塔里木盆地寒武紀各時期沉積相平面展布特征

王瑩瑩，傅　恒

（成都理工大學能源學院，四川成都610059）

塔里木盆地寒武紀各時期沉積相平面展布特征

王瑩瑩*，傅恒

（成都理工大學能源學院，四川成都610059）

塔里木盆地地層發(fā)育齊全，厚度巨大。塔里木盆地寒武紀沉積是在前寒武系基底上發(fā)育發(fā)展的。塔里木盆地目前鉆穿寒武系的井10口，鉆遇寒武系的井35口，根據(jù)前人研究，北部為南天山海槽—盆相，東北部為庫魯克塔格槽盆相，西南為西昆侖海槽盆地。在克拉通內盆地區(qū)（簡稱臺地區(qū)，下同），海水清澈，碳酸鹽生產(chǎn)速率高，沉積空間與沉降空間大體保持一致，沉積了以碳酸鹽巖為主體的巨厚沉積體。而克拉通周邊盆地區(qū)（簡稱盆地區(qū)，下同），由于物源貧乏，碳酸鹽生產(chǎn)速率低，其沉積較薄，主要為碳酸鹽、磷酸鹽、硅質化學巖及遠程泥巖沉積。從寒武系的巖石類型（巖石相）、露頭及單井相分析入手，結合地震相資料，對塔里木盆地寒武紀沉積相進行了分析研究。

塔里木盆地；寒武紀；沉積相；特征

1　概述

塔里木盆地是我國最大的含油氣盆地，具有油氣資源豐富、多構造體系、多旋回沉積體系、多時代含油氣體系、多期成藏及多期充注、勘探領域廣泛等特點[1]。隨著近幾年包括寒武系在內的深層白云巖油氣的不斷發(fā)現(xiàn)和對盆地油氣地質整體認識的深化，寒武系油氣勘探的重要性與緊迫性日益突出。

塔里木盆地寒武紀沉積是在前寒武系基底上發(fā)育發(fā)展的。寒武紀時期，塔里木盆地由克拉通內盆地、克拉通周邊盆地2大部分所組成，其邊緣由邊緣盆地所圍。根據(jù)前人研究，北部為南天山海槽—盆相，東北部為庫魯克塔格槽盆相，西南為西昆侖海槽盆地[2]。

2　區(qū)域構造背景

塔里木盆地位于東經(jīng)74°00′～91°00′，北緯36°00′～42°00′，面積約56×104km2，是我國最大的內陸疊合含油氣盆地，夾持于天山、昆侖山和阿爾金山之間，盆地腹部是塔克拉瑪干沙漠。

塔里木盆地北緣和西緣為天山褶皺系，是典型的海西褶皺系，形成于古生代末期。南緣為昆侖山褶皺系，是海西—印支褶皺系，屬廣義的特提斯構造帶。塔里木盆地是塔里木板塊的核心穩(wěn)定部分[3-4]（圖1）。

震旦紀晚期的柯坪上升運動使塔里木盆地整體上升，普遍遭受不同程度的剝蝕。根據(jù)同1井顯示上震旦統(tǒng)奇格布拉克組剝蝕殆盡，寒武系直接覆蓋于上震旦統(tǒng)蘇蓋特布拉克組紫紅色碎屑巖、火山巖之上。寒武紀沉積前，塔里木盆地古貌總趨勢為中央隆起高，向北變低；西部較高，向東變低；南面缺少資料，情況不明。塔里木盆地的寒武系分布廣泛。地表主要見于塔西北的柯坪地區(qū)及塔東北的庫魯克塔格地區(qū)，巴楚地區(qū)僅見上寒武統(tǒng)出露。哈爾克山南坡的小鐵列有較完整的寒武系出露，但研究程度很低。在盆地覆蓋區(qū)目前已有四十余口井鉆遇或鉆穿寒武系[5-6]。

寒武紀與震旦紀一樣，同屬塔里木盆地構造演化的克拉通邊緣坳拉槽階段[7]。當時塔里木盆地東部仍為庫魯克塔格—滿加爾坳拉槽，屬盆地相沉積，西部為塔西克拉通內坳陷，屬臺地相沉積。寒武紀是塔里木盆地克拉通邊緣坳拉槽階段中相對穩(wěn)定的沉積時期。

3　寒武紀各時期沉積相平面展布

晚震旦世末，柯坪上升運動使塔里木盆地整體抬升，遭受不同程度的剝蝕。寒武紀沉積前，塔里木盆地古貌總趨勢為中央隆起高，向北變低；西部較高，東部較低[8-9]。

3.1早寒武世早期沉積相特征

早寒武世早期，對應于下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組沉積時期，是寒武紀的第一次海進期，與全球性海平面上升、缺氧事件相對應。此次海進規(guī)模大，覆蓋了整個塔里木盆地，海平面上升快，海水相對較深，形成塔里木地區(qū)盆地相沉積環(huán)境。早寒武世早期沉積相可分為盆地相、廣海陸棚相、盆地邊緣相、臺地邊緣斜坡相，以及古陸（古島）。

圖1　塔里木盆地大地構造位置圖（據(jù)賈承造等，1995）

大陸冰川-臺地邊緣沉積相帶，在南雅爾當山地區(qū)，早期為紫紅色冰磧礫巖，為大陸冰川沉積；中期為灰、灰，黃色含礫巖屑砂巖過渡到白云質砂巖，為陸棚邊緣沉積；晚期為深灰色粉晶白云巖，為淺水碳酸鹽巖沉積。庫都克布拉克地區(qū)為灰綠、灰黃色塊狀泥礫巖，為盆地邊緣斜坡沉積。東、北庫魯克塔格為深水槽盆相沉積。

開闊臺地相帶范圍較大，分部于塔東南（滿加爾地區(qū)）—塔北廣大地區(qū)，呈北西、南東向展布。殘留的奇格布拉克沉積主要為淺灰、灰、深灰色粉晶白云巖夾藻疊層白云巖、藻凝塊、藻砂屑白云巖及砂屑白云巖；南部為褐灰色砂屑白云巖，淺灰、灰、局部黑灰色白云巖、泥質白云巖夾砂屑白云巖。生物以藻為主。

局限臺地相帶主要分部于巴楚地區(qū)。

古陸（古島嶼）推測在盆地南部沿車爾臣河大斷裂至塔中地區(qū)，有可能存在島鏈狀花崗巖島嶼。

3.2早寒武世中期沉積相及其特征

早寒武世中期對應于下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組沉積時期，其沉積環(huán)境較早寒武世早期有明顯的變化。碳酸鹽巖沉積相類型發(fā)育齊全。主要有盆地相帶、廣海陸棚相帶、盆地邊緣相帶和古島。

盆地相帶主要沿孔雀河斷裂帶分布，具斷陷盆地性質。南雅爾當山地區(qū)為黑色中—薄層狀硅巖夾硅質頁巖，中部夾輝綠巖；發(fā)育海綿骨針。

廣海陸棚相帶主要分布于塔東南（滿加爾地區(qū)）—塔北地區(qū)，北以亞南大斷裂為界，東與盆地相區(qū)相鄰，南與盆地邊緣相相鄰。玉爾吐斯期早期為黑色薄層含磷結核硅質磷塊巖、含磷頁巖夾硅巖及灰?guī)r，稱之為含磷層；中期為暗色灰?guī)r、白云巖夾薄層砂巖與黑色泥巖互層段；晚期為淺色生物灰?guī)r、白云巖段。由此可見，玉爾吐斯期海水是由深變淺的過程。

盆地邊緣相帶分布范圍為巴楚、塔中地區(qū)。北與廣海陸棚相相鄰，南至西昆侖北大斷裂以北地區(qū)。盆地邊緣相帶沉積的基底相對較高，沉積較薄，但地形較平坦，巖性與厚度變化不大。

3.3早寒武世晚期沉積相及其特征

主要分為盆地相、廣海陸棚相、盆地邊緣相、臺地邊緣淺海相、開闊臺地相、局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相。

盆地相主要分布于南雅爾當山地區(qū)。早期為黑色薄—中層狀硅質巖與硅質灰?guī)r不等厚互層，二者之比約為3∶1，局部夾泥晶灰?guī)r。晚期為泥質白云巖與硅質粉晶白云巖互層，夾白云質頁巖，富含海綿骨針。早期以硅巖為主，晚期以白云巖為主，說明晚期較早期水體淺且相對開放。

廣海陸棚相分布范圍與中期基本一致。該相帶以黑、黑灰色泥巖為主，間夾泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥質白云巖、白云巖沉積，偶夾硅質云巖。

盆地邊緣相沉積分布繼承早寒武世中期沉積格局，該相帶沉積以灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥云巖、白云巖為主。早期含泥成份重，以泥巖、灰質（或云質）泥巖沉積為主。說明早期沉積水體較中晚深，晚期水體相對變淺。

臺地邊緣淺灘相為臺地邊緣淺水沉積，其沉積范疇屬臺地沉積區(qū)。電性GR表現(xiàn)為低值齒箱狀、塊齒夾小尖峰；初期為底面平直小角度直角三角形，長直角邊為該期沉積底面。界面清楚，反映了初期快速海泛。臺地沉積區(qū)的分布繼承了早寒武世中期沉積格局，只是其內部臺地蒸發(fā)巖相范圍擴大，向北推移。開闊臺地相與局限臺地相難以分開，統(tǒng)稱局限臺地相—開闊臺地相。

開闊臺地相區(qū)的分布范圍，東部及北部繼承了肖爾布拉克期沉積格局，南部與局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相相鄰，呈一向北東凸起的舌狀。該期沉積由初期至晚期總趨勢是海水逐漸變淺過程，由早、中期開闊臺地至晚期臺地蒸發(fā)巖沉積過程。

局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相，該期沉積繼承了肖爾布拉克期沉積格局，只是早寒武世中期的局限臺地相演變成了局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相，而且其分布面積向北擴大遷移。

臺地蒸發(fā)巖相分布在巴楚隆起的中央地帶和塔中地區(qū)的東南部等2個局部的區(qū)域，尤以巴楚地區(qū)發(fā)育最好。根據(jù)該期含膏鹽巖比例，將該期膏鹽巖厚度占總沉積厚度不小于20%比例者稱膏鹽瀉湖，為臺地蒸發(fā)巖相膏鹽瀉湖亞相。

3.4中寒武世早期沉積相及其特征

分為廣海陸棚相、盆地邊緣相、臺地邊緣淺灘相、開闊臺地相、局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相區(qū)。

廣海陸棚相以含硅質及富含海綿骨針為特征。

盆地邊緣相分布面積廣，主要沿陸棚區(qū)分布，各地沉積略有不同。盆地區(qū)中寒武世早期沉積厚度穩(wěn)定，一般為12～21m左右。以灰、深灰色泥晶灰?guī)r沉積為主。臺地邊緣沉積區(qū)基本繼承了早寒武世晚期沉積格局。

臺地邊緣淺灘相的分布范圍繼承了早寒武世晚期分布狀況，但因海侵，海平面升高，局限臺地面積擴大，向南遷移。其主要分為開闊臺地與局限臺地。

開闊臺地相分布范圍較早寒武世晚期的范圍向南整體有所擴大，南部與局限臺地相相鄰，呈一向北東凸起的舌形狀。以阿克蘇肖爾布拉克地區(qū)為代表，早期為深灰色微晶灰?guī)r，產(chǎn)三葉蟲；晚期為灰、深灰色塊狀亮晶砂屑白云質灰?guī)r，粉—細晶白云巖，具鳥眼構造。為開闊臺地沉積。晚期水體略為變淺。

局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相區(qū)，該相分布范圍繼承了早寒武世晚期的局限臺地—臺地蒸發(fā)巖相的范圍，向南部略有縮小，現(xiàn)有資料說明，中寒武世早期巴楚地區(qū)是由早期水體相對較深至晚期水體變淺的沉積過程；該地區(qū)以灰?guī)r沉積占主導。早期沉積相為褐灰色白云巖，為局限臺地沉積；晚期為白云巖夾灰白色石膏及膏質云巖，具臺地蒸發(fā)巖相特征。塔中地區(qū)沉積環(huán)境與巴楚地區(qū)相似。

3.5中寒武世晚期沉積相及其特征

中寒武世晚期，塔里木盆地區(qū)也可分為盆地沉積區(qū)與臺地沉積區(qū)及臺地邊緣沉積區(qū)3大區(qū)域。其分布范圍、沉積格局基本繼承了早期沉積。其可分為廣海陸棚、盆地邊緣相。

廣海陸棚相沉積以灰黑、黑色為主色調，泥質成分重，表明水體相對較深。

盆地邊緣相該相區(qū)繼承了早期分布范圍。庫都布拉克地區(qū)：早期為深灰色泥—微晶灰?guī)r與泥質灰?guī)r不等厚互層，產(chǎn)三葉蟲及海綿骨針，具水平層理，為盆地邊緣沉積；中期為深灰色微晶灰?guī)r與砂屑灰?guī)r不等厚互層，產(chǎn)海百合莖、軟舌螺、三葉蟲，為臺地前緣斜坡沉積；晚期為灰色薄層狀泥質微晶灰?guī)r，產(chǎn)三葉蟲，為盆地邊緣沉積。

3.6晚寒武世沉積相及其特征

可分為廣海陸棚—盆地邊緣相、盆地邊緣—臺地前緣斜坡相、開闊臺地相和局限臺地相。

晚寒武世開闊臺地相沉積特點是：以粉至細晶為主，局部細—中晶白云巖。顆粒含量相對較高，顆粒以砂屑、鮞粒為主，普遍發(fā)育疊層藻等。

晚寒武世局限臺地相巴楚地區(qū)以白云巖為主，屬局限臺地封閉臺地亞相沉積。

4　結論

早寒武世至晚寒武世，塔東盆地區(qū)水體逐漸變淺，經(jīng)歷了由深水盆地相—廣海陸棚相—淺水盆地邊緣—臺地前沿斜坡相的沉積過程。而臺地區(qū)沉積穩(wěn)定，在開闊臺地相—局限臺地相—臺地蒸發(fā)巖相之間轉換；柯坪—塔北地區(qū)在開闊臺地相—局限臺地相之間變換，巴楚—塔中在局限臺地相—臺地蒸發(fā)巖相之間變換。

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TE121.1

A

1004-5716(2015)07-0121-04

2014-07-02

王瑩瑩（1991-），女（漢族），新疆烏魯木齊人，成都理工大學能源學院在讀碩士研究生，研究方向：層序地層學與地震地層學。