塔里木盆地塔中北围斜中下奥陶统顶部暴露剥蚀的证据探讨

马庆佑，沙旭光，李宗杰，曹自成

(中国石油化工股份有限公司 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011)

塔里木盆地塔中北围斜中下奥陶统顶部暴露剥蚀的证据探讨

马庆佑，沙旭光，李宗杰，曹自成

(中国石油化工股份有限公司 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011)

塔里木盆地塔中北围斜地区中下奥陶统顶部是否存在暴露剥蚀，对明确该地区的储层发育主控因素及下一步勘探方向至关重要。通过对新三维地震剖面反射特征、已钻井Ro热演化剖面及裂缝充填方解石δ13C、δ18O同位素特征的分析，初步认为受加里东中期Ⅰ幕构造运动的影响，塔中北围斜地区中下奥陶统顶部遭受了不同程度的暴露剥蚀，临近塔中Ⅰ号断裂带的地区剥蚀程度增大，这将会提升该地区加里东中期Ⅰ幕风化壳岩溶领域的油气勘探潜力。

中下奥陶统；暴露剥蚀；证据探讨；塔中北围斜；塔里木盆地

1 区域地质概况

图1 塔中北围斜地区构造位置

2 中下奥陶统顶部暴露剥蚀的证据

2.1地震剖面上的削蚀反射特征

表1塔中地区奥陶系地层划分对比

Table1StratigraphicdivisionofOrdovicianinmiddleTarimBasin

图2 塔中北围斜过顺南1井三维地震解释剖面剖面位置见图1。

2.2Ro热演化剖面上的突变

镜质体反射率Ro可用来表征有机质的热演化程度，并成为有机质成熟度指标之一。实践表明，由于有机质热演化的化学反应过程遵循阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程的变化规律，因此在连续的地层剖面中，实测地层Ro值应呈指数方式递增，lnRo与埋深之间呈线性正相关性，应表现为一条倾斜的直线，从而构成镜质体反射率Ro热演化剖面[11-12]。由于塔里木盆地下古生界地层中不存在镜质体，但存在海相镜质体(或称镜状体)、固体沥青等显微组分，因此本文通过一些学者根据热模拟实验建立的经验公式[13-14]，把镜状体、沥青反射率换算成镜质体反射率来完成Ro热演化剖面的建立。

2.3碳、氧同位素分析

正常海相碳酸盐岩往往比受大气水影响的碳酸盐岩和方解石胶结物富集δ13C和δ18O，在大气样品分别由中国石化无锡石油地质研究所实验研究中心、中原油田勘探开发研究院张同周完成。

表2 塔中北围斜顺南1井奥陶系镜质组反射率Ro测定

注：Ro：镜质体反射率;LRo：镜状体反射率;Rb：沥青反射率。换算公式：Ro=0.533LRo+0.667[13];Ro=0.618Rb+0.4[14]。

图3 塔中北围斜顺南1井奥陶系实测Ro热演化剖面

水成岩环境中，当有来自风化壳上有机质氧化来源的δ13C时，会引起δ13C偏负，同时因为大气水严重贫δ18O，受其影响的碳酸盐岩和方解石胶结物的δ18O也严重偏负[16-17]。本文对塔中北围斜地区古隆2、顺南1井中下奥陶统碳酸盐岩中的裂缝充填方解石和方解石周围泥晶灰岩分别采样，从所完成的碳、氧同位素分析表明(表3、图4)：这2口井裂缝充填方解石的δ13CPDB=-1.6‰～0.5‰，δ18OPDB=-10.5‰～-7.7‰(样品编号CO-1～5)，均比古隆2井中下奥陶统泥晶灰岩全岩的背景值(δ13CPDB=0.9‰、δ18OPDB=-7.5‰)偏负(样品编号CO-6)，且指相指数Z值均大于120，反映其形成环境为海相[18]，

代表了存在早期有大气水参与的同生期表生岩溶产物的特征。这从侧面反映了塔中北围斜地区中奥陶统顶部碳酸盐岩暴露剥蚀与岩溶作用的存在。

3 结论与讨论

图4 塔中北围斜顺南1、古隆2井碳、氧同位素组成投点图

编号井名层位井深/m岩性δ13CPDB/‰δ18OPDB/‰Z值CO-1顺南1O2yj6532.62裂缝充填方解石-0.5-10.4121.10CO-2顺南1O1-2y6967.44裂缝充填方解石-1.6-7.7120.19CO-3古隆2O2yj5755.53裂缝充填方解石0.5-10.5123.10CO-4古隆2O2yj5760.33裂缝充填方解石0.4-9.7123.29CO-5古隆2O2yj5786.08裂缝充填方解石-0.2-9.4122.21CO-6古隆2O2yj5760.38泥晶灰岩0.9-7.5125.41

注：Z值计算公式：Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O +50)[18]；分析单位：核工业北京地质研究院；分析人：刘汉斌；质谱计型号：MAT 253；采用的国际标准：PDB分析精密度为±0.2‰。

2)塔中北围斜近期完钻的顺南1、古隆2井发育弱溶蚀孔储层，并且2口井中下奥陶统碳酸盐岩裂缝充填方解石晶体的δ13C、δ18O同位素值较泥晶灰岩全岩背景值明显偏负，反映了成岩环境中大气水的作用，加里东中期风化壳岩溶作用是该地区储层发育的主控因素之一。

3)塔中北围斜地区是否遭受过暴露剥蚀与沉积间断，对明确该地区的储层发育主控因素及下一步勘探方向至关重要。通过上述资料分析，笔者认为在加里东中期Ⅰ幕构造运动中，塔中Ⅰ号断裂带下盘的塔中北围斜地区抬升幅度相对于上盘的卡塔克隆起区要低，但中下奥陶统碳酸盐岩顶部可能同样遭受了不同程度的暴露剥蚀，同时自东北向西南方向，越临近塔中Ⅰ号断裂带的地区中下奥陶统顶部剥蚀程度越大，这将会提升塔中北围斜地区加里东中期Ⅰ幕风化壳岩溶领域的油气勘探潜力。

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(编辑黄 娟)

EvidenceofexposureerosionofLower-MiddleOrdoviciantopinBeiweixieregion,middleTarimBasin

Ma Qingyou, Sha Xuguang, Li Zongjie, Cao Zicheng

(ExplorationandProductionResearchInstituteofSINOPECNorthwestCompany,Urumqi,Xinjiang830011,China)

Whether there was exposure erosion of the Lower-Middle Ordovician top in Beiweixie region of the middle Tarim Basin, it is critical to identify the controlling factors for reservoir development and exploration direction in the study area. Through the analyses of the reflection characteristics of new 3d seismic profile,Rothermal evolution profile of drilled well, andδ13C,δ18O isotopes of fracture-filling calcites, it is concluded that the Lower-Middle Ordovician top may have suffered various degrees of exposure erosion in Beiweixie region under the action of the episode Ⅰ of the mid-Caledonian. Denudation degree increases approaching to the Tazhong No. Ⅰ fault belt, which enhances the oil and gas exploration potential of weathering crust karst areas of the episodeⅠof the mid-Caledonian in the study area.

Lower-Middle Ordovician; exposure erosion; evidence discussion; Beiweixie region in middle Tarim Basin; Tarim Basin

1001-6112(2013)05-0500-05

10.11781/sysydz201305500

TE121.3

A

2012-08-31；

2013-07-09。

马庆佑(1981—)，男，硕士，工程师，从事石油地质研究工作。E-mail: 37337428@qq.com。

国家科技重大专项专题“塔里木盆地中央隆起区海相碳酸盐岩层系油气成藏主控因素与勘探突破目标评价”(2011ZX05005-004)资助。