柴达木盆地蕴藏着丰富的煤炭资源，早、中侏罗世为盆地的主要聚煤期。柴北缘位于柴达木盆地北界，祁连山断褶山系前陆区冲断—推覆地带，是柴达木盆地主要的聚煤区，同时也是油气资源的重要赋存地之一^[1-5]。前人在柴北缘含煤岩系沉积环境及其聚煤规律方面已有大量研究^[6-9]，尤其位于柴北缘东部的红山—小柴旦凹陷，一直以来都是地质学者们热衷的研究对象，其中以侏罗系出露完整的大煤沟剖面最为典型，目前对其层序地层、沉积演化、物源及煤层发育情况等方面已经有了较多研究成果^{[2, 10-11]}，但对其周缘层序地层格架下聚煤规律的研究仍然较少，没有系统的认识。西大滩位于大煤沟矿区以西，这一带作为柴北缘煤炭资源有利勘探区，目前对其煤炭聚集特征、分布情况等尚不清楚，本文通过对西大滩地区钻孔岩芯和测井曲线进行研究，并与其东部研究较为充分的大煤沟剖面对比，分析含煤岩系沉积相，恢复该区岩相古地理，对其聚煤规律进行分析，以期对西大滩一带及柴北缘侏罗纪盆地进一步的煤田勘查工作提供一定的指导。

西大滩地区位于柴北缘中东部，达肯达坂山东南，夹于南祁连陆块和柴达木地块之间，处于柴北缘东部鱼卡—红山凹陷二级构造单元红山向斜的南部^[12](图 1)，其东部为侏罗纪地层出露齐全的大煤沟剖面。区内侏罗系包括侏罗统的小煤沟组、中侏罗统的大煤沟组及石门沟组、上侏罗统的采石岭组。西大滩地区构造形态总体为向北缓倾的单斜，但断裂较为发育，煤层埋深起伏较大^[13]。研究区及其周围盆地基底为古元古界达肯大坂群(Pt₁dk)的灰白—灰绿色黑云母片麻岩^[14]。

图  1  柴北缘西大滩地区地质背景

受三叠纪末晚印支运动影响，早侏罗世柴达木盆地整体为伸展、松弛的构造格局，柴北缘地区受拉张应力影响在该时期发育了一系列断陷盆地，也因此形成了不同的沉积中心，柴北缘东部沉积作用主要发生在冷湖地区、南八仙构造带以南以及研究区东部的大煤沟地区^{[3, 15]}。早侏罗世末至中侏罗世初，受塔里木微板块整体迁移的碰撞冲击，柴北缘整体开始由原先受拉张应力影响转为挤压的应力条件，其西部也因此抬升，盆地性质由断陷盆地逐渐演化为断—坳复合盆地^[16-19]，在全吉地区形成了以大煤沟地区为沉积中心，向四周超覆沉积的特征^[2]。其中的西大滩地区中、新生代地层褶皱发育，并有较大的区域性逆冲推覆构造发育，控制着区内构造格局及含煤地层分布，区内主要发育有三条断层，即F₁、F₁'、F₂断层(图 1)。晚侏罗世—早白垩世受挤压应力影响，柴北缘总体处于挤压环境，研究区隆起，含煤岩系遭受不同程度剥蚀。含煤地层为早侏罗世的小煤沟组和中侏罗世的大煤沟组及石门沟组，主要煤层单层厚度一般在4 m左右，主要为低灰分、低硫分煤，为中高、高挥发分，属于不粘煤或长焰煤。不同时期煤的显微组分特征不同，小煤沟组为高镜质组、低惰质组，而大煤沟组为镜质组低于惰质组的特征。

根据西大滩地区的钻孔岩芯资料，结合对岩芯岩石结构特征及其发育的沉积构造特征观察分析，研究区下—中侏罗统可识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、黏土岩、可燃有机岩5种岩石类型，并可划分出16种岩相类型(表 1)。

砾岩中可见块状层理、板状交错层理等。砂岩中发育块状层理、平行层理、楔状层理等。粉砂岩中经常见到块状层理、沙纹层理、水平层理、波状层理等。黏土岩包括紫红色、杂色泥岩、灰色、灰绿色泥岩、炭质泥岩、菱铁质泥岩，具水平层理、块状层理。可燃有机岩包括油页岩、煤层。

通过上述岩性岩相分析，并结合紧靠研究区东部侏罗系出露完整的大煤沟剖面进行分析，确定研究区下—中侏罗统沉积相为冲积扇相、辫状河三角洲相、湖泊相，可识别出扇缘、扇中、辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘、滨浅湖、半深湖亚相(表 2)。

研究区未见侏罗系揭露完整的钻孔，为便于研究，综合多个钻孔绘制研究区综合柱状图(图 2)。区内发育湖泊相，主要包括滨浅湖亚相和半深湖亚相。滨浅湖亚相主要包括滨浅湖砂坝、滨浅湖泥，滨浅湖砂坝岩性以粉砂岩及细砂岩为主，见波痕(图 3a)。滨浅湖泥沉积岩性以泥岩为主，底部可见薄层泥岩粉砂岩互层，含黄铁矿。半深湖位于水体较深部位，水动力条件较弱，岩性主要为厚层深灰色泥岩，研究区部分区域可见油页岩，发育水平层理。

图  2  西大滩地区下—中侏罗统沉积相及层序地层分析综合柱状图

Figure 2.  Columnar section showing sedimentary facies and sequence stratigraphy of the Early and Middle Jurassic strata in the Xidatan area

图  3  柴北缘大煤沟地区下—中侏罗统主要岩相特征

Figure 3.  Field photographs showing main lithofacies characteristics from the Early and Middle Jurassic in the Dameigou area of the northern Qaidam Basin

冲积扇相中可识别出扇中、扇端亚相。扇中亚相可识别出辫状河道、片氾沉积两种沉积类型。辨状河道岩性以粗粒沉积物为主，多为含砾粗砂岩、中砂岩，发育块状层理；片氾沉积沉积物粒度较细，可见中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩。扇端亚相可识别出片氾沉积，岩性以细粒沉积物为主，主要有细砂岩、粉砂岩、泥岩。

辫状河三角洲平原中又可划分出分流河道及分流间湾，分流河道主要为细砾岩、含砾砂岩、粗砂岩及细砂岩，细砂岩可见楔状层理(图 3b)，薄层为粗砂岩与细砾岩互层，块状层理发育，其中可见树干化石(图 3c)。分流间湾岩性以泥岩、炭质泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，块状层理发育(图 3d)，见叶片化石(图 3e)泥岩、炭质泥岩层可见平行层理。

辫状河三角洲前缘主要由河口坝、远砂坝等组成。河口坝岩性以泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，为向上逐渐变粗的逆粒序。远砂坝岩性以粉砂岩为主，见砂纹层理(图 3f)。

在本次对研究区下—中侏罗统的研究中，层序的基本概念及各层序划分的体系域均参照Exxon公司“Vail”学派的观点^[20]，目前陆相层序地层方面的研究已经取得较大成果^[21-25]，结合青海省侏罗系层序地层的研究成果^[26-27]，研究区含煤岩系总共识别出4种类型层序界面。

(1)区域不整合面

古构造运动形成的不整合面是典型的层序界面。区内小煤沟组与下伏古元古界基底为一区域不整合界面，是全区普遍发育且易于识别的层序界面。

(2)河流下切谷冲刷面

随着湖平面相对下降，河流的回春作用形成的下切谷是层序界面的典型标志。下切谷充填物与其下伏沉积层存在明显的沉积相错位。区内下切谷充填通常以发育叠置的厚层及透镜状砂砾岩体为特征，其底面可作为层序界面。如石门沟组底部河道冲刷面，测井曲线表现为突变，测井相由低幅齿形突变为高幅箱形，穿过层序界面自然伽马值明显减小，视电阻率明显增大。

(3)沉积相转换面

一般是从湖盆水体变浅再变深过程的转换面，这是湖盆内缺乏下切谷充填砂体时或者在冲积平原河道间识别层序边界的重要标志。小煤沟组第二段和第三段之间以及石门沟组上段和下段之间就为沉积相转换面，测井曲线在层序界面均为突变特征，穿过层序界面，前者测井相类型为漏斗形，自然伽马曲线由高值向低值转变，视电阻率增大，后者为钟形，自然伽马曲线由低值向高值转变，视电阻率减小。

(4)地层颜色、岩性突变面

研究区内这种层序界面多是气候环境的变化导致，如大煤沟组底界面之上为干旱气候下浅湖紫红色粉砂岩和泥岩，而界面之下为温暖潮湿气候下三角洲平原沉积的厚层状粗砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩。测井曲线在该界面表现为突变，穿过层序界面自然伽马值突然减小，视电阻率值突然增大，由低平齿形突变为高幅值箱形，反应当时水体由深变浅的沉积环境变化。石门沟组上段与上侏罗统采石岭组之间也为一颜色、岩性突变面，层序界面之下为指示水体较深的深色泥岩，界面之上则为水体较浅的棕红色砂砾岩。

(1) 初始湖泛面：低位下切谷河道充填砂体首次淹没时的湖泛面称为初始湖泛面。根据研究区岩石组合分析，将覆盖在河道粗粒沉积物之上的细粒沉积物(如泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩等)的底面定为初始湖泛面。测井曲线具有退积式自然伽马值增大，视电阻率值减小的特征。

(2) 最大湖泛面：一个旋回中基准面或可容空间增加速率最快，湖盆水体最深的湖泛面即为最大湖泛面。研究区存在向上逐渐变细的沉积序列，顶部通常出现厚层湖相泥岩或粉砂岩等细粒沉积，可以将该厚层细粒沉积的底面作为最大湖泛面。测井曲线响应表现为高自然伽马、低视电阻率的特征。

根据以上关键层序界面的识别，可在区内含煤岩系中识别出6个层序界面，并据此划分出5个三级层序，从下到上依次编号SIII1~SIII5。由于早中侏罗世延伸年限从201.3 Ma到163.5 Ma前，大约延续了37.8 Ma，所以本文所划分的层序平均持续约7.56 Ma，同时考虑层序界面的间断时间，这一时限应相当于Vail的三级层序时限。其中每个层序划分出低位体序域(LST)、湖侵体序域(TST)、高位体序域(HST)(图 4)。

图  4  西大滩地区下—中侏罗统层序划分(古气候资料自文献[2])

Figure 4.  Sequence stratigraphic subdivision of the of the Early and Middle Jurassic in the Xidatan area (with palaeoclimate information from reference [2])

层序SIII1：对应小煤沟组第一、第二段，与下伏老地层为一区域不整合面。层序SIII1主要为冲积扇、辫状河三角洲及湖泊沉积，发育低位体序域、湖侵体系域、高位体序域，岩性以辫状河道砂砾岩，分流间湾细砂岩、粉砂岩、泥岩，间湾沼泽煤以及滨浅湖粉砂岩、泥岩为主，煤层发育于湖侵体系域(图 5)。

图  5  西大滩地区下侏罗统小煤沟组南—北向沉积相与层序地层对比

Figure 5.  N-S trending cross section showing sedimentary facies and sequence stratigraphy for the Early Jurassic Xiaomeigou Formation in the Xidatan area

层序SIII2：对应小煤沟组第三、第四段，底界面为指示水体变浅后变深的沉积相转换面，主要为冲积扇、辫状河三角洲以及湖泊沉积。低位体序域、湖侵体系域、高位体序域均发育，岩性主要包括冲积扇砾岩、含砾砂岩，辫状河三角洲分流河道砾岩、含砾砂岩、粗砂岩，分流间湾粉砂岩，滨浅湖泥。该层序湖侵体系域发育D煤组煤层，为滨浅湖沉积横向稳定性差，夹矸层数多，为不可采煤层(图 5)。

层序SIII3：对应大煤沟组上段和下段，与层序SIII2顶部以地层岩性、颜色突变相区别，主要为辫状河三角洲及湖泊沉积，主要发育低位体序域和湖侵体序域，局部发育高位体序域。岩性以辫状河三角洲平原分流河道细砾岩、含砾砂岩、粗砂岩，泥炭沼泽厚层煤，湖泊沉积岩性以泥岩、粉砂岩为主。煤层发育于湖侵体系域，为区内可采煤层(图 6)。

图  6  西大滩地区下—中侏罗统西—东向沉积相与层序地层对比

Figure 6.  W-E trending cross section showing sedimentary facies and sequence stratigraphy for the Early and Middle Jurassic in the Xidatan area

层序SIII4：对应石门沟组下段，层序底界面为一河流下切谷冲刷面，以叠置的厚层及透镜状砂砾岩体为特征，主要为辫状河三角洲及湖泊沉积，岩性以辫状河三角洲平原分流河道细砾岩、粗砂岩、细砂岩，分流间湾细砂岩、粉砂岩，湖泊沉积细砂岩、泥岩为主(图 6)。

层序SIII5：对应石门沟组上段，层序底界面为指示水体变浅后变深的沉积相转换面，主要为辫状河三角洲及湖泊沉积，岩性以辫状河三角洲沉积含砾砂岩、细砂岩以及湖泊沉积粉砂岩、泥岩为主(图 6)。

本次选取了研究区内25口钻孔进行分析，分别统计了各层序的地层厚度值、砂泥比值，并分别绘制其等值线，结合单井剖面与连井对比剖面沉积相分析，恢复研究区下—中侏罗统各层序的岩相古地理。研究区西部钻孔10-12及钻孔5-41均已钻遇基底，钻遇大煤沟组及石门沟组，但未见小煤沟组，说明该区域在小煤沟组沉积期未接受沉积。研究区北东部边界处同样存在钻孔(钻孔7-3)钻遇基底，但未见小煤沟组的情况。地层厚度等值线为根据研究区含煤岩系残余地层厚度进行绘制。

层序SIII1地层厚度为20~191.1 m，整体北部地层较薄，东部和南部地层较厚，说明该沉积期研究区北部及南部相对隆起，东部和西北部下陷，为当时的沉降中心(图 7a)。层序SIII1砂岩发育，厚度在3.9~51.2 m，北部砂岩较厚，最厚达51.2 m(钻孔X9)，东部及西北部较薄。泥岩厚度在9.1~72.4 m，研究区东部钻孔12-26附近及西北部钻孔8-21附近为高值区，可能为当时的沉积中心。砂泥比值为0.2~3.5，高值区主要位于研究区的北部，并向南部减小(图 7b)。层序SIII1发育冲积扇、辫状河三角洲和湖泊沉积，其中冲积扇发育于研究区的北部，说明该沉积期物源主要来自于北部的祁连山；研究区南部发育辫状河三角洲，说明南部存在次级物源，来自于东南方向的欧龙布鲁克山。该期湖泊沉积较为发育，为滨浅湖沉积。整体上，研究区接受来自北部祁连山的物源，向南部搬运过渡为辫状河三角洲沉积，然后在由于构造沉降相对凹陷的南部沉积，为滨浅湖沉积(图 7c)。

图  7  西大滩地区层序SIII1厚度等值线(a)、砂泥比等值线(b)及岩相古地理(c)

Figure 7.  Maps showing isopachs (a), contours of the sandstone/mudstone ratios (b), and lithofacies palaeogeography (c) of Sequence III1 in the Xidatan area

层序SIII2地层厚度为11~110 m，研究区北部及东北部地层较薄，向西南逐渐增厚，东北部(钻孔X5附近)地层最厚，达110 m，可能为该期的沉积中心，根据地层厚度变化趋势，认为研究区南部为该期的沉积中心(图 8a)。层序SIII2砂岩厚度在3.4~29 m，北部及东北部砂岩较厚，南部较薄。泥岩厚度变化较大，在3.9~88.4 m，钻孔X5附近和南部偏厚，说明当时的沉积中心位于钻孔X5附近和南部。该沉积期地层砂泥比值在0.1~3.8，高值区主要位于研究区北部和东北部，向西部和南部逐渐减小，低值区(< 0.6)分布于西部、西南部及东北部钻孔X5一带(图 8b)。层序SIII2基本继承了层序SIII1的古地理格局，该沉积期物源同样来自北部的祁连山，但碎屑物源供给量相对减小。整体上，层序SIII2沉积期研究区北部及东北部发育冲积扇，碎屑物向南部搬运，过渡为辫状河三角洲沉积，然后向南部过渡为以滨浅湖和半深湖沉积为主的湖泊沉积。北部及东北部两个隆起区之间同样发育辫状河三角洲—湖泊沉积(图 8c)。层序SIII2发育D煤组煤层。

图  8  西大滩地区层序SIII2厚度等值线(a)、砂泥比等值线(b)及岩相古地理(c)

Figure 8.  Maps showing isopachs (a), contours of the sandstone/mudstone ratios (b), and lithofacies palaeogeography (c) of Sequence III2 in the Xidatan area

中侏罗世之后柴北缘由于早侏罗世的填平补齐作用，断陷作用逐渐减弱，研究区北部开始接受沉积。层序SIII3地层厚度为18.35~82.6 m，研究区西部及南部地层较厚，东部靠近大煤沟区域也存在高值区，西部及南部可能为该期的沉积中心(图 9a)。砂岩厚度在8.2~45.5 m，中部钻孔10-10附近较厚，向西部减薄。泥岩厚度在15.35~50.7 m，西部及西北部较厚，其他区域相对较薄，说明该沉积期沉积中心主要位于西部及西北部钻孔12-18附近。砂泥比值在0.1~2.07，高值区位于沉积盆地中部钻孔10-10附近，西部为低值区(< 0.6)，东南部也存在一低值区(图 9b)。与大煤沟剖面相比较，研究区未沉积大煤沟组下段砂砾岩段，说明物源区较远，物源来自北部祁连山，且物源碎屑供给量较层序SIII2减小。辫状河三角洲沉积为主要的古地理单元，沉积中心位于西部及南部，包括滨浅湖、半深湖沉积。层序SIII3沉积期为主要聚煤期，发育F煤组煤层，主要为辫状河三角洲平原泥炭沼泽沉积，为本区主要可采煤层，主要分布于钻孔X16附近(图 9c)。

图  9  西大滩地区层序SIII3厚度等值线(a)、砂泥比等值线(b)及岩相古地理(c)

Figure 9.  Maps showing isopachs (a), contours of the sandstone/mudstone ratios (b), and lithofacies palaeogeography (c) of sequence III3 in the Xidatan area

层序SIII4地层厚度在50.1~122.1 m，高值区位于研究区南部，高值区较层序SIII3扩大，说明该期湖泊规模增大，向北部扩展(图 10a)。层序SIII4砂岩厚度在8.85~55.4 m，在钻孔10-8、10-9附近较为发育，最厚达55.4 m(钻孔10-8)，其他区域砂岩较薄，西部和东部砂岩最不发育。该沉积期泥岩较为发育，厚度在18.2~102.3 m，在西部和南部最为发育，为该沉积期的沉积中心。砂泥比值在0.18~2.09，高值区位于10-8附近，低值区位于西部和东南部(图 10b)。研究区层序SIII4基本继承了SIII3的古地理格局，同样为辫状河三角洲和湖泊沉积。湖泊规模持续扩大，较层序SIII3向北扩展，辫状河三角洲向东北方向退缩。该期物源主要来自于北部的祁连山，物源碎屑供给量较少(图 10c)。

图  10  西大滩地区层序SIII4厚度等值线(a)、砂泥比等值线(b)及岩相古地理(c)

Figure 10.  Maps showing isopachs (a), contours of the sandstone/mudstone ratios (b), and lithofacies palaeogeography (c) of sequence III4 in the Xidatan area

层序SIII5地层厚度在28~150 m，高值区位于研究区西北部及南部(图 11a)。层序SIII5砂岩厚度较薄，在1.0~22.5 m，钻孔10-10以北较厚，向西北及南部减薄。该沉积期泥岩较发育，厚度在14.9~117.6 m，钻孔10-9附近泥岩较薄，东部钻孔32、34附近为高值区。砂泥比值在0.08~0.95，研究区西北部及南部砂泥比值较低，向东北部逐渐增大(图 11b)。层序SIII5基本继承了层序SIII4的古地理格架，识别的沉积相包括辫状河三角洲和湖泊，该期湖泊持续扩大，湖泊沉积为主要古地理单元，辫状河三角洲继续向东北方向退缩，根据砂泥比变化趋势，该沉积期物源同样来自于研究区北方的祁连山，但物源碎屑供给量较前一层序更加减少(图 11c)。

图  11  西大滩地区层序SIII5厚度等值线(a)、砂泥比等值线(b)及岩相古地理(c)

Figure 11.  Maps showing isopachs (a), contours of the sandstone/mudstone ratios (b), and lithofacies palaeogeography (c) of sequence III5 in the Xidatan area

厚煤层的发育受可容空间的增长速率以及泥炭堆积速率共同控制，可容空间增加速率与泥炭堆积速率保持相对平衡时，最有利于泥炭的堆积，此时往往能够形成厚煤层^[28]。对研究区可容空间与泥炭堆积速率相对关系的分析，需要从古气候、构造以及沉积物供给几个方面综合考虑^[29-30]。研究区煤层发育情况见表 3。

柴北缘含煤盆地的雏形在早侏罗世已经形成，早期仅在有限的几个断陷盆地发生沉积，西大滩地区位于其中。层序SIII1及层序SIII2沉积期为断陷盆地充填早期，具有地形坡度陡、盆地沉积范围小、沉积相变化快的特征，该期发育冲积扇、辫状河三角洲及湖泊沉积。早侏罗世早期及中期均为温暖潮湿的古气候环境，适合植物生长，有益于泥炭的形成，但由于粗碎屑物的快速充填，不利于厚煤层形成，因此层序SIII1及层序SIII2早期虽然有煤层发育，但煤层厚度及横向连续性一般，均主要发育于辫状河三角洲平原。层序SIII1聚煤中心位于研究区中部和东部，厚煤层主要分布在钻孔10-8及8-21附近，可达9 m，向四周减薄直至尖灭(图 7c)。该层序发育的B、C两组煤层均以亮煤、镜煤为主，煤岩显微组分特征表现为高镜质组(平均80%)、低惰质组(平均6.2%)。B煤组灰分在7.30%~11.89%之间，平均为8.43%，属于低灰煤；硫分在0.22%~1.15%之间，平均为0.6%，属低硫煤；挥发分在32.69~45.42%之间，平均为40.57%，为高挥发分的长焰煤。C煤组灰分在5.65%~15.24%之间，平均为11.05%，属于低灰煤；硫分在0.37%~1.19%之间，平均为0.82%，属于低硫煤；挥发分在31.97%~44.64%之间，平均为39.93%，为高挥发分的长焰煤。层序SIII2早期煤层主要分布于钻孔X13附近发育(图 8c)，聚煤区较为分散，横向上厚度变化大，且夹矸层数多。层序SIII2晚期处于干旱、半干旱的古气候环境，没有煤层发育。

受西北地区中—晚侏罗世“干热化事件”的影响，中侏罗世柴北缘古气候由温暖、潮湿向炎热、干旱转变^[31]，层序SIII3时期研究区处于温暖、潮湿的古气候环境，适合植物生长，有利于泥炭形成，加上该期研究区沉积范围持续扩大，覆盖整个研究区，且地形坡度较早侏罗世减缓，陆源碎屑供给相对减少且趋于稳定，可容空间增长速率与泥炭堆积速率达到相对平衡，因此研究区层序SIII3沉积期具备了形成厚煤层的有利条件，在辫状河三角洲平原泥炭沼泽中发育区内主要可采(F煤组)煤层，聚煤中心分别位于西部钻孔12-18、X16附近，向四周逐渐减薄，以及东部钻孔34附近，并向北部逐渐减薄至尖灭。该煤组厚度较厚，平均厚度10 m，且平面展布较为连续(图 9c)，以亮煤、镜煤为主，煤岩显微组分特征为镜质组(平均33.66%)低于惰质组(平均57.74%)，灰分在6.35%~18.45%之间，平均为15.36%，属于低灰煤；硫分在0.13%~4.58%之间，平均为0.48%，属于特低硫煤；挥发分在33.69%~37.03%之间，平均为35.56%，为中高挥发分的不粘煤。

中侏罗世中晚期，柴北缘古气候环境开始向炎热、干旱转变^[32]，研究区层序SIII4及层序SIII5沉积期均处于潮湿、半干旱的古气候环境，不适合植物生长，且该期研究区由于沉降速率加快，使得可容空间的增长速率迅速增大，且物源供给量大大减少，不利于泥炭堆积，导致没有厚煤层发育。

不同古地理背景下，泥炭堆积速率与可容空间增加速率的相对关系存在差异，煤层的聚集特征也不尽相同^[32-33]。根据区内各层序的聚煤特征，结合其构造地质背景，研究区含煤岩系处于低可容空间的河湖沉积背景下，具有厚煤层主要形成于辫状河三角洲平原泥炭沼泽的聚煤规律。

早侏罗世研究区处于伸展、松弛的区域构造格局，为受拉张应力影响的断陷盆地性质^{[3, 15]}。沉积初期，研究区具有盆地范围小、地形坡度陡、沉积相变化快、近源快速充填的沉积特征，与前文对该时期(层序SIII1沉积期)恢复的古地理格局相吻合。该期发育的B、C煤组均主要为辫状河三角洲平原分流间湾沉积，且煤层基本都发育于湖侵体系域，认为主要由于湖侵的发生，基准面上升，可容空间增加速率加快，在地形较为平坦的辫状河三角洲平原，可容空间增加速率与泥炭堆积速率达到相对平衡，因此发育煤层，煤层自下而上有增厚趋势，在湖侵体系域上部靠近最大湖泛面附近达到最厚，往上煤层减薄或不发育煤层。该期煤层均属于低灰、低硫煤，煤岩显微组分特征表现为高镜质组、低惰质组，同样说明了煤层主要形成于最大湖泛面附近强覆水还原环境^[34]。此外，该期局部区域辫状河三角洲前缘及滨浅湖湖侵体系域(TST)及高位体系域(HST)发育薄煤层。

早侏罗世末至中侏罗世初，研究区由受拉张应力的断陷盆地性质向受挤压应力影响初期的断—坳复合盆地性质转变^[16-19]，经过初期的填平补齐，研究区地形坡度变缓，可容空间增加速率相对减缓，沉积相变化较为稳定。该期厚煤层(F煤组)发育于地形平坦、可容空间增加速率适中的辫状河三角洲平原环境，结合煤层在层序地层格架中的垂向分布规律，层序SIII3时期为低可容空间背景下，具有厚煤层(F煤组)发育于辫状河三角洲平原泥炭沼泽的聚煤规律，并在湖侵体系域上部靠近最大湖泛面处达到最厚，F煤组属于低灰、特低硫煤，说明成煤环境为水动力弱的还原环境，并具有低镜质组、高惰质组的煤岩显微组分特征，说明该期泥炭沼泽可容空间增加速率略小于泥炭堆积速率，而使部分泥炭暴露受氧化^[34]。

综合以上，早中侏罗世，研究区处于拉张应力的断陷盆地逐渐向受挤压应力影响的断—坳复合盆地转变的构造背景，主要聚煤期为温暖潮湿古气候背景下的层序SIII1及层序SIII3沉积期，厚煤层发育于可容空间增加速率适中的辫状河三角洲平原，且主要形成于湖侵体系域，并在湖侵体系域上部靠近最大湖泛面达到最厚(图 12)。

图  12  西大滩地区下—中侏罗统河湖相低可容空间背景下厚煤层分布模式

典型大煤沟剖面位于研究区东侧，通过对比，两者之间的聚煤特征不尽相同，且沉积序列存在差异(图 13)，例如研究区层序SIII1的C煤组主要发育于辫状河三角洲平原，而大煤沟剖面C煤组为湖泊沉积；研究区未发育大煤沟剖面大煤沟组下部的厚层砂砾岩。这些可能与该区域由断陷盆地逐渐向断坳复合盆地转变的构造背景有关。早侏罗世处于断陷盆地充填早期，中侏罗世早期仍未完全改变其断陷盆地的复杂盆地性质，可容空间增加速率主要受控于与构造有关的盆地基底沉降速率，断陷盆地不同位置盆地基底沉降速率差异较大^[35]，从而造成研究区含煤岩系与大煤沟剖面的沉积差异。但在该断—坳复合盆地中比较一致的是，厚煤层(F煤组)聚集中心均主要位于地形平坦、剩余可容空间大小适中、可容空间增加速率中等的三角洲平原环境。

图  13  西大滩地区与大煤沟剖面下—中侏罗统聚煤特征对比

Figure 13.  Comparison of coal accumulation characteristics for the Early and Middle Jurassic between the Xidatan area and the Dameigou section

(1) 柴北缘西大滩地区下—中侏罗统发育冲积扇、辫状河三角洲、湖泊等沉积相类型，可进一步划分出扇缘、扇中、辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘、滨浅湖、半深湖等亚相类型。

(2) 研究区含煤岩系可识别出区域不整合面、河流下切谷冲刷面、沉积相转换面及岩性、颜色突变面4种层序界面，共划分出5个三级层序。

(3) 以三级层序为作图单元，恢复研究区含煤岩系古地理。层序SIII1研究区由北至南发育冲积扇、辫状河三角洲及滨浅湖，以辫状河三角洲及滨浅湖为主；层序SIII2由北至南发育冲积扇、辫状河三角洲、滨浅湖及半深湖，以辫状河三角洲及滨浅湖为主，较层序SIII1水体加深；层序SIII3由南至北发育辫状河三角洲、滨浅湖及半深湖，以辫状河三角洲为主，较层序SIII2辫状河三角洲向北扩张；层序SIII4、层序SIII5基本继承了层序SIII3的古地理格局，由南至北发育辫状河三角洲、滨浅湖及半深湖，以滨浅湖及半深湖为主。5个层序物源均主要来自研究区北部。

(4) 研究区煤层主要形成于层序SIII1及层序SIII3湖侵体系域晚期，为辫状河三角洲平原沉积，受构造条件影响，煤层发育不稳定，厚煤层聚集中心均主要位于地形平坦、剩余可容空间大小适中、可容空间增加速率中等的辫状河三角洲平原环境。