塔里木盆地塔中地区志留系沉积演化研究

肖重阳，吴晓蓉

（1.成都理工大学 能源学院，四川 成都610059；2.成都理工大学 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，四川 成都610059）

0 引言

塔里木盆地为多期次演化而形成的大型叠合盆地.近年来随着油气勘探进程的加快，勘探的难度也越来越大.志留系作为主要目的勘探层系发育岩性、地层不整合、低幅度构造、低孔低渗致密砂岩圈闭，［1］中石化、中石油两大系统均投入了大量的勘探工作，在塔中、塔北取得了显著的勘探成果.但在地层划分对比等方面对志留系的认识还存在较大争议，特别是针对志留系的系统性的研究较少.因此有必要在新资料基础上，开展志留系地层对比和沉积特征研究，建立对塔里木盆地志留系地层划分、沉积体系及层序地层的整体认识，为其下一步油气勘探提供决策依据.

1 沉积地层划分

由于对生物地层认识不同，前人对塔里木盆地志留系、泥盆系划分有很大不同，特别是依木干他乌组、克兹尔塔格组的时代归属存在较大分歧.［2-4］将塔里木盆地志留系、泥盆系岩石地层单元自下而上划分为志留系下统柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组.

将依木干他乌组划归泥盆系下统埃姆斯阶，时限407.0～397.5Ma，与下伏塔塔埃尔塔格组为平行不整合接触，其间存在约20Ma的沉积间断.依木干他乌组又称红泥岩段，主要为紫红色泥岩和泥质粉砂岩，一般厚100～200m将依木干他乌组划归泥盆系下统埃姆斯阶的依据主要有以下几点：［5］

双壳类Glossites（glossites）daiguensis在滇东南见于泥盆系下统.腕足类Lingula planomarginanta（sp.nov.），Lingula longissima（sp.nov.）为舌形贝2个新种，与塔塔埃尔塔格组的舌形贝有较大差异，说明应分属于不同演化阶段.根据岩性及及其赋存生物关系推测，灰岩夹层中的牙形类应为原始沉积.［6］

依木干他乌组红色泥质沉积厚度不大，沉积时限有限.钻遇的依木干他乌组主要为潮坪泥质沉积，在塔中一般厚12～188m依木干他乌组古生物时代从S1-D1均有发现，古生物时限延续约46Ma，但其沉积时限跨度显然不会这样长.综合钻井、地震沉积特征分析，将依木干他乌组沉积时限限定在5Ma±较为合理.

志留系沥青砂岩分布显示了依木干他乌组与下伏地层存在时限较长的沉积间断.志留系沥青砂岩只分布在下统柯坪塔格组和塔塔埃尔塔格组，上覆依木干他乌组和克兹尔塔格组没有沥青砂岩.

表1 塔中地区志留系沉积演化

塔中地区志留系—泥盆系岩石地层从老到新包括志留系下统柯坪塔格组（S1k）、塔塔尔塔格组（S1t），泥盆系下统依木干他乌组（D1y）、中统克兹尔塔格组（D2k）.岩性特征反映碎屑岩潮坪（局部发育扇三角洲）—内陆棚（泻湖）沉积体系.［7］

柯坪塔格组分3个岩性段，从下往上为下段（S1k1，下砂岩段）、中段（S1k2，灰泥岩段）、上段（S1k3，上砂岩段），纵向上呈现粗—细—粗的沉积序列.

柯坪塔格组下段（S1k1）为灰绿、深灰色中-厚层状粉砂岩、细砂岩与泥页岩互层含几丁石Belonechitina sp.与 H.Duplicitas（O3）.含炭屑及一些特殊岩性（薄皮鲕、细钙砂屑、薄壳介屑），发育潮汐层理（脉状层理、透镜状层理）.柯坪塔格组中段（S1k2）为泥质岩夹粉砂岩，含笔石、小型角石、腕足、双壳及炭屑.柯坪塔格组上段为砂岩段（粗段），灰绿、暗紫色厚层粉砂岩、细砂岩及灰绿、深灰色页岩含几丁石Conochitia.electa带（S1）.其中上下段都由跳跃次总体和悬浮次总体组成，混合度约1Φ.

塔塔埃尔塔格组可分为下细上粗2段，下段为下红泥岩段，岩性以褐、褐红色泥岩、泥质粉砂岩夹薄层浅灰色粉砂岩为主；上段为杂色砂岩段，岩性以褐灰、灰色细-粉砂岩、泥质粉砂岩夹褐色泥岩为主，含沥青砂岩.由跳跃次总体和悬浮次总体组成，其中个别样品具滚动次总体.反映沉积环境能量较强.

1.1 塔里木盆地志留系沉积体系

图1 塔里木盆地志留系滨-浅海地震沉积相剖面

塔里木盆地志留系，滨-浅海主要发育在塔中满加尔凹陷地区，以顺9为代表，在塔中34井也有钻遇.顺9也可见有障壁滨海发育.岩性以泥岩，砂岩为主.地震剖面可见明显的浅海与滨海界线.可识别出有障壁滨海的混合坪、砂坪微相；浅海的陆棚泥微相.

1.1.1 有障壁滨海沉积体系

碎屑岩有障壁滨海发育在与广海分隔或半分隔的障壁之后，有障壁滨海以潮坪沉积为特征，发育在向内海平缓倾斜的海岸地区，即障壁岛内侧泻湖（内陆棚）沿岸，无强烈风浪作用，主要受潮汐作用控制.

塔里木盆地志留纪、泥盆纪塔中隆起北斜坡的柯坪塔格组下段和上段、塔塔埃尔塔格组主要发育有障壁滨海.

广义的潮坪依据平均高潮面、平均低潮面和浪基面可分出潮上坪、潮间坪及潮下坪.狭义的潮坪特指潮间坪，可识别出高潮坪（泥坪）、中潮坪（混合坪）、低潮坪（砂坪）及潮道微相.

1.1.1.1 高潮坪

高潮坪位于平均高潮面附近，水动力条件较弱，发育高潮期潮水停滞垂向加积的泥质沉积，又称泥坪.在塔塔埃尔塔格组和柯坪塔格组下段可见.

高潮坪岩性主要为褐色泥岩（图2），夹薄层泥质粉砂岩、细砂岩.自然伽马为中高值齿化箱形，自然电位为箱形，正异常.

1.1.1.2 中潮坪（混合坪）

中潮坪位于平均高潮面与平均低潮面之间，是潮坪的主要组成部分，沉积能量强于高潮坪，因砂泥混积又称混合坪.发育在柯坪塔格组下段及塔塔埃尔塔格组下段.

图2 塔里木盆地志留塔塔埃尔塔格组

中潮坪由细砂岩、粉砂岩与泥岩不等厚互层组成，以发育潮汐层理（包括泥多砂少的透镜状层理、砂多泥少的脉状层理）为特征.还见沙纹层理、斜层理、平行层理、底冲刷、波痕、同生变形构造等沉积构造.

1.1.1.3 潮道

潮道是潮坪内的潮汐通道，主要散布在中潮坪（混合坪）和低潮坪（砂坪），动力条件最强.特别是柯坪塔格组下段及上段、塔塔埃尔塔格组上段及克孜尔塔格组可见发育.

潮道岩性较粗，多为细-中粒砂岩、中-粗粒岩屑砂岩及砾岩.砾岩中的砾石成分主要为砂砾、泥砾，偶见灰岩砾.其中砂岩多为中层以下.可见底冲刷面，冲刷面见滞留的泥砾.

1.1.2 浅海沉积体系

加里东中期运动使塔里木陆块形成了塔中、塔北两个遥相对应的隆起，从而控制了塔里木盆地志留纪、泥盆纪沉积相展布.盆地内部发育有障壁滨海—浅海（内）陆棚沉积，障壁为塔北古隆起高部位，广海为南天山洋.志留纪早世鲁丹期（柯坪塔格组中段沉积期），受较大规模海侵影响，盆地广泛发育浅海陆棚泥质沉积.志留纪早世埃隆期（柯坪塔格组上段沉积期），巴楚—塔中北斜坡发育浅海陆棚沉积.塔中东南及孔雀河斜坡出现扇三角洲沉积.志留纪早世特列奇期（塔塔埃尔塔格组沉积期），巴楚—塔中北斜坡发育浅海陆棚沉积.塔里木盆地志留系—泥盆系纵向上依次发育志留纪早世有障壁滨海—浅海陆棚（海侵）—有障壁滨海.

浅海位于浪基面之下，发育陆棚泥质沉积，沉积能量弱.显然，塔里木盆地志留系、泥盆系浅海陆棚主要为内陆棚.受海侵影响，塔里木盆地志留系内陆棚广泛发育在柯坪塔格组中段，主要发育陆棚泥微相.

侵蚀不整合主要是海平面下降，滨岸向海一侧推进导致侵蚀基准面下降而形成的层序不整合界面.主要表现为垂向上岩性岩相突变，界面下伏多为海平面下降形成的近岸岩相（沉积水深相对较浅），突变为上覆新层序海侵形成的岩相（沉积水深有时相对较深），反映的沉积间断不长或没有.

在塔中北斜坡为柯坪塔格组下段（SQ1）潮坪（浅水）沉积的灰绿、深灰色中-厚层状粉砂岩、细砂岩与泥页岩互层，塔西南—塔中为主要提供物源区.

界面之上为柯坪塔格组中段（SQ2-TST）陆棚（海侵）沉积的暗色泥岩，实为侵蚀不整合与海侵上超不整合的叠加.该界面在测井曲线易识别，由柯坪塔格组下段粉砂岩段的锯齿状的低自然伽马、高电阻率截变为中段泥岩段平直状的高自然伽马、低电阻率.期间物源主要还是由塔西南—塔中提供.

在塔中北斜坡及塔北界面之下为柯坪塔格组上段（SQ2-HST）低潮坪（相对较深）沉积的砂坪，界面之上为塔塔埃尔塔格组下段（SQ3-TST）中潮坪（相对较浅）沉积的砂泥混合坪，反映SB3形成后新一轮海侵规模相对较小.该界面在测井曲线上为突变，由柯坪塔格组上段砂岩段锯齿状的低自然伽马、高电阻率突变为塔塔埃尔塔格组下段砂泥互层段或泥岩段锯齿状的高自然伽马、低电阻率，较易识别.期间塔西南—塔中还是作为主要物源区.

2 沉积模式

沉积模式是沉积相的概括和总结.根据海平面变化，塔里木志留纪—泥盆纪层序沉积模式沉积模式可归纳为2种，即：①海平面正常位置时，发育有障壁滨岸（潮坪）—内陆棚沉积，即高位模式.②海平面位置较高时（大规模海侵时），主要发育内陆棚沉积，即海侵模式.

图4 塔里木盆地志留系-泥盆系沉积模式图

3 结论

3.1 塔里木盆地塔中地区志留系、岩石地层单元自下而上划分为志留系下统柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组.志留系下统柯坪塔格组分3个岩性段，纵向上呈现粗—细—粗的沉积序列.塔塔埃尔塔格组可分为下细上粗2段.

3.2 塔里木盆地SQ1（柯坪塔格组下段）在塔中北斜坡出现顺斜坡带状分布的潮下砂坪—潮间混合坪沉积.SQ2（柯坪塔格组中段）发育内陆棚泥质沉积.塔里木盆地SQ2（柯坪塔格组上段）在塔中北斜坡发育潮间-潮下砂坪沉积.塔里木盆地SQ3（塔塔埃尔塔格组）在巴楚-塔中一线发育窄带状、在塔北发育带状分布的潮下-潮间砂坪沉积，其间发育内陆棚泥质沉积.

［1］李惠利，邱楠生，金之钧，等.塔里木盆地塔中地区地质热历史研究［J］.西安石油大学学报，2004（7）：19-4.

［2］朱筱敏，等.塔里木盆地志留系沉积体系及分布特征［J］.石油大学学报，2002（3）：5-11.

［3］赵文光，等.塔里木盆地台盆区志留系层序划分及其特征［J］.新疆石油学院学报，2003（4）：9-12.

［4］韩芳林，等.西昆仑加里东期造山作用初探［J］.陕西地质，2009（2）：9-18.

［5］张金亮，戴朝强.塔里木盆地志留系高分辨率层序地层格架研究［J］.中国海洋大学学报，2006（6）：901-907.

［6］贾承造，等.新生代构造性质和变形时间［J］.科学前缘，1999（4）：215-221.

［7］韩芳林，等.西昆仑加里东期造山作用初探［J］.陕西地质，2009（2）：9-18.