塔里木盆地柯坪露头区下寒武统肖尔布拉克组沉积微相

井康康 蔡忠贤 张恒 朱智超 陈伟 牛芳年

摘   要：为进一步明确塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组沉积环境，采用野外地质剖面研究和室内薄片分析相结合，参考Flugel的碳酸盐岩缓坡常见微相类型划分方案，识别出10种微相类型：生屑粉晶白云岩、纹层状泥质泥晶白云岩、纹层状微粉晶白云岩、薄层粉晶白云岩、凝块微-粉晶白云岩、包壳凝块粉-细晶白云岩、藻砂屑细晶白云岩、泡沫状绵层白云岩，泥晶砂屑白云岩，藻纹层白云岩。据岩石微相组合演化序列和沉积相分析，认为肖尔布拉克组为缓坡沉积环境，碳酸盐岩缓坡划分为后缓坡、浅缓坡和深缓坡3种大相及若干亚相类型，建立沉积相模式。

关键词：塔里木盆地;寒武系;柯坪地区;肖尔布拉克组;微相

塔里木盆地下寒武统发育有广泛的白云岩储层[1]。前人对肖尔布拉克组微生物白云岩进行研究[2-10]，并在塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组白云岩沉积体系、沉积相等方面取得一定进展[6-13，15-19]。目前，肖尔布拉克组沉积相划分存在较大争议，有学者认为肖尔布拉克组沉积环境为碳酸盐岩缓坡相[13-14]，也有认为该套地层沉积环境为碳酸盐岩台地相[15-16，19]。因此，系统开展肖尔布拉克组沉积微相研究对认识其沉积环境、储层分布具重要意义。塔里木盆地柯坪地区石灰窑剖面和苏盖特布拉克剖面发育较完整的下寒武统肖尔布拉克组白云岩地层，本次研究针对该套地层，通过实测野外剖面和室内薄片分析，总结并探讨柯坪地区下寒武统肖尔布拉克组沉积微相类型特征、沉积相模式，为肖尔布拉克组有利区带的选取提供参考依据。

1  地质背景

柯坪地區位于塔里木盆地西北部，阿克苏市西南部（图1）。柯坪露头区下寒武统出露齐全，自下而上依次为玉尔吐斯组、肖尔布拉克组、吾松格尔组。目标层位肖尔布拉克组岩性为灰白、深灰色中层-块状粉细晶白云岩，有学者将该套地层划分为上、下黑白两段[6]。上覆地层吾松格尔组岩性为灰红、灰黄色粉晶白云岩;下伏地层玉尔吐斯组以发育含磷硅质岩、黑色碳质页岩、白云岩为主。本文研究资料主要来源于柯坪露头区石灰窑剖面和苏盖特布拉克剖面的野外实测。石灰窑剖面肖尔布拉克组地层实测厚度138.5 m，划分为上下两段7个岩性段（图2）;苏盖特布拉克剖面肖尔布拉克组地层实测厚148 m，划分为上下两段6个岩性段（图3）。

2  碳酸盐岩微相类型

寒武系早期主要以微生物为主。常见微生物为蓝细菌和古杯海绵类，蓝细菌形态有葛万菌（Girvanella）、附枝菌（Epiphyton）和肾形菌（Renalcis）[16]。大部分微生物不具钙质骨骼，仅少量微生物被钙化保存为化石[21-22]。塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组是以低等生物（主要为蓝细菌）为主的沉积物。

据前人研究成果[17-18]，参考Flugel划分的碳酸盐岩缓坡常见30个微相类型（RMF1～RMF30）[20]，对塔里木盆地柯坪地区下寒武统肖尔布拉克组白云岩岩石微相进行研究，归纳出10种微相类型（MF1-MF10）。碳酸盐岩微相的命名主要据Folk的沉积结构分类方案[23]。

生屑细晶白云岩（MF-1，图4-a-b）  MF-1相当于Flugel的RMF-1。剖面上位于苏盖特布拉克剖面最底层，直接覆盖于玉尔吐斯组米黄色薄层状结晶白云岩之上，宏观表现为灰黑色薄层状白云岩。基质为泥粉晶白云岩，可见组构保存的白云石质生屑，生屑颗粒大小100 μm～3 mm，分选差，次棱角磨圆，含量达20%以上。晶间微孔充填黑色有机质，使该微相整体颜色很黑，反映沉积水体位于浪基面之下，为还原性深海水。

纹层状泥质泥晶白云岩（MF-2，图4-c-d）  MF2相当于Flugel的RF-5。剖面上位于苏盖特布拉克剖面上段下部，宏观特征为灰黑色水平纹层状泥质微晶白云岩。基质晶粒非常小，泥质纹层非常平直，韵律层厚度均匀。局部碳酸盐岩被隐晶质石英交代。微晶基质和泥质纹层反映波浪淘洗作用缺乏，即沉积于浪基面界面之下的相带。

纹层状微粉晶白云岩（MF-3，图4-e-f）  MF-3相当于Flugel的RMF-6。剖面上位于两个实测剖面下段。宏观表现为深灰色薄层状白云岩。微观岩石学特征为微粉晶白云岩。基质中隐约可见平行的条带影像（泥质或有机质），条带未见明显泥质。泥晶基质反映波浪淘洗作用缺乏，为浪基面之下标志，泥质含量低，较MF2水动力条件稍强。

薄层粉晶白云岩（MF-4，图4-g-h）  MF-4相当于Flugel的RMF-10。剖面上位于两个实测剖面下部，宏观特征为深灰色薄层状白云岩，白云石脉发育。该微相基质岩性较均一，为粉晶白云岩，与MF3以薄层状（6～10 cm）小层韵律互层，未见泥质或有机质及其它沉积组构。沉积水体较MF3浅，位于浪基面之下。

凝块微-粉晶白云岩（MF-5，图4-i-j）  MF-5相当于Flugel的RMF-2。剖面上位于石灰窑剖面下部，该套沉积物宏观上为块状生物建隆，厚约4 m，上部沉积物为灰黑色薄层状白云岩。宏观尺度下鉴定浅色组构为生物扰动构造，该组构形态各异、边界浑圆且杂乱分布于围岩中。镜下鉴定基质为微晶白云石，粉晶白云石呈凝块漂浮于基质中，凝块结构与围岩突变接触。圆形铸模孔发育，推测其成因与生物组构相关。此微相指示深缓坡上小型深水生物丘建造。

包壳凝块粉-细晶白云岩（MF-6，图4-k-l）  MF-6相当于Flugel的RMF-3。剖面上见于石灰窑剖面中部，该微相连续沉积厚50～60 m。手标本上可见疑似生物扰动构造，扰动作用强烈部位颜色较浅，围岩颜色较深。该微相宏观沉积特征与MF-5的差异在于其扰动构造具成层性。微观沉积特征与MF5的差异在于镜下可见具粉晶包壳的凝块结构。生物扰动部位为致密细晶白云岩，围岩为致密粉晶白云岩。

藻粘结砂屑细-中晶白云岩（MF-7，图4-m-n）  MF-7相当于Flugel的RMF-7。剖面上位于两个实测剖面上段。在石灰窑剖面上该微相为块状层理，孔隙异常发育。镜下观察原始沉积组构可能为藻砂屑，原始粒间孔经白云化作用改造成晶间孔。

泡沫状绵层白云岩（MF-8，图4-o-p）  MF-8相当于Flugel的RMF-12。剖面上位于石灰窑剖面上段。宏观表现为岩性均匀的米黄色中层状致密结晶白云岩，针孔（粒模孔）异常发育。镜下观察可见大量形似颗粒而非颗粒、富藻层间有大量空腔状如海绵的绵层组构。由蓝细菌丝状体组成格架[21]，孔隙为亮晶胶结物全充填或半充填[22]。以上特征反应其为后缓坡相潮坪沉积物。

泥晶砂屑白云岩（MF-9，图4-q-r）  MF-9相当于Flugel的RMF-20。剖面上位于两个实测剖面上段，该微相为均质土黄色薄层状泥晶砂屑白云岩。沉积颗粒为次圆状砂屑，分选差，粒内可见泥晶化。粒间主要为泥晶基质充填，少量亮晶胶结。泥晶基质充填反应其沉积于较弱的水动力条件，未见藻纹层和藻粘结构，指示为较深水环境。砂屑颗粒的存在指示其位于浪基面之上，受波浪作用冲刷。

藻纹层白云岩（MF-10，图4-s-t）  MF-10相当于Flugel的RMF-22。剖面上位于两个实测剖面顶部，宏观表现为灰白色中层状致密白云岩，镜下可见大量藻纹层和亮晶胶结物，指示为水动力条件较低的潮坪沉积环境。

3  沉积环境及模式

通过以上10个岩石微相特征分析，结合野外地质特征，笔者将柯坪地区下寒武统肖尔布拉组划分为碳酸盐岩缓坡沉积环境。据Tucker and Wright提出的碳酸盐缓坡模式将碳酸盐岩缓坡划分为后缓坡、浅缓坡和深缓坡3个大相和若干亚相（图5）[24]。

后缓坡指浪基面之上主要受局限性波浪和潮汐作用改造的沉积区，包含泻湖、潮坪、潮上带等亚相，发育浅水低能沉积，主要发育于石灰窑剖面和苏盖特布拉克剖面肖尔布拉克组上段上部。潮坪相以发育泡沫状绵层白云岩、藻纹层白云岩和藻粘结砂屑白云岩为主要特征，岩石微相发育MF-8、MF-10为主;泻湖相主要发育泥晶砂屑白云岩，岩石微相发育MF-9为主。

浅缓坡指浪基面之上主要受波浪作用改造的沉积区，包含滨滩、障壁、潮间平原、浅滩等亚相，发育浅滩沉积，主要发育于石灰窑剖面肖尔布拉克组上段中部。浅滩沉积主要发育藻砂屑白云岩，岩石微相以MF-7为主。

深缓坡指浪基面和风暴浪基面之间主要以风暴作用改造的沉积区，水体较安静，发育水体较深的远端沉积，以发育薄层白云岩、生物活动频繁为特征。部分白云岩有机质含量丰富，主要发育于石灰窑剖面和苏盖特布拉克剖面肖尔布拉克组下段和上段下部，岩石微相以MF-1、MF-2、MF-3和MF-4为主。

4  结论

据实测剖面和薄片观察分析，讨论柯坪地区下寒武统肖尔布拉克组白云岩岩石微相类型和沉积相特征，建立肖尔布拉克组沉积模式。识别出11中微相类型：生屑粉晶白云岩（MF-1）、纹层状泥质微晶白云岩（MF-2）、纹层状微粉晶白云岩（MF-3）、粉晶白云岩（MF-4）、凝块粉-细晶白云岩（MF-5）;包壳凝块粉-细晶白云岩（MF-6）、藻砂屑细晶白云岩（MF-7）、泡沫状绵层白云岩（MF-8）、泥晶砂屑白云岩（MF-9）、藻纹层白云岩（MF-10）。肖尔布拉克组为碳酸盐岩缓坡沉积环境，可划分为后缓坡、浅缓坡和深缓坡3种大相和若干亚相。

参考文献

[1]    王招明，谢会文，陈永权，等.张科.塔里木盆地中深1井寒武系    盐下白云巖原生油气藏的发现与勘探意义[J].中国石油勘探 ，2014， 19    （2）：1-13.

[2]    李莹，潘文庆，吴亚生，等.塔里木盆地苏盖特布拉克剖面寒武系   第二统第三阶微生物岩结构类型[J].古地理学报，2020，22（4）：      663-679.

[3]    白莹，罗平，周川闽，等.塔西北下寒武统肖尔布拉克组层序划    分及台地沉积演化模式[J].石油与天然气地质，2017，38（1）：152-   164.

[4]    宋金民，罗平，杨式升，等.塔里木盆地苏盖特布拉克地区下寒    武统肖尔布拉克组碳酸盐岩微生物建造特征[J].古地理学报，    2012，14（3）：341-354.

[5]    张德民，鲍志东，潘文庆，等.塔里木盆地肖尔布拉克剖面中寒    武统蒸发台地白云岩储层特征及成因机理[J].天然气地球科       学，2014，25（4）：498-507.

[6]    白莹，罗平，刘伟，翟秀芬，周川闽.微生物碳酸盐岩储层特征及主  控因素——以塔里木盆地阿克苏地区下寒武统肖尔布拉克组上段为例[J].中国石油勘探，2018，23（4）：95-106.

[7]    王珊，曹颖辉，杜德道，等.塔里木盆地柯坪—巴楚地区肖尔布拉   克组储层特征与主控因素[J].天然气地球科学，2018，29（6）：784-795.

[8]    白忠凯，谢李，韩淼，等.塔里木盆地柯坪地区寒武系肖尔布拉克   组下段古生产力研究[J].中国地质，2018，45（2）：227-236.

[9]    程丽娟，李忠，刘嘉庆，等.塔里木盆地巴楚-塔中地区寒武系盐下  白云岩储层成岩作用及物性特征[J].石油与天然气地质，2020，    41（2）：316-327.

[10]  李斌，彭军，杨素举，等.塔里木盆地巴楚地区寒武系肖尔布拉克   组储层特征及成因模式[J].石油实验地质，2017，39（6）：797-804+   811.

[11]  沈安江，郑剑锋，陈永权，等.塔里木盆地中下寒武统白云岩储集层特征、成因及分布[J].石油勘探与开发，2016，43（3）：340-349.

[12]  刘玲，朱井泉，由雪莲，等.塔里木盆地柯坪地区中上寒武统白云岩沉积微相[J].古地理学报，2012，14（1）：33-43.

[13]  李斌，彭军，杨素举，等.塔里木盆地巴楚地区寒武系肖尔布拉克组储层特征及成因模式[J].石油实验地质，2017，39（6）：797-804+811.

[14]  严威，郑剑锋，陈永权，等.塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组白云岩储层特征及成因[J].海相油气地质，2017，22（4）：35-43.

[15]  白莹，罗平，王石，等.台缘微生物礁结构特点及储集层主控因    素——以塔里木盆地阿克苏地区下寒武统肖尔布拉克组为例[J].石油勘探与开发，2017，44（3）：349-358.

[16]  黄智斌，刘丽静，杨海军，等.塔里木地块寒武纪台地相区生物    群落时空分布及其地层意义[J].地层学杂志，2017，41（1）：1-16

[17]  李峥. 塔里木盆地中、下寒武统沉积演化与沉积相研究[D].中国石油大学（北京）硕士学位论文，2016.

[18]  邓世彪，关平，李保华，等.塔里木盆地下寒武统台缘带的沉积    结构特征及其形成过程[J].沉积学报，2018，1-19.

[19]  熊益学，陈永权，关宝珠，等.塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克    組北部台缘带展布及其油气勘探意义[J].沉积学报，2015，33（2）： 408-415.

[20]  Flugel. 石灰岩微相分析[M].北京：地质出版社，1989：102-106.

[21]  戴永定，刘铁兵，沈继英.生物成矿作用与生物矿化作用[J].古生 物学报，1994，（5）：575-592+661-662.

[22]  张荫本，唐泽尧，陈季高.粘结岩分类及应用[J].天然气勘探与开 发，1996，（4）：24-33.

[23]  Folk R L.Spectral subdivision of limestone types.Mem Am Assoc  Pet Geol[M]，1962，1：108-121.

[24]  Tucker M E，Wright V P. Chapter 2.Geological background to car  bonate sedimentation Carbonate Sedimentology[J].Blackwell        Publishing Ltd，2009，28-67.