准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟八道湾组露头沉积特征及模式

曹天儒，姚宗全，德勒恰提·加娜塔依，杨凡凡

(1.新疆大学地质与矿业工程学院，乌鲁木齐 830000；2.中亚地质矿产信息集成自治区重点实验室，乌鲁木齐 830000)

河流作用及河流沉积物多年来一直是中国乃至全球陆相含油气盆地进行油气勘探与开发的重要的研究实体之一。通过对河流的水流方式、侵蚀、搬运及沉积作用、沉积构造、地貌形态分类的研究可以积极推动地质找矿工作的开展[1]。1957年由Leopold等综合野外工作和水槽实验明确提出河型分类，比较明确提出了辫状河的概念[2]。近年来，中外学者[3-5]针对辫状河的沉积特征、河流结构、成因分类、成因机制等进行了详细的研究，取得了丰富的成果。辫状河沉积储层具有规模较大、连续性强的特点，为碎屑岩储层中重要的储集类型，目前已在辫状河中发现丰富的油气源，但对古河流的地层、微相较难精准识别和解释，因此进一步研究辫状河的沉积特征和沉积体系模式就显得尤为重要。

野外露头研究是地质工作中最重要的方法和手段，具有资料丰富、清晰、直观、取样点多、可靠等优势，为进一步研究提供了一定的技术支撑。有研究者曾利用野外露头对各沉积微相沉积特征、岩相及粒度特征进行分析，最终建立准噶尔盆地南缘四工河剖面中二叠统乌拉泊组辫状河三角洲沉积模式和垂向沉积序列[6]。

前人对西北缘吐孜阿克内沟剖面的研究已经开展过大量的工作。由于研究区早期的构造改造与后期的剥蚀作用加剧的原因，致使较多前人研究工作者对目的层的格架划分和对比无法统一，从而所识别出的沉积相类型差异较大。陈金华等[7]在早侏罗世八道湾组陆相沉积中发现了海相瓣鳃类，表明了当时准噶尔盆地在一短期内曾与海水相通，并认为克拉玛依原“三工河组”产出层位应为八道湾组上部。匡立春等[8]对准噶尔盆地西北缘露头进行了实地勘察。目前，对于头屯河组(J2t)与西山窑之间(J2x)界线、及侏罗系与三叠系之间的界线认识较为统一，而对于中下侏罗统八道湾组(J1b)与三工河组(J1s)界线、三工河组(J1s)与西山窑组(J2x)界线的认识仍存在一定的分歧。有学者认为八道湾组在吐孜阿克内沟剖面出露较厚，而西山窑组(J2x)较薄，与前人[9]认识较不同。

由于吐孜阿克内沟八道湾组地层露头剖面出露较好，沉积现象丰富，是研究侏罗系八道湾组沉积环境的良好载体和理想观测窗口，从而为研究提供了最基本的保障。现从野外露头第一手资料入手，以精确的工程测量点和密集的实测剖面控制为基础开展研究。结合剖面岩相特征、垂向序列、结构构造、植物化石等相标志分析，对八道湾组沉积相和微相进行准确识别并剖析，可以弥补西北缘八道湾组大部分地区由于研究局限于测井解释、地震属性等方面,而缺乏露头沉积相支撑的短板，同时也可为该地区的油气勘探提供地质参考。

1 区域地质及地层界限划分

1.1 区域地概况

准噶尔盆地西北缘地区以扎伊尔山和哈拉阿拉特山为界，东至夏子街，呈北东-南西向展布，长约250 km，宽20～30 km，构造分布上处于准噶尔地块与西准噶褶皱山系地块之间，是海西期晚石炭世到晚燕山期长期发育起来的、由一系列舌状滑脱体联合组成的隐伏于上侏罗统、白垩系之下的逆掩断裂带，经过多期构造演化，发育大规模山前冲积沉积体系[10-14]。准噶尔盆地西北缘扎伊尔山前常年受洪水冲蚀的影响沟壑地貌发育，发育众多垂直扎伊尔山的深切谷，深切谷底部及两侧下伏层出露条件较好，垂向连续性和横向可追踪性较好，记录了不同基准面变化时期砾石质辫状河的沉积特征，为砾石质辫状河露头的系统研究提供了较好的天然场所[15]。

为此针对准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟八道湾组露头展开，地理行政区域上位于北纬45°39′41″，东经84°46′54″，克拉玛依市西5 km处。区内露头地层整体以低角度向东南倾斜，物源供给区主要为西北部的扎伊尔山，古水流方向自北向东，自东北部的深底沟至西南部的吐孜阿克内沟共发育46条地层出露条件较好的深切谷，剖面内八道湾组地层出露较为完整清晰，为本次研究提供了基础保障(图1)。

1.2 地层界限的识别与划分

吐孜阿克内沟剖面位于盆地西北缘，在地貌上大部分为斜坡平原，其余为丘陵和半沙漠地区，为本研究的重要目的层段。露头沿深切谷及公路共三段，总长3 000 m，本次研究主要以精确的工程测量点和密集的实测剖面控制为基础，直观性识别并厘定了中下侏罗统的层序界面。出露的地层主要为石炭系、三叠系、侏罗系(图2)。石炭系与三叠系角度不整合接触；三叠系只出露上克拉玛依组，白碱滩组被剥蚀，三叠系与侏罗系平行不整合接触。侏罗系八道湾组地层连续，出露较厚；三工河组出露较薄，只有10 m左右的厚度，且剖面整体向西倾斜，倾角范围在9°～20°。

1.2.1 三叠系克拉玛依上亚组与侏罗系八道湾组界线

克拉玛依上亚组为灰、灰绿、深灰色泥岩、砂泥岩夹薄层砂岩及黑色碳质泥岩、煤线。顶部为浅灰色中、厚层砂岩、含砾砂岩夹黑色碳质泥岩、薄煤层及深灰、灰绿色泥岩、粉细砂岩，发育油砂。其表面被上覆地层八道湾组脱落的砾石覆盖。八道湾组超覆在克拉玛依上亚组之上，底部为灰黑色细砾岩，向上渐变为砂岩，顶部为泥岩，可见煤层。与克拉玛依上亚组为不整合接触[图3(a)、图3(b)]。

1.2.2 八道湾组下段与中段界线

八道湾组下段顶部以粗砂岩、含砾粗砂岩为主[图3(c)、图3(d)]，局部灰白色泥岩，泥岩，可见石膏晶体，界面顶部发育煤层，发育板状交错层理、槽状交错层理，剖面上八道湾组下端出露地层约1 m；中段底部为一套黄色滨浅湖泥岩，质纯、块状，出露厚度约2 m。

图1 研究区位置及地质简图[15]Fig.1 Location and geological map of the study area[15]

图2 吐孜阿克内沟野外踏勘实测剖面图Fig.2 Field survey and measured profile in Tuziakeneigou

1.2.3 八道湾组中段与上段界线

八道湾组中段为典型湖相沉积，以发育水平层理的深灰色泥岩、砂质泥岩为主夹薄层粉、细砂岩及泥灰岩。上段以灰色泥岩夹灰白色细砂岩为主[图3(e)、图3(f)]，中部可见煤层呈条带状延伸数百米远，顶部为红褐色粉细砂岩、泥岩互层。泥岩层厚度由左侧向右侧逐渐增加，层理现象不明显。八道湾组下端在此剖面出露不明显仅出露数十厘米。

1.2.4 八道湾组与三工河组界线

八道湾组与三工河组界线划分存在分歧，前人[16-17]通过古生物分析，认为克拉玛依地区的原三工河组底部层位应予以修正(改归八道湾组上部)。此次野外踏勘，采用三工河组露头较薄的观点，因此实际地层界线与地质图(地质图源于地质部新疆维吾尔自治区地质局区域地质测量大队(1964—1965年)不符。吐孜阿克内沟剖面三工河组露头发育不全，出露较薄，厚度仅为十几米，底部发育杂色砾岩，上部为黄绿色砂岩，以中粒石英岩屑砂岩为主，分选好，局部含砾砂岩，表面多为蜂窝状砂岩发育板状交错层理、槽状交错层理[图3(g)]。

八道湾组整体为一套灰黑色砾岩，三工河组露头发育不全，其底部为杂色砾岩，上部为黄绿色砂岩，铁质胶结，局部含砾砂岩，以石英质岩屑中砂岩为主，分选好。整体为一套正旋回沉积，顶部可见砂岩与泥岩互层。

图3 吐孜阿克内沟典型露头地层界限划分Fig.3 Boundary division of typical outcrop strata in Tuziakeneigou

2 沉积特征分析

2.1 古生物与古气候标志

2.2 岩相类型

前人曾就对河流的研究中提出岩相的定义并总结出不同沉积环境的岩相组合特征[22-23]。对识别和判断沉积物的搬运方式、形成的水动力条件以及研究当时的沉积环境形成背景具有重要指示意义[24-25]。通过对研究区典型露头的粒度、岩性、沉积构造等特征做了详细观察并结合 Miall提出的岩相划分标准共识别出该沉积区9类岩相(图5)，其岩性包括砾岩、砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂、粉砂、泥岩等，其沉积构造类型多样，但总体反映了其辫状河相的特点(表1)。

图4 研究区八道湾组气候指示物Fig.4 Climatic indicators of Badaowan Formation in the study area

图5 吐孜阿克内沟典型岩相标志Fig.5 Typical lithofaces marks in Tuziakeneigou

表1 吐孜阿克内沟八道湾组岩相特征图Table 1 lithofacies characteristics of the lower Junassic Badaowan in Tuziakeneigou

(1)板状交错层理砾岩相(含砂)(Gp)：由分选一般、磨圆较差的砂砾岩组成。常发育大-中型板状交错层理，层系底界可见冲刷面，该层系组厚度分布范围在5～26 cm，平均厚度为9 cm，属高能水流的侧积产物。

(2)槽状交错层理粗砂岩相(St)：砂岩分选中等、磨圆中等、主要发育大-中型槽状交错层理。在横切面上，层系界面呈槽状，在顺水流纵切面上，纹层与层系界面呈现低角度斜交，层系底界面冲刷面明显，底部砾石清晰可见。属较强水动力环境下河道迁移下切或充填的沉积产物。

(3)心滩块状砾岩相(Gm)：该岩相在研究区剖面中出现最多，是洪水期近物源快速堆积的岩相，砾石分选、磨圆较差，砾石最大粒径为50 mm，以厚层块状砂砾岩为主，砾石大小混杂，但总体呈弱正粒序。为辫状河道、间歇性辫状分流河道的纵向砂坝或洪水泥石流快速沉积产物。

(4)平行层理砂岩相(Sh)：本研究区主要在中层粗砂岩及细砂岩均发育，分选磨圆较好，结构成熟度较高，且常具裂线理，层理规模较砾岩普遍较小，属高流态水浅流急砂坪的产物，多发育在滨浅水岸、海滩以及河流沙坪沉积环境。

(5)槽状交错层理砾岩相(Gt)：主要由砾岩组成且发育明显的大-中型槽状交错层理，层系彼此斜交，层系组厚度为3～200 cm，为高流态条件下分流河道快速下切、迁移并充填的产物。

(6)块状层理泥岩相(M)：呈块状，一般厚度不超过1 m，研究区以发育黄褐色和灰色为主，质纯色深，局部夹灰黑色炭质泥岩，形成于低能的沉积环境。主要为潮湿气候下发育的陆地沼泽还原环境。

(7)碳质泥岩相及煤层(C)：由中薄层灰黑色泥炭组成的块状炭质泥岩或煤层，泥质较纯，常夹泥质粉砂岩，大量植物化石碎片在内部清晰可见，水动力极弱，属沼泽沉积形成的产物。

(8)水平层理粉砂岩相(Fl)：主要由粉砂岩和泥质粉砂岩组成，粒度粗细均匀，颜色多呈杂色和灰色，沉积厚度变化较大，内部发育纹层状水平层理，纹层平直并与层面平行，在水动力条件较弱的条件下悬浮物堆积形成，发育于静水环境。

(9)小型沙纹交错层理砂岩相(Sr)：主要由中-细砂岩组成，且细砂岩与泥岩间互层叠置出现，呈悬浮状态的沉积物由于不断供给水流，波痕迁移并生长致使波痕纹层迁移特征明显，多出现于河流、三角洲、浊流等多种沉积环境，通常反映了在一期水流的末期单向水流作用下沙波迁移堆积的过程。

2.3 垂向序列

单个沉积构造的存在与否作为环境解释的唯一标准过于片面，而保留在沉积序列中的岩性和沉积构造特征形成的垂向序列能准确判别出当时的沉积环境，尤其对特殊环境而言更加典型[26]。于是根据对研究区典型露头特征的分析和详细观察并结合沉积成因分析，共识别出准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟八道湾组5种典型垂向序列(图6)。

(1)垂向序列1(Gm—Gt—Gp—Sh—M)：该组合以洪水期的砾岩、粗粒岩相和和上覆的泥岩相组成，剖面上反映出大套的砂质砾岩夹少量的砂岩的特点，底部发育了一套厚层滞留沉积聚集在冲刷槽，以大型槽状交错层理和板状交错层理为主，粗粒物约占整个旋回的90%，具明显的正韵律砂体叠置特征，充分反映了物源近，河道坡度较大的特点，是冲积扇上辫状河的近源河段沉积的典型特征。

(2)垂向序列2(Gm—Gt—St—Sh—C—Fl)：该岩相序列形成于沉积物由以重力流为主向牵引流过渡的时期，岩性为砾石、含砾砂岩、粗砂岩、碳质泥岩，砾石粒径较粗且分选磨圆较差，层理主要发育为槽状交错层理，平行层理，整体表现为正粒序，反映了河道的迁移特征。在向上过渡中出现煤层，反映了当时的强还原环境。该组合总体反映了当时水动力条件以强水流为主，同时缓慢减弱的特征，一般反映了水动力减弱的河道沉积环境。

(3)垂向序列3(Gm—St—Sh—Fl—M)：底部发育砾岩，厚度较厚，为1～1.5 m，分选磨圆中等，发育砾岩交错层理，向上过渡为砂岩且发育槽状交错层理，其顶部发育粉砂岩并发育平行层理，该岩相组合整体呈正粒序，反映了初期水流速度快，水体能量高，后期处于低能水流状态的特征，多反映了砂质坝沉积环境。

(4)垂向序列4(Gm—St—Fl)：该序列岩性以细粒的砂岩和粉砂岩为主，发育小型槽状交错层理和水平层理，底部沉积薄层砾岩，顶部发育薄层粉砂岩和泥岩，具水平层理，主要由洪水期带来的细粒物质沉积覆盖，从岩性和规模上反映了当时地形坡度较为平缓，以漫流为主，该序列应为废弃河道沉积序列或晚期辫状河道沉积，在逐渐废弃的河道中的水流量逐渐减少，沉积了较厚的粉、细砂岩，从而构成了这种砂多泥少的层序结构特征。

(5)垂向序列5(Sr—M—Fl—M)：主要为泛滥平原、河漫湖泊和沼泽，岩性以泥岩为主，粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩互层叠置形成，底部细砂岩发育流水波纹，植物化石可见，整体沉积相反映了水动力条件较弱的沉积特征，多指示静水的河漫湖泊沉积环境，顶部发育煤层，指示了强还原沉积环境，因古气候适宜植被生长，故形成了典型的河漫湖泊—沼泽沉积序列。

3 辫状河的沉积相类型

综上所述，吐孜阿克内沟八道湾组应属于一种冲积扇区高坡降砾石质辫状河沉积。河道作为辫状河的沉积主体，岩性总体以砾石和砂质沉积为主，局部夹粉砂和黏土，粒度在整个河道中粒径最大，沉积构造丰富，底部发育各种形状冲刷侵蚀界面和滞留层，垂向剖面具有“砾包砂”和“砂包泥”两种宏观沉积特征。噶尔盆地西北缘侏罗系物源来自西北部的扎伊尔山，为近源河段，前者因地势高，坡降大，为早期辫状河沉积，因此岩石成分复杂，矿物成熟度较低，粒度变化范围宽、岩屑含量高，岩性粗，沉积剖面以砾石和砂质特征为主，形成“砾包砂”；后者因基准面上升，物源供给减少，沉积区砾石含量减少，反观砂岩和泥岩含量增多，且砂泥比值大，形成“砂包泥”(图7)；两者虽存在差异，但均属冲积扇区近源砾石质辫状河沉积。根据沉积特征，从宏观上将本区辫状河的环境类型分为河道和河漫滩两部分，从微观上分为河床滞留、心滩、泛滥平原、河漫沼泽和河漫湖泊。沉积特征如下所述。

图6 吐孜阿克内沟八道湾组垂向序列划分Fig.6 Vertical Sequence Division of Badaowan Formation the lower Junassic Badaowan in Tuziakeneigou

3.1 河道亚相

3.1.1 河床滞留微相

该微相沉积物发育于沉积旋回最底部(图8)，主要发育以重力流沉积所形成的以杂基支撑为主的副砾岩；由牵引流沉积所形成的以颗粒支撑为主的正砾岩和含砾粗砂岩，在水流的作用下略显定向性，成正粒序的砾石骨架支撑结构。层序底部与下伏沉积之间具有明显的冲刷面，局部发育中薄层的砂质条带，中上部砂层发育板状交错层理[图8(a)]，单期砾石层呈正粒序，整体为弱正韵律结构，因河道沙坝迁移向上过渡为河道沙坝沉积并发育槽状交错层理[图8(b)]。

3.1.2 心滩微相

心滩是辫状河河道的标志性地貌单元。该微相沉积物位于底部滞留沉积微相之上，底部冲刷面清楚，岩性为复式环流作用下形成的一套褐色中—粗砂岩，底部河道充填砾石，砾径为2～6 mm，向上粒度变细为典型正粒序[图9(a)]。沉积构造可见多组低角度下切型板状交错层理、多组低角度板状交错层理和单倾向的前积交错层理[图9(b)]。

其砾石成分以岩浆岩为主，砂岩成分以石英为主，成分成熟度较低。前人曾就辫状河河道沙坝的地貌形态、大小以及它们与水流的方向和河岸之间的关系提出了沙坝的类型，主要为纵向沙坝、横向沙坝和斜列沙坝，并解释其形成机制[27-28](图10)。

本区识别出斜列砂坝和纵向沙坝，①前者发育两组低角度板状交错层理且具有侧向加积的特点，倾角约为30°，剖面上呈现出顶平底凹的透镜状砂体，长轴方向与水流方向斜交。主要因主河道弯曲且水流量不对称时产生(图10中I)。②后者发育单组高角度下切型板状交错层理，顶部发育平行层理和小型的流槽水道并可见虫孔构造(图10中III)，具有底平顶凸的外部形态，长轴方向指示了水流方向，倾角约为60°，坝的顶端沉积物粒度比尾端要粗，总体呈向上变细的粒序，但是韵律性不是特别明显，说明当时河流搬运能力减弱，致使河流最粗负载先行沉积形成，主要为顺流加积的产物(图10中II)。

3.2 河漫滩亚相

3.2.1 泛滥平原微相

该微相沉积物为洪泛事件末期，发生在河道两侧和心滩顶部之上，大范围分布的一种细粒悬浮沉积，岩性整体较细，以灰色粉砂岩、细砂岩和灰褐色泥岩为主，岩性与上下层明显不同，垂向上呈不等厚互层，泥岩质纯色深，局部充填铁质夹层，富含炭屑并可见大量球形风化[图11(a)、图11(b)]。沉积构造以小型波状交错层理、水平层理和流水沙纹层理为主[图11(c)]，说明水动力逐渐减弱，处于低能的沉积环境。不同期次不同流量的河流发育的泛滥平原也不尽相同，本研究区为冲积扇区辫状河沉积，多为砂质沉积，冲积平原区多为泥粉质沉积，八道湾组露头区均有分布但整体厚度薄，说明泛滥平原的分布较为普遍和稳定，从而可以作为辫状河相识别以及薄层划分对比的一个重要标志。

图7 吐孜阿克内沟八道湾组河道沉积“砂包泥”结构Fig.7 structure of “sand and mud”in channel sediments of Badaowan Formation in Tuziakeneigou

图8 吐孜阿克内沟八道湾组河道沉积及垂相序列Fig.8 Channel sedimentation and vertical facies sequence of Badaowan Formation in Tuziakeneigou

图9 吐孜阿克内沟八道湾组心滩内部沉积相标志Fig.9 Internal sedimentary facies marks of Badaowan Formation in Tuziakeneigou

图10 吐孜阿克内沟八道湾组心滩Fig.10 River ialand of Badaowan Formation in Tuziakeneigou

3.2.2 河漫沼泽微相

非洪水期，气候潮湿，滩坝植被生长茂盛，洪水期洪水漫溢，往复多次，淤泥堆积，进一步发展成沼泽，最终大量有机物质堆积，经过生物化学作用形成泥炭和煤层并保存下来。河道频繁迁移致使煤层来不及大量保存，另一期次河道就叠覆在煤层之上，故河漫沼泽在本区沉积厚度较薄，规模较局限，而岩性明显区别于上下层。

3.2.3 河漫湖泊微相

该微相沉积物以湖相粉细砂岩、黄色泥岩沉积为主。洪水期越岸的水流在漫过泛滥平原后，较粗的物质最先沉积，水流速度逐渐减缓，悬浮的细粒物质最终在低洼部位沉积，形成河漫湖泊[图11(d)]。该湖泊沉积以滨湖和浅湖沉积为主，前者发育平行层理，后者发育水平层理且泥岩具块状构造。

4 沉积序列及沉积模式

4.1 沉积序列与演化

准噶尔盆地西北缘形成于一个自北东向的巨型逆掩推覆构造，因板块碰撞作用使该地区成为碰撞隆起带及与隆起带相邻的碰撞前陆型沉积坳陷[29]。石炭系时为基底的大型陆内叠合盆地，三叠纪时盆地开始逐渐由前陆盆地向陆内拗陷盆地过渡，盆地由断坳陷转向坳陷[30-31]，整个三叠系超覆于海西晚期，因构造活动抬升、逆冲形成的边缘隆起上，山前沉降幅度大，沉积累积厚[32-33]，加上温暖湿润的古气候原因，流量供给充分，提供了有利的碎屑供给条件，广泛发育大规模山前冲积沉积体系，于是准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟八道湾组就形成了典型砾石质辫状河沉积序列。

八道湾组下段(J1b1)为基准面上升早期辫状河沉积，该阶段形成于早侏罗世早期，底部呈明显的区域不整合接触，西北缘地区当时处于强烈的构造活动时期。物源供给区与沉积区存在较大坡降差，洪水期洪水在汇集过程中受到域内地形的影响从而获得强劲的动能，便携带以灰色和杂色砾岩和砂砾岩为主的粗碎屑沉积物，在沿途中进行分异、磨蚀、分选和沉积，及至出山口大股泥石流汇流并以冲积扇的形式沉积后进入典型砾石质辫状河沉积阶段，此时，水动力势头依旧强劲，但其稳定性逐渐增强，沉积物的分选磨圆逐渐变好，碎屑颗粒粗，故可见块状构造和大型槽状交错层理等构造，并可见砾石定向排列，发育叠瓦状，该时期研究区整体为典型砾石质辫状河道沉积。

图11 吐孜阿克内沟八道湾组河漫滩Fig.11 Floodplain of Badaowan Formation in Tuziakeneigou

八道湾组中段(J1b2)为基准面上升中期辫状河沉积，此时区域构造活动相对减弱，沉积区距物源区有一定距离，季节性山区水流的供给不断减少，同时水流的稳定性逐渐增强。辫状河道水动力有所减弱，受阵发性洪水的影响作用较小，辫状河所携带的大量沉积物开始卸载，但整体褐色和杂色砾岩为主，砾石颗粒的分选磨圆较上段底部露头变好，常见块状砾岩和槽状交错层理，砾质坝沉积较下段(J1b1)比较得到了充分发育和完整保存，辫状河道和砾质坝的分异相对明显。

八道湾组上段(J1b3)为基准面上升晚期辫状河沉积，该时期构造活动相对稳定，沉积区远离物源区且接受的沉积物含量减少．基准面上升晚期辫状河水流势能明显减弱，水动力趋于稳定，岩石类型中灰白色砾岩含量减小，灰白色砂岩和灰黑色泥岩沉积分布增多，且以沙泥互层沉积为主并呈现垂向叠置特征，砂岩多以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩发育为主，泥岩多为泛滥平原沉积，常见槽状交错层理、板状交错层理。基准面上升晚期河道多由砾质河道侧积演化为砂质河道，侧向上相互切割叠置，同时砾质坝减少砂质坝发育，河道顶部泥岩较发育且多得到较好保存并成夹层嵌于河道之中。

通过对吐孜阿克内沟八道湾组露头的粒度、厚度、颜色、岩性及区域构造背景等在垂向上的变化规律，划分出一个上升的长期半旋回，一个上升的中期半旋回，两个完整的中期基准面旋回，分别对应一个水进叠加序列，两个完整水进-水退叠加序列，吐孜阿克内沟八道湾组整体随基准面不断上升，物源供给不断减少，沉积区远离物源区，整体粒度和单套砂体粒度均向上变细，单期砂体厚度减薄，可容纳空间增大，沉积物在该可容纳空间内堆积的潜在速率增加，最终形成了一个基准面不断上升的加积，退积叠加序列(图12)。

4.2 沉积模式

由于辫状河变化十分复杂，国外学者Miall就曾经指出，简单的用一种模式，无法概括类型多样的辫状河沉积特征，故他利用岩相、岩相组合及其构形单元的概念，结合辫状河发育的地质地理背景和气候特征，总结出6种辫状河沉积模式[34]，再现沉积作用的面貌。Ferguson在研究砾石质辫状河时表明，辫状河流最基本的单元包括砂坝、冲坑，常与汇流和支流相联系。更多的研究表明辫状河沉积因受季节性气候变化，致使流量不稳定，且常发生洪泛，河道与河道频繁迁移，使得微地貌和微相复杂、难辨别[35]。中国一些学者对现代辫状河展开了一些研究，取得了显著的成果[36]。每个地区总结得到的相模式都有一定的差异和分歧，没有形成固定的模式。借鉴前人的相关研究成果，通过对吐孜阿克内沟八道湾组典型垂向序列、古生物标志与古气候、沉积相标志以及沉积垂向序列的分析研究，建立了八道湾组砾石质辫状河沉积模式(图13)并概括为以下特征：

(1)发育在缺乏泥石流的冲积扇以及其他近源砾石质河流内，沉积物物以Gm、Gp、Gt岩相为主，形成洪泛的过程中叠覆的纵向砂坝沉积。垂向层序上接着发育退洪(间洪)期内的次要岩相Sp、St、Sr和Fl，八道湾组多期辫状河岩性整体普遍偏粗，含砾砂体规模较大，砂多泥少，整体垂向层序是由粗变细的正韵律旋回组成，每个期次，“二元结构”均较清晰。

(2)沉积作用全基于水动力因素的不稳定性、水流的多样性、砂体的切叠性以及辫状河的游荡性四种辫状河沉积机制的基本特性。由于河道频繁迁移，在剖面上以底平顶凸状多层式砂体叠置方式为主，亦可见多边式砂体叠置关系，垂向上表现为多期河道叠置紧密的河道砂体以及多期心滩砂体的相互叠置，砂体之间垂向上连通性较好；顺着河道横向延伸数十米，整体呈泛连通的特征，横向连续性较差，但因河道废弃时，内部充填的悬移置泥质隔夹层，即落淤泥较发育，叠置心滩砂体之间形成渗流屏障，储层非均质性较强。显示了多期且明显的辫状河河道沉积特征。

(3)由于砾石的分类和磨圆较差，含量一般≥55%。导致河流碎屑物质不足以在短时间内进行充分分选和磨圆，并且具有近源高能洪流的快速冲积特征。沉积构造主要为大型槽状交错层理、板状交错层理和平行层理。同时在顶部粉砂岩或泥岩为主的泛滥平原中形成大量的植物炭屑，在部分心滩砂体中也可见看到富集在砂体的植物茎干和炭屑并发育小型波状交错层理和水平层理。

诸多沉积现象表明，研究区物缘近，坡降大，气候湿润，植被茂盛，水流势能大。结合以往前人的研究结果，准噶尔盆地西北缘靠近扎伊尔山物源区的区域主要由冲积扇沉积组成，吐孜阿克内沟八道湾组砾石质辫状河沉积发育在缺乏泥石流的冲积扇上从而形成的冲积扇区辫状河。随着进一步沉积演化，整个土孜阿克内沟八道湾组沉积模式逐渐从山前近源砾石质辫状河沉积演变为辫状河三角洲—湖泊沉积。

5 结论与认识

(1)利用露头直观性划分了中下侏罗统吐孜阿克内沟八道湾组的层序地层界限。

(2)利用动植物化石以及孢粉组合确定了吐孜阿克内沟八道湾组气候应属于温暖的亚热带气候，整体气候经历潮湿—干旱—潮湿的转化。

(3)准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟八道湾组共识别出9种岩相和5种典型岩相组合类型。总体以河道中块状层理砾岩相和心滩中板状交错层理砾岩相、槽状交错层理砂岩相为主，并通过典型露头沉积特征确定了冲积扇区砾石质辫状河沉积环境，包括河床滞留、心滩、泛滥平原、河漫沼泽、河漫湖泊等微相。整体识别出吐孜阿克内沟八道湾组为一个较完整的冲积扇区辫状河沉积正旋回，为一个基准面上升的加积，退积叠加序列。

图12 吐孜阿克内沟露头区八道湾组辫状河沉积序列 Fig.12 braided river sedimentary sequence of Badaowan Formation in the outcrop area of Tuziakeneigou

图13 吐孜阿克内沟八道湾组沉积模式Fig.13 sedimentary model of Badaowan Formation in Tuziakeneigou

(4)对大量典型野外露头的岩石类型、古气候、岩性和粒度、沉积结构构造、以及沉积韵律的研究表明，吐孜阿克内沟八道湾组发育典型的砾石质辫状河沉积模式。模式底部是一个由砾岩组成的滞留沉积层，叠瓦状构造和块状砾岩层特征明显，且河道砂坝体特征明显，成分和结构成熟度低，逐渐向上发育心滩、河道充填沉积并清晰可见槽状交错层理和板状交错层理发育。顶部为薄层泛滥平原细粒沉积，多期河道和心滩纵向迁移叠置，横向接触，形成泛连通特征的大型复合储集体，纵向连通性较好，横向连通性较差。