任泓宇，傅 恒，紀(jì) 佳，關(guān)月珊，朱 達(dá)

（成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059）

引言

塔里木盆地西南地區(qū)（簡稱塔西南）隔帕米爾或南天山與中亞地區(qū)阿萊、費爾干納及塔吉克盆地相鄰。塔西南白堊系—古近系陸相和海相地層發(fā)育，可與相鄰的中亞各盆地進(jìn)行沉積構(gòu)造演化對比研究。前人對中亞地區(qū)阿萊、費爾干納及塔吉克盆地的地層及沉積演化特征做了一定研究。郇玉龍（2009）認(rèn)為阿萊盆地白堊系不整合于侏羅系或古生界之上，發(fā)育陸相、潟湖相和海相沉積。古近系以盆緣三角洲相-扇三角洲和濱淺湖泥質(zhì)沉積為主［1］。劉陣（2016）認(rèn)為費爾干納盆地白堊系發(fā)育陸相—海陸交互相—淺海相局限臺地的沉積序列，古近系發(fā)育陸表海沉積［2］。朱毅秀（2007）認(rèn)為塔吉克盆地白堊系受中亞海侵的影響，發(fā)育大套海相碳酸鹽巖和碎屑巖沉積，古近系發(fā)育淺海相-潟湖相的灰?guī)r、泥巖和砂巖沉積［3］。本文綜合前人研究成果，結(jié)合塔西南地區(qū)的鉆井和野外露頭資料，將塔西南地區(qū)與相鄰中亞盆地白堊系—古近系構(gòu)造沉積演化進(jìn)行對比研究，以期對塔西南地區(qū)油氣勘探提供一定的理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔西南地區(qū)構(gòu)造單元包括塔里木盆地喀什坳陷、莎車隆起、葉城坳陷及麥蓋提斜坡，中—新生代屬南天山山前及西昆侖山山前前陸盆地。塔西南現(xiàn)今位于帕米爾突刺東側(cè)，帕米爾突刺北側(cè)和西側(cè)分別為阿萊盆地（谷地）和塔吉克盆地，兩盆地隔南天山與費爾干納盆地相鄰（圖1）。

圖1 塔西南地區(qū)及周邊大地構(gòu)造背景Fig.1 Tectonic setting of southwestern Tarim Basin and its adjacent areas

圖2 中始新世新特提斯及歐亞大陸古地理圖Fig.2 Palaeogeographic map of the Neo-Tethys and Eurasia continent during the middle Eocene

帕米爾高原向北突刺狀擠入形成的構(gòu)造是塔西南構(gòu)造格局的顯著特征，但帕米爾突刺的主要形成時間晚于古近紀(jì)［4-6］。古新世—印度板塊與歐亞板塊碰撞初始，帕米爾突刺形成雛形；漸新世—中新世，突刺向北碰撞擠壓作用變強，昆侖山、天山陸內(nèi)造山作用變強，至中新世末，塔西南莎車隆起雛形形成；上新世后，受印度板塊與歐亞大陸強烈（硬）碰撞影響，昆侖山、天山強烈陸內(nèi)造山，帕米爾突刺向北強烈位移、隆升、推覆，使得塔里木盆地與中亞各盆地分隔。

白堊紀(jì)—古近紀(jì)，塔西南與阿萊盆地、費爾干納盆地和塔吉克盆地相連。晚白堊世—始新世，全球海平面整體上升，新特提斯洋北緣海水淹沒了歐亞大陸南部，形成陸表海（塔吉克海），塔西南呈向西開口的喇叭口狀構(gòu)成了其東部海灣（圖2），中亞地區(qū)發(fā)育了不同類型的海相沉積［7-8］。

2 構(gòu)造沉積演化

塔西南及其周緣阿萊盆地、費爾干納盆地、塔吉克盆地在中—新生代位于新特提斯洋北緣的歐亞大陸南部，同屬新特提斯北緣盆地群。新特提斯北緣盆地大多發(fā)育在晚古生代基底之上，盆地類型及沉積構(gòu)造特征受控于新特提斯造山和新特提斯洋海侵的影響［9-10］。上述地區(qū)中—新生代沉積演化，是帕米爾各微地塊與塔里木、阿萊、費爾干納、塔吉克各所在板塊及阿拉伯板塊、印度板塊先后拼貼—碰撞的構(gòu)造響應(yīng)。同時，深受晚白堊世—古近紀(jì)全球海平面整體上升大規(guī)模海侵的影響，以及新近紀(jì)新特提斯洋關(guān)閉及青藏高原強烈隆升（帕米爾突刺向北強烈位移－隆升－推覆）的構(gòu)造影響。含塔里木盆地在內(nèi)的中亞古氣候也經(jīng)歷了由白堊紀(jì)、古近紀(jì)濕熱環(huán)境到新近紀(jì)干旱—半干旱環(huán)境的顯著轉(zhuǎn)變［11］。

早白堊世，塔西南地區(qū)繼承了侏羅紀(jì)的沉積面貌，存在南天山和昆侖山兩個主要物源方向，山前分別發(fā)育沖積扇—扇三角洲—湖泊沉積體系［12］。阿萊盆地和費爾干納盆地也發(fā)育陸相沉積，塔吉克盆地受海侵影響最早，以海相沉積為主，發(fā)育少量陸相沉積。

晚白堊世—始新世，由于新特提斯洋在晚侏羅世向北俯沖的弧后擴張作用使黑海-里海殘余洋盆擴大，加之這一時期全球海平面整體上升，塔吉克、阿萊、費爾干納和塔西南海侵范圍進(jìn)一步擴大，區(qū)域內(nèi)白堊系—古近系發(fā)育了不同類型的海相沉積。始新世末，印度板塊與歐亞大陸開始碰撞，歐亞大陸西南緣仍有海水連通，塔吉克、阿萊、費爾干納仍為海相沉積，但受普里亞本期全球海平面整體下降造成海退的影響，塔西南地區(qū)開始了陸相沉積。

新近紀(jì)中新世，阿拉伯板塊與歐亞大陸碰撞，扎格羅斯碰撞造山帶形成，除地中海、黑海、里海等的新特提斯洋整體關(guān)閉，費爾干納、阿萊、塔吉克先后開始了陸相沉積。上新世后，印度板塊與歐亞大陸強烈（硬）碰撞，昆侖山、天山強烈陸內(nèi)造山，含昆侖山在內(nèi)的青藏高原強烈隆升，帕米爾突刺向北強烈位移—隆升—推覆，塔吉克盆地、阿萊盆地、費爾干納盆地和塔西南分隔。

3 塔西南白堊系—古近系沉積特征

塔西南下白堊統(tǒng)稱克孜勒蘇群（K1Kz），厚300～1666m；上白堊統(tǒng)稱英吉沙群（K2Yj），自下而上分為庫克拜組（K2k）、烏依塔格組（K2w）和依格孜牙組（K2y），厚150～736m。古近系自下而上分為古新統(tǒng)吐依洛克組（E1t）、阿爾塔什組（E1a），齊姆根組（E1-2q），始新統(tǒng)卡拉塔爾組（E2k）、烏拉根組（E2w），巴什布拉克組（E2-3b），在全區(qū)均有分布，厚度數(shù)十米到上千米。

塔西南下白堊統(tǒng)主要為陸相碎屑巖沉積，上白堊統(tǒng)—古近系始新統(tǒng)烏拉根組主要為海相碳酸鹽巖與碎屑巖沉積，古近系始新統(tǒng)上部—漸新統(tǒng)主要為陸相碎屑巖沉積。

塔西南白堊系—古近系這種陸相－海相－陸相的沉積環(huán)境變遷，使其沉積相類型豐富。根據(jù)野外露頭剖面及鉆井巖性組合、沉積構(gòu)造、測井曲線綜合分析，結(jié)合皮山北新1井、多浪1井等重點井沉積相資料分析，塔西南白堊系—古近系陸相沉積發(fā)育沖積扇－扇三角洲－湖泊沉積體系，海相沉積發(fā)育有障壁海岸以及開闊臺地、局限臺地和蒸發(fā)臺地沉積體系。

3.1 沖積扇－扇三角洲－湖泊沉積體系

沖積扇相主要發(fā)育在白堊系克孜勒蘇群及古近系巴什布拉克組。巖性以棕紅色、紅褐色礫巖、砂礫巖及砂巖、泥巖混雜沉積為主，沉積厚度大（且木干剖面克孜勒蘇群沖積扇厚度大于1600m）、分選較差、磨圓中等-較差，可見大型平行層理、交錯層理或粒序?qū)永恚僖娚锘??？勺R別出扇根、扇中、扇緣3種亞相，其中扇中亞相較為發(fā)育（圖3）。

扇三角洲相主要發(fā)育在白堊系克孜勒蘇群及古近系巴什布拉克組。主要巖性為棕紅、暗紫色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、砂巖，局地見中礫巖、粗礫巖，沉積厚度大（瑪爾坎蘇剖面巴什布拉克組扇三角洲最厚1617m）。扇三角洲相的自然伽馬曲線整體呈現(xiàn)由高值到低值的變化，其間可見多個由高變低的次級旋回。可進(jìn)一步劃分出扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲3個亞相（圖3）。

圖3 塔西南白堊系-古近系沖積扇-扇三角洲-湖泊沉積特征Fig.3 Sedimentary　characteristics　ofthe　Cretaceous—Palaeogene alluvial fan-fan delta-lake deposits in southwestern Tarim Basin

湖泊相主要發(fā)育在白堊系克孜勒蘇群及古近系巴什布拉克組，可識別出淺湖和半深湖亞相（圖3）。淺湖亞相以泥質(zhì)、粉砂質(zhì)沉積為主，夾砂質(zhì)沉積，巖性為泥巖夾薄層粉砂巖，發(fā)育水平層理和生物擾動構(gòu)造。席狀砂為薄層砂巖、粉砂巖。淺湖相的自然伽馬曲線為高值齒化箱形曲線中夾低值指形曲線。半深湖亞相以泥質(zhì)沉積為主，巖性為灰色、灰黑色泥巖，有時夾薄層粉砂巖或碳酸鹽巖，發(fā)育水平層理。席狀砂砂體單層厚度多為數(shù)十厘米至數(shù)米不等，巖性以薄-中層狀粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主，夾少量泥質(zhì)粉砂巖，成層性較好，粉砂巖中發(fā)育浪成沙紋層理。半深湖相的自然伽馬、自然電位曲線為中高幅度指形組合。

3.2 有障壁海岸—潮坪—潟湖沉積體系

碎屑巖有障壁海岸發(fā)育在與廣海分隔或半分隔的障壁之后，障壁大致位于塔里木盆地最西端的烏拉根隆起。廣海與塔吉克盆地、費爾干納盆地、阿萊盆地連通，烏拉根隆起障壁之后沉積的塔西南上白堊統(tǒng)庫克拜組、烏依塔克組及古近系吐依洛克組、齊姆根組、烏拉根組發(fā)育潮坪—潟湖沉積體系（圖4）。

塔西南白堊系—古近系主要發(fā)育渾水潮坪。根據(jù)平均高潮面與平均低潮面可將潮坪分為潮上帶、潮間帶和潮下帶。潮上帶主要發(fā)育泥坪及潮汐水道，泥坪為紫紅、暗紫紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖偶夾薄層粉砂巖，或紫紅、暗紫紅色含膏質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾灰、綠灰色薄層狀細(xì)粒砂巖、粉砂巖；潮汐水道主要為砂巖沉積。潮間帶主要發(fā)育砂泥混合坪，巖性為紫紅、暗紫紅、灰綠色泥巖與粉砂巖互層。潮下帶位于平均低潮面之下，浪基面之上，為高能帶，主要發(fā)育砂坪和潮汐水道，巖性以砂巖為主。

澙湖是障壁與廣海隔絕或半隔絕的靜水環(huán)境，位于浪基面之下，渾水時發(fā)育澙湖泥，清水時發(fā)育灰泥。巖性為深褐紅色中-厚層泥巖，夾薄層灰?guī)r。

3.3 開闊臺地

塔西南白堊系—古近系開闊臺地主要發(fā)育在白堊系依格孜牙組、古近系卡拉塔爾組，局部發(fā)育在白堊系庫克拜組和古近系齊姆根組，可識別出臺內(nèi)灘和臺坪兩個亞相（圖5）。

臺內(nèi)灘為浪基面之上的相對高能沉積，巖性主要由灰色、紫灰色泥晶顆?；?guī)r、亮晶顆?；?guī)r及雙殼類生物灰?guī)r夾層組成局部夾薄層白色石膏層。顆粒成分見生物碎屑、內(nèi)碎屑及少量鮞粒。生物碎屑門類組合較多（見苔鮮、海百合莖、有孔蟲、雙殼類、瓣鰓、腕足、腹足及藻類）。顆粒分選較好，見雙向交錯層理、槽狀交錯層理、波痕等沉積構(gòu)造。臺坪為浪基面之下的低能沉積，多為灰、深灰色泥晶灰?guī)r組成的灰坪，生物擾動強烈，層理構(gòu)造不發(fā)育。

圖4 塔西南白堊系-古近系有障壁海岸-潮坪-潟湖沉積特征Fig.4 Sedimentary characteristics of the Cretaceous—Palaeogene barrier coast-tidal flat-lagoon deposits in southwestern Tarim Basin

3.4 局限臺地

局限臺地海水循環(huán)受限制，海水鹽度介于開闊臺地和蒸發(fā)臺地之間，沉積物主要為云泥，常與灰泥（鹽度偏正常）或膏質(zhì)（鹽度偏大）共生。在塔西南地區(qū)白堊系—古近系局限臺地主要發(fā)育在白堊系依格孜牙組及古近系卡拉塔爾組，主要可識別出局限臺坪亞相（圖6）。

局限臺坪多為潮間—潮上低能沉積，巖性以泥晶－粉晶－細(xì)晶云巖、灰質(zhì)云巖為主，夾少量藻粘結(jié)灰?guī)r，可細(xì)分出云坪、灰云坪微相。云坪為泥晶－粉晶－細(xì)晶云巖，夾灰質(zhì)云巖，粉晶-細(xì)晶自形程度高，見疊層藻，發(fā)育干裂、鳥眼構(gòu)造?；以破簽樯罨摇⒒疑屹|(zhì)云巖，是局限臺地與開闊臺地的過渡產(chǎn)物。

3.5 蒸發(fā)臺地

蒸發(fā)臺地發(fā)育在干熱氣候條件下，沉積水體較淺或長期暴露于水面之上，海水蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于淡水補給量，海水含鹽度高，水體循環(huán)差。以發(fā)育硫酸鹽化學(xué)沉積為特征，巖石類型主要為膏巖，常伴生紅色泥巖（風(fēng)成鹵泥）、云巖（鹽度下降時）或鹽巖（鹽度上升時）。塔西南白堊系—古近系蒸發(fā)臺地主要發(fā)育在白堊系庫克拜組和古近系阿爾塔什組，可識別出蒸發(fā)潮坪（以薩布哈沉積為主）和膏質(zhì)澙湖沉積（圖6）。

蒸發(fā)潮坪巖性以膏泥巖沉積為主，夾薄層云巖，沉積厚度小，主要發(fā)育在庫克拜組。膏質(zhì)澙湖發(fā)育厚度較大的膏鹽沉積，常夾有灰?guī)r、云巖、泥巖或鹽巖。膏質(zhì)澙湖發(fā)育在阿爾塔什組，在阿爾塔什剖面膏巖（夾云巖）厚600m，在烏魯阿特剖面膏巖（夾灰?guī)r、泥巖）厚約700m，在托母洛安剖面（夾灰?guī)r、泥巖）厚約1000m。

4 塔西南與中亞盆地白堊系-古近系沉積序列對比

圖5 塔西南白堊系-古近系開闊臺地沉積特征Fig.5 Sedimentary characteristics of the Cretaceous—Palaeogene open platform deposits in southwestern Tarim Basin

塔西南白堊系—古近系經(jīng)歷了陸相-海相-陸相的沉積演化過程，下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群發(fā)育沖積扇-扇三角洲-湖泊沉積體系，上白堊統(tǒng)—古近系始新統(tǒng)烏拉根組發(fā)育濱淺海碎屑巖-碳酸鹽巖（或硫酸鹽巖）沉積體系，古近系始新統(tǒng)上部—漸新統(tǒng)巴什布拉克組主要發(fā)育扇三角洲-湖泊沉積體系。中亞各盆地白堊系—古近系沉積序列為陸相-海相沉積，且陸相-海相轉(zhuǎn)換時間早于塔西南地區(qū)。塔吉克、費爾干納和阿萊盆地在下白堊統(tǒng)海侵之前主要發(fā)育陸相的沖積扇、扇三角洲沉積，海侵之后發(fā)育海相的開闊臺地和有障壁海岸-潮坪-潟湖沉積（圖7）。

4.1 早白堊世

塔西南地區(qū)下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群發(fā)育沖積扇-扇三角洲-湖泊沉積體系，以沖積扇為特征，普遍發(fā)育礫巖、粗砂巖，厚度巨大（最厚1666m），沉積更靠近剝蝕區(qū)，物源分別來自北部南天山及南部昆侖山。

阿萊盆地白堊系不整合于侏羅系或古生界之上，其下白堊統(tǒng)沉積類型與塔西南相同，陸相沉積特征明顯，發(fā)育三角洲沉積體系。巖性以大套中-厚層紅色砂巖為主，粒度自下而上變細(xì)，夾少量薄層泥巖，地層厚度約200m。

費爾干納盆地白堊系超覆在侏羅系或古生界之上，下白堊統(tǒng)穆楊組整體為沖積扇沉積，巖性為紅色泥巖和砂巖，底部為紅色礫巖，厚30～150m。

圖6 塔西南白堊系—古近系局限臺地、蒸發(fā)臺地沉積特征Fig.6 Sedimentary characteristics of the Cretaceous—Palaeogene restricted platform and evaporate platform deposits in southwestern Tarim Basin

塔吉克盆地白堊系平行不整合覆蓋于侏羅系之上，下白堊統(tǒng)貝里阿斯階-阿普特階前期，發(fā)育陸相三角洲沉積，巖性以砂巖、粉砂巖、泥巖為主，厚度370～880m。阿普特階后期，新特提斯洋海水侵入塔吉克盆地，塔吉克盆地開始發(fā)育開闊臺地、潟湖和潮坪沉積。

4.2 晚白堊世—古近紀(jì)始新世

塔西南上白堊統(tǒng)—古近系始新統(tǒng)烏拉根組發(fā)育濱淺海碎屑巖-碳酸鹽巖（或硫酸鹽巖）沉積體系，受同期全球海平面整體上升大規(guī)模海侵的影響，發(fā)育有障壁海岸以及開闊臺地、局限臺地和蒸發(fā)臺地沉積體系。海侵方向來自西部塔吉克-費爾干納-阿萊方向，塔吉克盆地、費爾干納盆地、阿萊盆地分別在早白堊世阿普特期、阿布爾期、晚白堊世賽諾曼期開始海侵，塔西南地區(qū)晚白堊世開始逐步海侵（最晚）。但在塔西南干加特剖面處庫克拜組仍發(fā)育陸相的沖積扇-扇三角洲沉積。

阿萊盆地晚白堊世賽諾曼期由陸相沉積轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｏ喑练e，以潟湖和開闊臺地沉積為主，沉積大套的潟湖相泥巖，夾中-薄層泥晶灰?guī)r，局部見膏巖沉積。古新世，塔西南與阿萊盆地均發(fā)育膏質(zhì)潟湖沉積，膏巖沉積分布廣泛且厚度較大，其成因與K-T事件有關(guān)［13］。始新世，二者均發(fā)育有障壁海岸-潮坪-潟湖沉積和開闊臺地沉積，阿萊盆地沉積中心位于盆地的中部一帶，最大沉積厚度達(dá)3000m，塔西南地區(qū)沉積中心位于現(xiàn)今麥蓋提斜坡處。

費爾干納盆地晚白堊世發(fā)育潟湖相和潮坪相沉積，巖性以砂巖和泥巖為主，在盆地南緣為紅色泥巖夾灰色石灰?guī)r與淺白色細(xì)粒疏松砂巖互層，厚80～300m。古新世初期沉積薄層膏巖，后期以灰?guī)r和潟湖泥沉積為主。始新世，開闊臺地和有障壁海岸-潮坪-潟湖沉積體系廣泛發(fā)育，同期受干熱氣候和依普里斯階末期短暫海退的影響，塔西南地區(qū)發(fā)育大面積薩布哈沉積。

塔吉克盆地晚白堊世沉積特征與塔西南地區(qū)較為相似，二者均發(fā)育開闊臺地、潮坪和潟湖沉積。古新世，塔吉克盆地主要發(fā)育開闊臺地沉積，底部見薄層膏巖沉積。始新世，塔吉克盆地以海相的潟湖和潮坪沉積為主，局部地區(qū)為開闊臺地沉積。塔西南地區(qū)以潟湖、蒸發(fā)潮坪和局限臺地沉積為主。

4.3 古近紀(jì)末

受普利亞本期全球海平面整體下降造成大規(guī)模海退的影響，塔西南巴什布拉克組開始轉(zhuǎn)為陸相沉積，主要發(fā)育扇三角洲-湖泊沉積。巖性主要為細(xì)砂巖、粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖，但塔西南最西部庫克拜剖面、干加特剖面巴什布拉克組還殘留海相沉積，說明海水并未完全退出塔西南。同期，中亞地區(qū)阿萊-費爾干納-塔吉克仍為海相沉積，發(fā)育潮坪和潟湖沉積。

5 結(jié)論

（1）塔西南中—新生代屬南天山山前及西昆侖山山前前陸盆地，帕米爾突刺形成之前的白堊紀(jì)—古近紀(jì)，塔西南與阿萊、費爾干納和塔吉克相連，塔西南呈向西開口的喇叭口狀海灣，構(gòu)成了晚白堊世—始新世全球海平面整體上升時期新特提斯洋北緣的東部海灣。塔西南及其周緣阿萊盆地、費爾干納盆地、塔吉克盆地在中—新生代沉積演化，受晚白堊世—古近紀(jì)全球海平面整體上升時期新特提斯洋大規(guī)模海侵的影響，以及新近紀(jì)新特提斯洋關(guān)閉及青藏高原強烈隆升（帕米爾突刺向北強烈位移-隆升-推覆）的構(gòu)造控制。

（2）塔西南白堊系—古近系發(fā)育陸相-海相-陸相的沉積環(huán)境，下白堊統(tǒng)繼承性發(fā)育與侏羅系類似的陸相沉積，發(fā)育沖積扇-扇三角洲-湖泊沉積體系。受同期全球海平面整體上升大規(guī)模海侵的影響，塔西南上白堊統(tǒng)—古近系始新統(tǒng)烏拉根組主要發(fā)育海相沉積。發(fā)育有障壁海岸以及開闊臺地、局限臺地和蒸發(fā)臺地沉積體系。之后受同期全球海平面整體下降大規(guī)模海退的影響，古近系始新統(tǒng)上部—漸新統(tǒng)巴什布拉克組發(fā)育陸相沉積。具體可識別出沖積扇、扇三角洲、湖泊、有障壁海岸、蒸發(fā)臺地、局限臺地及開闊臺地7個沉積相。

（3）白堊系—古近系，塔西南與阿萊盆地、費爾干納盆地、塔吉克盆地沉積特征類似。新特提斯洋海水依次侵入塔吉克盆地、費爾干納盆地、阿萊盆地、塔西南地區(qū)，各盆地由陸相轉(zhuǎn)為海相沉積。普利亞本期全球海平面下降造成海退，新特提斯洋海水迅速退出塔西南地區(qū)（最西部有殘留），使其轉(zhuǎn)為陸相沉積。中新世，除地中海、黑海、里海等的新特提斯洋整體關(guān)閉，費爾干納盆地、阿萊盆地、塔吉克盆地先后開始了陸相沉積。

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