塔里木盆地柯坪奥陶系地层特征及沉积演化

阿衣登古丽·托汗

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐 830047）

塔里木盆地拗陷内有巨厚的中生代和新生代陆相沉积，其中厚度最深可达到万米，拥有优质的含水层。震旦系构成塔里木盆地的结晶基底，陆壳克拉通盆地是其主体，塔里木盆地的地质构造复杂，多为旋回沉积体系[1]。塔里木盆地柯坪奥陶系由不同的三级层序构成，相应的奥陶纪沉积相的发育受到不同时期盆地构造演化以及海平面变化的综合作用。塔里木盆地中心区域分布着广泛的奥陶系，自上到下岩层的性质表现都不尽相同，相应的柯坪奥陶系的沉积现象和地层变化也比较明显。

1 塔里木盆地柯坪奥陶系地层划分及岩石特征

塔里木盆地柯坪奥陶系可划分为6阶年代地层，具体包括蓬莱坝组、鹰山组、大湾沟组、萨尔干组、坎岭组和其浪组。

1）蓬莱坝组岩层可分为三段，上段岩层呈现为灰色，由细碎的浅灰色白云岩和薄层硅质岩组成，岩层顶部的砂屑灰岩与上覆鹰山组灰色泥晶灰岩的接触为不整合状态，岩层底部的块状灰岩与下伏丘里塔格组灰色白云岩整合接触[2]。中段岩层为中厚层浅灰色白云岩和夹杂少量亮晶砂屑白云岩的残余砂屑硅质岩组成。下段岩层由灰色、浅灰色颗粒比较粗的晶状云岩和极少量的残余砂屑硅质岩构成。

2）鹰山组岩层一般存在于开阔台地滩间海、台内浅滩环境之中，以不同形态的晶灰岩为主，局部掺杂薄层粉晶白云岩，不同形态的晶灰岩所处的发育层理是不同的，波状层理和平行层理是砂屑灰岩的主要聚集地，泥晶灰岩常发育水平层理[3]。

3）大湾沟组岩层的深灰色中层瘤状藻凝与鹰山组岩层顶部的状泥晶灰岩整合接触，大湾沟状岩层的生屑含量较多，与层瘤状生屑泥晶灰岩、生屑灰岩以及不规则硅质条带共同构成独特的岩层分布。

4）萨尔干组岩层拥有比较深的沉积水体，该岩层的顶部和底部分布的黑色页岩与灰色灰岩整合接触，主要以黑色页岩为主，其中掺杂着凸镜状泥晶灰岩与少量的硅质条带。

5）坎岭组岩层分为三个部分，顶层以紫红色页岩为主，中上层是紫红色薄层泥质泥晶灰岩及页岩的集中区域，底部为状泥质灰岩。

6）浪组岩层由多种不同的形态岩石构成，具体包括灰绿色钙质、灰色薄层状泥质灰岩、砂质页岩和瘤状泥质灰岩等。该岩层是在混积陆棚相的深水陆棚及浅水陆棚沉积作用下形成的，其中灰岩的分布呈现横向稳定延伸状态，局部夹杂着瘤状泥质灰岩。

2 塔里木盆地柯坪奥陶系层序地层及其基本特征

塔里木盆地柯坪奥陶系包含8个三级层序，其中有三个二级层序界面和六个三级层序界面，二级层序所对应的是SSB6、SSB7、SSB8，三级层面所对应的是SB2、SB3、SB4、SB6、SB7、SB8，不同的层序界面都有其鲜明的特征。结合地质构造运动、暴露剥蚀界面、地震作用以及相关的测井响应，可以识别出塔里木盆地柯坪奥陶系存在4个地震界面，分别为T72、T74、T80、T70，根据塔里木盆地柯坪奥陶系的4个地震界面和8个三级层序最终可以将其分为SSQ6和SSQ7 两个二级层序和8 个三级层序且相应的平均实现为6.5Ma。

2.1 塔里木盆地柯坪奥陶系二级层序分析

（1）SSQ6

SSQ6 是柯坪奥陶系的下统至中统区域，T74 是SSB7 的顶界，T80是SSB6的底界，柯坪奥陶系的上中下统之间无法整合接触。SSQ6处于塔里木盆地柯坪奥陶系台地相区，由于塔里木盆地北部、巴麦到盆地中西区域存在着不同程度的地层缺失情况，造成其时间间断最多在10M 以上。SSQ6二级层序岩层分布岩石的岩相和岩性比较大，利用测井很容易识别出来，相应的地震界面呈现出连续强反射状态。SSQ6二级层序中包含SQ1、SQ2、SQ3、SQ4四个三级层序，其中底部是浅灰色白云岩和少量灰岩构成的SQ1岩层，该岩层的厚度在450～1 520m。SQ2 是由厚度61～349m 的白云岩构成，SQ3 含有丰富的化石，岩石以颗粒灰岩和亮晶灰岩组成，SQ4主要以厚度为49～113m 的生物灰岩和颗粒灰岩为主。SSQ6二级层序的顶部为暴露剥蚀面，其所处的沉积环境为台地边缘区域。

（2）SSQ7

SSQ7是塔里木盆地柯坪奥陶系的上统区域，T70 是SSB8的顶界，T74是SSB7的底界，是岩性的转换面。在不同程度地表缺失的作用下，柯坪奥陶系相应的二级层序中形成大量的褐铁矿化风化壳，SSQ7中包括三个因侵蚀作用形成的不整合三级层序界面。SSQ7二级层序中包含SQ5、SQ6、SQ7、SQ8四个三级层序，其中SQ5是厚度6～70m 的泥灰岩和瘤状灰岩，SQ6岩层顶部是特有的暴露不整合与海侵上超不整合界面的叠合，厚度为165～811m 的颗粒状灰岩。SQ7和SQ8是由厚度115～2 050m 的泥岩、泥质灰岩、砂岩和灰质粉砂岩等构成的。

3 塔里木盆地柯坪奥陶系地层沉积体系及沉积演化

1）柯坪奥陶系层序框架内的沉积演化

早期的柯坪奥陶系岩层呈现出晩寒武世镶边斜坡型台地的特征，沉积物的供应速度小于海平面的上升速度，由此形成了厚层的灰岩，在持续上升的海平面影响下，台地使得边缘逐渐向后移动，随着时间的累积台地演变出叠加的形态。早期的塔里木盆地呈现出西台东盆的地貌特征，稳定的浅水碳酸盐台地集中在广袤的中西部区域，由此沉沉积了巨厚且具有区域特点的碳酸盐岩层。中期的柯坪奥陶系岩层在区域性挤压作用下，引起了盆地的抬升，同时该区域温暖适宜的气候特点为水生生物的生存繁衍创造了条件。但是，由于塔里木盆地中部区域遭受到严重的剥蚀，造成了开阔台地以及台地边缘相区的沉积，形成了以亮晶颗粒灰岩和碎屑灰岩为代表的生屑灰岩层。晚期柯坪奥陶系岩层在一系列大规模侵袭的影响下，导致整个塔里木盆地被海水淹没，渐渐地降低了岩层的沉积速度。在原有岩层沉积的基础上，由于后期地质构造的作用形成了新的岩层积淀。晚期SQ6岩层在多种条件的作用下，形成了开放性的台地沉积、混积陆棚以及浊流沉积。晚期SQ7、SQ8的沉积阶段，伴随着海水入侵范围的延伸，将塔里木盆地中心区域的大部分地区都淹没了，相应的大面积的碳酸盐台地转变为积陆棚相沉积。

2）沉积体系及沉积演化

塔里木盆地柯坪奥陶系沉积主要集中在碳酸盐岩台地内部，在岩层沉积演化过程中，形成了半局限台地相、浅海混积陆棚、开阔台地沉积和深水盆地沉积等不同的地貌特征。半局限台地相地区岩石的特性以浅灰色亮晶砂砾屑灰岩、细晶云岩、残余砂屑硅质岩为主。滩间海及台内滩是开阔台地相沉积的基本表现，由此造就了以亮晶颗粒灰岩掺杂少量泥晶灰岩为主的岩层。由于塔里木盆地台缘斜坡相沉积促进了碎屑颗粒滩的发育进而形成了浅海混积陆棚。

4 结论

综上所述，在自然环境和地壳运动的双重作用下形成了独特的塔里木盆地。塔里木盆地柯坪奥陶系包括6个三级层序2个二级层序，不同的岩层具有不同的特定，在岩层沉积影响下形成了半局限台地相、浅海混积陆棚、开阔台地沉积和深水盆地沉积等不同的地貌特征。