塔里木盆地塔中南緣中2井良里塔格組沉積亞相研究

錢一雄，劉忠寶，蔡習(xí)堯，陳強(qiáng)路，蘇 絹，陳 躍

(1.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214151；2.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院 西部勘探中心，烏魯木齊 830011)

塔里木盆地塔中Ⅰ號帶上奧陶統(tǒng)良里塔格組生物礁、灘復(fù)合體準(zhǔn)層狀油氣藏取得重大勘探突破,極大地推動了對卡塔克隆起南坡的研究[1-2]。中2井是卡塔克隆起南部坡折帶上的一口預(yù)探井(圖1)。本文通過對中2井上奧陶統(tǒng)良里塔格組4個取心段的巖心詳細(xì)觀察，并結(jié)合其巖電特征的室內(nèi)分析認(rèn)為：至少存在6種亞相及其組合，上奧陶統(tǒng)生態(tài)群落與北坡相似，發(fā)育與臺緣(緩)坡折帶有關(guān)的灘(礁)沉積。

圖1 塔里木盆地塔中地區(qū)構(gòu)造位置

研究表明[3-6]，卡塔克隆起的上奧陶統(tǒng)良里塔格組一般分為三段：自下而上為含泥灰?guī)r段、顆?；?guī)r段和含泥灰?guī)r段。良里塔格組臺緣生物礁主要分布在顆?；?guī)r段，下部含泥灰?guī)r段有規(guī)模較小礁體的發(fā)育，頂部泥質(zhì)條帶灰?guī)r段中，有零星點(diǎn)礁出現(xiàn)。中2井鉆遇的奧陶系井段5184.0～6735.0m，鉆厚1551.0m，自上而下可劃分為3個組，即上奧陶統(tǒng)桑塔木組、良里塔格組與中奧陶統(tǒng)一間房組、下奧陶統(tǒng)鷹山組。其中，良里塔格組中的5474～5612m為含泥灰?guī)r段，5612～6284m為顆?；?guī)r段。

1 巖性與巖石類型

中2井的良里塔格組中的取心段共有四段，其中，第一段(5518.0～5526.15m)與第二段(5527.5～5536.05m)屬于含泥灰?guī)r段；第三(5749.60～5753.18m)與第四段(6190.56～6199.56m)為顆粒灰?guī)r段。

第一段(5518.0～5526.15m)：自下而上，5526.15～5525.40m，亮晶含礫生屑藻屑砂屑灰?guī)r(圖版Ⅰ-1)；5525.40～5523.50m, 含礫屑生屑藻屑(努亞藻)砂屑灰?guī)r(圖版Ⅰ-2)、泥粒灰?guī)r及藻粘結(jié)灰?guī)r(圖版Ⅰ-3)，礫屑自下而上減少，從15%～20%減至10%，生屑主要為介形蟲、苔蘚蟲和四分珊瑚(圖2)等；5523.50～5522.40m，藻粘結(jié)灰?guī)r夾薄層含生屑藻團(tuán)粒砂屑灰?guī)r，窗格構(gòu)造局部發(fā)育，生屑含量為10%～15%；5522.40～5521.65m，下為亮晶含礫砂藻屑灰?guī)r，斑狀—礫狀生物格架灰?guī)r，重結(jié)晶作用較強(qiáng)；上為亮晶生屑砂屑灰?guī)r，有雙殼、四射珊瑚、苔蘚蟲、海綿、層孔蟲等，含量10%～15%；5521.65～5520.12m，主要為藻粘結(jié)灰?guī)r夾薄層生屑、藻屑粒泥灰?guī)r，發(fā)育典型的薄紋層、藻凝塊結(jié)構(gòu)夾層孔蟲—苔蘚蟲灰?guī)r和含生屑的核形石藻團(tuán)?；?guī)r；5520.12～5518.80m，生屑藻團(tuán)粒泥灰?guī)r為主，次之為含鮞粒砂屑灰?guī)r夾藻粘結(jié)灰?guī)r，生屑泥晶灰?guī)r(圖版Ⅰ-1,圖2)，局部發(fā)育窗格和似礁垮塌角礫構(gòu)造；5518.82～5518.00m，亮晶生屑藻團(tuán)粒(努亞藻)砂屑和四分珊瑚格架灰?guī)r，局部含礫(小于2%)。

圖2 塔里木盆地塔中南緣中2井良里塔格組第一、三取心段生物灰?guī)r素描

第二段(5527.5～5536.05m)：自下而上，5536.05～5535.00m，下部灰白色中層亮晶生屑藻團(tuán)粒砂屑灰?guī)r，局部發(fā)育生物潛穴;上部灰白色生屑灰?guī)r及生屑—藻砂屑灰?guī)r，生物占35%～45%，砂屑40%，海綿Φ=0.5～1.0cm；5535.00～5532.78m，亮晶生屑藻團(tuán)粒(努亞藻、蠕孔藻、管孔藻)(圖版Ⅱ-5)及核形石(圖版Ⅱ-6)砂屑灰?guī)r、藻粘結(jié)灰?guī)r，生屑占40%，藻砂屑30%～40%，生屑為介殼、棘屑等，局部窗格構(gòu)造發(fā)育；5532.78～5530.68m，底為灰白色(夾鮞粒)亮晶砂礫屑灰?guī)r，灰白色亮晶含生屑、(殘余)藻團(tuán)粒(努亞藻)泥粒及粒泥灰?guī)r，夾有藻凝塊、藻粘結(jié)灰?guī)r，白云石化強(qiáng)烈，生屑小于15%，有苔蘚蟲、鐐珊瑚等(圖版Ⅱ-4)；5530.68～5528.40m, 灰白色亮晶含生屑藻團(tuán)粒(海德藻、努亞藻)粒泥灰?guī)r、顆?；?guī)r(圖版Ⅱ-2)為主，藻團(tuán)粒鮞粒(圖版Ⅱ-3)及砂屑灰?guī)r次之，局部生屑30%～35%，砂屑30%～40%，有苔蘚蟲、鐐珊瑚、腹足、腕足、介殼、藻屑等，重結(jié)晶作用較強(qiáng)；5528.40～5527.50m，灰白色亮晶含生屑藻團(tuán)粒(海德藻、努亞藻)砂屑灰?guī)r(圖版Ⅱ-1)，生屑有苔蘚蟲、介殼，棘屑、腹足、腕足等，小于5%～10%。

第三段(5749.60～5753.18m)：自下而上分三段，第一段為刺毛類珊瑚灰?guī)r(圖版Ⅲ-4)和亮晶藻團(tuán)粒灰?guī)r；第二段為泥晶膠結(jié)的含生屑的藻(努亞藻)泥?；?guī)r(圖版Ⅲ-3)；第三段為亮晶膠結(jié)的含生屑的藻(海德藻為主、努亞藻次之)泥?；?guī)r(圖版Ⅲ-1)及含核形石的藻團(tuán)?；?guī)r(圖版Ⅲ-2)。在5752.25～5751.20m巖心中，呈集合體的刺毛珊瑚—苔蘚蟲格架灰?guī)r(第三回次中的24/32，19/32和14/32等)和腹足，較大為10cm×5cm(圖2)。

第四段(6190.56～6199.56m)：以含生屑、核形石的藻(努亞藻)泥粒灰?guī)r為主(圖版Ⅳ-1～4)，次之為含藻屑的砂屑灰?guī)r、藻粘結(jié)灰?guī)r、含礫屑砂(藻)屑灰?guī)r和少量重結(jié)晶殘余藻團(tuán)?；?guī)r；主要為泥晶膠結(jié)為主，亮晶次之；生物主要有苔蘚蟲、雙殼、腕足類、海百合形等，少量棘皮類、瓣腮類、腹足類。

綜上所述，中2井良里塔格組顆?；?guī)r段的巖石類型主要為亮晶藻團(tuán)粒泥?；?guī)r、含生屑、藻團(tuán)粒(努亞藻)泥?；?guī)r為主，藻粘結(jié)灰?guī)r、含礫屑砂(藻)屑灰?guī)r、亮晶藻屑砂屑灰?guī)r、亮晶生屑藻團(tuán)粒鮞?；?guī)r、核形石生屑藻團(tuán)粒粒泥灰?guī)r、刺毛珊瑚—苔蘚蟲灰?guī)r次之；含泥灰?guī)r段發(fā)育生屑藻團(tuán)粒砂屑灰?guī)r、含礫生屑藻屑砂屑灰?guī)r、生屑砂屑灰?guī)r和藻粘結(jié)灰?guī)r為主，含生屑藻團(tuán)粒粒泥灰?guī)r、核形石、藻粘結(jié)灰?guī)r、斑狀—角礫狀生物格架灰?guī)r及生物礁次之，少量障積巖沉積。生物種類與塔中I號帶的上奧陶統(tǒng)良里塔格組十分相似，造礁生物以苔蘚蟲、四射珊瑚、鐐珊瑚、刺毛類珊瑚、層孔蟲、海綿等為主，另外，腕足、介殼、雙殼、海百合、三葉蟲、棘皮、瓣腮類、腹足類也較常見；藻類以努亞藻、海德藻、蠕孔藻較為常見，管孔藻、葛萬藻較少見。

2 沉積亞相及其組合

2.1 顆粒特征

中2井常見的碳酸鹽顆粒包括生物碎屑、球粒、集合粒、核形石和鮞粒等。

球粒：主要是藻球粒、灰泥球粒，以圓形及長圓形為主，少量不規(guī)則形，大小在0.02～0.10 mm，往往具有2個以上的粒徑中值(圖版Ⅰ-2，Ⅳ-2～3)；不同粒度有時漸變，有時具有截然的分界面(圖版Ⅳ-3)，反映有一定程度的分選性及水動力條件變化。

核形石：主要為橢圓形、不規(guī)則圓形，伴生顆粒為球粒(藻類)，粒徑0.2～5.0mm，具簡單紋層，中間包裹有微晶生屑和藻，邊部有溶蝕；主要分布于第四回次(6192.20～6196.73m)(圖版Ⅳ-4)，可能與淺水潮下藻坪有關(guān)。

集合顆粒：主要為藻團(tuán)塊，不規(guī)則，粘結(jié)的是努亞藻碎屑、苔蘚蟲等(圖版Ⅱ-3，7和Ⅲ-2)，粒徑0.1～0.5 mm，主要泥晶少量由微晶化組成。

生物碎屑：在4個取心段中，生物碎屑含量變化較大，其中，第二、三回次生物類型比較豐富，含量較高，第一回次次之；含量則多到少，有藻類(努亞藻、海德藻、蠕孔藻等)、苔蘚蟲、珊瑚、雙殼、腕足、海百合等；個體相對較為完整，表明保存條件較好；第四回次中相對較少，以藻屑為主，少量為雙殼、介形、海百合和腕足。

鮞粒：較少見，以長橢圓形為主，纖維放射狀，正常鮞、薄(表)皮鮞，大小0.25～0.5 mm，核心為微晶化球粒、似球粒，缺乏紋層(圖版Ⅱ-4)，與泥晶化藻粒伴生，可能為低能鮞粒。但局部微晶化反映產(chǎn)生于擾動或間歇性水體中。

泥晶套：十分常見，無論是藻團(tuán)?；蛏靶?圖版Ⅰ-2,Ⅱ-7,Ⅳ-1)，還是苔蘚蟲、珊瑚、藻類(努亞藻、海德藻、蠕孔藻等)(圖版Ⅱ-1～3,6)等外圍均發(fā)育泥晶套，在顆粒穩(wěn)定保存狀態(tài)下的生物膜生長或粘液質(zhì)在包殼內(nèi)的溶解與沉淀，一般出現(xiàn)在淺埋藏低能環(huán)境。

2.2 亞相類型

沉積亞(微)相的劃分主要參考Wilson(1975)[7]針對熱帶鑲邊碳酸鹽巖陸棚和溫水臺地—礁環(huán)境中沉積物的模式而定義的24個類型，其亞(微)相類型的主要標(biāo)志是：顆粒類型、頻率和顆粒間聯(lián)系、基質(zhì)類型、沉積組構(gòu)、化石和沉積物結(jié)構(gòu)類型[7-9]。在此初步劃分為6種亞(微)相。

亞(微)相1：含生屑藻團(tuán)粒的粒泥灰?guī)r，主要有腕足、雙殼、介殼，保存較好，夾不規(guī)則泥質(zhì)條帶，顆粒含量小于35%，以藻團(tuán)粒為主，代表較深的潮下帶環(huán)境；以第四回次(6 190.80～6 192.15 m)為代表。

亞(微)相2：藻團(tuán)粒的粒泥灰?guī)r、泥粒灰?guī)r及含生屑核形石泥?；?guī)r，顆粒含量小于45%，生屑保存較好，藻粘結(jié)巖及窗格構(gòu)造發(fā)育，代表受保護(hù)的潮間—較淺的潮下帶環(huán)境。以第四回次(6 193.10～6 194.71 m)為代表。

亞(微)相3：含藻團(tuán)塊的泥粒灰?guī)r或含生屑、藻屑顆粒灰?guī)r，顆粒含量大于45%，生屑保存較好，代表潮下帶或潮下灘環(huán)境。以第四回次(6 190.8～6 191.85,6 197.56～6 198.5 m)為代表。

亞(微)相4：泥亮晶的藻屑(團(tuán)粒)砂礫屑灰?guī)r，顆粒(藻屑)含量50%～60%，磨圓中等—好，分選中—差，粒間為亮晶方解石膠結(jié)物和灰泥填隙，有時含泥質(zhì)條紋，能量相對較低。

亞(微)相5：亮晶生屑顆?；?guī)r，生物種類多、含量高，含量45%～60%，常有微晶化，為碳酸鹽巖生屑灘。如第一回次(5 523.50～5 526.15 m)。

亞(微)相6：苔蘚蟲及四分珊瑚格架巖或障積巖，以原地生長的群體四分珊瑚、單體的苔蘚蟲或海德藻、蠕孔藻障積灰泥所成，代表生物礁或淺海的淺灘。

2.3 亞相組合

中2井的良里塔格組取心段主要發(fā)育了6種沉積亞相組合：礁—灘、(礁)—灘—丘、粒屑灘、灘—(藻)席、灰泥丘—(藻)席、藻席—低能帶組合。

礁—灘：上部巖石單元為淺灰—灰白色中薄層狀亮晶生屑砂藻屑灰?guī)r；下部巖石單元為淺灰色中厚層狀障積巖，較為典型是第一(5 520.12～5 520.68 m)和第三回次(5 749.60～5 751.20～5 752.25 m)取心段，如圖2及圖版Ⅰ-3,Ⅱ-1,Ⅲ-4。

(礁)—灘—丘：上部為淺灰色中薄層狀泥亮晶砂(藻)屑灰?guī)r或含生屑礫屑、砂(藻)屑灰?guī)r；下部為灰色中厚層狀粉屑或粉砂(藻)屑粘結(jié)巖灰?guī)r，發(fā)育窗格構(gòu)造及生物潛穴構(gòu)造，較為典型是第一回次(5 522.40～5 526.15 m)、第二回次(5 531.75～5 532.78 m)和第四回次(6 197.0～6 198.21～6 198.50 m)。

粒屑灘：十分常見，以砂(礫)屑、砂(藻)屑與生屑屑和生屑灘為主；其中，最常見是砂(藻)屑與生屑灘組合，如圖版Ⅰ-1、第一回次(5 526.15～5 523.50 m)、第二回次(5 531.75～5 532.78 m,5 535.34～5 536.05 m)、第三回次(5 752.25～5 753.18 m)和第四回次(6 198.21～6 199.56 m)。根據(jù)粒屑灘灰?guī)r中粒間填隙物中亮晶方解石與泥晶方解石的比值，區(qū)分出高能和中—低能臺緣粒屑灘。前者主要分布于能量較高的臺緣外帶，后者多產(chǎn)于能量相對較低的臺緣內(nèi)帶。藻砂屑灘：主要為灰—深灰色中厚層泥晶藻砂屑灰?guī)r和亮—泥晶藻砂屑灰?guī)r；顆粒含量50%～70%，其中，藻砂屑45%～65%，藻礫屑3%～8%，粉屑5%～10%，生屑2%～10%；顆粒磨圓中等—好，分選中—差，粒間主要為亮晶方解石膠結(jié)物、灰泥填隙次之(圖版Ⅰ-2)。生屑灘：灰—深灰色中—薄層狀的泥亮晶生屑、棘屑灰?guī)r、泥亮晶藻屑灰?guī)r；顆粒含量50%～65%，藻屑、苔蘚蟲、腕足、棘屑、雙殼、介形蟲和三葉蟲等碎屑；常含泥質(zhì)條紋和斑塊，能量相對較低。如第一回次(5 529.80～5 530.68 m)。

灘—(藻)席：下部為淺灰色中薄層狀泥亮晶砂屑灰?guī)r或含生屑、礫屑砂(藻)屑灰?guī)r；上部為灰色中厚層狀粉屑或粉砂屑藻粘結(jié)巖灰?guī)r(發(fā)育窗格構(gòu)造)，如第一回次(5 522.40～5 525.00 m)(圖版Ⅰ-5)和第四回次(6 198.85～6 199.56 m)。

灰泥丘—(藻)席：為灰—深灰色中厚層狀粉屑藻粘結(jié)巖沉積，發(fā)育窗格構(gòu)造，第四回次(6 197.56～6 192.15 m)最為發(fā)育。

藻席—低能帶：上部為灰—深灰色中厚層狀粉屑藻粘結(jié)巖沉積，發(fā)育窗格構(gòu)造；下部為深灰—黑灰色中薄層狀含不規(guī)則泥質(zhì)條帶的含生屑粉屑泥晶灰?guī)r沉積，發(fā)育風(fēng)暴攪動變形層理。主要發(fā)育于第四回次(6 190.56～6 192.15 m)。

3 沉積相模式

中2井的良里塔格組取心段總體表現(xiàn)為粒屑灘、灰泥丘、骨架礁亞相的多旋回垂向組合。灘、丘(藻席)、礁復(fù)合體常表現(xiàn)為：下部發(fā)育粒屑灘亞相，上部為灰泥丘亞相及較小的骨架礁亞相，其上為下一個旋回的粒屑灘亞相所覆蓋。如第一至第三回次較為典型，灰泥丘下部是粒屑、藻屑灰?guī)r、隱藻凝塊灰?guī)r，組成的丘基微相，中部造架生物類型增多，含量增高，形成復(fù)合灰泥丘。在第四回次中，下部亮(泥)晶含礫屑、生屑(海百合、苔蘚蟲)、藻團(tuán)粒核形石灰?guī)r(6 199.15～6 195.09 m)，向上為泥(亮)晶含生屑(腕足、雙殼、介殼)泥?；?guī)r或粒泥灰?guī)r(6 195.09～6 193.13 m)，反映水體向上加深的潮下帶。

根據(jù)相對海平面升降速率與灘 (礁)—臺地生長速率的關(guān)系，生物灘 (礁)—臺地可劃分為3大類∶退積灘 (礁)—臺地、并進(jìn)灘 (礁)和進(jìn)積灘 (礁)。

海侵期退積灘 (礁)—臺地：相對海平面上升速率大于灘 (礁)—臺地的生長速率時，形成退積灘 (礁)—浸沒臺地。其特點(diǎn)是∶垂向序列上海水逐漸加深；臺地邊緣及海岸線均向陸遷移形成海侵；灘 (礁)體—浸沒臺地由海內(nèi)側(cè)向遷移。如中2井良里塔格組第四取心段(6 190.56～6 199.56 m)。

高位期進(jìn)積灘(礁)：可分為3個亞類，第一類為相對海平面上升速率小于灘(礁)的生長速率時形成的進(jìn)積灘(礁)，一般是在粒屑灘的基礎(chǔ)上，先發(fā)育灰泥丘或障積礁，然后再演化成骨架礁，如中2井良里塔格組井段5 520.68～5 523.50,5 532.75～5 533.64 m；第二類為相對海平面靜止不動時形成的進(jìn)積灘(礁)；第三類為相對海平面下降時形成的進(jìn)積灘(礁)，如中2井良里塔格組井段5 518.00～5 522.18,5 529.20～5 531.75,5 751.20～5 753.18 m的灘、灰泥丘、礁組合及灘、礁組合。其特點(diǎn)是垂向上發(fā)育向上變淺序列；臺地邊緣及海岸線均向臺內(nèi)遷移形成海退；向海方向?yàn)?礁)體層位逐漸抬高。

綜上所述，中2井的4個取心段由一個向上變深、一個震蕩和2個總體向上變淺的沉積過程組成。其中，第四取心段由溫暖的較淺的藻灘—藻席—丘相變?yōu)樯陨畹幕夷嗲稹逑?；再進(jìn)入較深的潮下低能帶(圖3a)；第三個取心段為一個半旋回的小型灰泥丘與礁灘組合(圖3b)；第二取心段為先向上稍深、震蕩再向上變淺的生屑灘—灰泥丘—礁灘—灰泥丘組成(圖3c)；第一取心段自下而上為灘—丘(藻)—礁灘—丘(藻)—灘相，也是一個震蕩總體向上變淺的沉積過程(圖3d)。

4 結(jié)論

1)中2井良里塔格組顆?；?guī)r段以亮晶藻團(tuán)粒泥?；?guī)r、含生屑藻團(tuán)粒泥粒灰?guī)r為主；含泥灰?guī)r段以生屑藻團(tuán)粒砂屑灰?guī)r、含礫生屑藻屑砂屑灰?guī)r和藻粘結(jié)灰?guī)r為主。

圖3 塔里木盆地塔中南緣中2井良里塔格組微相與巖電性綜合圖

2)發(fā)育了含生屑藻團(tuán)粒粒泥灰?guī)r、苔蘚蟲—四分珊瑚格架巖或障積巖等6種亞相及礁—灘、(礁)—灘—丘、粒屑灘、灘—(藻)席、灰泥丘—(藻)席、藻席—低能帶等沉積亞相組合。

3)根據(jù)相對海平面升降速率與灘 (礁)—臺地生長速率的關(guān)系，主要發(fā)育海侵期退積灘 (礁)—臺地和高位期進(jìn)積灘(礁)，后者又分為相對海平面下降時形成的進(jìn)積灘(礁)和相對海平面上升速率小于灘(礁)的生長速率時形成的進(jìn)積灘(礁)。

4)良里塔格組4個取心段由由一個向上變深、一個震蕩和二個總體向上變淺的過程，一般表現(xiàn)為粒屑灘、灰泥丘、骨架礁亞相的多旋回中低能環(huán)境下的組合。

致謝：中國科學(xué)院南京古生物研究所李越研究員指導(dǎo)了古生物鑒定，在此深表謝意！

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