塔里木盆地白垩系三级层序划分、展布特征及充填模式

塔里木盆地白垩系三级层序划分、展布特征及充填模式
毕征峰;薛明喜;潘广山;张吉涛;马健
【摘要】综合运用露头、岩心、钻测井以及地震资料,在塔里木全盆尺度上,建立了其三级层序地层格架,将塔里木盆地白垩系划分为2个二级层序(SSQ1、SSQ2)和6个三级层序(SQ1～SQ6).通过分析贯穿盆地南北部的地震及连井对比剖面可
知,SSQ1、SSQ2的地层厚度存在较大差异,地层在盆地腹部和库车坳陷之间出现了类似“跷跷板式”的升降.指出二级层序的可容空间在库车坳陷与盆地腹部之间具有转换的特点,沙雅隆起充当了可容空间转换带的角色.建立了塔里木盆地白垩系的两种层序地层发育模式,SSQ1整体为粗-细-粗的沉积旋回,主要发育冲积扇、扇三角洲、河流、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊等沉积体系;SSQ2为由粗变细的正旋回,总体为一套粗粒的冲积扇-河流相沉积体系.%Through comprehensive analysis of outcrops,cores,well logs,drilling and seismic data,the thirdorder sequence stratigraphic framework of Tarim basin is established on the scale of the whole basin.Two secondorder sequences (SSQ1,SSQ2) and six third-order sequences (SQ1 ～ SQ6) are recognized in the Lower Cretaceous of the northern Tarim basin.The seismic and well correlation profiles across the southern and northern parts of the basin show that the formation thickness difference between SSQ1 and SSQ2 is obvious.The stratigraphy change in Kuqa depression and the abdominal basin is "seesaw-like".Accommodation space transforms between Kuqa depression and the abdominal basin,while Shaya uplift plays a role as the conversion zone in the transformational system.There are two kinds of sequence stratigraphic models of the Lower Cretaceous in the Tarim basin.SSQ1 is a
coarse-fine-coarse sedimentary cycle,and the facies are mainly comprised
of alluvial fan,fan delta,river,braided river delta,meandering river delta and lake.SSQ2 is a positive cyclic succession within that the grain is fining upward,and is a set of coarse grained alluvial fan and fluvial depositional system.
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2017(017)022
【总页数】6页(P51-56)
【关键词】白垩系;层序划分;层序模式;塔里木盆地
【作者】毕征峰;薛明喜;潘广山;张吉涛;马健
【作者单位】山东省第四地质矿产勘查院,潍坊261021;山东科技大学地球科学与
工程学院,青岛266590;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;山东省第四地
质矿产勘查院,潍坊261021;山东省第四地质矿产勘查院,潍坊261021;山东省第四
地质矿产勘查院,潍坊261021
【正文语种】中文
【中图分类】TE122.23
塔里木盆地白垩系是重要勘探层位之一，近几年，中石油、中石化先后在库车坳陷、沙雅隆起发现了多个油气藏，显示了白垩系良好的油气勘探潜力。

前人关于塔里木盆地白垩系层序地层及沉积体系的研究较多，但基本都是针对库车坳陷及沙雅隆起的重点区块进行的研究[1—9]，且未对层序地层充填模式进行总结。

综合露头、岩心、钻测井及地震资料，对塔里木盆地东北坳陷区白垩系进行了详细
的研究，建立了塔里木盆地下白垩统的三级层序地层格架，详细讨论了各层序的地层展布特征并总结了层序地层充填模式及分析控制因素，为全面认清塔里木盆地下白垩统的沉积演化奠定了良好的基础。

塔里木盆地是在前震旦系基底上发展起来的大型叠合盆地，其发展具明显的阶段性，主要经历了加里东、海西、印支、燕山、喜马拉雅等多期构造旋回，其中中生代主要为印支-燕山构造旋回。

白垩纪，由于西伯利亚板块向南挤压，藏北地块与羌塘
地块发生碰撞，古特提斯洋消失，形成挤压应力场[5—8]。

晚白垩世调整期，受江孜岛弧碰撞的影响，上白垩统在新疆地区普遍缺失。

塔里木盆地白垩系主要分布于库车坳陷、满加尔坳陷、顺托果勒隆起、阿克库勒凸起等地区。

在库车坳陷及沙雅隆起等，岩性分组比较清楚，白垩系自下而上为卡普沙良群和巴什基奇克组，其中卡普沙良群又细分为亚格列木组、舒善河组、巴西盖组。

整个下白垩统沉积了一套以棕红色、棕褐色为主色调的陆相碎屑岩系，厚度介于100～1 500 m之间，主要沉积相类型表现为冲积扇、辫状河、扇三角洲以及宽浅氧化型
湖泊等[2—4,7—9]。

准确识别不同级别、不同性质的层序界面，并进行横向追踪对比，是建立等时层序地层格架的关键。

层序界面在露头剖面、岩心资料、测井曲线及地震剖面等资料均会产生特定的响应，依据这些响应可进行层序界面的识别与追踪[5—7]。

岩心和露头资料直观、容易识别，主要依据暴露标志及沉积相的突变来识别层序界面。

由于层序边界多为不整合接触，下伏地层暴露地表，遭受剥蚀，而层序界面之上，因沉积基准面下降，形成粗粒的河床滞留沉积，与老地层呈切割冲刷接触(图1)。

上下地层的沉积环境发生变化，相应地引起沉积相的突变。

如在沙雅隆起的
S15井，下白垩统亚格列木组的灰白色含砾砂岩、砂岩直接覆盖在下侏罗统的深灰色泥岩、粉砂质泥岩之上(图1)。

层序界面上下沉积环境不同，沉积相发生突变，在测井曲线上则表现为基值发生突
变，界面之下为三角洲由前缘至平原的进积沉积特征，SP、GR曲线表现为多个钟形-箱形叠加组成的反旋回，界面之上突变为曲线平直的滨浅湖泥岩；当层序界面位于岩相类型或相组合转换的位置时，测井曲线上主要表现为曲线组合形式的转换(图1)。

地震反射界面主要反映了地层沉积表面的年代地层界面，典型的地震层序界面识别标志有削截、顶超、上超、下超及波阻抗反射特征的差异等(图1)。

根据上述露头、岩心、测井和地震等层序界面识别标志，共识别出3个二级层序界面(SB1、SB4、SB7)及4个三级层序界面(SB2、SB3、SB5、SB6)。

将塔里木盆地下白垩统划分为2个二级层序(SSQ1、SSQ2)，其中SSQ1相当于卡普沙良群，总体为一个大的水进-水退旋回，可细分为3个三级层序(SQ1～SQ3)；SSQ2相当于巴什基奇克组，总体为一个大的正旋回，包括3个三级层序(SQ4～SQ6)。

下面以SB1及SB3为例，分述不同级别层序界面特征。

3.1 二级层序界面SB1
通过对沙雅隆起的取心井进行岩心观察发现，下白垩统亚格列木组(K1y)与下侏罗统(J1)不整合接触，亚格列木组为多个灰白色细砾岩-含砾粗砂岩正旋回，而下侏罗统为灰色、深灰色的粉砂岩、粉砂质泥岩、碳质泥岩，见大量的炭化植物茎杆(图2)，表明沉积环境的突变。

钻测井资料表明，侏罗系为潮湿气候下的一套含煤地层，录井上表现为灰色、深灰色砂岩、泥岩夹煤线，测井上表现为高伽马、高电阻率，而亚格列木组为干旱气候条件下的一套红层沉积，录井上以灰色、灰白色块状砂岩夹棕褐色泥岩与侏罗系相区分，测井曲线上有明显的幅度变化(图2)。

在地震剖面上，界面上下普遍见上超或削截现象(图2)，该界面全区较稳定，易于识别和追踪。

3.2 三级层序界面SB3
该层序界面位于舒善河组的上部，为沉积旋回转换面。

在钻测井剖面上，层序界面特征明显。

界面之下为褐色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层粉细砂岩，界面之上则为由砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩组成的正旋回，二者突变接触。

AC曲线见较强烈的跳跃变化，SP曲线表现为低幅平直与齿化箱形的突变，GR曲线则显示由低幅齿状突
变为极高值，为钙质胶结的结果。

在地震剖面上，层序界面主要表现为波阻抗反射特征的差异，在库车坳陷的南斜坡见低角度的削截与微弱的上超现象。

通过对100余口探井进行合成地震记录标定，井震紧密结合，使地质分层与地震
分层统一，通过对纵贯全盆地的多条地震骨架剖面及连井骨架剖面进行精细解析，建立了塔里木盆地下白垩统的层序地层格架。

下面分别以一条地震剖面及钻井剖面为例，分析层序地层的展布特征。

4.1 QPX1测线地震剖面
QPX1测线地震剖面过TZ33井、GP4井、T913井，从南到北横跨塘古巴斯坳陷、卡塔克隆起、顺托果勒低隆起、满加尔坳陷、沙雅隆起及库车坳陷等构造单元(图3)，以该剖面为例分析塔里木盆地下白垩统南北向的地震层序地层结构特征。

由于喜马拉雅晚期的构造运动，导致现今的塔里木盆地下白垩统整体为从北向南变薄的楔形体，地层向北倾斜。

以沙雅隆起为界，南北两侧地层表现出明显的不同，其南侧与盆地腹部平缓过渡，地形相对平缓，北侧地层急剧增厚，且各层序的厚度与盆地腹部不一致，反映出库车坳陷与盆地腹部沉降速率的显著差异。

由图3可知，SQ2、SQ3的沉积中心位于沙雅隆起及库车坳陷，跨过沙雅隆起地
层厚度急剧增大，地层厚度的变化反映出可容空间的变化及沉积中心的转移；而上部SQ4～SQ6地层厚度变化一致，沉积中心多位于满加尔坳陷的北部及沙雅隆起
的南部，其中SQ6为残余地层，顶部多被上覆地层剥蚀，至塘古巴斯坳陷已全部
剥蚀掉。

4.2 连井剖面QPSN1
剖面QPSN1为贯穿整个塔里木盆地的南北向连井对比剖面，自南向北过GL1井、TZ32井、MANCAN1井、AT15井、T601井、YQ2井、DG1井及克孜勒努尔
沟野外露头剖面(KZ)，横跨古城墟隆起、满加尔坳陷、顺托果勒低隆起、沙雅隆起及库车坳陷等构造单元，以该剖面为例阐述塔里木盆地下白垩统南北向钻井层序地层的结构特征(图4)。

从二级层序的尺度来说，SSQ1、SSQ2的地层厚度存在较大差异，以沙雅隆起为
支点，地层在盆地腹部和库车坳陷之间出现了类似“跷跷板式”的升降。

SSQ1沉积时期，自南向北地层呈厚-薄-厚的趋势，其中库车坳陷地层较厚，克孜勒努尔沟露头剖面厚达1 100 m左右，盆地腹部的SSQ1地层厚度则多在500 m以下，沙雅隆起的北部为古隆起，地层相对较薄，DG1井仅沉积了374 m。

SSQ2沉积时期，地层厚度转变为南厚北薄，沉积中心位于盆地腹部。

库车坳陷的地层明显抬升，顶部遭受剥蚀，克孜勒努尔沟剖面厚约234 m，盆地腹部的地层明显增厚，AT15井厚达748 m(图4)。

地层厚度的变化反映可容空间的变化，地层厚度“跷跷板式”的升降则反映出可容空间在盆地腹部及库车坳陷之间呈互补式的增加或减小。

SSQ1沉积时期，库车坳陷的可容空间增大，沉积了厚层的湖相泥岩，盆地腹部的可容空间相对变小，沉积了一系列的河流、三角洲相沉积。

至SSQ2沉积时期，
可容空间发生了转变，库车坳陷的可容空间减小，盆地腹部的可容空间增加，可容空间的变化导致沉积中心的迁移。

陆相盆地层序地层学理论中，可容空间的变化控制层序的形成和演化。

在盆地演化的不同时期，同一盆地中不同构造单元的可容空间变化性质不同，可容空间在一些地区增加，而在另外地区减小，且变化量也存在一定的差异[10，11]。

可容空间
的变化对于层序结构以及沉积充填等，具有重要的影响。

塔里木盆地下白垩统包括2个二级层序(SSQ1、SSQ2)，但二者的地层厚度展布及
沉积特征均存在很大差异(图5)，这与其可容空间的变化有关。

盆地周缘的构造运动与物源的差异使可容空间发生变化，导致地层沉积中心的迁移。

在应力场的作用下，盆地腹部与库车坳陷之间地层厚度出现了类似于“跷跷板式”的升降，SSQ1的地层北厚南薄，而SSQ2的地层则南厚北薄，其支点为沙雅隆起中部的雅克拉断凸。

在古天山逆掩推覆过程中，库车坳陷的可容空间不断减小，天山山前见冲积扇沉积，而在盆地腹部可容空间增大成为主要的沉积沉降中心，沉积了纵横交错的辫状河道砂体。

5.1 SSQ1发育模式
二级层序SSQ1整体为一个大型的水进-水退沉积旋回，内部细分为3个三级层序SQ1～SQ3，(图5)。

SSQ1沉积初期，盆地北部的雅克拉断凸为盆内的古隆起，对盆地腹部及北部的库车坳陷具有分割作用。

该隆起遭受剥蚀，向两侧小范围内提供物源。

此时在盆地北侧山前及南侧古城墟隆起发育粗粒的冲积扇沉积。

SSQ1沉积中期，研究区南部由于物源充分，可容空间增加速率只略高于沉积物供给速率，发育河流及退积型三角洲沉积，盆地北部则由于构造运动导致可容空间增大，沉积了厚层的滨浅湖泥岩。

SSQ1沉积末期，沉积物供给速率不断增加，可容空间逐渐变小，形成了一系列进积型三角洲沉积(图5)。

5.2 SSQ2发育模式
经过SSQ1末期北部天山的构造抬升，SSQ2沉积时期全盆气候干旱，以冲积扇-河流相沉积为主，钻测井资料总体表现为一个大型的正旋回，内部又由3个小型的正旋回组成，对应于SQ4、SQ5和SQ6。

SSQ2为一套粗粒的冲积扇-辫状河沉积体系。

SSQ2下部由相互切割的多个辫状河道砂体叠置而成，缺少泛滥平原沉积，剖面上砂岩百分含量超过90%，空间上具有厚度大、分布广、侧向连续性和垂向连通性好等特点。

在沙雅隆起及满加尔坳
陷的大部分地区，SSQ2上部发育了一套以泛滥平原为主的砂泥岩互层沉积(图5)。

(1)塔里木盆地下白垩统划分为2个二级层序(SSQ1、SSQ2)，其中SSQ1相当于
卡普沙良群，总体为一个大的水进-水退旋回，可细分为3个三级层序(SQ1～
SQ3)；SSQ2相当于巴什基奇克组，总体为一个大的正旋回，包括3个三级层序(SQ4～SQ6)。

(2)在库车坳陷及盆地腹部，不同二级层序内，地层厚度差异很大，二级层序的可
容空间在库车坳陷与盆地腹部之间具有转换的特点，沙雅隆起充当了可容空间转换带的角色。

(3)建立塔里木盆地白垩系层序充填模式。

SSQ1整体为粗-细-粗的沉积旋回，主要发育冲积扇、扇三角洲、河流、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊等沉积体系；SSQ2为由粗变细的正旋回，总体为一套粗粒的冲积扇-河流相沉积体系。

Bi Zhengfeng, Xue Mingxi, Pan Guangshan, et al. Third-order sequence division, distribution characteristics and filling model of cretaceous in Tarim Basin[J]. Science Technology and Engineering, 2017， 17(22)： 51—56
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1 梅冥相，于炳松，靳卫广.塔里木盆地库车坳陷白垩纪层序地层格架及古地理演化.古地理学报，2004;6(3)：261—278 Mei M X, Yu B S, Jin W G. Sequence stratigraphic framework and palaeogeography evolution of the Cretaceous in Kuqa Depression，Tarim Basin. Journal
of Palaeogeography，2004;6(3)：261—278
2 肖建新，林畅松，刘景彦.塔里木盆地北部库车坳陷白垩系沉积古地理.现代地质，2005;19(2)：253—260 Xiao J X, Lin C S, Liu J Y. Depositional palaeogeography of Cretaceous of Kuqa Depression in Northern Tarmi Basin. Geoscience，2005;19(2)：253—260
3 王改云，王英民，廖飞燕，等.阿克库勒地区白垩系层序地层样式及有利区带预测.吉林大学学报(地球科学版)，2010;40(5)：996—1003 Wang G Y, Wang Y M, Liao F Y, et al. Sequence stratigraphic pattern and forecast of favorable zones for hydrocarbon exploration of
Cretaceous in Akekule area. Journal of Jilin University (Earth Science Edition),2010;40(5)：996—1003
4 王改云，王英民，张雷，等.沙雅隆起白垩系卡普沙良群层序地层与沉积模式.山东科技大学学报(自然科学版)，2011;30(5)：59—6
5 Wang G Y, Wang Y M, Zhang L, et al. Sequence stratigraphy and sedimentary model of Kapushaliang Group of Cretaceous in Shaya Uplift, Tarim Basin. Journal of Shandong University of Science and Technology (Natural Science Edition),2011;30(5)：59—65
5 刘辰生，张琳婷，郭建华.塔里木盆地白垩系层序地层学.中南大学学报(自然科学版)，2012;43(7)：2683—2690 Liu C S, Zhang L T, Guo J H. Sequence of Cretaceous in Tarim Basin. Journal
of Central South University (Science and Technology)，2012;43(7)：2683—2690
6 严德天，王华，王家豪，等.库车前陆盆地白垩系层序地层样式及控制因素分析.沉积学报，2006;24(6)：841—848 Yan D T, Wang H, Wang J H, et al. Analysis of the Cretaceous sequence-stratigraphic pattern and controlling factors in Kuqa Foreland Basin. Acta Sedimentologica Sinica，2006;24(6)：841—848
7 贾进华.塔里木盆地早白垩世沉积相特征与古地理.古地理学报，2009;11(2)：167—176 Jia J H. Sedimentary characteristics and palaeogeography of the Early Cretaceous in Tarim Basin. Journal of Palaeogeography，2009;11(2)：167—176
8 贾进华.库车前陆盆地白垩纪巴什基奇克组沉积层序与储层研究.地学前缘，2000;7(3)：133—
143 Jia J H. Depositional sequence and reservoir of Cretaceous BashiJiqike Formation in Kuqa foreland basin. Earth Science Frontiers,2000;7(3)：133—143
9 胡涛，张柏桥，舒志国，等.库车坳陷白垩系巴什基奇克组露头储层特征.石油与天然气地质，2003;24(2)：171—174 Hu T, Zhang B Q, Shu Z G,et al. Reservoir characteristics in Cretaceous Bashijiqike Formation outcrop in Kuqa depression. Oil & Gas Geology，2003;24(2)：171—174
10 张世奇，纪友亮，蔡希源,等.陆相湖盆可容空间变化与油气的关系.新疆石油地质，2003;24(5)：379—381 Zhang S Q, Ji Y L, Cai X Y, et al. The relationship between accommodation space changes and oil-gas reservoir.Xinjiang Petroleum Geology，2003;24(5)：379—381
11 杨伟利，姜在兴，操应长,等.陆相断陷盆地可容空间转换特征.沉积学报，2009;27(2)：299—305 Yang W L, Jiang Z X, Cao Y C, et al. The accommodation transition in faulted lake basin. Acta Sedimentologica Sinica，2009;27(2)：299—305。