柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組灘壩砂體沉積演化及其控制因素*

易定紅 石亞軍，2 李 翔，2 龍國徽 倪祥龍 李積永 王兆兵 馬新民

1中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，甘肅蘭州 730020 2中國石油集團(tuán)油藏描述重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730020 3中國石油青海油田公司，甘肅敦煌 736202

灘壩砂體是巖性油氣藏勘探的重要儲(chǔ)集體，已經(jīng)成為中國陸相湖盆增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域(陳世悅等，2000；鄧宏文等，2008；操應(yīng)長等，2009a；王永詩等，2012；易定紅等，2014a；王艷清等，2019；魏恒飛等，2019)。作為湖盆的一個(gè)重要的砂體類型，灘壩砂體因具備優(yōu)越的物性條件和得天獨(dú)厚的源儲(chǔ)配置關(guān)系而受到國內(nèi)外沉積學(xué)家們和石油勘探家們的廣泛關(guān)注(Thompson，1937；朱筱敏等，1994；姜在興等，2015)。灘壩砂體主要分布在湖盆的高能濱岸地帶，單層厚度較小、橫向連續(xù)性較差，受波浪作用改造強(qiáng)烈，分布規(guī)律較復(fù)雜，地球物理技術(shù)預(yù)測難度大，國內(nèi)外學(xué)者對其做了大量的研究工作。國外學(xué)者主要依托現(xiàn)代濱岸沉積考察，研究灘壩的成因機(jī)理，認(rèn)為水動(dòng)力條件和地形地貌條件對海岸灘壩砂體的形成具有控制作用(Thompson，1937；Wright and Short，1984)。國內(nèi)學(xué)者主要基于油氣勘探的需求，一方面對現(xiàn)代沉積中灘壩砂體進(jìn)行詳細(xì)解剖，描述沉積特征，研究成因機(jī)理并指導(dǎo)勘探實(shí)踐(陳啟林等，2019；王菁等，2019)，另一方面立足于鉆井、測井資料和地球物理資料，主要研究新生代陸相湖盆灘壩砂體的沉積特征與油氣勘探前景，在砂體的成因分類(鄧宏文等，2008；王永詩等，2012；魏恒飛等，2019)、沉積特征(朱筱敏等，1994；陳世悅等，2000；鄧宏文等，2008；操應(yīng)長等，2009a；王永詩等，2012；姜在興等，2015)、發(fā)育演化(陳世悅等，2000；姜在興等，2015)、沉積模式(朱筱敏等，1994；操應(yīng)長等，2009a；姜在興等，2015)、沉積環(huán)境(朱筱敏等，1994；姜在興等，2015；陳啟林等，2019)、地球物理響應(yīng)(趙東娜等，2014)、油氣成藏(潘樹新等，2012；王永詩等，2012)和控制因素(鄧宏文等，2008；李國斌等，2008；操應(yīng)長等，2009b；姜在興等，2015)等方面取得了非常豐富的研究成果。依據(jù)灘壩砂體發(fā)育的水動(dòng)力條件和距離湖岸線遠(yuǎn)近，將灘壩劃分為沿岸砂壩、近岸砂壩和遠(yuǎn)岸砂壩3種類型(姜在興等，2015)。

柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)中新統(tǒng)上干柴溝組(N1)沉積時(shí)期發(fā)育辮狀三角洲—濱淺湖沉積體系，物源來自西面的鐵木里克凸起，辮狀三角洲為灘壩砂體大面積發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，寬緩的斜坡背景為灘壩砂體富集提供了空間條件(易定紅等，2014b)，灘壩砂體的發(fā)育主要受控于不同級(jí)別的基準(zhǔn)面旋回，壩砂體主要發(fā)育于中長期基準(zhǔn)面旋回的可容納空間較大處，而灘主要發(fā)育于各級(jí)別基準(zhǔn)面旋回中可容納空間較小處(魏恒飛等，2019)。本次研究在15口重點(diǎn)井、近300 m巖心觀察的基礎(chǔ)上，基于86口重點(diǎn)探井和評(píng)價(jià)井的暗色泥巖的泥地比數(shù)據(jù)和砂地比數(shù)據(jù)，分析了扎哈泉地區(qū)N1灘壩砂體巖石學(xué)特征和沉積構(gòu)造特征，明確了各旋回沉積時(shí)期微古地貌的發(fā)育演化以及砂體的平面展布特征和縱向發(fā)育演化特征，探討了微古地貌對灘壩砂體平面分布及其發(fā)育演化的控制作用。研究成果為相似的地質(zhì)背景下灘壩砂體成因的巖性圈閉預(yù)測提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

作為中國7個(gè)中新生代陸相含油氣盆地之一的柴達(dá)木盆地，是唯一位于青藏高原內(nèi)部海拔最高的含油氣盆地。該盆地位于古亞洲構(gòu)造域與古特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶的結(jié)合部位，是在具有元古界變質(zhì)結(jié)晶基底和古生界褶皺變形基底的地塊上于印支運(yùn)動(dòng)后發(fā)育起來的一個(gè)大型走滑疊合咸化盆地(付鎖堂等，2015)。柴達(dá)木盆地三面環(huán)山，平面形態(tài)呈不規(guī)則的菱形，東西長約850 km，南北寬 150～300 km，面積約12.1×104￣￣km2，阿爾金山脈、昆侖山脈和祁連山脈分別作為盆地的西部、南部和北部邊界。古近紀(jì)與新近紀(jì)之交的喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕時(shí)期，柴達(dá)木盆地南緣的祁漫塔格山開始隆升，盆地西部結(jié)束拗陷并進(jìn)入褶皺回返階段，湖盆沉積中心逐漸向北、向東遷移(吳嬋等，2013)。

圖 1 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)地理位置(a)和新近系上干柴溝組綜合地層柱狀圖(b)Fig.1 Location of Zhahaquan area(a) and comprehensive stratigraphic column of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene(b)in western Qaidam Basin

依據(jù)高分辨率層序地層學(xué)原理和方法，將扎哈泉地區(qū)上干柴溝組劃分為1個(gè)長期基準(zhǔn)面旋回(LSC1，對應(yīng)于三級(jí)層序)和6個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回(MSC1—MSC6，對應(yīng)于四級(jí)層序)。其中，中期基準(zhǔn)面旋回主要根據(jù)泥巖顏色和測井曲線形態(tài)進(jìn)行識(shí)別和劃分，通常隨著湖平面的升高，泥巖變厚變純，顏色變深，自然伽馬曲線數(shù)值增大，因此，根據(jù)泥巖的自然伽馬曲線數(shù)值的高低，可以直觀的識(shí)別出基準(zhǔn)面旋回的界面。另外，泥巖的顏色也是基準(zhǔn)面旋回劃分的重要標(biāo)志，在巖心觀察過程中發(fā)現(xiàn)扎哈泉地區(qū)從濱湖亞相到半深湖亞相，泥巖的顏色由棕紅色、棕灰色依次變?yōu)榛揖G色、淺灰色、灰色及深灰色，反映沉積環(huán)境由淺水的氧化環(huán)境變?yōu)樯钏倪€原環(huán)境的特征?？碧綄?shí)踐表明，致密油氣主要分布在MSC3旋回、MSC4旋回和MSC1旋回(圖 1-b)。

2 研究方法

對柴達(dá)木盆地扎哈泉地區(qū)的扎2井、扎3井、扎201井、扎平1井、扎探1井、扎7井、扎9井、扎401井、扎4井、扎401-1-2井、扎17井和切探2井等進(jìn)行了巖心觀察，并采集了相關(guān)研究樣品。室內(nèi)研究包括偏光顯微鏡鑒定和沉積物粒度分析，其中偏光顯微鏡鑒定在中國石油天然氣集團(tuán)公司油藏描述重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，沉積物粒度分析在青海油田分公司完成。用于偏光顯微鏡研究的樣品被雙面拋光至0.03 mm厚，所用顯微鏡型號(hào)為Zeiss Axio Scope.A1。沉積物粒度分析采用英國馬爾文(Malvern)公司生產(chǎn)的Mastersizer2000型激光粒度分析儀進(jìn)行沉積物粒度的測量，該儀器的測量范圍為0.02～2000 μm，重復(fù)測量3次，誤差小于2%，具體遵照執(zhí)行SY/T6131-1995《碎屑巖粒度的測定激光法》。

鑒于扎哈泉地區(qū)三維地震資料主頻低(主頻為33 Hz)、頻帶窄(分布范圍15～50 Hz)、斷層較發(fā)育，常規(guī)的地球物理方法(如儲(chǔ)層反演、屬性、切片)難以有效反映灘壩砂體的發(fā)育與演化特征，因此本次研究選取86口預(yù)探井和評(píng)價(jià)井，以測井解釋的砂巖數(shù)據(jù)為依據(jù)，結(jié)合巖屑錄井?dāng)?shù)據(jù)，分旋回統(tǒng)計(jì)地層厚度和砂巖厚度數(shù)據(jù)，計(jì)算得到扎哈泉地區(qū)MSC1—MSC6旋回砂巖厚度等值線和砂地比等值線平面分布圖。扎哈泉地區(qū)灘壩砂體集中分布在2個(gè)區(qū)域，一個(gè)是靠近湖岸線地區(qū)，走向大致與湖岸線垂直，命名為近岸壩；另一個(gè)是靠近半深湖區(qū)域，走向大致與湖岸線平行，命名為遠(yuǎn)岸壩。利用砂地比等值線平面圖，分別研究扎哈泉地區(qū)近岸壩和遠(yuǎn)岸壩的平面分布與發(fā)育演化規(guī)律。

利用扎哈泉地區(qū)86口預(yù)探井和評(píng)價(jià)井的巖屑錄井?dāng)?shù)據(jù)，分旋回按氧化色(褐色、棕褐色)、過渡色(灰綠色、棕灰色)和還原色(俗稱暗色，淺灰色、灰色和深灰色)3種顏色類型分別統(tǒng)計(jì)上干柴溝組泥巖的厚度，計(jì)算得到3種顏色泥巖的MSC1—MSC6旋回泥地比等值線平面分布圖。在此基礎(chǔ)上，利用暗色泥巖的泥地比等值線平面分布圖來恢復(fù)扎哈泉地區(qū)微古地貌的發(fā)育演化特征，因?yàn)榘瞪鄮r的泥地比數(shù)值越大，則暗色泥巖越發(fā)育，水體相對越深，亦表明古地貌越低，反之則表示古地貌越高。

3 灘壩砂體的特征和演化

3.1 沉積學(xué)特征

3.1.1 巖石學(xué)特征

Ⅰ： 石英砂巖；Ⅱ： 長石質(zhì)石英砂巖；Ⅲ： 巖屑質(zhì)石英砂巖；Ⅳ： 長石砂 巖；Ⅴ： 巖屑質(zhì)長石砂巖；Ⅵ： 長石質(zhì)巖屑砂巖；Ⅶ： 巖屑砂巖圖 2 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組灘壩 砂巖巖石組分三角圖Fig.2 Ternary plot of rock compositions for beach-barsandstones of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area，western Qaidam Basin

扎哈泉地區(qū)上干柴溝組灘壩砂體主要由灰色、棕灰色薄、中厚層細(xì)砂巖、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖等組成(圖 2)，巖石礦物成分統(tǒng)計(jì)表明，巖石類型主要為巖屑長石砂巖，其次為長石巖屑砂巖。成分成熟度指數(shù)(石英/(長石+巖屑))介于0.3～1.42之間，平均為0.64，其中石英體積分?jǐn)?shù)介于19.3%～44.0%，平均為28.3%；長石體積分?jǐn)?shù)介于14.9%～45.0%，平均為30.4%；巖屑體積分?jǐn)?shù)介于5.0%～36.8%，平均為18.4%，主要成分為變質(zhì)巖巖屑，體積分?jǐn)?shù)平均10.4%，其次為火成巖巖屑，體積分?jǐn)?shù)平均4.4%，沉積巖巖屑和碳酸鹽巖巖屑體積分?jǐn)?shù)普遍小于5%；泥質(zhì)雜基體積分?jǐn)?shù)普遍小于1%。巖石顆粒分選較好，呈次圓和次棱角狀，磨圓中等，以凹凸—線接觸為主，具有較高的結(jié)構(gòu)成熟度。較低的成分成熟度和較高的結(jié)構(gòu)成熟度，反映了扎哈泉地區(qū)上干柴溝組灘壩砂體靠近物源并經(jīng)過波浪作用的反復(fù)淘洗。

3.1.2 沉積構(gòu)造特征

濱淺湖地區(qū)是波浪和沿岸流作用的主要場所，水動(dòng)力條件強(qiáng)，陸源碎屑物質(zhì)在波浪和沿岸流作用下反復(fù)淘洗，有利于灘壩砂體的形成。巖心觀察表明，扎哈泉地區(qū)上干柴溝組灘壩砂體沉積構(gòu)造非常豐富，類型多樣(圖 3)。研究層段發(fā)育反映淺水強(qiáng)水動(dòng)力條件下波浪成因的沉積構(gòu)造，包括浪成波紋交錯(cuò)層理(圖 3-c，3-e，3-g)、低角度交錯(cuò)層理(圖 3-b)，以及灘壩砂體常見的其他類型的沉積構(gòu)造，如波狀層理(圖 3-a，3-d)、透鏡狀層理(圖 3-f，3-h，3-l)和逆粒序?qū)永?圖 3-j)，并見呈“V”字形排列的泥礫(圖 3-i)、垂直型生物潛穴(圖 3-k)和泄水構(gòu)造(圖 3-l)。

a—棕灰色泥質(zhì)粉砂巖，波狀層理，扎2井，2945.05 m；b—棕灰色油斑細(xì)砂巖，交錯(cuò)層理，扎2井，3036.52 m；c—棕灰色泥質(zhì)粉砂巖，浪成波紋交錯(cuò)層理，扎2井，3026.05 m；d—棕褐色粉砂質(zhì)泥巖，波狀層理，扎2井，3030.72 m；e—淺灰色粉砂巖夾深灰色粉砂質(zhì)泥巖，浪成波紋交錯(cuò)層理、透鏡狀層理，扎401-1-2井，3424.30 m；f—左為灰色粉砂質(zhì)泥巖，右為灰色細(xì)砂巖，透鏡狀層理、波狀層理，扎401-1-2井，3331.52 m;g—棕灰色粉砂質(zhì)泥巖，浪成波紋層理，扎401-1-2井，3424.42 m；h—灰色泥質(zhì)粉砂巖，透鏡狀層理、波狀層理，扎401-1-2井，3350.01 m；i—灰色細(xì)砂巖，風(fēng)暴成因的泥礫，扎401-1-2井，3355.61 m；j—灰色泥質(zhì)細(xì)砂巖，逆粒序?qū)永?，?01井，3272.7 m；k— 棕褐色粉砂質(zhì)泥巖，蟲孔，扎2井，2873.15 m；l—淺灰色粉砂質(zhì)泥巖，水平層理、透鏡狀層理、泄水構(gòu)造，扎401井，3322.71 m圖 3 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組典型巖心照片F(xiàn)ig.3 Typical core photographs of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area，western Qaidam Basin

3.1.3 垂向序列特征

巖心觀察表明，扎哈泉地區(qū)上干柴溝組近岸壩砂體巖性較粗，以細(xì)砂巖為主，其次為粗砂巖(圖 4-a)，顏色以氧化色為主；遠(yuǎn)岸壩砂體巖性偏細(xì)，以粉砂巖為主，其次為細(xì)砂巖(圖 4-b)，顏色以過渡色和還原色為主。近岸壩巖相類型主要有灰色塊狀層理細(xì)砂巖、灰色塊狀層理粗砂巖、棕褐色交錯(cuò)層理細(xì)砂巖和棕灰色波狀層理粉砂巖，遠(yuǎn)岸壩巖相類型主要有棕灰色塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖、棕灰色交錯(cuò)層理細(xì)砂巖、棕灰色波狀層理粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。研究區(qū)近岸壩和遠(yuǎn)岸壩砂體主要發(fā)育以下3種類型的沉積序列: 第1種為粒度向上變粗的逆粒序，頂部常為突變面，該序列也是最主要的沉積序列，對應(yīng)的測井曲線形態(tài)有漏斗型和箱型2種，箱型反映的灘壩砂體單層厚度一般大于1.0 m，泥巖夾層發(fā)育很差，常見于近岸壩的壩中微相，漏斗型反映的灘壩砂體單層一般大于0.5 m，泥巖夾層發(fā)育較差，常見于遠(yuǎn)岸壩的壩中或近岸壩的壩緣微相；第2種為復(fù)合型沉積序列，粒度向上是先變粗后又變細(xì)，在粒度較粗部位局部見灰色泥礫，對應(yīng)的測井曲線形態(tài)為箱型—鐘型組合，反映的灘壩砂體單層厚度一般大于1.0 m，泥巖夾層一般不發(fā)育，常見于近岸壩的壩中微相(圖 4-a)，其次為遠(yuǎn)岸壩的壩中微相(圖 4-b)；第3種沉積序列的特征是粒序變化不明顯，砂體厚度一般小于0.5 m，泥巖夾層發(fā)育，一般為遠(yuǎn)岸壩的壩緣和灘砂微相常見的沉積響應(yīng)(圖 4-b)。

a—近岸壩，切探2井；b—遠(yuǎn)岸壩，扎17井圖 4 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組 灘壩砂體沉積相序特征Fig.4 Sedimentary facies sequence characteristics of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area，western Qaidam Basin

圖 5 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組灘壩 砂體典型粒度累計(jì)概率曲線Fig.5 Cumulative probability curve of typical grain size of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area， western Qaidam Basin

3.1.4 粒度特征

粒度分析結(jié)果表明，柴達(dá)木盆地扎哈泉地區(qū)上干柴溝組灘壩砂體的粒度概率累積曲線中跳躍總體和懸浮總體較發(fā)育，滾動(dòng)總體不發(fā)育，跳躍總體斜率較大，常發(fā)育2個(gè)或3個(gè)次總體，表明湖水水動(dòng)力條件較強(qiáng)且復(fù)雜，灘壩砂體受沿岸流、向岸流和離岸流等多個(gè)方向水動(dòng)力作用的共同影響。

粒度概率累積曲線主要表現(xiàn)為以下3種樣式： 第1種是兩跳一懸式，也是最主要的樣式，主要特點(diǎn)是滾動(dòng)總體不發(fā)育，跳躍總體含量介于46%～94%，由2個(gè)次總體組成，粗跳躍總體斜率一般大于60°，介于56°～76°，細(xì)跳躍總體斜率介于44°～63°，懸浮總體含量介于6%～54%，說明湖水動(dòng)力條件有強(qiáng)有弱，變化大，砂體分選性差異大，主要見于壩砂(圖 5中a)；第2種是一跳一懸式，主要特點(diǎn)是跳躍總體含量介于45%～59%，跳躍總體斜率介于42°～55°，懸浮總體含量介于41%～55%，說明水動(dòng)力條件較強(qiáng)，砂體分選普遍較好，主要見于壩砂(圖 5中b)；第3種是多跳一懸式，該種樣式較少見，主要特點(diǎn)是跳躍總體由3個(gè)次總體組成，跳躍總體含量偏低少于50%，跳躍總體斜率介于21°～56°，懸浮總體含量介于55%～60%，說明水動(dòng)力條件相對較弱，砂體分選較差，主要見于灘砂(圖 5中c)。

3.2 平面展布特征

上干柴溝組沉積時(shí)期，在廣闊的濱淺湖背景下，扎哈泉地區(qū)發(fā)育大面積的近岸壩和遠(yuǎn)岸壩。近岸壩呈不規(guī)則橢圓狀或不規(guī)則狀分布在灘砂中，壩砂發(fā)育較好而灘砂發(fā)育程度較差，橢圓的長軸方向大致與岸線平行或斜交。遠(yuǎn)岸壩壩砂發(fā)育程度變差而灘砂發(fā)育程度變好，灘砂連片呈席狀展布，壩砂呈橢圓狀被灘砂包圍(圖 6)。

依據(jù)砂地比等值線平面圖，分別研究灘壩砂體的平面分布在6個(gè)旋回中的平面分布規(guī)律。MSC1旋回中，近岸壩呈橢圓形分布于切35井—扎西1井區(qū)之間的區(qū)域，面積約19 km2，呈北偏西方向展布，與湖岸線斜交；遠(yuǎn)岸壩分布在扎101井—扎探2井—扎探3井一帶，面積約31 km2，呈北西方向展布，與湖岸線大致平行，灘砂呈圓弧狀分布于壩砂的外圍，與壩砂的延伸方向基本一致(圖 6-a)。相較于MSC1旋回，MSC2旋回中近岸壩發(fā)育規(guī)模稍微增大，向北延伸至扎西1井區(qū)，面積約23 km2；遠(yuǎn)岸壩發(fā)育的規(guī)模顯著增大，分布在扎探3井—烏3井—扎探1井區(qū)及其以北區(qū)域，面積約92 km2，灘砂分布范圍增大，與壩砂的延伸方向一致(圖 6-b)。相較于MSC2旋回，MSC3旋回中近岸壩發(fā)育規(guī)模顯著增大，向南擴(kuò)展至扎18井區(qū)，向東擴(kuò)展至切探2井區(qū)，北端退縮至扎4井以南，面積約102 km2；遠(yuǎn)岸壩發(fā)育規(guī)模稍微增大，向南擴(kuò)展至切8井區(qū)，面積約103 km2，發(fā)育在兩大壩體外圍的灘砂連成一片，展布范圍增大(圖 6-c)。相較于MSC3旋回，MSC4旋回近岸壩向北遷移并向東擴(kuò)展，向東擴(kuò)展至綠13井區(qū)，北端擴(kuò)展至扎西1井區(qū)，南端退縮至扎18井以北，面積約104 km2；遠(yuǎn)岸壩發(fā)育規(guī)模增大，北端擴(kuò)展至扎13井區(qū)，面積約134 km2(圖 6-d)。相較于MSC4旋回，MSC5旋回中近岸壩向東擴(kuò)展同時(shí)南北方向收縮，發(fā)育規(guī)模減小，南端退縮至切探2井區(qū)，北端退縮至扎3井區(qū)，東端擴(kuò)展至扎探1井區(qū)以西，面積約95 km2，呈東偏南轉(zhuǎn)北東方向展布；遠(yuǎn)岸壩發(fā)育的規(guī)模顯著減小，北端退縮至扎101井區(qū)，南端退縮至扎探3井區(qū)，面積約50 km2(圖 6-e)。至MSC6旋回，近岸壩繼續(xù)向南遷移，發(fā)育規(guī)模繼續(xù)減小，南端擴(kuò)張至扎18井區(qū)以北，北端退縮至扎4井區(qū)，面積約84 km2；遠(yuǎn)岸壩發(fā)育的規(guī)模稍微增大，北端擴(kuò)張至烏26井區(qū)，面積約55 km2(圖 6-f)。

總之，MSC1—MSC4旋回，扎哈泉地區(qū)上干柴溝組近岸壩和遠(yuǎn)岸壩的發(fā)育規(guī)模不斷增大，遠(yuǎn)岸壩主要表現(xiàn)為南北方向擴(kuò)張，展布方向大致呈北西—南東方向，而近岸壩主要表現(xiàn)為向南和向東2個(gè)方向擴(kuò)張，展布方向?yàn)楸逼鞣较颉SC4—MSC6旋回，近岸壩和遠(yuǎn)岸壩的發(fā)育規(guī)模總體上不斷減小，遠(yuǎn)岸壩主要表現(xiàn)為南北方向收縮，而近岸壩平面展布呈“L”型，表現(xiàn)為向北和向西2個(gè)方向收縮，展布方向由東偏南轉(zhuǎn)為北東方向。

3.3 灘壩的發(fā)育和演化

砂地比數(shù)值是反映砂巖發(fā)育程度的敏感參數(shù)。研究區(qū)灘壩砂體砂地比介于0.78%～49.82%之間，平均27.29%，單井分析表明，灘壩砂發(fā)育段砂地比數(shù)值一般大于30%(朱筱敏等，1994)，所以選用砂地比數(shù)值為30%的等值線作為砂體富集區(qū)域的邊界線，并用該等值線的平面展布特征來闡述灘壩砂體的發(fā)育演化特征(圖 7)。

3.3.1 近岸壩發(fā)育演化特征

MSC1—MSC3旋回中，近岸壩主要發(fā)育在切35井區(qū)及其周緣，不斷向東擴(kuò)展至切探2井以東，向南擴(kuò)展至扎18井區(qū)、北端退縮至扎2井區(qū)，該階段砂體發(fā)育程度變好，面積增大，向東擴(kuò)展同時(shí)向南遷移并擴(kuò)展(圖 7-a，7-b，7-c；圖 8-a)。MSC3—MSC4旋回中，砂體的南端退縮至扎18井區(qū)以北，北端向北擴(kuò)展至扎5井區(qū)，整體表現(xiàn)為砂體向北遷移(圖 7-c，7-d；圖 8-a)。MSC4—MSC6旋回中，砂體的形態(tài)變化較大，砂體的南端是先向北退縮再向南擴(kuò)展，北端退縮至扎4井區(qū)，東端擴(kuò)展至扎探1井區(qū)，平面形態(tài)表現(xiàn)為自東南方向延伸至扎4井—切探2井一線再轉(zhuǎn)向北東方向延伸至扎13井—扎探1井一線及以東區(qū)域(圖 7-d，7-e，7-f；圖 8-a)。

圖 8 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組灘壩砂體發(fā)育演化特征Fig.8 Development and evolution characteristics of beach bar sand body of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area，western Qaidam Basin

總之，MSC1—MSC3旋回，扎哈泉地區(qū)上干柴溝組近岸壩發(fā)育規(guī)模不斷增大，向東、向南擴(kuò)展并向南遷移；MSC3—MSC4旋回，近岸壩發(fā)育規(guī)模有所增大并向北遷移；MSC4—MSC6旋回，近岸壩南北方向收縮并向東北方向擴(kuò)展，展布方向由向東偏南轉(zhuǎn)為向東偏北方向。

3.3.2 遠(yuǎn)岸壩發(fā)育演化特征

MSC1—MSC3旋回中，遠(yuǎn)岸壩主要發(fā)育在扎探2井區(qū)及其周緣，砂體的南端不斷向東南方向擴(kuò)展至切8井以南，北端向北西方向擴(kuò)展至扎13井區(qū)以南，砂體的東端略微退縮至烏28井區(qū)，西端擴(kuò)展至扎13井區(qū)，該階段砂體發(fā)育程度變好，面積增大，向南北2個(gè)方向擴(kuò)展同時(shí)向西遷移并擴(kuò)展(圖 7-a，7-b，7-c；圖 8-b)。MSC3—MSC4旋回中，砂體在南北方向繼續(xù)擴(kuò)展，在東西方向上，東端擴(kuò)展而西端退縮，整體表現(xiàn)為砂體向南北擴(kuò)展并向東遷移(圖 7-c，7-d；圖 8-b)。MSC4—MSC6旋回中，砂體的形態(tài)變化較大，砂體的南端退縮至扎探3井區(qū)，北端先退縮至扎101井區(qū)，再擴(kuò)展至烏26井區(qū)，東西兩端則略有退縮，砂體發(fā)育程度變差，面積減小(圖 7-d，7-e，7-f；圖 8-b)。

總之，從MSC1—MSC3旋回，扎哈泉地區(qū)上干柴溝組遠(yuǎn)岸壩發(fā)育規(guī)模不斷增大，向南北2個(gè)方向擴(kuò)展、向西遷移并擴(kuò)展，從MSC3—MSC4旋回，遠(yuǎn)岸壩發(fā)育規(guī)模繼續(xù)增大，南北方向擴(kuò)展并向東遷移，MSC4—MSC6旋回，砂體發(fā)育程度變差、規(guī)?？s小。

4 古地貌演化及其對灘壩砂體的控制

4.1 古地貌演化

上干柴溝組沉積時(shí)期，扎哈泉地區(qū)東西方向整體上為西高東低、非常平緩的斜坡背景，地形坡度為0.37°(易定紅等，2014b)。暗色泥巖泥地比與砂地比散點(diǎn)關(guān)系圖(圖 9)可知，在暗色泥地比0～50%區(qū)域，砂地比數(shù)值普遍較大且二者不存在明顯的相關(guān)關(guān)系；在暗色泥地比50%～100%區(qū)域，砂地比數(shù)值普遍小于40%同時(shí)小于20%的數(shù)據(jù)點(diǎn)明顯增加，且二者存在較明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明灘壩砂體主要富集在暗色泥地比數(shù)值小于50%的區(qū)域，暗色泥巖泥地比數(shù)值大于50%后水體深度較大，古地貌較低，不是灘壩砂體主要富集區(qū)。為了細(xì)化扎哈泉地區(qū)古地理背景的發(fā)育演化特征，選用暗色泥巖的泥地比數(shù)值為50%的等值線作為古地貌高點(diǎn)的邊界線，并用該等值線的平面展布特征(圖 10)來闡述微古地貌發(fā)育演化特征。

圖 9 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組暗色 泥巖泥地比—砂地比散點(diǎn)圖Fig.9 Scatter plot of dark mudstone-sand ratio of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area，western Qaidam Basin

MSC1—MSC3旋回： 暗色泥巖泥地比數(shù)值呈現(xiàn)出西低東高、中間低、南北高的格局，扎哈泉地區(qū)中西部扎西1井—扎7井一線泥地比數(shù)值較低，一般為20%～25%，向東逐漸增大，表明研究區(qū)該時(shí)期為西高東低、中間高、南北低的古地貌背景。在該時(shí)期，古地貌高點(diǎn)不斷向東南方向擴(kuò)展至切28井區(qū)以東，同時(shí)，北端退縮至綠13井區(qū)，南端退縮至扎18井區(qū)，東端擴(kuò)展至烏26井區(qū)以東，表明古地貌高點(diǎn)不斷向東和東南方向擴(kuò)展并在南北方向收縮(圖 10-a，10-b，10-c；圖 11)。

圖 11 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組 古地貌演化特征Fig.11 Evolution characteristics of paleogeomorphology of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area， western Qaidam Basin

MSC3—MSC4旋回： 古地貌高點(diǎn)平面形態(tài)變化較大。在MSC1—MSC3旋回時(shí)期，研究區(qū)一直呈向東延伸的鼻隆形態(tài)，而從MSC3旋回開始，在扎7井—切探2井區(qū)及其以西區(qū)域出現(xiàn)局部高值區(qū)且數(shù)值不斷增大，導(dǎo)致扎7井—烏26井之間的低值區(qū)呈現(xiàn)孤立狀態(tài)且范圍不斷縮小。MSC4旋回中，古地貌高點(diǎn)向東南方向擴(kuò)展至扎15井—烏28井—切28井一線，研究區(qū)南面整體抬升，古地貌高點(diǎn)范圍明顯增大，向南、北以及東南方向擴(kuò)展明顯(圖 10-c，10-d；圖 11)。

MSC4—MSC6旋回： 研究區(qū)中部古地貌高點(diǎn)不斷向北西方向退縮，東端也不斷退縮至烏26井以西，特別是研究區(qū)的東南角，古地貌高點(diǎn)向北擴(kuò)展達(dá)扎探5井區(qū)，暗示該時(shí)期南面的祁漫塔格山開始發(fā)生隆升，導(dǎo)致昆北斷階帶抬升所致(圖 10-d，10-e，10-f；圖 11)。

總之，從MSC1—MSC3旋回，扎哈泉地區(qū)古地貌高點(diǎn)不斷向東和東南方向大幅度擴(kuò)展，向南北方向小幅度收縮。從MSC3—MSC4旋回，古地貌高點(diǎn)范圍繼續(xù)向南、北和東南3個(gè)方向增大。從MSC4—MSC6旋回，古地貌高點(diǎn)范圍不斷向北和北西2個(gè)方向退縮，面積減小，同時(shí)東南角古地貌高點(diǎn)范圍不斷增大。

4.2 古地貌對灘壩砂體的控制

上干柴溝組沉積時(shí)期，扎哈泉地區(qū)坡度小，地形平緩(易定紅等，2014b)，形成了廣闊的濱淺湖亞相發(fā)育區(qū)，有利于灘壩砂體的大面積分布和發(fā)育(王艷清等，2019)。另外，位于研究區(qū)中部的水下鼻狀隆起帶對灘壩砂體的發(fā)育具有較強(qiáng)的控制作用，該古隆起對湖盆水體的波浪能夠起到一定的消能作用，當(dāng)水體能量減弱時(shí)攜帶的沉積物往往容易發(fā)生卸載。因此，灘壩砂體的發(fā)育區(qū)一般與正向地貌相伴生。

MSC1—MSC3旋回中，灘壩砂體發(fā)育規(guī)模不斷增大，其中近岸壩主要發(fā)育在切35井—切探2井區(qū)，向東、向南擴(kuò)展并向南遷移(圖 8-a)，同時(shí)，遠(yuǎn)岸壩主要發(fā)育在扎探2井—扎探1井區(qū)，向南北2個(gè)方向擴(kuò)展、向西遷移并擴(kuò)展(圖 8-b)。而該時(shí)期內(nèi)，研究區(qū)古地貌高點(diǎn)位于扎西1井—扎7井—扎10井區(qū)并不斷向東和東南方向大幅度擴(kuò)展(圖 11)。

MSC3—MSC4旋回中，灘壩砂體發(fā)育規(guī)模繼續(xù)增大，其中，近岸壩向北遷移并向東擴(kuò)展(圖 8-a)，遠(yuǎn)岸壩向南北方向擴(kuò)展并向東遷移(圖 8-b)。該時(shí)期內(nèi)，研究區(qū)古地貌高點(diǎn)范圍繼續(xù)向南、北和東南3個(gè)方向增大(圖 11)。

MSC4—MSC6旋回中，灘壩砂體發(fā)育規(guī)模不斷減小，其中近岸壩南北方向收縮并向東北方向擴(kuò)展(圖 8-a)，遠(yuǎn)岸壩砂體向南收縮，規(guī)模變小(圖 8-b)，而該時(shí)期內(nèi)，研究區(qū)古地貌高點(diǎn)范圍不斷向北和北西2個(gè)方向退縮，范圍縮小(圖 11)。

5 灘壩砂體沉積模式及其控制因素

5.1 灘壩砂體沉積模式

在綜合分析上干柴溝組沉積時(shí)期扎哈泉地區(qū)近岸壩和遠(yuǎn)岸壩砂體平面分布規(guī)律和發(fā)育演化特征及微古地貌發(fā)育與遷移規(guī)律的基礎(chǔ)上，建立了研究區(qū)近岸壩和遠(yuǎn)岸壩砂體的沉積模式(圖 12)。扎哈泉地區(qū)地形較緩，水動(dòng)力能量較強(qiáng)。湖浪與湖流對鐵木里克辮狀三角洲帶入湖盆的大量砂質(zhì)碎屑物質(zhì)沉積物進(jìn)行反復(fù)簸洗和沖刷，有利于形成規(guī)模較大的近岸壩和遠(yuǎn)岸壩?；鶞?zhǔn)面旋回下降時(shí)，湖水變淺，近岸壩和遠(yuǎn)岸壩向沉積中心遷移，呈進(jìn)積疊加樣式；基準(zhǔn)面旋回上升時(shí)，湖水變深，湖盆發(fā)生擴(kuò)張，水動(dòng)力條件相對變?nèi)?，近岸壩和遠(yuǎn)岸壩向湖岸線方向遷移，呈退積疊加樣式，形成大面積灘沙沉積。

圖 12 柴達(dá)木盆地西部扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組灘壩 沉積發(fā)育模式圖Fig.12 Sedimentary model of beach-bar facies of the Upper Ganchaigou Formation of Neogene in Zhahaquan area，western Qaidam Basin

5.2 灘壩砂體發(fā)育的主要控制因素

5.2.1 物源控制灘壩砂體發(fā)育的規(guī)模

充足的碎屑物質(zhì)供給為灘壩砂體的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。扎哈泉地區(qū)上干柴溝組沉積時(shí)期灘壩砂體的物源區(qū)是西面的鐵木里克凸起所控制的辮狀三角洲沉積體系，該辮狀三角洲發(fā)育2個(gè)朵體(王艷清等，2019)，其中南面的三角洲朵體規(guī)模大，提供的碎屑物質(zhì)多，導(dǎo)致灘壩砂體主要分布在研究區(qū)的中部位置，北面的三角洲朵體規(guī)模小，提供的碎屑物質(zhì)相對較少，以至于灘壩砂體在研究區(qū)的北面發(fā)育程度較差。上干柴溝組沉積時(shí)期，祁漫塔格物源為小物源，其所發(fā)育的辮狀三角洲影響范圍主要局限于山前的昆北斷階帶，位于研究區(qū)的南面的切克里克地區(qū)受祁漫塔格物源的影響很小，以至于該地區(qū)灘壩砂體發(fā)育程度很差(圖 6)。

5.2.2 古水深控制灘壩砂體平面分布范圍

上干柴溝組沉積時(shí)期，扎哈泉地區(qū)總體上是一個(gè)西高東低的緩坡古地理背景，水體淺(易定紅等，2014b)，灘壩砂體的平面分布范圍受水體深度的控制，基準(zhǔn)面旋回的升降導(dǎo)致湖水深度的變化決定了灘壩砂體的發(fā)育位置與遷移方向。當(dāng)基準(zhǔn)面旋回上升時(shí)，可容納空間增大，湖平面上漲，湖水變深，水動(dòng)力條件變差，灘壩砂體分選變差、分布范圍減小，主要分布在古地貌高部位的淺水區(qū)域；當(dāng)基準(zhǔn)面旋回下降時(shí)，可容納空間減小，湖平面下降，湖水變淺，水動(dòng)力條件增強(qiáng)，灘壩砂體分選變好，灘壩砂體向古地貌的低部位發(fā)生遷移，分布范圍增大。

5.2.3 古地貌演化控制灘壩砂體遷移規(guī)律

前已述及，扎哈泉地區(qū)上干柴溝組灘壩砂體發(fā)育區(qū)往往與古地貌高點(diǎn)相一致，灘壩砂體發(fā)育規(guī)模的擴(kuò)大或縮小與古地貌高點(diǎn)范圍的擴(kuò)大或縮小相一致，而且灘壩砂體的擴(kuò)展方向或收縮方向與古地貌高點(diǎn)的擴(kuò)展方向或收縮方向也是相一致。特別是在MSC5—MSC6旋回中，近岸壩砂體的延伸方向由向東偏南轉(zhuǎn)為北東方向，遠(yuǎn)岸壩砂體發(fā)育規(guī)模變小，均為研究區(qū)南面祁漫塔格山隆升的沉積響應(yīng)，這與從祁漫塔格山華力西期斑狀二長花崗巖中所獲得的磷灰石裂變徑跡29.5±2.3 Ma年齡相一致(王進(jìn)壽等，2004)。因此，研究區(qū)上干柴溝組沉積時(shí)期灘壩砂體的發(fā)育演化受控于古地貌的發(fā)育演化。

6 結(jié)論

1)柴達(dá)木盆地扎哈泉地區(qū)鉆(測)井及取心資料顯示，上干柴溝組沉積時(shí)期灘壩砂體發(fā)育，單層厚度小、砂泥頻繁互層，砂體巖性偏細(xì)、成熟度中等、分選性較好，主要發(fā)育浪成沙紋交錯(cuò)層理和波狀層理等淺水原生沉積構(gòu)造，粒度概率曲線主要為兩段跳躍式加懸浮式。

2)扎哈泉地區(qū)上干柴溝組沉積時(shí)期灘壩砂體主要發(fā)育在研究區(qū)中部的古地貌高點(diǎn)位置，經(jīng)歷先增大后減小的發(fā)育演化過程。

3)受青藏高原隆升的影響，鐵木里克凸起在上干柴溝組沉積時(shí)期持續(xù)抬升，扎哈泉地區(qū)繼承性發(fā)育西高東低、南北低中間高的古地理背景，研究區(qū)中部水下鼻狀隆起范圍經(jīng)歷先增大后減小的發(fā)育演化過程，從早期到中期，古地貌高點(diǎn)不斷向東和東南方向大幅度擴(kuò)展；中期到晚期，祁漫塔格山脈開始隆升，導(dǎo)致研究區(qū)古地貌高點(diǎn)范圍不斷向北和北西2個(gè)方向收縮，范圍減小。

4)扎哈泉地區(qū)上干柴溝組沉積時(shí)期灘壩砂體發(fā)育演化受物源規(guī)模大小、湖水深度和微古地貌的發(fā)育演化控制，其中微古地貌的發(fā)育演化是灘壩砂體形成的主要控制因素。