塔里木盆地寒武系台缘结构特征及其演化

乔博，高志前，樊太亮，罗静，孟祥杰

（1.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083；2.中国地质大学（北京）海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室，北京 100083）

塔里木盆地寒武系台缘结构特征及其演化

乔博1，2，高志前1，2，樊太亮1，2，罗静1，2，孟祥杰1，2

（1.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083；2.中国地质大学（北京）海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室，北京 100083）

塔里木盆地寒武系因具重大的油气资源潜力而成为目前油气勘探的目标，其台缘斜坡带以发育优质礁滩体储层并控制台地内部沉积相带发育而备受关注。综合分析地震、露头、钻/测井资料，明确了寒武系各层组发育时期台缘斜坡带的特征及其控制的台地沉积环境。研究发现，早寒武—中寒武世早期各层组均发育缓坡型台缘斜坡带，中寒武世晚期—晚寒武世发育镶边型台缘斜坡带。受海平面升降变化和碳酸盐岩产率的控制，不同地区各层组台缘斜坡带叠加样式不同：塔西南地区为缓坡的退积—加积型，塔中地区为缓坡—镶边的进积—加积型，塔北地区为镶边的进积型。台缘斜坡带整体呈一向柯坪地区收敛的“U”形，塔北—塔中地区台缘带逐渐向东部盆地方向迁移，塔西南地区则向北部台地方向迁移。台地边缘类型及其迁移不仅控制了台缘礁、滩的发育，也控制了台内沉积相的构成及展布规律。

结构特征；发育模式；台缘斜坡带；寒武系；塔里木盆地

Oil&Gas Field，2014，21（1）：7-11.质储层常位于台地边缘、上斜坡以及台地内部受淡水淋滤作用影响的高地，其中又以台缘斜坡带的礁-滩体储层最为优质［3-6］。前人对塔里木盆地寒武系岩相古地理、台地类型等已经做过很多卓有成效的工作，但主要是从盆地边缘露头及有限的井资料出发，且以“统”为单位进行研究，对寒武系各层组的精细台缘特征及演化分析较少［7-10］。本次研究针对覆盖全盆的地震测线精细解释，从剖面到平面，精细刻画了寒武系6个层组的台地边缘相带的结构特征及纵向叠加样式，明确了塔西南地区台缘带收敛方向及台内沉积相展布，为深层寒武系碳酸盐岩油气勘探提供借鉴。

1 地层沉积特征

塔里木盆地是一大型多旋回叠合盆地［11］，自震旦世开始接受沉积，发育了一套完整的海相—海陆过渡相—陆相沉积体系，其中寒武—奥陶系发育厚度巨大的碳酸盐岩。

寒武纪，该盆地处于大陆的快速裂解期，其内部西高东低，西部克拉通内部坳陷沉降较快，发育开阔台地与局限台地沉积［12-13］。岩石地层序列自下而上为下寒武统玉尔吐斯组（硅质碎屑岩）、肖尔布拉克组（盐下白云岩）、吾松格尔组（下膏盐岩）；中寒武统沙依里克组（盐间灰岩和灰云岩）、阿瓦塔格组（下部为上膏盐岩，上部为含膏云岩）及上寒武统下丘里塔格组（白云岩）。

图1 塔里木盆地巴探5井寒武系层序地层综合柱状图

2 寒武系台缘斜坡带类型

已知台地边缘类型和台地边缘迁移主要受海平面升降、构造运动和碳酸盐产率等因素综合控制［17］。而寒武纪时期，塔里木为稳定的克拉通盆地，海平面升降和生物礁-滩生长速率是控制台缘礁-滩演化和台地边缘类型的主要因素。玉尔吐斯组为碎屑岩潮坪沉积［18］，肖尔布拉克组、吾松格尔组、沙依里克组发育缓坡型台缘斜坡带，阿瓦塔格组、下丘里塔格组发育镶边型台缘斜坡带。

3 不同地区台缘斜坡带结构特征

受水深、温度、盐度、水动力条件等因素的影响，碳酸盐岩的种类和沉积速率发生变化［19］。同一时期的不同地区，受古地貌、气候、构造运动等影响不同，发育的台地边缘类型及其纵向叠加样式也不同。

3.1 塔西南地区

塔西南地区寒武纪台缘斜坡带属于典型的缓坡型，台缘坡折带宽缓，在sq5，sq6地层中可见向西南方向前积披覆结构及微丘型起伏结构。向斜坡方向，地震反射轴逐渐过渡为中振幅中—强连续反射；向台内方向，逐渐过渡为中—弱振幅中连续反射。台缘斜坡带发育3期滩和2期礁-滩组合，整体表现为退积—加积型叠加样式（见图2）。其中，sq2，sq3，sq4台缘斜坡带坡度缓，受水动力影响较弱，不利于礁体发育，台缘颗粒滩随海平面上升逐渐向台地内迁移，说明该时期碳酸盐岩产率小于相对海平面上升速率；sq5，sq6沉积期，在早中寒武世台缘基础上继承性发育，台缘带存在微地形隆起，在隆起高部位发育礁，紧接其后的台地区内可见颗粒滩，形成礁-滩复合体沉积，2期礁-滩复合体纵向上加积，说明其沉积时期碳酸盐岩产率与海平面上升速率相当。

图2 塔西南地区台缘斜坡带特征及其发育模式

3.2 塔中地区

塔中地区寒武纪台缘斜坡带为缓坡—镶边型的过渡阶段。地震剖面上可见微丘型结构外形，其内部空白或杂乱反射，向斜坡一侧同相轴连续性变好、振幅增强，向台地一侧连续性中等、振幅减弱。地震剖面显示，塔中寒武系共发育3期颗粒滩和2期礁-滩复合体沉积，纵向结构为进积—加积型（见图3）。其中：台缘带为空白反射，为3期颗粒滩沉积，sq2—sq4各发育1期；中寒武统阿瓦塔格组开始，由于碳酸盐岩产率大于海平面升降速率，台缘坡折角度逐渐明显，地层厚度向斜坡方向明显减薄，斜坡上可见前积反射，sq5，sq6各发育1期礁-滩复合体，但颗粒滩存在于礁的前端，说明受海水来回冲刷作用的影响，造成了生物碎屑向斜坡方向堆积。

图3 塔中地区台缘斜坡带特征及其发育模式

3.3 塔北地区

塔北地区寒武系台缘斜坡带在不同时期特征明显不同。自下而上，台缘坡折带角度逐渐增大，由缓坡型向镶边型台缘斜坡带过渡。地震剖面上可见楔形前积结构，同相轴向盆地方向振幅和连续性增强，向台地方向振幅减弱且可见局部空白或杂乱发射。台缘斜坡带类型的转变控制了台缘礁-滩复合体的发育类型及特征，塔北地区寒武系发育7期礁-滩体复合体，纵向上呈进积型叠加样式（见图4）。

图4 塔北地区台缘斜坡带特征及其发育模式

sq2—sq4沉积时期台缘结构样式表现为缓坡—弱镶边型，可见低角度前积结构，发育3期礁-滩体沉积。sq2沉积期地层厚度大，台缘带可见明显的礁覆盖滩沉积且向东迁移；sq2—sq3地层厚度薄，台缘礁-滩体特征不明显，但仍可见微丘型前积结构反射。在sq5—sq6沉积时期，台地边缘结构样式为镶边型，且礁-滩复合体的规模和分布范围较早中寒武世礁-滩体大，单在sq5台缘带就可见4期礁-滩沉积，随海平面的下降，台缘带高部位局部暴露，遭受剥蚀，顶部见明显削截。sq6时期由于暴露剥蚀作用，现今只存1期礁-滩复合体。

4 台缘斜坡带展布特征及沉积相

塔里木盆地寒武纪沉积时期构造稳定，经历了逐渐海进的过程，沉积格局具有明显的继承性［8，20］。沉积相展布以台缘斜坡相带为界，具有显著的差异性：台缘斜坡带内侧发育巨厚的碳酸盐台地沉积，岩性主要包括灰质云岩、白云岩、云质灰岩、泥质白云岩以及膏盐岩；外侧则为半深水陆棚以及深海盆地相沉积，岩性为碳质泥岩，硅质泥岩以及暗色泥质灰岩。

4.1 sq1—sq4时期

该沉积时期，主要发育宽缓、厚度变化不大的台缘斜坡带，发育灰泥丘及颗粒滩相碳酸盐岩，生物礁不发育。平面上，台缘带总体沿肖尔布拉克剖面—阿北1—托甫20—塔深1—羊屋1—古隆1—塘参1—玉北3—玉北8—皮山北2井一线展布，环绕塔西台地呈向柯坪地区收敛“U”形，塔中—塔北地区台缘带向东小距离迁移，塔西南则向台地内部迁移，迁移距离在平面上变化不明显。

sq1时期，钻井显示台盆区主要为潮坪相，岩性为泥晶白云岩、藻白云岩及细砂岩。sq2时期，塔里木盆地开始形成“西台东盆”格局，肖尔布拉克组为缓坡型碳酸盐岩台地，台地内发育开阔台地、局限台地，在巴楚地区巴探5、方1、和田1井见含膏云岩与白云岩互层的膏岩泻湖环境（见图5a）。sq3时期，吾松格尔组在缓坡型台地背景下，沉积厚层膏岩、盐岩及褐色薄层泥岩（见图5b），说明水体相对下降，台地内沉积环境局限且盐度高。sq4时期，钻井揭示岩性主要为灰岩及含云—云质灰岩，局部发育盐岩和膏岩，表明沙依里克组沉积期较下伏吾松格尔组相对海平面上升，含膏盐湖等蒸发环境减少，开阔台地范围增大（见图5c）。

图5 塔里木盆地寒武纪sq2—sq6台缘斜坡带展布及沉积相

4.2 sq5—sq6时期

该沉积时期与sq2—sq4时期相比，塔里木盆地台缘斜坡带仅在塔中和塔北地区向东明显迁移且转变为镶边型台缘类型，发育生物礁-滩复合体沉积；而塔西南地区迁移特征不明显，且仍为缓坡型台缘，沉积灰泥丘或颗粒滩，生物礁较少发育。平面上，台缘斜坡带沿阿瓦提县—阿参1—于奇2—于奇6—满参1—古隆1—玉北7—皮山北2井一线展布（见图5）。上述变化主要是由于塔中和塔北地区台缘带礁体快速生长其生长速率大于海平面上升速率，而陆棚和深海盆地相带的沉积速率远远小于可容纳空间生长速率，沉积地层薄，从而使台缘坡折角度明显加大，由早期的缓坡型台缘带演化为镶边台缘带。塔西南地区碳酸盐岩产率与海平面升降变化速率相当，一直为缓坡型台缘，其位置和宽度均无大的变化。

sq5沉积期，台缘带开始向镶边型转化，生物礁开始发育。该时期阿瓦塔格组在巴楚地区大范围发育膏岩、盐岩沉积，台地内部为蒸发—局限沉积环境（见图5d）。sq6为上寒武统下丘里塔格组，其发育镶边型碳酸盐岩台地，内部开阔台地相较下伏阿瓦塔格组范围增大，蒸发台地转变为局限台地云坪沉积（见图5e）。

总体而言，寒武纪各时期台缘斜坡带类型不同，其所控制的台缘生物礁-滩储层的位置和发育情况存在差异。台地内部发育的礁-滩、白云岩储层在一定程度上也受台缘类型及其迁移的影响。因此，研究台缘斜坡带展布及台内沉积相带类型，对预测台缘生物礁-滩、台内滩、优质白云岩等储层位置具有重大意义。

5 结论

1）塔里木盆地寒武纪发育缓坡型和镶边型2种不同类型的碳酸盐岩台地结构样式。除sq1时期为碎屑岩潮坪沉积外，sq2—sq4时期发育缓坡型碳酸盐岩台地，sq5—sq6时期发育镶边型碳酸盐岩台地。

2）同一时期不同地区台缘斜坡带类型及叠加样式不同：塔西南地区台缘斜坡带一直为缓坡型，sq2—sq4时期发育颗粒滩沉积，sq5—sq6时期发育小型礁-滩复合体沉积，纵向上为退积—加积型叠加；塔中地区台缘斜坡带sq2—sq4时期为缓坡型且发育颗粒滩，sq5—sq6时期向镶边型过渡，发育礁-滩组合；塔北地区台缘斜坡带变化较快，从sq2—sq4时期的弱镶边过渡到sq5—sq6时期的镶边型，从下往上各个时期发育的礁-滩体规模增大。

3）塔里木盆地寒武纪台缘斜坡带总体是沿阿参1—于奇6—羊屋1—满参1—古隆1—塘参1—玉北7—皮山北2井一线附近展布，平面上呈向柯坪地区收敛的“U”型。台缘斜坡礁-滩相带、台内滩、台内优质白云岩等均是油气聚集的有利场所，寒武系台地内沉积相带及储层展布区是下一步深层油气勘探的重点。

［1］ 杜永明，余腾孝，郝建龙，等.塔里木盆地玉北地区断裂特征及控制作用［J］.断块油气田，2013，20（2）：170-174.

［2］ 云露，翟晓先.塔里木盆地塔深1井寒武系储层与成藏特征探讨［J］.石油与天然气地质，2008，29（6）：726-732.

［3］ 余宽宏，金振奎.地震相在塔里木盆地古城地区碳酸盐岩台地演化及特征分析中的应用［J］.天然气地球科学，2011，22（1）：115-121.

［4］ 郑兴平，潘文庆，常少英，等.塔里木盆地奥陶系台缘类型及其储层发育程度的差异性［J］.岩性油气藏，2011，23（5）：1-4.

［5］ 徐维胜，何川，秦关，等.沉积相和成岩作用对生物礁储层成因的控制研究［J］.断块油气田，2012，19（1）：51-54.

［6］ 谢欣睿，毛健，王振宇，等.塔中北斜坡奥陶系鹰山组岩溶作用与储层分布［J］.断块油气田，2013，20（3）：324-328.

［7］ 高志前，樊太亮，杨伟红，等.塔里木盆地下古生界碳酸盐岩台缘结构特征及其演化［J］.吉林大学学报：自然科学版，2012，42（3）：657-665.

［8］ 冯增昭，鲍志东，吴茂炳，等.塔里木地区寒武纪岩相古地理［J］.古地理学报，2006，8（4）：427-439.

［9］ 赵宗举，罗家洪，张运波，等.塔里木盆地寒武纪层序岩相古地理［J］.石油学报，2011，32（6）：937-948.

［10］谢世文，傅恒，张东辉，等.塔里木盆地下古生界碳酸盐岩层序及沉积演化特征［J］.断块油气田，2013，20（3）：305-310.

［11］贾承造.中国塔里木盆地构造特征与油气［M］.北京：石油工业出版社，1997：1-5，205-238.

［12］何登发，贾承造，李德生，等.塔里木多旋回叠合盆地的形成与演化［J］.石油与天然气地质，2005，26（1）：64-77.

［13］吴礼明，丁文龙，赵松，等.塔里木盆地巴楚-麦盖提地区古构造研究［J］.断块油气田，2012，19（1）：6-11.

［14］陈新军，蔡希源，徐旭辉，等.塔中地区寒武—奥陶系层序地层格架与沉积演化特征［J］.新疆地质，2006，24（3）：276-280.

［15］于炳松.塔里木盆地北部寒武—奥陶纪层序地层格架［J］.矿物学报，1996，16（3）：298-303.

［16］刘家铎，田景春，张翔，等.塔里木盆地寒武系层序界面特征及其油气地质意义［J］.矿物岩石，2009，29（4）：1-6.

［17］顾家裕，张兴阳，罗平，等.塔里木盆地奥陶系台地边缘生物礁、滩发育特征［J］.石油与天然气地质，2005，26（3）：276-283.

［18］孙省利，陈践发，刘文汇，等.塔里木盆地下寒武统硅质岩地球化学特征及其形成环境［J］.石油勘探与开发，2004，31（3）：45-48.

［19］Brian PC，Fred JR.High-resolution sequence stratigraphy in Tertiary Carbonate rich sections by thin sectioned well cuttings［J］.AAPG Bulletin，2002，86（8）：1407-1415.

［20］高志前，樊太亮，李岩，等.塔里木盆地寒武奥陶纪海平面升降变化规律研究［J］.吉林大学学报：地球科学版，2006，36（4）：549-556.

（编辑 赵旭亚）

Structural characteristicsand evolution of Cambrian platform margin in Tarim Basin

Qiao Bo1，2,Gao Zhiqian1，2,Fan Tailiang1，2,Luo Jing1，2,M eng Xiangjie1，2
(1.School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.MOE Key Laboratory of M arine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Enrichm ent M echanism,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

Cambrian isbecoming theexploration targetin Tarim Basin due to itsgreatpotentialofoiland gas resources,especially its platform margin which develops high-quality reservoir and controls the sedimentary facies in the platform.Through comprehensive analysis of seismic,outcrop,core and logging data,the characteristics of the platform margin and the sedimentary facies under its controlare clear.Based on these data,it is proved that ramp platform margin develops in the early Early-Middle Cambrian,rimmed shelf platform margin develops in the late Middle Cambrian-Late Cambrian.The stack patterns of platform margin are different in differentregions:the progradated-aggradated ramp platformmargin developsin southwestern Tarim Basin;the progardated-aggradated ramp-rimmed shelf platform margin develops in central Tarim Basin;the progradated rimmed shelf platform margin develops in northern Tarim Basin.The platform margin convergences towards Keping like as a U-shaped stripe in the west of Tarim Basin.In Cambrian,the platform marginmigrates towards to the east in northern and central Tarim Basin,while in southern Tarim Basin,the platformmarginmigrates towards tonorth.The patternsofplatformmargin and itsmigration notonly control the developmentof reefs and beaches,butcontrol thesedimentary faciesand theirdistributions.

structure characteristics;developmentmodel;slope zone ofplatformmargin;Cambrian;Tarim Basin

国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“流体活动在多种碳酸盐岩储层形成中的作用机理研究”（2005CB422103）；国家科技重大专项课题“细粒、低渗透储层沉积成因类型与分布地质预测研究”（2009ZX05009-002）

TE121.3

A

0 引言

乔博，高志前，樊太亮，等.塔里木盆地寒武系台缘结构特征及其演化［J］.断块油气田，2014，21（1）：7-11.

Qiao Bo，Gao Zhiqian，Fan Tailiang，et al.Structural characteristics and evolution of Cambrian platform margin in Tarim Basin［J］.Fault-Block

10.6056/dkyqt201401002

2013-08-08；改回日期：2013-11-15。

乔博，男，1987年生，矿产普查与勘探专业在读硕士研究生，主要从事层序地层和油气勘探等方面的研究。E-mail：qiaobocugb@163.com。

塔里木盆地寒武—奥陶系发育大量的碳酸盐岩，是石油勘探的重要目的层段［1］。过去对海相碳酸盐岩的勘探主要集中在奥陶系，寒武系由于埋藏深、钻井少且分布局限，研究较少。近年来，随着勘探强度的增大，在寒武系中发现了较好的白云岩储层，尤其是塔深1井在7 500m以下的油迹显示，大大超过了目前一般认识的“液态窗下限”深度［2］。而在台地沉积体系中，优