满加尔凹陷不整合面对志留系油气藏的控制作用探讨

熊冉 赵继龙 孙国忠

(中国石油杭州地质研究院，杭州 310023)

塔里木盆地是个大型叠合复合含油气盆地，盆地主要经历了5个盆地演化构造阶段［1］，形成了一系列重大的区域构造不整合面，造成盆地许多层系有不同程度的剥蚀，地层之间表现为不整合接触关系。塔里木盆地主要有震旦纪末(T∈)、早奥陶世末(TO2)、奥陶纪末(TS)、中泥盆世末(TD)、三叠纪末(TJ)、白垩纪末(TE)及古近纪末(TN)等时期形成的区域构造不整合面。它们在盆地许多地区表现为角度或微角度不整合，剥蚀范围广，剥蚀量大。其中对塔里木盆地满加尔凹陷及其周缘志留系油气藏起控制作用的主要为奥陶纪末(TS)不整合和中泥盆世末(TD)不整合。奥陶纪末(TS)不整合的形成主要是在奥陶纪末中因昆仑地体与塔里木地块碰撞而形成的;中泥盆世末(TD)不整合的形成则是因中泥盆世末北侧的南天山洋向中天山地体下俯冲消减、盆地内部出现了大规模海退引起的［2］。

1 志留系上下不整合面的类型及分布特征

志留系下不整合面(TS):位于奥陶系与志留系之间，其反射波组特征为隆起区地震反射能量强，反射波连续，斜坡区和凹陷区，与上下接触地层均为砂岩，表现为弱反射，但界面上下波组特征差异明显，容易识别。剖面上多处见到不整合对下伏奥陶纪地层的强烈削蚀，不整合之上，多处见到志留系上超特征。钻井资料和平衡剖面均证实，志留系与下伏地层多为角度不整合接触，不整合面之下奥陶系剥蚀巨大;在满加尔凹陷西部和东部部分地区，奥陶系沉积巨厚，存在平行不整合(和4井)接触。

志留系上不整合面(TD2):位于志留系与上覆地层之间，其反射波组特征为地震反射能量强，反射波连续，剖面上多处见到不整合对下伏地层的强烈削蚀;凹陷深处，因上覆地层与下伏志留系岩性相近，TD2地震反射界面不清，可能存在平行不整合。钻井资料证实了这一不整合面的存在，井下取芯明显见到东河砂岩与下伏地层间存在角度不整合。此不整合面是中泥盆世末构造运动(早海西期)的结果，其形成与南天山洋向中天山地体下俯冲消减有关。

奥陶纪末，中昆仑地体与塔里木地块发生强烈碰撞，强烈的南北向挤压构造运动造成南北方向地层被大量压缩，产生大规模的逆冲断层和地层隆升，前奥陶纪地层大面积、大幅度遭受剥蚀［2］。盆地主要隆起如塔南隆起、塔中隆起、塔北隆起也在这期构造运动中基本定型。因此，志留系下不整合面(TS)在塔里木盆地普遍分布，大多表现为角度不整合，表现出上超下削性质，只有在满西地区存在平行不整合。

TD2不整合面在塔中、巴楚断隆、塔北南坡、满加尔坳陷东部等区可见不整合对下伏地层的强烈削蚀，塔中地区绝大多数地方都缺失泥盆系下统和志留系上统，局部地方甚至将志留系地层完全剥蚀，使TD2界面与TS界面叠合，构成TD2、TS不整合叠合分布区，部分地区奥陶纪地层也遭受剥蚀，使泥盆系东河砂岩直接覆盖于奥陶纪地层之上，形成TD2、TS、TO叠合不整合分布区。

志留系上下不整合面(TS、TD2)的分布显示出一定的变化规律。从隆起区向凹陷区，大体表现为高角度不整合发育带、低角度不整合带至平行不整合分布区。

(1)高角度不整合发育带。表现为志留系上下不整合面(TS、TD2)与下伏地层呈高角度的接触关系。不整合界面地震反射特征为:反射能量较强，反射波连续性好，下伏地层明显被削蚀减薄(图1)。高角度不整合发育带通常代表了当时构造强烈的隆升区。

图1 不整合面的地震反射特征

(2)低角度不整合分布区。主要表现为从强烈隆升区到凹陷区的斜坡带，TS不整合面与下伏地层呈低角度不整合接触关系。其地震剖面特征为:不整合界面之下地层逐渐被削蚀，或不整合界面之上的地层向斜坡上端逐渐超覆尖灭(图1)。低角度不整合分布区的发育反映了当时古隆起斜坡带的可能发育位置。它是形成大型不整合或岩性—地层圈闭的有利区带。

(3)平行不整合分布区。它是从隆起斜坡区向凹陷区过渡的地带。其地震剖面特征是:界面反射能量较弱，界面上、下反射波与界面反射波平行，说明不整合面上、下地层产状相同(图1)。它的发育反映了当时凹陷区的分布。

高角度不整合面的发育代表当时构造变形强烈，形成相对隆起区，有利于后期油气向这类地区运移。不整合界面上通常形成底砾岩、风化黏土层和半风化岩石，可以形成良好的储层和圈闭。如果储盖组合配套适宜，可以形成古潜山型、地层剥蚀型油气圈闭和油气藏，是油气勘探的主要靶区之一。低角度不整合分布区通常位于古斜坡发育区，隆起区遭受强烈剥蚀，沉积物会沿斜坡区逐渐增厚，形成楔状砂体。对于不整合面下的碳酸盐，由于风化和地表水的淋滤，可以形成次生孔隙、溶孔和溶洞，成为良好的油气储集场所，构造作用减弱后，大量泥质岩发生沉积，从而可以形成良好的封闭条件。如果储盖组合配套适宜，可以形成削蚀不整合和地层超覆型圈闭和油气藏，也是油气勘探的靶区之一。

2 志留系上下不整合面与上下地层的接触类型

不整合面TS的上下岩性接触关系主要体现为构造不整合面，界面之下削截现象突出，界面之上表现为志留纪地层上超(图2)。不整合面(TS)下伏地层主要为奥陶纪地层，有铁热克阿瓦提组(O3tr)、桑塔木组(O3s)、却尔却克组(O2+3q)、鹰山组(O1+2y)和上丘里塔格组(O1q)(图3)。奥陶纪地层分别上覆志留系上三亚段砂岩泥岩互层、上四亚段砂岩、柯坪塔格组下段泥岩、柯坪塔格组上段砂岩。

图2 满加尔凹陷周缘志留系顶部地层分布图

图3 满加尔凹陷周缘志留系下伏地层分布图

其界面上下岩性接触关系大致可分为5类:砂岩/砂岩、砂岩/泥岩、泥岩/灰岩、砂岩/灰岩白云岩、砂岩/灰岩。其中砂岩/砂岩接触集中在满东凹陷和阿瓦堤凹陷西部;砂岩/泥岩接触集中塔中地区、塔西南地区、阿瓦堤凹陷北侧和阿满过渡带;泥岩/灰岩接触主要分布在阿瓦堤凹陷;上述3种接触关系为志留系不整合面(TS)最主要的岩性接触关系。砂岩/灰岩白云岩接触只分布在塔北英买 —东河塘地区、麦盖提玛扎塔格构造带;砂岩/灰岩接触只分布塔中19—塔中25井附近和塔东满南1井附近。

不整合面TD的上下岩性接触关系主要体现为构造不整合面，界面之下削截现象突出，界面之上表现为上覆地层向上超覆。不整合面TD上覆有多个时代的地层，主要有泥盆系克兹尔塔格组(D3k)、泥盆系巴楚组东河砂岩(D3d)、石炭系巴楚组(C1b)、二叠系(P)(角砾岩)、三叠系(T)、侏罗系(J)和白垩系卡普沙良群(K1kp)(图4)。

图4 满加尔凹陷周缘志留系上覆地层分布图

不整合面TD的上下岩性接触关系有5种:砂岩/砂岩、砂岩/泥岩、角砾岩/砂岩、泥岩/细砂岩和火山岩(安山岩)/砂岩。

砂岩/砂岩接触是克兹尔塔格组(D3k)与依木乌他干组(S2y)、泥盆系东河砂岩+下泥岩段(D3d)与依木乌他干组、泥盆系东河砂岩+下泥岩段(D3d)与塔塔埃尔塔格组上段、石炭系巴楚组(C1b)与依木乌他干组(S2y)、石炭系巴楚组(C1b)与柯坪塔格组上4亚段、石炭系巴楚组(C1b)与柯坪塔格组下段、侏罗系与柯坪塔格组上4亚段、塔塔埃尔塔格组上段之间的接触，是不整合面TD2上下最主要的岩性接触类型，分布在满加尔凹陷、阿瓦堤凹陷、塔中隆起大部和塔东维马1井—英南2井周围、龙口1井东侧一带。

砂岩/泥岩接触是泥盆系东河砂岩、石炭系巴楚组、侏罗系和三叠系与塔塔埃尔塔格组下段(泥岩)之间的接触，分别分布在塔中南部—塘参1井—和3井、塔中30—塔中32—满南1井—满东2井一带、胜利1井—英买2井—羊屋4井—塞克1井—普惠1井一带和龙口1井西侧一带。

角砾岩/砂岩接触是石炭系巴楚组与塔塔埃尔塔格组上段之间的一种接触关系，分布在胜利1井—英买2井北侧、哈6井—哈13井—肖塘1井—草1井一带。

火山岩(安山岩)/砂岩接触是二叠系与柯坪塔格组上4亚段(砂岩)之间的接触，仅分布在英买地区。

3 志留系上下不整合面对油气藏的控制作用

大量的研究和勘探实践表明，塔里木盆地奥陶纪末和中泥盆世末的构造运动对盆内油气的形成、运移和聚集起着重要的控制作用。了解志留系上下不整合面对油气藏的控制作用，对盆地奥陶系、志留系、泥盆系的油气勘探和寻找大型油气目标有着重要的指导意义。志留系上下不整合面对油气藏的控制作用主要体现在以下几个方面。

3.1 TS不整合面控制了奥陶系岩溶的发育

前人研究表明，塔中地区奥陶纪的岩溶几乎都分布在古构造高点，四周被断层所包围，形成了构造控制岩溶的格局［3-4］。在古构造的高点(塔北、塔中等隆起区)、斜坡带(哈拉哈塘)区，下奥陶统上部和中上奥陶统顶部的地层在不同时期都出露地表遭受剥蚀，其灰岩遭受大气水的淋滤、溶蚀，形成分化壳岩溶。风化壳岩溶发育范围受不整合面形态的控制，即只有在不整合面发育区域，风化壳岩溶才有可能发生。风化壳岩溶在垂向上的发育深度不仅与古地貌、构造、岩性、古水文条件等因素有关，还与不整合面的强度有关。研究表明，奥陶系被剥蚀厚度巨大，剥蚀范围很广(奥陶纪末盆地内隆起剥蚀面积巨大，达35×104km2，包括中央隆起、西南坳陷、塘古孜巴斯坳陷、塔南隆起、东南坳陷以、阿尔金山地区、塔北隆起大部和柯坪地区)，因此，TS不整合面强度极大，导致奥陶系碳酸盐岩暴露时间长，不整合面之下的碳酸盐岩充分接受大气水的淋滤、溶蚀，发育溶蚀孔、缝、洞体系。因大气水十分丰富，并多沿垂直方向渗流形成一些垂向溶孔、溶缝、侵蚀沟和孤立的落水洞等，造成分化壳岩溶发育深度较大。如TZ1井中的下奥陶统顶部的分化壳岩溶，影响深度可达不整合面以下700多米深处［5-6］。因此，TS不整合控制了奥陶系碳酸盐岩岩溶的发育，为奥陶系油气成藏提供了极为有利的储层空间，是奥陶系油藏的主要发育带。

3.2 TS、TD2不整合和古隆起控制了志留系、泥盆系地层圈闭的发育

TS、TD不整合与盆地奥陶纪末形成的古隆起带、古斜坡相结合，形成了广泛分布的大型地层超覆—退覆带、岩相变化带，控制着盆内志留系和泥盆系主要储盖组合的形成分布，控制着复杂岩性 —地层或构造—地层油气藏的形成和分布。古隆起—古斜坡带和TD不整合三角带对地层圈闭发育分布具有重要的控制作用。

沿塔北隆起南缘志留系尖灭线地区是地层圈闭发育的有利区带。志留系柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组砂岩在塔北隆起的南部遭受剥蚀，形成绕塔北隆起南缘的东西向延伸超500 km的尖灭线，该区是地层圈闭形成的有利区带。

塔中地区北侧形成以塔塔埃尔塔格组沥青砂岩为储层，上覆依木干他乌组红色泥岩为盖层的地层圈闭。这类圈闭因靠近中上奥陶统生油岩，油源充足;沥青砂岩具有良好的储集性能，上覆红色泥岩具有很好的封盖作用。塔中Ⅱ号断裂带与不整合界面交错发育，可以形成良好的油气运移通道，沥青砂岩本身也可以作为良好的输导层。二次成藏期可以使中、上奥陶统油气沿不整合、断裂向上运移，进入志留系的沥青砂岩，被上覆红色泥岩封盖，可以形成良好的地层油气圈闭。

此外，孔雀河斜坡带也有利于形成志留系地层圈闭，是志留系地层圈闭发育的有利地区。

石炭纪是塔里木盆地重要的海侵期，这一海侵期从泥盆纪末期开始，且泥盆纪末期至石炭纪，早期的滨岸相东河砂岩与早石炭世的浅海陆棚(台地)相沉积物组成了最早的海侵沉积层序，向上超覆在古隆起斜坡上的TD2不整合面上。在泥盆纪末期，古隆起周缘及凹陷中沉积了东河砂岩。古隆起的发育不但为东河砂岩沉积提供了丰富的物源，还控制了东河砂岩尖灭线的展布和储层发育。TD2构造不整合和古隆起使东河砂岩构造—地层圈闭主要分布在下列地区:

哈得逊东 — 吉南地区:主要发育东河砂岩超覆型地层圈闭和受石炭系下泥岩段封堵的东河砂岩岩性圈闭，局部也可能发育低幅度背斜。哈得逊—吉南构造 — 地层圈闭带具有优越的运聚成藏条件，不仅具有优质的烃源岩和油气运移通道，而且构造位置十分有利。从区域构造演化分析看，该区带为中、晚喜马拉雅构造反转的枢纽带部位，是形成地层圈闭、低幅度构造圈闭的有利区域。

塔中地区:主要是指东河砂岩超覆于下伏地层上形成的超覆不整合圈闭。东河砂岩由凹陷区向隆起区，地层厚度逐渐变薄，上超于TD2不整合界面之下的志留系泥岩或奥陶系灰岩之上，以东河砂岩为储层，其上的石炭系巴楚组稳定的泥岩为盖层，在隆起或斜坡区形成的超覆不整合圈闭。中、上奥陶统具有丰富的烃源岩，泥盆系东河砂岩为良好的储集层，上覆具有良好封闭性的石炭系巴楚组泥岩，该区断裂和不整合交错发育，形成良好的油气运移通道，东河砂岩本身也可以作为输导层。东河砂岩上超尖灭，被上覆泥岩封堵，形成良好的地层圈闭。后期(晚海西期)有油气注入，可以形成有利的构造 —地层圈闭。

草湖凹陷西斜坡:该区下古生界为东北高、向西南方向倾伏的古地貌背景，上泥盆统东河砂岩及石炭系为这一古地貌背景上的填平补齐沉积，形成了东河砂岩的地层超覆圈闭。上泥盆统—石炭系由下而上分别为东河砂岩段、角砾岩段、下泥岩段、标准灰岩段、上泥岩段和砂泥岩段。底部的东河砂岩段与中部的泥岩段能够形成良好的储盖组合。

4 结论

(1)对塔里木盆地满加尔凹陷及其周缘志留系油气藏起控制作用的主要为奥陶纪末(TS)不整合和中泥盆世末(TD)不整合。

(2)奥陶纪末不整合(TS)和中泥盆世末(TD)不整合与盆地奥陶纪末形成的古隆起带、古斜坡相结合，形成了广泛分布的大型地层超覆 — 退覆带、岩相变化带，控制着盆内志留系和泥盆系主要储盖组合的形成与分布，塔北南缘和塔中北斜坡地区是志留系岩性—地层或构造—地层油气藏的有利分布区。

［1］李红南，王毅.塔里木盆地石炭系与下伏地层构造运动面分析［J］.石油实验地质，2003，25(4):343-347.

［2］刘景彦，林畅松，彭丽，等.构造不整合的分布样式及其对地层圈闭的制约［J］.石油与天然气地质，2008，29(2):268-275.

［3］赵靖舟，庞雯.满加尔凹陷西部地区不整合分布与构造运动［J］.石油实验地质，2001，23(2):149-153.

［4］赵勇生，刘克奇.塔里木盆地塔中地区油气运移输导体系研究［J］.中国石油大学学报，2007，31(4):8-13.

［5］周小军，林畅松，刘景彦，等.塔里木盆地主要构造不整合的分布特征及其对油气成藏的控制作用［J］.新疆石油天然气，2006，2(1):1-6.

［6］陈新军，蔡希源，纪友亮，等.塔中奥陶系大型不整合面与风化壳岩溶发育［J］.同济大学学报，2007，35(8):1122-1127.