準(zhǔn)噶爾盆地烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組沉積環(huán)境分析

宮博識(shí)，文華國(guó)，李叢林，王亮，鄭榮才，祁利祺

準(zhǔn)噶爾盆地烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組沉積環(huán)境分析

宮博識(shí)1，文華國(guó)1，李叢林2，王亮2，鄭榮才1，祁利祺3

（1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都610059；2.中國(guó)石油玉門(mén)油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅酒泉735019；3.中國(guó)石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院，新疆克拉瑪依834000）

風(fēng)城組為準(zhǔn)噶爾盆地烏爾禾地區(qū)重要的勘探層系，其沉積環(huán)境一直存在爭(zhēng)議。通過(guò)巖石類(lèi)型、沉積構(gòu)造、古生物及地球化學(xué)等特征分析，探討了風(fēng)城組沉積相標(biāo)志、類(lèi)型及特征。研究認(rèn)為，風(fēng)城組沉積環(huán)境為深水、封閉缺氧和鹽度較高的陸緣近海湖，主要發(fā)育半深湖—深湖亞相，包括火山灰流、熱液脈動(dòng)性噴流和低密度濁積砂沉積微相；鹽類(lèi)礦物的富集、高鹽度值與熱液噴流沉積平面分布明顯均受控于烏夏地區(qū)二疊紀(jì)基底斷裂，推測(cè)斷裂為高溫及高鹽度熱鹵水噴流活動(dòng)的通道。研究區(qū)風(fēng)城組陸緣近海湖熱液噴流內(nèi)、外源沉積模式的建立，可為該區(qū)的油氣勘探提供指導(dǎo)。

陸緣近海湖；熱液噴流；沉積環(huán)境；風(fēng)城組；準(zhǔn)噶爾盆地

0 引言

準(zhǔn)噶爾盆地烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組作為重要的生油層和產(chǎn)油層，越來(lái)越引起油氣勘探工作者的重視。針對(duì)風(fēng)城組沉積環(huán)境的認(rèn)識(shí)存在多種觀點(diǎn)，早期的研究認(rèn)為風(fēng)城組屬于海灣—瀉湖相和殘留海沉積環(huán)境［1-2］，孫玉善等［3］認(rèn)為該區(qū)沉積環(huán)境是四周與廣海隔絕的殘留海，馮有良等［4］通過(guò)微量元素及C，O同位素分析，認(rèn)為風(fēng)城組屬于陸緣近海湖，其觀點(diǎn)得到了多位學(xué)者的支持［5-6］。盡管存在多種觀點(diǎn)，但在諸如深水還原環(huán)境、鹽度高和海相化石等方面均已達(dá)成共識(shí)。近年來(lái)，筆者通過(guò)對(duì)該區(qū)風(fēng)城組的研究，發(fā)現(xiàn)風(fēng)城組深水相沉積中發(fā)育一套夾有凝灰?guī)r的鹽巖類(lèi)火山-沉積組合，有悖于鹽湖蒸發(fā)成鹽作用原理，并首次在風(fēng)城組中識(shí)別出正常沉積巖或凝灰?guī)r中難以解釋的同沉積期噴流沉積構(gòu)造，這無(wú)疑為該區(qū)風(fēng)城組沉積環(huán)境研究提供了新的證據(jù)和素材。筆者通過(guò)巖心與薄片觀察、地球化學(xué)分析等手段，對(duì)烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組沉積環(huán)境進(jìn)行了精細(xì)研究，為其致密油儲(chǔ)層成因研究和高效勘探提供了基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

圖1 烏爾禾地區(qū)構(gòu)造及地理位置圖Fig.1 The structure and location of Urho area

圖2 FN4井風(fēng)城組巖心沉積相綜合柱狀圖Fig.2 The profile of sedimenntary facies of Fengcheng Formation in FN4 well

1 區(qū)域地質(zhì)概況

烏爾禾地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣烏夏斷裂帶烏爾禾斷鼻構(gòu)造帶上（圖1），以烏南斷裂為界，上盤(pán)發(fā)育斷鼻及斷塊，下盤(pán)為斷塊及斜坡帶。區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁，深層斷裂發(fā)育，沿主斷裂衍生了多個(gè)次級(jí)斷裂，為油氣運(yùn)移和遮擋提供了有利條件［7-8］。該區(qū)早—中二疊世為復(fù)雜的前陸盆地構(gòu)造演化階段［9-10］，存在超殼斷裂，火山活動(dòng)頻繁。風(fēng)城組為烏爾禾地區(qū)的主力產(chǎn)層，區(qū)域分布很穩(wěn)定，但具有西厚東薄和南厚北薄的特點(diǎn)。自下而上可劃分為3個(gè)巖性段（圖2）：風(fēng)一段（P1f1）為灰色薄—中層狀云化泥巖、泥質(zhì)白云巖和凝灰?guī)r互層組合；風(fēng)二段（P1f2）為深灰—灰黑色泥質(zhì)白云巖與云化泥巖薄互層組合；風(fēng)三段（P1f3）為深灰色泥質(zhì)白云巖與云化泥巖互層組合，向上過(guò)渡為深灰色砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和云化粉砂巖互層組合［11-12］。

2 沉積相標(biāo)志

2.1巖石類(lèi)型

烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組巖石類(lèi)型復(fù)雜多樣，包括白云巖、云化泥巖、云化凝灰?guī)r及鹽巖等。

2.1.1 白云巖類(lèi)

白云巖類(lèi)以泥晶白云巖、粉晶白云巖和粉砂質(zhì)、泥質(zhì)及凝灰質(zhì)白云巖為主，常與云質(zhì)凝灰?guī)r和云質(zhì)、粉砂質(zhì)及凝灰質(zhì)泥巖互層出現(xiàn)。按白云石的粒度和晶形可將其顯微結(jié)構(gòu)劃分為泥晶（圖版Ⅰ-1）、粉晶（圖版Ⅰ-2）、細(xì)晶（圖版Ⅰ-3）和細(xì)—中晶（圖版Ⅰ-4）等4類(lèi)。已有的研究成果［13-14］表明，組成白云巖類(lèi)的白云石屬于湖底熱鹵水噴流沉積成因的產(chǎn)物。

2.1.2 泥巖類(lèi)

泥巖類(lèi)主要包括含云泥巖、蒙脫石泥巖和粉砂質(zhì)泥巖。含云泥巖常呈鐵灰色，巖性致密，云質(zhì)體積分?jǐn)?shù)通常小于10%，常夾有紋層狀硅質(zhì)、粉砂質(zhì)或砂質(zhì)條帶，微細(xì)水平層理和微裂縫較發(fā)育，裂縫大部分被方解石、白云石和硅質(zhì)充填；蒙脫石泥巖由火山灰斑脫而成，往往含有凝灰質(zhì)、晶屑和鑲嵌于孔隙中的白云石（圖版Ⅰ-5）；粉砂質(zhì)泥巖常具由粉砂構(gòu)成的水平層理和條帶狀構(gòu)造，粉砂質(zhì)條帶中常見(jiàn)水平層理和微正粒序?qū)永?，為低密度濁積砂沉積的產(chǎn)物。

2.1.3 凝灰?guī)r類(lèi)

凝灰?guī)r類(lèi)多呈薄的夾層分布于含云泥巖中。根據(jù)凝灰質(zhì)組分的形態(tài)、相對(duì)體積分?jǐn)?shù)可細(xì)分為單屑凝灰?guī)r、雙屑凝灰?guī)r和多屑凝灰?guī)r3種類(lèi)型，其中單屑凝灰?guī)r可細(xì)分為玻屑、晶屑或巖屑凝灰?guī)r，凝灰質(zhì)組分不穩(wěn)定，大部分有不同程度的白云石化現(xiàn)象（圖版Ⅰ-6）。凝灰質(zhì)組分的大量出現(xiàn)證明風(fēng)城組沉積時(shí)受到火山噴發(fā)活動(dòng)的影響強(qiáng)烈。

2.1.4 鹽巖

風(fēng)城組中發(fā)育的鹽類(lèi)礦物豐富而獨(dú)特，常見(jiàn)的鹽類(lèi)礦物有硅硼鈉石、碳酸鈉鈣石、碳酸氫鈉石、碳酸鈉鎂石、氯化鎂鈉石和石鹽等，其中硅硼鈉石和碳酸鈉鈣石在其他地區(qū)非常罕見(jiàn)（圖版Ⅰ-7、圖版Ⅰ-8）。以往研究中上述鹽類(lèi)礦物被認(rèn)為是蒸發(fā)鹽類(lèi)的沉積組合［11］，本次研究發(fā)現(xiàn)這些鹽類(lèi)礦物主要賦存于凝灰?guī)r中，并與凝灰物質(zhì)呈毫米至厘米級(jí)相間互層，夾持于大套深湖相沉積的暗色泥頁(yè)巖中，或在鹽類(lèi)沉積紋層或條帶中含有豐富的凝灰物質(zhì)，表明含鹽沉積建造與火山活動(dòng)的關(guān)系密不可分。早期的研究已初步證實(shí)該套深湖相含鹽火山-沉積建造與同期發(fā)生的火山噴發(fā)和湖底熱液噴流活動(dòng)有關(guān)［12-13］。

2.2沉積構(gòu)造

風(fēng)城組沉積構(gòu)造類(lèi)型較豐富，包括正常深水環(huán)境中常見(jiàn)的水平層理、包卷層理、條帶狀和揉皺變形構(gòu)造，小型階梯狀同沉積斷裂構(gòu)造，熱水噴流沉積體系的碎屑結(jié)構(gòu)和網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。

2.2.1 水平層理和條帶狀構(gòu)造

水平層理主要由異常沉積和正常沉積的紋層組成。異常沉積紋層包括硅質(zhì)、凝灰質(zhì)、（鐵）白云石、碳酸鈉鈣石和碳酸氫鈉石紋層；正常沉積紋層主要為泥質(zhì)紋層。研究區(qū)可見(jiàn)上述各類(lèi)紋層的二元或三元組合，紋層厚度一般小于1 mm，紋層內(nèi)的礦物多呈隱—微晶質(zhì)。條帶狀構(gòu)造主要由異常沉積的白云石、鹽類(lèi)礦物和硅質(zhì)條帶相對(duì)富集形成，厚度一般為2～10 mm，條帶內(nèi)礦物的結(jié)晶度明顯高于紋層中的同類(lèi)礦物（圖版Ⅰ-9～Ⅰ-11）。風(fēng)城組中廣泛發(fā)育的紋層狀和條帶狀構(gòu)造主要發(fā)育于泥質(zhì)白云巖和凝灰質(zhì)白云巖中，白云石多具泥晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)X射線衍射（XRD）分析確定的類(lèi)型主要為含鐵白云石，常與各種鹽類(lèi)礦物，玉髓、石英和黃鐵礦等特殊成因礦物，正常沉積的黏土礦物和非正常沉積的凝灰質(zhì)呈二元或多元紋層交替發(fā)育。因此，用準(zhǔn)同生白云石化作用難以解釋此類(lèi)紋層狀和條帶狀構(gòu)造的成因，但與具熱液脈動(dòng)性噴流沉積成因的紋層狀泥晶白云巖的巖礦組構(gòu)特征［15-17］極為相似，不難確定此類(lèi)含鐵泥晶白云石為熱液脈動(dòng)性噴流沉積的產(chǎn)物，其紋層狀或條帶狀構(gòu)造反映了湖底熱鹵水的來(lái)源、組分、性質(zhì)和物化條件均具有韻律性變化的過(guò)程，也反映了相對(duì)安靜、低能和有利于發(fā)育熱液脈動(dòng)性噴流沉積的深水盆地沉積環(huán)境［15-17］。

2.2.2 揉皺變形構(gòu)造和包卷層理

風(fēng)城組發(fā)育非常豐富的塑性揉皺變形構(gòu)造。垂向上，非褶皺層中的褶皺層以?shī)A層形式存在，顯示其具有同沉積變形特征；橫向上，褶皺層與非褶皺層呈過(guò)渡關(guān)系，顯示其為準(zhǔn)同生變形作用的產(chǎn)物（圖版Ⅰ-12）。

2.2.3 小型階梯狀同沉積斷裂構(gòu)造

小型階梯狀同沉積斷裂構(gòu)造主要發(fā)育于厚層云化泥巖所夾的薄紋層中，表現(xiàn)為紋層破裂形成的階梯狀正斷層，是典型的微型伸展斷裂，斷裂面不規(guī)則，排列無(wú)序，不切層且不具共軛性，被認(rèn)為是熱液噴爆過(guò)程中形成的震積斷裂（圖版Ⅰ-13）。

2.2.4 熱液碎屑結(jié)構(gòu)

碎屑是由于熱液噴流休眠期的持續(xù)增溫和增壓作用，使噴流口內(nèi)超溫超壓的熱液沸騰爆炸而將噴流口內(nèi)、外先期的沉積物震碎所形成［14］。大多數(shù)被湍急爆炸噴流攜帶的較細(xì)砂屑在噴流口外側(cè)的熱水沉積區(qū)沉積，形成紋層狀熱水沉積巖中的“飄浮”狀砂屑（圖版Ⅰ-14、圖版Ⅰ-15），因此，熱液內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)也是風(fēng)城組沉積期發(fā)育熱液脈動(dòng)性噴流沉積巖的重要證據(jù)之一。

2.2.5 脈狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造

脈狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造是識(shí)別熱液流體運(yùn)移通道和噴流口位置的重要標(biāo)志之一［18-22］，常呈脈狀和網(wǎng)脈狀出現(xiàn)，以碳酸鈉鈣石和碳酸氫鈉石等鹽類(lèi)礦物以及石英充填基質(zhì)巖中的裂縫為典型特征（圖版Ⅰ-16）。

綜上所述，研究區(qū)風(fēng)城組巖石中常見(jiàn)的各種沉積構(gòu)造和巖石結(jié)構(gòu)，總體反映了其為一套深水湖盆相的寧?kù)o、低能、具備間歇性熱液脈動(dòng)性噴流和低密度濁積砂沉積的典型特征15，22］。

2.3古生物標(biāo)志

烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組下部含有少量有孔蟲(chóng)、棘皮和藻類(lèi)等海相生物化石［2］，反映研究區(qū)風(fēng)城組沉積早期曾有海水侵入［3，23］。巖石樣品干酪根顯微組分分析結(jié)果顯示其主要為無(wú)定型干酪根和孢粉體，結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體較少，因此推測(cè)風(fēng)城組沉積環(huán)境主體為湖泊。湖泊水體較深且平靜，氧氣在湖水表層充足，適合藻類(lèi)生存，大量藻類(lèi)死亡后在缺氧還原環(huán)境的深湖底部沉積，逐漸降解形成無(wú)定型體，而孢粉體較難降解，其外壁結(jié)構(gòu)遭到不同程度破壞，部分變成無(wú)定型體。另外，風(fēng)城組中發(fā)現(xiàn)大量具肋雙氣囊花粉（核肋紋花粉），因其適宜在較干旱與炎熱環(huán)境下生存①詹家禎.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣烏—夏地區(qū)風(fēng)城組孢粉組合及孢粉相研究.中國(guó)石油新疆油田分公司，2010.，故可反映風(fēng)城組沉積期的氣候較干旱與炎熱。

2.4地球化學(xué)標(biāo)志

2.4.1 樣品與實(shí)驗(yàn)方法

本次研究的微量元素樣品采自風(fēng)城組鉆井巖心，用微鉆取樣和鏡下薄片檢測(cè)及去雜質(zhì)、去有機(jī)質(zhì)處理，以保證樣品的純度及代表性。微量元素分析在中國(guó)科學(xué)院海洋地質(zhì)研究所分析測(cè)試中心完成，儀器型號(hào)為Perkin-Elmer Scienx Elan 6000型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS），分析精度為1%～3%。

2.4.2 古鹽度分析

（1）Sr/Ba值

研究區(qū)風(fēng)城組的Sr/Ba值為0.70～21.27，平均為4.38（表1），在海相（Sr/Ba＞1）和陸相（Sr/Ba＜1）沉積巖中均有分布，反映了風(fēng)城組沉積期水體間歇為淡水和間歇為鹽度異常高的海水，這與風(fēng)城組中的各種鹽類(lèi)礦物多呈紋層狀與正常湖相沉積相間發(fā)育的產(chǎn)狀吻合。

表1 烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組微量元素含量比值Table 1 Range and average of trace elements of Fengcheng Formation in Urho area

（2）硼元素含量

研究區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖的硼元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（67～4 212）×10-6，平均為891×10-6，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)在陸相（＜75×10-6）和海相（＞100×10-6）沉積巖中均有分布，反映了風(fēng)城組沉積期湖泊水體的間歇性、頻繁性變化和波動(dòng)。

（3）古鹽度計(jì)算

黏土礦物可從溶液中吸附硼，且吸附硼的數(shù)量與溶液中硼的濃度有關(guān)，自然界水體中硼的濃度是鹽度的線性函數(shù)，因而黏土礦物從水體中吸附硼的數(shù)量與水體鹽度呈雙對(duì)數(shù)關(guān)系，常用的古鹽度計(jì)算公式為Couch（科奇）公式［24］，即

式中：Sp為古鹽度，‰；B*為“校正硼”質(zhì)量分?jǐn)?shù)，B*= w（B）/（4xi+2xm+xk），其中xi，xm和xk分別為樣品中實(shí)測(cè)伊利石、蒙脫石和高嶺石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，系數(shù)代表各類(lèi)黏土礦物對(duì)硼的吸收強(qiáng)度，系數(shù)越大，吸收越強(qiáng)，%。

研究區(qū)泥巖樣品中含伊利石、蒙脫石和高嶺石等黏土礦物，成分較復(fù)雜，故選擇Couch校正公式計(jì)算B*更為恰當(dāng)，并以此計(jì)算古鹽度。計(jì)算結(jié)果表明，研究區(qū)各樣品B*為0.99%～13.75%，平均為5.51%，古鹽度為8.1‰～63.6‰，平均為30.1‰。將風(fēng)城組不同樣品古鹽度平均值繪制成等值線圖（圖3），其結(jié)果顯示斷裂對(duì)古鹽度高值區(qū)分布具有直接的控制作用。另外結(jié)合硼含量和Sr/Ba值，認(rèn)為風(fēng)城組沉積期水體鹽度很高且波動(dòng)變化范圍很大。

圖3 烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組古鹽度等值線圖Fig.3 Contour map of paleosalinity of Fengcheng Formation in Urho Area

2.4.3 還原性分析

V/Sc值在缺氧環(huán)境中高，在氧化環(huán)境中低；V/Cr值在缺氧和富氧環(huán)境下分別大于4.25和小于2.00；V/（V+Ni）值在缺氧和富氧環(huán)境下分別大于0.60和小于0.45;V/Cr及V/（V+Ni）值在貧氧環(huán)境下分別為2.00～4.25和0.45～0.60。因此，這幾類(lèi)元素含量比值被廣泛用作判別沉積環(huán)境氧化-還原條件的指標(biāo)。風(fēng)城組各類(lèi)湖相暗色云質(zhì)巖上述幾類(lèi)元素的比值變化范圍和平均值（參見(jiàn)表1）均一致反映了風(fēng)城組為封閉缺氧的還原環(huán)境。

3 沉積相特征

3.1沉積相類(lèi)型及特征

根據(jù)上述沉積相標(biāo)志綜合分析，確定烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組主要發(fā)育陸緣近海湖沉積體系，可劃分出濱淺湖和半深湖—深湖亞相以及眾多的微相類(lèi)型（表2）。

表2 烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組主要沉積相類(lèi)型劃分簡(jiǎn)表Table 2 The types of sedimentary facies of Fengcheng Formation in Urho area

3.1.1 濱淺湖亞相及微相特征

研究區(qū)濱淺湖亞相主要發(fā)育于風(fēng)一段，在河流入湖的扇三角洲兩側(cè)受河流和湖岸流的作用，以廣泛發(fā)育濱湖泥坪和淺湖泥微相的灰綠色、淺灰色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，泥巖中常具黑、白相間的季節(jié)性紋層。在此基礎(chǔ)上，往往疊加發(fā)育有垂向上與濱淺湖泥巖交替，平面上與岸線走向平行或斜交的灘壩砂體微相。砂體中常見(jiàn)浪成沙紋層理、滑塌變形構(gòu)造和下細(xì)上粗的反粒序旋回，自然電位曲線表現(xiàn)為在低幅微齒形背景下疊加發(fā)育中—高幅指形、漏斗形和鐘形組合的測(cè)井響應(yīng)特征。

3.1.2 半深湖—深湖亞相及微相特征

研究區(qū)半深湖—深湖亞相位于水體較深的氧化-還原界面之下。由于缺氧，沉積環(huán)境具有很強(qiáng)的還原性，以沉積云質(zhì)泥巖、泥云巖和凝灰?guī)r為主，富含有機(jī)質(zhì)，顏色為暗色和深灰色，普遍發(fā)育水平層理，富含紋層狀和條帶狀分布的各種鹽類(lèi)礦物及自生菱鐵礦和黃鐵礦結(jié)核，底棲生物不發(fā)育，自然電位曲線呈低幅平直狀。此外，云質(zhì)泥巖中頻繁地夾有薄層狀云泥質(zhì)粉砂巖或粉砂巖透鏡體，粉砂巖中常具有微波狀層理和沙紋層理，顯示粉砂巖為深湖底流沉積作用的產(chǎn)物，粉砂巖夾層的自然電位曲線表現(xiàn)為在低幅平直狀背景下的中—低幅齒形或指形。在單一的半深湖—深湖環(huán)境條件下，按成因類(lèi)型，可劃分為由火山灰流沉積、熱液脈動(dòng)性噴流沉積和低密度濁積砂等3種沉積微相類(lèi)型。

（1）火山灰流沉積微相

巖性主要為深灰色云質(zhì)凝灰?guī)r夾灰白色碳酸鈉鈣石和紋層狀泥微晶白云巖，水平層理發(fā)育，孔隙不發(fā)育。凝灰?guī)r的出現(xiàn)和廣泛發(fā)育顯示烏爾禾地區(qū)早二疊世具有劇烈的基底斷裂構(gòu)造活動(dòng)，不僅為火山噴發(fā)活動(dòng)提供了通道，而且為熱鹵水脈動(dòng)性噴流沉積活動(dòng)創(chuàng)造了有利條件。

（2）熱液脈動(dòng)性噴流沉積微相

巖性主要為被統(tǒng)稱(chēng)為“云質(zhì)巖”的白云質(zhì)泥巖、白云質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)白云巖和泥質(zhì)白云巖，夾灰白色紋層狀、條帶狀和不規(guī)則團(tuán)塊狀分布的碳酸鈉鈣石、碳酸氫鈉石及透鏡狀硅硼鈉石等鹽類(lèi)礦物和凝灰質(zhì)組分，發(fā)育水平層理，局部見(jiàn)階梯狀同生小斷層和順層面密集分布的水爆碎裂化角礫、溶孔和低角度裂縫，部分裂縫被炭化瀝青充填。云質(zhì)巖的分布與平面上高鹽度區(qū)域一致，明顯受烏夏地區(qū)基底斷裂控制，證明其成因與沿基底斷裂發(fā)育的火山噴發(fā)活動(dòng)和高鹽度熱鹵水脈動(dòng)性噴流沉積有關(guān)，因此，可將熱液脈動(dòng)性噴流沉積微相與火山灰流沉積微相視為同期地球內(nèi)動(dòng)力作用形成的衍生物，在巖性上表現(xiàn)為非正常的熱水沉積、火山灰流沉積與正常沉積的泥、粉砂構(gòu)成二元或多元紋層結(jié)構(gòu)。

（3）低密度濁積砂沉積微相

巖性主要為云泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，常夾有灰白色雪花狀碳酸鈉鈣石透鏡體和撕裂狀云硅質(zhì)泥礫。研究區(qū)北部扇三角洲前緣水下分流河道或河口壩微相的砂體在重力作用下，沿斜坡在水體底部被高速紊流狀態(tài)的混濁流體搬運(yùn)至研究區(qū)南部的深水凹陷區(qū)并沉積下來(lái)，形成粒度較細(xì)的薄層狀砂泥互層。

3.2沉積模式

綜上所述，烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組湖相沉積并非為單純的熱流體噴流沉積成因，而是伴隨有“內(nèi)源”物質(zhì)和“外源”物質(zhì)的混入，其中“外源”物質(zhì)主要為陸源碎屑和泥，陸源碎屑主要為粉砂，其成因?yàn)樵陲L(fēng)暴、洪水、地震和火山活動(dòng)等地質(zhì)事件作用下，處于濱淺湖區(qū)的扇三角洲前緣砂體中的粉砂失穩(wěn)而形成濁流帶入半深湖—深湖區(qū)沉積?！巴庠础蔽镔|(zhì)的粉砂和泥與盆內(nèi)準(zhǔn)同生期熱液沉淀的含鐵白云石混合或與已固結(jié)的先期含云和云質(zhì)巖形成互層，再或與熱液噴流沉積形成的含鐵白云石、各種鹽類(lèi)礦物、有機(jī)質(zhì)和火山噴發(fā)帶入的凝灰質(zhì)等“內(nèi)源”物質(zhì)共同構(gòu)成具有典型“間斷-交叉”形式的二元或多元混合沉積巖。在此基礎(chǔ)上，建立了研究區(qū)風(fēng)城組陸緣近海湖湖底熱液噴流內(nèi)、外源混合沉積模式（圖4）。

圖4 烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組陸緣近海湖熱液噴流內(nèi)、外源混合沉積模式Fig.4 The deposition model of lake hydrothermal jets-internal and external sources of Fengcheng Formation in Urho area

3.3沉積相展布特征

烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組主體發(fā)育半深湖—深湖亞相，其次為濱淺湖亞相，扇三角洲相僅發(fā)育于盆地邊緣的北部。研究區(qū)各巖性段的濱淺湖和半深湖—深湖相帶的展布（圖5）具有很強(qiáng)的繼承性。

3.3.1 風(fēng)一段沉積相展布特征

風(fēng)一段沉積期研究區(qū)東部和東北部發(fā)育間歇性活動(dòng)的火山巖相，以噴發(fā)灰綠色安山巖和流紋巖為主；在北部山前主要發(fā)育陸緣近海湖濱淺湖和半深湖—深湖亞相沉積。濱淺湖沉積水體相對(duì)較淺，與北部的扇三角洲和東部的火山巖相毗鄰發(fā)育，西南部主要發(fā)育不規(guī)則扇形展布的半深湖—深湖亞相［圖5（a）］，以沉積各類(lèi)云化巖為主。

3.3.2 風(fēng)二段沉積相展布特征

風(fēng)二段沉積期研究區(qū)北部依然分布有扇三角洲相，但因受湖侵?jǐn)U大和湖平面上升的影響，扇三角洲相向盆地北側(cè)邊緣遷移，濱淺湖亞相沉積與扇三角洲前緣毗鄰發(fā)育，而研究區(qū)主體加深為半深湖—深湖亞相，各類(lèi)云化巖在半深湖—深湖亞相廣泛分布，僅在近扇三角洲相處由于水動(dòng)力條件較強(qiáng)、外源碎屑物質(zhì)輸入充分和碎屑巖含量較高，云化巖發(fā)育受到強(qiáng)烈抑制［圖5（b）］。

3.3.3 風(fēng)三段沉積相展布特征

風(fēng)三段沉積期研究區(qū)北部的扇三角洲相有向南遷移的趨勢(shì)，而南部和東部仍為廣泛發(fā)育的半深湖—深湖環(huán)境［圖5（c）］，以沉積各類(lèi)云化巖為主，東北部發(fā)育小面積的濱淺湖亞相沉積。

總體上，風(fēng)城組巖性自下而上呈現(xiàn)出粗—細(xì)—粗的變化規(guī)律，總體上反映風(fēng)城組次級(jí)構(gòu)造演化為抬升—沉降—抬升的過(guò)程，導(dǎo)致水體出現(xiàn)下降—上升—下降的湖平面變化，形成垂向上退積—進(jìn)積的沉積充填序列。

圖5 烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組沉積相平面展布圖Fig.5 The sedimentary facies distribution of Fengcheng Formation in Urho area

4 結(jié)論

（1）烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組沉積環(huán)境屬深水、封閉缺氧和鹽度較高的陸緣近海湖，主要發(fā)育半深湖—深湖亞相，包括火山灰流、熱液脈動(dòng)性噴流和低密度濁積砂微相沉積。

（2）高鹽度值和熱液噴流沉積分布明顯受烏夏地區(qū)二疊紀(jì)基底斷裂控制，推測(cè)斷裂是深部高鹽度熱鹵水噴流活動(dòng)的通道，并由此建立了陸緣近海湖熱液噴流內(nèi)、外源混合沉積模式。

［1］鮮繼渝.風(fēng)成城地區(qū)風(fēng)城組巖礦及儲(chǔ)層特征探討［J］.新疆石油地質(zhì)，1985，（3）：28-34.

［2］尤興弟.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣風(fēng)城組沉積相探討［J］.新疆石油地質(zhì)，1986，7（1）：47-52.

［3］孫玉善，白新民，桑洪，等.沉積盆地火山巖油氣生儲(chǔ)系統(tǒng)分析：以新疆準(zhǔn)噶爾盆地烏夏地區(qū)早二疊世風(fēng)城組為例［J］.地學(xué)前緣，2011，18（4）：212-218.

［4］馮有良，張義杰，王瑞菊，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣風(fēng)城組白云巖成因及油氣富集因素［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2011，38（6）：685-692.

［5］張義杰，齊雪峰，程顯勝，等.準(zhǔn)噶爾盆地晚石炭世和二疊紀(jì)沉積環(huán)境［J］.新疆石油地質(zhì)，2007，28（6）：673-675.

［6］張杰，何周，徐懷寶，等.烏爾禾—風(fēng)城地區(qū)二疊系白云質(zhì)巖類(lèi)巖石學(xué)特征及成因分析［J］.沉積學(xué)報(bào)，2012，30（5）：859-867.

［7］吳孔友，查明，王緒龍，等.準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造演化與動(dòng)力學(xué)背景再認(rèn)識(shí)［J］.地球?qū)W報(bào)，2005，26（3）：217-222.

［8］陳書(shū)平，張一偉，湯良杰．準(zhǔn)噶爾晚石炭世—二疊紀(jì)前陸盆地的演化［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，25（5）：11-15.

［9］惠榮耀．準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的油氣運(yùn)移［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1987，9（1）：65-73.

［10］耿春雁，陳布科．準(zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系烏爾禾組隱蔽圈閉［J］.成都理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，29（2）：168-172.

［11］蔣宜勤，文華國(guó)，祁利祺，等.準(zhǔn)噶爾盆地烏爾禾地區(qū)二疊系風(fēng)城組鹽類(lèi)礦物和成因分析［J］.礦物巖石，2012，32（2）：105-114.

［12］潘曉添，鄭榮才，文華國(guó)，等.準(zhǔn)噶爾盆地烏爾禾地區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)致密油儲(chǔ)層特征［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，40（3）：315-325.

［13］孫玉善.中國(guó)西部地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)硅硼鈉石［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1994，15（3）：264-265.

［14］潘曉添.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣風(fēng)城組湖相熱液白云巖形成機(jī)理［D］.成都：成都理工大學(xué)，2013.

［15］鄭榮才，文華國(guó)，范銘濤，等.酒西盆地下溝組湖相白煙型噴流巖巖石學(xué)特征［J］.巖石學(xué)報(bào)，2006，22（12）：3027-3038.

［16］柳益群，焦鑫，李紅，等.新疆三塘湖躍進(jìn)溝二疊系地幔熱液噴流型原生白云巖［J］.中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)，2011，41（12）：1862-1871.

［17］Wen Huaguo，Zheng Rongcai，Qing Hairuo，et al.Primary dolostone related to the Cretaceous lacustrine hydrothermal sedimentation in Qingxi sag，Jiuquan Basin on the northern Tibetan Plateau［J］. Seisnce China：Earth Sciences，2013，56（12）：2080-2093.

［18］李朝陽(yáng)，王京彬，肖榮閣，等.滇西地區(qū)陸相熱水沉積成礦作用［J］.鈾礦地質(zhì)，1993，9（1）：14-22.

［19］肖榮閣，楊忠芳，楊衛(wèi)東，等.熱水成礦作用［J］.地學(xué)前緣，1994，1（3/4）：140-147.

［20］王江海，顏文，常向陽(yáng)，等.陸相熱水沉積作用——以云南地區(qū)為例［M］.北京：地質(zhì)出版社，1998：1-32.

［21］劉建明，葉杰，張安立，等.一種新類(lèi)型熱水沉積巖——產(chǎn)在湖相斷陷盆地中的菱鐵絹云硅質(zhì)巖［J］.中國(guó)科學(xué)D輯，2001，31（7）：570-577.

［22］文華國(guó).酒泉盆地青西凹陷湖相“白煙型”熱水沉積巖地質(zhì)地球化學(xué)特征及成因［D］.成都：成都理工大學(xué)，2008.

［23］薛新克，岳大力，吳勝和，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣六七開(kāi)發(fā)區(qū)侏羅系有利目標(biāo)評(píng)價(jià)［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，14（2）：276-282.

［24］CouchEL.Calculationofpaleosalinitiesfromboronandclaymineral data［J］.AAPG Bulletin，1971，55（10）：1829-1837.

圖版Ⅰ

（本文編輯：李在光）

Sedimentary environment of Fengcheng Formation in Urho area,Junggar Basin

GONG Boshi1，WEN Huaguo1，LI Conglin2，WANG Liang2，ZHENG Rongcai1，QI Liqi3
（1.Institute of sedimentary geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Yumen Oilfield Company，Jiuquan 735019，Gansu，China；3.Research Institute of Experiment and Detection，PetroChina Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，Xinjiang，China）

Fengcheng Formation in Urho area of Junggar Basin is an important exploration horizon,and there have been some controversy to its sedimentary environment.This paper explored sedimentary facies mark,facies types and characteristics of Fengcheng Formation by studying rock and mineral sedimentary structures,paleontological and geochemical characteristics.We discovered that the sedimentary environment of Fengcheng Formation is epicontinental offshore lake in deep-water,with blocked anoxic and high salinity.This formation mainly developed the deposition of semi-deep lake facies which can be divided into three sub-facies:hydrothermal pulsatile jet deposition,low-density turbidite sand and ash flow micro-facies.Mineral salts enrichment,high salinity and the horizontal distribution of hydrothermal exhalative sedimentation are obviously controlled by the Permian basement fractures in Wuxia area,and this fractures were presumed as channel for high temperature and high salinity brines hot jet activity.Based on all these studies,we established a hydrothermal exhalative model of the epicontinental offshore lake,mixed with internal and external sedimentary sources of FengchengFormation,whichcouldfurther guidetheoil andgasexplorationinthisarea.

epicontinental offshore lake；hydrothermal exhalative；sedimentaryenvironment；FengchengFormation；Junggar Basin

TE121.3

A

1673-8926（2014）02-0059-08

2013-12-21；

2014-01-16

中國(guó)石油新疆油田分公司項(xiàng)目“準(zhǔn)噶爾盆地重點(diǎn)地區(qū)致密云質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)理研究”（編號(hào)：DX-2011-396）資助

宮博識(shí)（1988-），男，成都理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)槌练e學(xué)。地址：（610059）四川省成都市成華區(qū)二仙橋東三路1號(hào)成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院。E-mail：304956972@qq.com。