胡明毅,孫春燕,高 達

(1.長江大學(xué) 沉積盆地研究中心,湖北 武漢 430100; 2. 長江大學(xué) 非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北 武漢 430100; 3. 長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430100)

近年來,隨著塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖認識程度的提高[1],其中中深1井在下寒武統(tǒng)6 597.63～6 785.00 m井段,獲日產(chǎn)氣30 281 m3;隨后側(cè)鉆中深1C井,下寒武統(tǒng)6 861～6 944 m井段,獲日產(chǎn)氣158 545 m3;在該區(qū)寒武系鹽下白云巖油氣勘探取得戰(zhàn)略性突破[2]。因而,肖爾布拉克組作為寒武系鹽下白云巖發(fā)育的主要層位,成為塔里木盆地有利的勘探重點層系。在塔里木盆地下寒武統(tǒng)地層研究中,陳永權(quán)等[3]和杜金虎等[4]均認為塔里木盆地早寒武世塔北-柯坪地區(qū)發(fā)育緩坡型臺緣,中部臺內(nèi)灘呈大面積連片分布,南部發(fā)育斜坡-盆地相沉積。沈安江等[5]認為塔里木盆地早下寒武統(tǒng)整體為緩坡-弱鑲邊型臺緣,臺地內(nèi)部主要由混積潮坪、膏云坪、臺內(nèi)丘灘和臺內(nèi)洼地構(gòu)成,各相帶分布區(qū)域與前人差異較大。前人的研究工作大多針對肖爾布拉克組白云巖儲集層方面的研究[6-7],針對塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組巖相古地理分布和演化研究還缺乏統(tǒng)一的認識。

本文以塔里木盆地地震、露頭、巖心、薄片和測井等資料的分析為基礎(chǔ),結(jié)合沉積相標(biāo)志,對典型單井和野外露頭剖面進行沉積相劃分。根據(jù)地震相識別和鉆井標(biāo)定,精細刻畫臺緣灘、臺內(nèi)灘、臺內(nèi)丘、灘間海和膏鹽湖等主要亞相的地震相特征,通過追蹤不同地震相在測線上的分布,結(jié)合臺內(nèi)同沉積斷層對臺內(nèi)丘灘體的控制等因素,明確其分布范圍。結(jié)合構(gòu)造古地貌和地層厚度特征,明確古陸和臺內(nèi)洼陷的發(fā)育范圍,從而編制下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組巖相古地理圖,進而掌握該區(qū)肖爾布拉克組臺緣灘和臺內(nèi)丘灘儲層的分布規(guī)律,以期為塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組油氣勘探提供較好的地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

塔里木盆地是一個由古生代克拉通盆地和新生代前陸盆地組合而成,經(jīng)歷了多期次沉降-隆升形成的大型復(fù)合式疊合盆地[8],位于新疆維吾爾自治區(qū)南部,由南向北被昆侖山、阿爾金山、天山和庫魯克塔格山圍繞。構(gòu)造單元上,其內(nèi)部可劃分為“四隆五坳”9個二級構(gòu)造單元(圖1a),分別為塔北隆起、塔中隆起、巴楚隆起、塔東南隆起、庫車坳陷、北部坳陷(阿瓦提坳陷、順托果勒鞍部、滿加爾坳陷)、塘古孜巴斯坳陷、塔東南坳陷及西南坳陷。

塔里木盆地寒武系可劃分為兩個地層小區(qū):塔東盆地地區(qū)和塔西臺地地區(qū)[9]。該分區(qū)以輪南—古城臺緣帶為界(圖1a)。塔東盆地地層肖爾布拉克組巖性以泥巖、泥灰?guī)r、黑色頁巖和硅質(zhì)巖為主。塔西臺地相同層位自下而上主要以發(fā)育薄層泥晶白云巖、晶粒白云巖、中厚層顆粒白云巖及藻白云巖為主(圖1b)。

2 沉積相類型及特征

2.1 沉積相類型

塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組碳酸鹽巖類較為發(fā)育?，F(xiàn)有的資料點相對較少,根據(jù)前人的資料和沉積相研究成果[4-5],認為在塔西南古陸周緣,盆地的南部和西部發(fā)育小范圍的陸源碎屑的混積潮坪沉積,主要為含陸源碎屑的砂質(zhì)白云巖,其中在中深5井錄井巖屑中見有膏質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖中夾雜陸源碎屑的石英,均指示周緣的混積潮坪相的沉積。根據(jù)沉積物的巖石類型、原生沉積構(gòu)造和沉積微相標(biāo)志等特征[10-11],本文重點針對盆地內(nèi)發(fā)育的蒸發(fā)臺地和開闊臺地、臺地邊緣、斜坡-盆地等主要相帶進行闡述(圖2)。

混積潮坪在研究區(qū)發(fā)育較為局限,主要分布在盆地西南緣或西緣,由于該區(qū)靠近塔西南古陸,距陸碎屑的供應(yīng)區(qū)較近,加上水體較淺,因此形成了小范圍的混積潮坪沉積區(qū)?；旆e潮坪在研究區(qū)主要以碳酸鹽與陸源碎屑交互沉積為特征。陸源碎屑潮坪主要由泥質(zhì)石英粉砂巖泥巖等沉積組成,偶含石膏斑塊,常見水動力條件變化形成的沉積構(gòu)造。碳酸鹽潮坪沉積主要以泥質(zhì)或砂質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r與白云巖的不等厚薄互層為特征,生物化石稀少,偶可見石膏斑塊。研究區(qū)發(fā)育的混積潮坪序列由單一的碳酸鹽潮坪和碎屑潮坪組合而成,推測其可能是對海平面頻繁升降變化、物源供應(yīng)和古氣候變化的響應(yīng)。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造分區(qū)示意圖及寒武系巖性柱狀圖Fig.1 Schematic diagram of structural division and the Cambrian lithologic column of Tarim basina.塔里木盆地構(gòu)造分區(qū)和各地層小區(qū)劃分;b.塔西臺地寒武系巖性柱狀簡圖

圖2 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組典型沉積相標(biāo)志Fig.2 Typical markers of sedimentary facies of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basina.膏質(zhì)白云巖,發(fā)育膏質(zhì)紋層,中深5井,埋深6 550 m,1x,局限-蒸發(fā)潮坪;b. 膏巖,巴探5井,埋深6 595.3 m,1x,膏鹽湖;c.藻紋層白云巖,舒探1井,埋深1 884.1 m,1x,臺內(nèi)丘相;d.藻粘結(jié)白云巖,牙哈5井,埋深6 396.5 m,1x,臺內(nèi)丘相;e.鮞粒白云巖,發(fā)育粒間溶孔,楚探1井,埋深7 757 m,1x,臺內(nèi)灘相;f.砂屑白云巖,埋深5 267 m,羅西1井,1x,臺緣灘相;g.殘余砂屑中-細晶白云巖,發(fā)育溶蝕孔洞,埋深5 268.1 m,羅西1井,1x,臺緣灘相;h.紋層狀泥晶灰?guī)r,埋深7 356.5 m,新和1井,1x,斜坡-盆地;i.泥晶灰?guī)r,埋深7 643 m,新和1井,1x,斜坡-盆地

局限-半蒸發(fā)臺地與廣海之間連通較差,由于干旱炎熱的氣候條件,海水蒸發(fā)作用劇烈,主要發(fā)育膏巖、鹽巖、膏質(zhì)白云巖、膏質(zhì)泥巖和泥云巖等。但受外來海水的不間斷泛侵,帶來部分泥質(zhì)沉積物,使得蒸發(fā)臺地內(nèi)膏鹽巖層中可見薄層準(zhǔn)同生膏質(zhì)白云巖、薄層含膏質(zhì)泥巖與泥質(zhì)白云巖等夾層[12](圖2a,b)。根據(jù)相帶內(nèi)部沉積環(huán)境和沉積物的差異,可細分為蒸發(fā)潮坪與膏鹽湖兩種亞相,進一步分為膏云坪、膏鹽坪和泥云坪微相。

開闊臺地相與廣海連通較好,在肖爾布拉克組中較為發(fā)育,受海平面升降和古地貌環(huán)境控制[13]。該相帶巖性主要為鮞粒白云巖、砂(礫)屑白云巖、藻白云巖、疊層石云巖、砂屑灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥巖和泥質(zhì)云巖等組成(圖2c-e)。開闊臺地相主要發(fā)育臺內(nèi)丘灘、丘灘間與臺內(nèi)洼地等亞相,以及砂屑灘、鮞灘、生屑灘、藻丘與靜水泥、泥云坪等微相。

臺地邊緣受波浪作用動蕩和潮汐水流沖刷改造導(dǎo)致水體能量較高,是礁灘儲層十分發(fā)育的高能地帶,該相帶內(nèi)沉積物主要為藻砂屑白云巖、鮞粒白云巖、藻格架白云巖和藻粘結(jié)白云巖等[14](圖2f,g);但局部能量較低地帶為灘丘間沉積,沉積物主要為泥晶白云巖、泥晶灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r等。主要發(fā)育臺緣丘灘亞相,以及鮞粒灘、砂屑灘與藻丘微相。

斜坡-盆地相在塔里木盆地東部地區(qū)大范圍發(fā)育,位于臺緣帶外側(cè),盆地中部和東部近南北向展布。該相帶巖石類型主要以灰質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、泥云巖、泥巖、灰質(zhì)云巖、射蟲硅巖、硅質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖和灰質(zhì)泥巖為主(圖2h,i)。

2.2 單井相

根據(jù)取心觀察、薄片鑒定、測井和地震等資料分析,對研究區(qū)鉆遇下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組的單井進行沉積相劃分。以楚探1井為例進行解剖,肖爾布拉克組主要發(fā)育開闊臺地相沉積,進一步分為臺內(nèi)灘與灘間海亞相,臺內(nèi)灘主要包括鮞粒灘、砂屑灘和礫屑灘微相。楚探1井巖性剖面表明下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組發(fā)育大套的臺內(nèi)灘沉積,具有明顯的殘余顆粒結(jié)構(gòu)特征,從圖3中單井柱狀圖中可以看出肖爾布拉克組孔隙較發(fā)育,為較好的優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育段(圖3)。測井曲線上表現(xiàn)為明顯箱型的低GR段、低電阻率略低,局部出現(xiàn)鋸齒狀高值,揭示該套儲層具有分布規(guī)模大、穩(wěn)定性好的特點。同時依據(jù)前人研究肖爾布拉克組儲集層層位分布和儲集空間類型的特征,推測該井段儲集層成巖時期可能發(fā)生明顯的暴露溶蝕作用。

2.3 連井沉積相

在針對下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組的典型單井進行沉積相劃分和野外露頭剖面分析的基礎(chǔ)上,編制了兩條典型丘(灘)體演化和膏鹽湖演化的連井沉積相剖面。通過連井對比研究進一步探討研究區(qū)內(nèi)沉積相的分布規(guī)律,為肖爾布拉克組平面沉積相的分布和演化提供依據(jù)。

從方1井-舒探1井-蘇蓋特布拉克剖面-什艾日剖面的連井沉積相對比大剖面(圖4),可以看出橫向上肖爾布拉克組厚度具有向什艾日克剖面方向減薄的趨勢;垂向上巖性主要為大套厚層的藻云巖和砂屑白云巖互層發(fā)育的特征,其中方1井、蘇蓋特布拉克剖面、什艾日剖面藻云巖和砂屑白云巖主要發(fā)育在肖爾布拉克組中上部,而舒探1井在全井段均具有丘灘發(fā)育的特征。臺內(nèi)丘(灘)體在塔里木盆地的西北部呈連片分布,肖爾布拉克組時期臺地較為開闊,廣泛發(fā)育臺內(nèi)丘、臺內(nèi)灘以及臺內(nèi)丘灘復(fù)合體,主要以砂屑灘、藻丘和鮞粒灘沉積為主,該區(qū)域為較為有利的儲集相帶分布區(qū)[15-16]。

從巴探5井-康2井-同1井的連井沉積相對比大剖面(圖5),可以看出橫向上肖爾布拉克組厚度具有向同1井方向增厚的趨勢。垂向上巖性主要為泥云巖、白云巖、膏巖、鹽巖或膏質(zhì)白云巖互層發(fā)育的特征,巴探5井、康2井一帶發(fā)育厚層的鹽巖,為膏鹽湖微相發(fā)育特征,同1井一帶主要以膏質(zhì)白云巖、膏鹽互層發(fā)育為主,為膏云坪微相發(fā)育特征。根據(jù)各單井沉積相的劃分,結(jié)合區(qū)域內(nèi)連井剖面對比表明在盆地的西南部肖爾布拉克組發(fā)育局限-蒸發(fā)臺地相沉積,主要以發(fā)育局限-蒸發(fā)潮坪亞相沉積為主,進一步可以劃分為膏鹽湖、膏云坪與泥云坪微相。

3 地震-沉積響應(yīng)特征

3.1 地震相類型及特征

地震相是反映特定沉積相在地震剖面上的響應(yīng)特征,不同響應(yīng)特征可對應(yīng)不同的地質(zhì)解釋[17]。由于塔里木盆地下寒武統(tǒng)埋藏深,碳酸鹽巖巖性復(fù)雜、差異大、識別難度大,目前鉆遇肖爾布拉克組的鉆井較少,有些地震相還沒有鉆井揭示,因此通過地震相解釋分析沉積相,并來確定其分布特征,在研究區(qū)來說是比較難但重要的手段。

圖3 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組典型單井沉積相分析(楚探1井)Fig.3 Typical single well sedimentary facies analysis of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin(Well Chutan 1)a.楚探1井沉積相;b.鮞粒白云巖，埋深7 757 m,b′為圖b原巖恢復(fù)后的圖像;c.殘余砂屑白云巖，埋深770.8 m, c′為圖c原巖恢復(fù)后的圖像;d.楚探1井地震剖面

本次研究以碳酸鹽巖臺地模式理論為指導(dǎo),結(jié)合鉆井標(biāo)定和二維地震資料,從地震相外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部反射特征三個方面入手,對橫跨盆地的東西向和南北向的地震大測線進行精細解釋,共識別出6種地震相(Seismic Facies)(表1),分別為臺內(nèi)丘(灘)(SF1)、臺內(nèi)洼地(SF2)、丘(灘)間海(SF3)、膏鹽湖(SF4)、臺地邊緣(SF5)和斜坡-盆地(SF6)。臺內(nèi)丘和臺內(nèi)灘、灘間和丘間具有相似的地震反射特征,主要是根據(jù)鉆井和野外露頭的標(biāo)定來區(qū)分不同的沉積相。

圖4 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組丘(灘)體連井剖面(方1井—舒探1井—蘇蓋特布拉克剖面—什艾日剖面，見圖1BB′剖面)Fig.4 Well tie profile of intra-platform microbial mound/shoal of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation,Tarim Basin(Well Fang 1,Well Shutan 1,Sugaitebulake and Shi’airike profiles)

圖5 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組膏鹽湖連井剖面(巴探5井—康2井—同1井，見圖1AA′剖面)Fig.5 Well tie profile of intra-platform gypsum-salt lakeof the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation,Tarim Basin(Well Batan 5, Well Kang 2 and WellTong 1)

3.2 構(gòu)造古地貌特征及演化

通過識別和總結(jié)出不沉積相對應(yīng)的地震相發(fā)育特征的基礎(chǔ)上,追蹤不同地震相在大測線上的分布,進而在平面上圈定出對應(yīng)沉積相的發(fā)育范圍(圖6a),建立肖爾布拉克組地震解釋方案。本次研究的地震相解釋和沉積相標(biāo)定方案主要包括三個方面(圖6)。① 通過識別下寒武統(tǒng)上超尖滅點,確定盆地南部古陸的分布范圍(圖6b);② 根據(jù)下寒武統(tǒng)厚度變化趨勢,圈定臺內(nèi)洼地的發(fā)育范圍(圖6c);③ 根據(jù)鉆井標(biāo)定,結(jié)合鉆井取心和薄片標(biāo)定的優(yōu)勢沉積相,以及野外剖面的優(yōu)勢沉積相,對過井或井旁、過野外露頭或臨區(qū)露頭地震測線上對應(yīng)層位的地震相進行標(biāo)定(圖6d),精細研究臺內(nèi)灘、臺內(nèi)丘、灘(丘)間海與膏鹽湖等主要臺內(nèi)亞相的地震相特征,并明確其分布范圍。

依據(jù)鉆井與露頭地質(zhì)資料,結(jié)合地震解釋成果,平面上,塔西臺地地區(qū)向塔東盆地地區(qū)依次為和田河古陸、一級階地、一級坡折、中部低洼、二級坡折與東部深洼。一級階地發(fā)育在盆地西南部,地勢平緩;一級坡折為主要受斷層控制的構(gòu)造坡折帶,主要控制臺洼周緣臺內(nèi)灘的發(fā)育范圍;二級坡折為地貌控制的地形坡折,主要控制肖爾布拉克組臺緣灘的發(fā)育范圍。

表1 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組典型沉積相地震響應(yīng)特征Table 1 Typical seismic response features of sedimentary facies in the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation,Tarim Basin

受前寒武系裂陷槽構(gòu)造古地貌和玉爾吐斯組沉積補償?shù)碾p重控制,肖爾布拉克組古地貌呈現(xiàn)出南高北低、西高東低的沉積格局(圖7)。臺內(nèi)洼地周緣坡折帶廣泛發(fā)育大面積分布的洼地邊緣灘,在橫向剖面上呈現(xiàn)出以臺洼為中心的“雙灘”沉積模式;因古氣候以及海平面多期變化,在縱向上發(fā)育多套灘體垂向疊置模式。

和田河古陸整近東西走向,由南部向古陸上超尖滅,為肖爾布拉克組向盆地南部的超覆尖滅區(qū)(圖7)。中-上寒武統(tǒng)—中奧陶統(tǒng)由北部向古隆起區(qū)減薄[3],表明該古隆起在塔里木盆地寒武世—奧陶世具有繼承性發(fā)育特點。

“一級階地”主要發(fā)育混積潮坪、半蒸發(fā)潮坪、膏鹽湖與泥云坪(圖7),巖性以陸源碎屑巖、泥質(zhì)白云巖、膏質(zhì)白云巖和膏鹽巖為主。巴楚隆起南部的玉龍6井在巖心觀察中發(fā)現(xiàn)有陸源碎屑石英,薄片鏡下可見含砂質(zhì)灰?guī)r,整體表現(xiàn)為混積潮坪的沉積特征,結(jié)合前人的資料和研究成果[4-5]表明混積潮坪相帶規(guī)模較小,主要分布在古陸周緣一帶。巴楚隆起西部巴探5井、康2井、同1井與中深5井均揭示潮坪和膏鹽湖沉積,該類井鉆遇大量膏質(zhì)白云巖和膏鹽巖,含膏鹽地層厚度占總厚度比值可達4.5%～60.5%。地震剖面上可識別明顯“連續(xù)穩(wěn)定中-薄層、平行、中等振幅與低頻與高連續(xù)性”的膏鹽巖層系地震反射特征。

“一級坡折帶”為臺內(nèi)正斷層控制的構(gòu)造坡折,總體位于斷層上升盤,控制了臺內(nèi)丘(灘)體的發(fā)育。巴楚隆起西北部一間房構(gòu)造帶上的舒探1井在肖爾布拉克組取心,發(fā)育大規(guī)模藻白云巖、殘余顆粒結(jié)構(gòu)中-細晶白云巖,為臺內(nèi)丘沉積特征。巴楚隆起東南部楚探1井取心觀察中發(fā)育大套砂屑白云巖與鮞粒白云巖,為臺內(nèi)灘沉積特點。地震剖面上表現(xiàn)為 “丘狀外形、疊瓦-弱前積”的丘灘相地震反射特征。根據(jù)鉆井標(biāo)定和地震相刻畫揭示臺內(nèi)丘(灘)體在塔中隆起、巴楚北部、柯坪地區(qū)和塔北隆起呈零星的片狀或環(huán)帶狀分布。

圖6 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組地震解釋方案Fig.6 Seismic interpretation scheme of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basina. 結(jié)構(gòu)單元與沉積分布;b. 地層地震解釋方案

圖7 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組構(gòu)造古地貌及地震相模式(剖面位置見圖8)Fig.7 Tectonic paleogeomorphology and seismic facies model of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin(seeFig.8 for the profile location)

“中部低洼”以發(fā)育臺內(nèi)洼地為特征,分布于塔中-巴楚隆起北部以及阿瓦提坳陷一帶。臺洼的沉積厚度明顯大于同沉積正斷層上升盤區(qū)域,過臺內(nèi)南北向和東西向地震大剖面均證實肖爾布拉克組厚度表現(xiàn)為由臺洼向周緣柯坪、塔北、塔中和巴楚南部以及臺緣帶區(qū)域呈減薄的特點[18]。地震剖面上表現(xiàn)為“連續(xù)穩(wěn)定厚層、亞平行-平行、中-強振幅、中-低頻和中-高連續(xù)性”的地震反射特征。

“二級坡折帶”為古地貌控制的地形坡折,控制了臺緣灘的發(fā)育。肖爾布拉克組臺緣帶主要分布在塔中-塔北一帶(圖6)。其中,根據(jù)前人研究成果中可知輪南—古城臺緣帶呈近南北走向[19-20],長約500 km,寬約15～20 km。整體上,肖爾布拉克組發(fā)育緩坡臺緣,以低緩長距離前積為特征,臺緣帶暴露不明顯,主要發(fā)育薄的灘體。地震剖面上可見“丘狀或楔狀、內(nèi)部斷續(xù)、雜亂或疊瓦狀前積”反射特征。

“東部深洼”以發(fā)育斜坡-盆地相為特征,分布于塔東滿加爾坳陷一帶。地震剖面上表現(xiàn)為明顯的 “連續(xù)穩(wěn)定厚層、平行、中-強振幅、低頻、高連續(xù)性”的地震反射特征。

4 肖爾布拉克組巖相古地理特征

4.1 地層厚度

根據(jù)肖爾布拉克組殘余地層厚度圖顯示(圖8),塔里木盆地肖爾布拉克組地層厚度較為穩(wěn)定,分布廣泛,沒有大規(guī)模的剝蝕。地層厚度呈現(xiàn)東西分異的特點,塔東盆地地區(qū)肖爾布拉克組整體沉積厚度較薄,為欠補償?shù)纳钏练e特點。塔西臺地地區(qū)地層沉積厚度相對較大,臺地內(nèi)部地層加厚區(qū)主要位于滿西地區(qū),地層厚度向周緣阿瓦提坳陷、塔北隆起、巴楚和塔中隆起南部減薄。

根據(jù)構(gòu)造和古地貌特征表明,盆地南部存在古隆起區(qū),為塔西南—麥蓋提斜坡—塔中東南部—古城一線呈近東西走向的超覆尖滅區(qū),東部和中部存在兩個洼陷區(qū)。盆地西南部存在一級階地,以寬緩的一級坡折向中部低洼區(qū)過渡。盆地中部存在窄陡的二級坡折,向東快速過渡為深洼區(qū)。一級階地的西部范圍寬闊,發(fā)育半蒸發(fā)臺地膏鹽湖和膏云坪亞相,一級階地的東部范圍狹窄,發(fā)育局限臺地膏云坪和泥云坪亞相,一級坡折帶的中部和東部廣泛發(fā)育臺內(nèi)灘和灘間海沉積,一級坡折帶的西部和北部廣泛發(fā)育臺內(nèi)丘和丘間海沉積,北部坡折帶以外范圍較寬,發(fā)育斜坡-深水盆地相,二級坡折控制著臺地邊緣,以低緩前積的緩坡型臺緣為特征。

4.2 巖相古地理特征

塔里木盆地揭示下寒武統(tǒng)鉆井和露頭地質(zhì)資料點約有22個。臺地內(nèi)取心地質(zhì)資料點8個,其中楚探1井與新和1井為新增資料點,其余資料點在前人的研究中均有涉及[21-22]。臺盆內(nèi)巖相以黑色頁巖、泥巖、泥灰?guī)r和硅質(zhì)巖為主,結(jié)合地震相特征,代表斜坡—深水盆地相沉積物;塔北隆起新和1井和星火1井泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r控制肖爾布拉克組斜坡-盆地相沉積范圍,臺地內(nèi)部巖性以藻云巖、顆粒白云巖和晶粒白云巖為主,代表開闊臺地臺內(nèi)丘亞相沉積物;巴楚隆起肖爾布拉克組巖性以晶粒白云巖、顆粒白云巖為主,夾薄層蒸發(fā)膏鹽巖,為臺內(nèi)半蒸發(fā)膏云坪和膏鹽湖沉積物;塔中東部中深1井、中深5井肖爾布拉克組以泥晶白云巖與砂質(zhì)顆粒白云巖為主,為混積潮坪與臺內(nèi)灘過渡相;在東部根據(jù)地震和羅西1井取心證實羅西地區(qū)發(fā)育臺緣相。

根據(jù)構(gòu)造古地貌和沉積格局的認識,結(jié)合鉆井巖心、薄片和野外露頭等地質(zhì)資料點以及地震解釋成果,本文在前人的基礎(chǔ)上研究修編了下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組巖相古地理圖(圖9)。肖爾布拉克組沉積相與Wilson碳酸鹽巖臺地模式相似,主要表現(xiàn)為東部為盆地相沉積,西部為碳酸鹽巖臺地相沉積,由塔西臺地向塔東盆地依次為和田河古陸、局限-半蒸發(fā)臺地、開闊臺地、臺地邊緣和斜坡—深水盆地,其中在東部羅西地區(qū)存在鑲邊型臺緣發(fā)育。在臺地內(nèi)部主要表現(xiàn)為南北沉積分異,塔西南古隆起為地層超覆尖滅區(qū);向北部古隆起周緣主要發(fā)育混積潮坪-蒸發(fā)臺地泥云坪;巴楚地區(qū)西北部為蒸發(fā)云鹽坪和膏鹽湖分布區(qū);巴楚地區(qū)東部至塔中隆起發(fā)育開闊臺地臺內(nèi)灘、灘間海與臺內(nèi)洼地,臺洼周緣發(fā)育受斷裂坡折帶控制的洼地邊緣丘(灘),呈環(huán)帶狀分布?？缕郝额^區(qū)蘇蓋特布拉克、什艾日克及周緣野外剖面均揭示該區(qū)肖爾布拉克組發(fā)育厚層塊狀微生物白云巖、藻粘結(jié)白云巖和砂屑白云巖[23],指示該區(qū)廣泛發(fā)育臺內(nèi)丘沉積。與前人編制的沉積相圖對比可以發(fā)現(xiàn),本研究早寒武世沉積相格局與陳永權(quán)等[3]、杜金虎等[4]和沈安江等[5]有相似也有不同,都認為早寒武世肖爾布拉克組臺地內(nèi)部主要表現(xiàn)為南北分異特點,發(fā)育蒸發(fā)臺地、局限臺地和開闊臺地,但臺地內(nèi)部相帶的發(fā)育范圍差異較大。本文基于高精度二維地震和區(qū)域三維地震資料精細解剖,認為北部不發(fā)育臺緣帶,臺緣帶主要位于輪南-古城一帶,為緩坡型臺緣沉積模式[24]。

圖8 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組殘余地層厚度(據(jù)文獻[3]修改)Fig.8 Residual thickness of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin(modified from reference [3])a. 殘余地層厚度分布；b. 地層地震特征

5 結(jié)論

1) 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組主要表現(xiàn)為西高東低、南高北低的構(gòu)造古地貌格局發(fā)育混積潮坪、局限-半蒸發(fā)臺地、開闊臺地、臺地邊緣、斜坡-盆地相,又可劃分為局限-半蒸發(fā)潮坪、膏鹽湖、臺內(nèi)丘(灘)、丘(灘)間海、臺內(nèi)洼地和臺緣灘亞相及多個微相,沉積相的分布具有典型的分帶性和繼承性。

2) 基于橫跨盆地的二維地震測線精細解釋,確定了塔里木盆地肖爾布拉克組主要亞相類型的地震相響應(yīng)特征,識別出了6種地震相類型,分別為臺內(nèi)丘(灘)體(SF1)、臺內(nèi)洼地(SF2)、丘(灘)間海(SF3)、膏鹽湖(SF4)、臺地邊緣(SF5)和斜坡-盆地(SF6)。進而圈定了各亞相的平面沉積相邊界,揭示各相帶的發(fā)育分布與古構(gòu)造和古地貌沉積格局的關(guān)系。

3) 編制了下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組巖相古地理圖,明確了盆地南部存在東西走向古隆起區(qū),東部和中部存在兩個洼陷區(qū);盆地西南部存在一級階地,以寬緩的一級坡折向中部低洼區(qū)過渡;盆地中部存在窄陡的二級坡折,向東快速過渡為深洼區(qū)。臺內(nèi)洼地周緣坡折帶廣泛發(fā)育大面積分布的洼地邊緣灘,在橫向剖面上呈現(xiàn)出以臺洼為中心的“雙灘”沉積模式,在縱向上發(fā)育多套灘體垂向疊置模式,平面上呈零星的片狀或環(huán)帶狀分布。