史美超，方 權(quán)，余 磊

（新疆地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000）

準(zhǔn)噶爾盆地二疊系蘆草溝組是集烴源巖、儲(chǔ)層、蓋層三位一體的重要層系，既是常規(guī)油氣的勘探目標(biāo)，又是頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油、致密油藏等非常規(guī)油氣重點(diǎn)勘探目標(biāo)[1]。近年來(lái)，新疆地礦局先后在準(zhǔn)南沖斷帶東段開(kāi)展了頁(yè)巖氣戰(zhàn)略調(diào)查，初步估算頁(yè)巖氣資源量512億m3，顯示了極好的頁(yè)巖氣勘探潛力。

然烴源巖分布及厚度受沉積相控顯著，因此弄清烏魯木齊一帶蘆草溝組沉積相特征有助于掌握頁(yè)巖氣分布規(guī)律。目前，前人針對(duì)蘆草溝組沉積方面的研究涵蓋了層序地層劃分[2，3]、白云巖成因[4]及沉積環(huán)境[5，6]等方面，有學(xué)者認(rèn)為烏魯木齊一帶蘆草溝組屬三角洲-湖相沉積體系[7]；一些學(xué)者認(rèn)為屬深湖-半深湖-濱淺湖[8]，爭(zhēng)議性較大。本文結(jié)合野外地表調(diào)查、鉆井、錄井及測(cè)井等資料，通過(guò)巖石組合、特殊夾層、沉積構(gòu)造及古生物特征，對(duì)蘆草溝組沉積相進(jìn)行研究，以期有利于頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造單元及井位

準(zhǔn)南緣沖斷帶以紅車(chē)斷裂和烏魯木齊-米泉斷裂為界劃分為西段、中段和東段三部分，研究區(qū)位于沖段帶東段烏魯木齊一帶（圖1），出露地層自下而上主要有上二疊統(tǒng)蘆草溝組、紅雁池組、泉子街組、梧桐溝組、鍋底坑組、燒房溝組、韭菜園組，部分三疊系、侏羅系和中更新統(tǒng)-全新統(tǒng)的沖洪積層。本次研究重點(diǎn)二疊系蘆草溝組沿博格達(dá)山前出露較好，巖性為灰黑色/黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、油頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖、粉/細(xì)砂巖、白云巖夾灰?guī)r透鏡體。蘆草溝組平均厚度1057m，相變快，自上而下分為上、中、下三段，黑色泥頁(yè)巖分布于上段和下段，是頁(yè)巖氣富集的重點(diǎn)層段。

2 蘆草溝組沉積特征

（1）巖性巖相特征。研究區(qū)蘆草溝組巖石組合為灰黑色/黑色泥頁(yè)巖、油頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖、粉/細(xì)砂巖、白云巖夾灰?guī)r透鏡體。根據(jù)沉積物的巖性、沉積構(gòu)造、含有物、礦物組分和測(cè)井曲線特征等差異，將研究區(qū)蘆草溝組巖性劃分出7個(gè)巖性相，即①黑色泥/（油）頁(yè)巖（巖性）相；②灰黑色含粉砂白云質(zhì)泥巖（巖性）相；③灰色含粉砂白云巖（巖性）相；④灰色泥/粉晶白云巖（巖性）相；⑤灰色鮞粒白云巖（巖性）相；⑥灰色云質(zhì)粉砂巖（巖性）相；⑦灰色細(xì)砂巖（巖性）相。其中上段主要發(fā)育黑色泥頁(yè)巖（巖性）相，為半深湖-深湖亞相；中段發(fā)育粉/細(xì)砂巖（巖性）相，為扇三角洲前緣亞相；下段發(fā)育黑色泥頁(yè)巖、白云巖（巖性）相，為半深湖-深湖亞相（圖2）。

圖2 蘆草溝組巖性相與沉積相劃分柱狀圖

（2）化石特征。研究區(qū)蘆草溝組黑色泥頁(yè)巖中含介形蟲(chóng)、魚(yú)類(lèi)以及植物根莖及殘片等化石（圖3）。魚(yú)類(lèi)化石的發(fā)育充分顯示出當(dāng)時(shí)沉積水體較深，以還原環(huán)境為主；而植物化石等生活在較淺的水池及三角洲等地。這種化石組合表明研究區(qū)蘆草溝組沉積環(huán)境為三角洲-湖湘。

圖3 蘆草溝組化石生態(tài)相特征 A魚(yú)化石；B植物碎片化石

（3）黃鐵礦分析。形成于還原環(huán)境下的黑色泥頁(yè)巖常伴隨存在有多種形式的硫化物，如黃鐵礦、硫酸鹽等[9]，其中黃鐵礦也是產(chǎn)自自然界中還原環(huán)境下穩(wěn)定的硫化物形態(tài)。研究區(qū)鉆井巖心顯示蘆草溝組上、下段泥頁(yè)巖中發(fā)育大量黃鐵礦，有的呈團(tuán)塊狀，有的呈透鏡狀順層產(chǎn)出，少部分呈星點(diǎn)狀（圖4），這表明蘆草溝組上、下段是以還原環(huán)境為主且水動(dòng)力較弱的沉積環(huán)境。

圖4 蘆草溝組黑色泥頁(yè)巖中的黃鐵礦

3 蘆草溝組沉積相展布

橫向上（圖5），蘆草溝組上段粗顆粒物沉積逐漸增多，黃鐵礦結(jié)核、白云巖夾層逐漸減少，化石組合從魚(yú)類(lèi)漸變?yōu)楦叩戎参铮瑤r石組合由黑色泥巖過(guò)渡為灰綠色粉砂巖，這些特征表明水體由深-淺、水動(dòng)力由弱-強(qiáng)，湖域面積逐漸變窄，沉積相由深湖漸變?yōu)榘肷詈喯?。中段?細(xì)砂體含量逐漸增高，泥質(zhì)含量逐漸減少，發(fā)育波狀層理、羽狀交錯(cuò)層理及粒序?qū)永恚谏囗?yè)巖呈夾層出現(xiàn)，說(shuō)明沉積水深變化較大，水體較動(dòng)蕩，沉積相由淺湖亞相漸變?yōu)樯热侵耷熬墎喯?。下段白云質(zhì)、泥質(zhì)含量逐漸較少，砂質(zhì)含量減少，黑色泥頁(yè)巖由厚變薄，說(shuō)明沉積水體由深變淺，水動(dòng)力由弱變強(qiáng)，沉積相由深湖亞相漸變?yōu)槿侵耷熬墎喯唷?/p>

縱向上，蘆草溝組自下而上，沉積物粒度呈現(xiàn)為由細(xì)-粗-細(xì)，水體深-淺-深，湖域面積逐漸變廣。從烴源巖來(lái)看自下而上，上、下段優(yōu)質(zhì)巨厚烴源巖主要發(fā)育在湖擴(kuò)時(shí)期的半深湖－深湖相沉積。從儲(chǔ)集層來(lái)看，在相對(duì)湖平面下降期間中段所沉積的扇三角洲前緣砂體可成為常規(guī)油氣勘探的目標(biāo)層。

圖5 蘆草溝組沉積特征對(duì)比剖面

4 結(jié)論

（1）蘆草溝組自下而上分為3段，7個(gè)巖性相，上段主要發(fā)育黑色泥頁(yè)巖（巖性）相；中段發(fā)育粉/細(xì)砂巖（巖性）相；下段發(fā)育黑色泥頁(yè)巖、白云巖（巖性）相。

（2）蘆草溝組泥頁(yè)巖受海水影響，沉積于淡水-咸水環(huán)境。

（3）蘆草溝組包含了扇三角洲-深湖沉積。上段為半深湖-深湖亞相；中段為扇三角洲-淺湖亞相；下段為半深湖-深湖亞相，自下而上呈現(xiàn)為水體由深-淺-深的沉積環(huán)境。