准噶尔盆地侏罗系层序地层划分探讨

文章编号:100126112(2000)0320236205
准噶尔盆地侏罗系层序地层划分探讨
张满郎,张 琴,朱筱敏
(石油大学,北京昌平 102200)
摘要:通过对准噶尔盆地侏罗系层序地层划分的各种方案进行回顾与对比,总结了层序地层划分中存在的问题,并对阜东斜坡及其外围地区的侏罗系层序地层进行了较深入系统的研究,提出了新的侏罗系层序地层划分方案。

该方案将侏罗系划分为6个层序,两个构造层序。

关键词:准噶尔盆地;侏罗系;层序;体系域;构造层序中图分类号:T E121.3 文献标识码:A
1 侏罗系层序地层划分历史回顾
已有不少研究单位和专家进行过准噶尔盆地局部或全盆地侏罗系层序地层研究,具代表性的层序地层划分方案见表1。

蒲仁海、梅志超(1994)认为,准噶尔盆地东部侏罗系可划分为7套层序,除八道湾组分为2个层序以外,其他层序均与各地层组对应
[1,2]。

侏罗系从
底至顶存在8个相应的不整合,与之对应的地震反射波组分别为J t1,J t2,J t221,J t 3,J t4,J t5,J t6,K t1。

该方案将每个层序划分为LST,HST 两个体系域,其中LST 普遍薄于H ST,并且将八道湾组,西山窑组的主力煤层分别归入JS 22,JS 24的低位体系域。

赵霞飞、李大明等(1997)将准噶尔盆地侏罗系划分为5个层序O ,每个层序包含LST,TST ,HST,3个体系域,将凝缩层(深灰色湖相泥岩)代表最大湖泛面,作为HST 与TST 的分界。

而初次湖泛面(TST 与LST 的分界)仅在部分井中能识别出来,在电测曲线上表明为湿地扇向上变粗与向上变细转折处所对应的泥或泥炭,有些层序中,初始湖泛面与层序底界面相重合。

他们认为,除SQ 1广泛发育完整
的3个体系域外,SQ 2,SQ 3,SQ 4,往往缺乏LST,而
SQ 4的H ST 多被剥蚀掉。

该方案对石树沟群未作细分。

王龙樟(1995)研究了准噶尔盆地中、新生代层
序地层特征,将该盆地中新生界划分为Ñ(T ),Ò(J),Ó(K),Ô(R),Õ(Q)5个层序[3]。

其中,整个侏罗系为一个层序Ò(J),并含两个亚层序Ò1(J 1b -J 2x ),Ò2(J 2t -J 3k )。

完整的层序含低位体系域(LST),湖侵体系域(TST ),高位体系域(H ST )及坡折边缘体系域(BMST)。

亚层序Ò2缺少LST ,体系域与地层组的对应关系大致如表1所示。

他认为LST 是旱地扇、湿地扇、深切谷及主要储集砂体的发育期;TST 是扇三角洲主要发育期;HST 是细碎屑及巨厚泥岩的发育期,形成了主要的生油岩;BMST 反映地势平坦,沉积物充填淤浅造成湖面缩小,主要发育滨湖平原河流及坡折三角洲沉积。

韩军、曹新峰(1998)在研究准噶尔盆地东部阜东斜坡-白家凸起层序地层时,划分出Ñ(Q -R),Ò(K),Ó(J),Ô(T 2-3xq -P 2w ),Õ(P 2p -P 2j ),Ö(C)等7个超层序,将侏罗系划为3个层序Ó1(J 2-3sh ),Ó2(J 1s -J 2x ),Ó3(J 1b ),并认为层序Ó2
可分为Ó
2-1(J 2x
),Ó2-2(J l s )两个亚层序P 。

该方
收稿日期:1999209228;修订日期:2000203220.
作者简介:张满郎(1963-),男(汉族),湖南益阳人,副研究员、博士生,主要研究方向为沉积学和石油地质学.O 赵霞飞,李天明.准噶尔盆地侏罗系层序地层研究(内部报告).1997.
P 韩军,曹新峰.准噶尔盆地东部阜东斜坡)))白家海凸起及外围侏罗系沉积层序及构造演化特征(内部报告).1998.
第22卷第3期2000年9月 石 油 实 验 地 质EX P ERI MENTAL P ETROLEUM GEOLOGY Vol.22,No.3Sept.,2000
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237第3期张满郎,等:准噶尔盆地侏罗系层序地层划分探讨
案认为,完整的层序或亚层序包含LST 、TST 、HST 3个体系域,其中亚层序Ó2-2(J l s )缺乏HST 。

张义杰、卢辉楠、齐雪峰(1994)将准噶尔盆地侏罗系划分为S 1(J 1b ),S 2(J 1s ),S 3(J 2x ,)及S 4(J 2t ~J 3k )4个层序O ,认为存在着一类层序(其层序界面为不整合或假整合)与二类层序(层序界面为可与不整合或假整合面连续追踪对比的整合沉积界面)之分。

一类层序界面为古构造面,地貌复杂,沉积分异性大,发育3个体系域。

其中沉降体系域(SST )为冲积体系粗碎屑岩组合,温湿环境下发育不稳定的煤层或煤线;均衡体系域(BST )代表构造稳定的湖盆扩张阶段,以湖泊或湖泊-三角洲体系为主,出现具有开阔湖环境标志的古生物化石组合;抬升体系域(RST)自下而上岩性由细变粗,由一系列反韵律组成。

认为RST 与BST 的分界面标志是盆地由总体沉降到总体抬升转折的一套粗碎屑岩出现。

该方案还以头屯河组底界划分出两个构造层序,认为T S 1(T 2-3xq -J 2x )代表振荡型盆地阶段,TS 2(J 2t -E)代表收缩型坳陷盆地阶段。

2 层序地层划分中存在的问题
上述专家在准噶尔盆地侏罗纪沉积环境,层序地层形成及盆地构造演化等方面提出了各自的见解,其中不乏精辟与独到之处。

但其层序地层划分方案的分歧是显而易见的,这种分歧可能起因于他们研究的盆地具体位置不同,掌握的地质资料不同,以及对层序地层学理解上的差异。

归纳起来,该区层序地层划分中存在如下问题。

2.1 层序的级别
Vail 等(1991)依据相对频率(持续时间)将层序划分为6级[4],其中1级层序又被称为巨层序,持续时间50~100Ma;2级10~50Ma,又称超层序;3级1~10Ma;4级0.1~1Ma;5级0.02~0.1Ma;6级为0.01~0.02Ma 。

Embry(1995)提出以基准面变化的相对振幅来进行层序级别的划分[5]。

薛良清(1998)在研究塔里木盆地层序地层时,亦据相对振幅来划分层序[6],按不整合面积与盆地面积的比例,将>75%、50%~75%、<50%作为1、2、3级层序的划分依据。

准噶尔盆地侏罗纪地层年龄为210~
131Ma [7]。

与地层组相当的层序为3级层序,持续时间10Ma 左右。

张义杰等(1994)及本文提出的构造层序相当于2级层序(或超层序),并以区域性不整合(J t 1
、J t4
、K t1
)为界面。

而王龙樟(1995)提出的亚层序Ò1、Ò2也算超层序的规模了。

整个侏罗系为巨层序的规模。

本区的3级层序一般可见到局部不整合或假整合,其体系域大致相当于4级层序。

以常规地震资料在全盆地进行4级层序的追踪与对比是困难的,必须进行地震数据的高分辨率处理,并借助于三维地震,测井及岩心等资料。

更高级别的层序只有在高密度钻测井资料及露头剖面中才能识别。

2.2 体系域
按经典定义,/层序0为海平面(基准面)变化旋回所形成的沉积地层,/体系域0为海平面变化旋回曲线中的特征段(拐点之间)的产物。

陆相湖盆层序地层分析中,多数人直接采用LST,TST 、H ST 进行体系域命名,王龙樟方案中的坡折边缘体系域BMST 与陆架边缘体系域SMST 相类似。

此外,陆相层序地层研究中还出现了沉降体系域,均衡体系域,抬升体系域,初始充填体系域,湖扩展体系域,湖萎缩体系域,水退体系域,水进体系域,冲积体系域等不同名称。

笔者认为,除冲积体系域(AST)为陆相湖盆所特有,代表湖盆收缩及消亡期的产物外,经典的LST 、T ST 、HST 可直接应用于陆相湖盆层序地层分析。

每个体系域可分为早、中、晚3个时期,其内涵上完全可以概括上述各种体系域名称。

表1中坡折边缘体系域BMST 是否在全盆地广泛存在,每个层序仅包含LST 和H ST 两个体系域是否合理等问题值得商榷。

体系域划分有三分法,四分法及两分法。

两分法又称T -R 旋回划分法,它适用于坳陷盆地以气候为主控因素的层序地层划分,但难以反映构造因素对陆相湖盆形成演化的控制作用。

李思田等(1992)认为,陆相层序地层在沉积演化上存在三分性[8],层序底界面是古构造运动面,下部反映初始充填或早期充填特征,古地貌复杂,冲积体系发育;中间为相对稳定阶段周期性水进,主要是三角洲-湖泊发育期;顶部河流作用强化,分异性强,是新的构造强化期的前奏。

由此可知,采用三分法划分体系域是较为合理的。

2.3 煤层
O 张义杰,卢辉楠,齐雪峰,等.准噶尔盆地侏罗纪生物地层及生态环境研究(内部报告).1994.
#238# 石 油 实 验 地 质 第22卷
煤系地层可形成于多种沉积环境,其在层序地
层中的位置尚为一个有争议的课题。

良好的聚煤环境包括有机质的供给及保持合适的地下水位两个条件。

陈代钊、张鹏飞(1996)在研究三角洲平厚聚煤作用后认为[9],低位期及海侵早中期不利于泥炭的形成,海侵晚期至高水位期,由于大范围的河道废弃,造成广布的滨岸平原和沼泽,为大范围持续稳定的泥炭堆积创造了极有利的条件。

大面积分布的厚煤层作为潮湿气候的产物具有一定的等时性,Hamiton(1994)及吴因业(1996)将煤层作为层序的边界[10,11]。

我们的研究结果表明,八道湾组中部及西山窑组下部主力煤层形成于高位体系域的三角洲平原沼泽环境,分布广,易于追踪对比,将其作为层序边界是可行的。

2.4地层组与层序的关系
地层组似乎是层序地层划分中的一个/陷井0,层序难以摆脱地层组的束缚,但层序必须以不整合面来界定。

准噶尔盆地侏罗系层序地层分析中有3点是值得注意的:其一,地层组划分在盆地各个部位是不一致的,如盆地东北缘、西北缘的三工河组薄(仅含S1和S2砂层组),南缘及腹部的三工河组厚(含S1、S2、及S33个砂层组),其地层底界不同。

至于侏罗系中上统地层,在盆地南缘头屯河组,齐古组,喀拉扎组发育齐全,而在盆地东北缘统称石树沟群,西北缘及腹部称为吐孜沟群,并且均存在不同程度的地层剥蚀。

层序划分时必须对可靠的不整合面进行标定与追踪对比。

其二,表1中提到的地震反射波组J t6似乎难以在全盆地追踪,盆地的大部分地区喀拉扎组已被剥蚀掉;其三,西山窑组底界位于主力煤层之下的一套砂层之底部,该套砂层受煤层的屏蔽影响非常严重,许多剖面上为空白反射,在地震剖面上是难以精确追踪的。

2.5首次湖泛面与最大湖泛面
陆相坳陷盆地中,因缺乏明显的地形坡折标志,在地震剖面上识别首次湖泛面是困难的。

形成于最大湖泛面的凝缩层的典型特征为深色湖相泥岩,高伽玛,低电阻率,但由于在大部分录井资料及测井曲线中难以找到这些典型特征,这为体系域划分的实际操作增加了难度。

陆相盆地沉积速率高,不易形成海相盆地中那种理想的厚度薄、分布面积广的凝缩层,在进行体系域划分时,一般要依靠岩性序列,测井曲线反映的韵律特征,及沉积环境等各方面的综合分析。

3本文推荐的层序地层划分方案
笔者以阜东斜坡区为基础对盆地侏罗系层序地层进行了研究。

标定、追踪了上万千米的地震剖面,并对跨越全盆地的基干测线网进行了解释与标定,通过地震、钻测井及古生物地层资料的详细研究后,将侏罗系划分为6套层序(表1)。

层序I对应于八道湾组下段J1b1;层序Ò对应于八道湾组上段J1b2;层序Ó对应于三工河组(J1s)及西山窑组(J2x)下部;层序Ô对应于西山窑组(J2x)的中上部;层序Õ对应于头屯河组(J2t);层序Ö对应于齐古组(J3q)及喀拉扎组(J3k)。

各层序的边界分别对应J t1, J t2-1,J t3,J t4,J t5,K t1等反射波组。

其中J t1(J1/T3之间不整合,为印支运动产物),J t4(J2t与下伏地层之间的不整合,燕山运动第一幕产物)及K t1(K1/J3之间的不整合,代表燕山运动第二幕产物)反射波组对下伏地层产生广泛削蚀,代表波及全盆地的构造运动面,据此,可将侏罗系划分为两个构造层序。

煤层层序界面具有上超、下超/顶超反射终止关系,如JH8715剖面上可见到J t2煤层反射波组之上的一系列上超(图1),JH8725剖面J t3煤层之上可识别一系列上超点及其向盆地方向的逐渐迁移(图2)。

其他层序界面均可见到上超/削蚀特征。

层序边界在岩心上表现为沉积岩底部冲刷及侵蚀作用,测井曲线形态发生突变,在界面之上电测曲线呈箱状或复杂的钟状曲线形态,岩性上表现为砂砾岩河道冲积充填。

与前人的层序划分方案相比,本方案有几点不同:(1)我们认为在阜东斜坡区西山窑组(J2x)与三工河组(J1s)为连续沉积,J2x底部的三角洲前缘河口坝沉积(在测井曲线及岩性序列上均表现为反韵律特征,为H ST的下部)及其上部的三角洲平原含煤沼泽沉积(具正韵律特征,属H ST上部)与J1s顶部的三角洲沉积(颗粒细,粉砂岩及与泥岩的互层,代表远砂坝环境,属TST中上部)为连续的沉积序列,同属层序Ó。

(2)明确地将八道湾组中部及西山窑组下部的主煤层作为层序的边界,地震剖面上可识别其对下伏地层的顶超与局部削蚀作用,且在煤层之上发生了新的上超。

(3)将八道湾组划分为两个层序,并将J t2的主力煤层作为层序I的顶部,代表H ST三角洲平原环境的产物。

(4)对石树沟群
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第3期张满郎,等:准噶尔盆地侏罗系层序地层划分探讨
图1JH8715剖面侏罗系层序划分及层序界面特征
图中可识别出层序界面对下伏地层的削蚀作用及界面之上发生的上超与下超
F ig.1The boundaries and features of stratigraphic sequences of the Jurassic along line
JH8715
图2JH8725剖面侏罗系层序地层划分及层序界面特征
图中可以识别层序Ó顶界煤层之上的一系列上超及上超点的向下迁移
F ig.2The boundaries and features of stratigraphic sequences of the Jurassic along line JH8725
J2-3sh进行了细分,划分为层序Õ(对应于J2t)与层序Ö(相当于J3q-J3k),其中,层序Õ为湖泊相及河流相沉积,发育储层砂体,并有油气显示,而层序Ö主要为河流相决口扇及泛滥平原沉积,基本不具备油气生储条件,(5)将侏罗系划分为两个构造层序, JTS1代表湖盆扩张及低幅振荡期的统一的陆内坳陷盆地,表现为盆地北部抬升为主,斜坡及腹部稳定沉降,湖盆扩张并超出现有盆地边界,古天山遭受剥蚀近于夷平,但是几次低幅的振荡事件形成了3个局部不整合并促进了煤层的形成。

JT S2为后扩张期及分隔分异期的陆内坳陷盆地,盆地南部及东部大幅度抬升,产生湖盆的东西向分隔局面,湖盆急剧萎缩并消亡。

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(下转第249页)
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#石油实验地质第22卷
rock 2reservoir 2cap rock assemblages.T he Triassic and the Jurassic assemblages developed well in the North Q iangtang Geotectogene.T here is scarcely the Jurassic assemblage and the T riassic assemblage is only distribut 2ed in the pitching parts within the Central Mole Track.In the South Qiangtang Geotectogene,the Ttiassic as 2semblage developed well,and the Jurassic assemblage exists well in some regions.The hydrocarbon exploration practice in the Qingzang Plateau shows that the oil prospect of this area depends on the strong and weak of tec 2tonic movement and the good and bad of preservation conditions.Considered the information of source rock 2reservoir 2cap rock assemblages,the Qiangtang Basin can be divided into three types of prospective oil lands:the North Qiangtang Geotectogene favorable region,the South Q iangtang Geotectogene favorable region and the Central Mole Track subfavorable region.
Key words:prospect evaluation;cap rocks;reservoirs;source rocks;the Qiangtang Basin
(上接第240页)
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ON DIVISION OF THE JURASSIC SEQUENCE STRATIGRAPHY IN
THE JUNGGAR BASIN
Z HANG Man 2lang,Z HANG Qin,Z HU Xiao 2min
(P etroleum Univer sity,Beijing 102200,China )
Abstr act:Some divisions of the Jurassic sequence stratigraphy in the Junggar Basin are comparied,and problems in sequence divisions are discussed.Based on the systematic studies of the Jurassic sequence stratigraphy on East Fukang Slope and the near area,a new division of the Jurassic sequence stratigraphy is proposed,which includes six stratigraphic sequences or two tectonic sequences.
Key words:the Junggar Basin;the Jurassic system;stratigraphic sequence;system tract;tectonic sequence
#249#第3期 胡明毅,等:羌塘盆地三叠系、侏罗系石油地质特征和含油远景评价。