塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期源汇系统分析

苏 娟，康仁东，邢凤存，刘晓峰

(1.中国石化 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011； 2.成都理工大学 沉积地质研究院，成都 6100593； 3.中国地质大学(武汉) 构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074)

塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期源汇系统分析

苏 娟1，康仁东1，邢凤存2，刘晓峰3

(1.中国石化 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011； 2.成都理工大学 沉积地质研究院，成都 6100593； 3.中国地质大学(武汉) 构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074)

在钻井、地震及露头资料综合研究基础上，研究塔里木盆地塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期源汇系统及沉积体系配置关系，揭示出以雅克拉断凸为界，地层整体具有顶薄翼厚、南北分带的特点，从南、北两侧向隆起超覆，隆起顶部部分地层缺失。该区源汇体系明显受地貌控制，主要发育北部、南部和东部三大物源区，塔河和库车两大物源汇聚中心，围绕塔河汇聚中心形成了雅克拉断凸带短物源形成的扇三角洲群，亚肯、于奇、吉拉克、阿克亚苏及托普台物源形成的辫状河三角洲群。雅克拉断凸对沉积体系的分布具有重要的控制作用。

沉积体系；源汇系统；亚格列木组；上白垩统；塔河—天山南地区；塔里木盆地

塔里木盆地北部油气资源丰富，前期勘探主要以下部前中生界碳酸盐岩层系为主要勘探层系，目前逐渐关注到上覆中新生界碎屑岩沉积岩系。现在库车坳陷已发现了大宛齐、克拉2、克拉3、依南2、吐孜洛、大北1、迪那2和迪那1等一系列的大型油气田(藏)，在塔北隆起西段也相继发现了塔克、玉东、却勒、牙哈等一系列白垩系—古近系油气田(藏)，显示出该区白垩系—古近系良好的油气勘探前景。前人对库车坳陷白垩系—古近系的碎屑岩沉积体系展布研究较多[1-7]，但对塔北隆起区的雅克拉断凸以南地区的研究还不够，尤其是物源区及沉积体系的空间展布及配置关系的精细研究有待进一步开展。本文针对塔北隆起区的塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期物源区、砂体及沉积体系展布及相应特征开展了综合研究。

1 区域地质背景

塔里木盆地北部地区包括库车坳陷及塔北隆起。其中库车坳陷北邻南天山造山带，南邻阿满坳陷区，西接柯坪断隆，东邻库鲁克塔格断隆，整体呈北东东向展布；其经历了多期构造运动，其中燕山期和喜马拉雅期的构造运动控制作用显著，尤其是在喜马拉雅末期构造运动的作用下，形成了天山山前库车坳陷前陆盆地内的大型逆冲褶皱系及一系列逆冲断层，而塔北隆起区作为前陆盆地的前缘，形成较为突出的雅克拉断凸和轮台断隆。

受天山山前前陆盆地沉积的控制，塔里木盆地北部地区白垩系—古近系沉积充填具有一定的差异性。库车坳陷内地层厚达1 200 m，具有北厚南薄的不对称特征。塔北隆起的雅克拉断凸—轮台断隆白垩系厚度较小，且主要发育下白垩统，总体上呈平行不整合、局部角度不整合于侏罗系之上，自下而上可分为亚格列木组、舒善河组、巴西盖组、巴什基奇克组，前三者统称为卡普沙良群。下白垩统亚格列木组岩性组合为灰、灰白色砂岩、砾质砂岩夹灰绿色、棕褐色泥岩(或砂泥互层)，在塔河—天山南地区视厚为23～70 m，与下伏侏罗系呈平行不整合接触，与上覆舒善河组整合接触。

2 物源总体特征

2.1 古地貌格局特征

区域上下白垩统亚格列木组未见明显的地层削截特征，且岩心观察未见深水沉积，不存在饥饿沉积，为此，可以用地层厚度展布特征反映亚格列木组沉积期的总体地貌格局。通过地层厚度恢复显示，总体古地貌格局具有北东—南西向展布的特点，表现为“一隆、两凹”的格局特征，即以雅克拉断凸为隆起区，向北发育库车凹陷和向南发育南部凹陷区(对应以塔河为主的雅克拉南部地区)。同时，在雅克拉断凸的南缘发育一个隆起边缘斜坡带，具有由北东向南西方向逐渐降低的地貌特征。井震结合的地层对比和解释也揭示，亚格列木组在雅克拉断凸上具有北东向带状缺失区，反映了该沉积期具有明显的水上古隆，可为南北两侧凹陷区提供物源。

2.2 重矿物特征

塔河—天山南地区砂岩中重矿物分析显示，北部富铁矿、贫石榴子石，东部富石榴子石、贫电气石，南部富铁、富石榴子石、贫电气石(图1)，总体上反映了该区在亚格列木组沉积期发育北部、南部和东部三大物源区。

2.3 地震属性特征

通过对全区的三维地震工区均方根振幅属性提取，可以看出，南部砂体展布范围较广，北部雅克拉断凸两侧有小片发育的砂体异常区，同时，砂体异常区与泥质岩分布区差异明显。属性反映了雅克拉古隆起向南北两凹陷区提供物源，以及研究区东北和南部及东南部的多物源向南部汇聚中心汇聚的特征(图2)。

2.4 物源区总体划分

综合以上分析，研究区物源总体具有短物源与长物源共存的特点，亦即雅克拉断凸中部向两侧凹陷区提供短物源，南部和东北部提供长物源，形成三源多点汇聚。

3 源汇匹配特征及受控因素分析

3.1 沉积体系类型

前人对沉积体系类型开展过研究，总体上认为塔北地区早白垩世亚格列木期发育冲积扇[5]、扇三角洲[4-5]辫状河三角洲[4-5]，和曲流河三角洲[2]等沉积环境。

图1 塔里木盆地塔河—天山南地区亚格列木组重矿物分区

图2 塔里木盆地塔河—天山南地区亚格列木组RMS属性

图3 塔里木盆地塔河—天山南地区下白垩统亚格列木组岩心和测井特征

岩心和测井资料等综合分析揭示，塔河—雅克拉断凸下白垩统亚格列木组主要由砾岩及中粗砂岩等粗粒岩性构成，且成分成熟度较差，为扇三角洲、辫状河三角洲及滨浅湖相沉积。

扇三角洲相沉积主要分布于天山南地区。以S54井为例，该井距离雅克拉断凸较近并以其为物源，第六回次取心亚格列木组沉积底部以灰绿色砂质角砾岩—含角砾细砂岩为主(图3a)，角砾岩成分为深绿灰色粉砂质泥岩、灰绿色变质岩和浅灰色粉砂岩；棱角状，分选差，砾径5～15 mm，致密，表现为扇三角洲平原分流河道沉积。该组顶部为灰绿色泥岩与棕红色泥岩交替沉积，为滨湖泥的典型特征。

辫状河三角洲相沉积主要分布于塔河地区。以YQ14井为例，岩性上表现为大套厚层灰白色砂岩(图3b)；以AT7井为例,测井上GR和SP曲线表现为齿化箱型(图3c)，曲线上下幅度稳定，变化不大，证明物源充足，水动力较稳定，与上下沉积的泥岩层呈突变接触，表现为典型的辫状河三角洲前缘水下分流河道相沉积。

3.2 砂岩厚度及沉积体系展布

综合属性分析及钻井资料研究揭示，亚格列木组砂体主要分布在雅克拉断凸南北两侧、研究区的南部和东南部(图4)。

在雅克拉断凸北侧，仅在断凸中部发育2个小型朵体。砂体厚度与断凸南侧的朵体相比则比较小，最厚的部分如Yang1井也仅28.4 m。两朵体的展布分别为西南—东北向及东南—西北向，主要位于库东三维工区及亚肯北三维工区。

在雅克拉断凸南侧，均匀分布着6个小型朵体，具有近源、砂体厚度大、含砂率高、延伸较短的特点。断凸南侧西部朵体的轴向为西北—东南向，中部朵体的轴向近南北向，东部朵体的轴向为东北—西南向。在砂体厚度上，由断凸边缘顺轴向减小，变化范围从50 m以上的厚砂到小于10 m的薄砂体。根据砂体展布特征来看，断凸两侧的砂体可能主要来自于雅克拉断凸本身，主要发育扇三角洲相沉积。

研究区塔河的南部托甫台砂体，具有分布范围广泛、砂体厚度大、含砂率高、延伸远的特点。砂体主干为南北走向的、蜿蜒伸展的细长两支，向北至塔河的艾丁地区又延伸出诸多分支。在砂体厚度的分布上，南部托甫台地区的厚度较大，含砂率高，最大厚度近60 m，如TP38井厚达63 m，TP41井厚达61.3 m。北部艾丁地区，砂体主干的厚度相较于托甫台地区较小，如AD7井厚度为42.4 m，T738井厚度为52.4 m。总体上，托甫台砂体主要为辫状河三角洲展布区，砂体物源主要来自于托甫台以南地区。

研究区塔河的东南部阿克亚苏砂体，具有分布范围广泛、砂体厚度较大、延伸远的特点。砂体的轴向为东南—西北向，西侧与托甫台砂体的东侧相接，北侧与雅克拉断凸南侧的朵体相接。砂体的展布上同托甫台砂体相似，可分为3个主干分支，所不同的是主干分支分布范围较大，这使得砂体展布的范围加大，顺轴向并无太多细小分支。在主干分支上，即砂体最厚的部分，厚约50～60 m。在主干分支的外侧，砂体厚度相应减小，如YQ15井厚度为45.9 m，S40井厚度为38.2 m。砂体外围的AT1井厚度为20.8 m。根据砂体如上的展布可推测，东南部的阿克亚苏砂体物源可能来自阿克亚苏—吉拉克以南地区，主要发育辫状河三角洲相沉积。

总之，亚格列木组沉积期，天山南地区的雅克拉断凸南北两侧存在一系列物源,以北东、西南向物源最为显著；短距离输送，砂体朵叶状分布，发育近岸的扇三角洲相沉积体系。塔河地区存在南向和东南向物源；远距离输送，砂体主体为蜿蜒的线状分布，发育远源的辫状河三角洲相沉积体系(图4)。

图4 塔里木盆地塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期砂岩厚度及源汇体系匹配

3.3 源汇特征及受控因素分析

3.3.1 三大源区多点源输入

由沉积体系展布分析可知(图4)，塔河—天山南地区在亚格列木组沉积期主要发育北部、南部和东部三大物源区[8-9]，其中北部源区点主要是雅克拉断凸一系列物源，东部源区点物源入口主要有吉拉克(南、北)物源，南部点物源入口主要有托甫台和阿克亚苏物源，东北部点物源入口主要有亚肯物源和于奇物源。

3.3.2 两大物源汇聚中心

物源、砂体展布和沉积体系展布综合分析揭示，以雅克拉断凸为界，南北向分割出塔河和库车两大物源汇聚中心，并控制了该两大汇聚中心区沉积充填的厚度、分布范围，而且还控制了砂分散体系的展布。其中，塔河汇聚中心可划分出四大沉积分带：①雅克拉断凸东北轴端高隆带，为大型扇三角洲和辫状河三角洲输入及发育带；②雅克拉断凸隆起及南部边缘带，为滩坝砂和滨湖发育区；③塔河腹部滨湖—浅湖—砂坝发育带；④东缘和南缘缓坡带，为大型辫状河三角洲发育带。库车汇聚中心既有来自雅克拉断凸的短物源，同时从野外剖面也揭示有：①天山南缘冲断陡坡带，发育扇三角洲体系；②库车前渊滨浅湖带；③雅克拉断凸北部边缘带，为滩坝砂和滨湖发育区。

3.3.3 六大砂分散体系对塔河腹部探区的影响

影响塔河腹部主要有六大砂分散体系(图4,5)，其中最为主要的是雅克拉断凸带短物源区，形成了多个点状小的扇三角洲沉积群；其他5个砂分散体系分别对应亚肯物源、于奇物源、吉拉克物源、阿克亚苏物源及托普台物源供源，形成了围绕塔河汇聚中心的辫状河三角洲群，其中，由东—东南—南部三角洲向湖盆延伸范围逐渐增大，且南部表现为远源的高建设性(或进积型) 辫状河三角洲体系。

3.3.4 雅克拉断凸对亚格列木期源汇体系的控制作用

古地貌与沉积物输送系统具有很好的匹配关系[10]。对依据地层厚度编制的古地貌图的分析表明(图5)，雅克拉断凸呈北东东向展布的条带状隆起，具有明显的分段性，呈现出东、西2个次高凸，东边明显高于西边，中间地势较低，其中西边又包括2个次级凸起[11-12]。这种古地貌格局很好地印证了物源输送路径，西边2个次凸起向南、南东提供物源，在新和三维区发现了一条南北向的古河道也印证了这一时期的物源供应体系；东部凸起向南、北两侧提供物源。

亚格列木组在北部围绕雅克拉断凸为滨浅湖背景下广泛发育的近源扇三角沉积(图4,5)，该时期的物源供给体系明显受古地貌的控制。首先从区域上来看，研究区北部围绕雅克拉断凸主要是一些近源沉积，而南部则主要是缓斜坡背景下水体较浅的长物源辫状三角洲沉积，辫状河道长距离由南向北进入研究区腹部；另一方面，针对雅克拉断凸而言，其物源供给体系在南北和东西方向上均存在着差异。就其南北方向而言，断凸北侧水体较深，抑制了物源的供给，发育的扇三角洲相对于南侧而言规模较小。在断凸东西方向上，东侧断凸表现窄而陡的地貌特征，因此沉积的主要是近源的、成熟度较低的快速扇三角洲沉积；而西侧断凸则比较宽缓，虽同样是近源沉积，但其沉积岩性较细，成熟度相对较高。

图5 塔里木盆地塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期古地貌与沉积体系展布

4 结论

(1)塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期，以雅克拉断凸为界，形成了南北2个凹陷区；地貌格局形成了北部、南部和东部三大物源区，库车和塔河两大物源汇聚区，源汇体系形成了多点汇聚的特点。

(2)源汇特征控制了砂体及沉积体系的空间展布，形成了塔河腹部六大砂分散体系，并形成了对应的沉积体系分布区，其明显受控于雅克拉断凸。

(3)综合源汇分析，进一步明确了早白垩世亚格列木期，塔河—天山南地区沉积古地理格局的特征，并为砂岩储层的预测提供了重要的依据。

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(编辑 徐文明)

Source-to-sink system during Yageliemu period of Early Cretaceous in Tahe and southern Tianshan areas

Su Juan1, Kang Rendong1, Xing Fengcun2, Liu Xiaofeng3

(1.ResearchInstituteofSINOPECNorthwestCompany,Urumqi,Xinjiang830011,China;2.InstituteofSedimentaryGeology,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China; 3.KeyLaboratoryofTectonicsandPetroleumResourcesofMinistryofEducation，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan，Hubei430074，China)

Based on drilling, seismic and outcrop data, the source-to-sink system and the configuration of sedimentary systems in the Tahe and southern Tianshan areas during the Yageliemu period of the Early Cretaceous were studied. Bounded with the Yakela fault arch and characterized by significant north and south zonality in landform structure, the Cretaceous was thin on the top and thick on the flanks, and was partially missing on the top of the uplift. The source-to-sink system was obviously controlled by landform, developing 3 source areas (northern, southern and eastern) and 2 sink centers (Tahe and Kuqa). Surrounding the Tahe sink center, the fan delta group with the Yakela fault arch short source developed, and the braided delta group with the Yaken, Yuqi, Jilake, Akeyasu and Tuoputai sources developed. The Yakela fault arch played a significant role in sedimentary system distribution.

sedimentary system; source-to-sink system; Yageliemu Formation; Upper Cretaceous; Tahe and southern Tianshan areas; Tarim Basin

1001-6112(2014)02-0182-06

10.11781/sysydz201402182

2013-03-08；

2014-01-08。

苏娟(1981—)，女，工程师，从事石油地质勘探研究。E-mail: suj.xbsj@sinopec.com。

国家科技重大专项(2011ZX05002-003)资助。

TE121.3

A