麥蓋提斜坡上奧陶統(tǒng)良里塔格組的確認及意義

蔡習堯，趙麗娜，李慧莉，張智禮，成俊峰（.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京00083；.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊8300）

麥蓋提斜坡上奧陶統(tǒng)良里塔格組的確認及意義

蔡習堯1，趙麗娜2，李慧莉1，張智禮1，成俊峰2
（1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊830011）

對麥蓋提斜坡新鉆井奧陶系巖石地層、生物地層、測井地層及碳氧同位素地層進行深入分析，確認該區(qū)發(fā)育的上奧陶統(tǒng)良里塔格組與下伏中下奧陶統(tǒng)鷹山組、上覆下志留統(tǒng)依木干他烏組均呈不整合接觸。良里塔格組以灰色、黃灰色、棕灰色泥晶灰?guī)r、砂屑泥晶灰?guī)r、亮晶顆粒灰?guī)r為主，夾少量紫紅色灰質(zhì)泥巖，厚90~140 m，產(chǎn)牙形石Yaoxianognathus neimengguensis帶，取心段碳同位素值為0.3‰~0.9‰；與塔中地區(qū)井下及巴楚地區(qū)露頭區(qū)對比，缺失良里塔格組下部。麥蓋提斜坡奧陶系發(fā)育3套有利的儲蓋組合：以鷹山組風化殼巖溶型的顆?；?guī)r為儲集層、良里塔格組的泥晶灰?guī)r為蓋層構成的有利儲蓋組合；以良里塔格組礁灘體為儲集層、礁蓋泥晶灰?guī)r或桑塔木組泥巖為蓋層構成的良好儲蓋組合；以良里塔格組顆?；?guī)r為儲集層、下志留統(tǒng)泥巖為蓋層構成的較有利儲蓋組合。

塔里木盆地；麥蓋提斜坡；和田古隆起；良里塔格組；儲蓋組合；牙形石帶；同位素地層

麥蓋提斜坡位于塔里木盆地西南部，現(xiàn)今為一南傾的斜坡帶（圖1）。多數(shù)專家認為，受塔西南古隆起影響，麥蓋提及其以南地區(qū)為隆起區(qū)，其北為斜坡區(qū)，均缺失中、上奧陶統(tǒng)[1-5]。隨著油氣勘探的不斷深入，鉆遇奧陶系的井越來越多，有人指出良里塔格組可作為麥蓋提斜坡的一套較好的儲集體[6-7]。文獻［8］初步研究了奧陶系牙形石生物地層，為研究區(qū)發(fā)育良里塔格組提供了較可靠的依據(jù)。本文根據(jù)新鉆井資料，分析了麥蓋提斜坡奧陶系巖石地層、生物地層、測井地層、同位素地層與地震地層，進一步確認研究區(qū)不僅殘存上奧陶統(tǒng)良里塔格組，而且還勾畫出在麥蓋提斜東部良里塔格組的相變線，討論了和田古隆起的形成演化、加里東中期構造運動的范圍、晚奧陶世中期沉積相的展布以及油氣有利勘探區(qū)的分布。

1 良里塔格組的確認

塔中—巴楚地區(qū)鉆揭的良里塔格組厚250~450 m（如塔中45井、方1井等），可分為3個巖性段，自上而下為泥質(zhì)條帶灰?guī)r段、顆粒灰?guī)r段和含泥灰?guī)r段[9-10]。塔中南坡中2井和塔中北坡塔中88井揭示，發(fā)育齊全的良里塔格組可分為5段，即泥質(zhì)條帶灰?guī)r段、顆?；?guī)r段、含泥灰?guī)r段、藻（屑）灰?guī)r段和泥晶灰?guī)r段[11-12]。由于麥蓋提斜坡奧陶系大規(guī)模的油氣勘探開展較晚，基礎資料相對貧乏，只在西段的皮山北2井與東段的玉北9井能通過化石確認存在上奧陶統(tǒng)，前者晚奧陶世中期屬開闊臺地—臺緣斜坡相，在上奧陶統(tǒng)良里塔格組產(chǎn)牙形石Yaoxianognathus neimengguensis帶，后者則屬混積陸棚相，歸上奧陶統(tǒng)卻爾卻克組，產(chǎn)牙形石Baltoniodus alobatus帶。以皮山北2井為例，簡述麥蓋提斜坡西段奧陶系層序特征。

圖1 塔里木盆地麥蓋提斜坡構造位置

1.1 巖電特征

上覆地層：下志留統(tǒng)依木干他烏組灰色、棕色細砂巖夾褐色泥巖。

（1）良里塔格組分布井段6 891.0—6 982.0 m，巖性主要為灰色、黃灰色、棕灰色泥晶灰?guī)r、砂屑泥晶灰?guī)r、亮晶顆粒灰?guī)r，夾少量紫紅色灰質(zhì)泥巖；自然伽馬曲線槽狀夾尖齒狀，一般為15~45 API，自然電位曲線平穩(wěn)呈直線狀；電阻率曲線小齒—齒狀，上部地層電阻率較低，10~20 Ω·m，下部地層電阻率明顯升高，100~1 000 Ω·m.產(chǎn)豐富的牙形石（圖2）。

（2）鷹山組分布井段6 982.0—7 191.0 m（未穿）。巖性為灰色泥晶灰?guī)r、亮晶顆粒灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾泥晶白云巖及結晶白云巖。自然伽馬曲線上部微齒狀，下部小齒、齒狀夾尖齒狀，一般為8~22 API，與良里塔格組呈“坎值”突變；自然電位曲線平穩(wěn)呈直線狀；電阻率曲線呈鋸齒狀夾巨齒狀，一般為50~ 800 Ω·m.產(chǎn)較豐富的牙形石。

1.2 生物地層

在6 898.24－6 904.50 m井段，見牙形石7屬4種1相似種，可歸屬于Yaoxianognathus neimengguensis帶。主要分子有：Yaoxianognathus neimengguensis，Panderodus gracilis，Plectodina sp.，Belodina longxia?nensis，Phragmodus undatus，Aconitiodus sp.，Tasmanog?nathus cf.careyi等。Yaoxianognathus neimengguensis帶由安太庠建立于1990年，命名地點為陜西耀縣桃曲坡剖面，產(chǎn)于桃曲坡組下部，以帶化石首現(xiàn)為底，以Yaoxianognathus yaoxianensis首現(xiàn)為頂，約相當于北美中大陸區(qū)Belodina confluens帶上部到Oulo?dus robustus帶，并與中國南方寶塔組的Hamarodus europaeus帶上部和Protopanderodus insculptus帶下部以及華南區(qū)韓江組Climaeograptus spiniferus筆石帶相當[18]。在塔里木盆地塔北地區(qū)與塔中地區(qū)產(chǎn)于良里塔格組上部或桑塔木組中下部的灰?guī)r夾層中，在麥蓋提斜坡見于皮山北2井，這無疑擴大了該帶的地理分布范圍，并為地層劃分對比提供了可靠的依據(jù)。古生物研究者將其作為塔里木盆地奧陶系牙形石的第20個化石帶，其地質(zhì)時代為晚奧陶世艾家山期晚期，因此產(chǎn)化石的地層應歸屬上奧陶統(tǒng)良里塔格組。[13-17]

圖2 麥蓋提斜坡皮山北2井奧陶系綜合柱狀剖面

在7 184.60—7 190.01 m取心獲得牙形石5屬5種，歸屬于Serratonathus diversus-Paroistodus proteus組合帶。主要分子有：Paroistodus proteus，Scolopodus tari?mensis，Drepanodus arcuatus，D.spp.，Juanognathus vari?abilis，Darepanoistodus forceps等。其中，Paroistodus proteus見于歐洲、北美洲下奧陶統(tǒng)Tremadocian階上部至Floian階下部；在華南地區(qū)產(chǎn)于下奧陶統(tǒng)分鄉(xiāng)組或紅花園組—大灣組，華北地區(qū)則見于冶里組頂部—亮甲山組下部。在塔里木盆地柯坪地區(qū)和庫魯克塔格地區(qū)露頭以及塔北地區(qū)井下見于鷹山組下段，在麥蓋提斜坡6口探井的鷹山組下段產(chǎn)出。Scolopodus tari?mensis為典型的新疆地方性種，在柯坪地區(qū)和巴楚地區(qū)露頭及塔北、塔中、巴麥等地區(qū)井下廣泛見于鷹山組。文獻［19］在巴楚地區(qū)建立Serratognathusdiversus帶，在柯坪地區(qū)建立Paroistodus proteus帶。文獻［20］和文獻［21］分別在塔里木盆地西部與東北部露頭、塔北地區(qū)井下建立Paroistodus proteus帶。文獻［14］在塔里木盆地建立Serratognathus diversus/Paroistodus proteus帶，并將Scolopodus tarimensis作為該帶第二亞帶的帶化石。因此，該帶指示的地質(zhì)時代為早奧陶世晚期，產(chǎn)化石的地層應歸屬鷹山組。

1.3 同位素地層

塔里木盆地柯坪地區(qū)、庫魯克塔格地區(qū)、巴楚地區(qū)的奧陶系剖面以及塔中地區(qū)井下奧陶系碳氧同位素特征表明[22-24]，中下奧陶統(tǒng)鷹山組與蓬萊壩組的δ13C均為負值，中奧陶統(tǒng)一間房組δ13C在0左右，上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組與良里塔格組均為正值，在中、晚奧陶世之交，δ13C發(fā)生了一次重要的正偏移。

筆者測試了皮山北2井第3—第5筒巖心及奧陶系全井段的巖屑樣品的碳、氧同位素值，在有牙形石控制的良里塔格組取心段，δ13C為0.3‰~0.9‰，δ18O為-8.2‰~-5.5‰；鷹山組δ13C為-2.1‰~-1.2‰，δ18O為-6.8‰~-6.2‰（表1），其變化規(guī)律與地表露頭剖面及塔北地區(qū)和塔中地區(qū)井下地層十分相似。

表1 皮山北2井鷹山組—良里塔格組碳、氧同位素分析數(shù)據(jù)

2 地質(zhì)意義探討

2.1 和田古隆起形成與演化

自“和田古隆起”提出以來，已有許多學者對其作了大量的研究工作，對其是否存在，目前有兩種截然不同的觀點：①早寒武世初期就發(fā)育“古隆起”[1，25-26]，或加里東運動中期持續(xù)到海西運動早期[27-28]的古隆起，均認為在和田古隆起上整體缺失中奧陶統(tǒng)—泥盆系，石炭系直接覆蓋在下奧陶統(tǒng)之上；②震旦紀末—早寒武世為“臺間盆地（凹槽）”，而非古隆起[29-30]。分歧的焦點在于對早期和田地區(qū)幾條地震剖面的解釋上，由于剖面品質(zhì)不佳，地震反射波組特征不明顯，連續(xù)性差，不易對比追蹤，直接導致了兩種相反的解釋結果，即上超（在震旦系頂面）—古隆起或下超—饑餓沉積。通過地震資料重新處理及新采集的兩條寬線地震剖面的分析，中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組頂面（）及作為區(qū)域地層劃分對比標志層的沙依里克組頂面（）明顯地超覆在震旦系頂面（）之上，且從沙依里克組頂面（）到鷹山組頂面（）地層厚度變化不大，這表明作為寒武紀第2次大規(guī)模海侵標志的沙依里克組填平補齊式的沉積后，該區(qū)構造活動處于相對寧靜期，直到中奧陶世末期。因此，筆者認同其為古隆起（圖3）。

圖3 麥蓋提斜坡ht96-218S地震解釋剖面

筆者在研究區(qū)玉北5井中下奧陶統(tǒng)6 605.23—6 841.17m井段7筒巖心中，發(fā)現(xiàn)了多層鈣結殼、滲流豆石、碴狀層等暴露標志，空間疊置關系以泥晶白云巖—碴狀層—下鈣結殼-下滲流豆石—上滲流豆石-上鈣結殼結構為主，表明在早中奧陶世，麥蓋提地區(qū)沉積水體較淺，最初處于潮間—潮上坪的沉積環(huán)境，隨后因相對海平面下降而演變?yōu)殛懮媳┞董h(huán)境，經(jīng)蒸發(fā)干縮形成碴狀層，最后由于大氣水滲流作用，形成鈣結殼-滲流豆石層。這種淺水臺地潮坪相的沉積，反映了碳酸鹽沉積向上變淺、最后達到暴露和發(fā)生沉積間斷這一過程，明顯受控于和田古隆起（水下）。

此外，皮山北2井鉆探揭示，研究區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組與下伏中下奧陶統(tǒng)鷹山組以及上覆志留統(tǒng)依木干他烏組均為不整合接觸，兩個不整合面之間分別缺失了約12×106a和10×106a的地層（包括沉積間斷和剝蝕）。綜合研究認為，由于中奧陶世末期北昆侖洋向西昆侖地塊消減并發(fā)生初始碰撞，即加里東中期Ⅰ幕構造運動，使麥蓋提—巴楚—塔中地區(qū)整體強烈抬升，不僅將塔里木盆地自寒武紀以來“西臺東盆”的古地理格局演變?yōu)槟?、北隆坳相間，而且造成了麥蓋提地區(qū)中下奧陶統(tǒng)鷹山組及中奧陶統(tǒng)一間房組剝蝕缺失，上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組及良里塔格組下部沉積缺失，和田古隆起處于第1個強烈活動期。晚奧陶世中晚期，海平面快速上升，麥蓋提地區(qū)接受了大套碳酸鹽巖（良里塔格組）與碎屑巖（桑塔木組）沉積。皮山北2井良里塔格組以灰色泥晶灰?guī)r、砂屑泥晶灰?guī)r、亮晶顆?；?guī)r為主夾少量紫紅色灰質(zhì)泥巖，同時產(chǎn)牙形石Yaoxianognathus neimengguensis帶。其巖性組合、電性特征及生物群面貌與塔中地區(qū)和巴楚地區(qū)的較接近，這表明麥蓋提斜坡西段在良里塔格組沉積期與巴楚隆起、卡塔克隆起為統(tǒng)一的碳酸鹽臺地，而非“隆起剝蝕區(qū)”。同時，地震剖面顯示，麥蓋提斜坡良里塔格組由西北往東南，大致在玉北7井—勝和2井一線以南逐漸尖滅并相變?yōu)樗樾紟r（圖4）。

圖4 塔里木盆地良里塔格組沉積期沉積相平面分布

發(fā)生于奧陶紀末期的加里東中期Ⅲ幕構造運動，使麥蓋提—巴楚—塔中地區(qū)再次整體強烈抬升，區(qū)內(nèi)的上奧陶統(tǒng)桑塔木組被剝蝕殆盡，良里塔格組亦有不同程度的剝蝕，同時還缺失下志留統(tǒng)柯坪塔格組與塔塔埃爾塔格組。和田古隆起處于第2個強烈活動定型期，且這種隆升剝蝕的狀態(tài)在隆起的主體部位一直持續(xù)至加里東運動末期—海西運動早期，玉北8井、玉北4井下石炭統(tǒng)巴楚組下泥巖段不整合覆蓋于良里塔格組之上，期間缺失了約1×108a的地層（包括沉積間斷和剝蝕）。下志留統(tǒng)依木干他烏組及上泥盆統(tǒng)的東河塘組僅見于和田古隆起的西北角。早石炭世以后，和田古隆起處于沉降埋藏期，并與巴楚地區(qū)同步演化；喜馬拉雅運動期巴楚地區(qū)邊界斷裂強烈活動，麥蓋提地區(qū)由早期的北傾倒轉為現(xiàn)今的南傾斜坡，和田古隆起消亡。

2.2 麥蓋提斜坡發(fā)育的3套有利儲蓋組合

皮山北2井良里塔格組的確認，表明研究區(qū)除玉北1井沖斷背斜帶鷹山組外，還發(fā)育以下3套有利的儲蓋組合。

（1）鷹山組風化殼巖溶型顆?；?guī)r為儲集層、良里塔格組泥晶灰?guī)r為蓋層構成的有利儲蓋組合鷹山組亮晶顆?；?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r等為儲集層，良里塔格組灰、深灰色泥晶灰?guī)r為蓋層的儲蓋組合，為研究區(qū)最有利的一套儲蓋組合。碳酸鹽巖儲集體長時期暴露地表，形成了大量的風化殼溶蝕孔洞，在大氣淡水的滲濾作用下，形成了一系列垂向的溶蝕孔洞系統(tǒng)與較大的溶蝕洞穴，如玉北地區(qū)多口鉆井巖心及成像測井中見豐富的溶蝕孔洞，玉北X1井取心見0.7 m的溶洞，被鈣質(zhì)砂、泥巖全充填，砂泥巖發(fā)育遞變層理、低角度斜層理，為三期地下暗河沉積的產(chǎn)物。玉北X2井、玉北X3井等多口鉆井在鉆進過程中出現(xiàn)放空（最大放空0.98 m）和漏失（最多漏失616.5 m3）。良好的儲集體多呈似層狀分布，離鷹山組頂界（）不整合面幾米至300 m不等，以洞穴型、孔洞型、裂縫-孔洞型儲集層為主。此外，構造運動形成的構造縫對溝通孔隙、提高儲集層的滲透率有明顯作用，同時也有利于孔隙水和地下水的流動及溶蝕孔洞的發(fā)育，形成統(tǒng)一的孔、洞、縫系統(tǒng)，改善儲集性能。如取心中見大量的沿構造裂縫或縫合線發(fā)育的擴溶孔洞。因此，在麥蓋提斜坡西段，有望發(fā)現(xiàn)類似于塔中地區(qū)中1井鷹山組風化殼型的油氣藏。

（2）良里塔格組礁灘體為儲集層，礁蓋（藻丘）的泥晶灰?guī)r或桑塔木組泥巖為蓋層構成的良好儲蓋組合中央隆起區(qū)北坡上奧陶統(tǒng)礁灘相儲集體是油氣聚集的重要場所[31-32]，在南緣中4井和中2井的良里塔格組礁灘相儲集體亦獲良好的油氣顯示。

研究表明，礁丘和粒屑灘容易形成優(yōu)質(zhì)儲集層，而與礁丘形成環(huán)境相關的生屑灘、生物砂礫屑灘更有利于形成優(yōu)質(zhì)儲集層。因此與之相關的巖性如生屑灰?guī)r、生物砂礫屑灰?guī)r、骨架巖、生屑黏結巖是優(yōu)質(zhì)儲集巖類。礁灘體在準同生期由于海平面周期性的變化，常受到大氣淡水溶蝕、淋濾作用，這對礁灘體儲集空間起到至關重要的作用。通常情況下，礁灘體中的礁翼微相儲集性能最好，礁核和生屑灘較好，其次為礁坪、中高能砂礫屑灘。

塔中隆起南緣礁灘相帶由中2井向巴楚隆起巴東2井—和3井—瑪5井一線向西延展，自瑪5井南轉至玉北7—勝和2井一線，在和田河東區(qū)塊南部及麥蓋提1區(qū)塊中部發(fā)育的良里塔格組礁灘相（圖4），可作為下步油氣勘探的重要領域之一。

（3）碳酸鹽臺地內(nèi)的良里塔格組顆?；?guī)r為儲集層、下志留統(tǒng)依木干他烏組泥巖為蓋層構成的較有利儲蓋組合除臺緣礁灘相外，碳酸鹽臺地內(nèi)的良里塔格組亦發(fā)育多套顆?；?guī)r（圖5），且奧陶系頂界（）及良里塔格組頂界（）2個不整合面在區(qū)內(nèi)疊合，沉積間斷時間約10×106a，經(jīng)長期的風化、淋濾，良里塔格組顆粒灰?guī)r少數(shù)達到了Ⅱ類、大部分達到了Ⅲ類儲集層的標準。另一方面，垂向斷裂及鷹山組頂面不整合面構成了有效的油氣輸導體系，為油氣運聚成藏提供了有利條件。該儲蓋組合中，下志留統(tǒng)泥巖的純度、厚度及側向封堵性是關鍵因素。

圖5 良里塔格組顆?；?guī)r巖心照片（a）和巖石薄片照片（b）

3 結論

（1）塔里木盆地麥蓋提斜坡西段發(fā)育良里塔格組，產(chǎn)牙形石Yaoxianognathus neimengguensis帶，巖心分析δ13C均為正值。與塔中—巴楚地區(qū)對比，缺失了良里塔格組下部，與下伏產(chǎn)牙形石Serratonathus diver?sus-Paroistodus proteus組合帶的鷹山組巖電特征差異十分明顯。

（2）和田古隆起于寒武紀前形成雛形，寒武紀—中奧陶世為水下隆起，中奧陶世末至晚泥盆世為強烈活動定型期，石炭紀后為沉降埋藏期。在隆起的主體部位，一間房組及鷹山組上部為剝蝕缺失，恰爾巴克組—良里塔格組下部為沉積缺失，下石炭統(tǒng)巴楚組不整合覆蓋在良里塔格組中上部之上，期間缺失近1× 108a的地層，下志留統(tǒng)依木干他烏組及上泥盆統(tǒng)東河塘組僅見于和田古隆起的西北角。

（3）麥蓋提斜坡奧陶系發(fā)育3套有利的儲蓋組合：風化殼巖溶型的鷹山組顆?；?guī)r為儲集層、良里塔格組的泥晶灰?guī)r蓋層構成的有利儲蓋組合；良里塔格組礁灘體儲集層、礁蓋（藻丘）泥晶灰?guī)r或桑塔木組泥巖蓋層構成的良好儲蓋組合；碳酸鹽巖臺內(nèi)的良里塔格組顆?；?guī)r儲集層、下志留統(tǒng)泥巖蓋層構成的較有利儲蓋組合。

致謝：本文牙形石分別由中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所王志浩研究員與中國石化西北油田分公司石油勘探開發(fā)研究院熊劍飛教授鑒定，在此深表謝意！

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Confirmation and Significance of Lianglitage Formation of Upper Ordovician in Maigaiti Slope,
Tarim Basin

CAI Xiyao1,ZHAO Lina2,LI Huili1,ZHANG Zhili1,CHENG Junfeng2
(1.Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Sinopec,Beijing,100083,China;2.Research Institute of Exploration and Development,Northwest Oilfield Company,Sinopec,Urumqi,Xinjiang 830011,China)

Through in?depth analyses of the lithostratigraphy,biostratigraphy,logging stratigraphy and carbon and oxygen isotopes of the Ordovician from new wells in the Maigaiti slope,the Lianglitage formation of the Upper Ordovician in this area was confirmed to be uncon?formity contact with underlying Yingshan formation of the Middle?Lower Ordovician and overlying Yimugantawu formation of the Lower Si?lurian.The Lianglitage formation is dominated by grey,yellow?gray,brown?gray micrite,sand?cutting micrite,sparry grain limestone with thickness of 90~140 m,intercalated with a little purple calcareous mudstone,in which conodont biozone ofYaoxianognathus neimengguen?sisoccurred and the δ13C in coringsection ranges from 0.3‰to 0.9‰.Compared with the sections of Tazhong(down hole)?Bachu outcrop ar?ea,the Lianglitage formation lacks the lower part(4~5 members).There existed three suits of favorable reservoir?cap rocks assemblages de?veloped in the Ordovician strata in Maigaiti slope:a set of most favorable reservoir(Yingshan weathering crust karst?like grain limestone)?cap rock(Lianglitage micrite)assemblage;a good reservoir(Lianglitage reef flats)?cap rock(Lianglitage reef cover micrite or Sangtamu mud?stone assemblage;afavorable reservoir(Lianglitage grain limestone)?cap rock(Lower Silurian mudstone)assemblage.

Tarim basin;Maigaiti slope;Hetian paleohigh;Lianglitage formation;reservoir?cap rock assemblage;conodont zone;isotope stratigraphy

TE111.3

A

1001-3873（2015）03-0351-06

10.7657/XJPG20150321

2014-07-30

2015-03-17

國家科技重大專項（2011ZX05005-004-003-002）；國家973項目（2012CB214806）

蔡習堯（1963-），男，湖北武穴人，高級工程師，地層古生物，（Tel）13999872783（E-mail）caixy.syky@sinopec.com.