、层序地层学、构造地质学、第四纪地质学等理论知识为指导,结合野外砾石统计、古流向测量,室内岩石薄片鉴定、以及岩石地球化学分析等手段,对柴达木盆地西部地区以新近系-第四系为主的碎屑岩石学特征、沉积古环境、碎屑物质来源及盆地演化进行系统深入的研究。取得的主要研究结果:(1)通过详细的野外地质及室内研究工作,柴达木盆地西部跃进-七个泉地区上油砂山组—七个泉组主要为一套以灰棕色、绿灰色为主的碎屑沉积岩,钙质含量较高,且分布不均匀;沉积构造主要以平行层理为主,常见生物遗迹、同生沉积构造,沉积环境以河流—湖泊相沉积为主;通过对砾石粒度、磨圆度和圆度统计,并作粒度概率曲线分析,其磨圆度主要为次圆—次棱状,粒度(D)主要为中砾砾石(6.4<D≤25.6cm),含量为73.8~97.1%,其次为巨砾砾石(D>25.6),含量为2~15.3%;圆度(X)集中在1≤X<2,为近圆状砾石,对砾石长轴长度进行Φ值转换并作累计概率分布曲线的拟合分析,各点均值处于-4.139~-3.174之间,属于河流成因砾石,拟合曲线及直方图表现出双峰特征,表明砾石分选中等—较好,在红柳泉—七个泉地区钻孔中出现一期滨湖相特征的砾石,反映了研究区砾石是以河流—三角洲相沉积夹湖泊相沉积环境下短距离搬运的产物。(2)柴西跃进—七个泉地区砾石成分、碎屑组分、砾石古流向分析结果显示:在上油砂山组和狮子沟组,砾石成分主要以岩浆岩为主,含量为30.5~55.3%,并在上油砂山组出现大量硅质岩,含量为10.6~14.4%,七个泉组中不同层位砾石组分有着明显的变化,尤其变质岩组分的砾石含量局部突然增多,含量为13.4~34.6%,表明在七个泉组沉积时期有着明显的源区转变;碎屑组分统计与砾石组分统计有着基本一致的结果,七个泉组变质岩碎屑含量为25~64.2%,明显多于上油砂山组和狮子沟组,而上油砂山组有着相对较高的岩浆岩碎屑含量,为34.2~56.6%;古流向显示七个泉组存在两个方向的流向,分别指向阿拉尔水系方向和阿尔金山方向,狮子沟组指示存在由祁曼塔格向阿拉尔水系转换的趋势,上油砂山组则指向了祁曼塔格方向;上述研究结果综合反映了七个泉组物源可能为混合物源,但以阿尔金物源为主体,上油砂山组和狮子沟组以东昆仑-祁曼塔格物源为主。(3)对研究区七个泉组碎屑长石和白云母进行电子探针成分分析,碎屑长石成分分析显示,长石Si O2含量为37.36~73.6%;Al2O3含量为15.5~27.4%;K2O含量为0.07~15.9%;Na2O含量范围为0.023~11.696%,An—Ab—Or长石源岩类型投影图中,长石主要分布在变质岩源区,其次是侵入岩和火山岩源区;白云母成分Si O2含量较高,达51.4%~65.6%,Si原子数为3.32~3.85 p.f.u,表明七个泉组白云母均为多硅白云母,来自于高压—超高压变质岩源区,通过和南阿尔金高压变质带的变质泥岩的硅原子数进行对比,发现与七个泉组中部分白云母元素成分一致,表明该高压变质带可能参与七个泉组的物源供给,进一步反映了阿尔金山提供了研究区七个泉组的重要物源。(4)运用主量-微量元素分析方法对柴西物源和沉积环境进行研究:主量元素Si O2含量较低,为35.94~71.06%,平均值53.92%,砂岩类型主要为页岩、杂砂岩、岩屑砂岩与长石砂岩,而碎屑岩镜下鉴定与组分统计结果同样表明研究区碎屑岩石英含量较低,为47~75%,主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩,反映砂岩样品成熟度较低,为近源沉积特点;稀土元素Eu显示中等负异常,δEu值为0.517~0.831,同样反映了源区离盆地较近,受陆地物源影响较大。主量-微量元素源岩构造背景判别主要为主动大陆边缘与大陆岛弧,源岩类型为富含石英岩沉积物源区和中酸性岩火山岩物源区;通过主量-微量元素对沉积环境进行恢复,化学蚀变指数(CIA)值为25.26~60.42%,化学成分变化指数(ICV)值为1.3~3.83,表明研究区砂岩形成于寒冷、干燥气候条件下第一次旋回沉积物,风化程度很低。沉积环境恢复表明上油砂山组和狮子沟组沉积环境相对较稳定,为干旱气候下的形成的淡水沉积物,主要为还原环境,而七个泉组则表现出较为复杂动荡的沉积古环境,存在着水体相对较深的盐湖相沉积。(5)结合柴达木盆地西部周缘造山带构造隆升特征来看,中新世中期以后东昆仑-祁曼塔格新生代第二次大规模隆升和走滑运动为研究区提供丰富的物质来源,同时,因地势进一步抬高,湖泊相沉积中心基本上退出柴西地区向北东向迁移,主要发育河流—三角洲相沉积环境。狮子沟组时期(8Ma),处于阿尔金10.2-7.3Ma、5.5-4.5Ma时期的隆升剥蚀阶段,同时英雄岭开始大规模隆起,但东昆仑祁曼塔格依然存在着较强烈的构造运动,使狮子沟组接受从底部来自祁曼塔格方向物源体系向上逐渐转变为阿拉尔混合物源体系填充的特征;第四纪以来,阿尔金山存在2.1-1.8Ma和1Ma-0.8Ma走滑抬升剥蚀事件,东昆仑和祁曼塔格构造活动相对较弱,使柴西七个泉组存在近乎南北两个方向的物源供给,下部来自于阿拉尔物源体系,上部来自于北西向的阿尔金山,因英雄岭隆升,柴西地区又形成了盆山地势差较大的地形环境,水体汇集形成局部的湖泊相沉积环境,受青藏高原强烈构造运动的影响,致使气候条件以及沉积环境变得复杂,再加上水体动荡,使七个泉组沉积环境在垂向上复杂多变。