新疆車排子油田車探1井3 538～3 774 m井段孢粉組合及地質(zhì)意義

張譽(yù)洋，李永軍，*，鄭孟林，段豐浩，徐倩，郭文建，余海濤，任海姣，王韜

(1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.中國(guó)石油 新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

準(zhǔn)噶爾盆地是一個(gè)大型陸內(nèi)疊合盆地，盆地西緣是盆地重要的油富集帶之一(付爽等，2018；鄒陽等，2020)。車排子凸起南部等多個(gè)地區(qū)在油氣勘探上取得新的突破，獲得高產(chǎn)工業(yè)油流。二疊系、侏羅系為區(qū)內(nèi)主要生油層，而石炭系碎屑巖類、火山巖類層位是主要儲(chǔ)油層(唐勇等，2015；鄭孟林等，2018；王小軍等，2021)。車排子油田就是其中的典型代表(吳康軍等，2015)。車排子油田位于包古圖地層小區(qū)南部，與該小區(qū)緊密相鄰，井下石炭系與包古圖地層小區(qū)展布方向一致；車排子油田北部山前近南北向斷裂在盆地內(nèi)部具有極好的延伸性和可對(duì)比性；二者石炭系均為濱-淺海相環(huán)境；古生物化石及鋯石年代學(xué)方面也具有明顯的相似性。以上證據(jù)表明，車排子油田地質(zhì)體屬包古圖地層小區(qū)南西向的延伸范圍，其地層層序與包古圖地層小區(qū)一致(李永軍等，2021)。

但車排子油田井中鉆遇石炭系的劃分方案多有爭(zhēng)議，尤其是前人所劃“莫老壩組”至今無時(shí)代依據(jù)。例如，前人將以車探1井3 538～3 774m段為代表的碎屑巖劃歸上石炭統(tǒng)莫老壩組，并無年代學(xué)證據(jù)?！吧鲜拷y(tǒng)莫老壩組”這個(gè)不屬于包古圖小區(qū)的地層在車排子油田地層系統(tǒng)中的出現(xiàn)，直接導(dǎo)致了車排子油田地層層序混亂，其石炭系與包古圖地層小區(qū)對(duì)比困難，嚴(yán)重制約了車排子油田石炭系儲(chǔ)層的精準(zhǔn)對(duì)比。

筆者對(duì)車探1井(原劃“莫老壩組”)開展孢粉樣品采集與處理分析，旨為車探1井原劃“莫老壩組”井段的時(shí)代歸屬提供孢粉學(xué)依據(jù)，解決該井段時(shí)代的存疑問題，明確其層位歸屬，理清車排子油田所屬地層小區(qū)的地層序列，為后續(xù)車排子油田石炭系的劃分與對(duì)比提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

車排子凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西部，整體為倒三角形，其南部與四棵樹凹陷、東部與紅車斷裂和昌吉凹陷緊密相連，呈北西—南東走向；車排子凸起形成于海西運(yùn)動(dòng)晚期，于印支期、燕山期強(qiáng)烈隆升階段自西北向東南俯沖，形成一系列大型低角度逆沖斷層，地層自凸起向凹陷剝蝕程度變小，可剝至石炭系；而后于喜山期緩慢沉降(蔡忠賢等，2000；劉洛夫等，2018)?？傮w來說，車排子凸起是一個(gè)經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)期繼承性古隆起(王緒龍，1995)。車排子地區(qū)白堊紀(jì)以前的強(qiáng)烈隆升作用使研究區(qū)石炭系以上的二疊系、三疊系遭受嚴(yán)重剝蝕，使石炭系與上覆侏羅系呈不整合接觸(梁宇生，2018)。

車探1井所在的車排子油田(圖1)位于車排子凸起的東部，北緣為包古圖地層小區(qū)(段豐浩，2020；徐倩，2020)，井中3 538～3 774 m井段巖石組合以灰綠-灰褐色粉砂巖、細(xì)砂巖和砂礫巖為主，地層傾角為5°～10°，前人將其對(duì)比劃分為上石炭統(tǒng)莫老壩組，無時(shí)代依據(jù)；其上覆下白堊統(tǒng)清水河組，地層傾角近乎水平；其下伏上石炭統(tǒng)哈拉阿拉特組，地層傾角為60°～70°，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，與該井段地層大角度相交；該井段與上、下地層均為不整合接觸關(guān)系。

圖1 車排子油田大地構(gòu)造位置縮略圖

2 研究材料和方法

車探1井位于車排子凸起的南部，完鉆井深5 229 m，完鉆層位為石炭系。本次研究的孢粉樣品采自車探1井井下3 661.02～3 662.12 m處含巖屑砂礫巖中的細(xì)砂巖夾層(圖2a)，編號(hào)為CT1-2-19BF，夾層中清晰可見大量植物化石碎片(圖2b)。

圖2 (a)含巖屑含細(xì)礫砂礫巖與灰綠色細(xì)砂巖互層和(b)細(xì)砂巖中的大量植物化石碎片照片

樣品處理采用實(shí)驗(yàn)室孢粉標(biāo)準(zhǔn)分析方法(SY/T5522-2018)，其原理是利用化學(xué)方法溶去沉積巖中的礦物或促其化石與圍巖分離，富集包括孢粉、浮游藻類等微體化石及其他各種類別的有機(jī)物。具體分析流程為：每樣取干重約50 g，先用10%的鹽酸浸泡去除樣品中的鈣質(zhì)沉積物，再用氫氟酸浸泡去除樣品中的硅質(zhì)沉積物，經(jīng)水洗篩選(篩布孔徑10 μm)浮選后獲得全部懸浮物質(zhì)。化石富集后制片，每件樣品制作4個(gè)蓋片(20 mm×20 mm)，在生物雙目顯微鏡下觀察鑒定。

3 研究結(jié)果(孢粉組合特征)

樣品中化石較豐富，保存狀況較好(圖3)，其組合特征(具體孢粉化石組分含量見表1)為：

表1 車探1井孢粉化石組分及數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

1～6.小桫欏孢Cyathidites minor；7.三角孢(未定種)Deltoidospora sp.；8～10、12、13、23.小紫萁孢Osmundacidite sparvus；11.可疑寬肋粉(未定種) Taenaesporites sp.；14.華美廣口粉Chasmatosporites elegans；15、25.矩形四字粉Quadraeculina anellaeformis；16：鋸齒格子蕨孢Clathropterisospora serrulata；17：環(huán)圈克拉梭粉Classopollis annulatus(Verbitzkaja)；18.脆弱同心粉Concentrisporites fragilis(Burger)；19、21.蘇鐵粉(未定種)Cycadopites sp.；20.不顯四字粉Quadraeculina enigmata(Couper)Xu et；22.雷比達(dá)準(zhǔn)噶爾粉Junggaresporites Lepidus(Qu，1990)；24.小阿賽勒特孢Asseretosporaparva；26、27、29、30.單/雙束松粉(未定種)Abietineaepollenites/Pinus-pollenites sp.；28.克勞斯雙囊粉(未定種)Klausipollenites sp.

(1)以裸子植物花粉略占優(yōu)勢(shì)，含量為53.50%；蕨類植物孢子居次要位置，含量為46.50%。

(2)裸子植物花粉中，松柏類兩氣囊花粉含量最高，包括兩氣囊分化不完善的原始松柏類，占42.04%，主要為單/雙束松粉Abietineaepollenites/Pinuspollenites、矩形四字粉Quadraeculinaanellaeformis和未歸類的具兩氣囊花粉Disacciatrileti，其次為黃色原始松柏粉Protoconiferusflavus、多變假云杉粉Pseudopiceavariabiliformis、羅漢松粉Podocarpidites、克勞斯雙囊粉Klausipollenites等；單溝/原始溝類占5.73%，主要為蘇鐵粉Cycadopites和華美廣口粉Chasmatosporiteselegans；其余分子含量相對(duì)較少，如掌鱗杉科的環(huán)圈克拉梭粉Classopollisannulatus、杉科的脆弱同心粉Concentrisporitesfragilis和皺褶周壁粉Perinopolleniteselatoides、南洋杉科的皺球粉Psophosphaera、環(huán)囊類的雷比達(dá)準(zhǔn)噶爾粉Junggaresporiteslepidus等。

(3)蕨類植物孢子中，桫欏科含量最高，占26.75%，包括光面的三角孢Deltoidospora和小桫欏孢Cyathiditesminor；紫萁科也有較高含量，占12.74%，主要為小紫萁孢Osmundaciditesparvus和威氏紫萁孢O.wellmanii；其余分子均為零星出現(xiàn)，如三角粒面孢Granulatisporites、圓形粒面孢Cyclogranisporites、三角錐刺孢Lophotriletes、鋸齒格子蕨孢Clathropterisosporaserrulata和小阿賽勒特孢Asseretosporaparva等。

4 討論

4.1 地質(zhì)時(shí)代

蕨類植物孢子中，本樣品以桫欏孢Cyathidites、紫萁孢Osmundacidites和三角孢Deltoidospora的繁盛為主要特征。桫欏孢Cyathidites和三角孢Deltoidospora雖然在中、新生代均有出現(xiàn)，但主要還是集中在侏羅紀(jì)地層中。其中，小桫欏孢Cyathiditesminor于早侏羅世開始興起，中侏羅世繁盛，而在三疊紀(jì)地層中一般很少或完全沒有出現(xiàn)(張代生等，2002；辛存林等，2018；李素萍等，2021)；紫萁孢Osmundacidites分布廣泛，在陜甘寧盆地，甘肅、內(nèi)蒙古、江蘇、遼寧西部、吐哈盆地和三塘湖盆地等地均有出現(xiàn)，在早—中侏羅世孢粉組合中含量都比較高，常作為早—中侏羅世組合的建帶分子出現(xiàn)(黃嬪，2002，2003；李素萍等，2021)。

裸子植物花粉中，本樣品的松柏類兩氣囊花粉非常豐富，主要包括Pinuspollenitessp.，Disacciatrileti，Podocarpiditessp.，Protoconiferus，Quadraeculinaanellaeforms，Klasusipollenitessp.等，其他裸子植物花粉包括Cycadopitessp.，Chasmatosporiteselegans，Chasmatosporiteshians等也有出現(xiàn)。這些屬種中大部分是侏羅紀(jì)常見類型。如陜甘寧盆地早侏羅世晚期富縣組、內(nèi)蒙古包頭石拐煤田早侏羅世五當(dāng)溝組、遼西早侏羅世北票組、新疆溫泉煤礦早侏羅世艾肯拜爾段及早—中侏羅世柯克它烏組、新疆準(zhǔn)噶爾盆地早侏羅世八道灣組和三工河組、新疆拜城早侏羅世陽霞組及新疆三塘湖盆地三工河組—西山窯組等早—中侏羅世孢粉組合，這些屬種或多或少均有出現(xiàn)(辛存林等，2018；李素萍等，2021)。四字粉Quadraeculina自晚三疊世開始有零星出現(xiàn)，可一直延至早白堊世，在侏羅紀(jì)相對(duì)發(fā)育，尤以中侏羅世最為繁盛，部分地區(qū)在早侏羅世時(shí)也有較高含量；同心粉Concentrisporites和周壁粉Perinopollenites僅限于早侏羅世以后地層，主要分布于世界各地侏羅紀(jì)—早白堊世。在中國(guó)主要分布于中侏羅世，但在部分地區(qū)的早侏羅世地層中也有出現(xiàn)。

樣品中具時(shí)代指示意義的典型化石的分布時(shí)代如圖4所示。綜上所述，本組合以早—中侏羅世發(fā)育的孢粉化石為主，占比最多的孢粉集中出現(xiàn)于中侏羅世，表明該井段地層時(shí)代歸屬為中侏羅世。

圖4 CT1-2-9BF樣品各典型化石時(shí)代分布圖

4.2 地層歸屬討論及地質(zhì)意義

“莫老壩組”由新疆地礦局區(qū)測(cè)大隊(duì)于1966年命名，時(shí)代為晚石炭世，立典剖面位于新疆托里縣以東的莫老壩南側(cè)，隸屬于瑪依勒山地層小區(qū)，地層上與包古圖地層小區(qū)差異顯著，空間上與包古圖小區(qū)以區(qū)域性大斷裂接觸，無法延伸進(jìn)入包古圖地層小區(qū)；該組主要巖石組合為紫灰色、灰綠色及褐色英安斑巖、霏細(xì)斑巖角礫凝灰?guī)r和凝灰?guī)r夾凝灰砂礫巖，為典型的陸相沉積環(huán)境，與包古圖地層小區(qū)的石炭系各地層均不相符。因此，隸屬于瑪依勒山地層小區(qū)的莫老壩組不應(yīng)出現(xiàn)在包古圖地層小區(qū)中。

本次研究中獲得的孢粉化石組合指示該井段時(shí)代為中侏羅世，進(jìn)一步證明前人將該井段劃分為莫老壩組存在問題。結(jié)合巖石組合和孢粉組合對(duì)比，該井段與西山窯組(孢粉組合主要為Cyathiditesminor-Cycadopitessp.-Quadraeculina-Pinuspollenites-Disacciatrileti)最為相似(圖5)，故取消該井段莫老壩組的定名，重新對(duì)比厘定為中侏羅統(tǒng)西山窯組，其與上覆下白堊統(tǒng)清水河組及下伏下石炭統(tǒng)包古圖組均為不整合接觸關(guān)系(圖6)。

圖5 CT1-2-19BF樣品與西山窯組孢粉組成結(jié)構(gòu)對(duì)比圖

圖6 車探1井部分井段綜合地層柱狀圖

取消了“莫老壩組”一名后，車排子油田井下石炭系層序清晰，自下而上依次為：下石炭統(tǒng)包古圖組(C1b)、希貝庫(kù)拉斯組(C1x)、上石炭統(tǒng)成吉思汗山組(C2c)、哈拉阿拉特組(C2h)和阿拉德依克賽組(C2a)，與包古圖地層小區(qū)各地層可以對(duì)比(李甘雨等，2015，2016；彭湘萍等，2016；李永軍等，2021)，同時(shí)也消除了地層名稱跨地層小區(qū)混亂使用的問題，理清了包古圖地層小區(qū)的層序，為井中與包古圖小區(qū)地層的對(duì)比提供了可靠證據(jù)。

6 結(jié)論

(1)車探1井3 538～3 774 m井段所獲孢粉53.50%為裸子植物花粉，46.50%為蕨類植物孢子，其組合為Cyathiditesminor-Osmundacidites-Deltoidospora-Pinuspollenites-Disacciatrileti-Cycadopites，指示該井段時(shí)代為中侏羅世，為該井段地層時(shí)代歸屬提供了可靠證據(jù)；井段孢粉組合與中侏羅統(tǒng)西山窯組極為相似，含孢粉層位巖性與西山窯組巖性組合總體可對(duì)比，故將上石炭統(tǒng)莫老壩組重新厘定為中侏羅統(tǒng)西山窯組。

(2)取消車探1井等層位中原劃的“莫老壩組”之后，車排子油田地層序列與包古圖地層小區(qū)的劃分方案總體可對(duì)比，理清了包古圖地層小區(qū)的層序，消除了地層名稱跨地層小區(qū)混亂使用的問題；證明包古圖地層小區(qū)中不包含瑪依勒山地層小區(qū)的莫老壩組，為該地區(qū)盆山地層對(duì)比系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。