呂婧文，李　遠(yuǎn)，王　鵬，康　健，蔡智洪，孫國(guó)強(qiáng)

(1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京　100049；2.甘肅省油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅　蘭州　730000；3.山西省地質(zhì)勘察局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西　長(zhǎng)治　046000；4.中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅　敦煌　736202)

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柴達(dá)木盆地平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組沉積微相研究

呂婧文1，2，李遠(yuǎn)3，王鵬4，康健4，蔡智洪4，孫國(guó)強(qiáng)2

(1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；2.甘肅省油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730000；3.山西省地質(zhì)勘察局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西長(zhǎng)治046000；4.中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅敦煌736202)

根據(jù)鉆井巖心、鑄體薄片、掃描電鏡、測(cè)錄井資料及分析化驗(yàn)資料，對(duì)柴達(dá)木盆地北緣西段平臺(tái)地區(qū)古近系路樂(lè)河組地層巖心的沉積構(gòu)造、粒度特征、沉積序列等進(jìn)行詳細(xì)研究，分析平臺(tái)地區(qū)古近系路樂(lè)河組的沉積相類型及演化過(guò)程。研究表明，平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組主要受近源沉積控制，沉積了一套以礫巖、含礫粗砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖為主的粗粒碎屑巖，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理和板狀交錯(cuò)層理，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較差。粒度概率累積曲線顯示碎屑顆粒沉積物主要由懸浮組分和跳躍組分組成，表明水動(dòng)力條件較強(qiáng)，以河流相沉積為主。沉積微相類型以河床亞相的河床滯留和心灘沉積為主，其次為河漫亞相的河漫灘沉積和泛濫平原沉積。沉積相的研究清楚展示出平臺(tái)地區(qū)古近紀(jì)早期路樂(lè)河組的沉積特征和演化規(guī)律，為該地區(qū)下一步油氣勘探工作提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

路樂(lè)河組；沉積相；平臺(tái)地區(qū)；柴達(dá)木盆地

引言

柴達(dá)木盆地位于青藏高原的東北部，周邊均以深大斷裂系與造山帶相接，盆山耦合關(guān)系復(fù)雜多樣，是我國(guó)西部一個(gè)大型中-新生代陸相沉積多期疊合的含油氣盆地[1]。近年來(lái)在柴北緣山前帶的油氣勘探獲得了重大突破，尤其是在牛東地區(qū)、東坪地區(qū)、平臺(tái)地區(qū)以及九龍山地區(qū)的中-新生代地層中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)高豐度油氣藏。油氣藏類型主要以構(gòu)造-巖性復(fù)合型油氣藏為主，促使柴北緣的油氣勘探思路和方向也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詷?gòu)造-巖性復(fù)合型油氣藏的勘探為主[8]。因此，加強(qiáng)對(duì)平臺(tái)地區(qū)沉積體系及儲(chǔ)層特征的研究，對(duì)于深化該區(qū)域的沉積演化過(guò)程，以及對(duì)油氣藏勘探目標(biāo)的選擇等都具有非常重要的理論和實(shí)踐意義。

平臺(tái)地區(qū)是柴達(dá)木盆地北緣構(gòu)造帶(簡(jiǎn)稱“柴北緣”)西段賽什騰山前的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，主要發(fā)育新生代沉積物。前人對(duì)柴北緣山前帶進(jìn)行了大量的研究工作，對(duì)于沉積體系的研究可以歸納為以下4點(diǎn)：(1)冷湖地區(qū)河流相及濱淺湖沉積發(fā)育，沖積扇相沉積物僅在局部地區(qū)發(fā)育[2]；(2)冷湖四-五號(hào)構(gòu)造帶及潛西地區(qū)主要發(fā)育一套沖積扇相到濱、淺湖相沉積[3-4]。馬北至南八仙地區(qū)河流相發(fā)育，主要的沉積體系類型為辮狀河-三角洲-湖相沉積[5-6]；(3)湖泊三角洲及濱、淺湖相的灘壩也比較發(fā)育[7]；(4)以沖積扇-辮狀河-三角洲-濱淺湖沉積體系為主[8]。但是對(duì)于靠近山前的平臺(tái)地區(qū)卻缺乏系統(tǒng)的沉積體系的研究工作。因此，針對(duì)以上現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，本文主要利用鉆井巖心、鑄體薄片、測(cè)錄井資料及分析化驗(yàn)資料等手段，對(duì)柴北緣平臺(tái)地區(qū)古近系路樂(lè)河組的沉積體系進(jìn)行研究，以期為平臺(tái)地區(qū)以及柴達(dá)木盆地的油氣藏勘探提供更加可靠的地質(zhì)依據(jù)。

1　地質(zhì)概況

由于印支期特提斯洋殼向古歐亞大陸的多次俯沖，導(dǎo)致俯沖帶后走滑拉張作用形成的北西向?yàn)橹鞯幕讛嗔验_(kāi)始發(fā)育，柴達(dá)木盆地就是在此基礎(chǔ)上開(kāi)始了中生代斷拗陷湖盆的形成和演化過(guò)程[9-10]。盆地的基底主要由元古界變質(zhì)巖和古生界的變質(zhì)巖、花崗巖及沉積巖組成。盆地內(nèi)部發(fā)育中新生代沉積，其中柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)新生代自下而上主要發(fā)育路樂(lè)河組(E1+2)、下干柴溝組(E3)上干柴溝組(N1)、下油砂山組(N21)、上油砂山組(N22)和獅子溝組(N23)地層[11-13]。研究區(qū)位于柴達(dá)木盆地北緣賽什騰山前，被駝南、賽南斷裂所夾持，自南向北劃分為賽什騰斜坡潛伏構(gòu)造帶、駝南-三臺(tái)低斷階帶和平臺(tái)高斷階帶；自西向東分別為潛西隆起、平臺(tái)隆起、賽什騰凹陷，勘探面積約1 000km2(圖1)。

2　沉積相鑒別標(biāo)志

2.1巖性特征

路樂(lè)河組(E1+2)巖性特征以雜色礫巖(圖2a)、細(xì)礫巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖(圖2b)、棕褐色泥巖(圖2c)為主,夾棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，與下伏地層呈不整合接觸。在928.23～934.81m、995.50～1003.50m井段，巖性為灰色粗砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、雜色礫巖、棕褐色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖；在994.00～997.80m、1096.00～1097.00m井段，巖性為灰色含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、雜色礫巖、棕褐色砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。路樂(lè)河組儲(chǔ)集巖的巖石類型主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖(圖2d)，其次是巖屑砂巖，發(fā)育少量長(zhǎng)石砂巖，巖性以中砂巖和細(xì)砂巖為主，其次是粗砂巖和和粉砂巖(圖3)。砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成成熟度均較差(圖2e-f)，顆粒間多為泥質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)膠結(jié)。整體上分選性中等至較差為主，磨圓度以次棱角至次圓狀為主， 揭示其沉積主要為短距離搬運(yùn)，距物源較近。

2.2沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造及組合特征是識(shí)別沉積體系的有效標(biāo)志，反映出沉積介質(zhì)的性質(zhì)、流體水動(dòng)力情況、沉積物搬運(yùn)和沉積方式[14]。平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組沉積構(gòu)造發(fā)育，在下段砂礫巖中多發(fā)育大型板狀交錯(cuò)層理和槽狀交錯(cuò)層理(圖2g-i)，在路樂(lè)河組上段則多發(fā)育波狀層理和平行層理等?？v向上有多個(gè)次級(jí)沉積旋回構(gòu)成，在每個(gè)旋回的底部都發(fā)育有底沖刷現(xiàn)象。巖性具有典型的河流相“二元結(jié)構(gòu)”特征(圖6)，主要形成于辮狀河河流相沉積環(huán)境中。平行層理和大型板狀、槽狀交錯(cuò)層理等主要見(jiàn)于心灘沉積環(huán)境，波狀層理等則主要見(jiàn)于河漫灘和泛濫平原沉積環(huán)境中。

圖1柴達(dá)木盆地北緣構(gòu)造帶綱要圖

Fig.1Tectonic division of northern Qaidam Basin

圖2平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組(E1+2)沉積構(gòu)造特征

a. 平1井，1116.1m，棕紅色含礫粗砂巖，磨圓為次棱角狀-次圓狀，分選差，泥質(zhì)膠結(jié)疏松；b. 平3井，1185.62m，棕褐色泥質(zhì)粉砂巖；c. 平1井，662.6m，棕褐色泥巖；d. 平1井， 1114.03m，E1+2，中粗粒長(zhǎng)石巖屑砂巖(100×，單偏光，鑄體)；e. 平1井，1115.8m，E1+2，中粗砂巖的泥質(zhì)含量較高，可見(jiàn)粒間孔和溶蝕孔(25×，單偏光)；f. 平1井，1114.15m，E1+2，粗砂巖孔隙被方解石和泥質(zhì)充填,見(jiàn)粒間和粒內(nèi)溶孔(100×，單偏光)；g. 平1井，866.4m，棕褐色泥巖，波狀層理，心灘沉積；h. 平2井，930.23m，棕褐色泥質(zhì)粉砂巖，大型板狀(槽狀)交錯(cuò)層理，心灘沉積；i. 平2井，1003.3m，棕褐色泥巖，平行層理，河漫灘沉積

Fig.2Sedimentary structures in the Lulehe Formation, Pingtai area

圖3平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組巖石類型圖Fig.3Histogram showing the rock types in the Lulehe Formation, Pingtai area

2.3粒度特征

沉積巖中碎屑顆粒的粒度受搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式和沉積環(huán)境等多重因素的控制，同時(shí)，這些控制因素也會(huì)在碎屑顆粒的粒度特征中得到反映。因此，碎屑巖顆粒的粒度分布特征和分選性是判別沉積環(huán)境的良好標(biāo)志，也是沉積水動(dòng)力條件的沉積響應(yīng)，不同沉積環(huán)境具有不同的沉積水動(dòng)力特征，從而具有不同的粒度特征[15]。粒度概率曲線是判斷沉積環(huán)境和沉積水動(dòng)力條件的重要標(biāo)志。利用平臺(tái)地區(qū)取心井粒度分析資料，研究了該區(qū)路樂(lè)河組主要粒度概率累積曲線特征(圖4)。粒度概率曲線主要表現(xiàn)為兩段式，具有河流相沉積的特征，由懸浮組分和跳躍組分組成。其中跳躍組分總體含量在55%～75%，其次為懸浮組分，不存在滾動(dòng)組分；跳躍組分斜率為65°～70°，說(shuō)明具有較好的分選性；跳躍組分與懸浮組分之間的截點(diǎn)較小，粒度Φ 值在1.0～2.0之間，反映出以河流作用為主要沉積應(yīng)力的沉積特征。

圖4平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組粒度概率圖

Fig.4Grain size probability accumulation curves for the Lulehe Formation, Pingtai area

圖5平臺(tái)地區(qū)第三系各種微相測(cè)井曲線標(biāo)志性特征

Fig.5Diagrammatic illustration of the well logs for the Tertiary sedimentary microfacies in the Pingtai area

2.4測(cè)井相特征

測(cè)井相與沉積環(huán)境和沉積物之間存在密切的關(guān)系，不同的測(cè)井曲線特征反映的巖性組合及沉積相也不同[16]。通過(guò)對(duì)測(cè)井曲線的幅度、形態(tài)、組合特征及接觸關(guān)系等方面進(jìn)行綜合分析，可識(shí)別出不同沉積環(huán)境和沉積微相的測(cè)井響應(yīng)特征[17-18]。對(duì)于柴北緣古近系而言，自然伽馬曲線和自然電位曲線與取心井段的地層巖性組合和沉積相序列擬合關(guān)系最好。

平臺(tái)地區(qū)測(cè)井相主要發(fā)育4種類型：齒化箱型、齒化鐘形、指狀和線形(圖5)。通過(guò)對(duì)鉆井的巖性和巖相的對(duì)比，結(jié)合測(cè)井相進(jìn)行識(shí)別，4種不同的測(cè)井相分別對(duì)應(yīng)于不同的巖性組合：中高幅齒化箱型主要反映礫巖的測(cè)井響應(yīng)特征，中高幅齒化鐘形主要反映含礫粗砂巖的測(cè)井響應(yīng)特征，中低幅線形主要反映粉砂質(zhì)泥巖或者泥質(zhì)粉砂巖的測(cè)井響應(yīng)特征，低幅線形主要反映泥巖的測(cè)井響應(yīng)特征。由于沉積時(shí)水動(dòng)力條件的差異，碎屑巖沉積時(shí)砂體的粒徑、厚度及沉積構(gòu)造都有較大差異，也代表了不同的沉積環(huán)境(圖6)。

3　沉積相特征

平臺(tái)地區(qū)勘探程度較低，探井相對(duì)較少，且主要是近年新井為主。通過(guò)巖心觀察、薄片鑒定和測(cè)井相分析，結(jié)合地質(zhì)背景分析，對(duì)研究區(qū)的單井沉積相進(jìn)行了研究，結(jié)合地震相繪制出連井沉積微相剖面圖(圖7)，在此基礎(chǔ)上得出研究區(qū)路樂(lè)河組沉積微相平面圖(圖8)。沉積相研究結(jié)果表明，平臺(tái)地區(qū)地區(qū)碎屑巖沉積物主要以辮狀河河流相沉積為主，根據(jù)粒度的變化分析，確定河道方向主要是由北東方向向南西方向延伸；亞相類型主要為河床亞相和河漫亞相；沉積微相包括河床亞相的心灘沉積和河床滯留沉積，以及河漫亞相的河漫灘沉積和泛濫平原沉積。

圖6平臺(tái)地區(qū)平3井單井相綜合柱狀圖

Fig.6Generalized column through the Ping-3 well in the Pingtai area

3.1河床亞相

河床亞相在河流相中發(fā)育較粗碎屑顆粒，在研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育河床滯留沉積和心灘沉積，為有利的儲(chǔ)集層。

3.1.1河床滯留沉積

河床滯留微相沉積由粗礫巖和底部河床滯留礫巖組成，是在河床流量最高時(shí)短距離搬運(yùn)的產(chǎn)物。研究區(qū)內(nèi)巖性主要為棕紅色含礫粗砂巖、雜色礫巖以及砂礫巖等粗碎屑巖，厚度常達(dá)十余米以上。這些礫石成分相對(duì)復(fù)雜，多為火山巖和變質(zhì)巖，其中多數(shù)砂礫巖的磨圓以次棱角狀-次圓狀為主，分選也較差。

3.1.2心灘沉積

心灘沉積主要為中-粗砂巖、礫質(zhì)砂巖和礫巖。砂、礫巖單層厚度多為幾米至十幾米不等，礫巖多以雜礫巖為主，其次為細(xì)礫巖，含少量中礫巖。砂礫巖中主要發(fā)育平行層理和大型板狀、槽狀交錯(cuò)層理；磨圓較差，主要為次棱角狀；分選較差，成分和結(jié)構(gòu)成熟度均較低。在測(cè)井曲線上，心灘沉積自然電位曲線上主要為箱狀或鐘形。

3.2河漫亞相

平臺(tái)地區(qū)主要發(fā)育河床亞相和河漫亞相交互沉積，河漫亞相為有利的蓋層。

3.2.1河漫灘沉積

河漫灘是河床外側(cè)河谷底部較平坦的部分。平水期無(wú)水，洪水期水漫溢出河床，淹沒(méi)平坦的河谷谷底，形成河漫灘沉積[18]。研究區(qū)路樂(lè)河組沉積物以棕色、褐色粉砂巖、棕褐色泥巖以及泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖為主，發(fā)育波狀層理和平行層理，常見(jiàn)干裂和雨痕，測(cè)井曲線主要為線形(圖2g-h)。

圖7平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組沉積微相剖面圖

Fig.7Profiles of the sedimentary microfacies in the Lulehe Formation, Pingtai area

圖8平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組(E1+2)沉積微相平面圖

Fig.8Planar distribution of the sedimentary microfacies in the Lulehe Formation, Pingtai area

3.2.2泛濫平原沉積

泛濫平原沉積物主要為棕黃色、雜色、棕紅色泥、粉砂和一些細(xì)砂，形成砂質(zhì)泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，這是由于泛濫平原長(zhǎng)期暴露于大氣的強(qiáng)氧化環(huán)境中所致。層理構(gòu)造不發(fā)育，多呈塊狀，測(cè)井曲線表現(xiàn)為中低幅線形。在平臺(tái)地區(qū)，泛濫平原發(fā)育較少，沉積物主要為棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖等細(xì)粒沉積物，沉積構(gòu)造基本不發(fā)育(圖2b-c)。

3.3沉積相分布規(guī)律

平臺(tái)地區(qū)在古近系的路樂(lè)河組(E1+2)沉積時(shí)期(古、始新世)受繼承性的賽什騰西物源控制，屬近源的河流相沉積(圖8)。平1井和平2井區(qū)塊相對(duì)靠近物源碎屑物粒度也較粗，河流相的河床滯留和心灘相對(duì)發(fā)育；靠近盆地中心的平3井則相對(duì)粒度較細(xì)，河漫灘沉積比重逐漸增加；平4井則主要發(fā)育細(xì)粒的河漫灘和泛濫平原沉積。平臺(tái)地區(qū)平面上沉積特征的變化主要受物源控制，靠近物源主要以粗碎屑沉積為主，遠(yuǎn)離物源則發(fā)育較細(xì)粒的沉積。

4　結(jié)論

(1)柴北緣平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組巖性以棕紅色含礫粗砂巖、礫巖、泥質(zhì)粉砂巖和棕褐色泥巖為主。儲(chǔ)集巖巖石類型主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖，其次是巖屑砂巖。磨圓以次棱角至次圓狀為主，分選中等至較差。

(2)平臺(tái)地區(qū)路樂(lè)河組沉積時(shí)期水流方向?yàn)樽员睎|流向南西方向，且以近源沉積為主。沉積物主要受到塞什騰西物源的控制，該物源具有多變性、近源性的特點(diǎn)，在垂向上則具有繼承性和新生性的特點(diǎn)。

(3)平臺(tái)地區(qū)古近系路樂(lè)河組地層主要以辮狀河河流相沉積為主，沉積相類型包括河床亞相的河床滯留沉積和心灘沉積；河漫亞相的河漫灘沉積和泛濫平原沉積。

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Sedimentary facies in the Lulehe Formation, Pingtai area, Qaidam Basin, Qinghai

LU Jingwen1，2，Li Yuan3，Wang Peng4，Kang Jian4，Cai Zhihong4，Sun Guoqiang2

(1.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China; 2.KeyLaboratoryofPetroleumResourcesResearch,GansuProvince，Lanzhou730000,China; 3. 212GeologicalTeamofShanxiProvincicalGeologicalProspectingBureau,Changzhi046000,China; 4.ExploratorydevelopmentinstituteofQinghaiPetroleumAdministration,Dunhuang736202,China)

The Qaidam Basin is a giant Mesozoic-Cenozoic petroleum basin in northwestern China. The present paper deals, on the basis of core examination, SEM, well logs and laboratory data, with sedimentary structure, grain size, sedimentary sequence and sedimentary facies types in the Lulehe Formation, Pingtai area, Qaidam Basin, Qinghai. The Lulehe Formation constrained by the proximal sediments is primarily built up of conglomerates, gravelly coarse-grained sandstones, muddy siltstones and mudstones with trough and tabular cross-beddings, and poor compositional and textural maturity. The grain size probability accumulation curves for the coarse-grained clastic rocks cited above are characteristic of the fluvial deposits composed of suspension and saltation populations, and indicate relatively strong hydrodynamic conditions during the deposition of the Lulehe Formation. The sedimentary microfacies consist mainly of channel lag deposits and channel bar deposits in the channel subfacies, and overbank deposits and flood plain deposits in the flood subfacies. This study will provide reliable geological data for the future petroleum exploration in the study area.

Lulehe Formation; sedimentary facies; Pingtai area; Qaidam Basin

1009-3850(2016)02-0055-07

2015-07-21； 改回日期： 2015-08-18

呂婧文(1990-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭偷刭|(zhì)工程。E-mail：515169342@qq.com

甘肅省自然科學(xué)基金(1308RJZA310)聯(lián)合資助

TE122.2+21

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