塔里木盆地西南部南華紀(jì)—震旦紀(jì)裂谷分布 及原型盆地演化

田雷，張虎權(quán)，劉軍，張年春，石小茜

（1. 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2. 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司油藏描述重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730020）

0 引言

新元古代—早古生代是地史演化的重要時(shí)期，經(jīng)歷了Rodinia 超大陸裂解和原特提斯洋盆擴(kuò)張過程[1]，初始裂解期形成的大陸裂谷可發(fā)展成為新生大洋盆地、克拉通內(nèi)坳陷、被動(dòng)大陸邊緣等多種盆地類型[1]，早期裂谷的形成、演化對(duì)后期盆地原型及油氣成藏都有重要影響[1]。近年來隨著中國(guó)三大克拉通盆地新元古界—寒武系油氣勘探的持續(xù)推進(jìn)，新元古界裂谷或裂陷對(duì)疊合盆地深層油氣的控制作用取得了很大進(jìn)展[1-10]，促進(jìn)了以古裂陷為核心的古老碳酸鹽巖“四古”油氣地質(zhì)理論[2]的形成和發(fā)展。塔里木盆地西南部發(fā)育南華系—震旦系裂谷，近幾年逐漸被不同學(xué)者認(rèn)可[1,7-10]，然而受鉆井資料點(diǎn)不足、地震資料品質(zhì)較差等因素制約，對(duì)該區(qū)南華系—震旦系裂谷分布的刻畫有較大難度，裂谷演化對(duì)后期盆地發(fā)育以及烴源巖、儲(chǔ)蓋組合分布的影響一直認(rèn)識(shí)不清。因此，系統(tǒng)開展塔西南前寒武系裂谷分布特征及其對(duì)深層油氣成藏控制作用研究，對(duì)該區(qū)勘探潛力評(píng)價(jià)和區(qū)帶優(yōu)選具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地經(jīng)歷中元古代晚期—新元古代早期的造山事件，于青白口紀(jì)（距今0.9～1.0 Ga）南、北塔里木地塊碰撞拼貼，成為Rodinia 超大陸的一部分[6]。南華紀(jì)—震旦紀(jì)，隨著Rodinia 超大陸裂解，塔里木板塊處于拉張構(gòu)造背景，在板塊周邊和內(nèi)部形成了多個(gè)裂谷盆地[1,7-10]。塔里木板塊東北緣庫(kù)魯克塔格地區(qū)、西北緣阿克蘇地區(qū)、西南緣昆侖山北坡均有形成于裂谷環(huán)境的南華系—震旦系，其中南華紀(jì)為裂谷發(fā)育期，以次穩(wěn)定型陸相沖積砂礫巖組合、冰磧巖和火山碎屑巖組合為充填特征；震旦紀(jì)以拗陷沉積為主，發(fā)育海相碎屑巖和火山碎屑巖組合，以及陸表海碳酸鹽巖組合，構(gòu)成了類似華南南華系裂谷體和裂谷蓋的沉積充填序列[9-10]。晚震旦世—早奧陶世，塔里木板塊周緣洋盆持續(xù)擴(kuò)張[11]，進(jìn)入裂后漂移期。此階段對(duì)盆地產(chǎn)生較大影響的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為震旦紀(jì)末柯坪運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致塔里木板塊區(qū)域性隆升，使盆地廣泛形成了前寒武系與寒武系不整合面，南華系—震旦系裂谷頂部多與寒武系臺(tái)地相碳酸鹽巖或盆地相泥頁(yè)巖呈不整合接觸。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造綱要和研究區(qū)位置圖

塔里木盆地西南部（簡(jiǎn)稱塔西南）包括巴楚隆起和塔西南坳陷麥蓋提斜坡、山前凹陷等盆地內(nèi)部構(gòu)造單元，以及盆地西南緣西昆侖造山帶北坡（見圖1）。昆侖山北坡新藏公路一帶發(fā)現(xiàn)了較為完整的南華系— 震旦系[9-10,12]，而盆地內(nèi)部塔西南坳陷沒有鉆井揭示前 寒武系。鄰區(qū)巴楚隆起南緣和田2、瑪北1、巴探5、同1 井鉆穿寒武系，前兩者均為古元古界變質(zhì)巖結(jié)晶 基底覆于寒武系之下，巴探5 井前寒武系揭示了20 m厚的南華系雜色角礫巖，同1 井前寒武系揭示了厚逾 200 m 的下震旦統(tǒng)蘇蓋特布拉克組濱海相砂泥巖與火山巖巖性組合，2 口鉆井均沒有揭示完整的南華系— 震旦系巖性組合。本文通過分析西昆侖山北坡南華 系—震旦系裂谷盆地沉積充填序列，結(jié)合盆內(nèi)鉆井揭示的前寒武系地震相特征，建立盆地覆蓋區(qū)前寒武系裂谷的地震響應(yīng)特征及構(gòu)造樣式，進(jìn)而識(shí)別刻畫裂谷分布。

2 裂谷結(jié)構(gòu)特征與分布

2.1 露頭區(qū)南華紀(jì)—震旦紀(jì)沉積充填序列

圖2 塔西南地區(qū)南華系—震旦系柱狀圖[13]

昆侖山北坡露頭區(qū)南華系—震旦系厚約 2 700 m[12]，自下而上劃分為牙拉古孜組、波龍組、克里西組、雨塘組、庫(kù)爾恰克組和克孜蘇胡木組（見圖2）。南華系—震旦系充填演化可劃分為3 期、5 階段。①裂谷沉積充填期：包括3 個(gè)階段，以牙拉古孜組沖積相底礫巖以及波龍組湖相沉積和雙峰式火山噴發(fā)相韻律性互層為第1 階段，代表早期裂谷發(fā)育階段；以波龍組巨厚冰磧巖和克里西組濱淺海砂巖為第2 階段，是 裂谷穩(wěn)定發(fā)育的鼎盛時(shí)期；以雨塘組濱海相冰磧巖和震旦系庫(kù)爾恰克組底部白云巖為第3 階段，代表裂谷發(fā)育萎縮階段。3 個(gè)階段均為由粗到細(xì)、由低位域到海（湖）侵域的正沉積旋回。②斷拗轉(zhuǎn)換沉積充填期：包括庫(kù)爾恰克組中、下段深海陸棚相灰黑色泥巖段、上段濱淺海相砂質(zhì)粉砂巖和頁(yè)巖薄互層。③拗陷沉積充填階段：包括克孜蘇胡木組下段濱海相砂巖和上段潮坪相粉晶白云巖。總之，南華紀(jì)—震旦紀(jì)盆地經(jīng)歷了從陸相到海相、從裂谷到拗陷的充填演化過程。

2.2 盆地覆蓋區(qū)南華系—震旦系地震響應(yīng)特征及構(gòu)造樣式

根據(jù)巴楚隆起南緣及盆地內(nèi)前寒武系鉆井地震資料標(biāo)定結(jié)果（見圖3），中深1 井古元古界花崗巖地震相為雜亂狀反射，巴探5 井南華系雜色礫巖地震相為中等連續(xù)層狀中弱振幅反射，同1 井下震旦統(tǒng)巖性為濱海相砂巖、火山巖夾有輝綠巖侵入體以及千枚巖化淺變質(zhì)巖，地震相特征為不連續(xù)層狀中等振幅反射，二者與下伏古元古界花崗巖雜亂狀反射可明顯區(qū)分，瑪北1 井古元古界黑云母鉀長(zhǎng)副片巖地震相為較連續(xù)層狀中強(qiáng)振幅反射。綜合上述前寒武系鉆井地震相特征可以發(fā)現(xiàn)，南華紀(jì)—震旦紀(jì)沉積地層具有明顯的層狀反射特征，與花崗巖結(jié)晶基底地震相特征迥異。古元古界副片巖地震相也表現(xiàn)出較好的成層性，與南華系—震旦系地震反射的差異主要有：①副片巖與上覆中寒武統(tǒng)膏鹽巖層的地震反射結(jié)構(gòu)、形態(tài)以及頻率基本一致，可能是膏鹽巖層強(qiáng)反射對(duì)地震反射能量的吸收，引起的多次波干擾，而南華系—震旦系地震反射結(jié)構(gòu)和形態(tài)具有獨(dú)特性，與上覆地層不一致，且反射頻率普遍比中寒武統(tǒng)膏鹽巖層高；②副片巖層狀反射連片分布，橫向上穩(wěn)定，而南華系—震旦系橫向上存在正斷層及厚度變化。

圖3 鉆穿寒武系鉆井地震層位標(biāo)定

利用南華系—震旦系沉積地層與前寒武系花崗巖、變質(zhì)巖結(jié)晶基底的地震相差異，結(jié)合不同時(shí)期構(gòu)造控盆特征，可以建立塔西南南華系—震旦系地震響應(yīng)模式（見圖4）：①南華系發(fā)育控制裂谷沉積的正斷層，斷層上盤下降形成地塹，下盤上升形成地壘，裂谷內(nèi)部表現(xiàn)為連續(xù)層狀地震反射特征，由控邊正斷層與外側(cè)雜亂狀反射的結(jié)晶基底分隔；②震旦系總體表現(xiàn)為連續(xù)、層狀平行地震反射特征，局部可見弱張性正斷層，控沉積作用相比南華系明顯減弱，厚度相對(duì)均一；③部分南華系正斷層向上斷至中寒武統(tǒng)，在中下寒武統(tǒng)斷距普遍較小，并具有明顯同沉積特征，表明南華系正斷層在早、中寒武世弱伸展構(gòu)造背景下往往存在持續(xù)活動(dòng)?？傮w上，塔西南地區(qū)南華系—震旦系表現(xiàn)為“下斷上坳”結(jié)構(gòu)特征，與新藏公路露頭區(qū)“南華系裂谷、早震旦世裂拗轉(zhuǎn)換、晚震旦世拗陷”沉積充填序列相對(duì)應(yīng)。

塔西南坳陷中段AA′南北向地震剖面可識(shí)別出山前凹陷和麥蓋提斜坡2 個(gè)南華系裂谷中心（見圖4a），山前凹陷南華系表現(xiàn)為箕狀半地塹構(gòu)造樣式，即南華紀(jì)沉積地層由控邊正斷層與北側(cè)結(jié)晶基底分隔。震旦系結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為向北剝蝕減薄的“楔狀體”，蓋于南華系裂谷之上。南華系—震旦系的地震反射時(shí)間厚度為0.9 s，按照地震波速6 000 m/s 平均速度計(jì)算，南華系—震旦系厚度約為2 700 m，與露頭區(qū)厚度相當(dāng)。麥蓋提斜坡南華系發(fā)育3 條產(chǎn)狀大致相同的正斷層，各自的上盤向北依次下降，組成形如階梯狀的斷層組合，震旦系向北平緩增厚。麥蓋提斜坡南華系—震旦系裂谷沉積中心厚約1 500 m，僅為山前凹陷的一半。AA′剖面相鄰的BB′地震剖面顯示，南華系裂谷發(fā)育多個(gè)內(nèi)部正斷層（見圖4b），沒有觀察到裂谷邊界斷層，指示該條剖面可能為順裂谷軸部方向。

麥蓋提斜坡中段東西向區(qū)域地震剖面顯示（見圖4c），南華系—震旦系表現(xiàn)為3 個(gè)單地塹及周邊地壘共同組成復(fù)合塹壘結(jié)構(gòu)特征。受裂谷內(nèi)部正斷層的影響，南華系底界多表現(xiàn)為起伏不平的地貌特征，二維地震資料上可以大致區(qū)分南華系層狀反射與下伏基底雜亂反射之間的界面。剖面CC′對(duì)應(yīng)的三維資料上南華系與下伏基底界面特征清晰（見圖4e），并可見南華系填平 補(bǔ)齊超覆于基底之上。斜坡中段南北向地震剖面上南華系表現(xiàn)為“階梯狀”地塹結(jié)構(gòu)（見圖4f），即裂谷沉積中心位于斜坡區(qū)深部，向斜坡北緣過渡為裂谷邊緣，從裂谷中心至裂谷邊緣形成了類似于東部斷陷盆地的“斷階帶”。

圖4 塔西南坳陷南華系—震旦系典型地震解釋剖面（剖面位置見圖1）

塔西南坳陷東段DD′南北向地震剖面顯示，玉北1井南面發(fā)育南華系裂谷（見圖4d），由南北兩側(cè)邊界斷層控制，形成對(duì)稱地塹結(jié)構(gòu)。剖面上山前凹陷可見 箕狀半地塹覆于震旦系“楔狀體”之下，其結(jié)構(gòu)特征與AA′剖面一致。

2.3 裂谷分布

西昆侖山北坡南華系—震旦系從西北部的新藏公路一帶到東南部鐵克里克均有出露[12]，暗示該區(qū)南華系—震旦系裂谷區(qū)域上穩(wěn)定分布。地震資料解釋顯示，緊鄰露頭區(qū)的山前凹陷廣泛發(fā)育南華系—震旦系裂谷，南華系分布受邊界正斷層控制，震旦系“楔狀體”邊界位于南華系邊界正斷層以北約20 km。因此，可以推斷山前凹陷與露頭區(qū)南華系—震旦系為同一支裂谷，沿著葉城—皮山—和田縣一帶呈近東西向展布（見圖5）。

麥蓋提斜坡發(fā)育2 支北東向展布的南華系—震旦系裂谷（見圖5），一支位于斜坡中段，本文命名為“羅南裂谷”，一支位于斜坡東段玉北地區(qū)，本文命名為“玉北裂谷”。上文已述及，羅南裂谷發(fā)育3 個(gè)單地塹，其中羅斯2 井西側(cè)的地塹發(fā)育規(guī)模最大，呈北東向展布，南華系厚度800～1 200 m，寬度30～50 km，為主干裂谷。主干裂谷西側(cè)為西分支裂谷，圖2 中CC′和GG′剖面均可見西分支裂谷的邊界，位于斜坡西段塔參2井區(qū)。主干裂谷以東發(fā)育另一個(gè)單地塹，呈北東東向 展布，其東邊界位于山1 井以南20 km 處，南華系控邊斷層特征清楚，而震旦系分布范圍更大，且未明顯受該斷層控制。由于斜坡北緣受晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈改造，羅南裂谷的北邊界并不清楚（見圖4f），從已鉆穿寒武系鉆井資料點(diǎn)分析，巴楚隆起基本不發(fā)育南華系—震旦系，羅南裂谷的北邊界應(yīng)主要分布在斜坡北緣?？傮w而言，羅南裂谷分布范圍較大，面積為1.6×104km2，形態(tài)更為復(fù)雜，且具有東、西兩個(gè)分支，玉北裂谷分布范圍相對(duì)較小，面積僅為0.6×104km2。

圖5 塔西南坳陷新元古代地層分布圖

2.4 裂谷分布與航磁異常的關(guān)系

利用航磁資料識(shí)別盆地覆蓋區(qū)基底結(jié)構(gòu)及隱伏裂谷具有較好效果[1]。但航磁異常是深源體、淺源體和相鄰磁性體疊加的綜合反映[13-14]，要真實(shí)揭示前寒武系地質(zhì)結(jié)構(gòu)，必須剔除顯生宙以來構(gòu)造和巖漿活動(dòng)引起的磁異常[1]。塔西南坳陷航磁異常由9 條北東西展布的正負(fù)相間的磁異常帶構(gòu)成（見圖6a），各異常帶之間梯度變化普遍較為寬緩，局部表現(xiàn)為高梯度帶。升高正異常帶變化范圍為100～250 nT，降低負(fù)異常帶在0～150 nT。葉城負(fù)異常和玉龍負(fù)異常是較大的2 個(gè)航磁負(fù)異常帶，前者長(zhǎng)約230 km，寬約60 km，后者長(zhǎng)約400 km，寬約50 km。負(fù)異常帶周緣發(fā)育皮山、和田等北東向航磁正異常帶。

前人研究結(jié)果表明，太古宇結(jié)晶基底、元古宇結(jié)晶基底、南華系—震旦系基性—超基性侵入巖、二疊系玄武巖以及新近系砂巖是塔里木盆地主要磁源體[13-14]。其中太古宇和古元古界結(jié)晶基底為深變質(zhì)巖，具有較強(qiáng)的磁性，磁化率一般為（377～754）×105SI，最大可達(dá)23 512.3×105SI[18]；中元古界巖性由石英巖、大理巖和片巖組成，屬于中弱磁性地層，局部基性巖可引起強(qiáng)磁異常[13-14]；南華系—震旦系沉積巖具有較低的磁性，但局部夾有基性火山巖時(shí)，具有中—強(qiáng)磁性，磁化率平均值為（1 032～4 571）×105SI[13]；二疊系玄武巖和新近系砂巖均有磁性，磁化率分別為（1 300～ 3 400）×105SI 和（60～130）×105SI[14]。塔西南坳陷新近系砂巖全區(qū)穩(wěn)定分布，而二疊系玄武巖在區(qū)域二維地震資料上表現(xiàn)為一套連續(xù)層狀強(qiáng)波阻抗反射，除了西北部遭受后期抬升剝蝕尖滅，其他地區(qū)穩(wěn)定分布（見圖6b）。塔西南坳陷北東向展布正負(fù)相間磁異常顯然與這2 套磁性均勻、厚度變化小的蓋層不一定相關(guān)，可能主要反映前寒武系物質(zhì)組成。

圖6 塔里木盆地航磁化極異常（a）、塔西南地區(qū)二疊系 火山巖分布疊置（b）和南華系裂谷分布疊置圖（c）

和田2 井和瑪北1 井是位于皮山航磁正異常帶的深鉆井，兩者揭示前寒武系巖性分別為古元古界黑云鉀長(zhǎng)片麻巖和細(xì)晶輝長(zhǎng)巖，均為磁性較強(qiáng)的巖石類型， 指示寬緩升高正異常為古元古界結(jié)晶基底的響應(yīng)。本次研究識(shí)別出羅南裂谷和玉北裂谷均位于航磁負(fù)異常帶和相對(duì)較低的航磁異常帶（航磁異常小于75 nT），特別是羅南北東主干裂谷以及東、西分支裂谷分布都與航磁低值帶和負(fù)異常帶吻合較好（見圖6c），表明南華系—震旦系厚層弱磁性沉積巖可以引起區(qū)域上具有明顯線性走向的低值帶和負(fù)異常帶。

2.5 裂谷發(fā)育的動(dòng)力學(xué)機(jī)制

西昆侖北坡發(fā)現(xiàn)的侵入于新元古界青白口系、被南華系超覆的輝綠巖墻以及南華系底部玄武巖具有板內(nèi)/陸內(nèi)OIB（洋島玄武巖）型的微量元素地球化學(xué)特征，表明兩者來自大陸板內(nèi)EMI 型（Rb/Sr 值高， Sm/Nd 值低，Th/Nd（Th/Nb）和Th/La 值較高）軟流圈地幔源區(qū)[15-17]。上述地層記錄無疑肯定了塔西南地區(qū)南華系裂谷形成于大陸板內(nèi)的拉張環(huán)境，由地幔柱在板塊運(yùn)動(dòng)中的上隆作用構(gòu)成它們形成的動(dòng)力學(xué)背景。輝綠巖墻和玄武巖的年齡為783～802 Ma[17]，代表了裂谷開啟時(shí)間的下限，而同樣在西昆侖北坡發(fā)現(xiàn)的庫(kù)地蛇綠巖屬于典型的形成于洋中脊的蛇綠巖套[18-19]，指示板塊南緣的南華系裂谷在寒武紀(jì)已經(jīng)拉開成為大洋。從地震和航磁資料揭示盆內(nèi)的裂谷形態(tài)來看，南華系裂谷受伸展張裂的應(yīng)力控制，呈條帶狀展布，由山前凹陷近東西向展布的裂谷和麥蓋提斜坡北東向展布的裂谷組合而成，其幾何形態(tài)十分類似于傳統(tǒng)板塊構(gòu)造理論中的“三叉裂谷”系，其中山前帶是三叉裂谷系發(fā)展為大洋的裂谷，而伸入麥蓋提斜坡的羅南、玉 北裂谷被寒武系碳酸鹽臺(tái)地覆蓋，表現(xiàn)為衰退裂谷 特征。

3 原型盆地演化過程

塔西南地區(qū)寒武紀(jì)已演化為克拉通坳陷型盆地。為分析研究區(qū)南華系—寒武系原型盆地演化過程，本次研究利用較為豐富的二維地震資料和有限的地質(zhì)資料點(diǎn)，恢復(fù)了塔西南地區(qū)南華紀(jì)—寒武紀(jì)不同時(shí)期的巖相古地理（見圖7）。研究結(jié)果表明，塔西南地區(qū)經(jīng)歷了南華紀(jì)裂谷、震旦紀(jì)初始被動(dòng)大陸邊緣、寒武紀(jì)穩(wěn)定被動(dòng)大陸邊緣3 個(gè)演化階段，早期裂谷對(duì)后期克拉通盆地有重要影響。

3.1 南華紀(jì)裂谷發(fā)育階段

Rodinia 超大陸裂解事件在塔西南克拉通邊緣和內(nèi)部形成裂谷系，該階段發(fā)育條帶狀、多分支的小型裂谷盆地，基底地貌和同沉積正斷層活動(dòng)造就該時(shí)期塹、壘結(jié)構(gòu)。西昆侖北坡露頭區(qū)揭示山前凹陷南華紀(jì)裂谷早期為陸相沖積扇和湖盆沉積充填（見圖7a），裂谷發(fā)育的鼎盛時(shí)期充填巨厚冰磧巖和淺海陸棚相砂泥巖（見圖7b），裂谷發(fā)育萎縮時(shí)期充填濱海相冰磧巖。山前凹陷地震資料顯示裂谷內(nèi)部發(fā)育3 套地震相特征差異明顯的地震反射，呈現(xiàn)弱-強(qiáng)-弱特征（見圖4a），與露頭區(qū)南華系3 套沉積旋回有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。麥蓋提斜坡南華系沉積厚度僅為山前凹陷的一半，地震剖面上僅可見兩套沉積旋回。這可能是南華紀(jì)長(zhǎng)期、持續(xù)、幕式的張裂作用的結(jié)果，即3 套沉積旋回對(duì)應(yīng)著3幕張裂作用，一幕張裂作用位于山前凹陷板塊邊緣（見圖7a），二幕張裂作用向板塊內(nèi)部躍遷，形成北東向展布的裂谷（見圖7b），第3 幕繼承第2 幕持續(xù)張裂作用。根據(jù)研究區(qū)南華紀(jì)張裂作用的過程以及衰退裂谷與板塊南緣的關(guān)系，可以推測(cè)麥蓋提斜坡南華系裂谷以海陸過渡相沉積充填為主（見圖7b）。

3.2 震旦紀(jì)初始被動(dòng)大陸邊緣形成階段

該階段盆地性質(zhì)由裂谷轉(zhuǎn)換為拗陷。震旦系庫(kù)爾恰克組底部發(fā)育厚7～10 m“蓋帽”白云巖[12]，以低角度穩(wěn)定超覆于南華系雨塘組濱淺海相砂巖之上，為裂谷作用結(jié)束的標(biāo)志性沉積層。盆地覆蓋區(qū)地震資料也反映震旦系控沉積正斷層活動(dòng)明顯減弱（見圖4），南華紀(jì)塹-壘結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檎鸬┘o(jì)隆-坳結(jié)構(gòu)。該階段沉積盆地范圍逐漸擴(kuò)大，南華紀(jì)相對(duì)孤立的三叉裂谷系逐漸連片，形成統(tǒng)一的大陸架。山前凹陷為向廣海延伸的中—外陸架，羅南、玉北南華紀(jì)衰退裂谷在此時(shí)期為內(nèi)陸架，呈舌狀展布伸向克拉通（見圖7c）。露頭區(qū)揭示震旦系底部發(fā)育一套厚約100 m深水陸棚相灰黑色泥頁(yè)巖，表明震旦紀(jì)初期存在一期規(guī)模較大的海侵。隨后 水體變淺，大面積沉積濱淺海相砂巖-潮坪相白云巖巖性組合（見圖7d）。上述沉積充填特征暗示震旦紀(jì)板塊西南緣擴(kuò)張變成為淺海相或深海相，并未完全拉開形成洋盆。

3.3 寒武紀(jì)穩(wěn)定被動(dòng)大陸邊緣發(fā)育階段

在經(jīng)歷震旦紀(jì)末區(qū)域性隆升構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之后，隨著板塊西南緣洋盆擴(kuò)張和廣泛海侵，盆地進(jìn)入成熟的被動(dòng)大陸邊緣發(fā)育階段。昆侖山前在寒武紀(jì)為克拉通邊緣坳陷，由近東西向展布的南華系—震旦系裂谷繼承性演化而來。山前凹陷南北向地震剖面揭示了早古生代克拉通邊緣相帶特征。圖8 地震剖面顯示，下寒武統(tǒng)、中寒武統(tǒng)、上寒武統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組、中—下奧陶統(tǒng)鷹山組均表現(xiàn)為自北向南地層厚度減薄的特征。其中下寒武統(tǒng)厚度平緩減薄，未見明顯的坡折，厚度減薄區(qū)發(fā)育由北向南逐漸下超終止的前積復(fù)合 體，為由碳酸鹽巖淺水沉積向深水盆地過渡的斜坡帶響應(yīng)。中寒武統(tǒng)—中奧陶統(tǒng)可見地層厚度快速減薄的坡折帶，在坡折帶下部同樣發(fā)育前積反射，并在靠臺(tái)地一側(cè)存在“丘狀”弱振幅、雜亂反射，表現(xiàn)為弱鑲邊臺(tái)地邊緣特征。上述結(jié)構(gòu)特征反映早寒武世被動(dòng)陸緣的性質(zhì)表現(xiàn)為碎屑巖-碳酸鹽緩坡，中寒武世地勢(shì)平坦的臺(tái)地和明顯的臺(tái)地邊緣才逐漸形成。

麥蓋提斜坡早寒武世克拉通內(nèi)坳陷的沉積格局明顯受衰退裂谷的繼承性演化控制。從麥蓋提斜坡東西向地震剖面可以看出（見圖9），下寒武統(tǒng)由斜坡中段向東、西兩側(cè)超覆減薄，表現(xiàn)為“中間厚、兩側(cè)薄”的結(jié)構(gòu)特征。表明早寒武世斜坡中段發(fā)育臺(tái)內(nèi)凹陷，與東、西兩側(cè)古隆起構(gòu)成“兩隆一凹”的古地理格 局。斜坡中段早寒武世臺(tái)內(nèi)凹地與羅南南華系裂谷的發(fā)育位置具有高度一致性，暗示早寒武世碳酸鹽臺(tái)內(nèi)凹陷由南華紀(jì)衰退裂谷沉積中心繼承性演化而來，而早 寒武世臺(tái)凹兩側(cè)的古隆起則發(fā)育在前寒武系結(jié)晶基底之上。

圖9 麥蓋提斜坡東西向南華系—中寒武統(tǒng)地震解釋（a）與地質(zhì)結(jié)構(gòu)（b）剖面（剖面位置見圖7）

總體而言，塔西南地區(qū)南華紀(jì)—寒武紀(jì)經(jīng)歷了從裂陷到拗陷、從陸內(nèi)裂谷到被動(dòng)大陸邊緣的演化過程， 區(qū)域拉張作用逐漸減弱，古地貌逐步平緩化，沉積盆地分布范圍逐步擴(kuò)大，其過程類似于“填平補(bǔ)齊”作用。由于南華系—下寒武統(tǒng)盆地的發(fā)展演化受控于大陸裂解和洋盆擴(kuò)張構(gòu)造體制，為一套完整的構(gòu)造旋回。因此，雖然經(jīng)歷了南華紀(jì)末、震旦紀(jì)末區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，但整個(gè)盆地的構(gòu)造格局并未發(fā)生根本性改變，無論是山前凹陷還是麥蓋提斜坡，南華系裂谷沉積中心在后期震旦紀(jì)—早寒武世均表現(xiàn)出繼承性特征。

4 油氣地質(zhì)意義

4.1 裂谷期—后裂谷期演化控制前寒武系—寒武系生烴中心

塔西南地區(qū)南華紀(jì)三幕張裂作用形成的3 套沉積旋回均為從低位域到海（湖）侵域的正沉積旋回，在3套沉積旋回的上部分別發(fā)育波龍組、克里西組、雨塘組泥頁(yè)巖，其中克里西組、雨塘組泥頁(yè)巖為暗色泥頁(yè)巖，形成于冰期之后的廣泛海侵。前人對(duì)揚(yáng)子克拉通新元古代烴源巖發(fā)育環(huán)境的研究結(jié)果表明[20]，全球性冰期之后的廣泛海侵有利于形成富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖沉積。塔西南地區(qū)南華紀(jì)兩期冰積事件與塔里木北部、中上揚(yáng)子乃至全球都具有一致性，克里西組、雨塘組泥頁(yè)巖分別是Sturtian 冰期（距今680～715 Ma）、Marinoan冰期（距今635～660 Ma）后的泥頁(yè)巖沉積，具備形成優(yōu)質(zhì)烴源巖的地質(zhì)條件。受西昆侖山北坡自然條件的限制，目前露頭區(qū)南華系兩套暗色泥頁(yè)巖還未取得相應(yīng)的烴源巖指標(biāo)，但仍不排除塔西南地區(qū)南華系裂谷內(nèi)發(fā)育潛在烴源巖。

塔西南地區(qū)后裂谷期被動(dòng)陸緣發(fā)育階段共經(jīng)歷兩次區(qū)域性海侵。第1 次海侵發(fā)生在震旦紀(jì)初期，規(guī)模相對(duì)較小，形成了庫(kù)爾恰克組深水陸棚相暗色泥頁(yè)巖。第2 次海侵發(fā)生在寒武紀(jì)初期，是一次全球性海侵、缺氧事件[21-22]，形成了玉尓吐斯組深水陸棚相暗色泥頁(yè)巖。兩套泥頁(yè)巖均形成于裂后期與填平補(bǔ)齊相關(guān)的沉積凹陷內(nèi)，其分布明顯受南華系裂谷沉積中心的控制，即前寒武系基底古隆起區(qū)沒有泥頁(yè)巖沉積，或者僅發(fā)育潮坪相白云巖、濱淺海砂巖，南華系裂谷之上發(fā)育庫(kù)爾恰克組深水陸棚相泥頁(yè)巖（見圖7c）和玉爾吐斯組深水陸棚相泥頁(yè)巖（見圖7e），主要分布于山前凹陷和麥蓋提斜坡中段、群古1 井以南、山1 井以南以及斜坡東段玉北1 井以南地區(qū)。

4.2 后裂谷期演化控制上震旦統(tǒng)和下寒武統(tǒng)兩套白云巖儲(chǔ)集層分布

塔西南地區(qū)發(fā)育上震旦統(tǒng)克孜蘇胡木組、下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組兩套規(guī)模白云巖儲(chǔ)集層。后裂谷期以沉積中心繼承性發(fā)育為特點(diǎn)的坳陷型盆地演化造就了兩套規(guī)模儲(chǔ)集層的發(fā)育。

上震旦統(tǒng)白云巖儲(chǔ)集層發(fā)育于晚震旦世內(nèi)陸架陸表海沉積背景，在山前凹陷和麥蓋提斜坡廣泛沉積一套潮坪相微生物白云巖[23]。震旦紀(jì)末區(qū)域性不整合面為上震旦統(tǒng)白云巖風(fēng)化殼巖溶作用創(chuàng)造了條件，有利相帶與巖溶作用的大面積疊合決定了該套儲(chǔ)集層在研究區(qū)內(nèi)上震旦統(tǒng)白云巖殘留分布區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育。

下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖儲(chǔ)集層發(fā)育于碳酸鹽緩坡型臺(tái)地沉積背景[23]，山前凹陷為外緩坡相較深水沉積，麥蓋提斜坡為內(nèi)—中緩坡沉積，普遍發(fā)育白云巖丘灘體。肖爾布拉克組內(nèi)—中緩坡相帶分布明顯受到前寒武系古構(gòu)造的控制（見圖7f）。前寒武系基底古隆起控制肖爾布拉克組內(nèi)緩坡分布，南華系裂谷中心位置形成了肖爾布拉克組中緩坡臺(tái)內(nèi)洼地相，臺(tái)洼兩側(cè)成為中緩坡丘灘體儲(chǔ)集層規(guī)模發(fā)育區(qū)（見圖9）。

4.3 后裂谷期的成藏組合

塔西南地區(qū)南華系—寒武系已證實(shí)的烴源巖和儲(chǔ)集層主要形成于后裂谷期被動(dòng)陸緣發(fā)育階段，包括震旦系底部、寒武系底部?jī)商字髁N源巖和上震旦統(tǒng)克孜蘇胡木組、下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組兩套規(guī)模白云巖儲(chǔ)集層，由此構(gòu)成了震旦系和下寒武統(tǒng)兩套“下生上儲(chǔ)”型成藏組合（見圖9）。兩套成藏組合均具備良好的蓋層條件，寒武系底部玉尓吐斯組泥頁(yè)巖覆于上震旦統(tǒng)白云巖之上，中寒武統(tǒng)膏鹽巖層蓋于下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖之上，其中中寒武統(tǒng)蓋層條件更優(yōu)。

塔西南地區(qū)寒武系鹽下白云巖和上震旦統(tǒng)白云巖埋藏較深，普遍超過7 000 m。綜合考慮埋深和成藏條件，麥蓋提斜坡中段是寒武系鹽下白云巖和上震旦統(tǒng)白云巖領(lǐng)域最有利、也是最現(xiàn)實(shí)的勘探區(qū)帶，有利因素有：①原地發(fā)育寒武系玉尓吐斯組和震旦系庫(kù)爾恰克組烴源巖（見圖9）；②下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組臺(tái)洼兩側(cè)發(fā)育規(guī)模丘灘，上震旦統(tǒng)白云巖及其頂部不整合面的地震相特征清晰可靠（見圖4c），發(fā)育白云巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層可能性大；③處于區(qū)域上“蹺蹺板”式構(gòu)造調(diào)整的樞紐帶，有利于油氣運(yùn)聚與保存；④寒武系鹽下白云巖埋深相對(duì)較淺，埋深小于8 500 m。下一步應(yīng)加強(qiáng)麥蓋提斜坡中段地震部署，落實(shí)寒武系鹽下白云巖和震旦系白云巖有利目標(biāo)，通過鉆探尋求油氣發(fā)現(xiàn)。

5 結(jié)論

新元古代Rodinia 超大陸裂解事件在塔西南克拉通邊緣和內(nèi)部形成南華紀(jì)裂谷系。盆地覆蓋區(qū)內(nèi)山前凹陷發(fā)育近東西向展布南華紀(jì)裂谷，呈箕狀半地塹構(gòu)造樣式。麥蓋提斜坡南華紀(jì)發(fā)育北東向展布的羅南和玉北裂谷，其中斜坡中段羅南裂谷發(fā)育北西向西分支和近東西向東分支裂谷，裂谷內(nèi)部表現(xiàn)為由多個(gè)地壘、地塹組成的復(fù)合塹-壘結(jié)構(gòu)特征，由山前凹陷近東西向展布的裂谷和麥蓋提斜坡北東向的裂谷組合而成，類似于板塊構(gòu)造理論中“三叉裂谷系”。

塔西南地區(qū)新元古界—寒武系原型盆地經(jīng)歷了南華紀(jì)裂谷、震旦紀(jì)初始被動(dòng)大陸邊緣、寒武紀(jì)穩(wěn)定被動(dòng)大陸邊緣3 個(gè)演化階段。南華紀(jì)裂谷期沉積中心在震旦紀(jì)—早寒武世拗陷期表現(xiàn)出繼承性特征，其中昆侖山前南華系裂谷在震旦紀(jì)—早古生代演化為克拉通邊緣坳陷，麥蓋提斜坡羅南衰退裂谷發(fā)育位置在早寒武世成為臺(tái)內(nèi)凹陷，與斜坡東、西段古隆起構(gòu)成“兩隆一凹”古地理格局。

塔西南地區(qū)震旦紀(jì)—寒武紀(jì)后裂谷期以沉積中心繼承性發(fā)育為特點(diǎn)的原型盆地演化控制了震旦系底部、寒武系底部?jī)商字髁N源巖和上震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)兩套規(guī)模白云巖儲(chǔ)集層分布，由此構(gòu)成了震旦系和下寒武統(tǒng)兩套“下生上儲(chǔ)”型成藏組合。麥蓋提斜坡中段是該區(qū)寒武系鹽下白云巖和震旦系白云巖下步勘探重要方向。