塔河西南部地區(qū)志留系沉積體系分析?

劉歡，孫容艷 （成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都610059）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

塔河地區(qū)構(gòu)造位置主體位于塔里木盆地塔北隆起區(qū)沙雅隆起中段阿克庫勒凸起，西鄰哈拉哈塘凹陷，東部毗鄰草湖凹陷，北部是雅克拉斷凸，南接滿加爾坳陷以及順托果勒隆起，其中塔河西南部地區(qū)位于阿克庫勒凸起南部斜坡向滿加爾坳陷的過渡帶［1-3］。塔河西南部地區(qū)地層在志留系發(fā)育的殘缺不全，主要發(fā)育在北部坳陷內(nèi)，向凸起上超覆，志留系地層的巖性主要是濱岸海相的碎屑巖，東部地區(qū)厚度最大，一般達(dá)到2000m。塔河地區(qū)志留系地層由南東向北西方向逐層超覆減薄至尖滅，其頂部向凸起剝蝕減薄至尖滅。塔河西南部地區(qū)志留系地層由老至新依次發(fā)育柯坪塔格組 （O3-S1k）、塔塔埃爾塔格組（S1t），但依木干他烏組 （S2y）和克茲爾塔格組 （S3-D2k）地層缺失。其中柯坪塔格組分為3個巖性段：下段 （S1k1）為粉砂巖；中段 （S1k2）為泥巖；上段 （S1k3）主要為瀝青砂巖。在縱向上呈現(xiàn)出粗-細(xì)-粗的沉積序列。

2 沉積體系類型及特征

在前人研究成果的基礎(chǔ)上［4-8］，根據(jù)區(qū)域的地質(zhì)沉降作用及沉積格局等沉積體系的劃分標(biāo)志，從研究區(qū)的巖心成因特征的精細(xì)解析出發(fā)，以沉積體系的內(nèi)部構(gòu)成和沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，通過對研究區(qū)的鉆井巖心的觀察和描述，結(jié)合地震沉積響應(yīng)的綜合分析，認(rèn)為塔河西南部地區(qū)志留系總體上為潮坪及淺海陸棚2大沉積體系。

2.1 潮坪

潮坪發(fā)育在具備明顯的潮汐周期 （潮差大于2m）而無強(qiáng)烈風(fēng)浪作用的平緩傾斜的海岸地區(qū)，如位于障壁島的內(nèi)側(cè)瀉湖沿岸［9］。塔河地區(qū)的潮坪在橫向上發(fā)育于塔北古隆起的障壁島內(nèi)側(cè)，縱向上發(fā)育在下志留統(tǒng)的柯坪塔格組下段和上段以及塔塔埃爾塔格組下段和上段［10］，具體劃分為高潮坪 （泥坪）、中潮坪 （混合坪）、低潮坪 （砂坪）以及潮道4個沉積微相。

1）高潮坪 （泥坪） 高潮坪位于平均高潮線上，是一個低能環(huán)境，主要發(fā)育在下志留統(tǒng)的柯坪塔格組下段以及塔塔埃爾塔格組下段。主要沉積物為灰色或棕灰色的泥巖，夾碳質(zhì)泥頁巖或者薄煤層，斷斷續(xù)續(xù)的發(fā)育著水平層理，其由于受到生物擾動作用以及植物根系的發(fā)育而受到強(qiáng)烈破壞，一般呈現(xiàn)出塊狀形態(tài)。自然伽馬曲線呈現(xiàn)出中到高值，自然電位出現(xiàn)正異常，電阻率曲線呈現(xiàn)低值，均呈微幅度齒狀 （見圖1）。

2）中潮坪 （混合坪） 中潮坪位于平均高潮線與平均低潮線之間，是潮坪的主要構(gòu)成部分，在研究區(qū)下志留統(tǒng)柯坪塔格組下段及塔塔埃爾塔格組下段均較為發(fā)育。中潮坪發(fā)育的地區(qū)潮流以及波浪的作用較為微弱，呈現(xiàn)出細(xì)砂巖和粉砂巖與泥巖不等厚互層的巖性特征，砂巖的成分主要是巖屑砂巖，其次為巖屑石英砂巖。一般發(fā)育潮汐層理 （脈狀層理、透鏡狀層理）、可見斜層理、平行層理、砂紋層理；碟狀構(gòu)造、底沖刷、泥裂、波痕、同生變形構(gòu)造；蟲孔 （蟲跡）等生物擾動現(xiàn)象，偶見瓣鰓、角石、腕足等生物化石 （見圖2）。自然伽馬呈現(xiàn)中到高值，自然電位曲線出現(xiàn)正異常，波動幅度較小 （見圖3）。地震相響應(yīng)類型如下：一種呈亞平行、中連續(xù)、中到高能量、中或低頻，分布范圍較為廣泛；另一種呈亞平行至波狀、低連續(xù)、中到低能量、中或者低頻，一般只局限于小部分地區(qū)，即海岸水體相對逐漸變淺的地區(qū) （見圖4）。

圖1 TP2井志留系高潮坪 （泥坪）測井曲線特征圖

圖2 塔河地區(qū)志留系中潮坪生物構(gòu)造特征圖

圖3 S115-2井志留系中潮坪 （混合坪）測井曲線特征

圖4 塔河地區(qū)志留系中潮坪 （混合坪）沉積地震相特征圖

3）低潮坪 （砂坪） 低潮坪處于平均低潮面到浪基面之間，由于長期遭受潮汐等水動力作用，發(fā)生沉積的環(huán)境能量強(qiáng)，主要造成砂質(zhì)沉積，潮下帶潮道較發(fā)育。研究區(qū)中潮下帶主要出現(xiàn)于柯坪塔格組的上段、塔塔埃爾塔格組的中部，主要為中-細(xì)粒巖屑砂巖，發(fā)育平行層理、沙紋層理、波痕及同生變形構(gòu)造 （見圖5）。自然伽馬曲線為中到低值，呈現(xiàn)齒化箱形，自然電位曲線形態(tài)也為齒化箱形，電阻率曲線波動幅度相對較大 （見圖6）。地震相響應(yīng)類型如下：一種呈弱平行、高能量和高連續(xù)；另一種呈亞平行-波狀、低能量、中連續(xù)和中等頻率 （見圖7）。

圖5 塔河地區(qū)志留系低潮坪沉積構(gòu)造特征圖

圖6 TP18井志留系低潮坪 （砂坪）測井曲線特征圖

4）潮道 潮道是潮坪內(nèi)的潮汐通道，主要散布在潮間帶和潮下帶，沉積能量最強(qiáng)。在研究區(qū)的柯坪塔格組下段及上段、塔塔埃爾塔格組的上段均有發(fā)育。潮道微相的巖性較粗，多為細(xì)-中粒砂巖、中-粗粒巖屑砂巖及礫巖。礫巖中的礫石成分主要為泥礫和砂巖礫，偶見灰?guī)r礫。砂巖的單層厚度一般不大?？梢姷讻_刷面，沖刷面上可見有滯留的泥礫。

2.2 淺海陸棚

受海侵影響，研究區(qū)志留系淺海陸棚廣泛發(fā)育在柯坪塔格組中段，主要發(fā)育陸棚泥微相，偶見砂壩微相 （見圖8）。

圖7 志留系低潮坪 （砂坪）沉積地震相特征圖

圖8 S114-1井志留系淺海陸棚測井曲線特征圖

陸棚泥主要由灰綠色泥巖夾薄層的灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖以及粉砂巖組成，可見筆石、小型腕足、小型角石及炭屑等較深水生物化石 （見圖9）。淺海陸棚地震相表現(xiàn)為平行-亞平行、中連續(xù)、低頻弱振幅，反映了一種水體相對較深、平穩(wěn)且相對低能的沉積環(huán)境 （見圖10）。

圖9 塔河地區(qū)志留系柯坪塔格組中段 （S1k2）淺海陸棚生物化石組合

3 結(jié)論

（1）塔河西南部地區(qū)志留系巖性主要為砂泥互層沉積，砂巖以細(xì)砂、粉砂和泥質(zhì)粉砂為主，泥質(zhì)多呈條帶狀，沖刷面附近多為扁平狀泥礫；沉積構(gòu)造主要為砂紋層理，發(fā)育韻律層理，可見豐富的生物擾動及蟲孔構(gòu)造和壓實(shí)產(chǎn)生的火焰狀構(gòu)造。

（2）受志留紀(jì)古地貌控制，塔里木盆地柯坪-巴楚-塔中及塔北等古地貌高部位除柯坪塔格組中段為海侵期淺海陸棚沉積外，在垂向上重復(fù)發(fā)育潮坪微相，其中柯坪塔格組下段主要發(fā)育為潮間帶沉積；柯坪塔格組上段為潮下帶沉積，砂質(zhì)含量高；塔塔埃爾塔格組下部主要為潮間帶沉積；上部主要為潮下帶沉積。

圖10 塔河地區(qū)志留系柯坪塔格組中段 （S1k2）淺海陸棚地震相特征圖

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