郭春濤 史江濤 劉亮 荊雪婷 劉楊晉

摘要：沉積環(huán)境對(duì)巖溶型儲(chǔ)層的發(fā)育起著基礎(chǔ)性作用，影響著巖溶體的規(guī)模和強(qiáng)度，加強(qiáng)沉積環(huán)境研究有助于優(yōu)質(zhì)巖溶儲(chǔ)層的勘探與預(yù)測(cè)。為深入認(rèn)識(shí)塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)沉積特征，在野外調(diào)查基礎(chǔ)上，結(jié)合巖石顏色、類型、組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、古生物、地球化學(xué)特征等巖石學(xué)和巖相學(xué)標(biāo)志，利用巖心、測(cè)錄井、地震和區(qū)域宏觀沉積資料，對(duì)中下奧陶統(tǒng)沉積環(huán)境進(jìn)行了精細(xì)識(shí)別和劃分。結(jié)果顯示，研究區(qū)巖石類型主要為顆粒灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生物灰?guī)r和過(guò)渡巖類；共發(fā)育5種沉積環(huán)境，蓬萊壩組以局限—半局限臺(tái)地為主，鷹山組以半局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地為主，一間房組以開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、淹沒(méi)臺(tái)地為主；共發(fā)育11種地震相，與各類沉積相帶具有較明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？偟膩?lái)說(shuō)，研究區(qū)以臺(tái)地相為主，時(shí)空演化差異明顯?？v向上，自蓬萊壩組至一間房組沉積水體逐漸加深，沉積環(huán)境由局限逐漸變?yōu)殚_(kāi)闊；橫向上，研究區(qū)主體以開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣為主，向東、向南至研究區(qū)外部逐漸過(guò)渡為斜坡、盆地相。綜合前人資料，建立了研究區(qū)自下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組局限臺(tái)地→半局限臺(tái)地→中下奧陶統(tǒng)鷹山組開(kāi)闊臺(tái)地→中奧陶統(tǒng)一間房組臺(tái)地邊緣→一間房組晚期、吐木休克組淹沒(méi)臺(tái)地的演化模式。

關(guān)鍵詞：塔河地區(qū)；中下奧陶統(tǒng)；沉積環(huán)境；地震相；演化模式

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220206 中圖分類號(hào)：TE122.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：2022-07-12

作者簡(jiǎn)介：郭春濤（1981—），男，副教授，博士，主要從事沉積學(xué)方面的研究，E-mail：xinylx521@163.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41802171）；山西省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目（2021L590）；山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃（202203021211287）

Supported by the National Natural Science Foundation of China （41802171）， the Science and Technology Innovation Project of Colleges and Universities in Shanxi Province （2021L590） and the Fundamental Research Program of Shanxi Province （202203021211287）

Sedimentary Characteristics and Evolution Model of Middle

and Lower Ordovician in Tahe Area， Tarim BasinGuo Chuntao^{1， 2}， Shi Jiangtao^{1， 2}， Liu Liang^{1， 2}， Jing Xueting^{1， 2}， Liu Yangjin³

1. The Cultivation Base of Shanxi Key Laboratory of Mining Area Ecological Restoration and Solid Wastes Utilization， Shanxi

Institute??? of Technology， Yangquan 045000， Shanxi， China

2. Department of Earth Sciences and Engineering， Shanxi Institute of Technology， Yangquan 045000， Shanxi， China

3. Shanxi Guochen Construction Engineering Survey and Design Co.， Ltd.， Yangquan 045000， Shanxi， China

Abstract： The environment plays a fundamental role in the development of karst reservoirs and affects the scale and strength of karst bodies. Strengthening the study of sedimentary environments can be beneficial to the exploration and prediction of high-quality karst reservoirs. In order to deeply understand the sedimentary characteristics of the Middle and Lower Ordovician in Tahe area， the sedimentary environment is finely identified and divided by using core， logging， seismic and regional macro-sedimentary data on the basis of field survey. At the same time， the petrological and petrographic indicators， such as rock color， type and combination， structure， paleontology， geochemical characteristics， and so on， are also used to identify sedimentary environments. The results show that the rock types in the study area are mainly granular limestone， micritic limestone， biological limestone and transitional rocks. There are five types of sedimentary environments developed in total. The Penglaiba Formation is dominated by restricted and semi-restricted platform， and the Yingshan Formation is dominated by semi-restricted platform and open platform， while the Yijianfang Formation is dominated by open platform， platform margin and submerged platform. A total of 11 seismic facies are developed， which have an obvious corresponding relationship with various sedimentary facies. In general， the study area is dominated by platform facies， with obvious differences in space-time evolution. Vertically， the sea waterbody gradually deepens from the Penglaiba Formation to the Yijianfang Formation， and the sedimentary environment gradually changes from restricted to open platform. Laterally， the main body of the study area is dominated by open platform and platform margin， and gradually transits to slope and basin facies from east and south to the outside of the study area. Based on previous data， the evolution model of the study area is established. This model shows that the sedimentary environment has evolved gradually from restricted platform of the Lower Ordovician Penglaiba Formation →semi-restricted platform → open platform of the Middle and Lower Ordovician Yingshan Formation → platform margin of the Middle Ordovician Yijianfang Formation → submerged platform of the late Yijianfang Formation and the Tumuxiuke Formation.

Key words： Tahe area; Middle and Lower Ordovician; sedimentary environment; seismic facies; evolution model

0 引言

巖溶型碳酸鹽巖儲(chǔ)層廣泛分布于我國(guó)四川盆地、渤海灣盆地、塔里木盆地、鄂爾多斯盆地等^[1-3]。因其儲(chǔ)量大、產(chǎn)量高等特點(diǎn)，一直是海相油氣勘探的重點(diǎn)，并相繼在多個(gè)盆地取得突破^[3-4]。塔河油田碳酸鹽巖油氣藏最具代表性，已累計(jì)產(chǎn)原油突破1×10⁸t，是我國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)量最大、原油產(chǎn)量最高的古生界海相碳酸鹽巖油田。近年來(lái)，塔北地區(qū)巖溶型碳酸鹽巖儲(chǔ)層勘探不斷取得新進(jìn)展^[4-6]，證實(shí)其仍有較大的資源潛力。然而，由于沉積環(huán)境的差異性、成巖流體的多期性、構(gòu)造演化的復(fù)雜性、巖石物性的非均質(zhì)性、巖溶作用的疊加性等，導(dǎo)致儲(chǔ)層類型多樣、成因機(jī)制復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)等，進(jìn)而造成優(yōu)質(zhì)巖溶型儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)困難^[2-4]。

前人對(duì)巖溶型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的形成機(jī)理、控制因素進(jìn)行了多方面研究^[6-13]，總的來(lái)講，巖溶型儲(chǔ)層的形成受控于沉積環(huán)境、斷裂體系、古地理古地貌、白云巖化、熱液作用、海平面變化、成巖作用等多方面^[14-19]。而對(duì)塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)，前人尤其強(qiáng)調(diào)沉積環(huán)境的基礎(chǔ)性作用，沉積相帶、巖石類型控制著同生巖溶、表生巖溶的發(fā)育規(guī)模和強(qiáng)度^{[7-8， 10， 14， 17]}。此外，近幾年塔河地區(qū)內(nèi)幕型儲(chǔ)層勘探取得新進(jìn)展，內(nèi)幕型儲(chǔ)層的發(fā)育往往與沉積環(huán)境、巖石類型、沉積間斷等密切相關(guān)^[20-21]。因此，研究塔河地區(qū)奧陶系沉積環(huán)境及演化，能顯著有利于碳酸鹽巖儲(chǔ)層的勘探與預(yù)測(cè)。

為此，本文在前人工作基礎(chǔ)上，基于巖心、薄片、鉆井、錄井、地震等資料，對(duì)塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，分析其巖石學(xué)特征、沉積標(biāo)志、地震特征等，重點(diǎn)對(duì)沉積環(huán)境和縱橫向展布與演化進(jìn)行研究，明確其時(shí)空分布規(guī)律，建立中下奧陶統(tǒng)沉積演化模式，再現(xiàn)早中奧陶世塔北地區(qū)縱橫向的沉積充填序列及演化，為進(jìn)一步油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

塔河地區(qū)位于塔里木盆地塔北隆起南緣，北接雅克拉斷凸，西臨哈拉哈塘凹陷，南部與順托果勒低凸起相望，東邊是草湖凹陷，構(gòu)造上大部分屬于阿克庫(kù)勒凸起（圖1a、b、c）。阿克庫(kù)勒凸起形成于加里東中期，整體上為呈現(xiàn)北東向南西傾伏的鼻狀凸起^[11]，面積約6 600 km²。

塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)主要發(fā)育蓬萊壩組、鷹山組、一間房組（圖1d）。蓬萊壩組巖性主要為顆粒灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖及白云巖，還含有少量的白云質(zhì)灰?guī)r、藻白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖等^[22-24]（圖1d），大多井沒(méi)有鉆遇（穿）該層。鷹山組巖性以顆?；?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主^[24-26]，還含有少量的白云巖、灰質(zhì)白云巖，下部含云質(zhì)，鉆井大多僅揭露100多m。一間房組巖性主要為顆?；?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r等^{[24， 27-29]}（圖1d），平均厚度約105 m。

研究區(qū)上奧陶統(tǒng)自下而上依次為吐木休克組、良里塔格組、桑塔木組（圖1d）。吐木休克組以棕灰色泥晶灰?guī)r、紫紅色瘤狀灰?guī)r為主，總厚度小于50 m。良里塔格組下部主要為泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，夾少量生屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r，上部主要發(fā)育亮晶顆粒灰?guī)r、生物礁灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、藻灰?guī)r^{[24， 30]}，由于遭到不同程度的剝蝕，最大厚度約110 m。桑塔木組主要以泥巖、鈣質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主，厚度0～650 m。

前奧陶紀(jì)，塔里木盆地處于南北向拉張狀態(tài)，塔北地區(qū)發(fā)育一系列正斷層，是塔西臺(tái)地的一部分^[31-32]，表現(xiàn)為一個(gè)向南傾斜的寬緩的大型斜坡。晚寒武世—早奧陶世，盆地構(gòu)造性質(zhì)由拉張轉(zhuǎn)向擠壓^[32-33]，發(fā)育少量逆斷層，阿克庫(kù)勒凸起仍然不明顯。中奧陶世之后，盆地南側(cè)發(fā)生碰撞造山，盆地內(nèi)被大面積抬升，盆內(nèi)隆坳格局初現(xiàn)，塔北隆起開(kāi)始形成雛形，部分正斷層反轉(zhuǎn)逆沖^{[30， 34]}。晚奧陶世盆地格局繼續(xù)分異，塔北地區(qū)小幅抬升，整體表現(xiàn)為水下隆起，阿克庫(kù)勒凸起則表現(xiàn)為水下鼻凸。晚奧陶世末—志留紀(jì)，受南天山洋俯沖影響，盆地整體開(kāi)始抬升，沉積環(huán)境由海相逐漸變?yōu)楹ｊ懡换ハ?sup>[32]，阿克庫(kù)勒凸起北部大幅抬升達(dá)數(shù)百米^{[32， 34]}，由北東向南西傾伏的鼻凸初具規(guī)模。中晚志留世—泥盆紀(jì)，盆地受南北向擠壓，廣泛發(fā)育大型角度不整合，導(dǎo)致上覆地層與下伏不同層位接觸^[32]，同時(shí)奧陶系碳酸鹽巖發(fā)生強(qiáng)烈溶蝕^[6-11]。

2 巖石學(xué)特征

巖相特征是識(shí)別沉積相最直接和最有效的標(biāo)志之一，也是最容易觀察和獲取的沉積環(huán)境參數(shù)。通過(guò)30多口井詳細(xì)觀察和描述，認(rèn)為研究區(qū)巖石類型主要為顆?；?guī)r、泥晶灰?guī)r、生物灰?guī)r、過(guò)渡巖類^{[24-28， 34-35]}（圖2），還有少量的白云巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)（化）灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、巖溶角礫巖等^{[24-28， 34]}，在溶洞、裂縫等空間發(fā)育少量的泥巖、細(xì)碎屑巖及黃鐵礦。

塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)顆粒灰?guī)r最為發(fā)育，包括亮晶顆粒灰?guī)r（圖2a）和泥晶顆?；?guī)r（圖2b），顆粒主要是內(nèi)碎屑（礫屑、砂屑、粉屑等），其次是生物碎屑（棘屑、腕足屑、介屑、藻屑等），另有部分藻粒、鮞粒、球粒等（圖2c），顆粒灰?guī)r占比為43.2%。顆粒分選和磨圓較好，粒間多為方解石充填，局部混有少量陸源粉砂或泥質(zhì)。顆?；?guī)r反映出高能的沉積水動(dòng)力條件，常見(jiàn)于鷹山組上部和一間房組。

研究區(qū)泥晶灰?guī)r也非常發(fā)育，包括顆粒泥晶灰?guī)r（圖2d）、泥晶灰?guī)r等（圖2e），占比為39.6%。顆粒主要為生物碎屑、球粒、礫屑、砂屑、粉屑等，所含生物碎屑個(gè)體相對(duì)完整。顆粒直徑一般小于0.3 mm，由泥晶基質(zhì)支撐，部分泥晶后期發(fā)生重結(jié)晶（圖2d、e）。泥晶灰?guī)r形成于水體能量較低環(huán)境，常見(jiàn)于蓬萊壩組、鷹山組下部。

生物灰?guī)r主要包括藻灰?guī)r、生屑灰?guī)r等（圖2f、g），以藻灰?guī)r最為普遍，薄層至厚層狀，生物體積分?jǐn)?shù)一般在70%以上。生物種類繁多，常見(jiàn)的有腕足類、頭足類、棘皮類、苔蘚蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、腹足類、藻類等。生物灰?guī)r常形成于生物丘、生屑灘、礁等環(huán)境，常見(jiàn)于一間房組、鷹山組上部。

過(guò)渡巖類主要為白云巖與灰?guī)r之間的過(guò)渡類型（圖2h）。過(guò)渡巖類晶體大多以他形、半自形為主，幾乎不含生物，偶見(jiàn)介形蟲(chóng)屑，可見(jiàn)霧心亮邊、重結(jié)晶等特征（圖2i）。過(guò)渡巖類主要是灰?guī)r白云化不徹底形成的，大多分布于裂縫、斷層、縫合線等附近。常見(jiàn)于研究區(qū)下部的蓬萊壩組和鷹山組下段。

3 沉積相類型及特征

前人已對(duì)塔里木盆地和塔北地區(qū)的沉積體系進(jìn)行了較多研究^{[22-25， 27-36]}。在此基礎(chǔ)上，本文基于30多口探井、100多口開(kāi)發(fā)井的錄井、巖心、普通薄片、鑄體薄片等資料，依據(jù)巖石顏色、類型及組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、古生物、地化特征等標(biāo)志，結(jié)合地震、測(cè)井及區(qū)域宏觀沉積格局，對(duì)中下奧陶統(tǒng)沉積相進(jìn)行精細(xì)識(shí)別和劃分，共識(shí)別出局限—半局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、淹沒(méi)臺(tái)地、斜坡等5種沉積環(huán)境^{[22， 24-25， 34-39]}。結(jié)果顯示，研究區(qū)主體區(qū)域蓬萊壩組以局限—半局限臺(tái)地為主，鷹山組以半局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地為主，一間房組以開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、淹沒(méi)臺(tái)地為主^{[22， 24-25， 34-39]}，在研究區(qū)邊部及周邊可能發(fā)育斜坡環(huán)境。

3.1 局限—半局限臺(tái)地

局限—半局限臺(tái)地水體較淺，能量不高，鹽度較高，生物種類單調(diào)、稀少，主要以低能沉積為主^[34]，局部可能出現(xiàn)高能環(huán)境^{[22-23， 34]}。可進(jìn)一步分為臺(tái)內(nèi)灘、灘間海等亞相（表1、圖3）。

局限—半局限臺(tái)地主要發(fā)育于蓬萊壩組和鷹山組下部。該時(shí)期研究區(qū)海平面總體較低，局部間歇性暴露，巖性主要為白云巖、灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r等，局部發(fā)育顆?；?guī)r，沉積環(huán)境以低位域局限—半局限臺(tái)地為主^{[22-23， 34]}（圖1d）。巖石常發(fā)育泥晶、粉晶結(jié)構(gòu)，自形程度差，發(fā)育鳥(niǎo)眼構(gòu)造（圖3a、b），沉積構(gòu)造上，可見(jiàn)水平層理，生物稀少，偶見(jiàn)生物潛穴。

3.2 開(kāi)闊臺(tái)地

開(kāi)闊臺(tái)地水體深度較小且能量較強(qiáng)，沉積物類型多樣（表1），生物分異度和數(shù)量較為豐富。巖性以高能沉積為主（表1，圖3c、d），含多種破碎的生物化石?？蛇M(jìn)一步分為臺(tái)內(nèi)灘、灘間海等亞相（表1）。

開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境主要發(fā)育于鷹山組上部、一間房組^{[25， 27-29， 34]}。其中，臺(tái)內(nèi)灘位置較高，水體能量較強(qiáng)，巖性以藻灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、生屑灰?guī)r、亮晶顆?；?guī)r為主，常發(fā)育正韻律，顆粒分選磨圓均中等到好。塔北地區(qū)臺(tái)內(nèi)灘亞相一般呈點(diǎn)狀、片狀分布。灘間海環(huán)境位置較低，水體能量較弱，巖性以泥晶灰?guī)r、含顆粒泥晶灰?guī)r、藻灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r為主，常呈中厚層狀產(chǎn)出，發(fā)育水平層理、斜層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造等，鏡下常具泥晶、粉晶結(jié)構(gòu)（圖2d，e）。

3.3 臺(tái)地邊緣

臺(tái)地邊緣波浪作用強(qiáng)烈，水體能量高，常形成純凈的碳酸鹽巖砂堆積，分選較好，顆粒類型豐富。生物破碎，種類多樣?？蛇M(jìn)一步分為臺(tái)緣灘、臺(tái)緣海兩個(gè)亞相（表1）。

研究區(qū)臺(tái)地邊緣主要發(fā)育于一間房組^{[27-29， 34]}（圖1d）。其中，臺(tái)緣灘亞相沉積物較純凈，以顆?；?guī)r為主，如亮晶砂屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、藻灰?guī)r、生屑灰?guī)r等，見(jiàn)塊狀構(gòu)造，顆粒分選較好，磨圓度好，整體上反映出高能的水動(dòng)力條件，如AD16、S116井（圖3f、g）。臺(tái)緣海亞相水體較深，水體能量較低，主要巖石類型為泥晶灰?guī)r、含砂屑泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等（圖3e）。

3.4 淹沒(méi)臺(tái)地

淹沒(méi)臺(tái)地水動(dòng)力條件較弱，沉積物類型與開(kāi)闊臺(tái)地相似，但細(xì)粒含量更高。生物相對(duì)完好，種類多樣（表1）。

研究區(qū)淹沒(méi)臺(tái)地主要發(fā)育于一間房組上部、吐木休克組^{[33， 36-37]}（圖1d）。巖性主要為代表低能環(huán)境的泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖、泥巖，部分層段發(fā)育風(fēng)暴沉積（圖3h），部分含海綠石（圖3i），發(fā)育正韻律、水平層理、斜層理，總體上反映出水進(jìn)的沉積序列。

3.5 斜坡

斜坡相介于最大浪基面和氧化界面之間。水動(dòng)力條件很弱，主要沉積泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥巖，沉積構(gòu)造以低能環(huán)境下的水平層理、塊狀層理為主，可見(jiàn)的沉積構(gòu)造有粒序?qū)印⑺郊y層、波狀紋層等（表1）。塔北地區(qū)斜坡相主要發(fā)育于一間房組上部、吐木休克組，平面呈窄的條帶狀，沿草2井—滿參1井—若羌一帶呈向西凸出的窄條狀馬蹄形分布^{[24，28， 33-34， 36-37]}，在研究區(qū)分布較少，主要依據(jù)地震資料而確定其展布。

4 地震相特征

不同沉積環(huán)境形成的地層具有不同的巖性、孔隙結(jié)構(gòu)、縱橫向組合，在地震剖面上的外形、振幅、頻率和連續(xù)性不同，因此可根據(jù)地震反射特征間接識(shí)別沉積相帶。地震相主要包括地震屬性和地震反射構(gòu)型兩個(gè)方面。研究區(qū)地震屬性主要用振幅和連續(xù)性表征，而地震反射構(gòu)型主要包括席狀、平行—亞平行、丘狀、雜亂、前積、上超、透鏡狀反射等^{[22-23， 25， 28， 36-37]}。

總體而言，研究區(qū)地震屬性以中振幅為主，中—弱、弱振幅也分布較多，說(shuō)明巖性相對(duì)均一。地震連續(xù)性以中—弱連續(xù)為主，弱、雜亂為輔，說(shuō)明研究區(qū)以較淺的水體為主，如臺(tái)內(nèi)灘、臺(tái)緣灘等，巖性橫向變化快^{[23， 25， 36-37]}。而研究區(qū)地震反射構(gòu)型以席狀、平行—亞平行、丘狀、雜亂、前積、上超、透鏡狀反射為主；席狀、平行—亞平行反射表明穩(wěn)定、較低能的水體環(huán)境；丘狀、雜亂反射表明巖性復(fù)雜，指示高能的水動(dòng)力條件；前積反射表明沉積物可容納空間逐漸增大，地層向陸地一側(cè)進(jìn)積；上超反射表明海平面迅速上升，沉積向陸地進(jìn)積^{[22-23， 25， 36-37]}。

通過(guò)地震相的縱橫向追蹤對(duì)比，建立了研究區(qū)沉積相帶的地震響應(yīng)模式（表2），中下奧陶統(tǒng)共可劃分出11個(gè)典型的地震相，與沉積相帶具有較明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

1）局限—半局限臺(tái)地。局限—半局限臺(tái)地相的地震響應(yīng)主要有3種。席狀、平行—亞平行反射、中—強(qiáng)振幅、中—高連續(xù)地震相（圖4a）反映了灘間海亞相。亞平行反射、中—弱振幅、中—低連續(xù)地震相（圖4b）和波狀—雜亂反射、中—弱振幅、低連續(xù)地震相（圖4c）反映了臺(tái)內(nèi)灘亞相，前者在研究區(qū)大面積分布，后者僅分布在研究區(qū)東部、南部的邊緣。

2）開(kāi)闊臺(tái)地。開(kāi)闊臺(tái)地相的地震響應(yīng)主要有3種。席狀、平行—亞平行反射、中—弱振幅、中等連續(xù)地震相（圖4d）反映了灘間海亞相。亞平行反射、中—弱振幅、中—低連續(xù)地震相（圖4e）和波狀—雜亂反射、弱振幅、低連續(xù)地震相（圖4f）反映了臺(tái)內(nèi)灘亞相，前者在研究區(qū)大面積分布，后者則預(yù)示著局部的礁灘體。

3）臺(tái)地邊緣。臺(tái)地邊緣相的地震響應(yīng)主要有3種。席狀、平行—亞平行反射、中—弱振幅、低連續(xù)地震相（圖4g）反映了臺(tái)緣海亞相。丘狀—雜亂反射、中—弱振幅、中—低連續(xù)地震相（圖4h）和前積反射、中—弱振幅、低連續(xù)地震相（圖4i）反映了臺(tái)緣灘亞相，前者在研究區(qū)較多分布，后者主要分布于臺(tái)地邊緣向斜坡的過(guò)渡帶。

4）淹沒(méi)臺(tái)地。主要表現(xiàn)為席狀、平行—亞平行反射、中—強(qiáng)振幅、高連續(xù)地震相（圖4j）。

5）斜坡。斜坡相在研究區(qū)分布很少，主要表現(xiàn)為上超反射、中—強(qiáng)振幅、中—高連續(xù)地震相（圖4k、l）。

5 沉積體系時(shí)空展布特征及演化

研究顯示，塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)沉積環(huán)境以臺(tái)地相為主^{[22-25， 27-28， 33-39]}，時(shí)空展布差異明顯（圖5）：縱向上，自蓬萊壩組至一間房組沉積水體逐漸加深，沉積環(huán)境由局限逐漸變開(kāi)闊；橫向上，蓬萊壩組至一間房組早期研究區(qū)主體以開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣為主，一間房組晚期研究區(qū)主體以臺(tái)地邊緣、淹沒(méi)臺(tái)地為主，向東、向南至研究區(qū)外部逐漸過(guò)渡為斜坡-盆地相，隨著時(shí)代漸新，淺水區(qū)逐漸向西、向北遷移。

5.1 沉積體系縱向展布及演化

下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組時(shí)，沉積環(huán)境延續(xù)了寒武紀(jì)的特征^{[24， 32-33]}，巖性以泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、藻灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)云巖為主，越往下白云質(zhì)含量越高，其白云巖和過(guò)渡巖類的原巖多為泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，塔河主體區(qū)沉積環(huán)境多為局限—半局限臺(tái)地的灘間海、臺(tái)內(nèi)灘亞相（圖5a）。研究區(qū)鉆遇蓬萊壩組中上部的井較多，但都是以云質(zhì)灰?guī)r夾灰質(zhì)白云巖為特征的半局限臺(tái)地，說(shuō)明下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組自下而上沉積水體逐漸加深，環(huán)境變得開(kāi)闊。

向上至中下奧陶統(tǒng)鷹山組發(fā)生小規(guī)模海進(jìn)，地層以亮晶砂屑灰?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r夾泥晶灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，越向上白云質(zhì)含量越低，沉積環(huán)境主要為臺(tái)地相的臺(tái)內(nèi)灘、灘間海亞相（圖5b）?？傮w上，鷹山組中下部以半局限臺(tái)地環(huán)境為主，向上生物灰?guī)r逐漸增多，沉積環(huán)境逐漸變?yōu)殚_(kāi)闊臺(tái)地。

再向上至中奧陶統(tǒng)一間房組，進(jìn)一步海侵，沉積水體快速上升，地層以亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶鮞?；?guī)r、藻灰?guī)r等為主，沉積環(huán)境由鷹山組開(kāi)闊臺(tái)地逐漸演化為一間房組早期的臺(tái)地邊緣、開(kāi)闊臺(tái)地（圖5c），直至一間房組晚期的淹沒(méi)臺(tái)地（圖5d）。

自下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組至中奧陶統(tǒng)一間房組，研究區(qū)總體上經(jīng)歷了蓬萊壩組局限臺(tái)地相→半局限臺(tái)地相→中下奧陶統(tǒng)鷹山組開(kāi)闊臺(tái)地相→中奧陶統(tǒng)一間房組臺(tái)地邊緣相→一間房組晚期、吐木休克組淹沒(méi)臺(tái)地相的演化過(guò)程^{[33-34， 37]}。在這一演化中，沉積水體由淺逐漸變深，水動(dòng)力強(qiáng)度經(jīng)歷了較弱、強(qiáng)、弱的演變，構(gòu)成了一個(gè)完整的海進(jìn)序列。

5.2 沉積體系橫向展布及演化

平面特征上，下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組延續(xù)了寒武紀(jì)西臺(tái)東盆的構(gòu)造格局^[33]，塔北地區(qū)由北向南、由西向東依次發(fā)育局限臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、斜坡（圖5a）。此時(shí)，塔河主體區(qū)發(fā)育大面積的局限—半局限臺(tái)地，部分地區(qū)有較高能的臺(tái)內(nèi)灘沉積，如LN8、S99井區(qū)。臺(tái)地邊緣環(huán)境主要分布于塔河的東部、南部，沿草2、草3、TH2等井呈狹長(zhǎng)的呈近南北向的條帶。

而斜坡相主要分布于草湖凹陷中部至滿加爾凹陷邊緣，呈近南北向的向西突出的窄條狀馬蹄形分布^{[28， 33-34， 36-37]}（圖5a），再往東則是盆地相的暗色泥巖沉積。

向上至中下奧陶統(tǒng)鷹山組，隨著沉積水體逐漸加深，局限—半局限臺(tái)地向北遷移^{[33-34， 37]}，沉積體系的平面組合發(fā)生較大變化，由西北向東南依次發(fā)育開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、斜坡、盆地。受古地形、構(gòu)造等因素影響，局部地區(qū)仍然長(zhǎng)時(shí)間發(fā)育半局限臺(tái)地環(huán)境（圖5b），如臨近北側(cè)古陸地區(qū)。該時(shí)期臺(tái)地邊緣向北、向西短距離遷移，呈近南北向的窄條沿LN21、LN63、LN46、羊屋1井一帶分布，以發(fā)育高能的臺(tái)緣灘為特征。這一帶的西北側(cè)為研究區(qū)主體，發(fā)育開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境，臺(tái)內(nèi)灘廣泛發(fā)育，如LN40、LN39、S118、S115井區(qū)等。這一帶的東南側(cè)為斜坡、盆地相，主要分布于草湖凹陷中部至滿加爾凹陷邊緣，比起蓬萊壩組沉積期，分布范圍向西、向北有所擴(kuò)大。

再向上至中奧陶統(tǒng)一間房組，統(tǒng)一的塔西孤立臺(tái)地逐漸演化成塔北、塔中兩個(gè)單獨(dú)的碳酸鹽巖臺(tái)地^{[32-33， 37]}。沉積水體進(jìn)一步加深，開(kāi)闊臺(tái)地向北、向西遷移^{[33-34， 37]}（圖5c），研究區(qū)主體逐漸由開(kāi)闊臺(tái)地演變?yōu)榕_(tái)地邊緣、淹沒(méi)臺(tái)地（圖5c、d）。

一間房組早期，臺(tái)地邊緣主要分布于研究區(qū)中東部，特別是草5、LN17、LN46、JN5、羊屋1、羊屋2等井的帶狀區(qū)域，臺(tái)地邊緣的寬度明顯增加（圖5c），發(fā)育多個(gè)臺(tái)內(nèi)礁灘體，如S60、S96、S114井區(qū)等。這一帶的西北側(cè)是大面積的開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境，發(fā)育多個(gè)臺(tái)內(nèi)礁灘體，如S86、S75等。斜坡相區(qū)主要分布于研究區(qū)東部、草湖凹陷、滿加爾凹陷。

一間房組晚期，海侵規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，研究區(qū)發(fā)育淹沒(méi)臺(tái)地和臺(tái)地邊緣環(huán)境。淹沒(méi)臺(tái)地分布于研究區(qū)的主體部位，如S112、S114、YQ6等井區(qū)；臺(tái)地邊緣分布于研究區(qū)的北部、西部，如TP8、S88、AD4等井區(qū)，部分區(qū)域后期被剝蝕；開(kāi)闊臺(tái)地和局限臺(tái)地可能分布于雅克拉斷凸，大部分地層可能被剝蝕。而斜坡、盆地相的范圍比前期進(jìn)一步擴(kuò)大，不僅涵蓋了草湖凹陷、滿加爾凹陷，而且包括了研究區(qū)的東部區(qū)域，如LN59、TH2等井。

6 沉積演化模式

與塔中地區(qū)相比^[32-33]，早中奧陶世塔河地區(qū)構(gòu)造隆升并不強(qiáng)烈，這一時(shí)期以發(fā)育一套完整的向上變深的海進(jìn)序列為特征，形成了自蓬萊壩組至一間房組弱緩坡臺(tái)地→弱鑲邊臺(tái)地→淹沒(méi)臺(tái)地的演化模式^[11]。

蓬萊壩組沉積前，塔里木盆地發(fā)育大面積的局限臺(tái)地、蒸發(fā)臺(tái)地^[31]。蓬萊壩組沉積時(shí)，海水由南向北逐漸海侵，由下而上水體逐漸寬闊、能量逐漸升高、水深逐漸加大。整體上，自滿加爾凹陷向北至塔河地區(qū)，蓬萊壩組沉積環(huán)境表現(xiàn)為盆地→斜坡→臺(tái)地邊緣→局限—半局限臺(tái)地→陸地的平面組合模式^{[33-34， 37]}（圖6a）。研究區(qū)蓬萊壩組下部云灰?guī)r段代表了局限臺(tái)地環(huán)境，而上部云化減少，代表了半局限臺(tái)地環(huán)境，整體反映了海平面上升、陸地后退、臺(tái)地向北遷移的趨勢(shì)。

鷹山組沉積時(shí)，隨著滿加爾拗拉槽的進(jìn)一步發(fā)展，海盆進(jìn)一步擴(kuò)大，塔北地區(qū)海水逐漸向西、向北海侵，研究區(qū)海平面逐漸上升，水動(dòng)力增強(qiáng)，碳酸鹽巖臺(tái)地進(jìn)一步向北發(fā)展^{[24-25， 33-34， 37]}，整體上沉積相帶向北推進(jìn)了數(shù)十千米。自滿加爾凹陷向北至塔河地區(qū)，沉積環(huán)境表現(xiàn)為盆地→斜坡→臺(tái)地邊緣→開(kāi)闊臺(tái)地→局限—半局限臺(tái)地的平面組合模式^{[33-34， 37]}，研究區(qū)主要發(fā)育開(kāi)闊臺(tái)地、半局限臺(tái)地環(huán)境（圖6b）。

一間房組沉積初期，海水進(jìn)一步向北海侵，沉積體系繼續(xù)向北發(fā)展。該時(shí)期沉積相平面組合模式與鷹山組相似，只是研究區(qū)可能小幅度隆升，造成沉積水深下降，發(fā)育大面積的臺(tái)地邊緣環(huán)境（圖6c），在平面上臺(tái)地邊緣的寬度可達(dá)30～50 km。一間房組晚期，隨著周緣造山活動(dòng)加劇，盆地南北向構(gòu)造擠壓作用加強(qiáng)^[32]，海盆進(jìn)一步擴(kuò)大，造成研究區(qū)持續(xù)海侵，水體繼續(xù)加深，沉積環(huán)境由臺(tái)地邊緣變?yōu)檠蜎](méi)臺(tái)地。自滿加爾凹陷向北至塔河地區(qū)，沉積環(huán)境表現(xiàn)為盆地→斜坡→淹沒(méi)臺(tái)地的平面組合模式（圖6d）。

7 結(jié)論

1）研究區(qū)中下奧陶統(tǒng)主要發(fā)育5種沉積環(huán)境，蓬萊壩組以局限—半局限臺(tái)地環(huán)境為主，鷹山組以半局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境為主，一間房組以開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、淹沒(méi)臺(tái)地環(huán)境為主。

2）研究區(qū)中下奧陶統(tǒng)沉積環(huán)境演化時(shí)空差異明顯：縱向上，自蓬萊壩組至一間房組沉積水體逐漸加深，沉積環(huán)境由局限逐漸變開(kāi)闊；橫向上，研究區(qū)主體以開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣為主，向東、向南至研究區(qū)外部逐漸過(guò)渡為斜坡、盆地相，同時(shí)隨著時(shí)代漸新，淺水區(qū)逐漸向西、向北遷移。

3）研究區(qū)總體上經(jīng)歷了下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組局限臺(tái)地相→半局限臺(tái)地相→中下奧陶統(tǒng)鷹山組開(kāi)闊臺(tái)地相→中奧陶統(tǒng)一間房組臺(tái)地邊緣相→一間房組晚期、吐木休克組淹沒(méi)臺(tái)地相的演化過(guò)程，形成了自蓬萊壩組至一間房組弱緩坡臺(tái)地→弱鑲邊臺(tái)地→淹沒(méi)臺(tái)地的演化模式。

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