构造-火山活动与天文强迫相互作用控制了羌塘盆地东部中—晚三叠世海相混合硅屑-碳酸盐沉积

《Global and Planetary Change》：Tectonic-volcanic activity and astronomical forcing interact in controlling the Middle–Late Triassic marine mixed siliciclastic-carbonate sedimentation, eastern Qiangtang Basin

　　

摘要
混合硅质碎屑-碳酸盐沉积是由碳酸盐和陆源物质就地混合形成的，对于理解沉积动力学、古环境和非常规油气具有重要意义。在羌塘盆地东部QZ-8井中识别出一个典型的混合系统——博里拉组，其沉积特征、年代、物源和成因机制仍不清楚。本研究整合了沉积学、年代学和周期地层学，以限定沉积环境、高分辨率年代地层框架、物源，并最终阐明上述混合系统的形成机制。在博里拉组中识别出18种岩相（F1至F18），它们形成于远端陡化碳酸盐缓坡环境。中晚三叠纪近源俯冲相关岩浆岩是混合岩的主要物源，证据包括结构成熟度差、单峰副灰岩U-Pb年龄（约242 Ma）和风化石英。博里拉组的高分辨率天文时间尺度基于伽马射线测井系列（170.00-497.25 m）、19个提取的405 kyr长偏心率周期以及286 m处的236.4 Ma锚定年龄，将其限定在拉丁期-卡尼期。构造-火山活动与天文强迫的相互作用驱动了该混合系统的形成。颗粒状混合岩主要受龙木错-双湖古特提斯洋向北俯冲触发的中晚三叠纪构造-火山活动及长偏心率控制，而细粒混合岩则主要受晚三叠纪构造沉降和短偏心率控制。这些发现为理解活动大陆边缘背景下混合系统的控制因素提供了更广泛的见解，并为三叠系地层对比提供了参考。

引言
混合硅质碎屑-碳酸盐沉积是指陆源物质和碳酸盐成分就地混合的现象（Mount, 1984），包括混合硅质碎屑-碳酸盐岩（Mount, 1985; Coffey and Read, 2007; Gardner and Dorsey, 2021）和混合硅质碎屑-碳酸盐序层（Schwarz et al., 2018; da Silva Brito et al., 2023）。混合岩是由内部陆源物质和碳酸盐分数混合形成的（Yang and Sha, 1990; Coffey and Read, 2007），而混合序层则由碳酸盐岩、硅质碎屑岩和混合岩在垂向上高频互层或夹层组成（Schwarz et al., 2018; da Silva Brito et al., 2023）。混合硅质碎屑-碳酸盐沉积在深时广泛发育，如新元古代（Dibenedetto and Grotzinger, 2005; Amorim et al., 2020）、古生代（da Silva Brito et al., 2023; Han et al., 2025）、中生代（Luo et al., 2016; Cumberpatch et al., 2021）和新生代（Coffey and Read, 2007; O'Connell et al., 2021）。作为一种独特的沉积现象，混合沉积为沉积动力学恢复（Zeller et al., 2015; Rendall et al., 2025）、古环境和古气候重建（Li et al., 2022; da Silva Brito et al., 2023）以及非常规油气勘探（Guo et al., 2019; Peng et al., 2022; Zhang et al., 2024a）提供了关键见解。相混合、间断混合、就地混合和源混合是主要的混合类型（Mount, 1984）。相混合指硅质碎屑和碳酸盐成分在相边界处的混合，间断混合由高强度间歇性事件触发，就地混合由死亡钙质生物与陆源物质就地混合产生，源混合涉及风化碳酸盐和陆源物质的混合（Mount, 1984; O'Connell et al., 2021; Li et al., 2022）。以往研究表明，构造活动（Dolan, 1989; Liu et al., 2021; Zhang et al., 2025a）、气候（Ye et al., 2019; da Silva Brito et al., 2023; Andrews and Guo, 2025）和海/湖平面（Rankey and Lehrmann, 1996; Farouk et al., 2021）是混合硅质碎屑-碳酸盐沉积的主要控制因素。然而，混合硅质碎屑-碳酸盐沉积的控制因素在不同背景下有所不同（Ye et al., 2019; Cumberpatch et al., 2021; Farouk et al., 2021）。气候波动和湖平面变化通常被认为是裂谷盆地混合硅质碎屑-碳酸盐沉积的主要驱动力（Ye et al., 2019）。此外，海平面变化和构造驱动沉积供给是影响被动大陆边缘背景下混合系统的主要因素（Farouk et al., 2021）。

青藏高原中生代羌塘盆地位于东部特提斯域，是油气资源潜力最大的地区之一（Tan et al., 2002; Wang et al., 2009, Wang et al., 2020; Wu et al., 2014）。随着勘探调查的持续进行，上三叠统已被证实是羌塘盆地最重要的勘探目标（Wang et al., 2020; Zhan and Tan, 2020）。十多个地质调查井在400-1600 m深度钻遇了上三叠统地层，并展现出有前景的油气潜力（Zhang et al., 2020a; Wang et al., 2022a; Liu et al., 2022）。其中，上三叠统巴贡组和博里拉组在QZ-7、QZ-8和QZ-16地质调查井中被钻遇，位于羌塘北部坳陷却莫错地区（Zeng et al., 2021; Zhan et al., 2025）。值得注意的是，博里拉组以发育的混合岩（包括颗粒状混合岩和细粒混合岩）和混合序层为特征。这一现象与以往认为博里拉组主要由大量纯碳酸盐岩组成的观点不一致（Liu et al., 2022; Sui et al., 2026）。却莫错地区博里拉组混合系统中76个细粒混合岩样品的总有机碳（TOC）含量范围为0.74-4.3%（92%和34%的样品TOC含量分别大于1%和2%；Zhan and Tan, 2020; Xiao, 2023）。此外，颗粒状混合硅质碎屑-碳酸盐岩中大量溶孔和裂缝发育良好，最高总烃含量达到5.349%（Zhang et al., 2020b; Xiao, 2023; Wang et al., 2025）。混合系统中源岩与储层的配置为评估羌塘北部坳陷上三叠系层序的油气潜力提供了关键证据。以往许多研究主要集中于上述地质调查井中上三叠统巴贡组黑色页岩序列的油气生成潜力评价、有机质富集机制和年代（Song et al., 2018; Wang et al., 2021, Wang et al., 2022, Wang et al., 2025; Zhang et al., 2024b; Lin et al., 2025）。博里拉组混合系统可能是羌塘北部坳陷上三叠系油气勘探的关键层段。然而，该混合系统在盆地中的时空分布和发育程度仍缺乏沉积学限定。同时，高分辨率年代地层框架的缺失也阻碍了等时地层的区域对比和有利区域的预测。此外，由构造-火山-气候驱动的源-汇系统过程如何调控混合系统的形成仍不清楚。因此，基于建立的高分辨率年代地层框架，定性和定量地揭示多因素耦合控制机制是必要的，这可以为理解东部特提斯域混合系统的形成机制和勘探类比提供证据。

在本研究中，对QZ-8井博里拉组混合系统进行了系统的岩学、沉积学、锆石U-Pb年代学和高分辨率周期地层学分析。主要目标是（1）明确混合系统的岩相、垂向分布模式和沉积环境；（2）阐明沉积时的物源和构造背景；（3）建立博里拉组的高分辨率年代地层框架；（4）揭示混合硅质碎屑-碳酸盐沉积的形成机制。基于本研究的沉积学、年代学和周期地层学新证据，我们提出羌塘盆地东部博里拉组不是以前认为是的纯碳酸盐系统，而是受构造-火山活动与天文强迫相互作用控制的混合系统。首次报道了博里拉组的高分辨率年代地层框架，将其年代限定在中晚三叠纪而非晚三叠纪。这些发现不仅为理解活动大陆边缘背景下（尤其是东部特提斯构造域）混合系统的控制因素提供了更广泛的见解，也为三叠系地层对比提供了有价值的参考。

地层片段
地质背景
羌塘盆地位于青藏高原中北部，毗邻塔里木、昆仑、鄂陵-西金乌兰、松潘-甘孜和拉萨地块（Wang et al., 2009; Wu et al., 2014; Li et al., 2015; 图1A）。盆地的南界和北界分别为班公湖-怒江缝合带和霍西金-金沙江缝合带。盆地可进一步划分为北部羌塘坳陷、中央隆起带和南部羌塘……

样品与方法
从QZ-8井博里拉组（170-501.7 m）共采集235个样品。详细样品位置见图1C。所采集的样品主要用于岩学和锆石U-Pb年代学分析。此外，采集了博里拉组327.25 m连续伽马射线测井系列用于天文年代学分析。

岩相分析
QZ-8井博里拉组可归纳为硅质碎屑岩（LFA）、碳酸盐岩（LFB）、硅质碎屑为主的混合硅质碎屑-碳酸盐岩（LFC）和碳酸盐为主的混合硅质碎屑-碳酸盐岩（LFD）。共识别出18种岩相（F1至F18），包括泥岩（F1）、粉砂/砂质泥岩（F2）、块状-渐变灰色岩屑灰岩（F3）、块状-层状微晶/粉末细结晶石灰岩（F4）、内碎屑砂屑灰岩（F5）、鲕粒-球粒砂屑灰岩（F6）、

混合硅质碎屑-碳酸盐岩的垂向分布模式和混合类型
QZ-8井博里拉组的混合硅质碎屑-碳酸盐岩广泛分布（图6；表1）。根据其粒度可进一步分为颗粒状混合硅质碎屑-碳酸盐岩（GMSC；F11、F14、F15、F16、F17和F18）和细粒混合硅质碎屑-碳酸盐岩（FMSC；F8、F9、F10、F12和F13）（图10）。颗粒状和细粒混合硅质碎屑-碳酸盐岩的详细垂向分布模式和混合类型

结论
在本研究中，首次报道了QZ-8井海相混合硅质碎屑-碳酸盐沉积的系统岩学、沉积学、锆石U-Pb年代学和周期地层学，以限定羌塘北部坳陷中其沉积环境、分布模式、物源、年代地层框架和形成机制。详细结论如下：
（1）在博里拉组混合系统中识别出共18种岩相（F1至F18）

CRediT作者贡献声明
苏博宇：撰写-初稿。王忠伟：撰写-审阅与编辑。王建：监督，获取资金。霍飞：调查。魏恒跃：验证。詹旺中：资源，调查。彭清华：资源，调查。齐军：可视化。侯倩：可视化，调查。谢尚科：可视化，调查。

未引用参考文献
Li et al., 2023b
Wang, 2009

利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢
本研究得到国家自然科学基金（批准号42372129）、中国西藏自治区科技项目（批准号XZ202502ZY0023）、自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室开放基金项目（批准号cdcgs2025003）和国家自然科学基金（批准号42241202）的资助。我们衷心感谢马岩教授和吴怀春教授的编辑工作。

苏博宇|王忠伟|王建|霍飞|魏恒跃|詹旺中|彭清华|齐军|侯倩|谢尚科
中国石油大学（西南校区）地质与石油工程学院，四川成都610500，中国