塔里木盆地南華紀
——中寒武世構(gòu)造沉積演化及其鹽下勘探選區(qū)意義

楊海軍 陳永權(quán) 潘文慶 王 斌 楊文靜 黃少英 楊鵬飛 易 艷 王曉雪

（中國石油塔里木油田公司 ）

0 引言

塔里木盆地臺盆區(qū)主力烴源巖表現(xiàn)為超深古老特點，決定了塔里木盆地具備超深勘探的客觀地質(zhì)條件。寒武系鹽下白云巖是臺盆區(qū)主力烴源巖之上的第一套儲蓋組合，具備油氣規(guī)模成藏的基本地質(zhì)條件[1]。目前鉆揭震旦系—下寒武統(tǒng)內(nèi)幕白云巖鉆井共23 個，取得中深1[1]、柯探1[2]與輪探1[3]3 個勘探發(fā)現(xiàn)；失利的20 口井中，14 口井分布在巴楚隆起及周緣，3 口井分布在塔中隆起，3 口井分布在塔北隆起。源儲分布認識不準是造成探井失利的主要原因，如巴楚隆起楚探1 井、喬探1 井、和田2 井等玉爾吐斯組泥質(zhì)烴源巖不發(fā)育；塔北隆起以新和1 井為代表的下寒武統(tǒng)以石灰?guī)r為主，儲層欠發(fā)育。沉積相認識不深入、沉積相圖不準確是源儲分布認識不準的直接原因。近年來前人在塔里木盆地前寒武系—寒武系沉積研究方面取得很大進展[4-21]，也形成一些基本共識，如南、北塔里木地塊拼合造成南、北塔里木差異性演化，南華系發(fā)育3 個裂谷盆地，北塔里木地塊相對穩(wěn)定，玉爾吐斯組烴源巖落實等。然而仍有很多關鍵問題沒有解決，如生烴中心不明確，白云巖儲層發(fā)育區(qū)不清楚，中寒武統(tǒng)膏鹽巖分布邊界不清楚等。

造成沉積相圖不準確的關鍵在于資料。一是地質(zhì)資料點分布不均勻，無法控制盆地級成圖；二是地震資料較老，受超深、鹽層能量屏蔽等影響，鹽下信噪比低，多次波嚴重，許多地震資料記錄時間不足7s、連片資料振幅統(tǒng)一性差，滿足不了深層研究需要。2020 年下半年，中石油、中石化合作，通過格架線采集與拼接處理，實現(xiàn)了塔北—塔中三維連片與高精度二維成網(wǎng)，構(gòu)成本輪編圖在已有成果認識基礎上逐步完善的資料基礎。本文通過對塔里木盆地地質(zhì)、地震與重磁電資料整理與綜合地質(zhì)分析，建立大地構(gòu)造背景、巖性巖相沉積體系與沉積演化框架，以該框架為指導，開展三維區(qū)精細化解釋與二維區(qū)模式化解釋，厘定厚度圖、地震相圖與沉積相圖，編制盆地級殘余厚度圖；恢復隆坳格局，根據(jù)沉積模型編制沉積相圖，旨在理清盆地寒武系鹽下源儲蓋層展布。

1 地質(zhì)背景

塔里木盆地位于中國新疆維吾爾自治區(qū)南部，被天山、昆侖山、阿爾金山夾持，面積約56×104km2。依據(jù)現(xiàn)今構(gòu)造單元劃分成果，盆地內(nèi)部可劃分為“四隆五坳”9 個一級構(gòu)造單元，分別為塔北隆起、巴楚隆起、塔中隆起、東南隆起、庫車坳陷、北部坳陷、塘古坳陷、東南坳陷及西南坳陷?？缕簲嗦‰m然在目前構(gòu)造單元劃分中未納入塔里木體系，但其古生界地層與構(gòu)造特征屬于塔里木盆地的一部分[22]，在此將其作為盆地的第10 個一級構(gòu)造單元處理（圖1）。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造單元分布圖Fig.1 Division of structural units in Tarim Basin

作為中國三大主要陸塊之一，塔里木盆地是一個具有完整的前寒武紀基底且發(fā)育良好的新元古代蓋層沉積的大陸塊體[23-25]。南華系—震旦系露頭沿盆緣出露，主要分布于盆地東北緣庫魯克塔格地區(qū)、西北緣柯坪地區(qū)、西南緣鐵克里克地區(qū)，這些地區(qū)震旦系、南華系（Nh）發(fā)育齊全，剖面較為完整（表1）?？缕郝额^區(qū)，南華系巧恩布拉克群超覆在下伏阿克蘇群變質(zhì)巖基底之上，與上覆尤爾美那克組呈角度不整合接觸，尤爾美那克組與上覆震旦系呈角度不整合接觸關系；震旦系蘇蓋特布拉克組為碎屑巖沉積，奇格布拉克組為碳酸鹽巖沉積，奇格布拉克組與蘇蓋特布拉克組呈整合接觸關系，與上覆寒武系呈小角度不整合接觸關系。庫魯克塔格露頭區(qū)，南華系超覆在下伏長城系變質(zhì)巖之上，與上覆震旦系呈角度不整合接觸關系；震旦系與上覆寒武系呈小角度不整合接觸關系。鐵克里克露頭區(qū)新藏公路剖面，南華系超覆在長城系變質(zhì)巖之上，與上覆震旦系呈小角度不整合接觸關系；震旦系克孜蘇胡木組頂部發(fā)育不全，與泥盆系呈大角度不整合接觸關系。寒武系僅見于柯坪與庫魯克塔格兩個露頭區(qū)（表1），在昆侖山鐵克里克露頭區(qū)被削蝕，前兩個露頭區(qū)地層特征已被廣泛報道[26]。

表1 塔里木盆地南華系—寒武系層序劃分表Table 1 Sequence division of the Nanhua-Cambrian in Tarim Basin

盆地沙漠覆蓋區(qū)鉆揭南華系的鉆井少，尉犁1 井鉆揭南華系特瑞艾肯組；塔中隆起與塔北隆起鉆井缺失南華系；巴楚隆起巴探5 井寒武系之下發(fā)育一套角礫巖，分選、磨圓度都不好，被認為是南華系冰磧巖。鉆揭震旦系的鉆井主要分布在塔北—塔東地區(qū)，主要包括溫參1 井、新和1 井、星火1 井、旗探1 井、輪探1 井與尉犁1 井。鉆揭寒武系露頭鉆井主要分布在巴楚隆起、塔中隆起、塔北隆起與塔東地區(qū)，共計31 個鉆井（圖1）。本文研究應用的資料除上述地質(zhì)資料外，主要應用沙漠覆蓋區(qū)內(nèi)大量地震資料，包括三維地震4.9×104km2、二維地震7.2×104km。

2 南華紀—寒武紀構(gòu)造演化

塔里木盆地前寒武紀—奧陶紀主要經(jīng)歷了哥倫比亞與羅迪尼亞兩期構(gòu)造旋回，羅迪尼亞旋回在塔里木盆地又分為3 期構(gòu)造運動，即塔里木運動、庫魯克塔格運動與柯坪運動。塔里木運動構(gòu)造聚斂期形成塔里木盆地變質(zhì)基底，伸展期控制南華系裂陷—坳陷沉積；庫魯克塔格運動聚斂期形成震旦系/南華系角度不整合面，伸展期控制震旦系沉積；柯坪運動聚斂期形成寒武系/前寒武系的角度不整合面，伸展期控制寒武系沉積。

2.1 塔里木運動與南華紀構(gòu)造格局

發(fā)生在南華紀之前的古構(gòu)造運動稱為塔里木運動，主要表現(xiàn)結(jié)果是變質(zhì)基底形成與廣泛發(fā)育的南華系/變質(zhì)基底角度不整合面?？缕骸甭∑鸢l(fā)育阿克蘇群藍片巖，溫參1 井阿克蘇群鋯石U—Pb 年齡為807.5Ma±8.7Ma，星火1 井阿克蘇群鋯石U—Pb 年齡為807Ma±12Ma，代表塔里木運動期年齡。東南隆起英東2 井基底花崗閃長巖鋯石U—Pb 年齡為749.8Ma±7.3Ma，塔參1 井基底花崗巖鋯石U—Pb 年齡為757.4Ma±6.2Ma，形成于碰撞后的伸展或裂谷前的板內(nèi)島弧型巖漿活動。多數(shù)學者認為塔里木運動主要活動期在距今800Ma 左右[12-13]。

南華紀，“三坳兩隆”構(gòu)造背景控制三大拗拉谷的沉積（圖2a）。裂谷盆地主要發(fā)育在滿加爾凹陷、西南坳陷與阿瓦提凹陷，主要從克拉通邊緣向克拉通內(nèi)撕裂，形成克拉通邊緣裂陷寬、克拉通內(nèi)裂陷變窄的沉積特點。在三大裂陷區(qū)的發(fā)育影響下，盆地中部形成被動型的中央隆起帶與庫車—塔北古隆起帶，不發(fā)育南華系。

2.2 庫魯克塔格運動與震旦紀構(gòu)造格局

震旦系與南華系不整合對應的構(gòu)造運動稱為庫魯克塔格運動[27-28]。震旦系/南華系之間的平行不整合與角度不整合在盆地內(nèi)部，以及盆地邊緣庫魯克塔格、柯坪及鐵克里克地區(qū)廣泛發(fā)育?？缕旱貐^(qū)，蘇蓋特布拉克露頭區(qū)蘇蓋特布拉克組不整合披覆在南華系之上，肖西溝剖面、什艾日克剖面可見蘇蓋特布拉克組超覆在基底阿克蘇群之上；庫魯克塔格地區(qū)，可見扎摩克提組角度不整合覆蓋在南華系特瑞艾肯組之上；鐵克里克地區(qū)，震旦系庫爾卡克組與南華系雨塘組呈假整合接觸關系。關于庫魯克塔格運動的大地構(gòu)造研究資料較少，前人通過對塔里木盆地柯坪、庫車地區(qū)花崗巖巖石地球化學與鋯石年代學研究，發(fā)現(xiàn)距今650Ma 左右碰撞后伸展背景的證據(jù)，同時根據(jù)基性巖鋯石年齡頻譜分析發(fā)現(xiàn)距今620～680Ma 的證據(jù)，證實庫車—柯坪地區(qū)存在南華紀末期的構(gòu)造運動[29]。

震旦紀，柯坪隆起抬升形成震旦系/南華系大型角度不整合，中央隆起與庫車—塔北隆起連成一片，控制震旦系沉積（圖2b）。震旦系在南華系裂谷盆地基礎上沉積范圍擴大，沉積中心仍位于南華系裂谷盆地集中發(fā)育區(qū)，體現(xiàn)了繼承性特點；阿瓦提原盆地邊緣裂陷演變?yōu)榕璧貎?nèi)坳陷；滿加爾坳陷與西南坳陷持續(xù)沉降，成為震旦系主要沉積中心。

2.3 柯坪運動與寒武紀沉積格局

前人基于露頭資料與鉆井資料發(fā)現(xiàn)代表柯坪運動的寒武系/震旦系不整合證據(jù)[30]。柯坪運動形成的寒武系/前寒武系角度不整合面主要見于南塔里木地塊，包括塔東隆起、塔中—古城地區(qū)、巴楚隆起與西南坳陷澤普—皮山—和田一線；塔北地區(qū)該期構(gòu)造運動影響很小[31]。塔北隆起新增的輪探1 井、旗探1井鉆揭寒武系/震旦系界面是平行不整合接觸關系?？缕哼\動的巖石學與大地構(gòu)造證據(jù)在盆緣沒有發(fā)現(xiàn)，前人通過對盆地內(nèi)志留系碎屑巖的鋯石年齡研究，發(fā)現(xiàn)了525～575Ma 年齡峰值，證實存在該構(gòu)造運動造山作用[29]。

早寒武世，塔南隆起強烈抬升，北塔里木繼承震旦紀構(gòu)造背景，形成“馬蹄形隆起”構(gòu)造背景，控制寒武系沉積（圖2c）。西南坳陷在盆緣關閉，形成塔南隆起，南塔里木地塊南部的抬升形成寒武系/前寒武系大型角度不整合；盆地北部繼承震旦紀主要構(gòu)造古地理格局，柯坪—庫車—輪南低凸起與塔南隆起構(gòu)成馬蹄形隆起。麥蓋提斜坡區(qū)演變?yōu)榕_內(nèi)坳陷，阿瓦提—滿西地區(qū)形成臺內(nèi)凹陷，滿加爾地區(qū)表現(xiàn)為坳陷特點，西昆侖地區(qū)演變?yōu)榕璧剡吘壭逼隆晗莪h(huán)境。塔里木盆地發(fā)展為南北隆坳分異與西東臺盆分異階段，形成西臺東盆、南隆北坳的沉積背景。

圖2 塔里木盆地南華紀—寒武紀構(gòu)造古地理格局平面圖Fig.2 Tectono-paleogeographic pattern of the Nanhua-Cambrian in Tarim Basin

3 南華系—中寒武統(tǒng)分布特征

3.1 南華系—中寒武統(tǒng)地層結(jié)構(gòu)

地震剖面上，南華系表現(xiàn)為裂陷—坳陷的二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其演化經(jīng)歷了斷陷和坳陷兩個階段。斷陷期受主控斷裂控制的裂谷盆地根據(jù)控邊斷裂的發(fā)育情況劃分為單邊裂谷與雙邊裂谷兩種類型，單邊裂谷盆地一側(cè)呈現(xiàn)陡坡特點，另一側(cè)表現(xiàn)為緩坡特征（圖3a、b）；裂谷內(nèi)部地震相特征表現(xiàn)為“陡坡雜亂、緩坡與中部成層；下部雜亂、上部成層”特點，反映陡坡沉積物快速充填、緩坡超覆沉積地質(zhì)現(xiàn)象。雙邊裂谷盆地控邊斷裂有兩條，裂谷內(nèi)部的地震相特征與單邊裂谷盆地相似（圖3c）。南華系裂谷盆地發(fā)育寬度一般為50～70km，最大為130km[32]。晚期坳陷內(nèi)部主要表現(xiàn)為平行反射地震相，從斷陷核心向兩側(cè)超覆沉積，與野外露頭濱岸相—陸棚相沉積砂泥巖對應。

震旦系沉積與南華系裂陷具有繼承性，裂陷槽內(nèi)部震旦系加厚；地震反射特征也表現(xiàn)出上下兩分特點，下部向上超覆沉積，具有平行反射特征，上部表現(xiàn)為局部建隆特點，符合碳酸鹽臺地沉積特點。寒武系底表現(xiàn)為平行強反射特征，下寒武統(tǒng)在南華系—震旦系裂陷槽具有繼承性，玉爾吐斯組在裂陷槽發(fā)育部位地層加厚，并向兩側(cè)超覆，至隆起區(qū)尖滅。肖爾布拉克組在南華系裂陷槽部位加厚，向兩側(cè)超覆沉積，肖爾布拉克組上段表現(xiàn)為從中央隆起向北前積特點；吾松格爾組在裂陷部位加厚，向裂陷槽兩側(cè)減??；中寒武統(tǒng)底與頂均表現(xiàn)為平行強反射特征，內(nèi)部厚度變化大，出現(xiàn)塑性變形，體現(xiàn)出蒸發(fā)鹽巖塑性形變特征（圖3a）。

圖3 塔中—塔北地區(qū)三維地震拼接剖面圖（剖面位置見圖1）Fig.3 3D spliced seismic profile in Tazhong-Tabei area (profile location is in Fig.1)

3.2 地層分布

南華系主要分布在阿瓦提凹陷、滿加爾凹陷與西南坳陷中，滿加爾凹陷內(nèi)最厚（圖4a）。滿加爾凹陷內(nèi)南華系西邊界大致與輪南—古城臺緣帶相似，內(nèi)部斷裂展布呈北東走向，在裂陷邊部呈北西走向，地層厚度超過2000m。阿瓦提凹陷內(nèi)南華系發(fā)育在多排北西走向裂陷槽內(nèi)，裂陷槽最寬約70km，充填物厚度普遍超過1500m。西南坳陷內(nèi)南華系發(fā)育兩個裂陷槽，一個發(fā)育在西部澤普—麥蓋提地區(qū)，另一個發(fā)育在東部和田—瑪扎塔格構(gòu)造帶南部；裂陷槽寬約100km，充填物厚度在1000m 左右。震旦系在南華系裂陷槽背景下沉積范圍進一步擴大，南華系裂陷發(fā)育位置震旦系加厚（圖4b）；與南華系相似，震旦系在中央隆起內(nèi)缺失，體現(xiàn)出中央隆起南華紀—震旦紀長期繼承性發(fā)育特點；塔北隆起內(nèi)震旦系減薄，部分地區(qū)缺失大部分下震旦統(tǒng)；滿加爾凹陷震旦系厚度最大，可達1000 余米，在麥蓋提斜坡部位發(fā)育近600～800m；柯坪—阿瓦提地區(qū)震旦系厚約500m。

圖4 塔里木盆地南華系—震旦系殘余厚度圖Fig.4 Residual thickness map of the Nanhua-Sinian in Tarim Basin

早—中寒武世是塔里木盆地下古生界臺盆分異的重要階段，經(jīng)歷下寒武統(tǒng)緩坡沉積、中寒武統(tǒng)塔西臺地巨厚蒸發(fā)鹽巖填平補齊作用后，塔西臺地才真正形成[33]，本文基于地震資料解釋編制了玉爾吐斯組厚度圖（圖5a）、肖爾布拉克組—吾松格爾組厚度圖（圖5b）與中寒武統(tǒng)厚度圖（圖5c）。中、下寒武統(tǒng)厚度格局比較一致，表現(xiàn)為“西厚東薄、北厚南薄”特點。輪南—古城臺緣帶以西中、下寒武統(tǒng)沉積厚度較大（下寒武統(tǒng)0～950m，中寒武統(tǒng)100～900m），塔東地區(qū)地層較?。ㄏ潞浣y(tǒng)150～400m，中寒武統(tǒng)100～300m）；西南坳陷—塔中南部—古城一線下寒武統(tǒng)厚度較薄甚至缺失，例如塔參1 井；北部坳陷西部—塔北隆起中、下寒武統(tǒng)厚度較大，塔北隆起下寒武統(tǒng)厚度約為500m，厚度最大區(qū)域位于滿西地區(qū)，中、下寒武統(tǒng)厚度均達到900m。

圖5 塔里木盆地中、下寒武統(tǒng)殘余厚度圖Fig.5 Residual thickness map of the Middle and Lower Cambrian in Tarim Basin

4 南華紀—寒武紀沉積演化

4.1 沉積相編圖

主要針對寒武系鹽下源儲蓋重點層系，編制了塔里木盆地上震旦統(tǒng)奇格布拉克組，下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組、肖爾布拉克組—吾松格爾組及中寒武統(tǒng)沉積相圖。

上震旦統(tǒng)主要發(fā)育碳酸鹽緩坡沉積體系，柯坪地區(qū)奇格布拉克組、鐵克里克地區(qū)克孜蘇胡木組與庫魯克塔格地區(qū)水泉組—漢克爾喬克組為該套沉積體系的代表[14-16]?？缕骸钡貐^(qū)奇格布拉克組以上緩坡—中緩坡沉積相為主，主要發(fā)育潮坪亞相泥晶白云巖、藻凝塊巖、疊層石白云巖與淺灘亞相顆粒白云巖，局部夾灘間亞相灰質(zhì)白云巖。鐵克里克地區(qū)克孜蘇胡木組以上緩坡潮坪亞相紋層狀白云巖為主，間互發(fā)育中緩坡淺灘亞相的顆粒白云巖。庫魯克塔格地區(qū)，水泉組以下緩坡斜坡亞相—盆地亞相的泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖為主。在震旦系古構(gòu)造格局的控制下，根據(jù)地質(zhì)點控制與地震相特征編制了上震旦統(tǒng)沉積相圖（圖6），庫車—塔北隆起控制形成塔北奇格布拉克臺地，面積約為5×104km2；滿加爾凹陷控制形成盆地相；阿瓦提凹陷內(nèi)部，一個局部正地貌控制形成奇格布拉克組臺緣相帶；中央隆起內(nèi)大部分地區(qū)震旦系于寒武系沉積前被削蝕尖滅；西南坳陷內(nèi)，受震旦系坳陷盆地的控制形成臺地—盆地間互的沉積格架，但因為地震資料品質(zhì)差，落實程度相對較低。

圖6 塔里木盆地上震旦統(tǒng)奇格布拉克組沉積期沉積相圖Fig.6 Sedimentary facies map during the deposition period of Qigebulake Formation of the Upper Sinian in Tarim Basin

下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組沉積期，處于柯坪運動之后的碎屑巖填平補齊與早期碳酸鹽巖緩坡沉積的背景，該時期塔里木盆地以碎屑巖陸棚—緩坡碳酸鹽臺地沉積體系為主。中央隆起高部位，玉爾吐斯組主要表現(xiàn)為褐色泥巖沉積特點[11]；阿瓦提凹陷—塔北隆起區(qū)，玉爾吐斯組以局限環(huán)境內(nèi)的暗色泥巖與灰質(zhì)泥巖沉積為主[33]；塔東地區(qū)，玉爾吐斯組相變?yōu)槲魃讲祭私M，發(fā)育硅質(zhì)巖、暗色泥巖，代表盆地相[32]。在上述沉積體系認識基礎上，利用玉爾吐斯組沉積期地層厚度編制了該期沉積相圖（圖7）。

圖7 塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組沉積期沉積相圖Fig.7 Sedimentary facies map during the deposition period of Yuertusi Formation of the Lower Cambrian in Tarim Basin

寒武系肖爾布拉克組—吾松格爾組沉積期，塔里木克拉通沉積特征主要表現(xiàn)為東西分異特點，東部以西大山組盆地相泥巖為主，西部以碳酸鹽臺地沉積為主。塔西臺地區(qū)，塔南古隆起區(qū)地層超覆尖滅或相變?yōu)槠合嗄嗑О自茙r特征為主；肖爾布拉克組—吾松格爾組隆起區(qū)以混積砂質(zhì)白云巖、泥晶白云巖等潮坪相為主，隆起斜坡區(qū)以顆粒白云巖、藻白云巖為主；臺內(nèi)凹陷主要以石灰?guī)r沉積為主。白云巖丘灘體主要圍繞臺內(nèi)凹陷分布，總面積近12×104km2。塔東盆地區(qū)由西大山組構(gòu)成，下緩坡因輪南古城發(fā)育地貌坡折，地層快速減薄，斜坡區(qū)以泥灰?guī)r/灰質(zhì)泥巖為主，至盆地區(qū)相變?yōu)榍费a償盆地相泥巖[32]（圖8）。塔西臺地與塔東盆地的過渡區(qū)在輪南—古城臺緣帶，該時期臺地邊緣從緩坡模式向鑲邊模式過渡，肖爾布拉克組為緩坡沉積模式，不發(fā)育鑲邊臺緣，至吾松格爾組沉積期逐漸發(fā)育鑲邊碳酸鹽建隆，已被輪探1 井、輪探3 井鉆探結(jié)果證實。

圖8 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組—吾松格爾組沉積期沉積相圖Fig.8 Sedimentary facies map during the deposition period of Xiaorbulake-Wusonger Formations of the Lower Cambrian in Tarim Basin

中寒武統(tǒng)沉積期，因輪南—古城臺緣帶的障壁作用，塔西臺地進入蒸發(fā)臺地沉積階段，塔東地區(qū)仍以盆地相沉積特征為主（圖9）。塔西臺地內(nèi)大面積發(fā)育蒸發(fā)鹽巖，向周圍過渡到石膏巖與潮坪相泥質(zhì)白云巖，其中膏鹽湖面積約為15×104km2，石膏巖分布面積約為7×104km2，潮坪相泥巖/泥質(zhì)白云巖分布面積約為7×104km2。

圖9 塔里木盆地中寒武世沉積相圖Fig.9 Sedimentary facies map of the Middle Cambrian in Tarim Basin

4.2 沉積演化

在塔里木運動、庫魯克塔格運動與柯坪運動的影響下，在3 期古構(gòu)造格局變遷的控制下，南華系—寒武系沉積經(jīng)歷了3 期演化階段。

南華系經(jīng)歷從斷陷盆地向坳陷盆地沉積演化過程（圖10a）。下南華統(tǒng)主要發(fā)育火山巖、冰磧巖與碎屑巖類，發(fā)育沖積扇沉積體系與火山巖沉積體系；上南華統(tǒng)主要發(fā)育扇三角洲—淺海陸棚沉積體系與冰成體系[12-13]。

震旦系發(fā)育沖積扇—三角洲、濱岸—陸棚與碳酸鹽緩坡3 種類型沉積體系，沉積體系經(jīng)歷從坳陷盆地向碳酸鹽臺地的演化過程。震旦系底部主要發(fā)育沖積扇—三角洲沉積體系，橫向分布有限，下震旦統(tǒng)中上部主要發(fā)育濱岸—陸棚沉積體系。上震旦統(tǒng)主要發(fā)育碳酸鹽緩坡沉積體系（圖10b），柯坪地區(qū)奇格布拉克組、鐵克里克地區(qū)克孜蘇胡木組與庫魯克塔格地區(qū)水泉組—漢克爾喬克組為該套沉積體系的代表[14-15]。

圖10 塔里木盆地南華系—中寒武統(tǒng)沉積演化模式圖（剖面位置見圖1）Fig.10 Sedimentary evolution pattern of the Nanhua-Sinian in Tarim Basin (profile location is in Fig.1)

寒武系經(jīng)歷了從緩坡沉積體系—臺地沉積體系的沉積轉(zhuǎn)化，主要轉(zhuǎn)化點在于臺地邊緣的出現(xiàn)（圖10c—e）。輪南—古城臺緣在玉爾吐斯組—肖爾布拉克組沉積期不明顯，自吾松格爾組沉積期開始出現(xiàn)，至上寒武統(tǒng)下丘里塔格組臺地邊緣表現(xiàn)為進積特點，臺地逐漸擴大[31-32]。

5 源儲蓋層分布與勘探選區(qū)

5.1 構(gòu)造沉積演化格架下源儲蓋層分布

在古構(gòu)造格局（圖2）與沉積相圖分布（圖6至圖9）控制下，塔里木盆地震旦系—寒武系具有“繼承性裂陷/坳陷控制生烴中心、隆起控制灘相白云巖儲層大面積發(fā)育、障壁臺緣后的臺內(nèi)坳陷及隆起斜坡區(qū)控制蒸發(fā)鹽巖大面積發(fā)育”特點。

塔里木盆地震旦系—寒武系見多套有效烴源巖，主要發(fā)育在繼承性裂陷/坳陷內(nèi)。塔西臺地玉爾吐斯組與同時期沉積的塔東盆地西山布拉克組—西大山組是塔里木盆地目前已發(fā)現(xiàn)的、最落實的有效烴源巖。玉爾吐斯組在柯坪露頭區(qū)多個剖面點皆有分布，柯坪地區(qū)發(fā)育黑色頁巖，厚度為10～15m，黑色頁巖層有機碳含量高達4%～16%[33];盆地內(nèi)星火1 井揭示該套烴源巖厚度為31m，有機碳含量為1%～9.43%，平均為5.4%；西山布拉克組—西大山組盆地相烴源巖在塔東地區(qū)多個鉆井發(fā)現(xiàn)。庫魯克塔格地區(qū)南華系特瑞艾肯組、震旦系育肯溝組與水泉組均被報道發(fā)現(xiàn)中等偏差烴源巖[34-35]。依據(jù)柯坪運動前后的構(gòu)造格局，塔里木盆地主要發(fā)育3 個生烴中心，一是滿加爾凹陷區(qū)南華紀—寒武紀繼承性裂陷/坳陷，具備發(fā)育南華系、震旦系、中—下寒武統(tǒng)3 套烴源巖地質(zhì)背景，烴源巖分布面積為8.6×104km2，厚度為200～400m；二是阿瓦提—滿西地區(qū)，以玉爾吐斯組烴源巖為主，烴源巖分布面積為8.4×104km2，在塔北隆起區(qū)烴源巖厚度約為30m，根據(jù)地震結(jié)構(gòu)特征，在繼承性裂陷/坳陷區(qū)可厚達250m；三是麥蓋提斜坡及周緣，該區(qū)發(fā)育南華系裂陷沉積體系，臺內(nèi)坳陷玉爾吐斯組可能發(fā)育沉積黑色頁巖，烴源巖分布面積為3.5×104km2，厚度為30～60m。

塔里木盆地寒武系鹽下白云巖儲層主要分布在上震旦統(tǒng)與下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組—吾松格爾組兩套層系，儲層主要受控于沉積相帶疊加巖溶作用。高能灘相白云巖是儲層發(fā)育的物質(zhì)基礎，白云巖相帶儲層發(fā)育率高，石灰?guī)r相帶內(nèi)儲層普遍不發(fā)育；巖溶作用是形成規(guī)模層狀白云巖儲層的重要條件，長期沉積間斷控制形成震旦系白云巖風化殼儲層，短期沉積間斷控制下寒武統(tǒng)內(nèi)幕規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層的形成[36]。震旦系奇格布拉克組白云巖丘灘體主要分布在塔北孤立臺地，面積約為5×104km2，塔北隆起新和1 井、旗探1 井、輪探1 井、輪探3 井鉆揭該套白云巖儲層。下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組—吾松格爾組高能相帶環(huán)臺內(nèi)洼陷分布，面積約為12×104km2，巴楚隆起9 個鉆孔，以及塔中隆起中深1 井、中深5 井已證實隆起斜坡區(qū)發(fā)育白云巖儲層；塔北隆起輪探1 井證實臺緣帶礁后存在白云巖儲層。

蒸發(fā)鹽巖與泥質(zhì)白云巖皆可作為有效蓋層[37]，由于中、下寒武統(tǒng)表現(xiàn)為超覆沉積特點，蒸發(fā)鹽巖蓋層（含潮坪相）的分布比鹽下白云巖儲層分布更廣。受塔南隆起、柯坪—輪南凸起的障壁作用控制，中寒武統(tǒng)蒸發(fā)鹽巖發(fā)育在巴楚—麥蓋提與滿西凹陷內(nèi)。巴楚隆起—塔中隆起鉆井揭示均發(fā)育蒸發(fā)鹽巖，地貌相對低部位以鹽為主，地貌相對高部位（如中深1 井），中寒武統(tǒng)以石膏巖為主?？缕骸喣贤蛊饍?nèi)，肖爾布拉克露頭剖面阿瓦塔格組以潮坪相含石膏結(jié)核的褐色白云質(zhì)泥巖為主，牙哈地區(qū)多個鉆井證實中寒武統(tǒng)以泥質(zhì)白云巖或白云質(zhì)泥巖為主。

5.2 勘探選區(qū)

四川盆地安岳氣田古老碳酸鹽巖油氣藏勘探實踐提出“四古”理論[38]，即古裂陷、古丘灘、古隆起、古圈閉控制古老白云巖油氣成藏。西伯利亞地臺內(nèi)發(fā)育的諸多超大型坳陷是烴源巖富集與沉積的最佳場所，地臺區(qū)發(fā)育諸多大型古隆起，其斜坡帶通常是油氣聚集的良好場所。塔里木盆地與四川盆地及西伯利亞地臺南華紀—早中寒武世構(gòu)造演化具有高度的相似性，均表現(xiàn)為南華紀裂陷盆地、震旦紀坳陷盆地、早—中寒武世臺地沉積背景；中深1 井寒武系鹽下白云巖原生油氣藏的發(fā)現(xiàn)，表明塔里木盆地寒武系鹽下白云巖具備規(guī)模成藏的構(gòu)造沉積背景，圍繞生烴坳陷周緣的古隆起是有利勘探區(qū)域。

根據(jù)上述源儲蓋層分布認識與前人提出的古隆起發(fā)育背景，按照“定凹探邊、定凹探隆”的勘探思路，塔中隆起、古城地區(qū)與輪南地區(qū)是寒武系鹽下白云巖勘探的最有利區(qū)帶；3 個區(qū)帶位于滿西最富集生烴凹陷周緣，具有加里東期—海西期繼承性古隆起背景，發(fā)育白云巖儲層與蒸發(fā)鹽巖蓋層，具備大油氣田形成的基本地質(zhì)條件；塔中地區(qū)與古城地區(qū)具有超覆地層圈閉勘探條件，輪南地區(qū)具備礁灘型白云巖勘探條件。和田河氣田周緣與阿瓦提周緣邊界構(gòu)造帶是寒武系鹽下白云巖勘探的潛力區(qū)帶。和田河氣田周緣具有處于和田古隆起北斜坡，臨近麥蓋提斜坡南華系—震旦系沉積坳陷的有利條件；海西期和田古隆起北斜坡存在肖爾布拉克組超覆地層圈閉，具備古油氣藏形成條件，喜馬拉雅期構(gòu)造反轉(zhuǎn)，和田河氣田南部存在調(diào)整油氣藏的條件。阿瓦提周緣柯探1 井（京能）獲得工業(yè)氣流，證實圍繞生烴坳陷喜馬拉雅期構(gòu)造具有天然氣成藏條件，吐木休克斷裂構(gòu)造帶西部、沙井子構(gòu)造帶、塔北西部喀拉玉爾滾構(gòu)造帶是主要勘探潛力區(qū)帶。

6 結(jié)論

本文發(fā)現(xiàn)塔里木盆地寒武系沉積前3 期大型構(gòu)造運動的地震證據(jù)，提出塔里木運動、庫魯克塔格運動與柯坪運動形成南華系底、震旦系底與寒武系底3 個大型不整合面，控制南華系裂陷—坳陷、震旦系坳陷—碳酸鹽臺地與寒武系緩坡—碳酸鹽臺地3 層沉積結(jié)構(gòu)，在3 期構(gòu)造運動的影響下塔里木盆地經(jīng)歷了南華紀“三坳兩隆”、震旦紀“連片隆起”到寒武紀“馬蹄形隆起”的演化過程。在3 期古構(gòu)造格局變遷的控制下，南華系—寒武系沉積也經(jīng)歷了3 期演化階段。南華系經(jīng)歷從斷陷盆地向坳陷盆地沉積演化過程；震旦系沉積體系經(jīng)歷從坳陷盆地向碳酸鹽臺地的演化過程；寒武系沉積體系經(jīng)歷從緩坡向鑲邊臺地的演化過程。在此基礎上修編了上震旦統(tǒng)奇格布拉克組沉積期，下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組沉積期、肖爾布拉克組—吾松格爾組沉積期，以及中寒武世沉積相圖。在新的沉積相圖的約束下，明確了塔里木盆地寒武系鹽下發(fā)育滿加爾、阿瓦提—滿西與麥蓋提3 個生烴中心；發(fā)育塔北奇格布拉克組、環(huán)臺內(nèi)凹陷的肖爾布拉克組—吾松格爾組兩套優(yōu)質(zhì)白云巖儲層；根據(jù)生儲蓋組合配置與隆起演化，優(yōu)選輪南、塔中、古城地區(qū)作為勘探的優(yōu)選區(qū)帶，麥蓋提斜坡與阿瓦提周緣是勘探的潛力區(qū)帶。

由于受到地質(zhì)資料認識分歧與高品質(zhì)地震資料分布不均勻限制，本輪編圖仍有很多問題沒有解決。一是地層認識的分歧會嚴重影響沉積相圖，如玉龍6 井區(qū)、瑪探1 井區(qū)，到底是否存在南華系—下寒武統(tǒng)仍有爭議，柯探1 井（京能）井底所鉆揭的白云巖段是下寒武統(tǒng)還是上震旦統(tǒng)還存在分歧；二是地層層序與沉積結(jié)構(gòu)認識的不同，沉積相圖也會發(fā)生很大變化；三是因資料精度的不均一性導致圖件可信度不均一，如塔北、塔中、輪南—古城坡折帶資料品質(zhì)高，圖件與認識相對可靠，阿瓦提凹陷與西南坳陷資料差，認識程度相對較低。地層、層序與沉積建模仍需要在越來越多的新資料支撐下持續(xù)深化研究。