木里盆地是青海省重要的煤炭生产基地,煤炭资源和煤层气资源的潜力巨大,沉积学、层序地层学和古地理学研究对木里盆地下一步的勘探工作将具有重要的指导意义。本文以木里盆地下侏罗统热水组、中侏罗统木里组和江仓组为主要研究对象,通过系统收集木里盆地钻孔及测井等基础资料,结合野外露头剖面实测、岩心观察、薄片鉴定结果,对木里盆地侏罗纪含煤岩系进行沉积学、层序地层学和岩相古地理研究。在此基础上分析煤层展布特征、总结聚煤模式,并进行泥炭地发育期古环境分析。通过野外露头剖面实测和岩心观测,对木里盆地侏罗纪含煤岩系的岩相类型和岩相组合特征进行精细研究。研究区共识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩和可燃有机岩共5种岩石类型,并将上述岩石类型划分为20类岩相类型;根据各岩相类型之间相互组合的基本规律,总结为辫状河道型、三角洲平原型、三角洲前缘型和湖泊充填型共四种岩相组合类型。通过对野外露头剖面的观测及钻孔岩心精细沉积相分析,识别出辫状河、辫状河三角洲、湖泊共三种沉积体系,主要成煤环境包括河漫沼泽、辫状河三角洲分流间湾沼泽和湖湾沼泽。通过野外露头、岩心、测井等资料,识别出木里盆地早中侏罗世层序地层关键界面,包括区域不整合面、古风化暴露面、河流下切侵蚀面、岩性及岩相标志、古生物标志、测井相标志等,在此基础上建立全盆地等时层序地层格架,将研究区中下侏罗统划分为S1～S5共五个三级层序。结合典型钻孔及剖面的沉积相发育特征,以地层厚度、砂岩厚度、泥岩厚度、砂岩泥岩比值等多种等值线图为依据,绘制具等时界面的定量的岩相古地理图。层序S1时期盆地东部与西部的沉降速度十分不均衡,隆起区仍占据盆地的大部分范围,沉积区主要分布于盆地东部的外力哈达—热水—海德尔矿区,以及盆地西部的聚乎更、弧山、雷尼克和江仓矿区局部。辫状河环境主要分布于热水矿区和外力哈达矿区,其余区域以三角洲平原为主,沉积区边缘有滨浅湖发育。层序S2对应中侏罗世早期木里组下段,木里盆地进入长期性的稳定沉降期,沉积面积较层序S1大范围扩大,剥蚀区逐步被沉积物掩盖。古地形呈现北高南低的特征,横向上东北部沉积厚度小,西南部沉积厚度大,发育多个沉积中心。早侏罗世初步形成的辫状河—三角洲—湖泊沉积体系得到进一步发展,此阶段水体较浅。层序S3时期,盆地基底继续发生稳定的沉降,沉积中心整体向北迁移,盆地东西两侧的地层厚度差异缩小,盆地地形更为平坦,下三角洲平原和湖泊的沉积面积更为广泛。层序S4在木里盆地又发生一次小规模湖侵作用,沉积相带未发生明显变化,滨浅湖沉积范围变大并向北迁移,古地理单元整体向北迁移,辫状河及河漫滩的发育已十分局限。层序S5相当于中侏罗世晚期,聚乎更矿区南部发育大面积油页岩和泥岩沉积,木里盆地形成以滨浅湖、三角洲前缘和下三角洲平原为主的古地理格局,盆地整体被水体覆盖。层序S1聚煤中心为热水矿区,层序S2和S3煤层主要分布于盆地中南部区域,整体呈中部厚、东西部薄,聚煤中心包括哆嗦公马、江仓、雷尼克东部和雪霍立西部。层序S4煤层厚度薄、层数多,至层序S5聚煤作用接近尾声。从层序S1到层序S3,煤层发育区域扩大,煤层层数增多,煤层累积厚度增加。层序S4和层序S5的成煤范围大面积缩小。总结分析不同湖盆充填类型中的煤沉积模式,木里盆地从层序S1～S5由过充填型湖盆过渡到平衡充填型湖盆,经历了两次主要的聚煤阶段。平衡充填湖盆的成煤条件较差,仅在局部地区发育薄煤层。层序格架下基准面变化可划分为六个阶段,各阶段沉积演化与煤层发育条件有所不同,其中湖侵体系域早期和晚期为主要的成煤阶段,以湖侵体系域早期为最优。煤层作为地质历史时期重要的沉积物,对于古环境的变化十分敏感,煤中保留了泥炭地发育和保存过程中的古环境信息,重大地质事件的发生也将影响泥炭地的发育和煤层的形成。以煤岩学为基础,总结木里盆地中侏罗世煤层的显微组分特征。聚乎更矿区和江仓矿区煤的显微组分以镜质组和惰质组为主,其中惰质组含量较高。聚乎更矿区下1煤中惰质组含量平均26.1%,下2煤中惰质组含量平均52.5%;江仓矿区中侏罗世煤层的惰质组含量为0.7%～30%,平均15.6%。基于惰质组“火焚成因”的理论和前人建立的惰质组含量与大气氧含量关系模型,估算木里盆地中侏罗世大气氧含量范围为19.3%～28%,中侏罗世晚期比早期大气氧含量有所下降。对聚乎更矿区下1煤和下2煤的自然伽马测井、密度测井和伽马伽马测井曲线进行频谱分析,得到低频、中频和高频对应的周期之比为4.8:1.6:1.0,与中侏罗世的偏心率、斜率、岁差之比相似,认为煤层中的灰分含量受到米兰科维奇旋回的影响。基于米兰科维奇旋回周期,计算得出聚乎更矿区中侏罗世煤层的碳聚集速率为59.6～67.8 g/(m2·a),相对应的泥炭地碳聚集速率为100～113.8 g/(m2·a),与全新世等比例类比计算得出泥炭地的净初级生产力为300～341.4 g/(m2·a)。全新世同纬度地区的泥炭地净初级生产力为150～200g/(m2·a),木里盆地中侏罗世泥炭地的净初级生产力水平普遍高于全新世同纬度地区,分析认为高大气CO2含量是中侏罗世泥炭地净初级生产力提高的主要因素。通过对“煤”这一信息载体的研究,可以进一步获取古环境变化在沉积过程中留下的记录,为探究聚煤规律、重建成煤期古环境提供进一步的证据,具有十分重要的科学意义。