塔里木盆地西南部白垩系—古近系沉积特征与储盖组合

岳 勇，徐勤琪，傅 恒，席党鹏

( 1.中国石化 西北油田分公司，乌鲁木齐 830011； 2.成都理工大学，成都 610059； 3.中国地质大学，北京 100083)



塔里木盆地西南部白垩系—古近系沉积特征与储盖组合

岳 勇1，徐勤琪1，傅 恒2，席党鹏3

( 1.中国石化 西北油田分公司，乌鲁木齐 830011； 2.成都理工大学，成都 610059； 3.中国地质大学，北京 100083)

通过对塔里木盆地西南部中新生代地层沉积研究表明，早白垩世继承了侏罗纪的沉积面貌，以陆相沉积占主导，从晚白垩世初到渐新世，受特提斯海洋壳扩张影响，海水多次自西向东侵漫到喀什、叶城及和田等地区，形成了西塔里木海湾。受同期全球海平面整体上升时期大规模海侵影响，塔西南上白垩统—始新统乌拉根组主要发育海相沉积，之后受同期全球海平面整体下降时期海退影响，始新统—渐新统巴什布拉克组为陆相沉积。塔西南晚白垩世—古近纪由于海平面的频繁变化,发育了滨海、浅海—潟湖相的碳酸盐岩、膏盐岩及泥岩沉积体系，形成了上白垩统依格孜牙组碳酸盐岩与上覆古近系阿尔塔什膏盐岩及古近系卡拉塔尔组碳酸盐岩与上覆乌拉根组深色泥岩2套重要的储盖组合,是塔西南地区油气勘探值得重视的重要领域。

储盖组合；沉积特征；白垩系；古近系；塔里木盆地

塔里木盆地西南地区(以下简称塔西南)地理位置位于新疆喀什地区—和田地区，构造单元包括塔里木盆地喀什坳陷、莎车隆起、叶城坳陷及麦盖提斜坡(图1)。塔西南白垩纪—古近纪属南天山及西昆仑山共拥的前陆盆地，白垩系—古近系发育海陆交互相，沉积厚度大，是我国陆上白垩系—古近系海相地层最发育的地区之一，发育的滨海、浅海—潟湖相的碳酸盐岩、膏盐岩及碎屑岩沉积，控制着生储盖层的时空展布[1-4]，中白垩世的缺氧环境对于碳烃类的保存和运移十分有利。这些有利条件指示了该区是潜在的油气重要勘探领域。然而塔西南地区中—新生代受天山、昆仑构造带的影响，盆地沉降中心和沉积中心迁移频繁，岩相变化较大，地层分布复杂，加之露头区自然条件差，盆内沙漠覆盖，总体研究程度还较低。本文综合露头、钻井及地震资料，在前人认识的基础上对塔西南地区开展了中新生代沉积演化的研究，旨为寻找该区优质储盖组合提供依据。

图1 塔里木盆地西南地区构造区划及白垩系、古近系露头和钻井位置

1 区域沉积构造背景

塔西南地区古生代为塔里木克拉通的组成部分，晚二叠世末，塔西南地区区域隆升，缺失三叠纪沉积。之后经历侏罗纪—早白垩世的内陆盆地演化，晚白垩世—古近纪再次成为以海湾、三角洲为主的局限海盆环境，直至新近纪塔西南地区最终完成了从海到陆的环境变迁[5]。在白垩纪—古近纪，特提斯海水多次经西部的阿莱依海峡向东大规模侵入到塔里木盆地内部，沉积物源主要来自盆地北部南天山褶皱带和盆地南部的昆仑山褶皱带, 沉积中心为现今塔西南坳陷的西部[6]。塔西南白垩纪—古近纪属南天山山前及西昆仑山山前前陆盆地，与中亚阿莱盆地、费尔干纳盆地和塔吉克盆地相连，塔西南呈向西开口的喇叭口状，构成了晚白垩世—始新世全球海平面整体上升时期特提斯洋北缘海水淹没欧亚大陆南部的陆表海(塔吉克海)的东部海湾[7]。塔西南地区现今位于帕米尔突刺东侧，帕米尔突刺北侧和西侧分别为阿莱盆地(谷地)和塔吉克盆地，两盆地隔南天山与费尔干纳盆地相邻(图2)。帕米尔高原向北突刺状挤入形成的构造是塔西南构造格局的显著特征。古新世，印度板块与欧亚板块碰撞初始，帕米尔突刺形成雏形；渐新世—中新世，突刺向北碰撞挤压作用变强，昆仑山、天山陆内造山变强，中新世末塔西南莎车隆起雏形形成；上新世后，受印度板块与欧亚大陆强烈(硬)碰撞影响，昆仑山、天山强烈陆内造山，帕米尔突刺向北强烈位移—隆升—推覆[8-9]，形成现如今的格局。

2 白垩系和古近系地层分布特征

塔西南地区下白垩统继承性发育与侏罗系类似的陆相沉积，受全球海平面整体上升影响，上白垩统—始新统乌拉根组主要发育海相沉积，之后受同期全球海平面整体下降时期海退影响，始新统—渐新统巴什布拉克组发育陆相沉积(图3)。

图2 塔里木盆地西南地区周边现今大地构造背景

图3 塔里木盆地西南地区与费尔干纳盆地白垩系—古近系地层对比

2.1 白垩系地层分布特征

侏罗纪末的早燕山构造运动使盆地抬升，形成大面积的河流及洪泛平原环境，接受了厚达 1 000～1 300 m 的克孜勒苏群砂岩夹泥岩沉积[10]。下白垩统克孜勒苏群(K1kz)在现今喀什坳陷南天山山前和昆仑山山前均为冲积扇扇中沉积。晚白垩世开始的全球海平面上升，使特提斯海侵淹没了欧亚大陆东南部的塔西南，上白垩统发育海相沉积，自下而上依次为库克拜组(K2k)、乌依塔克组(K2w)和依格孜牙组(K2y)。

库克拜组在喀什坳陷南天山山前为潟湖泥岩，厚47～132 m；在喀什坳陷昆仑山山前玛尔坎苏剖面以潮间泥质粉砂岩为主；在且木干剖面为开阔台地亮晶颗粒灰岩、泥晶砂屑灰岩和含膏泥岩，在库山河剖面以冲积扇扇中中砂岩为主；在莎车隆起昆仑山山前为潮上—潮间膏质泥岩、粉砂质泥岩，厚90～370 m；在叶城坳陷昆仑山山前发育冲积扇扇中粉砂岩为主，厚21～116 m。

乌依塔克组在喀什坳陷南天山山前和昆仑山山前、莎车隆起和叶城坳陷昆仑山山前为潮上—潮间带膏质泥岩和泥岩，厚7～121 m。

依格孜牙组沿昆仑山前喀什坳陷、莎车隆起和叶城坳陷沉积巨厚的海相碳酸盐岩；在南天山山前为潮上带膏质泥岩；在库孜贡苏剖面以潟湖泥岩为主。在我国晚白垩世沉积盆地中，仅塔西南地区为海相碳酸盐岩沉积，在麦盖提斜坡钻揭依格孜牙组，并发现碳酸质的角砾岩。

2.2 古近系地层分布特征

古近系自下而上依次为吐依洛克组(E1t)、阿尔塔什组(E1a)、齐姆根组(E1-2q)、卡拉塔尔组(E2k)和乌拉根组(E2w)，主要发育海相沉积。始新世普里亚本期末开始的全球海平面下降，使特提斯发生大规模海退，塔西南沉积了陆相巴什布拉克组(E2-3b)。

吐依洛克组发育潟湖膏质泥岩、泥岩，厚3.18 ～88.66 m，主要分布在昆仑山前，麦盖提斜坡整体缺失。

阿尔塔什组在喀什坳陷、莎车隆起、叶城坳陷和麦盖提斜坡均为膏质潟湖厚层膏岩，厚41.1～791.85 m。蒸发岩沉积分布范围经历了从坳陷西北端—西昆仑山前区域—整个塔西南坳陷的迁移扩展过程，显示蒸发岩沉积分布位置的变化与海侵范围的阶段性扩展有关[11]。

齐姆根组在喀什坳陷南天山山前为潮上萨布哈含膏质泥岩、灰质泥岩、泥岩和膏岩，厚55～102.64 m；在喀什坳陷昆仑山山前主要以潮上萨布哈—潟湖灰质泥岩、泥岩为主，厚65.2～206.73 m；在玛尔坎苏剖面见冲积扇扇中粗砂岩，膘尔托阔依剖面为开阔台地生物灰岩和灰岩，厚70.6 m；在莎车隆起和叶城坳陷主要为潟湖泥岩、含生物灰岩，厚25.1～362.1 m；在麦盖提斜坡为萨布哈含膏质泥岩和泥膏岩，厚4～34.5 m。

卡拉塔尔组在喀什坳陷南天山山前阿克1井为潮上萨布哈泥质灰岩和膏岩，厚58.2 m；在库克拜剖面为开阔台地生物灰岩和灰岩，厚198.8 m；在喀什坳陷昆仑山山前为潮坪—潟湖—开阔台地泥岩、亮晶砂屑灰岩，厚99.2～289.24 m；在莎车隆起主要为开阔台地泥质灰岩、生物灰岩和灰岩，厚27.11～137 m；在麦盖提斜坡以局限台地白云岩为主，厚10～26 m。

乌拉根组为潮坪—潟湖相泥岩夹细砂岩，厚9～343.41 m。

巴什布拉克组发育扇三角洲—湖泊细砂岩、泥岩，厚13.9～700.6 m，但在最西部的库克拜剖面还残留了海相潮坪—潟湖泥岩夹灰岩，厚300余m。

塔西南地区上白垩统—古近系与中亚盆地具有一定的可对比性。费尔干纳盆地Gara剖面白垩系地层以灰白色粗砂岩与棕红色细砂岩、泥质粉砂岩的互层为特征，最顶部发育一层数米厚的浅肉红色白云岩，该套碳酸盐岩地层可与塔西南地区依格孜牙组对比。古近系自下而上分为Suzark组、Alay组、Turkestan组、Rishtan组、Isfera组、Khanabad组、Sumsar组。Suzark组下部为碎屑岩，中部为碳酸盐层，上部为紫红色泥岩，与塔西南齐姆根组地层序列相对应。Alay组为含介壳灰岩夹碎屑岩，与塔西南卡拉塔尔组具有相似的岩性组合特征。Turkestan组下部以含介壳泥岩为主，上部以灰岩为主，生物面貌上可与塔西南乌拉根组对比。Rishtan组、Isfera组、Khanabad组和Sumsar组从生物组合看，可与巴什布拉克组对比(图3)。

3 白垩纪—古近纪沉积演化

塔西南地区中—新生代位于新特提斯洋北缘的欧亚大陆南部，其沉积演化主要受帕米尔各微地块与塔里木微陆块、印度板块先后拼贴—碰撞，晚白垩世—古近纪特提斯大规模的海侵，以及新近纪特提斯洋关闭及青藏高原强烈隆升(帕米尔突刺向北强烈位移—隆升—推覆)等这些区域构造活动与海平面升降和海侵海退因素的综合影响[12]。塔西南白垩纪—古近纪经历了陆相—海相—陆相的沉积环境变迁，下白垩统发育冲积扇—扇三角洲—湖泊沉积体系，上白垩统—始新统发育滨浅海碎屑岩—碳酸盐岩(或硫酸盐岩)沉积体系，始新统—渐新统主要发育扇三角洲—湖泊沉积体系。

白垩纪末依格孜牙组沉积期，沿昆仑山前呈显一狭长条带，发育大面积的开阔台地，主要为台内生屑滩、台坪，西边与塔吉克相通。麦盖提斜坡PBX1井附近由于后期岩浆活动及隆升造成残留垮塌云质、灰质角砾岩，厚度266 m。南天山山前—昆仑山山前之间为潟湖(图4)。丰富的牡蛎、蛤、螺等化石说明，当时塔里木盆地西南缘为古气候温暖、古盐度为半咸到咸水的古海洋环境。

图4 塔里木盆地西南地区白垩系依格孜牙组沉积相

古新世—始新世全球海平面依然维持在较高水位，吐依洛克组—阿尔塔什组沉积期，由于同期丹尼期早期全球海平面上升引发的海侵，吐依洛克组仅分布于喀什坳陷—莎车隆起—叶城坳陷。阿尔塔什期海侵过程具有阶段性，海域自西昆仑山前向东南逐渐扩展，最终遍及整个塔西南坳陷，由于古气候变得干热及全球海平面下降，发育大面积的膏质潟湖。仅昆仑山山前马尔坎苏见冲积扇扇根，在乌拉根古隆起区发育小面积的开阔台地(图5)。

齐姆根组沉积期，全球海平面上升，塔西南发育大面积的潟湖，厚25～362 m。在昆仑山山前马尔坎苏、奥依塔格—盖孜河等地见冲积扇；在和什拉普见潮上萨布哈，厚152 m；在且木干发育开阔台地，厚71 m。此外，麦盖提斜坡上倾部位巴楚隆起罗南1井—玛北1井见潮上萨布哈，但厚度较小(图6)。

卡拉塔尔组沉积期，同期鲁帝特期全球海平面上升引发海侵，海水最后一次侵入塔西南地区。南天山山前发育潮上萨布哈，昆仑山山前塔西南地区发育开阔台地相沉积，莎车隆起库山河—干加特发育面积较大的台内滩沉积，叶城坳陷阿尔塔什—和什拉普发育潮下带。麦盖提斜坡多浪1井—塔参2井—皮山北新1井呈带状发育台内滩，厚10～18 m(图6)。卡拉塔尔组中的龙介类和牡蛎化石一起构成卡拉塔尔组的特征生物组合, 其他常见生物有双壳类、腹足类、介形虫、棘皮类和苔藓虫, 产龙介类化石的岩性主要有泥晶生屑灰岩、(含)砂质灰岩和介壳灰岩, 指示了一种中到低能的半局限到开阔浅海环境[13]。

乌拉根组沉积期，塔西南喀什坳陷—莎车隆起—叶城坳陷—麦盖提斜坡发育大面积的泥质潟湖，在乌拉根古隆起区沉积缺失。南天山山前喀什坳陷发育潮上萨布哈，麦盖提斜坡—巴楚隆起发育潮上萨布哈(图7)。巴什布拉克组沉积期，受始新世末印度板块与欧亚大陆碰撞影响，海水整体退出塔西南，重新开始了陆相冲积扇—扇三角洲—半深湖沉积体系陆相沉积，岩性主要为细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩，最西部库克拜剖面巴什布拉克组还残留有海相沉积。欧亚大陆塔吉克盆地、阿莱盆地、费尔干纳盆地仍为海相沉积。

4 上白垩统—古近系储盖组合

晚白垩世初到渐新世，受特提斯海洋壳扩张影响，海水多次自西向东侵漫到喀什、叶城及和田等地区，形成了西塔里木海湾，发育了滨海、浅海—潟湖相的碳酸盐岩、膏盐岩(及碎屑岩沉积，不同岩性的时空分布奠定了油气储盖组合的物质基础。上白垩统—古近系可以划分为2套区域性的储盖组合，即上白垩统依格孜牙组碳酸盐岩与上覆古近系阿尔塔什膏盐岩构成的储盖组合，及古近系卡拉塔尔组碳酸盐岩与上覆乌拉根组深色泥岩盖层组成的储盖组合，且多口井见到良好油气显示(图8)。

图5 塔里木盆地西南地区古近系吐依洛克—阿尔塔什组沉积相

图6 塔里木盆地西南地区古近系卡拉塔尔组沉积相

图7 塔里木盆地西南地区古近系乌拉根组沉积相

昆仑山前露头和什拉普以东至玉力群—克里阳，上白垩统依格孜牙组储层厚度小，生物礁不发育，储层物性较差，孔隙度0.2%～ 17.5%，渗透率(0.01～10)×10-3μm2；昆仑山同由路克剖面依格孜牙组灰岩储层孔隙度5%～10%，渗透率(0.1～10)×10-3μm2。盆内PBX1井钻揭依格孜牙组为受火山活动影响的垮塌云质灰质角砾岩，白云岩质(70%)和泥晶生屑灰岩质(30%)角砾岩；储集空间类型为白云石晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞及晚期构造裂缝，绝大多数为半充填—未充填(图9a，b)；岩心的平均孔隙度为6.97%，平均渗透率为7.0×10-3μm2。整体来看，塔西南依格孜牙组属于低孔低渗裂缝—孔隙型储层。

图8 塔里木盆地西南地区上白垩统—古近系储盖组合

古近系卡拉塔尔组整体为中孔中渗—低孔低渗储层，平均孔隙度最高的是南天山康苏剖面。昆仑山同由路克剖面和克里阳剖面，膘尔托阔依—奥依塔格卡拉塔尔组碳酸盐岩储层孔隙度0.7%～ 9.1%，渗透率一般(0.01～4.6)×10-3μm2。昆仑山前柯克亚柯深1井卡拉塔尔组碳酸盐岩储层孔隙度3.8%，渗透率小于0.1×10-3μm2；柯深101井在卡拉塔尔组获高产油气流，孔隙度1.3%～5.5%，水平渗透率(0.1 ～0.44)×10-3μm2。盆内塔参2井和群6井在卡拉塔尔组钻遇物性较好的白云岩储层；DL1井碳酸盐岩为黄灰色细晶白云岩和浅灰色灰质白云岩，白云石含量一般在87%～99%之间，方解石含量为1%，泥质小于1%，硬石膏含量在1%～5%之间；储集空间类型为铸模孔、粒内溶孔、粒间溶孔、晶间孔、裂缝(图9c，d)，实测孔隙度8.0%～12.4%，平均9.86%，渗透率(0.03～110)×10-3μm2，平均28.7×10-3μm2。

图9 塔里木盆地西南地区白垩系依格孜牙组和古近系卡拉塔尔组储集空间类型a,b.PSBX1井, 依格孜牙组；c,d.DL井, 卡拉塔尔组

阿尔塔什膏盐岩分布面积广，覆盖整个塔西南地区(图5)，在西南缘最厚可达480 m,麦盖提斜坡上的琼002井也达116 m ，是一套优质的区域盖层，也是区域标志层。乌拉根组为深色泥岩夹石膏层，分布范围广，厚度稳定，是一套较好的盖层。由于阿尔塔什膏盐岩岩性呈白色，乌拉根组总体为深色泥岩，这2套盖层可称为白色盖层和黑色盖层，分别与下伏的碳酸盐岩储层构成“一白一黑”2套储盖组合。从目前的油气勘探成果来看，均展示了良好的勘探前景。第一套储层上白垩统依格孜牙组，昆仑山前柯东1井发现高产工业油气流，盆内PSBX1井测试获油流；第二套储层古近系卡拉塔尔组灰岩，柯克亚柯深1井、柯深101井、柯深102井在该组灰岩中获高产工业油气流，塔参2井、群6井、DL1井在该组白云岩中见油气显示。

5 结论

(1)塔西南地区中新生代经历了多期的海陆相沉积变换，晚白垩世继承了侏罗纪的陆内盆地沉积面貌，发育陆相碎屑岩。晚白垩世—古近纪，由于特提斯洋的扩展，上白垩统依格孜牙组为开阔台地相碳酸盐岩沉积，古近系吐依洛克组—阿尔塔什组沉积期，塔西南发育大面积的潟湖膏盐岩沉积；齐姆根组沉积期继承性发育大面积的潟湖相沉积。卡拉塔尔组沉积期，海水再次侵入并发育开阔台地相碳酸盐岩沉积。海退作用影响下，乌拉根组沉积期发育泥质潟湖相沉积。受始新世末印度板块与欧亚大陆碰撞影响，巴什布拉克组沉积期海水整体退出，塔西南发育陆相沉积体系。晚白垩世—古近纪，发育了滨海、浅海—潟湖相的碳酸盐岩、膏盐岩及泥岩沉积，造就了多类型岩相的叠加分布，区域构造环境及海侵与海退，控制了碳酸盐岩储层和膏盐岩与泥岩盖层的发育与分布。

(2)根据储层和盖层的区域展布特征，塔西南地区上白垩统—古近系，发育2套区域储盖组合。低孔低渗裂缝—孔隙型的上白垩统依格孜牙组、中孔中渗—低孔低渗型的古近系卡拉塔尔组碳酸盐岩储层与古近系阿尔塔什膏盐岩、乌拉根组深层泥岩盖层，组成2套储盖组合。这2套储层均有油气发现，是塔西南地区重要的勘探领域。

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(编辑 徐文明)

Reservoir-cap rock assemblage and sedimentary characteristics of Cretaceous-Paleogene in southwestern Tarim Basin

Yue Yong1, Xu Qinqi1, Fu Heng2, Xi Dangpeng3

(1.SINOPECNorthwestOilfieldBranchCompany,Urumqi,Xinjiang830011,China; 2.ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China; 3.ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

The sedimentary studies of Mesozoic-Cenozoic in the southwestern Tarim Basin indicated that the Early Cretaceous inherited the sedimentary features of the Jurassic, mainly dominated by continental deposits. As the Tethys ocean expanded from the Late Cretaceous to Oligocene, sea water flooded several times to Kashi, Yecheng and Hetian from west to east, forming the West Tarim Bay. Marine facies sedimentation developed from the Upper Cretaceous to the Eocene Wulagen Formation in the southwestern Tarim influenced by large scale transgressions when global sea level rose. After that, continental sedimentation took the leading position from the Eocene to the Oligocene Bashibulake Formation due to global sea level decrease. Sea level changed frequently from the Cretaceous to the Paleogene in the southwestern Tarim, resulting in the preservation of carbonate, gypsum salt and mud rocks of littoral and neritic lagoon facies. There are two sets of reservoir and cap rock assemblages, the one is carbonate rocks in the Upper Cretaceous Yigeziya Formation and gypsum salt rocks in the Paleogene Aertashi Formation, the other is carbonate rocks in the Paleogene Kalataer Formation and dark mudstones in the uplying Wulagen Formation. These two assemblages are important for oil and gas exploration in the southwestern Tarim Basin.

reservoir and cap rock assemblage; sedimentary characteristics; Cretaceous; Paleogene; Tarim Basin

1001-6112(2017)03-0318-09

10.11781/sysydz201703318

2017-01-22；

207-04-20。

岳勇(1980—)，男，硕士，工程师，从事塔里木盆地油气地质勘探研究。E-mail：yueyongwjys@sina.com。

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05002-003)资助。

TE122.2

A