潘樹新，許多年，唐 勇，曲永強，王國棟，董雪梅，胡婷婷，馬永平

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2.中國石油新疆油田公司，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

準噶爾盆地是我國西部的一個大型疊合含油氣盆地，近年來在西部坳陷瑪湖凹陷、沙灣凹陷、東道海子凹陷和盆1 井西凹陷等富烴凹陷相繼獲得重大油氣勘探突破［1-3］，尤其是瑪湖凹陷已經發(fā)現十億噸級礫巖大油田。同屬西北緣構造帶的沙灣凹陷與瑪湖凹陷具有相似的構造地質背景和宏觀油氣成藏條件，但目前勘探程度仍然極低，僅在凹陷周緣發(fā)現了紅山嘴、小拐、車排子等一批中等規(guī)模的油氣田，其勘探成果與石油地質條件極不匹配。

以往針對沙灣凹陷的盆地性質和演化、巖相古地理格局、沉積相類型及勘探潛力開展了一系列的研究：梁宇生等［4］在沙灣凹陷識別出5 個區(qū)域不整合面，劃分出自晚石炭世以來的六大構造，認為沙灣凹陷經歷了晚石炭世伸展斷陷、早二疊世伸展坳陷、中二疊世—晚三疊世前陸盆地、侏羅紀陸內坳陷及壓扭盆地、白堊紀—古近紀陸內坳陷及新近紀—第四紀陸內前陸盆地7 個階段；余興等［5］應用斷層相關褶皺理論，建立了沙灣凹陷受背沖式基底逆斷層、伸展正斷層共同控制的“隆起+半地塹”古隆起模式；鄭超等［6］基于層序地層學和沉積學綜合方法，借助地震多屬性分析，將沙灣凹陷下三疊統劃分出3 個三級層序，識別出6 期湖進、湖退沉積體系；董雪梅等［7］將沙灣凹陷二疊系自南向北劃分為北部上超削蝕帶、中部鼻狀隆起帶和南部深凹帶，并識別出2 個二級不整合面，建立了不同構造帶油氣成藏模式；于景維等［8］認為沙灣凹陷上烏爾禾組發(fā)育強壓實致密相、強壓實中溶蝕相、中—強壓實方解石膠結弱溶蝕相、中—強壓實伊蒙混層包膜弱溶蝕相、中—強壓實沸石膠結弱溶蝕相5 種類型，為優(yōu)質儲層預測提供了理論依據；關新等［9］利用地震切片技術，精細刻畫了沙灣凹陷上烏爾禾組灘壩砂特征及展布，拓展了新的勘探領域；杜金虎等［3］在統一準噶爾盆地東西部二疊系、三疊系層序地層的基礎上，認為沙灣凹陷西斜坡以大型退覆式扇三角洲沉積為主，尤其是中、上二疊統與下三疊統扇三角洲前緣發(fā)育，巖性圈閉成群展布，且物性好，長期處于油氣成藏的有利指向區(qū)，具備多層系立體勘探的基礎地質條件；唐勇等［10］認為沙灣凹陷中—下二疊統烴源巖層系是下一步尋找頁巖油氣的有利勘探領域，具有常規(guī)-非常規(guī)油氣協同探索的巨大勘探前景。這些研究成果從不同領域為認識沙灣凹陷提供了參考，但對沙灣凹陷能否成為瑪湖凹陷之外新的規(guī)模增儲上產區(qū)，是否具備規(guī)模成藏的地質條件以及其下凹勘探的潛力和勘探方向都有待進一步明確和探索，尤其是對其沉積體系宏觀分布、規(guī)模儲層展布、成藏主控因素等方面的研究較為薄弱，嚴重制約了沙灣凹陷中央以巖性-地層圈閉為主的油氣勘探。

基于50 余口探井資料、近6 500 km2三維地震和盆地新采集的二維格架地震資料，以盆地構造-沉積演化恢復、源-匯系統［10］刻畫為基礎，對沙灣凹陷的沉積充填過程和勘探潛力進行了再認識，以期為在沙灣凹陷中心部位、斜坡低部位尋找規(guī)模優(yōu)質儲層提供參考，同時也為其他靠山型凹陷巖相古地理的重建提供借鑒。

1 地質概況

準噶爾盆地沙灣凹陷西接車排子凸起，北達中拐凸起和拐莫低凸，東連莫索灣凸起，南鄰北天山山前沖斷帶的霍瑪吐背斜帶，凹陷南深北淺，東西寬約90 km，南北長約85 km，面積約為6 400 km2（圖1a）。沙灣凹陷以上古生界泥盆系變質巖和花崗巖為基底，沉積蓋層自下而上依次發(fā)育石炭系（C），下二疊統佳木河組（P1j）、風城組（P1f），中二疊統夏子街組（P2x）、下烏爾禾組（P2w），上二疊統上烏爾禾組（P3w），下三疊統百口泉組（T1b），中三疊統克拉瑪依組（T2k），上三疊統白堿灘組（T3b），下侏羅統八道灣組（J1b）、三工河組（J1s），中侏羅統西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t），下白堊統吐谷魯群（K1tg），上白堊統（K2），古近系紫泥泉子組（E1-2z）、安集海河組（E2-3a），新近系沙灣組（N1s）以及第四系（Q）（圖1b）。沙灣凹陷早期具有前陸盆地性質，中期轉變?yōu)槠骄徾晗萁Y構，晚期具有掀斜結構（圖2），凹陷結構與周緣邊界斷裂帶多期活動及車排子凸起的構造演化密切相關。從石炭紀晚期到侏羅紀，準噶爾盆地西北緣造山帶向南東推覆并受到北天山阻擋作用，車排子地區(qū)向東逆沖擠出，形成了近南北走向的紅車斷裂帶，使得車排子地區(qū)強烈隆升形成逆沖褶皺帶［11-12］，其東側沙灣凹陷對應形成前陸盆地。盆地自西向東依次發(fā)育前陸沖斷帶、前陸坳陷區(qū)和前陸隆起帶（圖2a），并沉積了巨厚的二疊系、三疊系及侏羅系。前陸盆地發(fā)育過程中往往伴生好的烴源巖，尤其是下二疊統佳木禾組和風城組沉積時期是西部前陸盆地劇烈發(fā)育期，形成了盆地最重要的2套烴源巖。從白堊紀開始，紅車斷裂帶表現為右行壓扭［13］。在壓扭應力場背景下，車排子凸起之上發(fā)育正斷層或逆斷層。該階段白堊系不斷超覆于車排子凸起，隨后，古近系從南南東向以平行不整合的方式覆蓋在白堊系之上。新近紀以來，沙灣凹陷及車排子凸起完全處于北天山—四棵樹凹陷前陸盆地構造域［14］，處于前緣隆起部位的沙灣凹陷發(fā)生隆升掀斜。

圖1 準噶爾盆地沙灣凹陷構造區(qū)劃（a）及巖性地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Tectonic zones division（a）and stratigraphic column（b）of Shawan Sag in Junggar Basin

圖2 準噶爾盆地沙灣凹陷地震剖面Fig.2 Seismic section of Shawan Sag，Junggar Basin

2 沉積特征

2.1 平面展布特征

學者們對準噶爾盆地的巖相古地理及沉積演化特征已經做了大量的研究。朱如凱等［15］、張義杰等［16］刻畫了中國北方地區(qū)及準噶爾盆地二疊紀巖相古地理，其中準噶爾盆地中二疊世早期主要為沖積扇、河流，中期以陸緣近海湖泊為主，晚期構造抬升、湖泊范圍縮小、局部遭受剝蝕，晚二疊世形成統一的大型內陸湖盆［15-16］；匡立春等［17］厘定了瑪湖凹陷周緣下三疊統六大物源體系及與之對應的六大扇體之間的耦合關系，明確了扇體的發(fā)育受古地貌控制，扇三角洲前緣亞相分布范圍廣、厚度大；鄒才能等［18］研究了準噶爾盆地西緣前陸沖斷背景下形成的二疊系—三疊系扇控儲層特征，認為盆地西緣大型扇三角洲發(fā)育，優(yōu)質儲層發(fā)育在規(guī)模展布的扇三角洲前緣亞相，儲層儲集空間以溶蝕孔為主；彭妙等［19］刻畫了瑪湖凹陷下三疊統百口泉組山口陡坡型、山口緩坡型、靠山緩坡型、靠山陡坡型和靠扇陡坡型5 類扇三角洲類型；匡立春等［20］認為準噶爾盆地早—中二疊世處于殘留海封閉后的咸化湖盆沉積環(huán)境，深湖相暗色泥巖與云質巖混雜沉積大面積展布，源-儲緊鄰、近源成藏。綜合最新研究認識及以往研究成果表明，準噶爾盆地自二疊系佳木禾組沉積期開始，盡管湖岸線和沉降中心遷移頻繁，但盆地始終形成統一的匯水中心，尤其是中—晚二疊世以后更是盆地發(fā)展的鼎盛時期；二疊世中晚期—侏羅世，沉積相帶整體呈環(huán)帶狀展布，發(fā)育有西南、西部、西北、北部、東北、東南和南部等九大物源（圖3），分別來自盆地周緣的車排子凸起、扎伊爾山、中拐凸起、哈拉阿拉特山、德侖山、青格里底山、克拉美麗山、博格達山和伊林黑比爾格山，這些物源在環(huán)坳帶至少形成了14 個主要的（扇）三角洲沉積體系，其中，西部扎伊爾山、哈拉阿拉特山、德侖山和中拐凸起在盆地發(fā)展的整個階段中都是主要的物源區(qū)。

圖3 準噶爾盆地下三疊統百口泉組沉積體系分布Fig.3 Distribution of sedimentary systems of Lower Triassic Baikouquan Formation in Junggar Basin

沙灣凹陷的物源主要來自周緣的車排子凸起和中拐凸起，形成了大量的近源扇三角洲沉積［21-22］。值得注意的是，盡管瑪湖凹陷和沙灣凹陷都毗鄰西北緣斷裂帶，但由于二者的盆山格局不同，造成二者在沉積相展布上也存在較大差異?，敽枷葜芫壚仙桨l(fā)育，主要發(fā)育山前沖積扇—扇三角洲沉積，而沙灣凹陷西側車排子凸起物源供給有限，凹陷西側的扇體規(guī)模較小。

2.2 柳樹溝水系證據

綜合地質研究表明，扎伊爾山山間河流柳樹溝河從二疊紀開始到現今一直繼承性發(fā)育。采用大量地震資料對該水系不同地質時期的源-匯系統進行了刻畫，該水系在二疊紀—侏羅紀流經中拐凸起后，在沙灣凹陷形成了大型河流—三角洲體系。該水系存在主要有以下幾個方面的證據。

2.2.1 扎伊爾山和柳樹溝河

扎伊爾山形成于石炭系—二疊系佳木河組沉積時期，主要是由于哈薩克斯坦板塊與準—吐板塊發(fā)生強烈持續(xù)地擠壓、碰撞隆升而形成［23-24］。扎依爾山形成以后，盡管盆地格局也發(fā)生了較大變化，但該山脈始終是準噶爾盆地西部瑪湖凹陷和沙灣凹陷重要的物源區(qū)之一［25］。現代柳樹溝河是扎伊爾山山脈中發(fā)育的一條規(guī)模較大的山間河流（圖4a），發(fā)源于托里縣境內的扎依爾山東南坡，上游有胡家臺溝、布爾何斯臺溝、郵電局溝等支流匯入，匯水區(qū)內海拔較高，河道下切較深，山間彎曲河道極為發(fā)育（圖4b）。在汛期，匯水區(qū)徑流的補給主要為季節(jié)性融雪和降水，枯水期主要以降雨和地下水的形式補給。柳樹溝河在出山口以上流域面積約1 435 km2，河長119 km，年平均徑流量約為0.037×108m3。該水系出山后，流經山前沖積扇礫石帶，隨后在準噶爾盆地游蕩變遷，形成了大量曲流河沉積，發(fā)育典型的廢棄河道和邊灘沉積（圖4c），最終由于地表蒸發(fā)、植被消耗、入滲補給地下水等而消失在荒漠中。

圖4 準噶爾盆地柳樹溝河衛(wèi)星圖Fig.4 Satellite photograph of Liushugou river in Junggar Basin

準噶爾盆地西緣野外地質調查表明，柳樹溝河在二疊紀之前就已成為盆地重要的物源搬運通道。近年來在該河谷內先后發(fā)現了大規(guī)模二疊系到侏羅系河流相及湖泊相沉積［26］，如在托里縣柳樹溝河段發(fā)現了下烏爾禾組礫石層，向上顆粒粒度逐漸變小，以次棱—次圓狀為主，分選性差，礫石頂部突變?yōu)榛液谏囗搸r［27］。柳樹溝發(fā)育二疊系—侏羅系河流相和湖相黑色泥頁巖，表明該河谷至少從二疊紀開始就一直繼承性發(fā)育，湖相暗色泥巖可能是在準噶爾盆地大規(guī)模湖侵期所形成。

2.2.2 地震方面的證據

（1）地震剖面證據

車排子凸起和中拐凸起兩大凸起之間是柳樹溝河沉積體系從源到匯重要的搬運通道。在二疊紀，湖盆與周緣古凸起地形落差較大，因此該水系下切谷較為發(fā)育，河流侵蝕作用強，在地震剖面上表現為下伏同相軸不連續(xù)分布。三疊紀到侏羅紀，進入坳陷湖盆發(fā)育階段，湖盆古地形相對平坦，河道在地震剖面上主要表現為小型下切谷或透鏡狀強反射，并且水道遷移極為頻繁（圖5）。此外，從石炭紀到侏羅紀，車排子凸起向東不斷幕式逆沖擠出，使得該區(qū)域強烈隆升并形成紅車逆沖褶皺帶［28］，且褶皺帶東側表現為大量的前積反射，代表了車排子短軸物源的扇三角洲沉積（圖3、圖5）。

圖5 準噶爾盆地車排子凸起—中拐凸起地震剖面（沿白堊系底拉平）Fig.5 Seismic section of Chepaizi uplift-Zhongguai uplift in Junggar Basin

（2）重點層系地震屬性和切片證據

地震屬性和切片均揭示古柳樹溝河進入沙灣凹陷后形成了大面積分布的河流—三角洲沉積。地震沉積學揭示二疊系晚期上烏爾禾組二段發(fā)育的三角洲相整體呈鳥足狀展布（圖6a），同時三角洲前緣由3～4 個朵體組成，每個朵體均呈鳥足狀展布，內部樹枝狀水下分流河道的形態(tài)極為清晰；該時期三角洲相西緣邊界位于ZJ1 井附近，東緣可達莫索灣以西地區(qū)，三角洲前緣亞相砂體整體在ST1井以南地區(qū)尖滅。在上烏爾禾組沉積早期，該套三角洲沉積體系在沿物源方向的地震剖面上呈現出典型的前積反射特征（圖6b）。

圖6 準噶爾盆地沙灣凹陷RMS 地震屬性及地震剖面Fig.6 RMS seismic attributes and seismic section in Shawan Sag，Junggar Basin

三疊紀早期，準噶爾盆地仍以擠壓推覆為主，但盆地內基底斷裂以及盆山之間的斷裂開始逐漸穩(wěn)定，活動強度逐漸變弱，形成了坳陷盆地［29］。同時由于氣候干旱、湖泊面積?。?0］，柳樹溝河形成的三角洲大面積向湖盆中央進積，在凹陷中央形成了中—強振幅、面積達2 300 km2的三角洲沉積體系（圖6c），此時三角洲西緣位于SW1井附近，東緣可達莫索灣，三角洲前緣砂體整體在凹陷南部地區(qū)尖滅。基于地震層位拉平解釋技術，選取穩(wěn)定沉積的百口泉組頂界作為拉平參考層位，能夠更為直觀和精確地呈現出凹陷中央三角洲沉積獨特的地震反射特征，在橫切物源方向的地震剖面上呈現透鏡狀雜亂反射，同時地震同相軸向兩側上超（圖6d），沿水系方向發(fā)育典型的前積反射特征。三疊紀晚期，隨著湖侵和湖水面積的擴大，百口泉組頂部沉積了一套20～50 m的湖相泥巖，這套泥巖為三角洲沉積體系大面積成藏提供了穩(wěn)定的蓋層。

侏羅系八道灣組一段沉積晚期，地震屬性揭示柳樹溝河沿ZJ1—ST1井方向延伸，河道寬度為5～17 km，延伸長度可達70 km，最終在石河子地區(qū)入湖形成面積達1 000 km2的三角洲沉積（圖7a）。以侏羅系八道灣組頂界作為拉平參考層位，顯示侏羅系整體穩(wěn)定展布，同時沉積現象細節(jié)特征清晰，主要表現為該期河道底部的下切特征和地震同相軸錯段明顯，反映河道不斷遷移及發(fā)育多期河道的特征（圖7b）；在三角洲相分布區(qū)，地震波主要表現為復波反射特征，同時地震同相軸向兩側尖滅，反映了三角洲沉積的特征（圖7c）。侏羅系八道灣組三段沉積晚期，地震屬性揭示柳樹溝河道沿XG2—ZJ3—ST1井展布，河道整體呈S形，河道寬度為7～22 km，延伸長度可達155 km，在石河子地區(qū)入湖形成面積達2 000 km2的三角洲沉積（圖8a—8d）。該時期河道上游為限制型河道沉積特征，沿侏羅系頂界拉平，河道的弱波谷或復波反射特征明顯（圖8b，8c）。基于地震沉積學地層切片［31］研究，該限制型河道內發(fā)育大量游蕩性的曲流河沉積，在河道發(fā)育早期（圖8e），河道寬度為75～120 m，河道半波長可以達到4.3 km，彎曲系數最大可達2.8，在凹岸處形成了大量的點砂壩沉積，點砂壩面積最大可達8 km2；河道發(fā)育中期繼承了早期的演化特征，但河道變寬，最寬達500 m，同時河道遷移更加頻繁，限制型河道的中東部發(fā)育大量殘余點砂壩沉積（圖8f），反映了河道頻繁遷移的特點；在限制型河道發(fā)育晚期，河道半波長明顯變大，最大可達6 km，彎曲系數最大可達3.5，表明晚期河谷在被早期河流填平后地形更加平坦，河道遷移和游蕩更加頻繁，同時河道截彎取直現象更加發(fā)育（圖8g）。

圖7 準噶爾盆地沙灣凹陷侏羅系八道灣組一段頂部地震切片及地震剖面Fig.7 Seismic slices and section of the top of the first member of Jurassic Badaowan Formation in Shawan Sag，Junggar Basin

圖8 準噶爾盆地沙灣凹陷侏羅系八道灣組三段頂部河道地震屬性、地震剖面及地層切片Fig.8 Seismic attributes，sections and slices of channel at the top of the third member of Jurassic Badaowan Formation in Shawan Sag，Junggar Basin

（3）重礦物證據

基于20 余口探井近100 多個二疊系—侏羅系砂巖儲層的重礦物數據統計結果，沙灣凹陷的重礦物組合可以分為截然不同的2 種類型（圖9a）。第一類為車排子凸起周緣的重礦物組合，主要為黃鐵礦-鈦鐵礦-石榴石組合（圖9b），其中黃鐵礦石含量變化幅值大，質量分數為30%～65%，鈦鐵礦質量分數為5%～35%，石榴石質量分數約為20%；第二類為中拐凸起和凹陷北部的重礦物組合（圖9c），與第一類重礦物存在較大的差異，主要為鈦鐵礦-鋯石-電氣石組合，其中鈦鐵礦含量最高，質量分數為30%～45%，鋯石質量分數約為20%，電氣石質量分數為10%～30%。第一類重礦物組合在車排子凸起北部突變?yōu)榈诙愔氐V物組合，根據重礦物和地震資料綜合分析，第一類重礦物組合主要反映了車排子凸起短軸物源的沉積特征。車排子凸起北部和中拐凸起周緣分布的第二類重礦物組合特征完全不同于車排子凸起，因此沙灣凹陷可能受到其他物源的影響。綜合分析認為，第二類重礦物組合反映了柳樹溝河長軸物源的沉積特征。通過對重礦物組合特征分析，明確了沙灣凹陷二疊系—侏羅系繼承性發(fā)育來自車排子凸起和中拐凸起2 支主要物源，并繪制了重礦物成熟度（ZTR）曲線（圖9a）。沙灣凹陷碎屑重礦物的ZTR 指數普遍較高，平均達0.75，ZTR 值沿車排子凸起及中拐凸起向斜坡區(qū)方向逐漸變大，且在車排子凸起方向延伸距離更遠、規(guī)模更大，進一步證實了沙灣凹陷存在兩大物源，但主物源應來自車排子凸起方向。

圖9 準噶爾盆地沙灣凹陷重礦分區(qū)圖及系列圖（附ZTR 曲線）Fig.9 Heavy ore zoning map and series diagram of Shawan Sag，Junggar Basin（with ZTR curve）

3 沉積演化特征

基于巖心相、測井相及地震相等相標志綜合研究，認為沙灣凹陷柳樹溝河水系在二疊紀—侏羅紀主要發(fā)育河流相和三角洲相2 種沉積相類型。依據地震多屬性分析恢復了沙灣凹陷重點時期沉積相展布，柳樹溝河水系在沙灣凹陷中央繼承性發(fā)育并形成的大規(guī)模河流—三角洲體系，是沙灣中央凹陷勘探的最重要對象。

3.1 主要沉積相類型

（1）河流相

河流相主要發(fā)育在沙灣凹陷西北部侏羅系，巖性主要為含礫砂巖、細砂巖與粗砂巖互層（圖10），通常發(fā)育交錯層理，顆粒整體上呈現下粗上細的正旋回特征，河道底面一般具有明顯的沖刷面，沖刷面上發(fā)育灰色滯留礫巖，礫巖分選性差。值得注意的是，該區(qū)普遍發(fā)育限制型河道沉積（參見圖7、圖8），地層切片揭示河谷內部以曲流河沉積為主，河道二元結構明顯，整體以“泥包砂”為特征，粒度累積概率曲線以兩段式為主，這些彎曲水道發(fā)育大量側積形成的點砂壩沉積，單個面積可達2～3 km2，為典型的曲流河沉積特征（圖10）。

（2）三角洲相

柳樹溝河三角洲相可進一步劃分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲3個亞相，主要發(fā)育在二疊系和三疊系。其中，三角洲平原亞相以分流河道為骨架，河道巖性主要為砂礫巖、含礫細砂巖、細砂巖，泥質含量高，物性普遍較差，雜基含量高，泥質以伊蒙混層為主，膠結物主要為方解石、片沸石和石膏等。三角洲前緣亞相可進一步劃分為水下分流河道、河道間、河口壩、遠砂壩、席狀砂等5 種微相，巖性主要為含礫細砂巖、細砂巖及泥質粉砂巖；該亞相一般為多期河道疊加，沿水流方向砂體呈條帶狀，連續(xù)性好，垂直水流方向，砂體呈透鏡狀，連續(xù)性差，單砂層厚度為3～5 m，最厚達25 m；測井相主要為鐘形、中—低幅漏斗形或指形（圖10），分別反映了三角洲前緣水下分流河道、河口壩和席狀砂沉積。此外，通過等時地層切片可以揭示三角洲前緣亞相各類型砂體的空間展布特征，如在上烏爾禾組中上部，可以明顯看出樹枝狀水下分流河道分布，河道末端呈鳥足狀展布的朵體，三角洲形態(tài)極為清晰（圖10）。前三角洲巖性為灰色、深灰色、灰黑色粉砂質泥巖和泥巖等，夾粉砂巖及薄層泥質粉砂巖，與半深湖、深湖亞相難以區(qū)分。

3.2 沉積演化過程

柳樹溝河水系從二疊紀到侏羅紀一直繼承性發(fā)育（圖11），以河流和三角洲沉積為主，但由于各個時期構造活動、氣候環(huán)境、可容納空間不同，其沉積相展布特征也不盡相同。在二疊系佳木禾組、風城組和上烏爾禾組沉積時期，柳樹溝河水系主要為河流—三角洲沉積，三角洲相面積最大可達1 500 km2（圖11a—11c）。百口泉組沉積時期，由于氣候干旱，準噶爾盆地湖泊開始萎縮，三角洲相大面積向湖泊中央進積，在沙灣凹陷形成了面積達2 300 km2的大型三角洲（圖11d），隨后由于氣候逐漸變暖，在克拉瑪依組和白堿灘組沉積期發(fā)生大規(guī)模湖侵，三角洲退縮到凹陷西北部。從侏羅紀開始，沙灣凹陷經過填平補齊，逐漸演變?yōu)闇\水湖盆，同時由于湖平面震蕩，柳樹溝水系形成的河流及其三角洲沉積在盆地內部遷移也非常頻繁，尤其是在八道灣組一段頂部和三段頂部可見明顯的遷移特征（圖11e，11f），進而形成了大規(guī)模的河流—三角洲沉積。中—晚白堊世以后，沙灣凹陷被完全填平補齊，同時湖泊面積進一步擴大，柳樹溝河水系的展布格局發(fā)生重大變化，主要遷移到車排子構造帶以西地區(qū)。

圖11 準噶爾盆地沙灣凹陷重點時期沉積相Fig.11 Sedimentary facies during key periods in Shawan Sag，Junggar Basin

4 成藏條件

沙灣凹陷整體勘探程度低，尤其是凹陷中央大面積的勘探空白區(qū)面積超過5 000 km2。柳樹溝河水系在沙灣凹陷中央形成了大型河流—三角洲沉積體系，為凹陷中心部位、斜坡低部位提供了良好的儲層條件。柳樹溝河沉積體系是沙灣凹陷下凹勘探最重要的對象，具有4 個方面的有利成藏條件：①沙灣凹陷發(fā)育二疊系佳木河組、風城組和下烏爾禾組3 套烴源巖，這些烴源巖均達到了成熟—高成熟階段［32］，比瑪湖凹陷發(fā)育的3 套二疊系烴源巖厚度更大、埋藏更深、演化程度更高，為沙灣凹陷規(guī)模成藏提供了物質基礎。②沙灣凹陷經歷了海西、印支、燕山和喜山4 期構造運動，多期構造運動產生的多期不整合面和斷裂體系構成了油氣運移的高效通道［33］，其中海西期大型逆沖斷裂主要溝通二疊系烴源巖，是油氣在二疊系、三疊系運移的主要通道，決定了二疊系、三疊系油氣藏的分布；印支期主要發(fā)育走滑斷裂體系，與深層斷裂“搭接”，是深層油氣向三疊系、侏羅系和白堊系運移調整的主要通道；燕山—喜山期發(fā)育一系列近東西向正斷裂，油氣沿白堊系不整合面及底礫巖向高部位側向運移，在正斷裂發(fā)育的區(qū)域垂向運移，為白堊系之上油氣成藏提供了運移通道。多期不整合面和多期斷裂為沙灣凹陷多層系立體成藏提供了有利的油氣輸導條件。③柳樹溝河水系從二疊紀到侏羅紀繼承性發(fā)育，在凹陷中央發(fā)育多種類型的沉積砂體，形成了規(guī)模性儲集層，百口泉組和八道灣組沉積時期形成的三角洲面積最大可達2 300 km2；侏羅系發(fā)育曲流河點砂壩，二疊系、三疊系發(fā)育三角洲前緣水下分流河道、河口壩和席狀砂等砂體，這些砂體疊置連片，分布面積廣，為沙灣凹陷大面積成藏提供了有利的儲層條件。④沙灣凹陷發(fā)育多套區(qū)域性蓋層，其中上烏爾禾組和百口泉組沉積晚期發(fā)育盆地最重要的2 套區(qū)域性泥巖蓋層［34］，為該區(qū)地層-巖性圈閉規(guī)模成藏提供了有效的遮擋條件。

總之，沙灣凹陷油氣源充足，斷裂發(fā)育，縱向上存在多套儲-蓋組合，圈-源時空配置關系良好（圖12），其斜坡區(qū)是尋找規(guī)模油氣藏的理想區(qū)域。

圖12 準噶爾盆地沙灣凹陷成藏模式Fig.12 Hydrocarbon accumulation model of Shawan Sag，Junggar Basin

5 結論

（1）新發(fā)現的發(fā)育自扎伊爾山山間的柳樹溝河是沙灣凹陷重要的物源搬運通道，自二疊紀開始持續(xù)穩(wěn)定為凹陷輸送沉積物，該物源體系的發(fā)現打破了準噶爾盆地西北緣僅發(fā)育近源扇三角洲的傳統認識，證實了沙灣凹陷發(fā)育河流—三角洲規(guī)模儲層，極大地拓展了沙灣凹陷油氣勘探新領域。

（2）柳樹溝河水系自二疊紀到侏羅紀繼承性發(fā)育，主要發(fā)育河流相和三角洲相，形成了曲流河點砂壩、三角洲前緣水下分流河道、河口壩和席狀砂等規(guī)模儲集體。早二疊世—晚二疊世沙灣凹陷以湖侵為主，三角洲規(guī)模逐漸縮??；早三疊世以干旱沉積環(huán)境為主，湖盆開始萎縮，三角洲大面積向湖泊中央進積，在沙灣凹陷形成了廣泛分布的大型三角洲沉積；中—晚三疊世發(fā)生大規(guī)模湖侵，克拉瑪依組和白堿灘組三角洲退縮到凹陷西北部；從早侏羅世開始，沙灣凹陷經填平補齊演變?yōu)闇\水湖盆，湖平面震蕩使河流及其三角洲沉積在盆地內部頻繁遷移，縱向上形成砂泥疊置發(fā)育的儲集體模式。

（3）沙灣凹陷發(fā)育二疊系佳木河組、風城組和下烏爾禾組3 套規(guī)模烴源巖，為凹陷規(guī)模氣藏的形成提供了物質基礎；多期構造運動形成的不整合面和斷裂體系構成了油氣運移的通道，為油氣運移、調整提供良好的輸導條件；沙灣凹陷下凹是尋找規(guī)模油氣儲層的新領域。