地质力学所油气地质调查团队在柴达木盆地晚古生代地质研究领域取得系列创新性成果。通过多学科交叉研究，系统揭示了该区石炭纪—二叠纪构造-沉积演化规律，创新性提出了海陆过渡相硅循环新模式，深化了全油气系统成藏机制认识，并揭示了柴达木盆地石炭系富氦天然气富集规律。
在构造-沉积演化研究方面，团队通过高精度同位素定年与沉积学分析，建立了完整的晚古生代地层格架。研究表明，早石炭世该区处于南昆仑洋壳向北俯冲的活动大陆边缘弧后环境。扎布萨尕秀组凝灰岩夹层中获得的297.8±3.0 Ma锆石U-Pb年龄，为石炭系—二叠系界线划分提供了精确的年代学证据。基于碎屑锆石年龄谱系与沉积相分析，认为盆地东部石炭纪—二叠纪沉积体系受北侧宗务隆裂谷与南侧东昆仑造山带双重影响。
图1 晚石炭世（A）与早二叠世（B）古地理格局分析
在沉积机理研究方面，团队通过对碳酸盐岩中燧石的地球化学分析，创新性提出了海陆过渡相硅质循环新模式。研究发现燧石的硅-氧同位素组成（δ30Si: -1.44‰~0.19‰; δ18O: 21.39‰~25.74‰）与陆地植硅体特征高度吻合，表明陆地植硅体是台地燧石形成的首要硅源。建立的"冰川升降-植被演替-硅循环"耦合模式，系统揭示了晚古生代冰期-间冰期旋回控制下的硅质生物地球化学循环过程。
图2 海陆地渡带台地相硅岩沉积模式
在能源资源评价方面，研究确认下二叠统碳质页岩和上石炭统克鲁克组煤系为两套有效烃源岩，有机质为海陆混源型，处于高熟-过成熟演化阶段。创新性建立了"多源供烃-裂缝控储-局部封盖"的全油气系统成藏模式。通过系统分析盆地北缘地区氦源岩地球化学特征，首次提出了柴达木盆地北缘东段发育多类型氦源岩，具有"多源供氦"特征，石炭系泥页岩生成的氦气通过断裂系统运移富集，形成良好的储盖组合。
图3 柴东地区石炭系—二叠系全油气系统成藏模式图
图4 柴北缘东段石炭系富氦天然气成藏模式图
研究成果对青藏高原东北缘能源资源勘探具有重要指导意义，建立的成藏模式对全球类似盆地研究具有重要参考价值，已在《Marine and Petroleum Geology》《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》《地质学报》等权威期刊发表。
代表性成果：
1)Shi Hui,WangJiaqi, Wang Shuai, MaLicheng, HuJunjie. Enhanced terrestrial biogenic silica flux to platform cherts in marine–continental transition zones: Evidence from the Carboniferous succession of the eastern QaidamBasin[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2025, 678: 113239.
2)施辉, 杨元元, 胡俊杰, 陈程, 马立成, 方欣欣, 彭博, 张浩. 柴达木盆地东部地区石炭系—二叠系海陆过渡相层系全油气系统——以QDC-1井为例. 天然气工业. 2025, 45(8): 30-42.
3)施辉, 王波, 胡俊杰, 吴志雄,马立成. 柴北缘西段早石炭世构造—沉积格局——来自下石炭统怀头他拉组稀土元素的证据. 沉积学报. 2025, 43(2): 408-422.
4)胡俊杰, 吴志雄, 张海龙, 施辉, 马寅生, 马立成, 方欣欣, 魏小洁, 陈程, 杨元元. 柴达木盆地北缘东段石炭系天然气中氦气富集规律. 地质学报. 2025, 网络首发. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2025161
5)杨元元, 殷万熹, 强晓农, 马永福, 刘清, 马寅生, 胡俊杰, 施辉. 柴达木盆地北缘主要氦源岩地球化学特征与生氦潜力评价. 高校地质学报. 2025, 31(4): 432-438.
6)Shi Hui, Zhong Chang, Ma Licheng, QiaoJiaxi, Hu Junjie, Wei Xiaojie. Late carboniferous–early permian sedimentary–tectonic evolution in the eastern qaidam basin, western china: insight into the zircon u–pb geochronology of ash-fall tuffs and sandstones. Marine and Petroleum Geology. 2024, 166: 106910.
7)胡俊杰, 施辉, 马立成, 马寅生, 王嘉琦, 钟畅. 柴达木盆地北缘西段下石炭统物源和构造背景:来自碎屑岩 U-Pb年代学与地球化学的约束. 地质学报. 2024, 98(4): 1056-1067.
