柴达木盆地北部鱼卡凹陷中侏罗世砂岩物源分析及其对盆地演化和古气候条件的启示

为揭示柴达木盆地北部鱼卡凹陷中侏罗世沉积物源及古气候演变规律，研究人员通过106件碎屑岩样品的岩石学分析，划分出5个砂岩单元（S-I至S-V），结合矿物蚀变指数（MIA）和气候判别图解，明确了物源从南缘柴达木主块体向北缘东昆仑山-祁连山的转变过程，重建了盆地从半湿润（Aalenian期）→湿润（Bajocian-Callovian早期）→半湿润（Callovian晚期）的气候演变序列，为理解中亚陆内盆地演化机制和资源富集规律提供了新依据。

　　

柴达木盆地作为青藏高原最大的山间沉积盆地，其演化历史与古特提斯洋闭合、欧亚大陆拼合等重大地质事件密切相关。中侏罗世是盆地构造转型的关键时期，但长期以来，关于该阶段沉积物来源的争议持续存在——既有研究基于古水流数据认为物源主要来自西北和西南方向，也有学者通过碎屑锆石年龄提出东昆仑山、南祁连山等多源贡献假说。更复杂的是，古气候条件如何影响沉积过程、盆地构造演化与资源富集的关系等问题尚未系统阐明。这些认知空白严重制约了对中亚陆内盆地动力学机制的理解。

中国矿业大学（北京）的Kai Zhou团队联合多家机构，通过对鱼卡凹陷YQ-1钻孔106件中侏罗世大煤沟组和石门沟组碎屑岩样品的高分辨率岩石学分析，结合矿物蚀变指数（Mineralogical Index of Alteration, MIA）和气候判别模型，首次建立了该凹陷中侏罗世沉积演化的完整序列。研究成果发表在《Journal of Asian Earth Sciences: X》上，为揭示盆地构造-气候耦合过程提供了关键证据。

研究团队采用三大关键技术：① Gazzi-Dickinson法碎屑组分统计（单晶石英Q_m
、多晶石英Q_p
、长石F、岩屑L等300个有效点/薄片）；② 矿物蚀变指数（MIA=石英/(石英+斜长石+钾长石)×100）与化学蚀变指数（CIA）联合分析；③ QtFL-QmFLt三角图解物源判别体系，所有样品均取自鱼卡凹陷YQ-1钻孔岩芯。

砂岩组合特征
研究识别出5个垂向单元：S-I（Aalenian期）以灰白色含砾砂岩为主，石英含量74.0%（均值），长石14.7%，岩屑9.0%，结构不成熟（基质含量14.7%），反映近源快速堆积；S-II至S-IV（Bajocian-Bathonian期）石英增至80.5%，长石降至7.5%，岩屑9.7%，圆度提高（亚圆-圆状），指示远源多旋回沉积；S-V（Callovian早期）则呈现过渡特征。

物源演变
QtFL图解显示S-I具大陆块体与再造山带混合物源，而S-II至S-V均落入再造山带区域（图8a-b）。结合岩屑组成（Qp-Lv-Ls图解中集中于俯冲复合体源区），证实Aalenian期物源来自南侧柴达木主块体和北侧南祁连山，Bajocian期后转为东昆仑山-南祁连山双源供给（图11）。值得注意的是，样品中未发现超高压变质矿物，支持北柴达木超高压带（UHP）未参与沉积贡献的结论。

古气候重建
Qt/(F+L)与Qp/(F+L)对数投图（图9）结合MIA值（S-I均值83.4→S-IV峰值91.9→S-V回落至87.6）揭示：Aalenian期为半湿润温暖气候（MIA 82.2-85.3），Bajocian-Bathonian转为强化学风化的湿热环境（MIA 87.4-95.4），Callovian早期回归半湿润状态。这与孢粉记录的气候演变（Wang et al., 2005）高度吻合，证实矿物学指标对古气候的反演可靠性。

盆地演化模型
研究提出三阶段演化框架（图11）：① Aalenian期裂陷阶段，短距离搬运形成低成熟度S-I；② Bajocian-Bathonian伸展坳陷阶段，湿热气候增强地表径流，东昆仑山物质跨越南缘主块体长距离输入（S-II至S-IV高成熟度）；③ Callovian早期沉降阶段，气候变干导致风化减弱（S-V成熟度降低）。该模型首次阐明物源转换与构造-气候事件的耦合关系，为盆地煤、油气资源勘探提供了沉积学依据。

这项研究的突破性在于通过高精度岩石学分析，解决了柴达木盆地中侏罗世物源争议问题，建立了气候-构造-沉积响应的定量指标。特别是发现东昆仑山物质在Bajocian期开始大规模输入，暗示区域构造隆升时限，对理解特提斯构造域北缘演化具有启示意义。未来研究可结合碎屑锆石U-Pb定年进一步约束各物源区的贡献比例，深化中亚陆内盆地动力学研究。