準噶爾盆地車排子凸起白堊系吐谷魯群底部沉積及不整合特征

朱 峰，蔣清山，鄭 兵，楊雪松

（1．中國石化石油工程地球物理公司西南分公司，四川德陽618000；2．陜西延長石油（集團）有限責(zé)任公司研究院；3．中國石化西北油田分公司）

車排子凸起位于準噶爾盆地西北緣，屬于準噶爾盆地西部隆起的次一級正向構(gòu)造單元，面積約10 800 km2，南鄰四棵樹凹陷，東以紅－車斷裂帶與昌吉凹陷以及中拐凸起相接，是海西晚期形成且長期繼承性發(fā)育的古凸起，凸起上大部分地區(qū)缺失二疊系、三疊系、侏羅系。白堊系、古近系、新近系地層超覆沉積在石炭系基巖之上［1－2］。該凸起平面上呈不規(guī)則三角形，主體走向NW至EW 向，整體是一個東南傾、西北抬的單斜，具不均衡隆升的特點，其西北部的加依爾山前隆起最高，向東、南及東南方向隆起幅度逐漸降低，其東南角至奎屯－安集海一帶逐漸隱伏消失。該地區(qū)具有多油源、多期次、多層系、多類型、多油品的成藏特點，具備形成復(fù)式油氣聚集帶和規(guī)模油氣田的有利條件，其油氣藏類型主要為地層－巖性和巖性油氣藏［3］。在新近系沙灣組喜獲高產(chǎn)工業(yè)油流之后，又在白堊系獲工業(yè)油流，展示了良好的勘探潛力［4－5］。

本文以高精度地震學(xué)、地震沉積學(xué)、沉積學(xué)等理論為指導(dǎo)，充分利用工區(qū)內(nèi)精細解釋的地震剖面、錄井、測井、巖心等資料，描述研究區(qū)吐谷魯群底部的沉積特征和不整合特征［6－7］，旨在為整個準噶爾盆地西北緣吐谷魯群底部的不整合識別提供重要依據(jù)，同時為車排子地區(qū)下白堊統(tǒng)隱蔽油氣藏的勘探開發(fā)提供科學(xué)的地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域沉積構(gòu)造背景

石炭紀中世－二疊紀早世的海西晚期，由于哈薩克斯坦板塊和準噶爾板塊碰撞［8］，準噶爾盆地西北緣成為弧后盆地的一部分，包括車排子凸起在內(nèi)的西部隆起形成并強烈抬升，到二疊紀晚世，西部隆起主體部位仍露出水面遭受剝蝕，主體高部位車排子凸起未接受沉積；三疊紀印支運動使準噶爾盆地西北緣構(gòu)造運動頻繁，發(fā)育不整合，車排子凸起仍未接受沉積。

中侏羅世末期的燕山Ⅰ幕構(gòu)造運動使盆地中部隆起開始發(fā)育；侏羅紀末的燕山Ⅱ幕是盆地中、新生代構(gòu)造運動最劇烈的一次，盆地東南緣博格達山隆升成山，中部形成了中央隆起和陸梁隆起，并向東、西兩個方向分別延伸至克拉美麗山和車排子隆起，造成了侏羅系與白堊系之間明顯的區(qū)域性角度不整合［9］；早白堊世的燕山Ⅲ幕構(gòu)造運動活動不太劇烈；晚白堊世燕山Ⅳ幕開始，盆地基底發(fā)生南降北升的區(qū)域性掀斜作用，形成了區(qū)域性的楔形體。

因此，控制白堊系沉積的構(gòu)造運動主要是侏羅紀末的燕山Ⅱ幕，對車排子地區(qū)白堊系沉積的影響主要表現(xiàn)在兩方面：一是最終形成石炭系與白堊系間的角度不整合；二是車排子凸起石炭系剝蝕區(qū)古地貌對白堊系沉積的控制，剝蝕區(qū)位于西邊，物源來自西部。

白堊系直接角度不整合于石炭系之上，是海西晚期、印支及燕山運動綜合疊加影響的結(jié)果，但最終在燕山期定型。車排子凸起整體為不規(guī)則三角形凸起，主體走向為北西－南東向，形成于海西晚期，具有長期繼承性發(fā)育和不均衡隆升特點。沉積地層?xùn)|南厚，西北薄，為典型的楔形沉積特征。在研究區(qū)西部凸起處，侏羅系因剝蝕而缺失。車排子凸起是準噶爾盆地油氣最為富集的地區(qū)之一，它緊鄰沙灣凹陷和四棵樹凹陷兩大生烴中心，油源條件充足［10］，主力油層為侏羅系八道灣組，白堊系吐谷魯群和新近系沙灣組。下白堊統(tǒng)吐谷魯群不整合或假整合于侏羅系或更老的地層之上，為一套以泥質(zhì)為主的湖相沉積［11］。

2 吐谷魯群底部沉積特征

2．1 沉積模式

早白堊世的車排子地區(qū)總體處于相對穩(wěn)定和緩慢下沉、湖面不斷上升階段，湖面上升與供屑速率保持平衡，因而始終處于淺水環(huán)境。在吐谷魯期，曲流河入湖形成三角洲沉積，沉積物具有顆粒細、分選性和磨圓度好的特點，顯示其經(jīng)過較長距離的搬運［5］。根據(jù)基準面（湖平面）變化，準噶爾盆地車排子凸起下白堊統(tǒng)吐谷魯群底部沉積期，基準面（湖平面）位于湖盆坡折面以下時期，殘留沖積扇扇面河道充填，可歸為低水位沖積扇沉積模式。

圖1 吐谷魯群底部沉積模式

準噶爾盆地車排子凸起下白堊統(tǒng)吐谷魯群底部主要發(fā)育沖積扇沉積體系，物源主要來自研究區(qū)西北的扎伊爾山及下伏近源剝蝕的石炭系火山巖，東南方向為湖盆，研究區(qū)西南部、東北部和中部地勢較低，整個研究區(qū)為沖積扇根部，沉積物粒度粗（以礫巖為主），主要為扇面河道充填沉積（圖1）。吐谷魯群底部沉積相組合中未見大套厚層泥巖，偶夾重力流沉積的前三角洲成因相，因此這些沉積物形成時的水位不太深，主要是三角洲前緣相的產(chǎn)物，缺少前三角洲相沉積。由此說明研究區(qū)內(nèi)沉積物主要形成于淺水環(huán)境，也即是淺水三角洲沉積體系的產(chǎn)物。沖積扇沉積主要發(fā)育在研究區(qū)的北部，由于地形高差較大，來自北西方向的物源在車排子凸起北部地區(qū)形成了辮狀河沖積扇。以扇緣沉積為主，扇中部分被剝蝕無殘存或不發(fā)育。在扇緣部位辮狀水道沉積占優(yōu)勢，巖性粗，以砂礫巖和含礫砂巖為主，砂體具正韻律，發(fā)育交錯層理、塊狀層理，單層厚度大，說明在南部相對平緩的地形上形成濱淺湖沉積；在靠近山前的地形陡坡地帶，沖積扇進入這種弱水動力環(huán)境，粗粒物質(zhì)基本不經(jīng)改造而得以沉積下來。在碎屑物質(zhì)來源不足的情況下，細粒的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖又得以沉積，從而形成多套粗細突變組合。在平面上，沖積扇呈扇狀展布，順其流向巖性有變細的趨勢。在沿物源方向的剖面上沖積扇一般呈前積式楔形體。

2．2 巖石地層組合

準噶爾盆地南緣和西北緣下白堊統(tǒng)吐谷魯群為陸相砂泥巖沉積，底部為砂礫巖。吐谷魯群從下到上可分為清水河組、呼圖壁組、勝金口組、連木沁組［6］，鉆井揭示包括車排子凸起在內(nèi)的西北緣可能缺失底部清水河組。

車排子凸起白堊系僅保留了下統(tǒng)吐谷魯群，巖心觀察顯示其為一套沖積扇－扇三角洲－湖泊沉積體系的砂泥巖沉積。吐谷魯群底部大部分地區(qū)為一套黑灰色、綠灰色角礫巖，為沖積扇沉積，向東演變?yōu)樯热侵蕹练e，沖積扇－扇三角洲在研究區(qū)平面上分布穩(wěn)定，可進行橫向?qū)Ρ取Ｖ猩喜恐饕獮榛揖G色、灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與粉砂巖、細砂巖互層，可見水平層理、平行層理，為前扇三角洲－半深湖沉積體系，往盆地邊緣方向厚度變薄（上部剝蝕）；中部為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾灰色粉砂巖及灰綠色細砂巖；下部為灰綠色水平層理泥巖、砂質(zhì)泥巖，灰色水平、平行層理細砂巖，波狀、槽狀交錯層理中－粗粒砂巖細砂巖，底部為底礫巖層。底礫巖為灰綠色中－細礫，下粗上細，局部含粗礫。底部礫石層成層性好，分選性、磨圓度差，砂、泥、礫均可見，礫石較粗。

2．3 巖心觀察

吐谷魯群底部為扇面河道填平補齊沉積，為近源沖積扇扇面河道充填。巖性主要為黑灰色角礫巖、礫巖，礫石成分主要為火成巖角礫（英安巖、凝灰?guī)r流紋巖、玄武巖等下伏石炭系角礫）、泥礫及少量砂礫；礫巖厚度大，單層厚度可達68 m；礫石大小混雜、分選差、次棱角－次圓狀，礫徑最大15 mm，一般3 mm±；填隙物以中－粗砂巖、泥質(zhì)為主，較疏松；局部礫石呈順層分布。

3 吐谷魯群底部不整合特征

在侏羅紀末的燕山Ⅱ幕構(gòu)造運動最終定型的車排子凸起，鉆井揭示主要為下石炭統(tǒng)包谷圖組凝灰?guī)r剝蝕區(qū)，其上被下白堊統(tǒng)吐谷魯群逐層超覆。沉積特征可概括為，在吐谷魯群近源沖積扇角礫巖沖積層填平補齊的基礎(chǔ)上，發(fā)育吐谷魯群沖積扇－湖泊沉積體系。

3．1 地震特征

車排子地區(qū)下石炭統(tǒng)包谷圖組與下白堊統(tǒng)吐谷魯群的角度不整合在地震剖面表現(xiàn)明顯，界面之下為包谷圖組凝灰?guī)r，界面之上為吐谷魯群灰色角礫巖及泥巖、砂巖。地震剖面上為連續(xù)的強反射，界面呈凹凸不平連續(xù)分布，上覆可見明顯的深下切充填現(xiàn)象，說明白堊系地層與下覆地層呈角度不整合接觸，基底曾遭受長期的構(gòu)造變形和抬升，該界面區(qū)域上極易追蹤對比（圖2）。

圖2 吐谷魯群底部不整合界面區(qū)域特征

在車排子凸起西北方向坡折帶以下向盆地方向，發(fā)育S型前積反射結(jié)構(gòu)，主要由許多相互平行的傾斜反射層組成，下傾方向下超于白堊系底界面之上，對應(yīng)中強振幅、中－高頻、連續(xù)－較連續(xù)反射，主要反映水進型扇三角洲扇中沉積環(huán)境，巖性以灰白色、灰綠色含礫砂巖、中粗砂巖、粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主；由一系列空白－中弱振幅、中頻斷續(xù)－較連續(xù)反射軸組成的楔形反射結(jié)構(gòu)，厚度向盆地中央變薄，剖面形態(tài)呈楔狀，該類型地震反射特征在吐谷魯群底部最為常見，主要發(fā)育在車排子凸起西北方向坡折帶以上向陸方向，與前積地震相相伴生，對應(yīng)水進型扇三角洲扇根或扇中區(qū)域。巖性以灰綠色巨厚砂礫巖、中粗砂巖、粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主［12－13］。

地震剖面上指示邊界反射終止關(guān)系的類型主要有上超、下超和削截，其中上超和削截特征較為明顯，主要表現(xiàn)為強反射，界面之上為上超，之下為削截或頂超，底界面為一區(qū)域性超覆不整合界面，其上部反射同相軸均沿此上超面從工區(qū)的東南部向西北方向上尖滅，有一套強反射波組，界面之下可見削截現(xiàn)象，地震反射雜亂，表現(xiàn)為中振幅、差連續(xù)、低頻特征，反映了石炭系基底火山巖沉積；界面之上地震反射特征主要為中振幅、中－差連續(xù)、低頻，反映了吐谷魯群底部沖積扇扇面河道充填沉積，屬石炭系基底剝蝕區(qū)在白堊系早期填平補齊沉積；地震反射結(jié)構(gòu)在剖面顯示上凸丘形特征，主要發(fā)育在車排子凸起東北方向緩坡帶上，反映水進型扇三角洲辮狀水道充填沉積特點（圖3）。

圖3 不整合界面的地震相特征

3．2 測井特征

在測井響應(yīng)方面，界面以上GR、AC曲線多為齒化箱型、鐘形；界面以下GR、AC曲線均無明顯變化。界面之上GR和AC曲線均為低中值，一般呈鐘形、箱形組合，而界面之下則以漏斗型組合為特征，其曲線幅度多呈突變關(guān)系。該界面在鉆井上為巖性巖相突變面，界面處自然伽馬呈齒狀，自然電位平直但局部呈小幅度負異常，從界面之下到之上，聲波時差數(shù)值呈明顯上升臺階，深、中感應(yīng)迅速抬升至高值并形成明顯臺階，較易識別。

4 結(jié)束語

車排子凸起下白堊統(tǒng)吐谷魯群超覆（角度不整合）沉積于石炭系下統(tǒng)基巖之上，是一個向東南傾斜的單斜，具有南東厚、北西薄的楔狀體特征，發(fā)育沖積扇－扇三角洲－湖泊沉積體系，物源主要來自準噶爾盆地西北緣。

該角度不整合面為車排子地區(qū)重要的界面，其意義重大：首先，界面上下的關(guān)系及沉積間斷所代表的地質(zhì)意義，對構(gòu)造和沉積有明顯的影響，需要開展更深入更廣泛的區(qū)域研究；再者，研究區(qū)內(nèi)的不整合面是否作為油氣運移通道，是否溝通烴源巖－儲層或儲層－儲層，值得進一步探討。其研究成果，有利于成藏體系的基礎(chǔ)研究，進而指導(dǎo)油氣勘探和開發(fā)。

［1］赫俊民．車排子地區(qū)巖性油藏地震描述方法研究［D］．山東青島：中國海洋大學(xué)，2008．

［2］陶麟．準噶爾盆地西北緣車排子地區(qū)新近系陸相紅層研究及其地質(zhì)意義［D］．山東東營：中國石油大學(xué)，2010．

［3］宋傳春．準噶爾盆地車排子地區(qū)“三多”成藏特征分析［J］．石油地球物理，2007，5（5）：47－49．

［4］蔡忠賢，陳發(fā)景，賈振遠．準噶爾盆地的類型和構(gòu)造演化［J］．地學(xué)前緣，2000，7（4）：431－440．

［5］尹路，潘建國，陳永波，等．準噶爾盆地卡因迪克地區(qū)侏羅系沉積特征研究［J］．石油地質(zhì)與工程，2009，23（3）：13－15．

［6］姜勇彪，劉帥，巫建華，等．新疆準噶爾盆地西北緣吐谷魯群沉積體系分析［J］．鈾礦地質(zhì)，2008，24（1）：17－23．

［7］何登發(fā)．不整合面的結(jié)構(gòu)與油氣聚集［J］．石油勘探與開發(fā)，2007，34（2）：142－149．

［8］耿春雁，陳布科．準噶爾盆地西北緣二疊系烏爾禾組隱蔽圈閉［J］．成都理工學(xué)院學(xué)報，2002，29（2）：168－172．

［9］洪太元．準噶爾盆地腹部白堊系底部不整合特征及其控油作用研究［D］．北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2006．

［10］劉洛夫，孟江輝，王維斌，等．準噶爾盆地西北緣車排子凸起上、下層系原油的地球化學(xué)特征差異及其意義［J］．吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2011，41（2）：377－390．

［11］王紅亮，鄧宏文，孫德軍．準噶爾盆地南緣層序地層特征與有利含氣區(qū)帶預(yù)測［J］．石油實驗地質(zhì)，2000，22（4）：336－340．

［12］楊勇，陳世悅．準噶爾盆地南緣雀兒溝剖面白堊系地層特征及沉積環(huán)境［J］．油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（3）：34－37．

［13］張明．車排子地區(qū)地震沉積學(xué)研究［D］．山東青島：中國海洋大學(xué)，2012．