APP 近日，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系段亮教授課題組在Science Bulletin發(fā)表快訊，報道了在青藏高原羌塘盆地發(fā)現(xiàn)的迄今為止全球規(guī)模最大的中侏羅紀(jì)巨型咸水沉積。
巨型咸水沉積（saline giant）特指沒有現(xiàn)代實(shí)例但在地質(zhì)歷史時期廣泛發(fā)育的巨厚層海相膏巖。雖然占地球沉積記錄的比例很小（<2%），但卻孕育了全球半數(shù)以上的大型和超大型油氣田。原因在于其低硬度、低抗壓強(qiáng)度、低楊氏模量和高泊松比導(dǎo)致特殊的物性和流變特征。擠壓和再活化很容易促使膏巖在地層中向上流動形成鹽丘樣式的構(gòu)造圈閉。圈閉中膏巖低滲透和抗壓裂的特征恰恰能夠形成油氣聚集和保存所必需的蓋層。但是，極易發(fā)生塑性流動和溶解的特點(diǎn)使得原始巨型咸水沉積的保存條件較為苛刻，通常以變形后的鹽構(gòu)造或溶蝕角礫巖的形式保存在地質(zhì)記錄中。
羌塘盆地位于青藏高原腹地，平均海拔5000多米，是我國地勢三級臺階中最高的一級臺階，被稱為“世界屋脊的屋脊”。盆地面積約為22萬平方公里，是我國最大但勘探程度卻最低的中生代海相含油氣盆地。前人在羌塘盆地零星報道過鹽構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)，2022年報道的世界海拔最高科學(xué)探井“羌科1井”在羌塘盆地中下侏羅統(tǒng)雀莫錯組鉆遇厚達(dá)300余米的硬石膏巖更是引起廣泛關(guān)注（圖1），但盆內(nèi)至今未見成層性巨厚層膏巖露頭的發(fā)現(xiàn)和報道。2023年春季，國家自然科學(xué)基金委啟動羌塘盆地專項(xiàng)項(xiàng)目“羌塘盆地侏羅紀(jì)成鹽環(huán)境與鹽構(gòu)造演化及其油氣賦存效應(yīng)”，首要解決的科學(xué)問題便是羌塘盆地在侏羅紀(jì)時期到底是不是一個大型海相蒸發(fā)盆地，盆內(nèi)是否發(fā)育區(qū)域性膏巖性質(zhì)的優(yōu)質(zhì)蓋層。
圖1 羌塘盆地和侏羅紀(jì)鹽丘
（a）羌塘盆地的范圍以及羌科1井和中-下侏羅統(tǒng)雀莫錯組內(nèi)鹽丘的位置；（b）盆地東部雁石坪地區(qū)雀莫錯組內(nèi)發(fā)育的典型巨型鹽丘
圖2 盆地中部勝利河地區(qū)雀莫錯組二段露頭剖面中發(fā)育的巨厚層硬石膏巖
在羌塘盆地專項(xiàng)項(xiàng)目的支持下，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系羌塘專項(xiàng)課題組在盆地中部勝利河地區(qū)（剖面位置見圖1，GPS: 33°36′29.5″N, 87°26′22.0″E）野外露頭上發(fā)現(xiàn)中下侏羅統(tǒng)雀莫錯組內(nèi)保存完好的成層性巨厚層硬石膏巖。新發(fā)現(xiàn)的硬石膏巖位于雀莫錯組二段，厚度約為60米，沉積學(xué)分析結(jié)果顯示其為典型淺水臺地相的巨型咸水沉積（圖2）。通過計算盆地后期改造的縮短量并結(jié)合前人在不同地區(qū)鹽丘的報道，估計羌塘盆地巨型咸水沉積發(fā)育的規(guī)模約為22萬立方公里，有望超越全球最大油氣富集區(qū)巨型咸水沉積的體量（阿拉伯早侏羅紀(jì)Alan硬石膏巖，約20萬立方公里），成為迄今為止發(fā)現(xiàn)的全球規(guī)模最大的中侏羅紀(jì)巨型咸水沉積。
地球上已知的巨型咸水沉積的時代從古元古代到新生代不等，它們中的大多數(shù)是在全球溫室氣候條件下發(fā)育形成。侏羅紀(jì)作為全球膏巖沉積最廣泛的時期之一，巨型咸水沉積分布范圍包括但不僅限于阿拉伯灣、墨西哥灣和阿根廷的內(nèi)烏肯（Neuquen）盆地等地。其中，目前世界上最大的油氣富集區(qū)地處阿拉伯板塊的東部邊緣，目標(biāo)層位于上侏羅統(tǒng)阿拉伯組的層狀蒸發(fā)巖和上覆的希斯硬石膏（Hith Anhydrite）中。針對特提斯南部大陸邊緣的油氣勘探和開發(fā)實(shí)踐已經(jīng)表明，侏羅系在常規(guī)和非常規(guī)油氣方面均極具潛力。位于歐亞大陸和岡瓦納大陸之間的特提斯洋溫暖而淺的海道沉積了巨厚的侏羅紀(jì)地層。根據(jù)全球侏羅紀(jì)古地理的重建，羌塘盆地是東特提斯洋北部大陸邊緣發(fā)育的重要海道之一。侏羅紀(jì)羌塘盆地與世界上最大的油氣富集區(qū)（阿拉伯地區(qū)）之間相似的大尺度氣候條件和均發(fā)育盆地尺度淺水臺地相蒸發(fā)巖為青藏高原油氣遠(yuǎn)景評價和未來勘探提供了新的思路和方向。
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Duan Liang, Wang Ping, Liu Chiyang, et al. Deposition of a saline giant in the Jurassic Qiangtang basin. Science Bulletin. 2024, 69(19): 2997-3000. doi: 10.1016/j.scib.2024.08.006
