伊拉克-伊朗地區侏羅紀—白堊紀構造-沉積演化特征

王 歡，劉 波，石開波，劉航宇，韓 波

（1.中國地質大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083；2.波鴻魯爾大學地質學、礦物學、地球物理學學院，德國波鴻44801；3.北京大學地球與空間科學學院，北京 100871；4.中國石油集團測井有限公司技術中心，西安 710077）

0 引言

根據《BP 世界能源統計2020》，截至2019 年，中東地區石油探明儲量在全球總量的占比為48.1%，天然氣占比為38.0%。中東地區豐富的油氣資源與其地質歷史時期長期處于特提斯構造域密切相關，侏羅系及白堊系均為中東地區最重要的儲層，其沉積于阿拉伯板塊被動陸緣的異常寬緩的淺海陸架之上，埋藏深度淺、沉積厚度大且側向連續性好［1-2］。前人關于阿拉伯板塊區域地質研究取得了豐富的成果，明確了自前寒武紀以來的大地構造演化及巨層序等時格架下的沉積演化特征［3-4］。針對伊拉克-伊朗地區，集中研究了美索不達米亞平原及阿巴丹平原的構造演化過程［5-8］，重點分析了晚白堊世沉積演化特征［9-12］，深化了對層序、沉積及成巖三者耦合關系及其對儲層控制作用的研究［13-16］，但以上多為針對單個油田的研究，缺少對伊拉克-伊朗地區的區域性探索，尤其對中侏羅世巴柔期—晚白堊世康尼亞克期沉積演化及沉積模式缺乏系統認知。此外，區域構造-沉積演化對生、儲、蓋等地質要素的時空配置關系及油氣分布也具有重要影響［17-19］，中東地區侏羅紀—白堊紀構造-沉積演化控制了含油氣系統及成藏組合［6，20-21］。

基于前人研究成果及相關油田資料，分析伊拉克-伊朗地區中侏羅世巴柔期—晚白堊世康尼亞克期構造-沉積演化過程，以超層序為等時單位，綜合研究中侏羅世巴柔期—早白堊世阿爾布期構造對沉積演化的控制作用并建立沉積演化模式；以三級層序最大海泛面及不整合面為界，對伊拉克-伊朗地區典型油田早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期地層進行等時對比并建立沉積演化模式；結合晚白堊世以來阿拉伯板塊東北部構造演化特征，分析伊拉克-伊朗地區構造-沉積演化對侏羅系及白堊系—新近系2 個主要含油氣系統的影響，以期對伊拉克-伊朗地區區域構造-沉積研究及油氣分布預測奠定理論基礎。

1 區域地質背景

伊拉克地區構造上自北東向南西劃分為逆沖推覆帶、褶皺沖斷帶（強烈褶皺帶、輕微褶皺帶）、美索不達米亞平原，以及塞勒曼構造帶和魯特拜構造帶，其中美索不達米亞平原進一步劃分為幼發拉底次級構造帶、底格里斯次級構造帶及南部的祖拜爾次級構造帶［22-23］。伊朗地區構造上自北東向南西至兩伊邊界劃分為中伊朗陸塊、薩南達季—錫爾詹構造帶、高角度扎格羅斯帶、盧里斯坦及利茲構造帶、迪茲富勒灣和阿巴丹平原（圖1）［24-25］。本文伊拉克-伊朗地區是指伊拉克東南部美索不達米亞盆地及伊朗西南部扎格羅斯盆地的結合區域，主要為美索不達米亞平原及阿巴丹平原（圖1）。

前寒武紀至今，伊拉克-伊朗地區始終處于阿拉伯板塊東北部，其構造特征與阿拉伯板塊東北部構造演化密切相關，受古特提斯洋及新特提斯洋開啟—閉合過程影響，經歷了內克拉通盆地、弧后裂陷盆地、被動陸緣及活動陸緣等4 個階段［3］。①前寒武紀至晚志留世（610～364 Ma），隨著岡瓦納大陸北部微陸塊逐漸裂開，古特提斯洋張開伊始，位于岡瓦納大陸東北緣的阿拉伯板塊處于穩定的內克拉通背景。②晚志留世至中二疊世（364～255 Ma），古特提斯洋閉合，受海西期造山運動的影響，阿拉伯板塊為拉張背景下的弧后裂陷盆地，并由3 條SW—NE 向構造弧控制次盆的分布［26］。③中二疊世至晚白堊世（255～92 Ma），受新特提斯洋開啟—擴張—收縮的影響，阿拉伯板塊東北部整體處于被動陸緣環境。其中晚二疊世—早侏羅世（255～182 Ma），隨著新特提斯洋開啟，薩南達季—錫爾詹陸塊及中伊朗陸塊與阿拉伯板塊逐漸分離，被動陸緣開始形成，在拉張背景下出現美索不達米亞盆地雛形，同時古特提斯洋向東北俯沖至歐亞板塊之下并逐漸收縮消亡［3，23］。早侏羅世—晚侏羅世（182～149 Ma），新特提斯洋持續擴張，阿拉伯板塊東緣進一步拉伸并形成熱沉降，與Bitlis 等微陸塊之間形成裂谷，同時板塊北部地中海逐漸開啟發生熱沉降，阿拉伯板塊整體向北傾斜［3，23］。晚侏羅世—晚白堊世中土倫期（149～92 Ma），隨著阿拉伯板塊北部地中海持續擴張，東北部南新特提斯洋以及東南部印度洋的開啟，形成了北部、東北部及東南部沉降被動陸緣。南、中大西洋的張開及快速擴張，推動非洲-阿拉伯板塊向東北方向運動，促進了新特提斯洋快速向歐亞板塊俯沖及洋內俯沖。值得注意的是，南、中大西洋的快速擴張引起非洲板塊中部剪切應力向阿拉伯板塊傳遞，導致阿拉伯板塊西部構造隆起，使得阿拉伯板塊由向北傾斜轉為向東傾斜，對早白堊世沉積格局產生了重要影響［3，23］。晚白堊世中土倫期—坎潘期（92～72 Ma），南新特提斯洋閉合，微陸塊仰沖到阿拉伯板塊之上，新特提斯洋快速收縮，阿拉伯板塊東北部由被動陸緣轉為活動陸緣［3，23］。④晚白堊世（92 Ma）至今，隨著新特提斯洋的關閉，阿拉伯板塊東北部經歷了多期蛇綠巖發育的洋陸俯沖及托羅斯—扎格羅斯造山帶形成的陸陸碰撞，處于活動陸緣［3］。

圖1 伊拉克-伊朗地區現今構造分帶及主要油田分布［23-25］Ⅰ.逆沖推覆帶；Ⅱ1.強烈褶皺帶；Ⅱ2.輕微褶皺帶；Ⅲ1.底格里斯次級構造帶；Ⅲ2.幼發拉底次級構造帶；Ⅲ3.祖拜爾次級構造帶；Ⅳ.塞勒曼構造帶；Ⅴ.魯特拜構造帶；Ⅰ'.中伊朗陸塊；Ⅱ'.薩南達季—錫爾詹構造帶；Ⅲ'.高角度扎格羅斯帶；Ⅳ'.盧里斯坦構造帶；Ⅴ'.利茲構造帶；Ⅳ'.迪茲富勒灣構造帶；Ⅶ'.阿巴丹平原Fig.1 Present tectonic zoning and distribution of main oil fields in Iraq-Iran area

2 層序地層與沉積相特征

Sharland 等［3］將阿拉伯板塊寒武系—第四系劃分為11 個巨層序，其中在中侏羅統至上白堊統識別出AP7—AP9 等3 個巨層序［圖2（a）］。中—晚侏羅世發育AP7 巨層序，自伊拉克西部隆起區向東部兩伊邊界，由淺水陸架碳酸鹽巖過渡為深水泥質灰巖沉積。晚侏羅世末伊拉克-伊朗地區以厚層蒸發巖夾薄層淺水碳酸鹽巖沉積為主；晚侏羅世末—晚白堊世初發育AP8 巨層序，伊拉克經歷了海相碳酸鹽巖于碎屑巖為主—海相碳酸鹽巖的沉積演化過程，而伊朗整體處于碳酸鹽巖深水盆地環境，該階段阿拉伯板塊東西兩側的構造活動對沉積相演化具有重要作用；晚白堊世發育AP9 巨層序，伊拉克-伊朗地區從淺水碳酸鹽巖過渡為深水泥質灰巖沉積，僅在伊拉克中西部發育淺水陸架碳酸鹽巖沉積，構造活動及相對海平面變化共同控制了該時期的沉積演化及分布［22］。

圖2 伊拉克-伊朗地區中侏羅統—上白堊統層序地層特征（a）伊拉克-伊朗地區中侏羅世—晚白堊世地層綜合柱狀圖（據文獻［22］修改）；（b）阿拉伯地區晚白堊世相對海平面變化及三級層序劃分（據文獻［14］修改）；（c）伊拉克東南部早白堊世阿爾布期-晚白堊世康尼亞克期三級層序劃分；（d）伊朗西南部早白堊世阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期三級層序劃分（據文獻［22］修改）。Disc.1.早森諾曼期不整合面；Disc.2.中森諾曼期不整合面；Disc.3.森諾曼期—土倫期不整合面；Disc.4.中土倫期不整合面；Disc.5.康尼亞克期—圣通期不整合面Fig.2 Sequence stratigraphic characteristics of Middle Jurassic to Upper Cretaceous in Iraq-Iran area

以Ahdeb 油田為例（參見圖1），根據巖性及測井曲線變化特征自阿爾布階至康尼亞克階共識別出5 個三級層序，海侵體系域以泥晶灰巖及生屑粒泥灰巖為主，夾少量生屑泥粒灰巖及生屑砂屑顆粒灰巖，高位體系域以生屑泥粒灰巖及生屑砂屑顆粒灰巖為主。其中SQ2，SQ3a 及SQ5 為生屑泥粒灰巖及生屑砂屑灰巖發育的三級層序，SQ1，SQ3b 及SQ4 整體厚度較薄，生屑泥粒灰巖及生屑砂屑灰巖厚度相對減薄（圖3）。中東地區同期地層在不同國家的油田命名不同，尤其是上白堊統［圖2（a）］。本文以三級層序為單位將伊拉克-伊朗地區白堊系上阿爾布階—康尼亞克階進行等時性對比劃分，并討論沉積演化［圖2（c）—（d）］。依據白堊紀海平面相對變化，在早白堊世末晚阿爾布期—早白堊世康尼亞克期共識別出5 個重要的三級層序界面，自下而上分別為早森諾曼期不整合面（Disc.1）、中森諾曼期不整合面（Disc.2）、森諾曼期—土倫期不整合面（Disc.3）、中土倫期不整合面（Disc.4）及康尼亞克期—圣通期不整合面（Disc.5），并分別對應最大海泛面K110—K150［圖2（b）］［3，14，27］。伊拉克東南部晚阿爾布階至康尼亞克階為Mauddud 組、Ahmadi組、Rumaila 組、Mishrif 組及Khasib 組，其中Maud‐dud 組及Ahmadi 組分別對應三級層序SQ1及SQ2，Rumaila 組和Mishrif 組對應3 個三級層序SQ3a，SQ3b 及SQ4，Khasib 組對應三級層序SQ5［圖2（c）］。伊朗同期地層為Sarvak 組及Laffan 組，其中Sarvak組下段及中段分別對應三級層序SQ1 及SQ2，上段識別出2 個三級層序SQ3 和SQ4，Laffan 組對應三級層序SQ5［14］。在伊拉克東南部比伊朗西南部可多識別出最大海泛面K135，這可能與兩地區構造差異及后期剝蝕作用有關。

圖3 伊拉克Ahdeb 油田阿爾布階—康尼亞克階綜合柱狀圖Fig.3 Comprehensive stratigraphic column of Albian to Campanian in Ahdeb Oilfield，Iraq

3 巴柔期（J2）—提塘期（J3）構造-沉積演化特征

中—晚侏羅世，伊拉克-伊朗地區位于Gotinia局限盆地，此時新特提斯洋向東北俯沖，阿拉伯板塊東北部Bitlis 等微陸塊初始裂開，微陸塊阻礙了Gotinia 盆地與新特提斯洋的海水溝通，同時盆地周緣存在隆起，導致盆地與開闊海水周期性隔離，盆地在微弱的拉伸作用下持續沉降，先后形成了靜海相的深水烴源巖及厚層蒸發巖。

巴柔期—巴通期（AP7-超層序Ⅰ），相對海平面呈震蕩性持續上升［圖4（a）］，阿拉伯板塊東部逐漸被淹沒。伊拉克-伊朗地區位于Gotinia 盆地中部，發育Sargelu 組深水碳酸鹽巖沉積，盆地西側伊拉克東部塞勒曼構造帶及盆地東側靠近新特提斯洋的伊朗中部為淺水碳酸鹽巖沉積（Muhaiwir 組和Surmeh 組下段）［圖4（b）］［22-23］，此時盆地西部邊緣呈碳酸鹽巖緩坡模式，Muhaiwir 組處于淺水內緩坡環境，向盆地中心過渡為中緩坡及外緩坡［圖5（a）］；盆地東部Surmeh 組下段具有相似沉積特征。卡洛夫期—牛津期（AP7-超層序Ⅱ），相對海平面持續上升，水深可達100～200 m，此時，伊拉克-伊朗地區在缺氧環境中沉積了Naokelekan 組富含有機質的深水泥頁巖，盆地東西邊緣分別為Najmah 組和Surmeh 組上段的淺水白云質灰巖沉積［圖4（c）］［22-23］，此時盆地西部邊緣處于碳酸鹽巖臺地模式，在臺地邊緣可見狹窄鮞粒灘及生物建造，在灘后形成了廣泛的潟湖相白云質灰巖沉積，Najmah 組大部分處于臺地內潟湖相，向盆地中心經臺地邊緣淺灘相過渡為深水盆地相［圖5（b）］，盆地東側Surmeh 組上段具有相似沉積特征。欽莫利期—提塘期（AP7-超層序Ⅲ），受南新特提斯洋的初始拉開影響，海平面逐漸下降，水體變淺，同時拉張作用導致Gotinia 盆地發生廣泛而持續的沉降，此時伊拉克及伊朗西南部的Gotnia 組及同期伊朗中部的Hith 組為相對閉塞環境中沉積的厚層蒸發巖［圖4（d）］［22-23］，此時伊拉克-伊朗地區整體被蒸發巖充填［圖5（c）］。

圖4 伊拉克-伊朗地區中—晚侏羅世構造-沉積演化特征Fig.4 Tectonic-sedimentary evolution characteristics of Middle-Late Jurassic in Iraq-Iran area

圖5 伊拉克-伊朗地區中—晚侏羅世沉積演化模式Fig.5 Sedimentary evolution models of Middle to Later Jurassic in Iraq-Iran area

綜上，中侏羅世巴柔期—晚侏羅世提塘期，阿拉伯板塊東北部為一個巨大的碳酸鹽巖斜坡，相對海平面呈現周期性變化。盡管海平面升降絕對量變化不大，但由于地勢平緩，由海平面升降引起的海侵和海退導致了沉積環境的巨大變化。早—中侏羅世的海侵，導致阿拉伯板塊大部分地區被海水覆蓋。在伊拉克-伊朗地區Gotinia 盆地中發育深水碳酸鹽巖與泥頁巖沉積，晚侏羅世末逐漸海退，阿拉伯板塊東北部為正在蒸發的“平底鍋”，沉積厚層蒸發巖。盆地兩側邊緣沉積由碳酸鹽巖緩坡演化為碳酸鹽巖臺地，并最終被厚層蒸發巖充填。

4 白堊紀構造-沉積演化特征

4.1 早白堊世構造-沉積演化特征

早白堊世，隨著南新特提斯洋張開，Bitlis—Bisi‐toun 微陸塊與阿拉伯板塊分離，發育放射蟲及玄武巖，說明存在南新特提斯洋洋盆。伊拉克-伊朗地區繼承了晚侏羅世Gotnia 局限盆地構造格局，演變為Balambo-Garau 半局限盆地。南、中大西洋的快速擴張引起非洲板塊中部剪切應力向阿拉伯板塊傳遞，導致阿拉伯板塊西部構造隆起并強烈剝蝕，成為碎屑巖沉積的物源。隨后海平面的上升及陸源碎屑的減少，碎屑巖之上均被碳酸鹽巖超覆，構成了伊拉克早白堊世2 期重要的碎屑巖-碳酸鹽巖沉積旋回［3，22］。

貝利阿斯期—瓦蘭今期（AP8-超層序Ⅰ），伊拉克自西向東依次發育內緩坡砂巖相（已被剝蝕）、Ratawi 組內緩坡潟湖相及Yamama 組淺水陸棚碳酸鹽巖相，伊拉克東緣及相鄰伊朗地區處于Balambo-Garau 內陸棚盆地中，沉積了Balambo/Garau 組厚層炭質頁巖夾薄層泥質灰巖［圖6（a），（b1）］，內陸棚盆地沉積持續至晚白堊世康尼亞克期。此時受微弱鹽丘活動影響發生差異抬升，為碳酸鹽巖差異緩坡模式［28］，西部為包括潮坪相砂巖、潟湖相泥灰巖及淺海鮞粒灘的內緩坡，向東經過以藻類-海綿生物碎屑灘為主的中緩坡，進入深水盆地相發育的外緩坡［圖7（a）］；歐特里夫期—阿普特期（AP8-超層序Ⅱ），發育第一期碎屑巖—碳酸鹽巖沉積旋回［圖6（b2）］。其中歐特里夫期—巴雷姆期（AP8-超層序Ⅱ下段），隨著南大西洋的開啟，阿拉伯板塊西部構造隆起并強烈剝蝕［4］，在伊拉克大部分區域發育Zubair 組三角洲沉積，自西向東由河流相/三角洲平原相，依次過渡為三角洲前緣相及前三角洲相，伊拉克北部及相鄰伊朗區域處于內陸棚盆地中，由盆地邊緣的開闊海陸棚相向盆地中心的深海頁巖相過渡［圖6（c）］，為河流三角洲沉積。西部為廣闊的三角洲平原砂巖、泥巖與煤層的交互沉積，向東經三角洲前緣砂過渡為厚層前三角洲泥巖沉積（含三角洲前緣席狀砂）［圖7（b1）］。阿普特期（AP8-超層序Ⅱ上段），相對海平面上升，Shu'aiba 組淺水碳酸鹽巖向東進積并超覆到Zubair 組碎屑巖之上［圖6（b2），（d）］，為碳酸鹽巖低角度單斜緩坡沉積。西部內緩坡包括潟湖泥灰巖、淺海碳酸鹽巖及邊緣厚殼蛤灘，向東經過沉積藻類-海綿生物碎屑灘的中緩坡，進入深水盆地相發育的外緩坡［圖7（b2）］。阿爾布期（AP8-超層序Ⅲ），此時期沉積格局與超層序Ⅱ相似，為早白堊世第2 期碎屑巖-碳酸鹽的沉積旋回。隨著中大西洋的開啟，阿拉伯板塊由向南運動轉為向北漂移［29］，阿拉伯板塊西部持續隆起，板塊向東傾斜［4］，加之阿爾布期全球范圍內相對海平面下降［27］，伊拉克大部分地區沉積Nahr Umr 組碎屑巖，自西向東依次沉積三角洲平原/河流相、三角洲前緣相及前三角洲相［圖6（e）］；晚阿爾布期，碳酸鹽巖沉積向西進積并超覆于碎屑巖之上，發育了Mauddud 組厚層碳酸鹽巖沉積［圖6（b3），（f）］，該時期沉積模式演化與超層序Ⅱ一致，由河流三角洲模式演化為碳酸鹽巖單斜緩坡［圖7（c1）—（c2）］。

圖6 伊拉克-伊朗地區早白堊世構造-沉積演化特征（據文獻［22］修改）（a）早白堊世貝里阿斯期—瓦蘭今期沉積相平面圖；（b1）早白堊世貝里阿斯期—瓦蘭今期地層-沉積相剖面圖；（b2）早白堊世貝里阿斯期—阿普特期地層-沉積相剖面圖；（b3）早白堊世貝里阿斯期—阿爾布期地層-沉積相剖面圖；（c）早白堊世歐特里夫期—阿普特期沉積相平面圖；（d）早白堊世阿普特期沉積相平面圖；（e）早白堊世早—中阿爾布期沉積相平面圖；（f）早白堊世晚阿爾布期沉積相平面圖Fig.6 Tectonic-sedimentary evolution characteristics of Early Cretaceous in Iran-Iraq area

圖7 伊拉克-伊朗地區早白堊世沉積演化模式（a）貝里阿斯期—瓦蘭今期（超層序Ⅰ）；（b1）歐特里夫期—阿普特期（超層序Ⅱ下段）；（b2）阿普特期（超層序Ⅱ上段）；（c1）阿爾布期（超層序Ⅲ下段）；（c2）晚阿爾布期（超層序Ⅲ上段）Fig.7 Sedimentary evolution models of Early Cretaceous in Iraq-Iran area

綜上所述，早白堊世沉積演化的控制因素發生了變化，主要由兩期碎屑巖-碳酸鹽巖的沉積旋回構成，其中碎屑巖沉積與南大西洋與中大西洋的開啟和擴張引起的阿拉伯板塊西部周期性隆起及剝蝕有關，而后相對海平面變化，碳酸鹽巖沉積向西超覆到碎屑巖之上。早白堊世沉積模式由早期差異碳酸鹽緩坡模式，受構造隆起及相對海平面變化影響，演化為2 期交互出現的河流三角洲沉積模式和碳酸鹽巖單斜緩坡模式。

4.2 早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期構造-沉積演化特征

晚白堊世，阿拉伯板塊處于赤道附近，為碳酸鹽巖的廣泛沉積提供了充分條件。森諾曼期，由于基底構造活動導致伊拉克-伊朗地區基底斷層及前寒武鹽丘重新活動，差異沉降形成了伊拉克中部的納賈夫/魯邁拉內陸棚盆地，在伊拉克東南部及伊拉克-伊朗地區形成了內陸棚盆地相及淺水碳酸鹽巖相共同發育的沉積格局（圖8）［11，13，30-34］。由于伊拉克-伊朗地區各油田上白堊統存在同名異相現象（圖9—10），故以三級層序為等時單位，討論伊拉克-伊朗地區上阿爾布階至中土倫階沉積演化特征及模式（圖11—12）。

圖9 伊拉克-伊朗地區早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期地層NW-SE 向沉積相連井剖面圖Fig.9 Facies profile of NW-SE trending in Early Cretaceous late Albian to Late Cretaceous Coniacian in Iraq-Iran area

（1）晚阿爾布期—早森諾曼期（SQ1）。對應伊拉克東南部Mauddud 組及伊朗西南部Sarvak 組下段［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K110［3］。該時期地層覆蓋了伊拉克大部分地區，在伊拉克-伊朗地區沉積厚度達到最大，向西部厚度逐漸變薄并尖滅［圖6（b3）］［30］。該時期伊拉克西部納賈夫內陸架盆地初始發育，東南部伴隨Tikrit—Amara 古構造隆起，沿古隆起走向發育相對較薄且范圍較小的淺海生屑灘［圖8，11（a）］。該時期構造活動使得基地斷層重新活動，同時內陸棚盆地初始發育，厚層碳酸鹽巖沉積向西超覆于碎屑巖之上，伊拉克-伊朗地區整體處于單斜緩坡，內緩坡為淺海碳酸鹽巖相及內陸棚盆地相，中緩坡局部發育淺海生屑灘相，外緩坡以深水盆地相為主［圖12（a）］。

圖10 伊拉克-伊朗地區晚白堊世森諾曼期—土倫期SW—NE 向沉積相連井剖面Fig.10 Facies profile of SW-NE trending in Late Cretaceous Cenomanian to Turonian in Iraq-Iran area

（2）早—中森諾曼期（SQ2）。對應伊拉克東南部Ahmadi 組及伊朗西南部Sarvak 組中段［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K120［3］。伊拉克-伊朗地區各個油田的該期地層有不同的命名（圖9—10）。該時期縱向上由深海—半深海碳酸鹽巖相向上演化為淺海碳酸鹽巖相、淺海生屑灘（厚殼蛤灘）及潟湖相，生屑灘厚度相對較薄（圖9—10）。平面上自南西至北東向相變明顯，伊拉克中部內陸棚盆地繼續發育且范圍有所擴大，沉積內陸棚盆地相，向東部Tikrit—Amara 古構造隆起位置，經深海—半深海、淺海相過渡為淺海生屑灘相及潟湖相，此時淺海生屑灘范圍增大，且在生屑灘中沉積潟湖相，局部可見厚殼蛤點灘［圖11（b）］。隨著南新特提斯洋及新特提斯洋的收縮，構造擠壓使得伊拉克-伊朗地區基底斷層持續活動，同時伴隨前寒武系鹽丘的重新活動，構造差異升降明顯，萌生碳酸鹽巖臺地。此時碳酸鹽巖沉積速率大于相對海平面上升速率，可容納空間由臺地中部向東西邊緣逐漸減小，沉積環境由臺地中間潟湖相向兩側淺灘相過渡，淺灘相向西部內陸棚盆地及東部半局限盆地方向進積，臺地邊緣淺灘范圍擴大，隨后相對海平面快速上升，整體處于淹沒臺地背景，形成淹沒不整合面［圖12（b）］。

圖11 伊拉克-伊朗地區早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世中土倫期沉積演化特征Fig.11 Sedimentary evolution characteristics of Early Cretaceous late Albian to Late Cretaceous middle Turonian in Iraq-Iran area

圖12 伊拉克-伊朗地區早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期沉積演化模式Fig.12 Sedimentary evolution models of Early Cretaceous late Albian to Late Cretaceous Coniacian in Iraq-Iran area

（3）晚森諾曼期—中土倫期（SQ3—SQ4）。對應伊拉克東南部Rumaila 組至Mishrif 組及伊朗西南部Sarvak 組上段［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K130—K140［3，13］。此時伴隨內陸棚盆地的碳酸鹽巖臺地沉積格局基本形成，縱向上由深海—半深海相向上演化為淺海相、淺海生屑灘（厚殼蛤灘）及潟湖相，其中淺海生屑灘、厚殼蛤灘厚度明顯增加（圖9—10）。平面上自南西至北東向相變明顯，伊拉克中部內陸棚盆地垂向持續加深，平面范圍有所減小，繼續發育內陸棚盆地相，向東部Tikrit—Amara 古構造隆起位置，經深海—半深海相、淺海相過渡為淺海生屑灘相和厚殼蛤灘相，此時淺海生屑灘及厚殼蛤灘相范圍持續增大，在厚殼蛤灘中沉積潟湖相［圖11（c）］。隨著南新特提斯洋及新特提斯洋趨于閉合，在此擠壓環境中構造差異升降持續，納賈夫/魯邁拉內陸棚盆地沉降至最深，在內陸棚盆地西側呈緩坡背景，東側呈典型碳酸鹽巖臺地。此時碳酸鹽巖沉積速率遠大于相對海平面上升速率，可容納空間有限，導致淺灘相快速向內陸棚盆地相及深水盆地進積，淺灘相垂向厚度及平面范圍均快速增加，僅在臺地中部可見小范圍潟湖相，形成了碳酸鹽巖緩坡+臺地的沉積背景［圖12（c）］，此時期的淺灘相及厚殼蛤灘相為伊拉克-伊朗地區上白堊統儲層發育的重要環境。

（4）中土倫期—康尼亞克期（SQ5）。對應伊拉克東南部Khasib 組及伊朗東南部的Laffan 組［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K150［3］。此時，伴隨內陸棚盆地的碳酸鹽巖臺地沉積格局消失，縱向上由深海—半深海相向上演化為淺海相、淺海生屑灘及潟湖相，其中淺海生屑灘厚度減小，潟湖相呈薄層（圖9）。平面上自南西至北東向相變明顯，伊拉克中部內陸棚盆地影響減弱，以潟湖相為主，向東部Tikrit-Amara 古構造隆起位置，經淺海相過渡為淺海生屑灘相及潟湖相，此時淺灘范圍有所減小，在淺灘中可見小范圍潟湖相［圖11（d）］。區域構造活動對沉積格局的改變具有重要影響，隨著南新特提斯洋閉合，在板塊東北部形成一系列洋陸碰撞及陸陸碰撞形成的蛇綠巖、變質巖及復理石沉積［圖11（d）］，阿拉伯板塊東北部從被動大陸邊緣轉為活動陸緣，內陸棚盆地及碳酸鹽巖臺地伴生的沉積格局轉變為差異緩坡。自伊拉克西部至兩伊邊境，依次發育內緩坡潟湖相、中緩坡邊緣灘、潟湖相、邊緣灘及外緩坡相，形成了差異緩坡的沉積背景［圖12（d）］。

綜上所述，晚白堊世，在伊拉克東南部及伊拉克-伊朗地區呈內陸棚盆地相與淺水碳酸鹽巖相共同發育的沉積格局。其中晚阿爾布期—早森諾曼期（SQ1）為單斜緩坡模式，早—中森諾曼期（SQ2）為淹沒臺地模式，晚森諾曼期—中土倫期（SQ3—SQ4）為碳酸鹽巖緩坡+臺地的沉積模式，中土倫期—康尼亞克期（SQ5）為差異緩坡模式。

5 侏羅紀—白堊紀構造-沉積演化與含油氣系統

根據油氣生成、運聚和保存過程中各種地質因素和作用，中東地區共劃分為前寒武系、古生界、三疊系、侏羅系、白堊系—新近系5 個總含油氣系統，其中侏羅系及白堊系—新近系2個總含油氣系統包含了中東地區2/3的油氣資源［22，35］。侏羅紀—白堊紀構造沉積演化對伊拉克-伊朗地區的油氣分布具有重要影響，其中沉積演化與含油氣系統中的生儲蓋分布密切相關，而晚白堊世以來的構造演化控制著油氣的生成、運移及圈閉的形成。

侏羅系總含油氣系統處于巨層序AP7 中［圖3（a）］，中—上侏羅統沉積于盆地中心的Sargelu組深水泥灰巖與Naokelekan 組深水泥頁巖為主要的烴源巖，同期沉積于盆地邊緣的Muhaiwir 組和Najmah組的生物碎屑灘及鮞粒灘為主要儲層，上侏羅統盆地范圍充填的Gotnia 組蒸發巖為主要區域蓋層，以上三者形成了該含油氣系統中有效的生儲蓋組合（圖3，圖5）。世界上最大的油田加瓦爾油田便位于此含油氣系統中［35］。白堊系—新近系總含油氣系統是伊拉克-伊朗地區最重要的含油氣系統，包含巨層序AP8和AP9［圖3（a）］，在伊拉克中部—東南部，上侏羅統頂部至下白堊統Sulaiy 組的盆地相頁巖、Balambo組的盆地相泥巖、以及在伊朗西南部同期沉積的Garau 組深海泥頁巖為主要的烴源巖，同期Zubair組及Nahr Umr組前三角洲泥頁巖也可作為烴源巖（圖6），下白堊統儲層以碎屑巖為主（Zubair組、Nahr Umr 組三角洲前緣砂體，Ratawi 組內緩坡砂巖），碳酸鹽巖緩坡邊緣鮞粒灘和生物碎屑灘為輔（Yamama 組、Shu'aiba 組及Mauddud 組碳酸鹽巖緩坡邊緣鮞粒灘及生物碎屑灘）［21，36］，上白堊統儲層以碳酸鹽巖為主，包括沉積于伊拉克的Ah‐madi 組、Rumaila 組、Mishrif 組、Khasib 組以及在伊朗地區同期的Sarvak 組的臺地/緩坡邊緣淺灘［36-38］（圖12），白堊系蓋層僅呈局部發育，包括內緩坡潟湖泥灰巖（Ratawi 組、Shu'aiba 組）、三角洲平原互層的砂巖、泥巖與煤層（Zubair 組、Nahr Umr 組）、Ah‐madi 至Mishrif 組內的致密泥巖及泥灰巖、以及Khasib 組、Sadi 組和Tanuma 組的深海泥頁巖。古近系—新近系儲層與上白堊統類似，以碳酸鹽巖礁灘相為主，始新統和中新統鹽層和蒸發巖層為主要區域蓋層，巴祖爾干油田（世界上第二大的油田）便位于此含油氣系統中［35］。

晚白堊世至今，隨著新特提斯洋的閉合，阿拉伯板塊東北部的扎格羅斯造山運動對伊拉克-伊朗地區油氣運聚具有重要影響。晚白堊世至早古新世，新特提斯洋俯沖到阿拉伯板塊之下，地層埋深快速增加，烴源巖進入油氣初始生成階段，同時也是構造圈閉形成的關鍵時刻［38］。早古新世—中新世，隨著新特提斯洋的完全閉合，烴源巖層達到最大埋深狀態完全進入生油窗內，油氣生成過程伴隨著油氣初次運移，沿斷層發生垂向運移并進入圈閉中［39］，淺層圈閉被油氣充滿后，局部及區域蓋層內厚層泥頁巖和蒸發巖形成的物性及超壓封閉，使得油氣沿構造高點發生側向運移。

綜上所述，伊拉克-伊朗地區侏羅紀到白堊紀獨特的構造-沉積條件，形成了構成含油氣系統的理想要素：易生油氣的厚層烴源巖、廣泛的儲層、優質的蓋層，晚白堊世以來的構造演化，控制了圈閉的形成和油氣運移時間，故有效的生儲蓋組合、圈閉形成及油氣運移關鍵時刻的匹配形成了該地區優質的含油氣系統。

6 結論

（1）中侏羅世巴柔期—晚侏羅世提塘期，阿拉伯板塊東北部為一個巨大的碳酸鹽巖斜坡，相對海平面周期性變化引起的海侵及海退對伊拉克-伊朗地區沉積特征具有重要作用。中侏羅世海侵使得Gotinia 盆地中心沉積深水碳酸鹽巖與泥頁巖，盆地邊緣以淺海碳酸鹽巖為主并由碳酸鹽巖緩坡模式演化為碳酸鹽巖臺地模式；晚侏羅世末逐漸海退，阿拉伯板塊東北部呈正在蒸發的“平底鍋”，Gotnia盆地被厚層蒸發巖充填。

（2）早白堊世，阿拉伯板塊基本繼承了晚侏羅世向東傾斜的構造格局，南、中大西洋的開啟及擴張控制了阿拉伯板塊東北部的沉積演化。早白堊世早期鹽丘差異活動形成差異碳酸鹽巖緩坡模式，隨后南大西洋與中大西洋的開啟和擴張引起阿拉伯板塊西部周期性隆起及剝蝕，伴隨相對海平變化，構成了2 期碎屑巖-碳酸鹽巖的沉積旋回，演化為2 期交互出現的河流三角洲沉積模式和碳酸鹽巖單斜緩坡模式。

（3）晚白堊世，在伊拉克東南部及伊拉克-伊朗地區呈內陸棚盆地相與淺水碳酸鹽巖相共同發育的沉積格局。其中晚阿爾布期—早森諾曼期（SQ1）為單斜緩坡模式，早—中森諾曼期（SQ2）為淹沒臺地模式，晚森諾曼期—中土倫期（SQ3—SQ4）為碳酸鹽巖緩坡+臺地的沉積模式，中土倫期—康尼亞克期（SQ5）為差異緩坡模式。

（4）侏羅紀到白堊紀獨特的構造-沉積條件，形成了易生油氣的厚層烴源巖、廣泛的儲層、優質的蓋層構成的理想生儲蓋組合，晚白堊世以來的構造演化，使圈閉形成和油氣運移關鍵時刻有效匹配，從而構成了該地區富含油氣的侏羅系及白堊系—新近系含油氣系統。