阿瓦提断陷及邻区寒武系—下奥陶统地震—沉积相研究

汤金虎熊 辉熊 翠 李风勋刘丽丽

（1.中石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，南阳473132；2.中石化河南油田分公司石油勘察设计研究院，南阳473132）

阿瓦提断陷及邻区寒武系—下奥陶统地震—沉积相研究

汤金虎1熊 辉1熊 翠1李风勋1刘丽丽2

（1.中石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，南阳473132；2.中石化河南油田分公司石油勘察设计研究院，南阳473132）

在充分使用露头、钻井和地震资料的基础上，根据地震反射波的反射形态、反射结构、连续性、振幅和频率等特征，在阿瓦提断陷及邻区寒武系—下奥陶统识别出多种地震相单元。通过对地震相进行岩相－沉积相解释，建立地震相与沉积相的响应关系，认为在寒武纪—早奥陶世时期，阿瓦提断陷主要发育斜坡，蒸发台地，开阔台地，泄湖等多种沉积相类型。在下奥陶统碳酸盐岩台地内识别出2个坡折带以及4个可能的礁滩相带。

阿瓦提断陷；地震相；沉积相；斜坡；礁滩相

阿瓦提断陷位于塔里木盆地北部坳陷区西部（图1），西北以沙井子断裂带与柯坪断隆相隔，西南以阿恰—吐木休克断裂带与巴楚凸起（断隆）相分，东部经满西低隆向满加尔凹陷过渡，东北部和东南部分别与塔北隆起西南倾没端和塔中凸起西北倾没端相连，面积约为2.71×104km2。阿瓦提断陷及其周边地区寒武系—奥陶系广为分布，露头主要分布在柯坪和巴楚地区，寒武系—下奥陶统主要以碳酸盐岩和蒸发岩沉积为主。

1 区域地层发育情况

寒武系—下奥陶统在阿瓦提断陷及其周边地区分布广泛，从下至上地层发育情况如下：

图1 阿瓦提断陷及邻区区域位置图

（1）中下寒武统

玉尔吐斯组（∈1y）为深灰、灰色中-薄层粉晶灰岩、瘤状灰岩、含海绿石白云质灰岩夹灰黑、黄灰、浅紫红色页岩，底部为紫红色中-薄层泥岩与灰黑色中-薄层含磷硅质岩互层，一般厚13.1～35.0m。

肖尔布拉克组 （∈1x）上部为浅灰色厚层白云岩，下部为深灰色中薄层白云岩，具有“上白下黑”的特点，厚度在142～382m之间。

吾松格尔组 （∈1w）在柯坪肖尔布拉克山厚111m，为灰黑色中薄层泥质白云岩夹灰色泥质白云岩。

沙依里克组（∈2s）为灰色中-薄层泥粉晶白云岩夹灰色泥质白云岩及灰色块状、角砾灰岩。

阿瓦塔格组（∈2a）在柯坪建化厂剖面，岩性为紫红色、紫灰色中-厚层状泥质白云岩夹薄层瘤状硅质岩条带。

（2）上寒武统—下奥陶统

丘里塔格群下亚群 （∈3q）在巴楚地区以灰色中-薄层细晶白云岩和泥粉晶叠层石白云岩为主，厚约300m（未见底）；在柯坪地区丘里塔格群下亚群为灰白、深灰色中-厚层状含燧石条带的微细晶白云岩。

蓬莱坝组（O1p）为灰白色块状亮晶砂屑灰岩、藻黏结灰岩与细晶-粗晶白云岩不等互层。

鹰山组（O1-2y）在柯坪地区为浅灰色中厚层状含藻凝块砾屑泥微晶灰岩间夹中薄层泥微晶球粒灰岩，厚约160m。在巴楚大坂塔格剖面鹰山组上部为浅灰色中厚层状泥微晶砾屑灰岩，下部夹中薄层状粉、细晶白云岩互层夹硅质团块，厚达495.3m。

2 地震相与沉积相响应关系

根据实际地震资料，阿瓦提断陷及邻区寒武系—下奥陶统(T90-T74）特征明显，在工区内大部分地区都可以追踪。根据层序内部地震反射特征识别出了多种地震相单元。通过其反射特征同时结合露头和单井资料，得到地震相与沉积相的响应关系。

2.1 中下寒武统地震相与沉积相响应关系

该区沉积特征具有一定的相似性和继承性，在此选取中寒武统为代表进行解析。根据实际地震资料，在中寒武统识别出5种地震相单元(见图2中①）。

2.1.1 高频中-强振幅连续地震相（I）

高频中-强振幅连续地震相（I）主要分布在工区西北部，其特征典型，以高频中-强振幅连续平行反射为主。结合区域岩相特征，为灰岩（高速层）与泥页岩（低速层）互层的地震响应，代表一种低能较深水沉积环境。同时，根据其往北西方向地层厚度突然减薄和肖尔布拉克剖面具典型斜坡相碎屑流特征的角砾灰岩，可以解释为斜坡相的地震响应。

图2 阿瓦提断陷及邻区寒武系—下奥陶统地震相图

2.1.2 高频中-强振幅光滑连续平行地震相(II)

高频中-强振幅光滑连续平行地震相 (II)位于工区中西部、东部及东北部（图3），为多个“硬-软”韵律层的地震响应，结合露头资料和钻井资料，为多个“灰云岩（高阻抗）-泥岩（低阻抗）”沉积旋回的地层，解释为“靠近洋盆、与大洋海水循环（东部的昆仑洋，北面的天山洋）较好的靠近洋盆的台内盆地或者沟通洋盆间水体流动的台内水道沉积环境发育的“灰云岩-泥岩”韵律层的地震响应。

2.1.3 低频弱振幅较连续地震相(III)

低频弱振幅较连续地震相(III)主要位于工区西南部及东南部，以弱振幅较连续反射为特征（图3）。该区和4井以盐与石膏夹泥质白云岩岩相组合的泻湖相为特征，解释该反射特征为泻湖相沉积的地震响应。

2.1.4 低频强振幅连续地震相（IV）

低频强振幅连续地震相（IV）主要位于阿瓦提县以东以及工区南部，其反射特征极其明显，以低频强振幅光滑连续平行地震反射为主，内部为整洁空白反射。平面上处于从泻湖伸向台盆的区域 （见图2中①），依据沉积模式和区域上中下寒武统发育大量的膏岩地层可以解释该反射特征为发育大段膏岩、膏质泥岩夹薄层泥质白云岩、白云质泥岩的蒸发台地相的地震响应。

2.1.5 低频弱振幅低连续地震相(V)

低频弱振幅低连续地震相(V)位于阿瓦提断陷东部，以低频弱振幅低连续反射为主，反映波阻抗差异不大的岩相组合特征，结合该相区在平面上的分布范围和野外露头及和4井、方1井以灰云岩为主夹膏泥岩的组合特征可解释该反射特征为靠近台盆的水体流动受限制局限台地相的地震响应。

图3 中寒武统高频强振幅光滑连续反射相及弱振幅较连续反射相-沉积相解释

2.2 上寒武统—下奥陶统地震相与沉积相响应关系

该区上寒武统—下奥陶统总体以白云岩至灰岩的岩相组合为特征，岩性主要为浅灰色粉晶云岩,针孔状中细晶云岩夹褐灰色粉晶云岩，浅灰、灰白色生屑泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩及亮晶砂屑灰岩，岩相总体表现以开阔台地、斜坡相带为主，沉积特征具继承性。受篇幅所限在此选取下奥陶统为代表进行解释。根据实际地震资料，在下奥陶统识别出5种地震相单元（见图2中②）。

2.2.1 弱振幅杂乱反射或无反射地震相（Ⅴ）

弱振幅杂乱反射或无反射地震相（Ⅴ）位于工区东南角，以弱振幅杂乱反射或无反射为主（见图4），说明其内部几乎无波阻抗差异，解释为以灰云岩沉积为主不含泥岩的浅水台地相沉积的地震响应。

2.2.2 中-高频中等振幅不连续地震相（III）

中-高频中等振幅不连续地震相（III）以北东-南西向的条带状分布于工区中部偏东南部，以中-高频中等振幅不连续反射为特征（见图4），说明其内部波阻抗差异小，解释为高能环境下的泥晶灰岩、灰云岩相组合为主夹少量泥岩的开阔台地相的地震响应。

2.2.3 丘形杂乱反射地震相（IV）

丘形杂乱反射地震相（IV）位于工区南部部分地区，以内部呈杂乱或无反射为特征，顶部呈丘形（见图4），其两侧及顶部地层反射上超，下伏地层反射有上拱趋势，且为强反射，说明其生长速度大于两侧地层，速度异常导致其下伏地层反射上拱，为典型礁滩相地震响应。礁体礁后通常为灰泥连续反射，礁前通常为斜坡相倾斜反射，有前积反射特征。

2.2.4 中-低频中-强振幅中-高连续地震相（II）

中-低频中-强振幅中-高连续地震相（II）位于工区中部至北西部，呈北东南西向的条带状展布，以中-低频中-强振幅中-高连续反射为主(见图4)。坡折带前缘可见前积反射，为水体较深环境下的灰岩与泥岩互层的地震响应，反映斜坡相带沉积特征，解释为上斜坡相的地震响应。

2.2.5 中频中-强振幅连续地震相（I）

中频中-强振幅连续地震相 （I）位于工区北西部，以条带状展布，以中频中-强振幅连续反射为主（图4）。其地层厚度相对较薄，反映一种深水欠补偿环境。根据石灰窑露头资料无井标定剖面地质层位，相带内部有连续、强振幅反射，表明灰岩内部发育稳定的泥页岩；同时依据石灰窑露头大量发育指示斜坡相的碎屑流沉积的砾屑、砂屑灰岩和地震资料上该相区与上坡相带之间存在一坡折，解释该相区为深水环境下的下斜坡相的地震响应。

图4 阿瓦提断陷及邻区下奥陶统地震剖面对比图

3 沉积相平面展布特征及石油地质意义

3.1 沉积相平面展布特征

通过地震相与沉积相的响应关系（表1），得到该区沉积相分布（图5）。

早寒武世早期研究区发生海侵［1］，柯坪露头区玉尔吐斯组的灰黑色含磷硅质岩，说明早寒武世研究区西北及西南部为深水环境的盆地相沉积，东部及东南主要为台地沉积环境；早寒武世中晚期发生海退［1］，研究区方1井、和4井钻遇灰色泥粉晶白云岩以及柯坪和巴楚露头区发育的巨厚层状泥粉晶白云岩说明研究区总体为局限台地相沉积。

中寒武世研究区总体海水变浅，气候变得干燥，水体咸化［1］，在东部及南部地区发育浅水环境的以盐与石膏夹泥质白云岩岩相组合的泻湖相、以膏泥岩与灰云岩岩相组合的局限台地相和以大段膏岩、膏质泥岩夹薄层泥质白云岩、白云质泥岩岩相组合的蒸发台地相；西北部主要为以灰岩－泥页岩岩相组合的斜坡相及以灰云岩－泥岩岩相组合的台盆相，整体为深水沉积环境；同时由于海平面的变化，在东部某些地方表现为沟通洋盆间水体流动的台内水道沉积，呈长条状分布(见图5 中①)。

晚寒武世至早奥陶世，研究区海平面逐渐上升［1］。至早奥陶世西北部斜坡相范围进一步扩大，表现为较深水环境的上斜坡相及深水环境的下斜坡相；东南部为以泥晶灰岩、灰云岩相组合的开阔台地相，主体浅水台地位于满加尔地区东部，阿瓦提主要处于西部的下斜坡相带和与满加尔过渡的上斜坡发育区。同时该时期发育两个坡折带：台地边缘坡折带与台内坡折带。台地边缘坡折带位于从开阔台地向斜坡过渡的满加尔凹陷、阿瓦提断陷、南边的巴楚凸起和西部柯坪隆起；台内坡折带位于从浅水台地向开阔台地过渡的研究区东南角。在台地边缘坡折带与台内坡折带抗浪的一面发育4个礁滩相带，具典型丘状外型，内部杂乱反射特征。但这个礁滩相带呈北北西向展布，并没有按照台缘坡折线展布，这可能与该时期呈北西西、北东东向展布的古构造－古沉积格局有关［2］（见图 5 中②）。

3.2 石油地质意义

中下寒武统泻湖相、台盆-斜坡相，下奥陶统深水斜坡相-斜坡相区是可能的烃源岩发育区；上奥陶统礁滩相带、开阔台地相和浅水台地相是储层的发育区，特别是礁滩相，是良好的油气储集体。中寒武统蒸发台地相，泻湖相和局限台地相中发育的膏质云岩、云质膏岩、膏岩和盐岩是良好的盖层。

表1 寒武系—下奥陶统地震相与沉积相响应关系

图5 阿瓦提断陷及邻区寒武系—下奥陶统沉积相图

4 结 论

（1）根据地震反射参数，从内部反射结构和外部几何形态出发，结合反射同相轴的振幅和连续性，在阿瓦提断陷中下寒武统和上寒武—下奥陶统地震剖面上分别识别出5种地震相单元。

（2）地震相与沉积相分析结果表明，研究区中寒武世主要发育台盆相，斜坡相，局限台地相，蒸发台地相，泻湖相5种主要沉积相；晚寒武世至早奥陶世主要发育浅水台地相，开阔台地相，上斜坡相和下斜坡相，其中在台内坡折和台缘坡折带都发育礁滩相。

（3）该区寒武纪—早奥陶世总体上经历了早寒武世早期的海进—中寒武世的海退—晚寒武世至早奥陶世的海进这一沉积演化过程，从而导致沉积相带的迁移，但整体沉积格局不变。

（4）下奥陶统碳酸盐岩台地内识别出2个坡折带以及4个可能的礁滩相带，对研究区寻找滩相储层具有重要的指导意义。

[1]陈国俊,薛莲花,王琪，等.新疆阿克苏—巴楚地区寒武—奥陶纪海平面变化与旋回层序的形成[J].沉积学报,1999,17(2):192-197.

[2]林畅松,杨海军,刘景彦，等.塔里木早古生代原盆地古隆起地貌和古地理格局与地层圈闭发育分布[J].石油与天然气地质，2008，29(2):189-197.

Research on Seismic and Sedimentary Facies of Cambrian-Lower Ordovician in Await Downfaulted Basin and Vicinity

TANG Jinhu1XIONG Hui1XIONG Cui1LI Fengxun1LIU Lili2
(1.Henan Petroleum Exlporation and Development Institute,SINOPEC，Nanyang 473132；2.Henan Petroleum Survey and Design Institute,SINOPEC，Nanyang 473132)

Utilizing seismic stratigraphy,principles and methods of sedimentology,based on outcrop,well data and seismic data,a variety of seismic facies units of Cambrian Series-Lower Ordovician Series are identified according to reflection shapes,reflection configuration,continuity,amplitude and frequency of the seismic reflection in await downfaulted basin and vicinity.On the basis of response relationship of sedimentary facies and seismic facies by lithic facies and sedimentary facies are interpreted from seismic data.Slope,evaporative platform,open platform,lagoon with the others from cambrian period-Lower Ordovician are identified.At the same time,two slope-break zones and four reef flat facies zones of Lower Ordovician Series are identified in carbonate platform,it will have important directive significance to look for reef flat reservoir.

await downfaulted basin；seismic facies；sedimentary facies；slope；Cambrian system

TE122

A

1673-1980（2012）01-0030-06

2011-07-21

汤金虎（1983－），男，湖北广水人，助理工程师，研究方向为石油勘探。