塔中地區鷹山組高精度層序劃分與對比

曲少東

塔中地區鷹山組高精度層序劃分與對比

曲少東1，2，3，4

（1. 陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司，陜西 西安 710075； 2. 陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安 710075；3. 自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安 710075； 4. 陜西省土地整治工程技術研究中心，陜西 西安 710075）

塔中地區奧陶系包括下奧陶統蓬萊壩組、中-下奧陶統鷹山組和上奧陶統良里塔格組的碳酸鹽巖地層，和上奧陶統桑塔木組碎屑巖地層，這些地層單元分別均以不同類型的不整合為界。其中良里塔格組沉積時限約為477.4~468.1ma，沉積時長約9.3 m.y.，小于大多數學者對二級層序年限的界定。本論文主要依據鷹山組的頂底界為受構造運動所形成的區域不整合，將良里塔格組作為1個二級層序來研究，最終建立了鷹山組內部層序格架模式。

塔里木盆地； 塔中區域； 鷹山組； 地層對比

層序地層學概念最初產生于被動大陸邊緣陸源硅質碎屑沉積環境，之后在碳酸鹽巖沉積體系中的應用也緊隨而至。源于海水自身的碳酸鹽工廠產生碳酸鹽沉積物與源于陸源供給的碎屑巖沉積物，在形成機制上截然不同[1]。但是，在沉積建造及其變化方面，碳酸鹽臺地和硅質碎屑陸棚均受到全球性海平面變化、構造運動、沉積速率和氣候等因素聯合驅動下的沉積和侵蝕過程的控制。前三個因素相互作用控制了相對海平面的變化，而氣候則主要控制沉積類型[2]。因此，這四個控制因素最終決定了碳酸鹽巖臺地巖相及其組合的多樣性、沉積層序構成樣式，沉積體系的外部幾何形態和體積的規模大小，在沉積盆地中的分布以及與不整合面相關的巖溶風化殼部位和溶洞的發育位置，高頻層序是指發育在三級層序以內的受高頻海平面升降變化控制而形成四級、五級乃至更高級別的沉積層序，米蘭科奇天文旋回造成的冰川-海平面旋回性變化以及周期性氣候變化被認為是高頻層序的主要成因[3]。

許多學者對塔中地區奧陶系及鷹山組的層序進行了研究，但劃分依據和劃分方案不盡相同本課題在吸收前人認識基礎上，依據地震、鉆井及地化資料綜合分析，將良里塔格組作為1個二級層序，在其識別并內部劃分出5個三級層序和多個四級層序[4-5]。

1 二級層序劃分

鷹山組底界為發育于下奧陶統蓬萊壩組頂部的Tg5-3不整合，該不整合在塔中地區表現為低角度-亞平行的區域不整合。界面之下可見地震反射同相軸弱削截的樣式，鷹山組頂界為發育于中上奧陶統良里塔格組底部的Tg5-3不整合（目前認為塔中隆起大部分地區一間房組地層被剝蝕）, 該不整合在塔中地區表現為低角度的區域不整合，局部可見指示垂向溶洞的“串珠狀”和水平層狀溶洞的強振幅地震反射特征；該界面之上可見良里塔格組沉積上超于巖溶古斜坡之上。在測井曲線上在該界面附近通常可見GR曲線明顯變化，界面之上為良里塔格組沉積早期GR值略高的泥質條帶灰巖沉積，界面之下為鷹山組GR值較低的灰巖沉積，部分鉆井鉆遇鷹山組頂部溶洞表現為異常高的GR值和異常低的電阻率值[6]。

2 三級層序劃分及其內部體系構成

依據地震剖面上鷹山組沉積結構的精細解剖和測井曲線的沉積旋回特征綜合分析，結合野外露頭以及同位素測試在鷹山組內劃出5個三級層序，由下至上依次記為由下往上分別是Sq1-Sq5，其Sq5包括上伏一間房組的地層（圖1）。

其在塔中地區普遍被剝蝕，因此出露不全。盡管不同地區在鉆井高頻層序的具體個數不同，但在層序規模上是可以進行對比的，下面分別分析這五個三級層序界面的特征[7]。

Sq1層序：該層序底界面為鷹山組與下覆蓬萊壩組的不整合分界線，屬于準同生間歇暴露型層序界面。其特點表現為：巖相突變面，層序界面上下分別為褐灰色白云巖與淺灰色白云巖接觸；測井曲線突變， 表現為GR曲線平坦狀或小齒狀低值，值約15左右，電阻率曲線呈鋸齒狀中高值，層序界面下GR值升高呈鋸齒狀，值約15~45左右，電阻率升高；部分井段見低位域滑塌角礫巖，礫屑灰巖發育，呈透鏡狀雜亂堆積，底部見沖刷面。

圖1 鷹山組頂界（Tg5-2）和底界（Tg5-3）的地震響應特征

Sq2層序：該層序底界面大致位于鷹三段與鷹四段分界線位置附近，屬于同生無暴露型層序界面。其特點是：測井曲線值突變，表現為層序界面下電阻率曲線極高值塊段平坦狀，向上值降低，呈中高值或中低值鋸齒狀變化，反映了準層序組由進積向退積疊置方式轉變，白云石含量由10%升高到40%左右；巖性變化，表現為界面之下主要為含云灰巖，泥晶灰巖，界面之上為云質灰巖，云灰巖。

Sq3層序：在靠近中央隆起區該層序底界面為構造隆升侵蝕不整合面，受加里東早期運動影響，構造環境由伸展變為擠壓，導致整體地層抬升，海平面下降，部分地區遭受剝蝕，其下巖溶發育明顯，特征表現為：測井曲線突變，表現為層序界面上碳酸鈣含量曲線值突然變大，呈鋸齒狀變化，白云石含量大幅降低，趨于0。電阻率曲線呈塊段平坦狀極高值厚約0~30 m左右；野外露頭見古風化殼及下伏巖溶角礫巖；巖性變化，由下往上巖性主要由云灰巖，云質灰巖向含云灰巖，顆粒灰巖過渡，白云石消失，部分取芯段顯示該界面存在風暴礫屑灰巖，角礫巖沉積，礫間被泥質充填；在靠近臺地邊緣，表現為準層序組空間疊置方式由進積向退積方式轉變；地震上存在明顯上超關系。

Sq4層序：該層序底界面屬于準同生間歇暴露型層序界面，界面特點：古喀斯特作用面，層序界面下部分井段發育巖溶被泥質，巖溶角礫巖充填；測井曲線突變，表現為界面之下電阻率曲線呈塊段平坦狀偶夾鋸齒狀極高值，巖溶發育區GR曲線呈極高值尖刀狀，值約150，發育部位位于塊狀高阻頂端，巖溶不發育區，GR曲線呈平坦狀低值，值約7~15左右，向上電阻率逐漸變小；高自然伽馬能譜值，TH/K約11~20，TH/U值約6；在地震剖面上，該層序對下覆地層有明顯的削蝕現象。

Sq5層序：該層序底界面屬于準同生間歇暴露型層序界面，界面特點：測井曲線值突變，層序界面下GR曲線呈極高值尖刀狀，值約45~60，部分甚至超過150，電阻率曲線呈中低值槽狀。層序界面上部GR曲線呈平坦狀極低值，值約7~15左右，電阻率曲線呈極高值谷狀與鋸齒狀；TH/K曲線呈極高值尖刀狀，值>7，約18左右；結構轉換面，準層序空間疊置方式在垂向上由加積-進積塊狀高阻灰巖向退積薄層條帶狀灰巖轉變；層序界面下1~20 m內發育1-2套獨立巖溶體系，發育部位位于進積-退積轉換面上，巖溶發育部位，GR呈極高值尖刀狀。

該層序頂界面（即鷹山組與良里塔格組不整合界面）對應于相對較高級別的層序界面，在塔中地區普遍存在，有明顯的地層缺失和角度不整合關系，僅少數幾口井殘留一間房組地層，大部分缺失一間房組，吐木休克組，為一典型的構造隆升侵蝕不整合面。界面特點：測井曲線突變，層序界面下GR曲線呈平坦狀低值，值約7~15，電阻率值逐漸升高。層序界面上GR曲線呈鐘形逐漸增大，值約15~60，電阻率曲線呈高值漏斗狀降低，泥質含量增高，約10%~25%；TH/U值高，多數>7，成尖刀狀；成像測井相突變，由淺色高阻塊狀厚層相向上突變為深色高導條帶狀薄層相；層序界面下多數井發育滲流-潛流帶，針狀，蜂窩狀順層巖溶及大規模巖溶較常見；見古土壤層；巖相突變，由顆粒灰巖，泥晶灰巖向含泥灰巖突變。地震上該層序頂底界面存在明顯削截現象。其下控制著鷹山組內部大規模風化殼巖溶的發育。

在厘清三級層序界面特征的基礎上，對三級層序內部體系域構成進行了分析；每個三級層序主要由水進和高位域組成，旋回的下部快速水進期主要以泥晶灰巖、粒泥灰巖為主，高位期碳酸鹽巖臺地灘廣泛發育，以顆粒灰巖，亮晶砂屑灰巖為主，局部發育溶洞。

圖2 三級層序Sq5厚度平面分布圖

3 層序平面分布特征

通過五個三級層序厚度的平面展布圖發現，層序的厚度受構造帶的控制作用比較明顯，靠近塔中I號斷裂帶的層序厚度較厚。Sq1~Sq3塔中地區層序的厚度發育比較均勻，平面上厚度的差別不大。Sq4時期，研究區東南部高隆帶，地層已經被完全剝蝕，Sq4層序的厚度整體呈現從南西向北東方向增厚的趨勢，由于剝蝕程度從北東向南西逐漸增強，特塔中10號斷裂帶，殘余的Sq4地層較薄。Sq5只在研究區靠近塔中I號斷裂帶一帶有殘余，厚度在100~150 m左右，臺地內部，Sq5已基本被完全剝蝕（圖2）。

4 結束語

通過三維地震剖面的解釋，結合野外露頭，對塔中地區鷹山組內部三級層序界面進行了分析，進而建立鷹山組內部層序格架模式：三級層序界面Sq1的底界面是區域的平行不整合-整合界面；三級層序Sq2的底界面也是區域的平行不整合-整合界面；三級層序Sq3的底界面在隆起部位為一低角度不整合界面，在靠近斜坡的區域為上超不整合界面；三級層序Sq4的底界面為區域性微角度平行不整合-整合界面；三級層序Sq5的底界面為微角度-局部角度不整合界面；鷹山組的頂界面為低角度不整合界面。

［1］苗清, 傅恒. 塔里木盆地塔中-塔北志留系層序地層[J]. 沉積與特提斯地質, 2013, 33 (1): 34-41.

［2］郭建華,王明艷,蔣小瓊, 等.塔里木盆地塔中和滿西地區石炭系層序地層[J].中南大學學報(自然科學版),2004,35(1):122-128.

［3］徐梅桂,賀勇,范筱聰, 等.塔里木盆地中—下奧陶統層序地層研究[J].新疆地質,2012,30(4):404-410.

［4］劉迪,張哨楠,謝世文, 等.塔里木盆地塔中地區奧陶系鷹山組層序地層特征[J].礦物巖石地球化學通報,2014,33(1):55-64.

［5］張麗娟,李明和,黃廣建, 等.塔中北部奧陶系層序地層模型的建立[J].中國石油勘探,2008,13(1):17-20.

［6］祝賀,劉家鐸,田景春, 等.塔北-塔中地區三疊系層序地層格架及生儲蓋組合特征[J].油氣地質與采收率,2011,18(3):14-19.

［7］劉忠寶,楊圣彬,焦存禮, 等.塔里木盆地巴楚隆起中、下寒武統高精度層序地層與沉積特征[J].石油與天然氣地質,2012,33(1):70-76.

High Precision Sequence Division and Correlation of Yingshan Formation in Tazhong Area

1,2,3,4

（1. Shaanxi Land Construction EngineeringTechnology Research Institute Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710075, China; 2. Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd.，Shaanxi Xi’an 710075, China;3. Key Laboratory of Degraded and Unused Land Regulation Engineering of Ministry of Land and Resources, Shaanxi Xi’an 710075, China; 4. Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Shaanxi Xi’an 710075, China）

The Ordovician in Tazhong area includes the carbonate strata of Penglaiba formation of Lower Ordovician, Yingshan formation of middle-lower Ordovician and Lianglitage formation of Upper Ordovician, and the clastic strata of Santamu formation of Upper Ordovician, all of which are bounded by different types of unconformity. The depositional time of Lianglitage Formation is about 477.4-468.1 Ma, and the depositional time is about 9.3 m.y., which is less than the definition of the second-order sequence by most scholars. In this paper, the Lianglitage formation was studied as a second-order sequence according to the regional unconformity formed by tectonic movement in the top and bottom boundary of Yingshan formation. Finally, the internal sequence framework model of Yingshan formation was established.

Tarim basin; Tazhong area; Yingshan formation; Stratigraphic correlation

2020-02-12

曲少東（1986-），男，博士，高級工程師，陜西西安人，從事土地工程及相關領域研究。

TE 122

A

1004-0935（2020）05-0583-03