準噶爾盆地南緣西段中上組合層序地層分析

姜 雪，程 欣 （長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100）

黃 震 （防災(zāi)科技學院災(zāi)害信息工程系，北京 101601）

四棵樹凹陷位于準噶爾盆地南緣西段，南以托斯臺前緣斷裂和巴音溝斷裂為界，東北部以北北西走向的艾卡斷裂與車排子凸起相隔，西北部與甘家湖凸起呈過渡關(guān)系，總體走向北西西－南東東，面積約6400km2。構(gòu)造上屬準噶爾盆地一部分，即北天山山前坳陷帶西段的次級負向構(gòu)造單元。四棵樹凹陷具有前寒武系結(jié)晶基底及古生界基底雙層基底特征，是典型的疊合盆地[1]。古近系自下而上發(fā)育紫泥泉子組 （E1－2z）、安集海河組 （E2－3a），新近系則發(fā)育沙灣組 （N1s）、塔西河組 （N1t）、獨山子組 （N2d）。下面筆者主要研究E1－2z和N1s層序地層特征。

1 層序界面類型

1.1 不整合面

研究區(qū)E1－2z和N1s頂、底界面對應(yīng)區(qū)域性角度不整合，上超、削截特征明顯；如新近系沙灣組一段 （N1s1）底界面SB5，其上上超反射終止明顯，在地震剖面上表現(xiàn)為一較強振幅、連續(xù)的波峰反射（見圖1）。E2－3a的底面為一個區(qū)域不整合面，在地震剖面上表現(xiàn)為一較強振幅的波峰反射，不整合面以下E1－2z頂部削截不整合接觸關(guān)系清楚[2]（見圖2）。

圖1 N1s1地震反射界面之上上超反射終止（A9126測線）

圖2 E2－3a地震反射界面之下削截反射終止（A8506測線）

1.2 最大湖泛面

是劃分層序內(nèi)部基準面上升半旋回和基準面下降半旋回分界的關(guān)鍵界面。研究區(qū)古近系－新近系存在4個較明顯的湖泛面，如西5井的最大湖泛面Mfs1（見圖3）。最大湖泛面處巖石顏色多以還原環(huán)境下深灰、灰綠等深色調(diào)為主，巖性多為泥巖。在測井曲線上，最大洪泛面之上自然伽瑪值由低到高變化，自然電位異常幅度由大變小，最大洪泛面之下情況則正好相反。

圖3 最大湖泛面Mfs1鉆測井響應(yīng)特征 （西5井）

1.3 沖刷侵蝕面

是由于較強的區(qū)域構(gòu)造運動，或基準面較大幅度下降到較低位置而形成的。其上可見底礫巖，界面位于巖相類型或相組合在垂向剖面上的轉(zhuǎn)換位置，層序界面之上，地層巖性的規(guī)律性變化，如砂巖單層厚度向上變??；層序界面之下則表現(xiàn)為相反的地層巖性分布規(guī)律。在測井曲線上，層序界面位于大型漏斗形曲線的頂部，界面處曲線異常跳躍明顯。如卡9井SB6層序界面即為沖刷面 （見圖4）。

圖4 SB6層序界面之上沖刷侵蝕不整合面鉆測井響應(yīng)特征 （卡9井）

2 層序地層格架

通過上述分析，結(jié)合區(qū)域地震、鉆井層序?qū)Ρ?，將E1－2z和N1s各劃分出1個長期旋回層序，分別為ELSC1和NLSC1，其中ELSC1長期旋回層序有3個中期旋回，自下而上分別為EMSC1、EMSC2、EMSC3；而NLSC1長期旋回層序自下而上由NMSC1、NMSC2、NMSC3三個中期旋回層序組成，層序界面自下而上為SB1至SB8。

2.1 長期基準面旋回

1）長期旋回ELSC1層序?qū)Ρ雀窦?長期旋回ELSC1基本對應(yīng)E1－2z。E1－2z沉積時期，整體上的氣候背景以溫暖潮濕為主，但期間存在間歇性的干旱時段，加之此時古地形梯度較小，湖泊水體淺，區(qū)域大部表現(xiàn)為氧化環(huán)境，局部時段由于氣候干旱而出現(xiàn)鈣質(zhì)結(jié)核層，沉積供應(yīng)速率逐漸增加，A／S從大于1逐漸變化到小于1，整個長期旋回層序表現(xiàn)為弱進積－退積－加積－弱進積的地層疊加樣式。

2）長期旋回NLSC1層序?qū)Ρ雀窦?對應(yīng)于新近系N1s沉積時期，氣候干旱，降水的補給整體上表現(xiàn)為幕式間歇性的特點，而且凹陷內(nèi)大范圍供水過程較為短暫，表現(xiàn)為近源暫時性河流，發(fā)育以河流侵蝕作用所帶來的前期沉積巖為物源的河流、三角洲及濱淺湖相。此時期古地形梯度小，地形較為平緩，盆淺湖擴，沉積物整體以氧化色調(diào)為主，湖泊區(qū)地表徑流補給不足地區(qū)廣泛發(fā)育蒸發(fā)巖沉積，而在盆地北部邊緣地表徑流補給充分地區(qū)主要發(fā)育以淡水三角洲為主的沉積。在這種氣候背景條件下，造成整個長期基準面旋回層序呈現(xiàn)出弱進積－強進積－退積－加積－弱進積的沉積作用特點[3－4]。

2.2 中期基準面旋回

1）EMSC1中期旋回層序?qū)Ρ雀窦?對應(yīng)于E1－2z下段，底部與下伏白堊系呈角度不整合接觸關(guān)系。該層序地層在研究區(qū)分布范圍極其有限。基準面上升半旋回不發(fā)育，以下降半旋回為主，旋回不對稱性明顯。剖面上向上逐漸形成了一套由砂泥巖互層的沉積序列，沉積相由濱淺湖砂泥坪向泥坪轉(zhuǎn)變。

2）EMSC2中期旋回層序?qū)Ρ雀窦?對應(yīng)于E1－2z中段，頂部與上覆地層呈角度不整合接觸關(guān)系。研究區(qū)內(nèi)分布范圍較EMSC1略有擴大，西5井、西湖1井和獨山1井可見本層序旋回。基準面上升半旋回較EMSC1增厚，但仍小于下降半旋回。沉積方式顯示出由西5井～西湖1井退積－加積的三角洲前緣水下分流河道－河口砂壩沉積。

3）EMSC3中期旋回層序?qū)Ρ雀窦?對應(yīng)于E1－2z上段，頂部與上覆地層呈角度不整合接觸關(guān)系。在研究區(qū)內(nèi)廣泛分布。研究工區(qū)內(nèi)基準面下降半旋回厚度明顯大于上升半旋回厚度。發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體，沉積方式顯示出由盆地邊緣向中心卡9井～四參1井，卡北1井～卡7井、西4～西參2井方向進積－退積－加積－進積的三角洲平原分支河道－三角洲前緣水下分流河道－河口壩沉積。

4）NMSC1中期旋回層序?qū)Ρ雀窦?該中期旋回位于N1s下段，與下伏地層呈角度不整合接觸關(guān)系。在研究區(qū)分布于西湖背斜和獨山子背斜處，卡因迪克地區(qū)缺失該段旋回層序地層。研究工區(qū)內(nèi)基準面下降半旋回厚度與上升半旋回厚度相等，旋回對稱性明顯。在垂直于物源剖面 （獨2井～四參1井剖面）上，從東南至西北發(fā)育了辮狀河沉積、辮狀河三角洲沉積，以三角洲前緣中的水下分流河道砂體、河口壩砂體最為發(fā)育。順物源方向 （卡北1井～西5井剖面），從北東至西南發(fā)育辮狀河～辮狀河三角洲沉積。整體表現(xiàn)為水下分流河道發(fā)育，辮狀河三角洲河道砂體與平原相褐色泥巖交互沉積。盆地邊緣向中心獨2井～獨深1井、西4井－西參2井疊層疊置樣式表現(xiàn)出加積－弱進積疊加。

5）NMSC2中期旋回層序?qū)Ρ雀窦?對應(yīng)于N1s中段，與下伏地層呈角度不整合接觸關(guān)系。研究區(qū)內(nèi)該段層序地層廣泛分布，卡因迪克背斜、西湖背斜、獨山子背斜均可見本層序旋回?；鶞拭嫘匾韵陆蛋胄貫橹鳎仙胄睾拖陆蛋胄夭粚ΨQ性明顯。垂直物源方向 （獨2井～四參1井剖面），NMSC2層序旋回從東南至西北發(fā)育了湖泊－三角洲－河流相沉積，以三角洲前緣中的水下分流河道砂體、河口壩砂體最為發(fā)育，如卡10井、卡8井、卡6井、西5井、西4井等均可見水下分流河道砂體、河口壩砂體。獨山子地區(qū)巖性粒度粗，分選差，發(fā)育扇三角洲沉積體系。順物源方向 （卡北1井～西5井剖面），砂體主要為河流相中的河道砂體；三角洲平原的分流河道砂體；三角洲前緣的水下分流河道砂體、河口壩砂體，但砂體連通性較差，部分地區(qū) （如卡6井、卡8井、卡東1井）出現(xiàn)膏泥巖層。沉積方式從盆地邊緣到中心卡北1井～卡7井、獨2井～獨深1井呈現(xiàn)出退積－加積的濱淺湖砂泥坪－砂壩疊加樣式。

6）NMSC3中期旋回層序?qū)Ρ雀窦?對應(yīng)于N1s上段，與上覆地層呈角度不整合接觸。該中期旋回層序分布范圍和展布規(guī)律與NMSC2基本一致，卡因迪克背斜、西湖背斜、獨山子背斜均可見本層序旋回，厚度變化不大，厚度較NMSC2略薄，平均為150m?；鶞拭嫔仙胄嘏c下降半旋回厚度基本相等，表現(xiàn)出對稱性。垂直于物源方向剖面 （獨2井～四參1井剖面）上，與NMSC2旋回層序相比基本一樣，從東南至西北仍然發(fā)育湖泊～三角洲－河流相沉積，以三角洲前緣中的水下分流河道砂體、河口壩砂體最為發(fā)育。順物源方向 （西湖1井～卡北1井剖面），主要發(fā)育濱淺湖相膏泥巖沉積；而在地表徑流補充區(qū)域，造成湖水淡化，沉積物的充分供應(yīng)，發(fā)育三角洲沉積。盆地邊緣到中心沉積方式由濱淺湖相膏泥巖加積轉(zhuǎn)化為三角洲前緣河口壩－水下分流河道的進積沉積[5]。

3 結(jié) 論

（1）對四棵樹凹陷E1－2z和N1s進行高分辨率層序地層學研究，識別出2個長期旋回和6個中期旋回，具有區(qū)域等時對比意義。

（2）運用旋回等時對比法則對各井基準面旋回聯(lián)井對比分析得出，中期基準面旋回呈現(xiàn)出加積－進積的濱淺湖－三角洲前緣河口壩－水下分流河道堆積疊加、退積－加積濱淺湖砂泥坪及砂壩疊加樣式、進積－退積－加積－進積的三角洲平原分支河道－三角洲前緣水下分流河道－河口壩地層疊加樣式。

（3）各中期旋回內(nèi)部以較厚水下分流河道、河口壩砂體發(fā)育為特征，這些砂體與前三角洲泥巖呈指狀交叉可構(gòu)成良好的生儲蓋組合，易于尋找一些巖性油氣藏。

[1]孟元庫，施發(fā)劍，汪新文 .準噶爾盆地南緣四棵樹凹陷構(gòu)造變形特征分析 [J].寧波大學學報，2012，32（4）：615-624.

[2]鄧宏文，王洪亮，李熙喆 .層序地層基準面的識別、對比技術(shù)及應(yīng)用 [J].石油與天然氣地質(zhì)，1996，17（3）：177-184.

[3]李鳳杰，王多云，張慶龍.鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)延長組沉積相特征與層序地層分析 [J].沉積學報，2006，24（4）：549-554.

[4]楚美娟，郭正權(quán)，白嫦娥 .鄂爾多斯盆地延長組長8油層組沉積及其演化特征 [J].石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2012，34 （2）：13-19.

[5]莊新明 .準噶爾盆地四棵樹凹陷石油地質(zhì)特征及勘探方向 [J].新疆地質(zhì)，2006，24（4）：429-433.