塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖顆粒灘沉積組合及展布特征①

胡曉蘭 樊太亮 高志前 李 博 陳曉智 李 昭 孟祥杰 李智峰

(1.中國華電工程(集團(tuán))有限公司油氣開發(fā)分公司 北京 100160;2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院 北京 100083;3.中海油研究總院 北京 100027;4.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心 北京 100029)

0 引言

油氣新領(lǐng)域和非常規(guī)油氣將成為未來一段時(shí)間內(nèi)油氣勘探的重點(diǎn)。以碳酸鹽巖顆粒灘為儲(chǔ)層的大油氣田在中東地區(qū)的阿拉伯盆地、北美墨西哥灣盆地、北美南部的二疊盆地和伊利諾斯盆地以及國內(nèi)四川普光的巨大油氣資源［1～8］，引發(fā)了國內(nèi)地質(zhì)學(xué)家對(duì)塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖顆粒灘儲(chǔ)層的廣泛關(guān)注。顧家裕等(2005)和沈安江等(2008)利用野外露頭和探測(cè)雷達(dá)技術(shù)刻畫了塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖礁灘體的三維展布特征［9，10］;馮增昭等(2007)、王招明等(2007)、胡曉蘭等(2010，2012)揭示了塔里木盆地奧陶系廣泛發(fā)育顆粒灘［11～14］。目前，多數(shù)關(guān)于塔里木碳酸鹽巖的研究是對(duì)塔中Ⅰ號(hào)坡折帶臺(tái)緣礁灘復(fù)合儲(chǔ)層的刻畫，而專門針對(duì)碳酸鹽巖顆粒灘沉積特征、地質(zhì)模式、沉積規(guī)律等的研究成果鮮有［15～17］。綜合露頭、鉆/測(cè)井、地震以及薄片等資料的研究，全面揭示塔里木盆地奧陶系顆粒灘的類型、沉積特征、組合樣式及展布規(guī)律，對(duì)塔里木盆地奧陶系從臺(tái)緣帶向臺(tái)內(nèi)區(qū)域的勘探開發(fā)擴(kuò)展具有重要的引導(dǎo)意義。

塔里木盆地從寒武—奧陶紀(jì)碳酸鹽巖臺(tái)地形成至今，經(jīng)歷了早期的大陸裂解、伸長背景到克拉通坳陷、周緣前陸的演化，形成了現(xiàn)今的三隆四坳構(gòu)造格局［18］(圖1)。其中，早奧陶世塔里木板塊受到昆侖洋俯沖削減作用的影響，發(fā)生了構(gòu)造轉(zhuǎn)換，從寒武世張性環(huán)境變?yōu)閵W陶世弱擠壓環(huán)境，使得塔里木盆地中西部臺(tái)地區(qū)古地貌發(fā)生明顯分化，臺(tái)地內(nèi)部發(fā)育一系列微隆起，微隆起之間以臺(tái)內(nèi)低洼和微斜坡相連，形成典型的隆凹相間構(gòu)造格局，導(dǎo)致臺(tái)內(nèi)沉積環(huán)境發(fā)生明顯分異，出現(xiàn)臺(tái)洼相間的沉積格局，為顆粒灘的發(fā)育提供了良好的地質(zhì)背景［19］。奧陶系發(fā)育顆粒灘的地層自下而上依次為:蓬萊壩組、鷹山組、一間房組和良里塔格組。吐木休克組基本缺失，在此不作討論。

1 顆粒灘的沉積特征

碳酸鹽巖顆粒灘是指由內(nèi)碎屑、鮞粒和生物碎屑等顆粒構(gòu)成，在碳酸鹽巖臺(tái)地或斜坡背景中沉積，并在高能水流作用下形成隆起形態(tài)的碳酸鹽巖沉積體。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造分區(qū)圖(據(jù)賈承造，2004)Fig.1 The tectonic map of the Tarim Basin(after Jia Chengzao，2004)

1.1 顆粒灘類型

本研究確定顆粒灘以鄧哈姆分類為主要標(biāo)準(zhǔn)［20］，即顆粒支撐的灰?guī)r為灘，灰泥支撐粒泥灰?guī)r為灘側(cè)緣或非灘。同時(shí)，參考了馮增昭1991年建立的顆粒含量劃分不同灰?guī)r微相的標(biāo)準(zhǔn)［21］:顆粒含量大于90%為顆?；?guī)r，顆粒含量為90%～75%屬于含灰泥顆?；?guī)r，顆粒含量為75%～50%屬于灰泥質(zhì)顆粒灰?guī)r，顆粒含量為50%～25%屬于顆粒質(zhì)灰泥灰?guī)r，顆粒含量為25%～10%屬于含顆?；夷嗷?guī)r，顆粒含量小于10%為灰泥灰?guī)r。綜合兩種劃分標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合顆粒灘的構(gòu)成特點(diǎn)，定義了顆粒含量大于50%為顆粒灘主體部位，顆粒灘含量為50%～10%屬于顆粒灘側(cè)緣部位，顆粒含量小于10%為非灘區(qū)(圖2)。顆粒含量決定了顆粒灘的形態(tài)部位，易于確定顆粒灘的規(guī)模，為顆粒灘的研究建立劃分標(biāo)準(zhǔn)。按照顆粒類型成分，本文將顆粒灘劃分為:藻球粒灘、內(nèi)碎屑灘、鮞粒灘和生物碎屑灘四種。

1.2 微相構(gòu)成

藻球粒灘、內(nèi)碎屑灘、鮞粒灘和生物碎屑灘的微相構(gòu)成因主體顆粒不同，相互之間存在差異。藻球粒灘由細(xì)菌和藻類等微生物作用形成的藻粒、球粒和藻團(tuán)塊等構(gòu)成。順西地區(qū)良里塔格組見亮晶藻?；?guī)r，由藻粒和藻團(tuán)塊構(gòu)成，呈深灰或黑色，分散于亮晶方解石中(圖3A)。

內(nèi)碎屑灘由內(nèi)碎屑構(gòu)成。其中，內(nèi)碎屑粒徑大于2 mm為礫屑，粒徑在0.1～2 mm之間為砂屑［22］。內(nèi)碎屑有變形形狀、棱角狀或經(jīng)過長時(shí)間磨圓成球形，顆粒的含量代表了沉積區(qū)能量的高低和顆粒灘的不同部位?？缕旱貐^(qū)鷹山組見亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r，顆粒磨圓較好，分選中等，顆粒含量大于85%，顆粒之間以點(diǎn)線接觸，發(fā)育微裂縫，被黑色瀝青質(zhì)充填，推測(cè)此段為顆粒灘主體區(qū)(圖3B)。

圖2 顆粒灘的微相及構(gòu)成(據(jù)鄧哈姆(1962)和馮增昭(1991)，有修改)Fig.2 The microfacies and components of carbonate shoal(modified from Dunham(1962)and Feng Zengzhao(1991).)

圖3 不同類型顆粒灘的主體微相A.藻粒灘核部亮晶藻團(tuán)粒顆?；?guī)r，順3井良里塔格組上部;B.內(nèi)碎屑顆粒灘的核部亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r，柯坪大灣溝剖面鷹山組上部;C.鮞粒灘核部亮晶鮞?；?guī)r，順6井良里塔格組;D.生物碎屑灰?guī)r核部，一間房剖面一間房組。Fig.3 The main components of the different types of shoal

鮞粒灘以鮞粒為主體，鷹山組沉積時(shí)期，玉北和塔中地區(qū)較發(fā)育。順6井良里塔格組鉆遇鮞粒灘，鮞粒呈圓形和橢圓形，鮞核由內(nèi)碎屑和藻團(tuán)塊構(gòu)成，分選較差，磨圓中等。粗鮞及亮晶膠物結(jié)表明鮞粒沉積時(shí)環(huán)境能量較高，鮞粒含量大于50%，推測(cè)鉆遇儲(chǔ)集體為鮞灘主體區(qū)(圖3C)。

生物碎屑灘由生物骨架碎屑和生物顆粒構(gòu)成。介形蟲、三葉蟲、棘皮類等為造灘生物，有孔蟲、腕足類、苔蘚蟲、層孔蟲和瓣腮類等較少。棘皮類生物碎屑含量高反映了沉積區(qū)能量高，生物碎屑灘與生物礁、鮞粒灘和內(nèi)碎屑灘互層沉積。巴楚一間房地區(qū)，與生物礁復(fù)合共生的生物碎屑灘，以棘皮生物碎屑為主，亮晶膠結(jié)，反映了一間房組沉積時(shí)巴楚地區(qū)水體能量較高(圖3D)。

1.3 露頭—巖芯實(shí)物特征

露頭和巖芯展現(xiàn)顆粒灘的局部和宏觀組合特征，揭示顆粒灘的構(gòu)成、組合、形態(tài)和沉積規(guī)模。不同層系發(fā)育顆粒灘的主體類型和組合因沉積環(huán)境改變有差異。

蓬萊壩組沉積時(shí)期，藻類發(fā)育，藻類分泌絲體具有黏結(jié)性，在水流作用下形成黏結(jié)的藻粒，并進(jìn)一步發(fā)育成藻礁和藻粒灘，呈深灰—灰色(圖4A，B)。藻粒灘由藻粒、藻球粒構(gòu)成，粒徑均一。藻礁呈現(xiàn)透鏡體，規(guī)模不一，蓬萊壩組藻礁橫向延伸小于10 m，縱向厚度小于1 m。藻礁分布于藻粒灘或者結(jié)晶碳酸鹽巖之上，與層狀藻粒灘或結(jié)晶白云巖互層沉積。

圖4 顆粒灘露頭沉積特征A.藻粒顆粒;B.藻礁灘互層組合;C.薄層狀顆粒灰?guī)r段局部特征;D.厚層狀顆粒灘局部顆粒性;E.礁灘復(fù)合式生物骨架特征;F.礁灘復(fù)合式顆粒灘分布Fig.4 The outcrop characteristics of carbonate shoal

圖5 顆粒灘剖面結(jié)構(gòu)樣式分布特征A.唐王城剖面薄層退積式層狀灘;B.一間房剖面礁灘復(fù)合式Fig.5 The structural characteristics of outcrop sections of carbonate shoal

鷹山組沉積時(shí)期，臺(tái)地水體能量增高，生物礁不發(fā)育，內(nèi)碎屑、鮞粒和生物碎屑發(fā)育。顆?；?guī)r以厚層和薄層兩種樣式沉積，顆粒特征明顯，局部層段發(fā)育斜層理(圖4C，D)。唐王城剖面鷹山組上段層狀顆粒灰?guī)r表現(xiàn)為多期旋回疊加特征，每期旋回由多個(gè)中—薄層灰?guī)r段與泥巖段疊加構(gòu)成。每期旋回的灰?guī)r段總厚度向上逐漸遞減，泥巖總厚層呈遞增趨勢(shì)，底部灰?guī)r層厚度最大達(dá)40 cm，一般灰?guī)r層為10 cm厚。地層橫向穩(wěn)定，延伸較遠(yuǎn)。4期旋回垂向疊加呈退積沉積樣式(圖5A)。

圖6 巴開1鷹山組綜合柱狀圖及顆粒灘對(duì)應(yīng)GR曲線的響應(yīng)特征Fig.6 The column section of the Yingshan Formation in Well Bk1 and GR response characteristics of carbonate shoal

奧陶系一間房組—良里塔格組沉積時(shí)期，生物礁開始大規(guī)模生長，顆粒灘與生物礁復(fù)合共生發(fā)育，呈灰色—淺灰色，如一間房剖面(圖5B)，顆粒灘依托生物礁發(fā)育，與生物礁呈“灘裹礁”復(fù)合體。顆粒以生物碎屑和鮞粒為主，多數(shù)碎屑為就近和原地沉積，粒徑不均一，形態(tài)各異，生物碎屑見棘皮類，角石碎屑(圖4E，F(xiàn))。

1.4 測(cè)井—地震地球物理響應(yīng)特征

GR曲線通過測(cè)試地層中放射性元素的含量從而指示地層中泥質(zhì)含量的變化。因此，GR曲線可以用來判斷沉積區(qū)的能量。顆粒灘沉積在高能環(huán)境，對(duì)應(yīng)GR值較低。顆粒灘不同部位對(duì)應(yīng)GR曲線形態(tài)有差異，主體區(qū)對(duì)應(yīng)箱型、漏斗型和鐘型，側(cè)緣區(qū)對(duì)應(yīng)指型或尖峰型，多期顆粒灘復(fù)合疊加GR曲線呈復(fù)合形態(tài)［23］。巴楚地區(qū)，巴開1井鷹山組顆?；?guī)r段GR值在5～15 API范圍，自下而上發(fā)育了多期顆粒灘，底部4 208～4 194 m發(fā)育兩期顆粒灘，對(duì)應(yīng)GR曲線呈漏斗型和箱型，推測(cè)為顆粒灘主體區(qū);4 192～4 168 m巖性段發(fā)育的顆粒灘對(duì)應(yīng)GR值比底部兩期顆粒灘的GR值高，曲線幅度明顯相對(duì)減弱，揭示了上部顆粒灘沉積規(guī)模較底部略小，沉積區(qū)水體能量相對(duì)減弱。另外，多期顆粒灘均發(fā)育在高頻旋回的中晚期(圖6)。

塔中隆起順西地區(qū)良里塔格組顆粒灘非常發(fā)育。順2井鉆遇1期顆粒灘的主體區(qū);順3鉆遇3期顆粒灘，其中兩期為顆粒灘主體區(qū)，一期為顆粒灘側(cè)緣區(qū);順5井鉆遇顆粒灘側(cè)緣區(qū)，發(fā)育極薄的顆?；?guī)r，其對(duì)應(yīng)的地震剖面精細(xì)解釋表明，多期顆粒灘呈波狀或?qū)訝钔庑危小跽穹?，不連續(xù)且多個(gè)反射軸向臺(tái)內(nèi)遷移的地震反射特征。在地震剖面上顆粒灘的響應(yīng)期次與鉆井揭示的期次完全吻合，沿順2→順3→順5井方向，向臺(tái)地內(nèi)部退積遷移疊加。綜合分析表明，順西地區(qū)良里塔格組顆粒灘為臺(tái)緣帶的沉積物，在波浪的沖擊和搬運(yùn)作用下，向臺(tái)地內(nèi)部逐漸退積遷移(圖7)。

2 顆粒灘的沉積組合樣式

綜合顆粒灘的微觀和宏觀沉積特征，展開全盆奧陶系顆粒灘的組合特征研究，建立了四種沉積組合樣式，依據(jù)顆粒灘發(fā)育的先后順序依次為:藻礁灘互層式、厚層灘加積式、薄層灘退積式和生物礁灘復(fù)合式(圖8)。

2.1 藻礁灘互層式

藻礁灘互層式沉積體發(fā)育在臺(tái)緣緩坡或臺(tái)內(nèi)潮坪環(huán)境，對(duì)應(yīng)中低能環(huán)境，主要受海平面變化控制明顯。海平面升高，不適合與藻類等微生物發(fā)育，藻礁灘互層式沉積體發(fā)育規(guī)模逐漸減小或消亡;海平面下降，無法形成動(dòng)蕩的水流沉積藻粒灘。藻礁灘互層式沉積體主要發(fā)育在奧陶系蓬萊壩組下段，蓬萊壩組以上地層只在局部地區(qū)發(fā)育小規(guī)模的藻礁互層式沉積體。藻礁灘互層式由結(jié)晶白云巖和藻粒白云巖垂向互層疊置構(gòu)成，并呈現(xiàn)出旋回疊加特征。藻粒白云巖段周期性暴露溶蝕，形成粒間溶孔，結(jié)晶白云巖受熱液作用重結(jié)晶，形成晶間溶孔，粒間溶孔是藻礁灘互層式的主要儲(chǔ)集空間類型(圖9)。

圖7 順西地區(qū)良里塔格組顆粒灘地震響應(yīng)特征Fig.7 The seismic responsing characteristics of carbonate shoal of the Lianglitage Formation in Shunxi area

圖8 碳酸鹽巖顆粒灘的沉積組合樣式A.藻礁灘互層式;B.厚層灘加積式;C.薄層灘退積式;D.生物礁灘復(fù)合式Fig.8 The combination patterns of the carbonate shoals

2.2 厚層灘加積式和薄層灘退積式

厚層灘加積式和薄層灘退積式沉積體以穩(wěn)定層狀沉積，主要由臺(tái)緣帶水流作用形成的顆粒搬運(yùn)至臺(tái)內(nèi)或臺(tái)地內(nèi)部弱固結(jié)碳酸鹽巖經(jīng)水流作用在臺(tái)內(nèi)隆起區(qū)沉積形成。兩種層狀樣式的顆粒灘主要分布在臺(tái)緣帶和臺(tái)地內(nèi)部微隆起區(qū)，層狀顆粒灘主要受水體能量和臺(tái)地古地貌影響。沉積區(qū)水體能量高，形成的顆粒數(shù)量多，相同時(shí)期形成單層顆粒灘的厚層大，延伸范圍廣;反之，沉積區(qū)水體能量低，沉積單層顆粒灘的規(guī)模小;厚層灘加積式的沉積環(huán)境能量比薄層灘退積式的沉積環(huán)境能量高。因此，臺(tái)地內(nèi)側(cè)靠近臺(tái)緣區(qū)厚層灘更加發(fā)育。

圖9 碳酸鹽巖藻礁灘互層式微相類型及組合A.藻礁灘體表面的巖溶孔洞;B.蓬萊壩組的藻粒白云巖微相，箭頭指示藻粒幻影，×40;C.蓬萊壩剖面蓬萊壩組的含藻白云巖微相，為結(jié)晶均勻的細(xì)晶白云巖，×40;D.蓬萊壩剖面蓬萊壩組藻粒白云巖，藻粒之間的溶蝕現(xiàn)象明顯，見粒間溶孔和裂縫，×40。Fig.9 The microfacies combination of the algae-reef-shoal interbed

圖10 厚層灘加積式微相類型及組合A.厚層顆?；?guī)r表面的巖溶孔洞;B.白云質(zhì)內(nèi)碎屑顆粒灰?guī)r，×40;C.內(nèi)碎屑顆?；?guī)r，×40;D.含生物碎屑泥巖，箭頭指示海綿骨針，×40;E.生物碎屑泥?；?guī)r，箭頭指示脊屑顆粒，×40;F.含海綠石生物碎屑泥?；?guī)r，箭頭指示海綠石顆粒，×40。Fig.10 The microfacies combination of thick-layer cake aggradation shoal

厚層灘加積式單層顆粒灘厚度大于40 cm，垂向上多期顆粒灘疊加呈現(xiàn)加積特征。薄層灘退積式單層顆粒灘厚度小于20 cm，平均4～5 cm，垂向上多期疊合呈退積沉積特征。大灣溝剖面鷹山組，厚層灘加積式微相組合為:白云石內(nèi)碎屑灰?guī)r—亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r—含生屑泥質(zhì)灰?guī)r—生物碎屑灰?guī)r—含泥生物碎屑灰?guī)r—含生屑泥灰?guī)r，呈現(xiàn)由顆粒灘主體區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)緣區(qū)，并連續(xù)沉積下一期顆粒灘(圖10);蓬萊壩剖面鷹山組，薄層灘退積式的微相組合為:白云石內(nèi)碎屑灰?guī)r—內(nèi)碎屑灰?guī)r—亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r—含生屑泥巖，呈現(xiàn)由主體區(qū)微相逐漸變?yōu)榉菫﹨^(qū)微相的組合(圖11)。

2.3 生物礁灘復(fù)合式

生物礁灘復(fù)合式沉積體主要分布在臺(tái)緣帶，臺(tái)緣結(jié)構(gòu)和海平面變化控制著生物礁灘復(fù)合式的發(fā)育。臺(tái)緣帶與外海溝通順暢，營養(yǎng)物質(zhì)更新快，供給豐富，適合生物礁的發(fā)育;海平面升降速度與生物礁生長速度相平衡，生物礁灘大規(guī)模發(fā)育;海平面升降速度與生物礁生長速度不匹配，礁灘復(fù)合體規(guī)模減小。一間房剖面一間房組中段生物礁灘復(fù)合式微相組合為:含生物屑粒泥灰?guī)r—生物骨架灰?guī)r—生物屑顆?；?guī)r—生物骨架灰?guī)r—生物屑顆?；?guī)r，呈現(xiàn)兩期顆粒灘與三期生物礁復(fù)合沉積，與露頭的宏觀組合特征具有一致性(圖12)。

3 顆粒灘的沉積展布特征

圖11 薄層灘加積式微相類型及組合A.薄層顆?；?guī)r與泥巖的頻繁互層及風(fēng)化現(xiàn)象;B.內(nèi)碎屑顆粒白云巖，箭頭指示白云石顆粒，二次交代現(xiàn)象明顯，×40;C.內(nèi)碎屑顆粒灰?guī)r，顆粒磨圓好，亮晶方解石膠結(jié)，箭頭指示磨圓較好的內(nèi)碎屑顆粒，×40;D.含生物碎屑泥質(zhì)灰?guī)r，箭頭指示介形蟲碎屑，×40。Fig.11 The microfacies combination of thin-layer cake retrogradation shoal

圖12 生物礁灘加積式微相類型及組合A.含生物屑粒泥灰?guī)r，×40;B.生物骨架碎屑灰?guī)r，見珊瑚骨架碎屑，×40;C.生物屑顆?；?guī)r，棘皮類生物碎屑，×40;D.含泥生物骨架灰?guī)r，有孔蟲及棘皮類生物碎屑為主體，×40;E.含泥生物骨架碎屑灰?guī)r，生物骨架鈣化明顯，×40;F.含泥生物屑顆粒灰?guī)r，見有孔蟲和脊屑顆粒，×40。Fig.12 The microfacies combination of reef-shoal complex

通過對(duì)塔里木全盆進(jìn)行露頭、鉆/測(cè)井、地震以及薄片等資料的研究，確定了塔里木盆地奧陶系的沉積體系及顆粒灘分布。以鷹山組為例，闡述鷹山組的平面相帶展布及顆粒灘的分布規(guī)律。

圖13 鷹山組碳酸鹽巖沉積相帶及顆粒灘分布圖Fig.13 The sedimentary facies distribution features of the Yingshan Formation

3.1 鷹山組沉積相帶特征

鷹山組沉積時(shí)期，中西部地區(qū)發(fā)育兩個(gè)碳酸鹽巖臺(tái)地:塔西臺(tái)地和塔西南臺(tái)地。塔西臺(tái)地包括塔北、塔中和巴楚三個(gè)構(gòu)造單元，東部為滿加爾坳陷，西北地區(qū)形成沿柯坪以東至方阿參1井—阿克蘇以北的阿瓦提海灣;塔西臺(tái)地北部受南天山洋水流作用、南部受滿加爾坳陷水流作用、西南部受西昆侖和滿加爾坳陷東部水流作用影響。塔西南臺(tái)地由早期的塘南臺(tái)地和西南部臺(tái)地合并形成統(tǒng)一的碳酸鹽巖臺(tái)地，塔西南臺(tái)地北部與塔西臺(tái)地南部具有吻合性，表明塔西南臺(tái)地是由奧陶系鷹山組沉積前的構(gòu)造活動(dòng)中分解出來，形成的獨(dú)立臺(tái)地。塔西臺(tái)地亦受塔南海槽、東部滿加爾坳陷和西部昆侖洋的水流作用。

鷹山組發(fā)育了六個(gè)相帶，由深到淺依次為:盆地相—陸棚相—斜坡相—臺(tái)地邊緣礁灘相—開闊臺(tái)地相—局限臺(tái)地相。鉆井揭示白云巖段為局限臺(tái)地沉積，因此，根據(jù)鉆井確定局限臺(tái)地位于臺(tái)地西部及南部，分布在塔中南坡—巴東—皮山地區(qū)，鷹山組碳酸鹽巖臺(tái)地以開闊臺(tái)地為主。不同地區(qū)臺(tái)地結(jié)構(gòu)形態(tài)有所差異。地震、鉆井和露頭資料綜合表明，塔北東部地區(qū)為陡坡鑲邊型臺(tái)地，塔北北部為緩坡型臺(tái)地，塔中為陡峭無鑲邊型臺(tái)地形態(tài)，塔西南地區(qū)為緩坡碳酸鹽巖臺(tái)地沉積(圖13)。

3.2 鷹山組顆粒灘分布規(guī)律

顆粒灘主要分布在臺(tái)緣帶和靠近臺(tái)緣內(nèi)側(cè)的開闊臺(tái)地上，局限臺(tái)地上零星分布少量顆粒灘。其中，顆粒灘主要集中在塔西臺(tái)地的滿加爾坳陷西部臺(tái)緣帶，塔西臺(tái)地南部臺(tái)緣帶和塔北阿瓦提坳陷臺(tái)緣帶以及臺(tái)地內(nèi)側(cè)發(fā)育。滿加爾坳陷西部臺(tái)緣帶以及內(nèi)側(cè)開闊臺(tái)地的顆粒灘比其他兩個(gè)臺(tái)緣帶附近的顆粒灘更加發(fā)育。顆粒灘的分布具有裙帶性，主要集中在滿加爾坳陷西部北側(cè)臺(tái)緣帶及其內(nèi)側(cè):塔北南部的英買、哈得遜和羊屋地區(qū);滿加爾坳陷西部臺(tái)緣帶中部和南部:塔中Ⅰ號(hào)坡折帶以內(nèi)部開闊臺(tái)地;塔西臺(tái)地南部臺(tái)緣帶:玉北地區(qū)和塔西臺(tái)地西部臺(tái)緣帶北側(cè):巴什托地區(qū)。塔北地區(qū)的顆粒灘呈南北向分布，塔中地區(qū)沿Ⅰ號(hào)坡折顆粒灘呈西北向分布，玉北地區(qū)顆粒灘呈南西向分布，巴什托地區(qū)顆粒灘呈南北向分布;另外有少量呈條帶狀顆粒灘零星分布于塔北阿瓦提坳陷臺(tái)緣帶以內(nèi)側(cè)。塘南臺(tái)地鉆井資料匱乏，無法判斷臺(tái)地內(nèi)部顆粒灘的存在和發(fā)育情況。臺(tái)緣帶顆粒灘沿臺(tái)緣延伸方向連片分布，臺(tái)地內(nèi)部顆粒灘主要呈團(tuán)塊狀或條帶狀，開口向背風(fēng)面，平行臺(tái)緣方向成帶分布，越靠近臺(tái)緣帶的位置顆粒灘的規(guī)模和數(shù)量越大，遠(yuǎn)離臺(tái)緣帶區(qū)域的顆粒灘規(guī)模和數(shù)量減小。

碳酸鹽巖臺(tái)地結(jié)構(gòu)類型制約了顆粒灘發(fā)育的規(guī)模和數(shù)量。研究表明，滿加爾坳陷西部臺(tái)緣帶北側(cè)為陡坡鑲邊型結(jié)構(gòu)，臺(tái)緣帶較寬，受風(fēng)浪作用，發(fā)育生物礁灘復(fù)合式沉積體。同時(shí)，臺(tái)緣內(nèi)側(cè)的開闊臺(tái)地上發(fā)育的顆粒灘數(shù)量較多，連片分布，顆粒的展布規(guī)模在所有臺(tái)緣帶及其附近區(qū)域達(dá)到最大;塔中陡峭無鑲邊型臺(tái)地的沉積背景下顆粒灘的規(guī)模和數(shù)量比塔北東側(cè)陡峭鑲邊型臺(tái)地背景下相對(duì)減弱，臺(tái)緣帶相對(duì)變窄，顆粒灘數(shù)量減少;阿瓦提地區(qū)的海灣主要為緩坡結(jié)構(gòu)，受潮汐作用，發(fā)育藻礁灘互層式沉積體;塔西南緩坡背景下，臺(tái)緣較窄，水流動(dòng)力較小，發(fā)育的顆粒灘明顯減少。臺(tái)地內(nèi)部微隆地貌較發(fā)育，海平面上升背景［14］，水動(dòng)力較大區(qū)域，主要發(fā)育層狀顆粒灘。

地形差異引起水動(dòng)力的強(qiáng)弱和沉積基礎(chǔ)物質(zhì)的補(bǔ)給是控制顆粒灘沉積和分布的重要前提。塔北和塔中臺(tái)緣帶陡峭，受滿加爾坳陷洋流的波浪作用，水動(dòng)力比緩坡型臺(tái)地邊緣水動(dòng)力大。此外，塔中地區(qū)局限臺(tái)地和開闊臺(tái)地局部存在地貌差異，形成臺(tái)內(nèi)洼地和臺(tái)內(nèi)微隆，臺(tái)內(nèi)微隆區(qū)水流能量比臺(tái)內(nèi)洼地區(qū)高。臺(tái)地邊緣以及開闊臺(tái)地沉積礦物更新快，碳酸鹽巖生長速度快，因此臺(tái)緣帶及其內(nèi)側(cè)的顆粒灘非常發(fā)育。

4 討論

在綜合顆粒灘的實(shí)物與地球物理響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，總結(jié)了全盆奧陶系顆粒灘的四種沉積組合樣式。其中，藻礁灘互層式沉積體沉積時(shí)周期性暴露，形成了良好的蜂窩狀孔洞，利于油氣的儲(chǔ)集，其上下圍巖多為膏巖，可作為蓋層。同時(shí)，潮坪瀉澙湖環(huán)境沉積的泥巖和藻類碳酸鹽巖均能生烴，因此，藻礁灘互層式沉積體容易形成有效油氣藏。厚層加積式和薄層退積式沉積體多發(fā)育在臺(tái)內(nèi)地貌高處，規(guī)模大，延伸范圍廣，高地貌易于油氣的聚集，其互層泥巖可作為烴源巖或蓋層，使得層狀結(jié)構(gòu)樣式顆粒灘易于形成油氣藏。礁灘復(fù)合式沉積體集中于臺(tái)緣帶分布，巖溶孔洞發(fā)育，與盆地相鄰，近油源。海侵時(shí)期沉積的泥巖可作為烴源巖和蓋層形成沿臺(tái)地邊緣分布的礁灘復(fù)合式油氣藏。鉆井表明，藻礁灘互層式和礁灘復(fù)合式形成的有效油氣藏，在塔中地區(qū)奧陶系已獲得證實(shí)［16］。厚層灘加積式和薄層灘退積式沉積體，數(shù)量多分布廣，晚期成巖作用能形成有效儲(chǔ)集空間，容易形成大規(guī)模油氣藏，是塔里木盆地后期勘探的主要目標(biāo)。

鷹山組沉積時(shí)期，顆粒灘非常發(fā)育，集中分布于臺(tái)緣帶及其內(nèi)側(cè)臺(tái)內(nèi)地貌較高處。其中，滿加爾坳陷西側(cè)北部臺(tái)緣帶及其內(nèi)側(cè)顆粒灘比塔中和塔西南臺(tái)緣帶更為發(fā)育，受臺(tái)地結(jié)構(gòu)和臺(tái)內(nèi)地貌控制明顯，表明顆粒灘的分布具有區(qū)域性。下奧陶統(tǒng)沉積時(shí)期，塔里木盆地相對(duì)海平面持續(xù)上升［24］，同沉積暴露淋溶作用少。但鉆井揭示鷹山組內(nèi)部存在風(fēng)化殼巖溶，形成了有效儲(chǔ)集空間［12］，如玉北1和順7井的鷹山組顆粒灘儲(chǔ)層中產(chǎn)出了工業(yè)油氣流。因此對(duì)鷹山組進(jìn)行大規(guī)?？碧綍r(shí)，掌握顆粒灘的分布具有區(qū)域性和明確顆粒灘儲(chǔ)集空間的主導(dǎo)成因及其影響范圍，將成為后期尋找顆粒灘靶點(diǎn)的重要依據(jù)。

5 結(jié)論

(1)厘定了碳酸鹽巖顆粒灘的定義，并確定了顆粒含量大于50%為顆粒灘主體部位，顆粒灘含量介于50%和10%為顆粒灘側(cè)緣部位，顆粒含量小于10%為非灘區(qū)的顆粒灘劃分標(biāo)準(zhǔn)，并依此標(biāo)準(zhǔn)判斷顆粒灘的沉積部位和沉積規(guī)模。同時(shí)，總結(jié)了塔里木盆地奧陶系發(fā)育四類顆粒灘:藻球粒灘、內(nèi)碎屑灘、鮞粒灘和生物碎屑灘。

(2)明確了奧陶系四類顆粒灘的微觀和宏觀沉積特征:藻球粒灘由藻粒、球粒和藻團(tuán)塊構(gòu)成，亮晶膠結(jié)，與結(jié)晶白云巖互層沉積;內(nèi)碎屑灘中內(nèi)碎屑的含量和形態(tài)揭示了顆粒灘的部位和沉積區(qū)的能量，內(nèi)碎屑灘呈層狀多期疊置沉積，自鷹山組開始大規(guī)模發(fā)育;鮞粒灘主體區(qū)其他顆粒類型不發(fā)育，主要分布在塔中和玉北地區(qū)的臺(tái)緣帶;生物碎屑灘由生物骨架碎屑和生物顆粒構(gòu)成，與生物礁復(fù)合共生，一間房組生物碎屑灘開始大規(guī)模發(fā)育，集中分布在臺(tái)緣帶及臺(tái)緣內(nèi)側(cè)。顆粒灘發(fā)育段對(duì)應(yīng)低GR值，主體部位GR曲線呈箱型、漏斗型或鐘型，側(cè)緣部位呈指狀或尖峰狀，且臺(tái)緣帶的顆粒灘向臺(tái)內(nèi)呈退積遷移反射特征。

(3)塔里木盆地奧陶系顆粒灘主要為四種沉積組合樣式:藻礁灘互層式、厚層灘加積式和薄層灘退積式、生物礁灘復(fù)合式。其中，藻礁灘互層式和礁灘復(fù)合式的發(fā)育背景易于形成有效油氣藏，但分布范圍受限;厚層灘加積式和薄層灘退積式分布廣泛，是后期潛在與討論的主要目標(biāo)。

(4)鷹山組顆粒灘非常發(fā)育，受臺(tái)地結(jié)構(gòu)和臺(tái)內(nèi)地貌控制明顯。滿加爾坳陷西側(cè)臺(tái)緣帶北部為陡坡鑲邊型臺(tái)地，其臺(tái)緣帶和臺(tái)緣內(nèi)側(cè)顆粒灘連片分布，較塔中和塔西南地區(qū)發(fā)育，表明顆粒灘的分布具有區(qū)域優(yōu)勢(shì)。鷹山組的風(fēng)化殼巖溶作用及其后期巖溶作用促使顆粒灘變成有效儲(chǔ)集空間。因此，對(duì)鷹山組的成巖作用及其影響范圍的探索為尋找具有區(qū)域分布優(yōu)勢(shì)的顆粒灘儲(chǔ)層提供重要指導(dǎo)。

致謝 在論文撰寫過程中受到了馮增昭、于炳松和黃文輝等專家的親切指導(dǎo)，在此一并感謝。

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