塔里木盆地寒武纪各时期沉积相平面展布特征

王莹莹，傅　恒

（成都理工大学能源学院，四川成都610059）

塔里木盆地寒武纪各时期沉积相平面展布特征

王莹莹*，傅恒

（成都理工大学能源学院，四川成都610059）

塔里木盆地地层发育齐全，厚度巨大。塔里木盆地寒武纪沉积是在前寒武系基底上发育发展的。塔里木盆地目前钻穿寒武系的井10口，钻遇寒武系的井35口，根据前人研究，北部为南天山海槽—盆相，东北部为库鲁克塔格槽盆相，西南为西昆仑海槽盆地。在克拉通内盆地区（简称台地区，下同），海水清澈，碳酸盐生产速率高，沉积空间与沉降空间大体保持一致，沉积了以碳酸盐岩为主体的巨厚沉积体。而克拉通周边盆地区（简称盆地区，下同），由于物源贫乏，碳酸盐生产速率低，其沉积较薄，主要为碳酸盐、磷酸盐、硅质化学岩及远程泥岩沉积。从寒武系的岩石类型（岩石相）、露头及单井相分析入手，结合地震相资料，对塔里木盆地寒武纪沉积相进行了分析研究。

塔里木盆地；寒武纪；沉积相；特征

1　概述

塔里木盆地是我国最大的含油气盆地，具有油气资源丰富、多构造体系、多旋回沉积体系、多时代含油气体系、多期成藏及多期充注、勘探领域广泛等特点[1]。随着近几年包括寒武系在内的深层白云岩油气的不断发现和对盆地油气地质整体认识的深化，寒武系油气勘探的重要性与紧迫性日益突出。

塔里木盆地寒武纪沉积是在前寒武系基底上发育发展的。寒武纪时期，塔里木盆地由克拉通内盆地、克拉通周边盆地2大部分所组成，其边缘由边缘盆地所围。根据前人研究，北部为南天山海槽—盆相，东北部为库鲁克塔格槽盆相，西南为西昆仑海槽盆地[2]。

2　区域构造背景

塔里木盆地位于东经74°00′～91°00′，北纬36°00′～42°00′，面积约56×104km2，是我国最大的内陆叠合含油气盆地，夹持于天山、昆仑山和阿尔金山之间，盆地腹部是塔克拉玛干沙漠。

塔里木盆地北缘和西缘为天山褶皱系，是典型的海西褶皱系，形成于古生代末期。南缘为昆仑山褶皱系，是海西—印支褶皱系，属广义的特提斯构造带。塔里木盆地是塔里木板块的核心稳定部分[3-4]（图1）。

震旦纪晚期的柯坪上升运动使塔里木盆地整体上升，普遍遭受不同程度的剥蚀。根据同1井显示上震旦统奇格布拉克组剥蚀殆尽，寒武系直接覆盖于上震旦统苏盖特布拉克组紫红色碎屑岩、火山岩之上。寒武纪沉积前，塔里木盆地古貌总趋势为中央隆起高，向北变低；西部较高，向东变低；南面缺少资料，情况不明。塔里木盆地的寒武系分布广泛。地表主要见于塔西北的柯坪地区及塔东北的库鲁克塔格地区，巴楚地区仅见上寒武统出露。哈尔克山南坡的小铁列有较完整的寒武系出露，但研究程度很低。在盆地覆盖区目前已有四十余口井钻遇或钻穿寒武系[5-6]。

寒武纪与震旦纪一样，同属塔里木盆地构造演化的克拉通边缘坳拉槽阶段[7]。当时塔里木盆地东部仍为库鲁克塔格—满加尔坳拉槽，属盆地相沉积，西部为塔西克拉通内坳陷，属台地相沉积。寒武纪是塔里木盆地克拉通边缘坳拉槽阶段中相对稳定的沉积时期。

3　寒武纪各时期沉积相平面展布

晚震旦世末，柯坪上升运动使塔里木盆地整体抬升，遭受不同程度的剥蚀。寒武纪沉积前，塔里木盆地古貌总趋势为中央隆起高，向北变低；西部较高，东部较低[8-9]。

3.1早寒武世早期沉积相特征

早寒武世早期，对应于下寒武统玉尔吐斯组沉积时期，是寒武纪的第一次海进期，与全球性海平面上升、缺氧事件相对应。此次海进规模大，覆盖了整个塔里木盆地，海平面上升快，海水相对较深，形成塔里木地区盆地相沉积环境。早寒武世早期沉积相可分为盆地相、广海陆棚相、盆地边缘相、台地边缘斜坡相，以及古陆（古岛）。

图1　塔里木盆地大地构造位置图（据贾承造等，1995）

大陆冰川-台地边缘沉积相带，在南雅尔当山地区，早期为紫红色冰碛砾岩，为大陆冰川沉积；中期为灰、灰，黄色含砾岩屑砂岩过渡到白云质砂岩，为陆棚边缘沉积；晚期为深灰色粉晶白云岩，为浅水碳酸盐岩沉积。库都克布拉克地区为灰绿、灰黄色块状泥砾岩，为盆地边缘斜坡沉积。东、北库鲁克塔格为深水槽盆相沉积。

开阔台地相带范围较大，分部于塔东南（满加尔地区）—塔北广大地区，呈北西、南东向展布。残留的奇格布拉克沉积主要为浅灰、灰、深灰色粉晶白云岩夹藻叠层白云岩、藻凝块、藻砂屑白云岩及砂屑白云岩；南部为褐灰色砂屑白云岩，浅灰、灰、局部黑灰色白云岩、泥质白云岩夹砂屑白云岩。生物以藻为主。

局限台地相带主要分部于巴楚地区。

古陆（古岛屿）推测在盆地南部沿车尔臣河大断裂至塔中地区，有可能存在岛链状花岗岩岛屿。

3.2早寒武世中期沉积相及其特征

早寒武世中期对应于下寒武统肖尔布拉克组沉积时期，其沉积环境较早寒武世早期有明显的变化。碳酸盐岩沉积相类型发育齐全。主要有盆地相带、广海陆棚相带、盆地边缘相带和古岛。

盆地相带主要沿孔雀河断裂带分布，具断陷盆地性质。南雅尔当山地区为黑色中—薄层状硅岩夹硅质页岩，中部夹辉绿岩；发育海绵骨针。

广海陆棚相带主要分布于塔东南（满加尔地区）—塔北地区，北以亚南大断裂为界，东与盆地相区相邻，南与盆地边缘相相邻。玉尔吐斯期早期为黑色薄层含磷结核硅质磷块岩、含磷页岩夹硅岩及灰岩，称之为含磷层；中期为暗色灰岩、白云岩夹薄层砂岩与黑色泥岩互层段；晚期为浅色生物灰岩、白云岩段。由此可见，玉尔吐斯期海水是由深变浅的过程。

盆地边缘相带分布范围为巴楚、塔中地区。北与广海陆棚相相邻，南至西昆仑北大断裂以北地区。盆地边缘相带沉积的基底相对较高，沉积较薄，但地形较平坦，岩性与厚度变化不大。

3.3早寒武世晚期沉积相及其特征

主要分为盆地相、广海陆棚相、盆地边缘相、台地边缘浅海相、开阔台地相、局限台地—台地蒸发岩相。

盆地相主要分布于南雅尔当山地区。早期为黑色薄—中层状硅质岩与硅质灰岩不等厚互层，二者之比约为3∶1，局部夹泥晶灰岩。晚期为泥质白云岩与硅质粉晶白云岩互层，夹白云质页岩，富含海绵骨针。早期以硅岩为主，晚期以白云岩为主，说明晚期较早期水体浅且相对开放。

广海陆棚相分布范围与中期基本一致。该相带以黑、黑灰色泥岩为主，间夹泥灰岩、泥晶灰岩、泥质白云岩、白云岩沉积，偶夹硅质云岩。

盆地边缘相沉积分布继承早寒武世中期沉积格局，该相带沉积以灰岩、泥灰岩、泥云岩、白云岩为主。早期含泥成份重，以泥岩、灰质（或云质）泥岩沉积为主。说明早期沉积水体较中晚深，晚期水体相对变浅。

台地边缘浅滩相为台地边缘浅水沉积，其沉积范畴属台地沉积区。电性GR表现为低值齿箱状、块齿夹小尖峰；初期为底面平直小角度直角三角形，长直角边为该期沉积底面。界面清楚，反映了初期快速海泛。台地沉积区的分布继承了早寒武世中期沉积格局，只是其内部台地蒸发岩相范围扩大，向北推移。开阔台地相与局限台地相难以分开，统称局限台地相—开阔台地相。

开阔台地相区的分布范围，东部及北部继承了肖尔布拉克期沉积格局，南部与局限台地—台地蒸发岩相相邻，呈一向北东凸起的舌状。该期沉积由初期至晚期总趋势是海水逐渐变浅过程，由早、中期开阔台地至晚期台地蒸发岩沉积过程。

局限台地—台地蒸发岩相，该期沉积继承了肖尔布拉克期沉积格局，只是早寒武世中期的局限台地相演变成了局限台地—台地蒸发岩相，而且其分布面积向北扩大迁移。

台地蒸发岩相分布在巴楚隆起的中央地带和塔中地区的东南部等2个局部的区域，尤以巴楚地区发育最好。根据该期含膏盐岩比例，将该期膏盐岩厚度占总沉积厚度不小于20%比例者称膏盐泻湖，为台地蒸发岩相膏盐泻湖亚相。

3.4中寒武世早期沉积相及其特征

分为广海陆棚相、盆地边缘相、台地边缘浅滩相、开阔台地相、局限台地—台地蒸发岩相区。

广海陆棚相以含硅质及富含海绵骨针为特征。

盆地边缘相分布面积广，主要沿陆棚区分布，各地沉积略有不同。盆地区中寒武世早期沉积厚度稳定，一般为12～21m左右。以灰、深灰色泥晶灰岩沉积为主。台地边缘沉积区基本继承了早寒武世晚期沉积格局。

台地边缘浅滩相的分布范围继承了早寒武世晚期分布状况，但因海侵，海平面升高，局限台地面积扩大，向南迁移。其主要分为开阔台地与局限台地。

开阔台地相分布范围较早寒武世晚期的范围向南整体有所扩大，南部与局限台地相相邻，呈一向北东凸起的舌形状。以阿克苏肖尔布拉克地区为代表，早期为深灰色微晶灰岩，产三叶虫；晚期为灰、深灰色块状亮晶砂屑白云质灰岩，粉—细晶白云岩，具鸟眼构造。为开阔台地沉积。晚期水体略为变浅。

局限台地—台地蒸发岩相区，该相分布范围继承了早寒武世晚期的局限台地—台地蒸发岩相的范围，向南部略有缩小，现有资料说明，中寒武世早期巴楚地区是由早期水体相对较深至晚期水体变浅的沉积过程；该地区以灰岩沉积占主导。早期沉积相为褐灰色白云岩，为局限台地沉积；晚期为白云岩夹灰白色石膏及膏质云岩，具台地蒸发岩相特征。塔中地区沉积环境与巴楚地区相似。

3.5中寒武世晚期沉积相及其特征

中寒武世晚期，塔里木盆地区也可分为盆地沉积区与台地沉积区及台地边缘沉积区3大区域。其分布范围、沉积格局基本继承了早期沉积。其可分为广海陆棚、盆地边缘相。

广海陆棚相沉积以灰黑、黑色为主色调，泥质成分重，表明水体相对较深。

盆地边缘相该相区继承了早期分布范围。库都布拉克地区：早期为深灰色泥—微晶灰岩与泥质灰岩不等厚互层，产三叶虫及海绵骨针，具水平层理，为盆地边缘沉积；中期为深灰色微晶灰岩与砂屑灰岩不等厚互层，产海百合茎、软舌螺、三叶虫，为台地前缘斜坡沉积；晚期为灰色薄层状泥质微晶灰岩，产三叶虫，为盆地边缘沉积。

3.6晚寒武世沉积相及其特征

可分为广海陆棚—盆地边缘相、盆地边缘—台地前缘斜坡相、开阔台地相和局限台地相。

晚寒武世开阔台地相沉积特点是：以粉至细晶为主，局部细—中晶白云岩。颗粒含量相对较高，颗粒以砂屑、鲕粒为主，普遍发育叠层藻等。

晚寒武世局限台地相巴楚地区以白云岩为主，属局限台地封闭台地亚相沉积。

4　结论

早寒武世至晚寒武世，塔东盆地区水体逐渐变浅，经历了由深水盆地相—广海陆棚相—浅水盆地边缘—台地前沿斜坡相的沉积过程。而台地区沉积稳定，在开阔台地相—局限台地相—台地蒸发岩相之间转换；柯坪—塔北地区在开阔台地相—局限台地相之间变换，巴楚—塔中在局限台地相—台地蒸发岩相之间变换。

[1]何等发，贾承造，李德生，等.塔里木多旋回叠合盆地的形成与演化[J].石油与天然气地质，2005，26（1）.

[2] 赵明，余腾孝，等.塔里木盆地寒武纪地层划分对比及沉积相研究[R].编号：XBSCKY07-21，内部报告，2009.

[3]刘雁婷，傅恒等.塔里木盆地巴楚—塔中地区寒武系层序地层特征[J].岩性油气藏，2010，22（2）.

[4] 高志前，樊太亮，等.塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩台地样式及其沉积响应特征[J].2006，24（1）.

[5] 贾承造.中国塔里木盆地构造特征与油气[M].北京：石油工业出版社，1997.

[6]马锋，顾家裕，许怀先，等.塔里木盆地东部上寒武统白云岩沉积特征[J].新疆石油地质，2009，30（1）.

[7]朱金富，于炳松，樊太亮，等.沉积成岩环境对白云岩储层的影响[J].新疆地质，2009，27（1）.

[8]Hard S Mathematical Modeling of Growth Strata Associated with Fault Related Structures[A]In：Buchanan P G，Nieundand D A.Modern Developments in Structural Interpretation，Validation and Modeling[C].London：Geological Society Special Publication，1996.

[9]Show J H，Suppe J.Active Faulting and Growth Folding in the Estern Santa Barbara Chanel，Californis[J].Geological Society of American Bulletin，1994:106.

[10]Suppe J，Chou G T.Hook S C.Rates of Folding and Faulting Determined from Growth Strata[A].In：McClay KR.Thrusttectonics[C].London：ChapmanSdlall，1991.

TE121.1

A

1004-5716(2015)07-0121-04

2014-07-02

王莹莹（1991-），女（汉族），新疆乌鲁木齐人，成都理工大学能源学院在读硕士研究生，研究方向：层序地层学与地震地层学。