塔里木盆地柯坪露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組沉積微相

井康康 蔡忠賢 張恒 朱智超 陳偉 牛芳年

摘? ?要：為進(jìn)一步明確塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組沉積環(huán)境，采用野外地質(zhì)剖面研究和室內(nèi)薄片分析相結(jié)合，參考Flugel的碳酸鹽巖緩坡常見微相類型劃分方案，識別出10種微相類型：生屑粉晶白云巖、紋層狀泥質(zhì)泥晶白云巖、紋層狀微粉晶白云巖、薄層粉晶白云巖、凝塊微-粉晶白云巖、包殼凝塊粉-細(xì)晶白云巖、藻砂屑細(xì)晶白云巖、泡沫狀綿層白云巖，泥晶砂屑白云巖，藻紋層白云巖。據(jù)巖石微相組合演化序列和沉積相分析，認(rèn)為肖爾布拉克組為緩坡沉積環(huán)境，碳酸鹽巖緩坡劃分為后緩坡、淺緩坡和深緩坡3種大相及若干亞相類型，建立沉積相模式。

關(guān)鍵詞：塔里木盆地;寒武系;柯坪地區(qū);肖爾布拉克組;微相

塔里木盆地下寒武統(tǒng)發(fā)育有廣泛的白云巖儲層[1]。前人對肖爾布拉克組微生物白云巖進(jìn)行研究[2-10]，并在塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖沉積體系、沉積相等方面取得一定進(jìn)展[6-13，15-19]。目前，肖爾布拉克組沉積相劃分存在較大爭議，有學(xué)者認(rèn)為肖爾布拉克組沉積環(huán)境為碳酸鹽巖緩坡相[13-14]，也有認(rèn)為該套地層沉積環(huán)境為碳酸鹽巖臺地相[15-16，19]。因此，系統(tǒng)開展肖爾布拉克組沉積微相研究對認(rèn)識其沉積環(huán)境、儲層分布具重要意義。塔里木盆地柯坪地區(qū)石灰窯剖面和蘇蓋特布拉克剖面發(fā)育較完整的下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖地層，本次研究針對該套地層，通過實(shí)測野外剖面和室內(nèi)薄片分析，總結(jié)并探討柯坪地區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組沉積微相類型特征、沉積相模式，為肖爾布拉克組有利區(qū)帶的選取提供參考依據(jù)。

1? 地質(zhì)背景

柯坪地區(qū)位于塔里木盆地西北部，阿克蘇市西南部（圖1）?？缕郝额^區(qū)下寒武統(tǒng)出露齊全，自下而上依次為玉爾吐斯組、肖爾布拉克組、吾松格爾組。目標(biāo)層位肖爾布拉克組巖性為灰白、深灰色中層-塊狀粉細(xì)晶白云巖，有學(xué)者將該套地層劃分為上、下黑白兩段[6]。上覆地層吾松格爾組巖性為灰紅、灰黃色粉晶白云巖;下伏地層玉爾吐斯組以發(fā)育含磷硅質(zhì)巖、黑色碳質(zhì)頁巖、白云巖為主。本文研究資料主要來源于柯坪露頭區(qū)石灰窯剖面和蘇蓋特布拉克剖面的野外實(shí)測。石灰窯剖面肖爾布拉克組地層實(shí)測厚度138.5 m，劃分為上下兩段7個巖性段（圖2）;蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組地層實(shí)測厚148 m，劃分為上下兩段6個巖性段（圖3）。

2? 碳酸鹽巖微相類型

寒武系早期主要以微生物為主。常見微生物為藍(lán)細(xì)菌和古杯海綿類，藍(lán)細(xì)菌形態(tài)有葛萬菌（Girvanella）、附枝菌（Epiphyton）和腎形菌（Renalcis）[16]。大部分微生物不具鈣質(zhì)骨骼，僅少量微生物被鈣化保存為化石[21-22]。塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組是以低等生物（主要為藍(lán)細(xì)菌）為主的沉積物。

據(jù)前人研究成果[17-18]，參考Flugel劃分的碳酸鹽巖緩坡常見30個微相類型（RMF1～RMF30）[20]，對塔里木盆地柯坪地區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖巖石微相進(jìn)行研究，歸納出10種微相類型（MF1-MF10）。碳酸鹽巖微相的命名主要據(jù)Folk的沉積結(jié)構(gòu)分類方案[23]。

生屑細(xì)晶白云巖（MF-1，圖4-a-b）? MF-1相當(dāng)于Flugel的RMF-1。剖面上位于蘇蓋特布拉克剖面最底層，直接覆蓋于玉爾吐斯組米黃色薄層狀結(jié)晶白云巖之上，宏觀表現(xiàn)為灰黑色薄層狀白云巖?；|(zhì)為泥粉晶白云巖，可見組構(gòu)保存的白云石質(zhì)生屑，生屑顆粒大小100 μm～3 mm，分選差，次棱角磨圓，含量達(dá)20%以上。晶間微孔充填黑色有機(jī)質(zhì)，使該微相整體顏色很黑，反映沉積水體位于浪基面之下，為還原性深海水。

紋層狀泥質(zhì)泥晶白云巖（MF-2，圖4-c-d）? MF2相當(dāng)于Flugel的RF-5。剖面上位于蘇蓋特布拉克剖面上段下部，宏觀特征為灰黑色水平紋層狀泥質(zhì)微晶白云巖。基質(zhì)晶粒非常小，泥質(zhì)紋層非常平直，韻律層厚度均勻。局部碳酸鹽巖被隱晶質(zhì)石英交代。微晶基質(zhì)和泥質(zhì)紋層反映波浪淘洗作用缺乏，即沉積于浪基面界面之下的相帶。

紋層狀微粉晶白云巖（MF-3，圖4-e-f）? MF-3相當(dāng)于Flugel的RMF-6。剖面上位于兩個實(shí)測剖面下段。宏觀表現(xiàn)為深灰色薄層狀白云巖。微觀巖石學(xué)特征為微粉晶白云巖?；|(zhì)中隱約可見平行的條帶影像（泥質(zhì)或有機(jī)質(zhì)），條帶未見明顯泥質(zhì)。泥晶基質(zhì)反映波浪淘洗作用缺乏，為浪基面之下標(biāo)志，泥質(zhì)含量低，較MF2水動力條件稍強(qiáng)。

薄層粉晶白云巖（MF-4，圖4-g-h）? MF-4相當(dāng)于Flugel的RMF-10。剖面上位于兩個實(shí)測剖面下部，宏觀特征為深灰色薄層狀白云巖，白云石脈發(fā)育。該微相基質(zhì)巖性較均一，為粉晶白云巖，與MF3以薄層狀（6～10 cm）小層韻律互層，未見泥質(zhì)或有機(jī)質(zhì)及其它沉積組構(gòu)。沉積水體較MF3淺，位于浪基面之下。

凝塊微-粉晶白云巖（MF-5，圖4-i-j）? MF-5相當(dāng)于Flugel的RMF-2。剖面上位于石灰窯剖面下部，該套沉積物宏觀上為塊狀生物建隆，厚約4 m，上部沉積物為灰黑色薄層狀白云巖。宏觀尺度下鑒定淺色組構(gòu)為生物擾動構(gòu)造，該組構(gòu)形態(tài)各異、邊界渾圓且雜亂分布于圍巖中。鏡下鑒定基質(zhì)為微晶白云石，粉晶白云石呈凝塊漂浮于基質(zhì)中，凝塊結(jié)構(gòu)與圍巖突變接觸。圓形鑄模孔發(fā)育，推測其成因與生物組構(gòu)相關(guān)。此微相指示深緩坡上小型深水生物丘建造。

包殼凝塊粉-細(xì)晶白云巖（MF-6，圖4-k-l）? MF-6相當(dāng)于Flugel的RMF-3。剖面上見于石灰窯剖面中部，該微相連續(xù)沉積厚50～60 m。手標(biāo)本上可見疑似生物擾動構(gòu)造，擾動作用強(qiáng)烈部位顏色較淺，圍巖顏色較深。該微相宏觀沉積特征與MF-5的差異在于其擾動構(gòu)造具成層性。微觀沉積特征與MF5的差異在于鏡下可見具粉晶包殼的凝塊結(jié)構(gòu)。生物擾動部位為致密細(xì)晶白云巖，圍巖為致密粉晶白云巖。

藻粘結(jié)砂屑細(xì)-中晶白云巖（MF-7，圖4-m-n）? MF-7相當(dāng)于Flugel的RMF-7。剖面上位于兩個實(shí)測剖面上段。在石灰窯剖面上該微相為塊狀層理，孔隙異常發(fā)育。鏡下觀察原始沉積組構(gòu)可能為藻砂屑，原始粒間孔經(jīng)白云化作用改造成晶間孔。

泡沫狀綿層白云巖（MF-8，圖4-o-p）? MF-8相當(dāng)于Flugel的RMF-12。剖面上位于石灰窯剖面上段。宏觀表現(xiàn)為巖性均勻的米黃色中層狀致密結(jié)晶白云巖，針孔（粒?？祝┊惓０l(fā)育。鏡下觀察可見大量形似顆粒而非顆粒、富藻層間有大量空腔狀如海綿的綿層組構(gòu)。由藍(lán)細(xì)菌絲狀體組成格架[21]，孔隙為亮晶膠結(jié)物全充填或半充填[22]。以上特征反應(yīng)其為后緩坡相潮坪沉積物。

泥晶砂屑白云巖（MF-9，圖4-q-r）? MF-9相當(dāng)于Flugel的RMF-20。剖面上位于兩個實(shí)測剖面上段，該微相為均質(zhì)土黃色薄層狀泥晶砂屑白云巖。沉積顆粒為次圓狀砂屑，分選差，粒內(nèi)可見泥晶化。粒間主要為泥晶基質(zhì)充填，少量亮晶膠結(jié)。泥晶基質(zhì)充填反應(yīng)其沉積于較弱的水動力條件，未見藻紋層和藻粘結(jié)構(gòu)，指示為較深水環(huán)境。砂屑顆粒的存在指示其位于浪基面之上，受波浪作用沖刷。

藻紋層白云巖（MF-10，圖4-s-t）? MF-10相當(dāng)于Flugel的RMF-22。剖面上位于兩個實(shí)測剖面頂部，宏觀表現(xiàn)為灰白色中層狀致密白云巖，鏡下可見大量藻紋層和亮晶膠結(jié)物，指示為水動力條件較低的潮坪沉積環(huán)境。

3? 沉積環(huán)境及模式

通過以上10個巖石微相特征分析，結(jié)合野外地質(zhì)特征，筆者將柯坪地區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉組劃分為碳酸鹽巖緩坡沉積環(huán)境。據(jù)Tucker and Wright提出的碳酸鹽緩坡模式將碳酸鹽巖緩坡劃分為后緩坡、淺緩坡和深緩坡3個大相和若干亞相（圖5）[24]。

后緩坡指浪基面之上主要受局限性波浪和潮汐作用改造的沉積區(qū)，包含瀉湖、潮坪、潮上帶等亞相，發(fā)育淺水低能沉積，主要發(fā)育于石灰窯剖面和蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組上段上部。潮坪相以發(fā)育泡沫狀綿層白云巖、藻紋層白云巖和藻粘結(jié)砂屑白云巖為主要特征，巖石微相發(fā)育MF-8、MF-10為主;瀉湖相主要發(fā)育泥晶砂屑白云巖，巖石微相發(fā)育MF-9為主。

淺緩坡指浪基面之上主要受波浪作用改造的沉積區(qū)，包含濱灘、障壁、潮間平原、淺灘等亞相，發(fā)育淺灘沉積，主要發(fā)育于石灰窯剖面肖爾布拉克組上段中部。淺灘沉積主要發(fā)育藻砂屑白云巖，巖石微相以MF-7為主。

深緩坡指浪基面和風(fēng)暴浪基面之間主要以風(fēng)暴作用改造的沉積區(qū)，水體較安靜，發(fā)育水體較深的遠(yuǎn)端沉積，以發(fā)育薄層白云巖、生物活動頻繁為特征。部分白云巖有機(jī)質(zhì)含量豐富，主要發(fā)育于石灰窯剖面和蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組下段和上段下部，巖石微相以MF-1、MF-2、MF-3和MF-4為主。

4? 結(jié)論

據(jù)實(shí)測剖面和薄片觀察分析，討論柯坪地區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組白云巖巖石微相類型和沉積相特征，建立肖爾布拉克組沉積模式。識別出11中微相類型：生屑粉晶白云巖（MF-1）、紋層狀泥質(zhì)微晶白云巖（MF-2）、紋層狀微粉晶白云巖（MF-3）、粉晶白云巖（MF-4）、凝塊粉-細(xì)晶白云巖（MF-5）;包殼凝塊粉-細(xì)晶白云巖（MF-6）、藻砂屑細(xì)晶白云巖（MF-7）、泡沫狀綿層白云巖（MF-8）、泥晶砂屑白云巖（MF-9）、藻紋層白云巖（MF-10）。肖爾布拉克組為碳酸鹽巖緩坡沉積環(huán)境，可劃分為后緩坡、淺緩坡和深緩坡3種大相和若干亞相。

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