塔里木盆地库车凹陷沉积体系研究

2020-12-14潘竞胡俊成

当代化工 2020年10期

潘竞胡俊成

摘要：通过野外露头考察和测井分析，对塔里木盆地库车坳陷中生界和新生界的沉积体系进行了系统研究。结果表明：库车坳陷沉积体系可细分为潮坪-潟湖沉积体系、半闭塞局限海湾-蒸发潟湖沉积体系、扇三角洲沉积体系、曲流河三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系、冲积扇沉积体系、湖泊沉积体系以及曲流河沉积体系。中生代时期主要为冲积扇-河流-三角洲-湖泊相的碎屑沉积体系，下第三纪主要为扇三角洲沉积体系、辫状河沉积体系、湖泊沉积体系、河流沉积体系、湖泊三角洲沉积体系以及潮坪-潟湖沉积体系。新生代古近系时期发育海陆交互相沉积地层，主要有冲（洪）积扇、扇三角洲、膏盐湖、滨浅湖、潮坪等主要的沉积相类型。

关键词：塔里木盆地;库车凹陷;沉积體系

中图分类号：P512.2 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）10-2264-04

Abstract： The sedimentary systems of Mesozoic and Cenozoic in Kuqa depression of Tarim basin were systematically studied by field outcrop investigation and well logging analysis.The results show that the sedimentary system of Kuqa depression can be divided into tidal flat and lagoon sedimentary system，semi-closed confined bay and evaporative lagoon sedimentary system，fan delta sedimentary system，meander river delta sedimentary system，braided river delta sedimentary system，alluvial fan sedimentary system，lake sedimentary system and meander river sedimentary system.In the Mesozoic，it was mainly the clastic sedimentary system of alluvial fan-fluvial delta-lacustrine facies.In the lower tertiary，it was mainly the fan delta sedimentary system，braided river sedimentary system，lacustrine sedimentary system， fluvial sedimentary system，lacustrine delta sedimentary system and lagoon tidal flat sedimentary system. During the Cenozoic paleogene period，marine and continental interlacing sedimentary strata developed，mainly including alluvial（flood）fan， fan delta， gypsum salt lake， shore-shallow lake， tidal flat and other major types of sedimentary facies.

Key words： Tarim basin; Kuqa depression; sedimentary system

1 区域地质概况

塔里木盆地位于中国新疆南部，是中国面积最大的内陆盆地。库车坳陷位于塔里木盆地的北缘，南界在库—阿公路一线附近，北界为天山南麓，整体呈北东向展布，东西长400 km，南北宽30～120 km，面积约2.8×104 km2（图1），是塔里木盆地重要的二级构造单元，油气资源丰富，是我国“西气东输”工程的主要来源地，也是我国最为重要的富气区之一。库车坳陷油气勘探历史悠久，也是多年来石油地质研究的热点地区[1]。

目前，研究区已钻井达30余口。库车地区经历了晚二叠-中三叠世的周缘前陆盆地、晚三叠-中侏罗世的伸展断陷盆地以及晚第三纪以来的再生前陆盆地3个演化阶段[2-5]。

库车坳陷的主要的储集层发育在古近系和白垩系，秋里塔格构造带、克拉苏—依奇克里克构造带以及前缘隆起带是油气资源主要集中的3个构造单元。库车坳陷中新生界发育完整，自三叠系至第四系可划分为19个组。三叠系自下而上包括俄霍布拉克组、克拉玛依组、黄山街组以及塔里奇克组;侏罗系自下而上包括阿合组、阳霞组、克孜勤努尔组、恰克马克组以及齐古组;白垩系的油气勘探已进入5 000 m以下的深层，主要为下白垩统，缺失上白垩统，呈不整合覆于侏罗系之上，与下第三系呈区域性不整合接触，白垩系自下而上可分为亚格列木组、舒善河组、巴西盖组和巴什基奇克组。第三系自下而上包括库姆格列木组、苏维依组、吉迪克组、康村组和库车组（图2）[6-7]。

2 沉积体系类型及特征

根据大量岩心描述和野外露头研究，结合室内地层厚度、砂岩厚度、砂岩百分比编图和实验分析资料，认为古近系库姆格列木群和白垩系巴什基奇克组是库车坳陷主要储集层。库车坳陷可以分为海相沉积体系、海陆过渡相沉积体系以及陆相沉积体系。中生代时期主要为冲积扇-河流-三角洲-湖泊相的碎屑沉积体系，下第三纪主要为扇三角洲沉积体系、辫状河沉积体系、河流沉积体系、湖泊沉积体系、潟湖-潮坪沉积体系以及湖泊三角洲沉积体系。新生代古近系时期发育海陆交互相沉积地层，主要有冲（洪）积扇、扇三角洲、膏盐湖、滨浅湖、潮坪等主要的沉积相类型（图3）。

2.1 潮坪-潟湖沉积体系

主要在古新世—始新世早期发育滨岸沉积环境。依据沉积特征可以分为潟湖和潮坪相。其中潮坪相处于蒸发和高盐度的环境，以红色砂砾岩、碳酸盐岩、砂泥岩沉积为主，属于陆相夹海相地层。潟湖环境可见灰褐色含砾中粗岩屑石英砂岩、粉砂质泥互层，具有间歇性淡化环境的特征[8]。

2.2 半闭塞局限海湾-蒸发潟湖沉积体系

主要发育在古近系的库姆格列木组时期，沉积特征主要是海相蒸发潮坪相。对蒸发潮坪相可进行进一步地划分，分别为潮上带、潮间带以及潮下带[9]。

潮上带为膏云坪，膏云坪的岩石类型有硬石膏岩、泥膏岩以及膏泥岩等。构成潮坪的主要部分是潮间带，潮间带有生屑滩、砂屑滩和鲕滩，其岩性为浅灰、褐灰色生物碎屑云岩和浅灰色、浅褐灰色砾屑泥晶灰岩，可见块状层理和平行层理。潮下带为浅灰色厚层状及团块状含骨屑泥晶灰岩、泥灰岩、深灰色薄层及透镜状含云质泥岩，有时可见藻纹层和生物骨屑。

2.3 扇三角洲沉积体系

主要发育在下白垩统亚格列木组、巴什基奇克组三段、库姆格列木群下部和三叠系下统俄霍布拉克组沉积时期。依据沉积特征可以将扇三角洲相分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相及前扇三角洲亚相，其中以扇三角洲前缘亚相为主，占砂体厚度的70%以上[11-13]。扇三角洲平原可进一步细分为碎屑流沉积及扇上分流河道沉积。扇三角洲前缘可细分为水下重力流沉积、水下分流河道沉积、河口沙坝及远沙坝。扇三角洲以前扇三角洲泥发育为主。

巴什基奇克组第一、二段的扇三角洲前缘水下分流河道砂体可见板状交错层理、冲刷面、平行层理等沉积构造发育特征，泥砾具有伴生变形构造、火焰状冲刷面构造特征。其中主河道区砂岩交错层理发育、底部泥砾岩发育，砂体粒度偏粗，主河道侧缘泥砾层发育，主河道区到侧缘的砂体粒度是由粗到细变化。巴什基奇克组三段以扇三角洲前缘水下分流河道为主[12-14]。

2.4 曲流河三角洲沉积体系

主要发育在舒善河组上部和巴西盖组。依据沉积特征可以分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘以及前曲流河三角洲3个亚相。曲流河三角洲平原可细分为分流河道沉积、天然堤和河漫沉积3个微相。曲流河三角洲前缘可以划分为水下支流间弯沉积、分流河道沉积、河口沙坝及远沙坝4个微相。前曲流河三角洲主要发育前三角洲泥。

舒善河组上部由小型交错层理和大型交错层理，由粉-细砂岩和细砂岩-含砾细砂岩组成，属于曲流河三角洲前缘相的河口坝、水下分流河道微相沉积。巴西盖组主要发育曲流河三角洲平原相，发育大型交错层理，是由含砾细砂岩-中砂岩组成。

2.5 辫状河三角洲沉积体系

主要发育在巴什基奇克组的一段、二段、克拉玛依组、黄山街组和阿合组，砂岩是良好的储集砂体，分布稳定。辫状河三角洲相可分为辫状河三角洲平原亚相、辫状河三角洲前缘亚相及前辫状河三角洲亚相。辫状河三角洲平原相可进一步细分为辫状河道微相及堤岸微相。辫状河三角洲前缘相可细分为水下分流河道微相、分流河道间沉积微相、河口沙坝微相及远沙坝微相。前辫状河三角洲相主要发育前辫状河三角洲泥微相。

辫状河三角洲沉积体系的岩性以褐红色中-中细粒砂岩为主，具有较好的孔渗性。沉积物比较粗，中-细砂岩的范围在60%～80%之间，夹薄层浅灰色、绿灰色粉砂岩以及绿灰色泥质条带，但泥质条带连续性差，发育块状层理、斜层理、平行层理、水平层理、波状层理和大型槽状交错层理;砾石成分复杂，具有叠瓦状结构[12，15]。

巴什基奇克组一段、二段由浅红、红黄色中层到厚层状细粒到粗粒砂岩、含砾中粒到粗粒砂岩夹紫红色粉砂质泥岩组成，主要发育大型槽状交错层理[16]。三叠系辫状河三角洲平原亚相等同于辫状河沉积，辫状河道沉积占主导地位，河道砂坝的岩性较粗。发育冲刷面构造、平行层理、大型或中型板状及槽状交错层理;辫状河三角洲前缘亚相中以水下分流河道微相为主，沉积物占辫状河三角洲前缘亚相总量的90%以上，可见砂砾岩、粉砂岩与泥岩，见平行层理、中小型交错层理及浪成砂纹层理;前辫状河三角洲亚相由前三角洲泥和浊流沉积物组成，辫状河三角洲泥为灰绿色、深灰色及灰黑色薄层粉砂岩、泥岩或页岩，发育浪成沙纹层理和水平层理。浊流沉积的浊积岩中见槽模、递变层理、平行层理及沙纹层理等构造[17]。

2.6 冲积扇沉积体系

主要发育在亚格列木组、喀拉扎组和库车组。冲积扇相带以冲积扇夹辫状河沉积为主。分为扇根亚相、扇中亚相和扇端亚相。其中扇根又可细分为主河道微相和泥石流微相;扇中以砾质辫状河沉积为主;扇端主要为漫流沉积。

新近系库车组冲积扇岩性主要为黄色、黄红色砾岩、砂砾岩及含砾砂岩。砾石层中可见底冲刷-充填构造、交错层理和平行层理[8，18]。扇根主要分布在库车坳陷山前部位，主河道微相岩性主要为浅褐红色粗-中砾岩，泥石流微相的岩性可见砾、砂和泥，砾石的磨圆度很差。扇中砾质辫状河道岩性主要为砾岩，分选较差。底部见冲刷面，底部砾石的排列形态呈叠瓦状，发育大中型槽状交错层理，顶部盖层砂质呈透镜状。扇端漫流沉积微相岩性以细粒砂岩和粉砂岩为主，含泥岩夹层，以水平层理发育为主。库车坳陷在北部天山山前单斜构造带、中部克拉苏构造带及克拉苏构造带以南都有露头出露。

2.7 湖泊沉积体系

塔里木盆地库车坳陷湖泊沉积体系主要发育在黄山街组、恰克马克、舒善河组、巴西盖组和齐古组，主要包括滨湖、浅湖亚相。物源区地形平缓、沉积物供给弱、盆地水体作用持续的特点[14]。滨湖亚相又可进一步划分为滨湖泥和滨湖沙坝微相;浅湖亚相可劃分为浅湖泥和浅湖沙坝微相。

舒善河组分选性较好，发育水平层理和波纹交错层理，沉积面貌认为是氧化宽浅型滨浅湖频繁交替。

2.8 曲流河沉积体系

主要发育在阳霞组、克拉玛依组和克孜勒努尔组。

曲流河沉积体系在始新统晚期到渐新世可见，以广泛发育干旱型气候下的红色洪泛湖泊沉积为特色，曲流河河道坡度较缓，流量稳定，搬运形式以悬浮负载和混合负载为主。河道以侧向侵蚀作用为主，发育边滩和河漫沼泽。沉积物中的粉砂和泥的含量很高，具有正韵律性，砂体很难形成厚层，一般呈明显的透镜状断续分布于河床最底部，可见底冲刷现象，向上过渡为边滩和心滩沉积。

3 结论

1）大量的野外露头和部分钻井岩心资料所反映的岩石类型、沉积构造以及沉积韵律等表明，库车坳陷可以分为海相沉积体系、海陆过渡相沉积体系以及陆相沉积体系。可进一步划分为潮坪-潟湖沉积体系、半闭塞局限海湾-蒸发潟湖沉积体系、扇三角洲沉积体系、曲流河三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系、冲积扇沉积体系、湖泊沉积体系以及曲流河沉积体系。

2）中生代时期主要为冲积扇-河流-三角洲-湖泊相的碎屑沉积体系，下第三纪主要为扇三角洲沉积体系、辫状河沉积体系、湖泊沉积体系、河流沉积体系、湖泊三角洲沉积体系以及潟湖潮坪沉积体系。新生代古近系时期发育海陆交互相沉积地层，主要有冲（洪）积扇、扇三角洲、膏盐湖、滨浅湖、潮坪等主要的沉积相类型。

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