DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2015.08.035
塔里木盆地塔中地区上奥陶统台缘带沉积特征
刘忠宝1，沈杰2，杨圣彬1，云金表1，钱一雄1，蔡习尧1
(1. 中国石化石油勘探开发研究院，北京，100083；
2. 中国石化西北油田分公司 监督中心特种作业部，新疆 轮台，841600)
摘要：通过岩芯观察、薄片鉴定及钻(测)井资料综合分析，对构成礁滩复合体的灰泥丘、骨架礁及台缘滩3种沉积类型进行识别、标定及组合对比分析，从礁、丘、滩组合类型差异的角度，结合古构造(坡度、断裂-裂缝)特征。研究结果表明：塔中地区上奥陶统台缘带礁滩相沉积具有纵向叠置迁移、横向分带及平面环带状分布的特点。其中北坡为镶边型台缘沉积可划分为4个带：丘滩宽缓坡折带、丘滩—礁滩缓坡折带、礁滩陡坡折带和礁滩—丘滩改造陡坡折带；南坡为弱镶边—无镶边台缘沉积可划分为3个带：沉积缓坡折带、断控坡折带和改造陡坡折带。
关键词：礁滩相；台地边缘；沉积相；良里塔格组；塔里木盆地
中图分类号：TE121.3 文献标志码：A 文章编号：1672-7207(2015)08-3025-07
Sedimentary characteristics of Upper Ordovician platform margin in Tazhong area of Tarim basin
LIU Zhongbao1, SHEN Jie2, YANG Shengbin1, YUN Jinbiao1, QIAN Yixiong1, CAI Xiyao1
(1. Exploration and Production Research Institute of SINOPEC, Beijing 100083, China;
2. Special Operations Department of Engineering Supervision Center,
Southwest Branch Company of SINOPEC, Luntai 841600, China)
Abstract: Through the core observation, thin section identification and comprehensive analysis of drilling and log data, three sedimentary types of mud mound, framework reefs and shoal facies on the edge of platform, which composed reef flat deposit, were recognized, calibrated and analyzed from the combination type difference of reef, mound and shoal, combining with paleostructure characteristics(slope, fault and fracture). The results show that the sedimentary of Upper Ordovician reef flat facies developed in platform margin of Tazhong area has the characteristics of longitudinal overlay migration, latitudinal zoning and zonal distribution in the plane. The braiding platform margin deposition in the north slope is divided into 4 belts: wide and gentle slope break of reef bank, gentle slope break of reef bank-reef flat, steep slope break of reef flat and modified steep slope break of reef flat-reef bank. The weak and no braiding platform margin deposition in the south slopen is divided into 3 belts: gentle depositional slope break belt, fault controlled slope break and modified steep slope break.
Key words: reef flat facies; platform margin; sedimentary facies; Lianglitage formation; Tarim basin
生物礁是碳酸盐岩中一种特殊的沉积体，其形成与地质时代、古纬度、古生态、古地貌等关系密切。它既是优质烃源岩，又可作为优质储层，往往可以形成自生自储高产油气藏。如加拿大红水礁油田、墨西哥老黄金巷油田、伊拉克基尔库克油田等均属生物礁型油田。我国鄂尔多斯、塔里木、川东北、华北、中下扬子等地区也发现了生物礁油藏[1-4]。目前，碳酸盐岩生物礁体的油气勘探研究备受关注。奥陶纪是全球性生物礁发育时期。早奥陶世造礁生物以微生物为主，以发育灰泥丘及生物层为特征；中奥陶世海绵、苔藓虫发育，骨架礁比重增大；晚奥陶世珊瑚、海绵、苔藓虫大量发育，骨架礁的发育成为主体[5-6]。塔里木盆地是我国最大的内陆含油气盆地，面积56 km2。礁滩型储集体主要发育于中奥陶世一间房组和晚奥陶世良里塔格组。从目前勘探研究来看，一间房组礁滩体主要发育于盆地西部巴楚露头区，而良里塔格组礁滩体主要发育于盆地中部塔中隆起南北两侧台缘坡折带上[7-13]，其中北坡在塔中62和塔中82等井已获得重大油气突破，但从实际钻探情况来看，北坡台缘带不同部位良里塔格组沉积、储层及含油气程度等方面存在明显差异，而南坡钻井极少，礁滩体沉积特征及台缘带展布仍存争议。为此，本文作者在前人工作基础上，通过对大量钻井的礁、滩、丘及滩间泥晶灰岩、泥灰岩等沉积微相的识别、标定及对比分析，从沉积微相组合类型差异的角度，结合古构造(坡度、断裂-裂缝)特征，对上奥陶统台缘带沉积进行了分带性划分，明确其时空分布规律，并探讨了南、北坡台缘带沉积模式差异，为今后精细储层评价预测及勘探部署提供依据。
1 奥陶纪地层特征
塔里木盆地塔中地区奥陶系自上而下依次发育下奥陶统蓬莱坝组—鹰山组，中奥陶统一间房组和上奥陶统恰尔巴克组—良里塔格组—桑塔木组。受加里东中期Ⅰ幕构造活动影响，塔中地区整体抬升，遭受剥蚀，导致T74界面之下一间房组基本剥蚀殆尽，T74界面之上恰尔巴克组沉积缺失，之后随着海平面上升，良里塔格组沉积，根据岩电组合特征，可将其自下而上划分为3段：含泥灰岩段、颗粒灰岩段和泥质条带灰岩段，总厚度为300~700 m，是礁滩复合体主要发育层位，主要分布于塔中隆起两侧台地边缘带上，岩性以礁灰岩、生屑灰岩及亮晶砂屑灰岩为主。
2 台缘礁滩相类型及特征
钻井岩芯观察、薄片鉴定分析表明，上奥陶统良里塔格组礁滩复合体按沉积类型可分为3类：灰泥丘、骨架礁和障积礁、台缘滩[7-8, 12]。
2.1 灰泥丘
灰泥丘是指以微生物及微生物作用为主建造的以灰泥组分占优势的具有丘状特征的碳酸盐岩体。塔中地区上奥陶统灰泥丘以隐藻灰岩占优势，主要有隐藻凝块石灰岩、隐藻泥晶灰岩、藻层纹石灰岩、藻核形石灰岩以及少量的藻叠层石灰岩[7-8]。如顺6井良里塔格组发育台地边缘灰泥丘沉积，造丘生物主要为隐藻类和结壳~黏结藻类，附丘生物包括腕足、棘皮、托盘类及介形虫。隐藻类为未保留实体骨骼特征的低等微体菌藻类生物，如葛万藻、表附藻等缠绕黏结灰泥。因藻腐烂而形成的窗格孔非常发育，孔隙大小不等，形态多样(图1)。此外，塔中16井4 244.3~4 293.0 m、塔中54井5 796~5 844 m、塔中161井4 360~4 382 m、4 404~4 446 m和4 502~4 528 m、塔中24井4 550~ 4 574 m、塔中26井4 382~4 402 m、塔中82井5 410~ 5 470 m、塔中86井6 250~6 325 m均发育此类灰泥丘沉积。
图1 顺6井良里塔格组灰泥丘-台缘滩沉积特征
Fig. 1 Sedimentary characteristics of mud mound and flat developed in platform margin of Shun6 well
2.2 骨架礁与障积礁
骨架礁和障积礁是礁滩复合体中最重要的组成部分。塔里木盆地奥陶系生物礁沉积以巴楚地区一间房露头剖面礁体特征最为典型，礁体按其生长序列及垂向特征可进一步细分为礁基、礁核、礁翼、礁坪、礁盖[7-8]。其中底部为生屑滩、砂砾屑滩(礁基)等高能沉积，向上为托盘类-海绵障积礁(礁核)，托盘类个体大小不一，体腔孔充填灰泥或亮晶方解石，障积物有泥晶灰岩和泥晶生屑灰岩。礁翼位于礁核的两翼，下与礁基接触，上为礁盖覆盖，侧向上变为礁间滩。
巴楚露头一间房组和塔中地区良里塔格组礁滩体的差异表现为托盘类和钙质海绵多出现于巴楚露头一间房组，珊瑚、苔藓虫、层孔虫在良里塔格组出现频率较高[5]。如北坡塔中30井良里塔格组5 004~5 057 m 井段发育多个成礁旋回，自下而上依次为珊瑚礁—粒屑滩—海绵礁。塔中35井5 538.6~5 562.6 m 井段良里塔格组发育24 m厚的苔藓虫障积礁。塔中44井良里塔格组4 845~4 926 m井段造礁生物主要为管孔藻、钙质海绵、苔藓虫、珊瑚等，可见多个骨架礁沉积旋回[14-15]。南坡中2井良里塔格组5 519.8 m见大量管孔藻及其他藻类；5 752.25~5 751.20 m井段，岩性主要为灰色亮晶砂屑灰岩。灰色亮晶含砾砂屑灰岩夹藻黏结灰岩，珊瑚—苔藓虫和腹足类化石集合体较发育，重结晶作用较强。古生物及岩电综合分析研究认为应属生物礁相沉积(图2)。
2.3 台缘滩
台地边缘水体浅、能量高，是形成浅滩的有利部位，平面上呈带状平行台地边缘展布。台缘滩具有多类型、多旋回、厚度大的特点，主要包括砂砾屑滩，鲕粒滩，生屑滩、藻屑滩等。常与生物礁成不等厚互层，作为生物礁的礁基或礁盖，构成台缘滩礁组合。如顺6井良里塔格组颗粒灰岩段6 638.17 m和6 653.77 m发育中高能鲕粒滩沉积。顺2井良里塔格组6 793~6 799 m，岩性为灰色中—厚层状亮晶砂屑灰岩、亮晶鲕粒灰岩、含鲕粒亮晶砂屑灰岩，属典型台地边缘粒屑滩沉积。
2.4 垂向组合特征
大量的岩芯、镜下薄片、钻(测)井资料综合分析表明，塔中地区良里塔格组台地边缘相垂向沉积组合序列具有多旋回、多类型的特点，表现为灰泥丘、骨架礁、粒屑滩之间的相互多旋回组合。从单个礁滩复合体来讲，自下而上微相沉积序列依次为礁基微相—礁核微相—礁坪微相—礁盖微相。
图2 中2井良里塔格组生物礁—台缘滩沉积特征
Fig. 2 Sedimentary characteristics of reef and flat developed in platform margin of Zhong2 well
3 台缘带时空分布规律
3.1 纵向叠置迁移
为了精细解剖礁滩相发育特征和分布规律，在钻井礁滩相发育段统计、标定的基础上，沿塔中北坡选取顺2—顺6—塔中86—塔中54—塔中82—塔中44—塔中161—塔中24—塔中26井剖面进行沉积微相对比分析(图3)，研究表明良里塔格组台缘礁滩相带的发育具有以下特点：1) 礁体多呈透镜状，与丘、滩间互发育；2) 礁体主要分布在良里塔格组颗粒灰岩段，下部含泥灰岩段礁体发育规模较小，上部泥质条带灰岩段仅发育零星点礁；3) 礁体垂向上多期相互叠置、横向上由北向南迁移；4) 台缘礁滩体由礁、丘、滩复合组成，在塔中北坡东段塔中44—塔中161—塔中24井一线以礁、滩复合为主；中段塔中54—塔中82井一线下部为丘、滩复合，上部为礁、滩复合为主；西段顺2—顺6—塔中86井一线以丘、滩复合为特征。
3.2 横向分带
塔中北坡按礁、丘、滩的组合方式，大致可以分为4个带(图4)：
1) 顺2井—顺6井—塔中86井—塔中88井一线丘滩宽缓坡折带，以塔中86井为例，自下而上为中低能砂屑滩—丘间海—中低能砂屑滩—滩间海—中低能砂屑滩—灰泥丘—中高能砂屑滩—滩间海—中低能砂屑滩—滩间海沉积序列；
2) 塔中85井—塔中87井—塔中54井—塔中82井丘滩(下) —礁滩(上)缓坡折带，以塔中82井为例，自下而上为丘间海—中低能砂屑滩—滩间海—中低能砂屑滩—灰泥丘—中高能砂屑滩—滩间海—礁核—礁坪—中低能生屑-砂屑滩沉积序列；
3) 塔中821井—塔中44井—塔中62井礁滩陡坡折带，以塔中44井为例，自下而上为滩间海—中低能砂屑滩—灰泥丘—丘间海—中低能砂屑滩—滩间海—中低能砂屑滩—礁核—礁坪—礁核—礁坪—中高能砂屑滩—中低能生屑~砂屑滩沉积序列；
4) 塔中242井—塔中24—塔中26—塔中76井礁滩(西段) —丘滩(东段)改造陡坡折带。自下而上，西段的塔中24井表现为由滩间海—中低能砂屑滩—礁核—礁坪—中高能砾屑滩—丘间海—礁核—礁坪—滩间海—中低能砂屑滩—灰泥丘—中高能砂屑滩—礁坪—中高能砂屑滩—中低能生屑~砂屑滩沉积序列；东段的塔中26井表现为由滩间海—中低能砂屑滩—灰泥丘—中高能砂(砾)屑滩—礁坪—中高能砂屑滩—中低能生屑~砂屑滩沉积序列。
塔中南坡依据古坡度及断裂—裂缝发育特征，可以分为3个带(图4)：
1) 西段沉积缓坡折带：主要位于卡1区块和卡2区块中2井区，过该带的TZ04-428SN线、TZ01-448SN线地质解释结果，估算的台缘古坡角分别为20°和16°，小于北坡28°(TZ 01-448SN)。与之相关的南缘断裂的断距较小(断距＜100 m)，总体呈坡度缓、宽度窄；
2) 中段断控坡折带：主要位于卡2区块东部和卡3区块西部交汇处，与塔中南缘生长断裂共存，断距相对较大，坡度较西段略陡，为断控坡折带；
3) 东段改造陡坡折带：主要分布于卡3区块东部和卡4区块，由于受塔中8号断裂、中3井断裂和塔中3号断裂等加里东晚期-海西早期的逆冲断裂改造，坡折带结构受破坏改造严重。
此外，在碳酸盐岩台地内部相对高能环境中也发育了一些规模较小的点礁，如塔中23、塔中12、中11和中13等井均见到点礁发育。
图3 塔中北坡良里塔格组沉积微相连井对比剖面
Fig. 3 Interwell correlation of Lianglitage formation sedimentary micro-facies in the north slope of Tazhong area
图4 塔中地区晚奥陶世台缘礁滩相平面分布图
Fig. 4 Distribution map of Late Ordovician reef flat facies developed in platform margin of Tazhong area
3.3 环带状分布
上奥陶统礁滩相带沿塔中隆起南、北斜坡呈环带状展布，其中北坡台缘带主体沿塔中86井—塔中45—塔中82—塔中62—塔中24—塔中26井—线分布，东西长约200 km，南北宽5~10 km。北坡台缘带向西经顺6井、顺2井再往西延伸至巴楚隆起。向东从塔中26井区延伸进入卡4区块中南部，与南坡东段礁滩相带汇合；南坡台缘带主体位于卡2区块北部，经中2井过卡1区块西南角西延至巴东2井南再往西到玛扎塔格断裂带，向东延伸从卡3区块北部至卡4区块中部与北坡坡折带汇合(图4)。
4 南、北坡台缘带类型对比
4.1 北坡镶边型台缘沉积
镶边型台地边缘带相对较窄，水体能量强，发育骨架礁、灰泥丘、粒屑滩沉积，主要分布在台缘外侧，范围窄，厚度大。对台内水体的交换阻隔较小，进入广阔的台地区，水体较深、能量较低，以细粒的泥晶灰岩和泥质灰岩沉积为主，局部发育浅滩、鲕粒滩及点礁。研究表明：塔中北坡属典型镶边台缘沉积，TZ01-448SN线地质解释，估算的台缘古坡角可达28°，为晚奥陶世高能礁滩复合体的发育提供良好古地貌条件。大量钻井研究表明，礁体主要分布在良里塔格组颗粒灰岩段，下部含泥灰岩段也有规模较小的礁体发育，顶部泥质条带灰岩段中，仅有小规模的点礁零星分布；礁体多呈透镜状，与丘、滩间互出现，礁体垂呈进积式向上多期相互叠置，横向上尚台缘斜坡由北向南迁移，以塔中821井—塔中44井—塔中62井—线礁滩复合体最为发育。
4.2 南坡弱镶边—无镶边型台缘沉积
弱镶边—无镶边型台缘沉积，水体能量较强，以沉积粒级较粗的生物碎屑灰岩、生物灰岩、鲕粒灰岩为主，进入开阔台地，沉积物同样为泥晶灰岩和泥质灰岩，沉积物由岸至海逐渐变细。研究表明：塔中南坡属弱镶边-无镶边台缘沉积，过南坡的TZ04-428SN线、TZ01-448SN线地质解释，估算的台缘古坡角分别为20°和16°，明显小于塔中北坡折带。中2井研究证实，良里塔格组颗粒灰岩段的岩石类型主要为亮晶藻团粒泥粒灰岩、含生屑泥粒灰岩为主，藻黏结灰岩、含砾屑砂(藻)屑灰岩、亮晶藻屑砂屑灰岩、亮晶生屑藻团粒鲕粒灰岩、核形石生屑藻团粒粒泥灰岩、刺毛珊瑚-苔藓虫灰岩次之。造礁生物以苔藓虫、四射珊瑚、镣珊瑚、刺毛类珊瑚、层孔虫、海绵等为主，另外，腕足、介壳、双壳、海百合、三叶虫、棘皮、瓣腮类、腹足类也较常见，藻类以努亚藻、海德藻、蠕孔藻较常见。生物种类与塔中北坡上奥陶统良里塔格组十分相似，但礁滩体发育单层厚度及累加厚度均比北坡的小，礁滩体规模小。
5 结论
1) 塔中地区上奥陶统良里塔格组礁滩体由礁、丘、滩复合而成，其沉积具有纵向叠置迁移、横向分带及平面环带状分布的特点。
2) 北坡镶边型台缘沉积可划分为4个带：丘滩宽缓坡折带、丘滩—礁滩缓坡折带、礁滩陡坡折带和礁滩—丘滩改造陡坡折带；南坡弱镶边—无镶边台缘沉积可划分为3个带：沉积缓坡折带、断控坡折带和改造陡坡折带，其中断控坡折带形成背景与北坡较相似，应更有利于礁滩储集体发育。
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(编辑 赵俊)
收稿日期：2014-08-13；修回日期：2014-11-20
基金项目(Foundation item)：国家重点基础研究发展规划(973计划)项目(2012CB214802)；国家科技重大专项(2011ZX05005)(Project (2012CB214802) supported by the National Basic Research Development Program (973 Program) of China; Project (2011ZX05005) supported by the National Science and Technology Major Program of China)
通信作者：刘忠宝，博士，高级工程师，从事层序地层、碳酸盐岩沉积与储层方面研究；E-mail：liuzb.syky@sinopec.com
