塔北南坡志留系柯坪塔格組沉積體系分析

劉朋遠(yuǎn)，孫佳珺

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué) （北京）海洋學(xué)院，北京100083）

志留系海相碎屑巖是塔里木盆地的重點(diǎn)勘探層系，從20世紀(jì)90年代起，受到的重視程度越來(lái)越高［1－3］。柯坪塔格組是志留系的重點(diǎn)勘探層位之一，在塔北、塔中地區(qū)均見(jiàn)良好的油氣顯示，并在塔北南坡南端順9井獲低產(chǎn)油流［4－5］，可見(jiàn)，塔北南坡志留系柯坪塔格組具有形成油氣藏的巨大潛力。塔北南坡位于塔里木盆地塔北隆起及北部拗陷區(qū)，橫跨哈拉哈塘凹陷、輪南低凸起、草湖凹陷、滿加爾凹陷4個(gè)二級(jí)單元，面積約2．2×104km2（圖1）。柯坪塔格組沉積時(shí)期塔北南坡遭受大規(guī)模海侵，形成了物性較好的優(yōu)質(zhì)砂巖儲(chǔ)集體［6－10］。一些學(xué)者針對(duì)塔里木盆地柯坪塔格組進(jìn)行了研究，但對(duì)塔北南坡柯坪塔格組沉積體系的研究比較薄弱，研究成果鮮見(jiàn)報(bào)道。而通過(guò)對(duì)柯坪塔格組沉積體系的研究可以深化對(duì)塔北南坡志留系生儲(chǔ)蓋組合的認(rèn)識(shí)，為油氣藏的預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)支撐，對(duì)進(jìn)一步的油氣勘探具有重要意義。

1 沉積體系類(lèi)型及特征

柯坪塔格組自下而上可分為柯下段和柯上段，柯下段為一套海侵過(guò)程中形成的碎屑濱岸－淺海沉積，發(fā)育后濱、前濱、臨濱和淺海沉積，柯下段底部地層前濱相帶砂巖儲(chǔ)層占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，底部砂巖之上覆蓋了廣泛分布的厚層淺海相泥巖；柯上段主要發(fā)育碎屑濱岸沉積，粗碎屑物質(zhì)居多，以前濱及臨濱相帶為主（圖2）。

圖1 研究區(qū)位置圖

圖2 柯坪塔格組垂向地層及沉積序列圖（躍南2井）

1．1 淺海

淺海位于平均浪基面之下，為相對(duì)低能的沉積環(huán)境，巖石類(lèi)型主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等細(xì)粒沉積，偶見(jiàn)細(xì)砂巖，只有當(dāng)受到風(fēng)暴浪和潮流影響時(shí)會(huì)沉積粗粒物質(zhì)。塔北南坡柯坪塔格組發(fā)育的淺海主要為泥質(zhì)淺海，沉積物粒度細(xì)，以深灰色、灰黑色泥巖為主，夾薄層粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，主要為水平層理，偶見(jiàn)生物擾動(dòng)（圖3（a））。

1．2 臨濱

臨濱位于平均低潮線與平均浪基面之間，是波浪作用由強(qiáng)變?nèi)醯牡貛А？拷嘶娴南屡R濱受波浪影響較弱，以砂泥巖互層為特征。而靠近平均低潮線的上臨濱受波浪影響較強(qiáng)，沉積物粒度較粗，以中、細(xì)砂巖為主，砂巖內(nèi)常含泥質(zhì)，交錯(cuò)層理發(fā)育，以波紋交錯(cuò)層理最為常見(jiàn)（圖3（b））。

1．3 前濱

前濱位于平均高潮線與平均低潮線之間，是濱岸環(huán)境波浪作用最強(qiáng)烈的地帶。前濱以砂巖極其發(fā)育為特征，粒度可從細(xì)砂巖至礫巖不等，可夾薄層泥質(zhì)巖。塔北南坡柯坪塔格組前濱砂巖主要為細(xì)砂巖、中砂巖及粗砂巖，砂巖中以發(fā)育低角度交錯(cuò)層理為典型特征（圖3（c））。前濱砂巖通常是碎屑濱岸沉積中最優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層。

1．4 后濱

后濱位于特大高潮線與平均高潮線之間，一般只有在特大高潮時(shí)受到風(fēng)暴擾動(dòng)時(shí)才可沉積粗粒物質(zhì)。一般情況下，后濱沉積物以粉砂巖與泥巖等細(xì)粒沉積互層為主，多發(fā)育緩波紋層理（圖3（d）），與臨濱沉積不同之處在于，后濱處于間歇性暴露環(huán)境，可見(jiàn)氧化色調(diào)的泥巖。

圖3 塔北南坡柯坪塔格組沉積相類(lèi)型及巖芯特征

2 沉積體系平面展布規(guī)律

塔北南坡柯坪塔格組下段沉積范圍向北覆蓋了熱普1至哈6一帶；向西覆蓋了英買(mǎi)31至英買(mǎi)1一帶；向西南覆蓋了阿滿1至滿西2一帶。總體上由東向西依次發(fā)育淺海、臨濱、前濱和后濱沉積。覺(jué)馬3－塞克2－草1一線以東發(fā)育泥質(zhì)淺海沉積，沉積物主要為泥質(zhì)巖，反應(yīng)了能量較低的沉積環(huán)境。覺(jué)馬3－塞克2－草1一線以西發(fā)育臨濱相，臨濱相呈不規(guī)則條帶狀分布，中部沉積范圍較大，向北東和南西方向沉積范圍逐漸減小。臨濱相向西演變?yōu)榍盀I相，前濱相沉積范圍遠(yuǎn)大于臨濱相，在北東及東南方向呈細(xì)長(zhǎng)彎曲條帶狀延伸，延伸距離較遠(yuǎn)，在中部呈不規(guī)則狀。后濱相沉積展布明顯受地層尖滅線控制，后濱相在西部沉積范圍最大，在北部呈不規(guī)則條帶狀延伸，與前濱相之間以滿西1至伊敏4一線；熱普6至熱普2一線；哈得20至羊屋4一線及吉南3至肖塘1一線為界。此外，塔北南坡東南角也發(fā)育后濱相（圖4）。前濱是最有利儲(chǔ)層相帶，砂巖呈中間厚，向四周逐漸減薄的分布特征，在依合2附近砂巖厚度最大，超過(guò)80m，其次為哈得8、哈得7一帶，砂巖厚度在50m以上，再次為熱普8至躍南1一帶，砂巖厚度在40m以上，砂巖向西北逐漸尖滅于熱普6一帶，向北逐漸尖滅于羊屋1附近，向東北逐漸尖滅于波斯1至草湖6一帶，向西南逐漸尖滅于滿西1一帶，向南逐漸尖滅于滿參1附近。

柯上段時(shí)期，全區(qū)主要發(fā)育碎屑濱岸沉積體系，滿加爾凹陷附近臨濱相向東擴(kuò)張，向南沉積范圍略有減小；前濱沉積范圍明顯擴(kuò)大，向東南和西北延伸，延伸距離較長(zhǎng)。阿瓦提凹陷水體深度明顯加深，由后濱相演變?yōu)榕R濱沉積環(huán)境，向南逐漸演化為前濱相，前濱沉積在西側(cè)表現(xiàn)為長(zhǎng)條狀，向東沉積范圍逐漸擴(kuò)大，由長(zhǎng)條狀演變?yōu)椴灰?guī)則扇狀，以滿西1－伊敏4－躍南1一線為界。后濱沉積分布十分局限，在阿瓦提凹陷南緣呈不規(guī)則條狀向東延伸，以滿西1－順1一線為界；在研究區(qū)北側(cè)小范圍發(fā)育，以哈5－哈13－哈6一線為界；此外，在研究區(qū)東北角也有小范圍后濱相發(fā)育（圖5）。相比于柯下段，柯坪塔格組上段大部分地區(qū)砂體厚度約在200～300m之間，在英買(mǎi)3至英買(mǎi)31一帶及熱普5至熱普1一帶，砂體厚度最大，超過(guò)300m，向北尖滅于鄉(xiāng)3附近，向西北尖滅于英買(mǎi)1附近，向東北尖滅于輪南60至吉拉104一帶，砂巖向這幾個(gè)方向尖滅速度均很快。

圖4 柯坪塔格組柯下段沉積體系平面展布規(guī)律圖

圖5 柯坪塔格組柯上段沉積體系平面展布規(guī)律圖

3 結(jié) 論

塔北南坡志留系柯坪塔格組沉積時(shí)期，沉積了一套海侵背景下發(fā)育的碎屑濱岸－淺海沉積體系。碎屑濱岸體系發(fā)育后濱、前濱、臨濱三個(gè)亞相。臨濱亞相以砂泥巖不等厚互層為主，上臨濱砂巖所占比例較高，下臨濱泥巖含量增多。前濱亞相以中、粗砂巖為主，泥巖發(fā)育較少，能量最強(qiáng)。后濱亞相沉積特征為粉砂巖與泥巖互層，可見(jiàn)紫紅色泥巖，反映當(dāng)時(shí)處于間歇性暴露的沉積環(huán)境。淺海以泥巖為主，多見(jiàn)水平層理，反映了低能的沉積環(huán)境。

柯坪塔格組下段自西向東依次發(fā)育后濱、前濱、臨濱和淺海沉積，柯下段底部地層前濱相帶砂巖儲(chǔ)層占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，底部砂巖之上覆蓋了廣泛分布的厚層淺海相泥巖；柯上段主要發(fā)育碎屑濱岸沉積，以前濱和臨濱沉積為主，后濱沉積發(fā)育較為局限，前濱相帶砂巖儲(chǔ)層主要分布于北側(cè)－中部－東南部。

［1］ 賈進(jìn)華，鄒才能．中國(guó)古生代海相碎屑巖儲(chǔ)層與油氣藏特征［J］．地球科學(xué)：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，37（2）：55－66．

［2］ 蘇勁，楊海軍，楊文靜，等．塔里木盆地北部志留系頂面不整合中陸相原油的成藏歷史與油氣富集機(jī)制［J］．巖石學(xué)報(bào)，2012，28（8）：2494－2505．

［3］ 施振生．塔里木盆地志留系層序地層及動(dòng)力學(xué)成因模式研究［D］．北京：中國(guó)石油大學(xué)（北京），2005．

［4］ 張少華，蒲仁海，云露，等．塔北地區(qū)柯坪塔格組下段儲(chǔ)層特征［J］．巖性油氣藏，2012，24（6）：76－80．

［5］ 緱震宇．順托果勒區(qū)塊順9井區(qū)志留系柯坪塔格組油氣成藏特征探討［J］．中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（12）：135－139．

［6］ 謝俊，張金亮，梁會(huì)珍，等．塔里木盆地志留系柯坪塔格組沉積相與沉積模式研究［J］．西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)，：2008，23（2）：1－5．

［7］ 郭輝，尚凱，岳信東，等．塔中地區(qū)志留系柯坪塔格組上段下亞段沉積相研究［J］．新疆地質(zhì)，2013，31（zk）：16－20．

［8］ 郭長(zhǎng)敏．塔里木盆地志留系柯坪塔格組沉積相及平面展布［J］．天然氣技術(shù)，2008，2（1）：19－31．

［9］ 司寶玲．塔北隆起志留系柯坪塔格組沉積層序發(fā)育演化及有利區(qū)帶預(yù)測(cè)［D］．北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2009．

［10］ 胡少華，王慶果，李秀珍．塔里木盆地志留系層序地層劃分及沉積體系特征［J］．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，31（2）：8－11．