柴北緣馬海東地區(qū)路樂河組物源分析

◇中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院 張俊鋒

古近系路樂河組是柴北緣馬海東地區(qū)的主要勘探目的層，但對其沉積和物源體系認識不清。為了明確該地區(qū)路樂河組的物源體系，本文通過礫石成分、巖屑成分、石英陰極發(fā)光、重礦物等多種方法開展綜合分析，認為馬海東地區(qū)路樂河組的物源區(qū)為其北東方向的祁連山下古生界低級變質巖夾火山巖分布區(qū)，與鄰區(qū)存在明顯的差異。物源的差異導致該地區(qū)凝灰?guī)r、云母等軟巖屑含量較高，既反映了沉積體系的差異，也對儲層成巖演化和儲層物性等產生了不利的影響。

馬海東地區(qū)位于柴達木盆地北緣中段馬北凸起東翼，東鄰綠梁山，地表為平頂山背斜構造，為典型的山前帶。路樂河組處于新生界構造旋回的最底部，具有填平補齊的特征。馬海東西部相鄰的馬北凸起缺失路樂河組，長期以來認為馬海東地區(qū)同樣缺乏路樂河組。自2017年首次在馬海東地區(qū)揭示路樂河組并獲得工業(yè)油流以來，多口井在該層系鉆遇油層，使之成為了馬海東地區(qū)的主要勘探目的層。

物源分析是盆地分析的重要組成部分，有助于明確源區(qū)和沉積區(qū)的關系，對明確沉積體系具有重要的意義[1-6]，物源的遠近和母巖差異也會導致碎屑巖成分差異，進而影響后期的成巖演化過程，特別是對壓實作用有較大的影響[7]。付玲[5]等（2013）從全盆地的角度研究了柴達木盆地路樂河組的重礦物特征，將柴北緣劃分為了5個區(qū)域，鄰近馬海東地區(qū)的有西部的馬海-南八仙區(qū)、南部的北陵丘-南極星區(qū)，由于缺乏馬北凸起以東的資料支撐，馬海-南八仙區(qū)域實際上代表的是馬西-南八仙區(qū)域。邵鵬程[6]等（2015）通過碎屑成分、重礦物、古流向等明確了馬海凸起下干柴溝組的古物源方向為北東方向，綠梁山尚處于隱伏狀態(tài)。

前人對馬海東地區(qū)路樂河組物源尚缺乏研究。本文通過研究區(qū)及周緣路樂河組碎屑巖礫石和巖屑成分分析、石英陰極發(fā)光、重礦物分析能資料，對馬海東地區(qū)路樂河組物源進行了分析，初步明確了其物源區(qū)，并探討了沉積物源對該地區(qū)沉積體系和儲層成巖演化的影響。

1 祁連山南緣母巖類型

柴達木盆地新生代湖盆被祁連山、阿爾金山和昆侖山圍限并向盆地提供物源。馬海東構造帶及周緣處于柴達木新生代湖盆的北緣，遠離阿爾金山和昆侖山，物源毫無疑問來自于祁連山。而作為柴北緣新生界地層的主要物源區(qū)，祁連山南緣地層呈現(xiàn)出明顯的分段性。祁連山西段物源區(qū)以變質巖為主，內部也存在一定的差異，路樂河-九龍山（魚卡凹陷）北部為元古界中高級變質巖，而其兩側的路樂河西北部和魚卡東北部以下古生界低級變質巖及火山巖為主。中段大柴旦鎮(zhèn)以北以花崗巖為主。東段以下古生界的變質砂巖、千枚巖、噴發(fā)巖、結晶灰?guī)r為主，元古宇石英巖、砂質頁巖、白云巖和中生界的花崗巖為次要部分。馬海東地區(qū)的北東方向，正處于祁連山西段與中段過渡區(qū)域。

2 物源分析

2.1 礫石成分分析

路樂河地區(qū)古近系礫巖礫石成分復雜，主要為片麻巖、混合巖，也見糜棱巖、花崗巖、灰?guī)r等。從E1-2l、E3g下的礫石礫徑對比來看，路樂河北翼明顯大于路樂河南翼，表明北部更接近物源區(qū)。馬海尕秀地區(qū)古近系礫石巖性主要為石英巖、灰?guī)r、片麻巖等。這些露頭與其北東方向的祁連山物源區(qū)巖性都具有較好對應關系。馬海東地區(qū)路樂河組發(fā)育沖積扇相，山前鼻狀帶的山2井E1-2l含礫砂巖、砂礫巖中見火山巖礫石，魚卡凹陷東北部的魚東1孔也見有大量的火山巖礫石，表明古-始新世，綠梁山尚未隆起，馬海東與魚東地區(qū)連為一體，馬海東地區(qū)的物源主要來自更遠的祁連山物源區(qū)。

2.2 砂巖成分分析

馬海東地區(qū)、馬北地區(qū)、路樂河地區(qū)、馬海尕秀地區(qū)古近系砂巖均以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖為主，石英含量在20%～75%之間，反映這些地區(qū)距物源區(qū)較近。其中馬海東E1-2l石英含量34%～44%，平均值36%（20個樣品），E3g下石英含量40%～72%，平均值60%（12個樣品），反映E1-2l成分成熟度明顯低于E3g下，更靠近物源區(qū)。從砂巖巖屑成分來看，山古1井、山3側、山2井路樂河組1砂組砂巖巖屑以凝灰?guī)r為主，火山巖組分含量高，見少量變質巖。此外，山2井路樂河組2砂組砂巖陰極發(fā)光表明，石英及石英巖屑發(fā)棕色光為主，少量發(fā)深藍色光，表明其物源以低級變質巖為主，少量發(fā)深藍色光的石英可能來自于火山巖。因此，馬海東地區(qū)路樂河組儲層以北東方向的OS火山巖為主要物源，與其他地區(qū)存在明顯差異。馬北3井處于兩類物源區(qū)交界處，兼具火山巖、變質巖兩類巖屑。

2.3 重礦物分析

古近系-新近系各露頭主要沉積時期重礦物組合相近，表明路樂河、馬海尕秀、大紅溝等地區(qū)在不同沉積時期的物源是大體相同的，具有較好的繼承性，但搬運距離存在差異。這些露頭整體以超穩(wěn)定重礦物含量低，石榴子石含量高為特點。重礦物ZTR總體較低，均不超過0.4，反映近物源的沉積。Gzi為0.5～1，反映物源區(qū)主要為中高級變質巖。總體上看，ZTR值呈現(xiàn)出大紅溝＞馬海尕秀＞路樂河的特點，GZI值與ZTR值呈負相關，反映大紅溝、馬海尕秀、路樂河等露頭與物源的距離由遠到近。其中，路樂河地區(qū)和大紅溝地區(qū)距離研究區(qū)較遠，而馬海尕秀露頭與研究區(qū)鄰近。馬海尕秀地區(qū)古近系重礦物以石榴子石、綠簾石組合為主，含電氣石、鋯石、榍石、磷灰石等，Gzi值較高（0.5～0.9），Ati值變化大（0.2～0.9），反映物源區(qū)巖性以高級變質巖和低級變質巖為主，其次為各類巖漿巖，物源主要來自東北部元古界中高級變質巖夾酸性巖區(qū)與Pz低級變質巖夾酸性火山巖交界區(qū)。馬海東地區(qū)位于馬海尕秀東南方向，盡管未做重礦物分析，但其薄片中可見鋯石、簾石等重礦物，為低級變質巖常見礦物，與礫石成分和巖屑成分分析結果一致，物源區(qū)顯然已轉變?yōu)镻z低級變質巖夾酸性火山巖區(qū)。

3 物源區(qū)對儲層的影響

多種物源分析方法從不同角度證明，馬海東地區(qū)路樂河組的物源區(qū)為其北東方向的祁連山下古生界低級變質巖夾火山巖分布區(qū)（今魚卡河上游地區(qū)），與路樂河、馬海尕秀等露頭以及馬北地區(qū)的高級變質巖物源區(qū)存在明顯差異。物源的差異，說明馬海東地區(qū)與周緣的各個剖面的沖積扇歸屬于不同的扇體。同時也側面印證了路樂河組沉積時綠梁山處于隱伏狀態(tài)，來自祁連山的低級變質巖和火山巖物源可直接為馬海東地區(qū)提供碎屑物。

馬海東地區(qū)路樂河組儲層物性較差，一般為中低孔低滲特低滲儲層。分析認為物源對儲層物性變差存在重要的影響。不同于馬北地區(qū)以剛性的變質巖巖屑為主，馬海東地區(qū)儲層巖屑以凝灰?guī)r為主、部分儲層還同時含有較多的云母，缺乏剛性巖屑，軟巖屑含量較高。這就導致該地區(qū)路樂河組壓實作用較強，顆粒接觸關系以點-線接觸為主，部分甚至達到了線-凹凸接觸，進而造成儲層孔隙減小，喉道縮小，極大地破壞了儲集物性和孔隙結構。