塔里木盆地庫車凹陷沉積體系研究

潘競 胡俊成

摘 ? ? ?要：通過野外露頭考察和測井分析，對塔里木盆地庫車坳陷中生界和新生界的沉積體系進行了系統(tǒng)研究。結果表明：庫車坳陷沉積體系可細分為潮坪-潟湖沉積體系、半閉塞局限海灣-蒸發(fā)潟湖沉積體系、扇三角洲沉積體系、曲流河三角洲沉積體系、辮狀河三角洲沉積體系、沖積扇沉積體系、湖泊沉積體系以及曲流河沉積體系。中生代時期主要為沖積扇-河流-三角洲-湖泊相的碎屑沉積體系，下第三紀主要為扇三角洲沉積體系、辮狀河沉積體系、湖泊沉積體系、河流沉積體系、湖泊三角洲沉積體系以及潮坪-潟湖沉積體系。新生代古近系時期發(fā)育海陸交互相沉積地層，主要有沖（洪）積扇、扇三角洲、膏鹽湖、濱淺湖、潮坪等主要的沉積相類型。

關 ?鍵 ?詞：塔里木盆地;庫車凹陷;沉積體系

中圖分類號：P512.2 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ?文章編號： 1671-0460（2020）10-2264-04

Abstract： The sedimentary systems of Mesozoic and Cenozoic in Kuqa depression of Tarim basin were systematically studied by field outcrop investigation and well logging analysis.The results show that the sedimentary system of Kuqa depression can be divided into tidal flat and lagoon sedimentary system，semi-closed confined bay and evaporative lagoon sedimentary system，fan delta sedimentary system，meander river delta sedimentary system，braided river delta sedimentary system，alluvial fan sedimentary system，lake sedimentary system and meander river sedimentary system.In the Mesozoic，it was mainly the clastic sedimentary system of alluvial fan-fluvial delta-lacustrine facies.In the lower tertiary，it was mainly the fan delta sedimentary system，braided river sedimentary system，lacustrine sedimentary system， fluvial sedimentary system，lacustrine delta sedimentary system and lagoon tidal flat sedimentary system. During the Cenozoic paleogene period，marine and continental interlacing sedimentary strata developed，mainly including alluvial（flood）fan， fan delta， gypsum salt lake， shore-shallow lake， tidal flat and other major types of sedimentary facies.

Key words： Tarim basin; Kuqa depression; sedimentary system

1 ?區(qū)域地質(zhì)概況

塔里木盆地位于中國新疆南部，是中國面積最大的內(nèi)陸盆地。庫車坳陷位于塔里木盆地的北緣，南界在庫—阿公路一線附近，北界為天山南麓，整體呈北東向展布，東西長400 km，南北寬30～120 km，面積約2.8×104 km2（圖1），是塔里木盆地重要的二級構造單元，油氣資源豐富，是我國“西氣東輸”工程的主要來源地，也是我國最為重要的富氣區(qū)之一。庫車坳陷油氣勘探歷史悠久，也是多年來石油地質(zhì)研究的熱點地區(qū)[1]。

目前，研究區(qū)已鉆井達30余口。庫車地區(qū)經(jīng)歷了晚二疊-中三疊世的周緣前陸盆地、晚三疊-中侏羅世的伸展斷陷盆地以及晚第三紀以來的再生前陸盆地3個演化階段[2-5]。

庫車坳陷的主要的儲集層發(fā)育在古近系和白堊系，秋里塔格構造帶、克拉蘇—依奇克里克構造帶以及前緣隆起帶是油氣資源主要集中的3個構造單元。庫車坳陷中新生界發(fā)育完整，自三疊系至第四系可劃分為19個組。三疊系自下而上包括俄霍布拉克組、克拉瑪依組、黃山街組以及塔里奇克組;侏羅系自下而上包括阿合組、陽霞組、克孜勤努爾組、恰克馬克組以及齊古組;白堊系的油氣勘探已進入5 000 m以下的深層，主要為下白堊統(tǒng)，缺失上白堊統(tǒng)，呈不整合覆于侏羅系之上，與下第三系呈區(qū)域性不整合接觸，白堊系自下而上可分為亞格列木組、舒善河組、巴西蓋組和巴什基奇克組。第三系自下而上包括庫姆格列木組、蘇維依組、吉迪克組、康村組和庫車組（圖2）[6-7]。

2 ?沉積體系類型及特征

根據(jù)大量巖心描述和野外露頭研究，結合室內(nèi)地層厚度、砂巖厚度、砂巖百分比編圖和實驗分析資料，認為古近系庫姆格列木群和白堊系巴什基奇克組是庫車坳陷主要儲集層。庫車坳陷可以分為海相沉積體系、海陸過渡相沉積體系以及陸相沉積體系。中生代時期主要為沖積扇-河流-三角洲-湖泊相的碎屑沉積體系，下第三紀主要為扇三角洲沉積體系、辮狀河沉積體系、河流沉積體系、湖泊沉積體系、潟湖-潮坪沉積體系以及湖泊三角洲沉積體系。新生代古近系時期發(fā)育海陸交互相沉積地層，主要有沖（洪）積扇、扇三角洲、膏鹽湖、濱淺湖、潮坪等主要的沉積相類型（圖3）。

2.1 ?潮坪-潟湖沉積體系

主要在古新世—始新世早期發(fā)育濱岸沉積環(huán)境。依據(jù)沉積特征可以分為潟湖和潮坪相。其中潮坪相處于蒸發(fā)和高鹽度的環(huán)境，以紅色砂礫巖、碳酸鹽巖、砂泥巖沉積為主，屬于陸相夾海相地層。潟湖環(huán)境可見灰褐色含礫中粗巖屑石英砂巖、粉砂質(zhì)泥互層，具有間歇性淡化環(huán)境的特征[8]。

2.2 ?半閉塞局限海灣-蒸發(fā)潟湖沉積體系

主要發(fā)育在古近系的庫姆格列木組時期，沉積特征主要是海相蒸發(fā)潮坪相。對蒸發(fā)潮坪相可進行進一步地劃分，分別為潮上帶、潮間帶以及潮下帶[9]。

潮上帶為膏云坪，膏云坪的巖石類型有硬石膏巖、泥膏巖以及膏泥巖等。構成潮坪的主要部分是潮間帶，潮間帶有生屑灘、砂屑灘和鮞灘，其巖性為淺灰、褐灰色生物碎屑云巖和淺灰色、淺褐灰色礫屑泥晶灰?guī)r，可見塊狀層理和平行層理。潮下帶為淺灰色厚層狀及團塊狀含骨屑泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、深灰色薄層及透鏡狀含云質(zhì)泥巖，有時可見藻紋層和生物骨屑。

2.3 ?扇三角洲沉積體系

主要發(fā)育在下白堊統(tǒng)亞格列木組、巴什基奇克組三段、庫姆格列木群下部和三疊系下統(tǒng)俄霍布拉克組沉積時期。依據(jù)沉積特征可以將扇三角洲相分為扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相及前扇三角洲亞相，其中以扇三角洲前緣亞相為主，占砂體厚度的70%以上[11-13]。扇三角洲平原可進一步細分為碎屑流沉積及扇上分流河道沉積。扇三角洲前緣可細分為水下重力流沉積、水下分流河道沉積、河口沙壩及遠沙壩。扇三角洲以前扇三角洲泥發(fā)育為主。

巴什基奇克組第一、二段的扇三角洲前緣水下分流河道砂體可見板狀交錯層理、沖刷面、平行層理等沉積構造發(fā)育特征，泥礫具有伴生變形構造、火焰狀沖刷面構造特征。其中主河道區(qū)砂巖交錯層理發(fā)育、底部泥礫巖發(fā)育，砂體粒度偏粗，主河道側(cè)緣泥礫層發(fā)育，主河道區(qū)到側(cè)緣的砂體粒度是由粗到細變化。巴什基奇克組三段以扇三角洲前緣水下分流河道為主[12-14]。

2.4 ?曲流河三角洲沉積體系

主要發(fā)育在舒善河組上部和巴西蓋組。依據(jù)沉積特征可以分為曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前緣以及前曲流河三角洲3個亞相。曲流河三角洲平原可細分為分流河道沉積、天然堤和河漫沉積3個微相。曲流河三角洲前緣可以劃分為水下支流間彎沉積、分流河道沉積、河口沙壩及遠沙壩4個微相。前曲流河三角洲主要發(fā)育前三角洲泥。

舒善河組上部由小型交錯層理和大型交錯層理，由粉-細砂巖和細砂巖-含礫細砂巖組成，屬于曲流河三角洲前緣相的河口壩、水下分流河道微相沉積。巴西蓋組主要發(fā)育曲流河三角洲平原相，發(fā)育大型交錯層理，是由含礫細砂巖-中砂巖組成。

2.5 ?辮狀河三角洲沉積體系

主要發(fā)育在巴什基奇克組的一段、二段、克拉瑪依組、黃山街組和阿合組，砂巖是良好的儲集砂體，分布穩(wěn)定。辮狀河三角洲相可分為辮狀河三角洲平原亞相、辮狀河三角洲前緣亞相及前辮狀河三角洲亞相。辮狀河三角洲平原相可進一步細分為辮狀河道微相及堤岸微相。辮狀河三角洲前緣相可細分為水下分流河道微相、分流河道間沉積微相、河口沙壩微相及遠沙壩微相。前辮狀河三角洲相主要發(fā)育前辮狀河三角洲泥微相。

辮狀河三角洲沉積體系的巖性以褐紅色中-中細粒砂巖為主，具有較好的孔滲性。沉積物比較粗，中-細砂巖的范圍在60%～80%之間，夾薄層淺灰色、綠灰色粉砂巖以及綠灰色泥質(zhì)條帶，但泥質(zhì)條帶連續(xù)性差，發(fā)育塊狀層理、斜層理、平行層理、水平層理、波狀層理和大型槽狀交錯層理;礫石成分復雜，具有疊瓦狀結構[12，15]。

巴什基奇克組一段、二段由淺紅、紅黃色中層到厚層狀細粒到粗粒砂巖、含礫中粒到粗粒砂巖夾紫紅色粉砂質(zhì)泥巖組成，主要發(fā)育大型槽狀交錯層理[16]。三疊系辮狀河三角洲平原亞相等同于辮狀河沉積，辮狀河道沉積占主導地位，河道砂壩的巖性較粗。發(fā)育沖刷面構造、平行層理、大型或中型板狀及槽狀交錯層理;辮狀河三角洲前緣亞相中以水下分流河道微相為主，沉積物占辮狀河三角洲前緣亞相總量的90%以上，可見砂礫巖、粉砂巖與泥巖，見平行層理、中小型交錯層理及浪成砂紋層理;前辮狀河三角洲亞相由前三角洲泥和濁流沉積物組成，辮狀河三角洲泥為灰綠色、深灰色及灰黑色薄層粉砂巖、泥巖或頁巖，發(fā)育浪成沙紋層理和水平層理。濁流沉積的濁積巖中見槽模、遞變層理、平行層理及沙紋層理等構造[17]。

2.6 ?沖積扇沉積體系

主要發(fā)育在亞格列木組、喀拉扎組和庫車組。沖積扇相帶以沖積扇夾辮狀河沉積為主。分為扇根亞相、扇中亞相和扇端亞相。其中扇根又可細分為主河道微相和泥石流微相;扇中以礫質(zhì)辮狀河沉積為主;扇端主要為漫流沉積。

新近系庫車組沖積扇巖性主要為黃色、黃紅色礫巖、砂礫巖及含礫砂巖。礫石層中可見底沖刷-充填構造、交錯層理和平行層理[8，18]。扇根主要分布在庫車坳陷山前部位，主河道微相巖性主要為淺褐紅色粗-中礫巖，泥石流微相的巖性可見礫、砂和泥，礫石的磨圓度很差。扇中礫質(zhì)辮狀河道巖性主要為礫巖，分選較差。底部見沖刷面，底部礫石的排列形態(tài)呈疊瓦狀，發(fā)育大中型槽狀交錯層理，頂部蓋層砂質(zhì)呈透鏡狀。扇端漫流沉積微相巖性以細粒砂巖和粉砂巖為主，含泥巖夾層，以水平層理發(fā)育為主。庫車坳陷在北部天山山前單斜構造帶、中部克拉蘇構造帶及克拉蘇構造帶以南都有露頭出露。

2.7 ?湖泊沉積體系

塔里木盆地庫車坳陷湖泊沉積體系主要發(fā)育在黃山街組、恰克馬克、舒善河組、巴西蓋組和齊古組，主要包括濱湖、淺湖亞相。物源區(qū)地形平緩、沉積物供給弱、盆地水體作用持續(xù)的特點[14]。濱湖亞相又可進一步劃分為濱湖泥和濱湖沙壩微相;淺湖亞相可劃分為淺湖泥和淺湖沙壩微相。

舒善河組分選性較好，發(fā)育水平層理和波紋交錯層理，沉積面貌認為是氧化寬淺型濱淺湖頻繁交替。

2.8 ?曲流河沉積體系

主要發(fā)育在陽霞組、克拉瑪依組和克孜勒努爾組。

曲流河沉積體系在始新統(tǒng)晚期到漸新世可見，以廣泛發(fā)育干旱型氣候下的紅色洪泛湖泊沉積為特色，曲流河河道坡度較緩，流量穩(wěn)定，搬運形式以懸浮負載和混合負載為主。河道以側(cè)向侵蝕作用為主，發(fā)育邊灘和河漫沼澤。沉積物中的粉砂和泥的含量很高，具有正韻律性，砂體很難形成厚層，一般呈明顯的透鏡狀斷續(xù)分布于河床最底部，可見底沖刷現(xiàn)象，向上過渡為邊灘和心灘沉積。

3 ?結 論

1）大量的野外露頭和部分鉆井巖心資料所反映的巖石類型、沉積構造以及沉積韻律等表明，庫車坳陷可以分為海相沉積體系、海陸過渡相沉積體系以及陸相沉積體系?？蛇M一步劃分為潮坪-潟湖沉積體系、半閉塞局限海灣-蒸發(fā)潟湖沉積體系、扇三角洲沉積體系、曲流河三角洲沉積體系、辮狀河三角洲沉積體系、沖積扇沉積體系、湖泊沉積體系以及曲流河沉積體系。

2）中生代時期主要為沖積扇-河流-三角洲-湖泊相的碎屑沉積體系，下第三紀主要為扇三角洲沉積體系、辮狀河沉積體系、湖泊沉積體系、河流沉積體系、湖泊三角洲沉積體系以及潟湖潮坪沉積體系。新生代古近系時期發(fā)育海陸交互相沉積地層，主要有沖（洪）積扇、扇三角洲、膏鹽湖、濱淺湖、潮坪等主要的沉積相類型。

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