塔里木盆地巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武紀(jì)沉積序列與古地理演化

耿 鋒，蘇炳睿，郝建龍，范偉峰，段 雄

（1.中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011；2.西華師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，四川 南充 637002）

0 引言

塔里木盆地是位于中國西北部的大型疊合盆地，含有豐富的油氣資源（金之鈞和王清晨，2004；何登發(fā)等，2005；林暢松等，2011；許志琴等，2011；張哨楠，2020）。塔里木盆地寒武系—下奧陶統(tǒng)發(fā)育巨厚的碳酸鹽巖，一直是各大油田企業(yè)勘探開發(fā)的重點(diǎn)層位，在中石油和中石化兩大油公司的勘探歷程中，先后在奧陶系取得突破（金之鈞和王清晨，2004；王招明等，2014；熊冉，2019；張哨楠，2020），直至2013 年，塔中地區(qū)中深1 井和中深5 井首次在寒武系鹽下獲得工業(yè)油氣流。近年，塔北地區(qū)輪探1 井在寒武系8 200 m 超深層獲得工業(yè)油氣流（王招明等，2014；王道偉等，2016；張?zhí)旄叮?020），柯坪隆起上京能柯探1 井在寒武系鹽下取得突破，再次證實(shí)了塔里木盆地寒武系巨大的勘探潛力。

前人對塔里木盆地寒武系進(jìn)行了一系列的研究，研究結(jié)果顯示塔里木陸塊受羅迪尼亞超大陸裂解活動而在陸內(nèi)發(fā)育裂谷體系，寒武紀(jì)在這一構(gòu)造背景下發(fā)育了玉爾吐斯組高品質(zhì)烴源巖，肖爾布拉克組優(yōu)質(zhì)白云巖儲層和吾松格爾組蒸發(fā)巖蓋層的生儲蓋組合（Zhu et al.，2020；陳永權(quán)等，2019；宋金民等，2014；杜金虎等，2016；許效松等，2005；朱永進(jìn)等，2020；張?zhí)旄兜龋?020）。烴源巖、儲層、蓋層的分布是油氣勘探部署的重要依據(jù)，而沉積序列的研究和巖相古地理的恢復(fù)是預(yù)測其分布的最有效手段（牟傳龍等2012,2016；朱筱敏等，2004；楊偉利等，2017）。楊偉利等（2017）利用巖石組合、鉆井、地震等多種資料進(jìn)行綜合分析，編制了全盆地的寒武紀(jì)巖相古地理圖，推測玉爾吐斯組烴源巖主要分布在古中央隆起的北部廣大地區(qū)，盆地南部可能僅局部發(fā)育（Zhang et al.，2020；崔海峰等，2016；李勇等，2016；楊鑫等，2014；趙宗舉等，2009，2011）。胡明毅等（2019）結(jié)合古地貌特征，根據(jù)鉆井巖心、薄片等資料，明確塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組發(fā)育局限臺地、開闊臺地、蒸發(fā)臺地、斜坡、盆地等多種沉積次相類型，盆地南部發(fā)育東西走向的古隆起區(qū)，因此巴楚-麥蓋提地區(qū)烴源巖發(fā)育不明顯（陳剛等，2015；陳永權(quán)等，2015；馮增昭等，2006；何金有等，2010；潘文慶等，2015；喬占峰等，2019）。這些不同的認(rèn)識嚴(yán)重影響了巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系的勘探開發(fā)。

在巴楚-麥蓋提地區(qū)的勘探開發(fā)過程中，巴探5 井、和4 井等在中—下寒武統(tǒng)鉆遇了有效的儲蓋組合，證實(shí)了巴楚隆起寒武系具有一定的勘探潛力。但是，后期針對巴楚隆起寒武系的探索全部失利，總結(jié)原因有儲層不發(fā)育、封擋條件差、晚期構(gòu)造破壞等多種原因，共性原因是鉆井均未鉆遇有效的烴源巖（朱永進(jìn)等，2020；西北局內(nèi)部資料）。位于巴楚隆起南部的麥蓋提斜坡，寒武系勘探程度低，目前仍未有鉆穿寒武系的鉆井，唯一一口鉆遇寒武系的鉆井是中石油部署的玉龍6 井，該井寒武系吾松格爾組中下部巖性突變?yōu)榇罄韼r夾薄層蛇紋巖，厚度約400 米，與鉆前認(rèn)識相差巨大。另外，地震數(shù)據(jù)顯示，麥蓋提斜坡寒武系深度明顯增加，部分地區(qū)寒武系底部深度甚至大于8 000 米（西北局內(nèi)部資料），在預(yù)測分布地層范圍和厚度方面，特別是針對厚度較小的玉爾吐斯組烴源巖，地震精度明顯不足。

綜上，巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系鉆井資料缺乏，野外露頭較少，地震精度不足，層序地層、沉積演化、古地理展布研究認(rèn)識不清，嚴(yán)重制約了巴楚-麥蓋提地區(qū)的寒武系勘探部署進(jìn)程。鑒于此，本文結(jié)合野外露頭、鉆井和地震等資料，刻畫了巴楚-麥蓋提地區(qū)三級層序格架內(nèi)沉積序列特征，反映出三級層序與寒武系各組有較好的對應(yīng)關(guān)系，最終以組為單位編制了寒武紀(jì)不同沉積期的巖相古地理圖，以期為下一步油氣勘探提供更為精準(zhǔn)的基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地位于新疆維吾爾自治區(qū)，其北部、東南部和西南部分別為天山造山帶、阿爾金造山帶和西昆侖造山帶所圍限（圖1）。地層主要出露于塔里木盆地周邊地區(qū)，包括西北部的柯坪地區(qū)、北部的拜城—庫車地區(qū)、東北部的庫魯克塔格地區(qū)、東南部的阿爾金山一帶以及西南部西昆侖北緣的鐵克里克地區(qū)，從周緣露頭出露地層看，地層發(fā)育齊全，區(qū)域地質(zhì)研究認(rèn)為，塔里木盆地具有太古宙至新元古代早期的變質(zhì)結(jié)晶基底，以及新元古代中晚期及顯生宙沉積蓋層（Zhao and Cawood,2012;Zhang et al.,2013）。本文采用的是中石化西北油田分公司根據(jù)勘探實(shí)踐和生產(chǎn)認(rèn)識結(jié)合后產(chǎn)生的最新劃分方案，在盆地內(nèi)劃分出13 個一級構(gòu)造單元，包括：庫車坳陷、沙雅隆起、順托果勒低隆、孔雀河斜坡、滿加爾坳陷、古城隆起、東南斷隆、阿瓦提坳陷、卡塔克隆起、塘古坳陷、巴楚隆起、麥蓋提斜坡以及西南坳陷（圖1）。這些構(gòu)造單元具有不同的構(gòu)造-地層結(jié)構(gòu)，顯示出復(fù)雜的構(gòu)造-沉積演化歷史。

圖1 塔里木盆地一級構(gòu)造單元劃分圖及關(guān)鍵剖面、鉆井位置（改自西北局內(nèi)部資料）Fig.1 Division of first-level tectonic units,key section and drilling locations of Tarim Basin (modified from internal data of Sinopec Northwest China Petroleum Bureau)

研究區(qū)包括中央隆起帶西段的巴楚隆起和塔西南的麥蓋提斜坡（圖1）。巴楚隆起為典型的受邊界逆沖斷裂控制的北西—南東向大型背沖式斷壟（丁文龍等，2012；楊俊豐，2018；西北局內(nèi)部資料；張宇航等,2013），西北部以柯坪斷裂與柯坪斷壟為界，東北部以吐木休克斷裂與阿瓦提坳陷為界，西南部以色力布亞斷裂為界與麥蓋提斜坡相接，麥蓋提斜坡為向西南傾斜的單斜構(gòu)造區(qū)，西南部與昆侖山山脈相隔西南坳陷，東部緊鄰塘古巴斯坳陷和東南斷壟（圖1）。

巴楚-麥蓋提地區(qū)在地質(zhì)歷史演化過程中，經(jīng)歷了加里東、海西、印支-燕山和喜馬拉雅等多期構(gòu)造運(yùn)動（zhao et al.,2018;Zhang et al.，2013；Zhu et al.，2020；丁文龍等，2012；黃擎宇等，2016；岳勇和羅少輝，2019）。研究區(qū)在加里東早期處于離散被動大陸邊緣，為伸展斷陷發(fā)育時期，西南高、東北低，并且在研究區(qū)南邊出現(xiàn)低隆起，加里東中期，昆侖洋閉合，并向北大規(guī)模逆沖，巴楚-麥蓋提地區(qū)整體抬升，西南部地區(qū)隆盛強(qiáng)烈，造成上奧陶統(tǒng)地層大范圍剝蝕，加里東晚期，研究區(qū)持續(xù)抬升（Zhang et al.,2016；楊俊豐，2018；岳勇和羅少輝，2019）。海西早期構(gòu)造運(yùn)動，塔里木盆地發(fā)生重大變革，由“西南高，東北低”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔髂系?，東北高”，巴楚-麥蓋提地區(qū)在沉降過程中，中下泥盆統(tǒng)同樣遭受強(qiáng)烈剝蝕，使麥蓋提地區(qū)泥盆系剝蝕。海西中期，巴麥地區(qū)在南東—北西向的擠壓背景下，形成巴楚低隆起和和田低隆起，海西晚期，巴楚隆起繼續(xù)發(fā)育，范圍擴(kuò)大，隆升幅度增加（Zhang et al.，2020；Zhu et al.，2020；丁文龍等，2012）。喜山期，巴楚-麥蓋提地區(qū)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，巴楚隆起快速隆升，麥蓋提斜坡逐漸形成現(xiàn)今北高南低的構(gòu)造形態(tài)（李久梅，2018；岳勇和羅少輝，2019）。

2 巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系層序地層劃分與沉積層序特征

巴楚-麥蓋提地區(qū)整體上位于塔里木盆地寒武紀(jì)西臺東盆的臺地相區(qū)（何登發(fā)等，2005；林暢松等，2011；石開波等，2018；易士威等，2020），寒武系由下而上為：下統(tǒng)玉爾吐斯組、肖爾布拉克組、吾松格爾組，中統(tǒng)沙依里克組、阿瓦塔格組以及上統(tǒng)下丘里塔格組（圖2），與東部盆地相區(qū)巖石地層存在極大差異（馮增昭等，2006；趙宗舉等，2009，2011；田雷等，2018）。

圖2 巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系三級層序劃分及沉積序列柱狀圖（以肖爾布拉克剖面為例）Fig.2 The third-order sequence division and sedimentary sequence columnar diagram of the Cambrian in the Bachu-Maigaiti area (taking the Xiaoerbulake section as an example)

2.1 寒武系層序地層劃分

本次層序研究選擇Vail 層序?yàn)槔碚撘罁?jù)，通過鄰區(qū)寒武系野外剖面，巴楚地區(qū)鉆井、測井以及巴楚-麥蓋提地區(qū)地震資料，對巴楚隆起—麥蓋提斜坡寒武系層序地層界面標(biāo)志進(jìn)行了識別，層序界面主要由區(qū)域不整合面、巖性巖相轉(zhuǎn)換面和最大海泛面等類型，將巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系劃分為13 個可全區(qū)追蹤對比的三級層序（SQ1-SQ13）（表1），其中玉爾吐斯組發(fā)育2 個三級層序（SQ1-SQ2）；肖爾布拉克組發(fā)育3 個三級層序（SQ3-SQ5）；吾松格爾組發(fā)育2 個三級層序（SQ6-SQ7）；沙依里克組發(fā)育一個三級層序（SQ8）；阿瓦塔格組發(fā)育2個三級層序（SQ9-SQ10）；下丘里塔格群發(fā)育3 個三級層序（SQ11-SQ13）。結(jié)果顯示，海侵體系域沉積以泥巖、硅質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r等為主。高位體系域發(fā)育含膏云巖、膏鹽巖、大套云巖、鹽巖等為主。

T90代表寒武系底地震反射界面，其作為塔里木盆地大規(guī)模海侵活動的開始面，區(qū)域上通常被認(rèn)為反映了柯坪運(yùn)動不整合面，在盆地內(nèi)表現(xiàn)為平行不整合（Zhang et al.,2019;Zhu et al.,2020），該界面在地層巖性上有明顯不同，界面之下為震旦系上統(tǒng)的奇格布拉克組白云巖，界面之上為玉爾吐斯組的硅質(zhì)巖、褐色碳質(zhì)泥巖等，反映出柯坪運(yùn)動的普遍存在，故劃分為一級層序界面（圖3）。寒武系頂面T80反射波劃分為二級層序界面，該界面之上存在古風(fēng)化層，地震剖面上見頂超、削截，界面上下表現(xiàn)為振幅和連續(xù)性的地震相差異。T82、T83、T84三個反射界面分別代表阿瓦塔格組、沙依里克組、吾松格爾組的底界面，鉆井上可以看出三個界面受到海平面下降或區(qū)域性構(gòu)造抬升造成地層整體抬升或化石帶的缺失，并且受到地表大氣淡水淋濾形成層間巖溶，在地震剖面上也會有角度或平行不整合特征（胡明毅等，2019；西北局內(nèi)部資料），因此將T82、T83、T84認(rèn)定為三級層序界面。鉆井資料顯示，巴楚隆起方1 井和同1 井在肖爾布拉克組之下鉆遇的紫紅色泥巖和細(xì)砂巖與傳統(tǒng)意義的玉爾吐斯組黑色硅質(zhì)頁巖并不相符，其歸屬有待進(jìn)一步研究，在此保留意見，其余鉆井均未鉆遇玉爾吐斯組。以研究區(qū)中部瑪北1 井為例，該井肖爾布拉克組的SQ3-SQ5，測井曲線表現(xiàn)層序界面之下為齒狀箱型，界面之上GR 值明顯增高；阿瓦塔格組劃分出兩個三級層序，SQ6 和SQ7 之間以巖性轉(zhuǎn)換面作為明顯標(biāo)志，層序界面之下為灰色粉晶白云巖和灰色泥巖，測井曲線以齒狀鐘型或指型為特征，界面之上為厚層鹽巖，測井曲線以箱型為特征；沙依里克組僅劃分出一個三級層序SQ8，下部主要巖性為泥質(zhì)灰?guī)r，上部主要巖性為白云質(zhì)灰?guī)r，巖心上見石膏溶孔順層發(fā)育和微裂縫，局部見瀝青（圖3a、b）；阿瓦塔格組中識別出三級層序SQ9 和SQ10，層序界面之下為大套薄層泥巖和鹽巖互層的鹽膏巖段，界面之上膏巖含量明顯減少，以白云質(zhì)泥巖和泥晶白云巖為主，GR 值從層序界面處向上逐漸減小，反應(yīng)水體開始加深；下丘里塔格組巖性以大套的泥-粉晶白云巖為主，局部夾薄層細(xì)晶白云巖或灰質(zhì)白云巖，測井曲線變化不明顯，依據(jù)局部的GR 值變大，劃分出SQ11-SQ13 三個三級層序（圖3）。

圖3 巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系層序地層測井與巖性特征Fig.3 Logging and lithologic characteristics of sequence stratigraphy in Bachu-Maigaiti area

2.2 沉積相特征

基于巴楚地區(qū)鉆井、測井、薄片、地震等資料的詳細(xì)分析，將塔里木盆地巴楚-麥蓋提地區(qū)劃分為蒸發(fā)臺地、局限臺地、開闊臺地、緩坡和陸棚共五種沉積亞相類型，識別出蒸發(fā)臺坪、蒸發(fā)潟湖、局限臺坪、臺內(nèi)灘、淺水緩坡、深水緩坡、后緩坡等多種沉積次相，并進(jìn)一步識別出多種沉積微相（表2）（據(jù)牟傳龍，2022）。值得一提的是，由于麥蓋提斜坡上并未有鉆穿寒武系的鉆井，在地震剖面上并未識別出臺地邊緣，因此在觀察大量地震剖面的基礎(chǔ)上，采用碳酸鹽巖緩坡沉積模式，沉積相識別標(biāo)志主要依據(jù)巴楚隆起上鉆井、取芯和地震剖面資料，將巖相和地震相結(jié)合之后于無井區(qū)的麥蓋提斜坡上通過地震相標(biāo)志進(jìn)行巖相識別。研究結(jié)果顯示，后緩坡次相位于最高海平面與平均海平面之間，周期性被海水淹沒，以細(xì)粒沉積為主，水體能量較低，巖性為泥云巖或泥巖，在過和田2 井地震剖面上表現(xiàn)為中—高頻，弱振幅，差連續(xù)性的反射特征（圖4a）。淺水緩坡次相位于平均海平面與正常浪基面之間，水動力強(qiáng)，顆粒灘發(fā)育，發(fā)育礫屑灘、砂屑灘、生屑灘微相，在過方1 井地震剖面上表現(xiàn)為中頻，中強(qiáng)振幅，中—高連續(xù)性的反射特征（圖4b），深水緩坡次相位于正常浪基面與風(fēng)暴浪基面之間，陸棚相位于風(fēng)暴浪基面之下，水體較深，水動力較弱，發(fā)育緩坡泥、緩坡灰泥沉積微相，地震反射特征為中—強(qiáng)振幅，連續(xù)或亞平行反射特征。局限臺坪次相海水循環(huán)受到限制，鹽度顯著提高的潟湖區(qū)域，發(fā)育云坪、云灰坪等多種沉積微相，在過瑪北1 井地震剖面上表現(xiàn)為中—低頻，中—弱振幅，中—高連續(xù)反射的反射特征（圖4c），蒸發(fā)臺坪次相地勢平緩，沉積水動力主要靠潮汐作用，周期性暴露，蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致水體鹽度高，發(fā)育膏云坪、云坪、膏泥坪等沉積微相，地震剖面上表現(xiàn)為高頻強(qiáng)振幅高連續(xù)的反射特征（圖4c）。

表2 巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系沉積相劃分（據(jù)牟傳龍，2022）Table 2 Division of sedimentary facies of Cambrian in Bachu-Maigaiti area（after Mou,2022）

玉爾吐斯組（SQ1-SQ2）：整體上底部為土黃色泥質(zhì)灰?guī)r，含磷塊巖碎屑及磷質(zhì)結(jié)核；下部為黑色炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r、細(xì)晶白云巖；上部主要為灰色泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和瀝青質(zhì)灰?guī)r，富含小殼化石，局部缺失該組（圖3）。該組在肖爾布拉克剖面主要為灰黑色硅質(zhì)頁巖及泥巖，厚約24 米；由于兩大油公司在麥蓋提斜坡上已布置的鉆井并未鉆遇寒武系，僅在巴楚隆起東南緣鉆遇玉爾吐斯組，在同1 井、方1 井顯示為紫、褐紅色泥巖和砂巖，在和4 井顯示為泥晶云巖及硅藻巖，厚3～34 米，而在巴探5 井和瑪北1 井則缺失。該組屬于寒武紀(jì)第一次海進(jìn)期的沉積記錄。玉爾吐斯組的分布范圍在麥蓋提斜坡和塔西南坳陷地區(qū)并未有鉆井證實(shí)，已發(fā)現(xiàn)的玉爾吐斯組厚度普遍低于30 m，導(dǎo)致在地震剖面上難以識別。雖然沉積時間相對較長，但沉積厚度薄，在鉆井剖面上僅能識別出兩個相對明顯的三級層序SQ1 和SQ2。

肖爾布拉克組（SQ3-SQ5）：主要為白云巖，位于膏鹽段之下，故稱鹽下云巖段（圖5）。富含三葉蟲及腕足、軟舌螺、古介形蟲、海綿骨針等化石。該組在肖爾布拉克剖面為灰色—深灰色細(xì)晶、粉晶白云巖（圖6a、b），局部硅化，厚137 余米；在方1 井、同1 井、巴探5 井均鉆穿，底部為灰色泥質(zhì)灰?guī)r與淺灰色泥質(zhì)白云巖互層，夾淺灰色細(xì)砂巖及深灰色泥巖、硅質(zhì)巖，白云巖含磷，中上部主要為灰、灰褐色泥—粉晶白云巖，厚5～250 米。該組沉積期，海平面持續(xù)緩慢升高，陸源碎屑物質(zhì)減少。巴楚隆起上，SQ3 沉積期，巴楚西段發(fā)育后緩坡次相并發(fā) 育薄層膏巖，東段發(fā)育淺水緩坡次相并在康2 井區(qū)發(fā)育顆粒灘微相，SQ4 沉積期，海平面進(jìn)一步下降，蒸發(fā)巖發(fā)育面積變大且明顯增厚，巴楚東段發(fā)育淺水緩坡次相，并在瑪北1 井區(qū)發(fā)育薄層顆粒白云巖，SQ5 沉積期以沉積碳酸鹽巖為主，局部含膏質(zhì)組分（圖3）。

圖5 巴楚-麥蓋提地區(qū)北西-南東向肖爾布拉克組沉積相連井對比圖Fig.5 Comparison of the NW-SE direction connected wells of the Xiaoerbulake Formation in Bachu-Maigaiti area

圖6 塔西南肖爾布拉克剖面寒武系典型野外露頭照片F(xiàn)ig.6 Typical field outcrop photos of the Xiaoerbulake section,northwestern Tarim Basin

吾松格爾組（SQ6-SQ7）：以含膏鹽為顯著特征，故稱下膏鹽段，含三葉蟲等。該組在肖爾布拉克剖面為灰色、淺灰色中薄層粉細(xì)晶白云巖夾泥質(zhì)白云巖（圖6b），厚逾85 米；該組在同1 井、方1 井、康2 井、巴探5 井、瑪北1 井、和4 井為灰色、灰白、褐色鹽巖、石膏巖、膏質(zhì)白云巖、白云巖、泥質(zhì)膏鹽、泥質(zhì)白云巖等略呈不等厚互層，局部可見深灰色輝綠巖和輝石巖侵入，厚199～302 米。該組形成于第一次海退時期，氣候炎熱、水體較淺。根據(jù)巖性的變化，可以明顯劃分出兩個三級層序SQ6和SQ7，SQ6 發(fā)育灰質(zhì)白云巖或泥巖，SQ7 發(fā)育泥巖與膏巖鹽互層，并發(fā)育薄層泥質(zhì)灰?guī)r。

沙依里克組（SQ8）：以灰質(zhì)含量高為特征，夾于2 套膏鹽之間，故稱鹽間灰?guī)r段（圖5），含三葉蟲等。在肖爾布拉克剖面下部主要為灰色中薄層粉細(xì)晶白云母夾泥質(zhì)白云巖、泥巖，上部為灰色、淺灰色薄層狀亮晶灰?guī)r、中厚層粉晶灰?guī)r夾泥質(zhì)白云巖，底部見滑塌灰質(zhì)角礫巖（圖6c），厚逾110 米。該組在盆地內(nèi)白云巖含量不等，巴楚隆起上主要為灰色灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r夾粉晶白云巖，僅巴探5 井云質(zhì)含量明顯大于灰質(zhì)含量，以灰色泥晶白云巖、灰質(zhì)白云巖和褐色鹽巖為主。僅發(fā)育一個三級層序SQ8，形成于第二次海進(jìn)時期，但規(guī)模不及玉爾吐斯組沉積時期。

阿瓦塔格組（SQ9-SQ10）：以含膏鹽為特征，含微古植物化石。該組在肖爾布拉克剖面底界以出現(xiàn)紫紅色泥質(zhì)白云巖為標(biāo)志，頂界以紅色泥質(zhì)白云巖逐漸消失為特征（圖6c），厚達(dá)185 米。在巴楚隆起上發(fā)育膏巖、鹽巖、膏質(zhì)云巖、云質(zhì)膏巖、泥質(zhì)云巖，夾紫紅色含膏云巖、云質(zhì)泥巖等，厚242～382 m。該組發(fā)育SQ9、SQ10 兩個層序，SQ9 層序發(fā)育砂屑白云巖和灰質(zhì)白云巖，SQ10 發(fā)育膏巖鹽和泥巖互層，并發(fā)育薄層泥晶白云巖和砂屑泥巖，整體來看，該組沉積時期海平面下降且氣候炎熱干燥。

下丘里塔格群（SQ11-SQ13）：鹽上云巖段，主要為泥—粉晶白云巖。該組在肖爾布拉克剖面下部為灰色中薄層藻白云巖、粉細(xì)晶白云巖（圖6d），上部為灰色、淺灰色中厚層細(xì)晶白云巖、粉細(xì)晶白云巖和藻屑白云巖，厚約321 米，被奧陶紀(jì)蓬萊壩組整合覆蓋（圖6d）。在巴楚隆起上，主要為灰、深灰色（砂屑）白云巖、細(xì)晶白云巖及燧石結(jié)核白云巖，厚433～983 m。該組發(fā)育SQ11、SQ12、SQ13，三個層序均發(fā)育灰白色粉—中晶白云巖，每個層序均發(fā)育一層灰色砂屑白云巖。該組形成于寒武紀(jì)最后一次海進(jìn)時期，臺地范圍擴(kuò)大，這次海進(jìn)沉積一直延續(xù)到中奧陶世末的加里東中期I 幕構(gòu)造運(yùn)動結(jié)束。

2.3 沉積模式

巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系沉積演化是在震旦紀(jì)末期巴楚-塔中古中央隆起上發(fā)展起來的，整體上為海侵過程，早期經(jīng)歷了玉爾吐斯組海侵初期的低位沉積，沉積環(huán)境以陸棚相為主，形成黑色硅質(zhì)泥頁巖，向上逐步演化發(fā)展成肖爾布拉克組緩坡亞相的海侵沉積，因此臺緣礁不發(fā)育，開始了穩(wěn)定的碳酸鹽巖建造，形成了塔里木盆地西部碳酸鹽巖臺地的基礎(chǔ)（圖7）。吾松格爾組沉積期，海平面下降，氣候炎熱干燥，水體變淺，在巴楚隆起和麥蓋提斜坡局部地區(qū)發(fā)育蒸發(fā)臺地亞相，沉積了大面積的蒸發(fā)巖。沙依里克組沉積期海平面再次上升，海侵規(guī)模僅次于玉爾吐斯組沉積期，巴楚和麥蓋提斜坡轉(zhuǎn)變?yōu)殚_闊臺地亞相，沉積了一套灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r，阿瓦塔格組沉積期，海平面再次下降，與吾松格爾組沉積期相比，蒸發(fā)臺地發(fā)育面積更大，發(fā)育了大面積膏巖，布局與泥巖互層。下丘里塔格組沉積期，海平面再次上升，巴楚-麥蓋提地區(qū)演變成大面積的開闊臺地和局限臺地，沉積了巨厚的碳酸鹽巖。由縱向演化序列可以看出，寒武紀(jì)麥蓋提斜坡長期處于構(gòu)造斜坡演化階段，其北部高部位地區(qū)處于斜坡與臺地的交互過渡部位，可能局部發(fā)育臺緣帶（圖5）。

圖7 巴楚-麥蓋提地區(qū)南北向沉積演化序列圖Fig.7 Sequence diagram of sedimentary evolution in the Bachu-Maigaiti area

3 巖相古地理演化

近年來，很多學(xué)者對塔里木盆地寒武系開展了系統(tǒng)的古地理編圖工作（如：高華華等，2017；許效松等，2005；馮增昭等，2006；趙宗舉等，2009，2011；林暢松等，2011；田雷等，2018），取得的共識主要有兩方面：一是塔里木盆地寒武紀(jì)沉積格局總體上為西臺東盆，二是寒武紀(jì)總體上為海侵過程，臺地由碳酸鹽巖緩坡演化為鑲邊碳酸鹽巖臺地。本文綜合利用已有露頭、鉆井和地震資料，編制了塔里木盆地西部寒武紀(jì)6 個地層的巖相古地理圖，初步厘定了巖相古地理格局（圖8）。

圖8 塔里木盆地西南部寒武紀(jì)巖相古地理圖Fig.8 Lithofacies paleogeographic maps of the Cambrian strata in the southwestern Tarim Basin

3.1 SQ1-SQ2（玉爾吐斯組）

玉爾吐斯組沉積期是塔里木盆地?zé)N源巖形成的關(guān)鍵時期，與全球性海平面上升、缺氧事件相對應(yīng)（崔海峰等，2016；朱光有等，2016）。玉爾吐斯組相帶展布表現(xiàn)為從古陸到盆地方向平緩有序過渡，依次為潮坪、斜坡、陸棚（圖8a）。巴楚隆起（巴探5、瑪北1、和田1、和田2 井區(qū)）存在近東西向的古陸（古地貌高地），為沉積缺失區(qū)。向南水體逐漸加深，主要在巴楚隆起、麥蓋提斜坡和卡塔克隆起發(fā)育環(huán)帶狀分布的潮坪。同1 井為深灰、灰色泥質(zhì)白云巖夾灰色白云質(zhì)泥巖、棕色泥巖；方1 井為紫、褐紅色泥巖、砂巖；和4 井為泥晶云巖及硅質(zhì)藻云巖。潮坪外圍發(fā)育緩坡亞相，包括淺水緩坡和深水緩坡次相，向南邊過渡為陸棚亞相，推測延伸至塔西南坳陷一帶。

3.2 SQ3-SQ5（肖爾布拉克組）

肖爾布拉克組沉積期，塔里木盆地內(nèi)部形成了西臺東盆的沉積格局，臺地性質(zhì)為局限臺地—開闊臺地。與玉爾吐斯組相比，肖爾布拉克組碳酸鹽巖更占優(yōu)勢。該組沉積相帶由東北往西南方向依次為局限臺地、緩坡和陸棚（圖8b）。

巴楚隆起發(fā)育較大范圍的局限臺地，為云坪—灰坪相的灰色白云巖及白云巖與灰?guī)r互層，分布于方1 井、同1 井、巴探5 井，地震相特征為中高頻、中弱振幅的平行反射（田雷等，2018）。巴楚隆起至麥蓋提斜坡，沉積相帶由局限臺地逐漸過渡為緩坡，在位于隆起和斜坡的交匯區(qū)，隨著臺地的逐漸生長，從緩坡向鑲邊臺地演化過程中，淺水緩坡次相可能會形成一些小范圍的臺緣相帶，例如臺緣灘等高能相帶，地震相表現(xiàn)為中頻、強(qiáng)振幅連續(xù)反射，深水緩坡亞相地震剖面反應(yīng)為高頻、強(qiáng)振幅，根據(jù)巖相古地理分析，巖性可能為泥質(zhì)含量高的沉積物，推測為烴源巖沉積區(qū)（圖9），

3.3 SQ6-SQ7（吾松格爾組）

吾松格爾組沉積期，受同期全球海平面下降及干旱氣候條件的影響，塔里木盆地內(nèi)部臺地的性質(zhì)為蒸發(fā)臺地—局限臺地—開闊臺地。吾松格爾組相帶展布與肖爾布拉克組具有一定繼承性（圖8c）。

巴楚隆起西部發(fā)育蒸發(fā)臺地，主要分布于同1井—康2 井—方1 井—巴探5 井—瑪北1 井—和4 井—方1 井圍限的范圍之內(nèi)，巖性為灰色、褐色鹽巖、石膏巖、膏質(zhì)白云巖、白云巖、泥質(zhì)膏鹽、泥質(zhì)白云巖及云質(zhì)泥巖等，略呈不等厚互層。地震相特征表現(xiàn)為高頻、強(qiáng)振幅、高連續(xù)的平行反射（田雷等，2018）。蒸發(fā)臺地外圍，麥蓋提斜坡北部、巴楚隆起北部發(fā)育局限臺地。局限臺地外圍，麥蓋提斜坡中部發(fā)育開闊臺地。麥蓋提斜坡南部逐漸由淺水緩坡—深水緩坡過渡到陸棚。

3.4 SQ8（沙依里克組）

沙依里克組沉積期，受同期全球海平面上升的影響，塔里木板塊內(nèi)部臺地性質(zhì)主要為開闊臺地。局限臺地僅分布于康2 井—巴探5 井—瑪北1 井。其中，巴探5 井為灰色泥晶白云巖、灰質(zhì)白云巖夾褐色鹽巖。巴楚隆起發(fā)育大范圍的開闊臺地。開闊臺地南部向西南演變?yōu)榫徠隆懪铮⑾虮崩鲅筮^渡（圖8d）。

3.5 SQ9-SQ10（阿瓦塔格組）

受同期全球海平面下降及干旱古氣候條件影響，阿瓦塔格組沉積期塔里木板塊內(nèi)部臺地性質(zhì)主要為蒸發(fā)臺地—局限臺地。塔西南坳陷葉城—和田以北的臺緣帶位置是利用地震資料推測而來。巴楚隆起發(fā)育大面積的蒸發(fā)臺地，巖性為膏巖、鹽巖、膏質(zhì)白云巖、云質(zhì)膏巖、泥質(zhì)白云巖夾紫紅色含膏白云巖、云質(zhì)泥巖等。蒸發(fā)臺地向南到麥蓋提斜坡—塔西南坳陷變?yōu)閹罘植嫉木徠隆懪铮▓D8e）。

3.6 SQ11-SQ13（下丘里塔格組）

下丘里塔格組沉積期，受同期全球海平面上升影響，塔里木盆地內(nèi)部臺地性質(zhì)相變?yōu)榫窒夼_地—開闊臺地。局限臺地分布于巴楚隆起，巖性為灰色、深灰色（砂屑）白云巖、細(xì)晶白云巖及燧石結(jié)核白云巖。局限臺地向南到麥蓋提斜坡變?yōu)殚_闊臺地，到塔西南坳陷北部變?yōu)榫徠聛喯?，其中淺水緩坡范圍相對較窄，至塔西南坳陷南部則過渡為深水緩坡（圖8f）。

4 油氣勘探意義

通過巖相古地理研究，認(rèn)為塔里木盆地巴楚-麥蓋提地區(qū)主要為鑲邊碳酸鹽臺地—碳酸鹽緩坡相沉積，SQ1-SQ2 為寒武紀(jì)第一次海侵期的低位沉積，主要分布在巴楚隆起中部古陸周圍，巴楚隆起地區(qū)玉爾吐斯組為沉積缺失（朱光有等，2016；田雷等，2018；曹自成等，2021）。玉爾吐斯組沉積相主要為環(huán)帶狀分布的潮坪，推測由麥蓋提斜坡向西南相變?yōu)殛懪铩费a(bǔ)償盆地，由此沉積了一套有機(jī)質(zhì)十分豐富的黑色炭質(zhì)泥巖生油層，成為了塔里木盆地下古生界油氣藏的主力烴源巖。肖爾布拉克組沉積期，塔里木盆地展現(xiàn)了西臺東盆的沉積格局，巴楚隆起和麥蓋提斜坡均發(fā)育大面積開闊臺地的碳酸鹽巖沉積，成為了塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖第一套有利的儲集層（喬占峰等，2019）。上部吾松格爾組至阿瓦塔格組發(fā)育的膏鹽巖成為了區(qū)域蓋層，總體形成了有利的生-儲-蓋成藏組合（朱永進(jìn)等，2019；易士威等，2019；曹自成等，2021）。因此，麥蓋提斜坡發(fā)育玉爾吐斯組優(yōu)質(zhì)烴源巖、肖爾布拉克組臺緣灘白云巖儲層和吾松格爾組—阿瓦塔格組良好膏鹽巖蓋層是塔里木盆地西南部寒武系勘探領(lǐng)域形成大型油氣藏的最有利區(qū)帶。

5 結(jié)論

（1）巴楚-麥蓋提地區(qū)寒武系根據(jù)區(qū)域不整合面、巖性巖相轉(zhuǎn)換面和最大海泛面等類型，可劃分出2 個二級層序和13 個三級層序，三級層序與各個組有良好的對應(yīng)關(guān)系。

（2）受古地貌影響，玉爾吐斯組在巴楚隆起上大面積缺失，在麥蓋提斜坡上發(fā)育，玉爾吐斯組和肖爾布拉克組沉積環(huán)境主要為碳酸鹽緩坡沉積環(huán)境，向南逐漸過渡為深水盆地，吾松格爾組至下丘里塔格組沉積環(huán)境從碳酸鹽臺地逐漸過渡為深水盆地。

（3）麥蓋提斜坡玉爾吐斯組具備發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖的條件，肖爾布拉克組白云巖和沙依里克組灰?guī)r受古巖溶作用可作為有效儲層，吾松格爾組至阿瓦塔格組膏鹽巖是優(yōu)越的區(qū)域性蓋層，麥蓋提斜坡可能局部發(fā)育有小范圍高能臺緣灘，有望成為油氣儲集的有利區(qū)，綜上，塔里木盆地西南部寒武系具有良好的勘探潛力和前景。

致謝：本文在寫作過程中，得到了中石化西北局勘探開發(fā)研究院和中石化北京總院多方專家的精心指導(dǎo)和大力支持。然而，對麥蓋提斜坡的研究還有待進(jìn)一步深入，本文期望能拋磚引玉，以共同推進(jìn)該領(lǐng)域的研究進(jìn)展。三位匿名審稿專家提出的寶貴意見和建議對本文質(zhì)量的提升極為重要。在此，謹(jǐn)致以衷心的感謝！