塔中地區晚奧陶世鑲邊臺地沉積演化①

屈海洲 王振宇 張正紅 張云峰 于紅楓 鄭 劍

(1．西南石油大學地球科學與技術學院 成都 610500;2．中國石油塔里木油田公司 新疆庫爾勒 841000)

0 引言

碳酸鹽巖臺地類型有陸表海臺地、緩坡、鑲邊臺地、孤立臺地四種，其中鑲邊臺地的特點是臺地邊緣有一個從臺地(或潟湖)進入斜坡(幾度～60°以上)的坡折，可分為沉積型、過路陡坡型、過路斜坡型和侵蝕型四種［1，2］。它們共同的沉積特征是臺地邊緣都為生物礁、顆粒灘的沉積，向內為淺水臺地沉積，向外為深水的斜坡(或陡崖)、盆地沉積。鑲邊臺地的臺緣及臺內礁、灘相沉積物堆積速率相對較快［3］，容易受到同生巖溶作用形成大量原生孔隙，后期的近地表巖溶、白云石化、埋藏期溶蝕等作用的疊加改造，使得礁灘相成為有利的儲集相帶［4～14］。塔中地區上奧陶統良里塔格組鑲邊臺地沉積體系中形成了大型礁型油氣藏［15～18］，研究鑲邊臺地的沉積演化過程，對有利儲集相帶的預測及勘探有重要指導作用。

1 地質背景

塔中低凸起位于塔里木盆地中央隆起中段，南北分別與塘古孜巴斯凹陷和滿加爾凹陷以斷裂帶形式相接，呈北西向條帶狀展布［18］。塔中低凸起包括塔中1號斷裂坡折帶、北斜坡、中央斷壘帶、南斜坡、東部潛山帶等五個次級構造單元［18］。受不同欺次構造作用影響，塔中地區奧陶系現今保留的地層自下而上為蓬萊壩組、鷹山組、良里塔格組、桑塔木組［19，20］，良里塔格組與上覆桑塔木組及下伏鷹山組均為不整合接觸關系［21］。中晚奧陶世，塔里木板塊處于南緯20°～30°，古水溫為 24．22℃ ～31．53℃［16，22］，塔中地區氣候溫暖濕潤，缺少陸源碎屑，海水清澈、較淺，水體能量較高，形成了碳酸鹽巖開闊臺地—臺地邊緣的沉積體系［15，23，24］。良里塔格組沉積時期，該體系主要發育生物礁(分為礁丘、灰泥丘兩類)、顆粒灘(包括臺緣粒屑灘及臺內灘)及低能的灘間海、臺內洼地沉積亞相，各亞相可進一步分為若干沉積微相［25，26］。

圖2 塔中地區良里塔格組層序地層格架Fig．2 The sequence stratigraphic framework of the Lianglitage Formation in Tazhong area

2 層序地層特征

2．1 良里塔格組層序地層劃分

據趙宗舉等的研究，塔里木盆地奧陶系可劃分出8個三級層序，良里塔格組屬于層序6［27］。結合巖芯、測井等資料，筆者進一步劃分出海侵體系域、高位體系域，共10個準層序組，各準層序組的巖性、電性具有不同特征，縱向具有疊置組合特征(圖2)。

2．2 準層序組疊置特征

(1)海侵體系域

包括準層序組1～4，以退積準層序組、加積準層序組為主。準層序組1～2為退積準層序組，巖性主要為深灰色—灰色中厚層泥晶灰巖、泥質條帶(條紋)灰巖夾灰色薄層砂屑灰巖。準層序組3～4為加積、退積準層序組，巖性以灰色、深灰色薄—中層泥質泥晶灰巖(圖3a)、薄層砂屑灰巖不等厚互層為主，準層序組3出現隱藻泥晶灰巖等生物灰巖。

(2)高位體系域

包括準層序組5～10，以加積準層序組、進積準層序組為主。準層序組5～7分別為加積、進積、加積準層序組，巖性主要為灰色中厚層砂屑灰巖、生屑砂礫屑灰巖、生物礁灰巖及灰色厚層泥晶灰巖、含泥質條紋灰巖(圖3b，c)。準層序組8～9均為進積準層序組，巖性為灰色塊狀生物礁灰巖如格架巖、障積巖、隱藻泥晶灰巖、隱藻凝塊石灰巖與淺灰色中厚層砂屑灰巖、生屑砂礫屑灰巖(圖3d，e)。準層序組10為加積準層序組，巖性有灰色中厚層泥晶灰巖、灰色泥—亮晶砂屑灰巖、含礫生屑砂屑灰巖灰巖及灰色厚層生物礁灰巖(圖3f)。

3 層序格架內的沉積特征

從圖4可以看出，海侵體系域內地震反射總體為弱振幅不連續狀的特征，開闊臺地(Z42—Z7井區)連續性較臺地邊緣(Z7—T822井區)略好。高位體系域內，開闊臺地(Z42—Z7井區)為中強振幅連續反射特征，而臺地邊緣(Z7—T822井區)表現為中強振幅雜亂反射特征，具有建隆形成的鑲邊特征。

依據準層序組的巖性、疊置及對比特征，將10個準層序組分為五個組合進行沉積特征的對比分析(圖5)。準層序組1～2:海侵開始，塔中地區大范圍開始灰巖沉積。臺地邊緣、開闊臺地均以較低能灘間海沉積為主，夾有灘相(臺緣粒屑灘或臺內灘)沉積。準層序組3～4:進一步的海侵，塔中地區良里塔格組沉積范圍增大。臺地邊緣以灘間海、粒屑灘沉積為主，后者沉積范圍、厚度擴大，如Z7井出現巨厚的粒屑灘沉積。開闊臺地仍以低能的灘間海沉積為主，但局部如T12井開始出現灰泥丘等臺內點礁(丘)沉積。準層序組5～7:該時期的礁灘相碳酸鹽巖沉積速率略大于或與可容納空間增長速率基本保持一致，表現出加積—進積—加積準層序組疊置特征。臺地邊緣以粒屑灘、生物礁沉積為主，局部為低能的灘(礁)間海沉積。如Z7井沉積了巨厚的粒屑灘，T822井位于臺地邊緣外帶，沉積了3期灰泥丘及1期礁丘，與粒屑灘縱向疊置沉積，形成巨厚的礁灘復合體沉積。開闊臺地臺內灘沉積厚度增大，在準層序組7出現臺內灘—灰泥丘復合體沉積。準層序組8～9:該時期，開闊臺地—臺地邊緣沉積地貌呈現明顯的分異。臺地邊緣以生物礁、粒屑灘沉積為主，未見灘間海沉積。如T822井出現2期生物礁建造，形成巨厚的建隆。開闊臺地的臺內礁灘體沉積達到鼎盛時期，如Z42井、T12井沉積了2期灰泥丘—臺內灘復合體。準層序組10:臺地邊緣以粒屑灘—灘間海交互沉積為主，生物礁建造基本消失，僅在東部的局部高地貌如T822井仍可見少量礁丘建造。開闊臺地主要為巨厚的灘間海與臺內灘的交互組合沉積。

圖3 塔中地區良里塔格組巖石特征a．灰—深灰色泥質泥晶灰巖，T79 井，4 652．3 m，巖芯;b．亮晶砂屑灰巖，砂屑大小均勻，分選較好，圓—橢圓狀，T822 井，5 734．96 m，單偏光;c．淺灰色層孔蟲—鈣質海綿格架巖，發育藻黏結結構，骨架孔洞內可見藻包殼、亮晶方解石和碎屑充填物，T23井，5 152．8 m，巖芯;d．珊瑚格架巖，珊瑚個體呈直立叢狀生長，格架之間障積灰泥，T30井，5 045．72 m，巖芯;e．隱藻凝塊石灰巖，呈柱狀生長形態，柱間充填灰泥、生屑，T12井，4 710．50 m，巖芯。f．亮晶含礫屑生屑砂屑灰巖，生屑主要為棘屑、介形類，見藻包殼，發育縫合線，瀝青充填，T54井，5 752．57 m，巖芯。Fig．3 The lithological features of the Lianglitage Formation in Tazhong area

圖4 塔中地區三維地震剖面反射特征Fig．4 The reflectance features in 3D seismic sectiont in Tazhong area

圖5 塔中地區良里塔格組層序格架內沉積相對比圖Fig．5 The profile correlation map of sedimentary features in the stratigraphic framework of the Lianglitage Formation in Tazhong area

4 鑲邊臺地的沉積演化

4．1 海侵體系域

(1)準層序組1～2

該時期為海侵早期階段，但T86—Z18—T21井一線的北西部地區為鷹山組風化殼巖溶古地貌的高部位［26］，未沉積良五段(圖6a)。除地層超覆區及剝蝕區外，該時期塔中地區形成鑲邊臺地—斜坡—盆地的沉積體系。Z20—Z11—Z4—T162—T78井一線、塔中Ⅰ號斷裂分別為開闊臺地/臺地邊緣、臺地邊緣/斜坡的相帶邊界。開闊臺地主要為灘間海沉積，北斜坡上的T10—T11井一帶及南斜坡的T79—T43井一帶是低能的臺內洼地沉積，藻坪、臺內灘則主要沿著臺內洼地周緣分布，沉積范圍較小，臺內點礁不發育。臺地邊緣寬度約1～10 km，長約160 km，范圍略大于塔中Ⅰ號斷裂坡折帶。臺地邊緣以灘間海沉積為主，粒屑灘呈片狀發育，局部出現灰泥丘沉積，零星分布。

(2)準層序組3～4

區域上進一步海侵，古陸區范圍縮小至Z19—Z17—T45井一線以西部分(圖 6b)。Z18—Z20—Z4—T162—T262井一線、塔中Ⅰ號斷裂分別為開闊臺地/臺地邊緣、臺地邊緣/斜坡的相帶邊界。該時期整個鑲邊臺地水體循環通暢，形成加積—退積準層序組疊置型式，開闊臺地、臺地邊緣均沉積了巨厚的顆?；規r、泥晶灰巖。臺地邊緣寬度略有增大，約2～10 km，長約160 km。臺地邊緣的灰泥丘—粒屑灘組合沉積范圍逐步擴大，初步表現出鑲邊沉積特征。

4．2 高位體系域

(1)準層序組5～7

區域構造擠壓應力使得沉積地貌由之前的“西高東低”變為“西低東高”的特征［16］。Z162—Z4—T162—T78井一線、塔中Ⅰ號斷裂分別為開闊臺地/臺地邊緣、臺地邊緣/斜坡的相帶邊界，臺地邊緣相帶寬度約3～14 km，長度約210 km，范圍增大。該時期臺地水體變淺、波浪作用較強，能量較高，沉積速率較大。同時，可容納空間增長速率略小于與沉積速率基本保持一致，表現出加積—進積—加積準層序組疊置特征。開闊臺地的臺內洼地范圍縮小、臺內灘沉積范圍增大、點礁在局部較高沉積地貌及先期臺內灘基礎上開始發育，如T23、Z31井。臺地邊緣開始大量發育灰泥丘，并在T83井—T78井一帶發育由格架巖、障積巖等形成的礁丘。粒屑灘大范圍沉積，且厚度大，與生物礁縱向疊置，巨厚的礁灘復合體形成了臺緣鑲邊體系(圖6c)。

(2)準層序組8～9

該時期的沉積地貌分異已經比較明顯，礁灘復合體正性隆起與灘間海略低地貌相間分布。開闊臺地內繼承性的臺內礁、灘沉積地貌之間形成臺內洼地，如T21—T10井一帶。臺內點礁、臺內灘的沉積范圍達到最大，縱向上有1～2期沉積旋回，厚度約50～100 m。臺地邊緣相帶位于 Z162—Z4—T162—T78井一線與塔中Ⅰ號斷裂之間，寬度約4～14 km、長度約210 km。該相帶內生物礁繼續大量沉積，南東部的T54井—T78井一帶表現出礁丘大量發育，北西部的T54—Z19井一帶則發育大量灰泥丘。粒屑灘廣泛沉積，與生物礁形成1～2期沉積旋回，總厚度達100～200 m。自良里塔格組沉積以來，臺地邊緣的寬度雖然略有變化，但是沉積范圍基本具有繼承性。因此，縱向上多期次的礁、灘連續疊置沉積，形成了較開闊臺地更高的沉積地貌，鑲邊臺地基本成熟、定型(圖 6d)。

(3)準層序組10

該時期的沉積速率基本等于可容空間增大速率，開闊臺地以灘間海、臺內灘沉積為主，但臺內灘沉積范圍明顯縮小，臺內點礁僅在T77井、T35井等局部發育。臺地邊緣范圍縮小至Z162—Z4—T62井一線與塔中Ⅰ號斷裂之間，寬度約1～12 km，長度約100 km。臺地邊緣以中低能粒屑灘及灘間海沉積為主，生物礁僅在北西、南東部零星發育(圖6e)。

5 結論

(1)良里塔格組層序可劃分出海侵體系域、高位體系域，共10個準層序組。前者包括準層序組1～4，為退積、加積準層序組。巖性以泥晶灰巖類為主、夾顆?；規r，局部發育生物灰巖。后者包括準層序組5～10，為加積、進積準層序組。巖性以顆?；規r、生物礁灰巖夾泥晶灰巖。

(2)海侵體系域時期，除西北區塊不同程度缺失該期沉積外，臺地邊緣以灘間海、粒屑灘沉積亞相為主;開闊臺地大范圍內以灘間海、臺內洼地等低能沉積亞相為主。高位體系域時期，臺地邊緣發育2～7期巨厚礁(丘)—灘的沉積旋回，低能的灘(礁)間海僅表現為較薄的夾層沉積特征，開闊臺地發育3期丘(礁)—灘沉積旋回，與低能的灘(丘)間海交互沉積。

圖6 晚奧陶世良里塔格組沉積時期塔中地區鑲邊臺地沉積演化圖Fig．6 The sedimentary evolution maps in the period of Lianglitage Formation of Late Ordovician in Tazhong area

(3)海侵體系域時期，除沉積范圍逐漸覆蓋的西北區塊外，開闊臺地/臺地邊緣的沉積范圍相對穩定，臺地邊緣丘、灘沉積范圍擴大，表現出鑲邊沉積特征。高位體系域時期，臺地邊緣沉積范圍整體具有繼承性，以高能的礁(丘)—灘沉積為主，形成巨厚的礁灘體鑲邊特征;開闊臺地大范圍內為較低能灘間海沉積，局部為較高能的礁(丘)—灘沉積。該時期，臺地邊緣與開闊臺地沉積地貌出現明顯的高低分異，鑲邊臺地成熟、定型。

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