阿瓦提斷陷及鄰區(qū)寒武系—下奧陶統(tǒng)地震—沉積相研究

湯金虎熊 輝熊 翠 李風(fēng)勛劉麗麗

（1.中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，南陽473132；2.中石化河南油田分公司石油勘察設(shè)計(jì)研究院，南陽473132）

阿瓦提斷陷及鄰區(qū)寒武系—下奧陶統(tǒng)地震—沉積相研究

湯金虎1熊 輝1熊 翠1李風(fēng)勛1劉麗麗2

（1.中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，南陽473132；2.中石化河南油田分公司石油勘察設(shè)計(jì)研究院，南陽473132）

在充分使用露頭、鉆井和地震資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)地震反射波的反射形態(tài)、反射結(jié)構(gòu)、連續(xù)性、振幅和頻率等特征，在阿瓦提斷陷及鄰區(qū)寒武系—下奧陶統(tǒng)識別出多種地震相單元。通過對地震相進(jìn)行巖相－沉積相解釋，建立地震相與沉積相的響應(yīng)關(guān)系，認(rèn)為在寒武紀(jì)—早奧陶世時(shí)期，阿瓦提斷陷主要發(fā)育斜坡，蒸發(fā)臺地，開闊臺地，泄湖等多種沉積相類型。在下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖臺地內(nèi)識別出2個(gè)坡折帶以及4個(gè)可能的礁灘相帶。

阿瓦提斷陷；地震相；沉積相；斜坡；礁灘相

阿瓦提斷陷位于塔里木盆地北部坳陷區(qū)西部（圖1），西北以沙井子斷裂帶與柯坪斷隆相隔，西南以阿恰—吐木休克斷裂帶與巴楚凸起（斷?。┫喾郑瑬|部經(jīng)滿西低隆向滿加爾凹陷過渡，東北部和東南部分別與塔北隆起西南傾沒端和塔中凸起西北傾沒端相連，面積約為2.71×104km2。阿瓦提斷陷及其周邊地區(qū)寒武系—奧陶系廣為分布，露頭主要分布在柯坪和巴楚地區(qū)，寒武系—下奧陶統(tǒng)主要以碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖沉積為主。

1 區(qū)域地層發(fā)育情況

寒武系—下奧陶統(tǒng)在阿瓦提斷陷及其周邊地區(qū)分布廣泛，從下至上地層發(fā)育情況如下：

圖1 阿瓦提斷陷及鄰區(qū)區(qū)域位置圖

（1）中下寒武統(tǒng)

玉爾吐斯組（∈1y）為深灰、灰色中-薄層粉晶灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、含海綠石白云質(zhì)灰?guī)r夾灰黑、黃灰、淺紫紅色頁巖，底部為紫紅色中-薄層泥巖與灰黑色中-薄層含磷硅質(zhì)巖互層，一般厚13.1～35.0m。

肖爾布拉克組 （∈1x）上部為淺灰色厚層白云巖，下部為深灰色中薄層白云巖，具有“上白下黑”的特點(diǎn)，厚度在142～382m之間。

吾松格爾組 （∈1w）在柯坪肖爾布拉克山厚111m，為灰黑色中薄層泥質(zhì)白云巖夾灰色泥質(zhì)白云巖。

沙依里克組（∈2s）為灰色中-薄層泥粉晶白云巖夾灰色泥質(zhì)白云巖及灰色塊狀、角礫灰?guī)r。

阿瓦塔格組（∈2a）在柯坪建化廠剖面，巖性為紫紅色、紫灰色中-厚層狀泥質(zhì)白云巖夾薄層瘤狀硅質(zhì)巖條帶。

（2）上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)

丘里塔格群下亞群 （∈3q）在巴楚地區(qū)以灰色中-薄層細(xì)晶白云巖和泥粉晶疊層石白云巖為主，厚約300m（未見底）；在柯坪地區(qū)丘里塔格群下亞群為灰白、深灰色中-厚層狀含燧石條帶的微細(xì)晶白云巖。

蓬萊壩組（O1p）為灰白色塊狀亮晶砂屑灰?guī)r、藻黏結(jié)灰?guī)r與細(xì)晶-粗晶白云巖不等互層。

鷹山組（O1-2y）在柯坪地區(qū)為淺灰色中厚層狀含藻凝塊礫屑泥微晶灰?guī)r間夾中薄層泥微晶球粒灰?guī)r，厚約160m。在巴楚大坂塔格剖面鷹山組上部為淺灰色中厚層狀泥微晶礫屑灰?guī)r，下部夾中薄層狀粉、細(xì)晶白云巖互層夾硅質(zhì)團(tuán)塊，厚達(dá)495.3m。

2 地震相與沉積相響應(yīng)關(guān)系

根據(jù)實(shí)際地震資料，阿瓦提斷陷及鄰區(qū)寒武系—下奧陶統(tǒng)(T90-T74）特征明顯，在工區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)都可以追蹤。根據(jù)層序內(nèi)部地震反射特征識別出了多種地震相單元。通過其反射特征同時(shí)結(jié)合露頭和單井資料，得到地震相與沉積相的響應(yīng)關(guān)系。

2.1 中下寒武統(tǒng)地震相與沉積相響應(yīng)關(guān)系

該區(qū)沉積特征具有一定的相似性和繼承性，在此選取中寒武統(tǒng)為代表進(jìn)行解析。根據(jù)實(shí)際地震資料，在中寒武統(tǒng)識別出5種地震相單元(見圖2中①）。

2.1.1 高頻中-強(qiáng)振幅連續(xù)地震相（I）

高頻中-強(qiáng)振幅連續(xù)地震相（I）主要分布在工區(qū)西北部，其特征典型，以高頻中-強(qiáng)振幅連續(xù)平行反射為主。結(jié)合區(qū)域巖相特征，為灰?guī)r（高速層）與泥頁巖（低速層）互層的地震響應(yīng)，代表一種低能較深水沉積環(huán)境。同時(shí)，根據(jù)其往北西方向地層厚度突然減薄和肖爾布拉克剖面具典型斜坡相碎屑流特征的角礫灰?guī)r，可以解釋為斜坡相的地震響應(yīng)。

圖2 阿瓦提斷陷及鄰區(qū)寒武系—下奧陶統(tǒng)地震相圖

2.1.2 高頻中-強(qiáng)振幅光滑連續(xù)平行地震相(II)

高頻中-強(qiáng)振幅光滑連續(xù)平行地震相 (II)位于工區(qū)中西部、東部及東北部（圖3），為多個(gè)“硬-軟”韻律層的地震響應(yīng)，結(jié)合露頭資料和鉆井資料，為多個(gè)“灰云巖（高阻抗）-泥巖（低阻抗）”沉積旋回的地層，解釋為“靠近洋盆、與大洋海水循環(huán)（東部的昆侖洋，北面的天山洋）較好的靠近洋盆的臺內(nèi)盆地或者溝通洋盆間水體流動的臺內(nèi)水道沉積環(huán)境發(fā)育的“灰云巖-泥巖”韻律層的地震響應(yīng)。

2.1.3 低頻弱振幅較連續(xù)地震相(III)

低頻弱振幅較連續(xù)地震相(III)主要位于工區(qū)西南部及東南部，以弱振幅較連續(xù)反射為特征（圖3）。該區(qū)和4井以鹽與石膏夾泥質(zhì)白云巖巖相組合的瀉湖相為特征，解釋該反射特征為瀉湖相沉積的地震響應(yīng)。

2.1.4 低頻強(qiáng)振幅連續(xù)地震相（IV）

低頻強(qiáng)振幅連續(xù)地震相（IV）主要位于阿瓦提縣以東以及工區(qū)南部，其反射特征極其明顯，以低頻強(qiáng)振幅光滑連續(xù)平行地震反射為主，內(nèi)部為整潔空白反射。平面上處于從瀉湖伸向臺盆的區(qū)域 （見圖2中①），依據(jù)沉積模式和區(qū)域上中下寒武統(tǒng)發(fā)育大量的膏巖地層可以解釋該反射特征為發(fā)育大段膏巖、膏質(zhì)泥巖夾薄層泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖的蒸發(fā)臺地相的地震響應(yīng)。

2.1.5 低頻弱振幅低連續(xù)地震相(V)

低頻弱振幅低連續(xù)地震相(V)位于阿瓦提斷陷東部，以低頻弱振幅低連續(xù)反射為主，反映波阻抗差異不大的巖相組合特征，結(jié)合該相區(qū)在平面上的分布范圍和野外露頭及和4井、方1井以灰云巖為主夾膏泥巖的組合特征可解釋該反射特征為靠近臺盆的水體流動受限制局限臺地相的地震響應(yīng)。

圖3 中寒武統(tǒng)高頻強(qiáng)振幅光滑連續(xù)反射相及弱振幅較連續(xù)反射相-沉積相解釋

2.2 上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)地震相與沉積相響應(yīng)關(guān)系

該區(qū)上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)總體以白云巖至灰?guī)r的巖相組合為特征，巖性主要為淺灰色粉晶云巖,針孔狀中細(xì)晶云巖夾褐灰色粉晶云巖，淺灰、灰白色生屑泥晶灰?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r及亮晶砂屑灰?guī)r，巖相總體表現(xiàn)以開闊臺地、斜坡相帶為主，沉積特征具繼承性。受篇幅所限在此選取下奧陶統(tǒng)為代表進(jìn)行解釋。根據(jù)實(shí)際地震資料，在下奧陶統(tǒng)識別出5種地震相單元（見圖2中②）。

2.2.1 弱振幅雜亂反射或無反射地震相（Ⅴ）

弱振幅雜亂反射或無反射地震相（Ⅴ）位于工區(qū)東南角，以弱振幅雜亂反射或無反射為主（見圖4），說明其內(nèi)部幾乎無波阻抗差異，解釋為以灰云巖沉積為主不含泥巖的淺水臺地相沉積的地震響應(yīng)。

2.2.2 中-高頻中等振幅不連續(xù)地震相（III）

中-高頻中等振幅不連續(xù)地震相（III）以北東-南西向的條帶狀分布于工區(qū)中部偏東南部，以中-高頻中等振幅不連續(xù)反射為特征（見圖4），說明其內(nèi)部波阻抗差異小，解釋為高能環(huán)境下的泥晶灰?guī)r、灰云巖相組合為主夾少量泥巖的開闊臺地相的地震響應(yīng)。

2.2.3 丘形雜亂反射地震相（IV）

丘形雜亂反射地震相（IV）位于工區(qū)南部部分地區(qū)，以內(nèi)部呈雜亂或無反射為特征，頂部呈丘形（見圖4），其兩側(cè)及頂部地層反射上超，下伏地層反射有上拱趨勢，且為強(qiáng)反射，說明其生長速度大于兩側(cè)地層，速度異常導(dǎo)致其下伏地層反射上拱，為典型礁灘相地震響應(yīng)。礁體礁后通常為灰泥連續(xù)反射，礁前通常為斜坡相傾斜反射，有前積反射特征。

2.2.4 中-低頻中-強(qiáng)振幅中-高連續(xù)地震相（II）

中-低頻中-強(qiáng)振幅中-高連續(xù)地震相（II）位于工區(qū)中部至北西部，呈北東南西向的條帶狀展布，以中-低頻中-強(qiáng)振幅中-高連續(xù)反射為主(見圖4)。坡折帶前緣可見前積反射，為水體較深環(huán)境下的灰?guī)r與泥巖互層的地震響應(yīng)，反映斜坡相帶沉積特征，解釋為上斜坡相的地震響應(yīng)。

2.2.5 中頻中-強(qiáng)振幅連續(xù)地震相（I）

中頻中-強(qiáng)振幅連續(xù)地震相 （I）位于工區(qū)北西部，以條帶狀展布，以中頻中-強(qiáng)振幅連續(xù)反射為主（圖4）。其地層厚度相對較薄，反映一種深水欠補(bǔ)償環(huán)境。根據(jù)石灰窯露頭資料無井標(biāo)定剖面地質(zhì)層位，相帶內(nèi)部有連續(xù)、強(qiáng)振幅反射，表明灰?guī)r內(nèi)部發(fā)育穩(wěn)定的泥頁巖；同時(shí)依據(jù)石灰窯露頭大量發(fā)育指示斜坡相的碎屑流沉積的礫屑、砂屑灰?guī)r和地震資料上該相區(qū)與上坡相帶之間存在一坡折，解釋該相區(qū)為深水環(huán)境下的下斜坡相的地震響應(yīng)。

圖4 阿瓦提斷陷及鄰區(qū)下奧陶統(tǒng)地震剖面對比圖

3 沉積相平面展布特征及石油地質(zhì)意義

3.1 沉積相平面展布特征

通過地震相與沉積相的響應(yīng)關(guān)系（表1），得到該區(qū)沉積相分布（圖5）。

早寒武世早期研究區(qū)發(fā)生海侵［1］，柯坪露頭區(qū)玉爾吐斯組的灰黑色含磷硅質(zhì)巖，說明早寒武世研究區(qū)西北及西南部為深水環(huán)境的盆地相沉積，東部及東南主要為臺地沉積環(huán)境；早寒武世中晚期發(fā)生海退［1］，研究區(qū)方1井、和4井鉆遇灰色泥粉晶白云巖以及柯坪和巴楚露頭區(qū)發(fā)育的巨厚層狀泥粉晶白云巖說明研究區(qū)總體為局限臺地相沉積。

中寒武世研究區(qū)總體海水變淺，氣候變得干燥，水體咸化［1］，在東部及南部地區(qū)發(fā)育淺水環(huán)境的以鹽與石膏夾泥質(zhì)白云巖巖相組合的瀉湖相、以膏泥巖與灰云巖巖相組合的局限臺地相和以大段膏巖、膏質(zhì)泥巖夾薄層泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖巖相組合的蒸發(fā)臺地相；西北部主要為以灰?guī)r－泥頁巖巖相組合的斜坡相及以灰云巖－泥巖巖相組合的臺盆相，整體為深水沉積環(huán)境；同時(shí)由于海平面的變化，在東部某些地方表現(xiàn)為溝通洋盆間水體流動的臺內(nèi)水道沉積，呈長條狀分布(見圖5 中①)。

晚寒武世至早奧陶世，研究區(qū)海平面逐漸上升［1］。至早奧陶世西北部斜坡相范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，表現(xiàn)為較深水環(huán)境的上斜坡相及深水環(huán)境的下斜坡相；東南部為以泥晶灰?guī)r、灰云巖相組合的開闊臺地相，主體淺水臺地位于滿加爾地區(qū)東部，阿瓦提主要處于西部的下斜坡相帶和與滿加爾過渡的上斜坡發(fā)育區(qū)。同時(shí)該時(shí)期發(fā)育兩個(gè)坡折帶：臺地邊緣坡折帶與臺內(nèi)坡折帶。臺地邊緣坡折帶位于從開闊臺地向斜坡過渡的滿加爾凹陷、阿瓦提斷陷、南邊的巴楚凸起和西部柯坪隆起；臺內(nèi)坡折帶位于從淺水臺地向開闊臺地過渡的研究區(qū)東南角。在臺地邊緣坡折帶與臺內(nèi)坡折帶抗浪的一面發(fā)育4個(gè)礁灘相帶，具典型丘狀外型，內(nèi)部雜亂反射特征。但這個(gè)礁灘相帶呈北北西向展布，并沒有按照臺緣坡折線展布，這可能與該時(shí)期呈北西西、北東東向展布的古構(gòu)造－古沉積格局有關(guān)［2］（見圖 5 中②）。

3.2 石油地質(zhì)意義

中下寒武統(tǒng)瀉湖相、臺盆-斜坡相，下奧陶統(tǒng)深水斜坡相-斜坡相區(qū)是可能的烴源巖發(fā)育區(qū)；上奧陶統(tǒng)礁灘相帶、開闊臺地相和淺水臺地相是儲層的發(fā)育區(qū)，特別是礁灘相，是良好的油氣儲集體。中寒武統(tǒng)蒸發(fā)臺地相，瀉湖相和局限臺地相中發(fā)育的膏質(zhì)云巖、云質(zhì)膏巖、膏巖和鹽巖是良好的蓋層。

表1 寒武系—下奧陶統(tǒng)地震相與沉積相響應(yīng)關(guān)系

圖5 阿瓦提斷陷及鄰區(qū)寒武系—下奧陶統(tǒng)沉積相圖

4 結(jié) 論

（1）根據(jù)地震反射參數(shù)，從內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)和外部幾何形態(tài)出發(fā)，結(jié)合反射同相軸的振幅和連續(xù)性，在阿瓦提斷陷中下寒武統(tǒng)和上寒武—下奧陶統(tǒng)地震剖面上分別識別出5種地震相單元。

（2）地震相與沉積相分析結(jié)果表明，研究區(qū)中寒武世主要發(fā)育臺盆相，斜坡相，局限臺地相，蒸發(fā)臺地相，瀉湖相5種主要沉積相；晚寒武世至早奧陶世主要發(fā)育淺水臺地相，開闊臺地相，上斜坡相和下斜坡相，其中在臺內(nèi)坡折和臺緣坡折帶都發(fā)育礁灘相。

（3）該區(qū)寒武紀(jì)—早奧陶世總體上經(jīng)歷了早寒武世早期的海進(jìn)—中寒武世的海退—晚寒武世至早奧陶世的海進(jìn)這一沉積演化過程，從而導(dǎo)致沉積相帶的遷移，但整體沉積格局不變。

（4）下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖臺地內(nèi)識別出2個(gè)坡折帶以及4個(gè)可能的礁灘相帶，對研究區(qū)尋找灘相儲層具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]陳國俊,薛蓮花,王琪，等.新疆阿克蘇—巴楚地區(qū)寒武—奧陶紀(jì)海平面變化與旋回層序的形成[J].沉積學(xué)報(bào),1999,17(2):192-197.

[2]林暢松,楊海軍,劉景彥，等.塔里木早古生代原盆地古隆起地貌和古地理格局與地層圈閉發(fā)育分布[J].石油與天然氣地質(zhì)，2008，29(2):189-197.

Research on Seismic and Sedimentary Facies of Cambrian-Lower Ordovician in Await Downfaulted Basin and Vicinity

TANG Jinhu1XIONG Hui1XIONG Cui1LI Fengxun1LIU Lili2
(1.Henan Petroleum Exlporation and Development Institute,SINOPEC，Nanyang 473132；2.Henan Petroleum Survey and Design Institute,SINOPEC，Nanyang 473132)

Utilizing seismic stratigraphy,principles and methods of sedimentology,based on outcrop,well data and seismic data,a variety of seismic facies units of Cambrian Series-Lower Ordovician Series are identified according to reflection shapes,reflection configuration,continuity,amplitude and frequency of the seismic reflection in await downfaulted basin and vicinity.On the basis of response relationship of sedimentary facies and seismic facies by lithic facies and sedimentary facies are interpreted from seismic data.Slope,evaporative platform,open platform,lagoon with the others from cambrian period-Lower Ordovician are identified.At the same time,two slope-break zones and four reef flat facies zones of Lower Ordovician Series are identified in carbonate platform,it will have important directive significance to look for reef flat reservoir.

await downfaulted basin；seismic facies；sedimentary facies；slope；Cambrian system

TE122

A

1673-1980（2012）01-0030-06

2011-07-21

湯金虎（1983－），男，湖北廣水人，助理工程師，研究方向?yàn)槭涂碧健?/p>