準噶爾盆地南緣西段中上組合層序地層分析

姜 雪，程 欣 （長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100）

黃 震 （防災科技學院災害信息工程系，北京 101601）

四棵樹凹陷位于準噶爾盆地南緣西段，南以托斯臺前緣斷裂和巴音溝斷裂為界，東北部以北北西走向的艾卡斷裂與車排子凸起相隔，西北部與甘家湖凸起呈過渡關系，總體走向北西西－南東東，面積約6400km2。構造上屬準噶爾盆地一部分，即北天山山前坳陷帶西段的次級負向構造單元。四棵樹凹陷具有前寒武系結晶基底及古生界基底雙層基底特征，是典型的疊合盆地[1]。古近系自下而上發育紫泥泉子組 （E1－2z）、安集海河組 （E2－3a），新近系則發育沙灣組 （N1s）、塔西河組 （N1t）、獨山子組 （N2d）。下面筆者主要研究E1－2z和N1s層序地層特征。

1 層序界面類型

1.1 不整合面

研究區E1－2z和N1s頂、底界面對應區域性角度不整合，上超、削截特征明顯；如新近系沙灣組一段 （N1s1）底界面SB5，其上上超反射終止明顯，在地震剖面上表現為一較強振幅、連續的波峰反射（見圖1）。E2－3a的底面為一個區域不整合面，在地震剖面上表現為一較強振幅的波峰反射，不整合面以下E1－2z頂部削截不整合接觸關系清楚[2]（見圖2）。

圖1 N1s1地震反射界面之上上超反射終止（A9126測線）

圖2 E2－3a地震反射界面之下削截反射終止（A8506測線）

1.2 最大湖泛面

是劃分層序內部基準面上升半旋回和基準面下降半旋回分界的關鍵界面。研究區古近系－新近系存在4個較明顯的湖泛面，如西5井的最大湖泛面Mfs1（見圖3）。最大湖泛面處巖石顏色多以還原環境下深灰、灰綠等深色調為主，巖性多為泥巖。在測井曲線上，最大洪泛面之上自然伽瑪值由低到高變化，自然電位異常幅度由大變小，最大洪泛面之下情況則正好相反。

圖3 最大湖泛面Mfs1鉆測井響應特征 （西5井）

1.3 沖刷侵蝕面

是由于較強的區域構造運動，或基準面較大幅度下降到較低位置而形成的。其上可見底礫巖，界面位于巖相類型或相組合在垂向剖面上的轉換位置，層序界面之上，地層巖性的規律性變化，如砂巖單層厚度向上變小；層序界面之下則表現為相反的地層巖性分布規律。在測井曲線上，層序界面位于大型漏斗形曲線的頂部，界面處曲線異常跳躍明顯。如卡9井SB6層序界面即為沖刷面 （見圖4）。

圖4 SB6層序界面之上沖刷侵蝕不整合面鉆測井響應特征 （卡9井）

2 層序地層格架

通過上述分析，結合區域地震、鉆井層序對比，將E1－2z和N1s各劃分出1個長期旋回層序，分別為ELSC1和NLSC1，其中ELSC1長期旋回層序有3個中期旋回，自下而上分別為EMSC1、EMSC2、EMSC3；而NLSC1長期旋回層序自下而上由NMSC1、NMSC2、NMSC3三個中期旋回層序組成，層序界面自下而上為SB1至SB8。

2.1 長期基準面旋回

1）長期旋回ELSC1層序對比格架 長期旋回ELSC1基本對應E1－2z。E1－2z沉積時期，整體上的氣候背景以溫暖潮濕為主，但期間存在間歇性的干旱時段，加之此時古地形梯度較小，湖泊水體淺，區域大部表現為氧化環境，局部時段由于氣候干旱而出現鈣質結核層，沉積供應速率逐漸增加，A／S從大于1逐漸變化到小于1，整個長期旋回層序表現為弱進積－退積－加積－弱進積的地層疊加樣式。

2）長期旋回NLSC1層序對比格架 對應于新近系N1s沉積時期，氣候干旱，降水的補給整體上表現為幕式間歇性的特點，而且凹陷內大范圍供水過程較為短暫，表現為近源暫時性河流，發育以河流侵蝕作用所帶來的前期沉積巖為物源的河流、三角洲及濱淺湖相。此時期古地形梯度小，地形較為平緩，盆淺湖擴，沉積物整體以氧化色調為主，湖泊區地表徑流補給不足地區廣泛發育蒸發巖沉積，而在盆地北部邊緣地表徑流補給充分地區主要發育以淡水三角洲為主的沉積。在這種氣候背景條件下，造成整個長期基準面旋回層序呈現出弱進積－強進積－退積－加積－弱進積的沉積作用特點[3－4]。

2.2 中期基準面旋回

1）EMSC1中期旋回層序對比格架 對應于E1－2z下段，底部與下伏白堊系呈角度不整合接觸關系。該層序地層在研究區分布范圍極其有限。基準面上升半旋回不發育，以下降半旋回為主，旋回不對稱性明顯。剖面上向上逐漸形成了一套由砂泥巖互層的沉積序列，沉積相由濱淺湖砂泥坪向泥坪轉變。

2）EMSC2中期旋回層序對比格架 對應于E1－2z中段，頂部與上覆地層呈角度不整合接觸關系。研究區內分布范圍較EMSC1略有擴大，西5井、西湖1井和獨山1井可見本層序旋回。基準面上升半旋回較EMSC1增厚，但仍小于下降半旋回。沉積方式顯示出由西5井～西湖1井退積－加積的三角洲前緣水下分流河道－河口砂壩沉積。

3）EMSC3中期旋回層序對比格架 對應于E1－2z上段，頂部與上覆地層呈角度不整合接觸關系。在研究區內廣泛分布。研究工區內基準面下降半旋回厚度明顯大于上升半旋回厚度。發育辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體，沉積方式顯示出由盆地邊緣向中心卡9井～四參1井，卡北1井～卡7井、西4～西參2井方向進積－退積－加積－進積的三角洲平原分支河道－三角洲前緣水下分流河道－河口壩沉積。

4）NMSC1中期旋回層序對比格架 該中期旋回位于N1s下段，與下伏地層呈角度不整合接觸關系。在研究區分布于西湖背斜和獨山子背斜處，卡因迪克地區缺失該段旋回層序地層。研究工區內基準面下降半旋回厚度與上升半旋回厚度相等，旋回對稱性明顯。在垂直于物源剖面 （獨2井～四參1井剖面）上，從東南至西北發育了辮狀河沉積、辮狀河三角洲沉積，以三角洲前緣中的水下分流河道砂體、河口壩砂體最為發育。順物源方向 （卡北1井～西5井剖面），從北東至西南發育辮狀河～辮狀河三角洲沉積。整體表現為水下分流河道發育，辮狀河三角洲河道砂體與平原相褐色泥巖交互沉積。盆地邊緣向中心獨2井～獨深1井、西4井－西參2井疊層疊置樣式表現出加積－弱進積疊加。

5）NMSC2中期旋回層序對比格架 對應于N1s中段，與下伏地層呈角度不整合接觸關系。研究區內該段層序地層廣泛分布，卡因迪克背斜、西湖背斜、獨山子背斜均可見本層序旋回。基準面旋回以下降半旋回為主，上升半旋回和下降半旋回不對稱性明顯。垂直物源方向 （獨2井～四參1井剖面），NMSC2層序旋回從東南至西北發育了湖泊－三角洲－河流相沉積，以三角洲前緣中的水下分流河道砂體、河口壩砂體最為發育，如卡10井、卡8井、卡6井、西5井、西4井等均可見水下分流河道砂體、河口壩砂體。獨山子地區巖性粒度粗，分選差，發育扇三角洲沉積體系。順物源方向 （卡北1井～西5井剖面），砂體主要為河流相中的河道砂體；三角洲平原的分流河道砂體；三角洲前緣的水下分流河道砂體、河口壩砂體，但砂體連通性較差，部分地區 （如卡6井、卡8井、卡東1井）出現膏泥巖層。沉積方式從盆地邊緣到中心卡北1井～卡7井、獨2井～獨深1井呈現出退積－加積的濱淺湖砂泥坪－砂壩疊加樣式。

6）NMSC3中期旋回層序對比格架 對應于N1s上段，與上覆地層呈角度不整合接觸。該中期旋回層序分布范圍和展布規律與NMSC2基本一致，卡因迪克背斜、西湖背斜、獨山子背斜均可見本層序旋回，厚度變化不大，厚度較NMSC2略薄，平均為150m。基準面上升半旋回與下降半旋回厚度基本相等，表現出對稱性。垂直于物源方向剖面 （獨2井～四參1井剖面）上，與NMSC2旋回層序相比基本一樣，從東南至西北仍然發育湖泊～三角洲－河流相沉積，以三角洲前緣中的水下分流河道砂體、河口壩砂體最為發育。順物源方向 （西湖1井～卡北1井剖面），主要發育濱淺湖相膏泥巖沉積；而在地表徑流補充區域，造成湖水淡化，沉積物的充分供應，發育三角洲沉積。盆地邊緣到中心沉積方式由濱淺湖相膏泥巖加積轉化為三角洲前緣河口壩－水下分流河道的進積沉積[5]。

3 結 論

（1）對四棵樹凹陷E1－2z和N1s進行高分辨率層序地層學研究，識別出2個長期旋回和6個中期旋回，具有區域等時對比意義。

（2）運用旋回等時對比法則對各井基準面旋回聯井對比分析得出，中期基準面旋回呈現出加積－進積的濱淺湖－三角洲前緣河口壩－水下分流河道堆積疊加、退積－加積濱淺湖砂泥坪及砂壩疊加樣式、進積－退積－加積－進積的三角洲平原分支河道－三角洲前緣水下分流河道－河口壩地層疊加樣式。

（3）各中期旋回內部以較厚水下分流河道、河口壩砂體發育為特征，這些砂體與前三角洲泥巖呈指狀交叉可構成良好的生儲蓋組合，易于尋找一些巖性油氣藏。

[1]孟元庫，施發劍，汪新文 .準噶爾盆地南緣四棵樹凹陷構造變形特征分析 [J].寧波大學學報，2012，32（4）：615-624.

[2]鄧宏文，王洪亮，李熙喆 .層序地層基準面的識別、對比技術及應用 [J].石油與天然氣地質，1996，17（3）：177-184.

[3]李鳳杰，王多云，張慶龍.鄂爾多斯盆地隴東地區延長組沉積相特征與層序地層分析 [J].沉積學報，2006，24（4）：549-554.

[4]楚美娟，郭正權，白嫦娥 .鄂爾多斯盆地延長組長8油層組沉積及其演化特征 [J].石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2012，34 （2）：13-19.

[5]莊新明 .準噶爾盆地四棵樹凹陷石油地質特征及勘探方向 [J].新疆地質，2006，24（4）：429-433.