喬博，高志前，樊太亮，羅靜，孟祥杰

（1.中國地質(zhì)大學（北京）能源學院，北京 100083；2.中國地質(zhì)大學（北京）海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室，北京 100083）

塔里木盆地寒武系臺緣結構特征及其演化

喬博1，2，高志前1，2，樊太亮1，2，羅靜1，2，孟祥杰1，2

（1.中國地質(zhì)大學（北京）能源學院，北京 100083；2.中國地質(zhì)大學（北京）海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室，北京 100083）

塔里木盆地寒武系因具重大的油氣資源潛力而成為目前油氣勘探的目標，其臺緣斜坡帶以發(fā)育優(yōu)質(zhì)礁灘體儲層并控制臺地內(nèi)部沉積相帶發(fā)育而備受關注。綜合分析地震、露頭、鉆/測井資料，明確了寒武系各層組發(fā)育時期臺緣斜坡帶的特征及其控制的臺地沉積環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，早寒武—中寒武世早期各層組均發(fā)育緩坡型臺緣斜坡帶，中寒武世晚期—晚寒武世發(fā)育鑲邊型臺緣斜坡帶。受海平面升降變化和碳酸鹽巖產(chǎn)率的控制，不同地區(qū)各層組臺緣斜坡帶疊加樣式不同：塔西南地區(qū)為緩坡的退積—加積型，塔中地區(qū)為緩坡—鑲邊的進積—加積型，塔北地區(qū)為鑲邊的進積型。臺緣斜坡帶整體呈一向柯坪地區(qū)收斂的“U”形，塔北—塔中地區(qū)臺緣帶逐漸向東部盆地方向遷移，塔西南地區(qū)則向北部臺地方向遷移。臺地邊緣類型及其遷移不僅控制了臺緣礁、灘的發(fā)育，也控制了臺內(nèi)沉積相的構成及展布規(guī)律。

結構特征；發(fā)育模式；臺緣斜坡帶；寒武系；塔里木盆地

Oil&Gas Field，2014，21（1）：7-11.質(zhì)儲層常位于臺地邊緣、上斜坡以及臺地內(nèi)部受淡水淋濾作用影響的高地，其中又以臺緣斜坡帶的礁-灘體儲層最為優(yōu)質(zhì)［3-6］。前人對塔里木盆地寒武系巖相古地理、臺地類型等已經(jīng)做過很多卓有成效的工作，但主要是從盆地邊緣露頭及有限的井資料出發(fā)，且以“統(tǒng)”為單位進行研究，對寒武系各層組的精細臺緣特征及演化分析較少［7-10］。本次研究針對覆蓋全盆的地震測線精細解釋，從剖面到平面，精細刻畫了寒武系6個層組的臺地邊緣相帶的結構特征及縱向疊加樣式，明確了塔西南地區(qū)臺緣帶收斂方向及臺內(nèi)沉積相展布，為深層寒武系碳酸鹽巖油氣勘探提供借鑒。

1 地層沉積特征

塔里木盆地是一大型多旋回疊合盆地［11］，自震旦世開始接受沉積，發(fā)育了一套完整的海相—海陸過渡相—陸相沉積體系，其中寒武—奧陶系發(fā)育厚度巨大的碳酸鹽巖。

寒武紀，該盆地處于大陸的快速裂解期，其內(nèi)部西高東低，西部克拉通內(nèi)部坳陷沉降較快，發(fā)育開闊臺地與局限臺地沉積［12-13］。巖石地層序列自下而上為下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組（硅質(zhì)碎屑巖）、肖爾布拉克組（鹽下白云巖）、吾松格爾組（下膏鹽巖）；中寒武統(tǒng)沙依里克組（鹽間灰?guī)r和灰云巖）、阿瓦塔格組（下部為上膏鹽巖，上部為含膏云巖）及上寒武統(tǒng)下丘里塔格組（白云巖）。

圖1 塔里木盆地巴探5井寒武系層序地層綜合柱狀圖

2 寒武系臺緣斜坡帶類型

已知臺地邊緣類型和臺地邊緣遷移主要受海平面升降、構造運動和碳酸鹽產(chǎn)率等因素綜合控制［17］。而寒武紀時期，塔里木為穩(wěn)定的克拉通盆地，海平面升降和生物礁-灘生長速率是控制臺緣礁-灘演化和臺地邊緣類型的主要因素。玉爾吐斯組為碎屑巖潮坪沉積［18］，肖爾布拉克組、吾松格爾組、沙依里克組發(fā)育緩坡型臺緣斜坡帶，阿瓦塔格組、下丘里塔格組發(fā)育鑲邊型臺緣斜坡帶。

3 不同地區(qū)臺緣斜坡帶結構特征

受水深、溫度、鹽度、水動力條件等因素的影響，碳酸鹽巖的種類和沉積速率發(fā)生變化［19］。同一時期的不同地區(qū)，受古地貌、氣候、構造運動等影響不同，發(fā)育的臺地邊緣類型及其縱向疊加樣式也不同。

3.1 塔西南地區(qū)

塔西南地區(qū)寒武紀臺緣斜坡帶屬于典型的緩坡型，臺緣坡折帶寬緩，在sq5，sq6地層中可見向西南方向前積披覆結構及微丘型起伏結構。向斜坡方向，地震反射軸逐漸過渡為中振幅中—強連續(xù)反射；向臺內(nèi)方向，逐漸過渡為中—弱振幅中連續(xù)反射。臺緣斜坡帶發(fā)育3期灘和2期礁-灘組合，整體表現(xiàn)為退積—加積型疊加樣式（見圖2）。其中，sq2，sq3，sq4臺緣斜坡帶坡度緩，受水動力影響較弱，不利于礁體發(fā)育，臺緣顆粒灘隨海平面上升逐漸向臺地內(nèi)遷移，說明該時期碳酸鹽巖產(chǎn)率小于相對海平面上升速率；sq5，sq6沉積期，在早中寒武世臺緣基礎上繼承性發(fā)育，臺緣帶存在微地形隆起，在隆起高部位發(fā)育礁，緊接其后的臺地區(qū)內(nèi)可見顆粒灘，形成礁-灘復合體沉積，2期礁-灘復合體縱向上加積，說明其沉積時期碳酸鹽巖產(chǎn)率與海平面上升速率相當。

圖2 塔西南地區(qū)臺緣斜坡帶特征及其發(fā)育模式

3.2 塔中地區(qū)

塔中地區(qū)寒武紀臺緣斜坡帶為緩坡—鑲邊型的過渡階段。地震剖面上可見微丘型結構外形，其內(nèi)部空白或雜亂反射，向斜坡一側同相軸連續(xù)性變好、振幅增強，向臺地一側連續(xù)性中等、振幅減弱。地震剖面顯示，塔中寒武系共發(fā)育3期顆粒灘和2期礁-灘復合體沉積，縱向結構為進積—加積型（見圖3）。其中：臺緣帶為空白反射，為3期顆粒灘沉積，sq2—sq4各發(fā)育1期；中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組開始，由于碳酸鹽巖產(chǎn)率大于海平面升降速率，臺緣坡折角度逐漸明顯，地層厚度向斜坡方向明顯減薄，斜坡上可見前積反射，sq5，sq6各發(fā)育1期礁-灘復合體，但顆粒灘存在于礁的前端，說明受海水來回沖刷作用的影響，造成了生物碎屑向斜坡方向堆積。

圖3 塔中地區(qū)臺緣斜坡帶特征及其發(fā)育模式

3.3 塔北地區(qū)

塔北地區(qū)寒武系臺緣斜坡帶在不同時期特征明顯不同。自下而上，臺緣坡折帶角度逐漸增大，由緩坡型向鑲邊型臺緣斜坡帶過渡。地震剖面上可見楔形前積結構，同相軸向盆地方向振幅和連續(xù)性增強，向臺地方向振幅減弱且可見局部空白或雜亂發(fā)射。臺緣斜坡帶類型的轉變控制了臺緣礁-灘復合體的發(fā)育類型及特征，塔北地區(qū)寒武系發(fā)育7期礁-灘體復合體，縱向上呈進積型疊加樣式（見圖4）。

圖4 塔北地區(qū)臺緣斜坡帶特征及其發(fā)育模式

sq2—sq4沉積時期臺緣結構樣式表現(xiàn)為緩坡—弱鑲邊型，可見低角度前積結構，發(fā)育3期礁-灘體沉積。sq2沉積期地層厚度大，臺緣帶可見明顯的礁覆蓋灘沉積且向東遷移；sq2—sq3地層厚度薄，臺緣礁-灘體特征不明顯，但仍可見微丘型前積結構反射。在sq5—sq6沉積時期，臺地邊緣結構樣式為鑲邊型，且礁-灘復合體的規(guī)模和分布范圍較早中寒武世礁-灘體大，單在sq5臺緣帶就可見4期礁-灘沉積，隨海平面的下降，臺緣帶高部位局部暴露，遭受剝蝕，頂部見明顯削截。sq6時期由于暴露剝蝕作用，現(xiàn)今只存1期礁-灘復合體。

4 臺緣斜坡帶展布特征及沉積相

塔里木盆地寒武紀沉積時期構造穩(wěn)定，經(jīng)歷了逐漸海進的過程，沉積格局具有明顯的繼承性［8，20］。沉積相展布以臺緣斜坡相帶為界，具有顯著的差異性：臺緣斜坡帶內(nèi)側發(fā)育巨厚的碳酸鹽臺地沉積，巖性主要包括灰質(zhì)云巖、白云巖、云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖以及膏鹽巖；外側則為半深水陸棚以及深海盆地相沉積，巖性為碳質(zhì)泥巖，硅質(zhì)泥巖以及暗色泥質(zhì)灰?guī)r。

4.1 sq1—sq4時期

該沉積時期，主要發(fā)育寬緩、厚度變化不大的臺緣斜坡帶，發(fā)育灰泥丘及顆粒灘相碳酸鹽巖，生物礁不發(fā)育。平面上，臺緣帶總體沿肖爾布拉克剖面—阿北1—托甫20—塔深1—羊屋1—古隆1—塘參1—玉北3—玉北8—皮山北2井一線展布，環(huán)繞塔西臺地呈向柯坪地區(qū)收斂“U”形，塔中—塔北地區(qū)臺緣帶向東小距離遷移，塔西南則向臺地內(nèi)部遷移，遷移距離在平面上變化不明顯。

sq1時期，鉆井顯示臺盆區(qū)主要為潮坪相，巖性為泥晶白云巖、藻白云巖及細砂巖。sq2時期，塔里木盆地開始形成“西臺東盆”格局，肖爾布拉克組為緩坡型碳酸鹽巖臺地，臺地內(nèi)發(fā)育開闊臺地、局限臺地，在巴楚地區(qū)巴探5、方1、和田1井見含膏云巖與白云巖互層的膏巖瀉湖環(huán)境（見圖5a）。sq3時期，吾松格爾組在緩坡型臺地背景下，沉積厚層膏巖、鹽巖及褐色薄層泥巖（見圖5b），說明水體相對下降，臺地內(nèi)沉積環(huán)境局限且鹽度高。sq4時期，鉆井揭示巖性主要為灰?guī)r及含云—云質(zhì)灰?guī)r，局部發(fā)育鹽巖和膏巖，表明沙依里克組沉積期較下伏吾松格爾組相對海平面上升，含膏鹽湖等蒸發(fā)環(huán)境減少，開闊臺地范圍增大（見圖5c）。

圖5 塔里木盆地寒武紀sq2—sq6臺緣斜坡帶展布及沉積相

4.2 sq5—sq6時期

該沉積時期與sq2—sq4時期相比，塔里木盆地臺緣斜坡帶僅在塔中和塔北地區(qū)向東明顯遷移且轉變?yōu)殍傔呅团_緣類型，發(fā)育生物礁-灘復合體沉積；而塔西南地區(qū)遷移特征不明顯，且仍為緩坡型臺緣，沉積灰泥丘或顆粒灘，生物礁較少發(fā)育。平面上，臺緣斜坡帶沿阿瓦提縣—阿參1—于奇2—于奇6—滿參1—古隆1—玉北7—皮山北2井一線展布（見圖5）。上述變化主要是由于塔中和塔北地區(qū)臺緣帶礁體快速生長其生長速率大于海平面上升速率，而陸棚和深海盆地相帶的沉積速率遠遠小于可容納空間生長速率，沉積地層薄，從而使臺緣坡折角度明顯加大，由早期的緩坡型臺緣帶演化為鑲邊臺緣帶。塔西南地區(qū)碳酸鹽巖產(chǎn)率與海平面升降變化速率相當，一直為緩坡型臺緣，其位置和寬度均無大的變化。

sq5沉積期，臺緣帶開始向鑲邊型轉化，生物礁開始發(fā)育。該時期阿瓦塔格組在巴楚地區(qū)大范圍發(fā)育膏巖、鹽巖沉積，臺地內(nèi)部為蒸發(fā)—局限沉積環(huán)境（見圖5d）。sq6為上寒武統(tǒng)下丘里塔格組，其發(fā)育鑲邊型碳酸鹽巖臺地，內(nèi)部開闊臺地相較下伏阿瓦塔格組范圍增大，蒸發(fā)臺地轉變?yōu)榫窒夼_地云坪沉積（見圖5e）。

總體而言，寒武紀各時期臺緣斜坡帶類型不同，其所控制的臺緣生物礁-灘儲層的位置和發(fā)育情況存在差異。臺地內(nèi)部發(fā)育的礁-灘、白云巖儲層在一定程度上也受臺緣類型及其遷移的影響。因此，研究臺緣斜坡帶展布及臺內(nèi)沉積相帶類型，對預測臺緣生物礁-灘、臺內(nèi)灘、優(yōu)質(zhì)白云巖等儲層位置具有重大意義。

5 結論

1）塔里木盆地寒武紀發(fā)育緩坡型和鑲邊型2種不同類型的碳酸鹽巖臺地結構樣式。除sq1時期為碎屑巖潮坪沉積外，sq2—sq4時期發(fā)育緩坡型碳酸鹽巖臺地，sq5—sq6時期發(fā)育鑲邊型碳酸鹽巖臺地。

2）同一時期不同地區(qū)臺緣斜坡帶類型及疊加樣式不同：塔西南地區(qū)臺緣斜坡帶一直為緩坡型，sq2—sq4時期發(fā)育顆粒灘沉積，sq5—sq6時期發(fā)育小型礁-灘復合體沉積，縱向上為退積—加積型疊加；塔中地區(qū)臺緣斜坡帶sq2—sq4時期為緩坡型且發(fā)育顆粒灘，sq5—sq6時期向鑲邊型過渡，發(fā)育礁-灘組合；塔北地區(qū)臺緣斜坡帶變化較快，從sq2—sq4時期的弱鑲邊過渡到sq5—sq6時期的鑲邊型，從下往上各個時期發(fā)育的礁-灘體規(guī)模增大。

3）塔里木盆地寒武紀臺緣斜坡帶總體是沿阿參1—于奇6—羊屋1—滿參1—古隆1—塘參1—玉北7—皮山北2井一線附近展布，平面上呈向柯坪地區(qū)收斂的“U”型。臺緣斜坡礁-灘相帶、臺內(nèi)灘、臺內(nèi)優(yōu)質(zhì)白云巖等均是油氣聚集的有利場所，寒武系臺地內(nèi)沉積相帶及儲層展布區(qū)是下一步深層油氣勘探的重點。

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（編輯 趙旭亞）

Structural characteristicsand evolution of Cambrian platform margin in Tarim Basin

Qiao Bo1，2,Gao Zhiqian1，2,Fan Tailiang1，2,Luo Jing1，2,M eng Xiangjie1，2
(1.School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.MOE Key Laboratory of M arine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Enrichm ent M echanism,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

Cambrian isbecoming theexploration targetin Tarim Basin due to itsgreatpotentialofoiland gas resources,especially its platform margin which develops high-quality reservoir and controls the sedimentary facies in the platform.Through comprehensive analysis of seismic,outcrop,core and logging data,the characteristics of the platform margin and the sedimentary facies under its controlare clear.Based on these data,it is proved that ramp platform margin develops in the early Early-Middle Cambrian,rimmed shelf platform margin develops in the late Middle Cambrian-Late Cambrian.The stack patterns of platform margin are different in differentregions:the progradated-aggradated ramp platformmargin developsin southwestern Tarim Basin;the progardated-aggradated ramp-rimmed shelf platform margin develops in central Tarim Basin;the progradated rimmed shelf platform margin develops in northern Tarim Basin.The platform margin convergences towards Keping like as a U-shaped stripe in the west of Tarim Basin.In Cambrian,the platform marginmigrates towards to the east in northern and central Tarim Basin,while in southern Tarim Basin,the platformmarginmigrates towards tonorth.The patternsofplatformmargin and itsmigration notonly control the developmentof reefs and beaches,butcontrol thesedimentary faciesand theirdistributions.

structure characteristics;developmentmodel;slope zone ofplatformmargin;Cambrian;Tarim Basin

國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“流體活動在多種碳酸鹽巖儲層形成中的作用機理研究”（2005CB422103）；國家科技重大專項課題“細粒、低滲透儲層沉積成因類型與分布地質(zhì)預測研究”（2009ZX05009-002）

TE121.3

A

0 引言

喬博，高志前，樊太亮，等.塔里木盆地寒武系臺緣結構特征及其演化［J］.斷塊油氣田，2014，21（1）：7-11.

Qiao Bo，Gao Zhiqian，F(xiàn)an Tailiang，et al.Structural characteristics and evolution of Cambrian platform margin in Tarim Basin［J］.Fault-Block

10.6056/dkyqt201401002

2013-08-08；改回日期：2013-11-15。

喬博，男，1987年生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事層序地層和油氣勘探等方面的研究。E-mail：qiaobocugb@163.com。

塔里木盆地寒武—奧陶系發(fā)育大量的碳酸鹽巖，是石油勘探的重要目的層段［1］。過去對海相碳酸鹽巖的勘探主要集中在奧陶系，寒武系由于埋藏深、鉆井少且分布局限，研究較少。近年來，隨著勘探強度的增大，在寒武系中發(fā)現(xiàn)了較好的白云巖儲層，尤其是塔深1井在7 500m以下的油跡顯示，大大超過了目前一般認識的“液態(tài)窗下限”深度［2］。而在臺地沉積體系中，優(yōu)