蔡習堯，竇麗瑋,2，蔣華山，余騰孝，曹自成

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249；3.中國石化 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊 830011)

塔里木盆地塔東地區(qū)寒武系劃分與對比

蔡習堯1，竇麗瑋1,2，蔣華山3，余騰孝3，曹自成3

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249；3.中國石化 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊 830011)

通過對塔東北庫魯克塔格地區(qū)寒武系剖面的觀察與對比分析，結(jié)合尉犁1井寒武系的綜合研究，按國際上采用的寒武系4分方案，提出了該區(qū)寒武系4統(tǒng)4組新的劃分標準；識別出“反勺形伽馬段”與“特高伽馬段”2個標志層，在西山布拉克組—莫合爾山組獲得了豐富的多門類化石，并在區(qū)內(nèi)寒武系識別出了1次具有全球等時對比意義的重大地質(zhì)事件(ZHUCE)。通過地層的劃分對比，指出作為槽盆相寒武系典型井(塔東1、2井)缺失寒武紀初期的沉積，表明震旦紀末“滿加爾坳拉槽”南端未達塔東1—塔東2井一線。該區(qū)寒武系層序地層共劃分為4個Ⅱ級、6個Ⅲ級層序，這為沉積相、構(gòu)造運動及油氣成藏等其他學科的深入研究奠定了地層學基礎。

化石；地質(zhì)事件；地層劃分對比；寒武系；塔東地區(qū)；塔里木盆地

塔東地區(qū)位于塔里木盆地東部， 南起塔東低凸起， 北至庫魯克塔格斷隆，西起滿加爾凹陷，東至羅布泊坳陷[1]，面積達8×104km2[2]，是塔里木盆地油氣資源戰(zhàn)略接替區(qū)域之一 。該區(qū)鉆穿寒武系的井僅有塔東1、塔東2、尉犁1與英東2井(未獲得具體資料)等，資料較貧乏，研究程度較低，前人開展了一些研究工作，基本上建立了寒武系地層層序格架[3-4]。近幾年來，中國石化西北油田分公司不斷加強基礎地質(zhì)的研究，在地層、儲層、構(gòu)造及成藏等方面均取得了較大進展。本文對寒武系發(fā)育齊全的尉犁1井進行了巖石地層、生物地層、測井地層與層序地層的綜合研究，并按國際采用的寒武系4統(tǒng)劃分標準[5-6]，重新劃分了塔東地區(qū)的寒武系地層，以期為沉積相、構(gòu)造運動及油氣成藏等其他學科的深入研究提供地層學依據(jù)。

1 寒武系巖石地層劃分

尉犁1井是塔里木盆地孔雀河地區(qū)尉犁斷鼻構(gòu)造帶尉犁Ⅰ號斷鼻構(gòu)造高部位上的一口預探井 (圖1)，完鉆井深4 871.42 m，層位為南華系特瑞愛肯組，為塔里木盆地鉆揭最古老地層的探井。寒武系4統(tǒng)4組(表1)巖電特征明顯，頂?shù)捉缇€清楚，在西山布拉克組—莫合爾山組獲得了豐富的疑源類、牙形類、小殼類與海綿骨針化石，為該區(qū)的地層劃分與對比提供了依據(jù)。

圖1 塔里木盆地塔東地區(qū)尉犁1井鉆井位置

1.1 上覆地層

中下奧陶統(tǒng)黑土凹組：井深3 864～3 911.0 m，鉆厚47.0 m；巖性為灰、深灰、灰黑色泥巖、含灰泥巖夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r。電性特征：自然伽馬曲線槽狀，下部尖峰狀，其值一般100～120 API，最高達240 API；電阻率曲線齒狀夾指狀，其值30～100 Ω·m。

分層依據(jù)：黑土凹組以泥巖為底，高伽馬、低阻，而下伏的突爾沙克塔格組以泥灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖為頂，低伽馬、高阻，界線明顯；二者整合接觸。

1.2 寒武系武陵統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)突爾沙克塔格組

井深3 911～4 150 m，鉆厚239.0 m。分為上下兩部分，上部(3 911～4 000 m)為下奧陶統(tǒng)突爾沙克塔格組，巖性為灰、深灰色含泥灰?guī)r與灰質(zhì)泥巖。電性特征：自然伽馬曲線上段微齒狀，下段漏斗狀，值一般30～60 API；電阻率曲線齒化塊狀，其值100～700 Ω·m。下部(4 000～4 150 m)為寒武系武陵統(tǒng)，巖性以灰、深灰色灰?guī)r、含泥灰?guī)r與泥灰?guī)r為主。電性特征：自然伽馬曲線齒化漏斗狀—偏鐘形—漏斗狀，值一般15～80 API，最高可達100 API以上；電阻率曲線小齒狀，其值100～500 Ω·m，最高可達3 000 Ω·m。

分層依據(jù)：突爾沙克塔格組以灰?guī)r為底，低伽馬、高阻，下伏的莫合爾山組以含泥灰?guī)r與泥灰?guī)r為頂，伽馬升高、電阻降低明顯，兩者呈“坎值”突變(圖2)；二者整合接觸。

1.3 寒武系武陵統(tǒng)莫合爾山組

井深4 150～4 311 m，鉆厚161.0 m。巖性上部為灰、深灰色含泥灰?guī)r與泥灰?guī)r，下部為灰、深灰色含泥云巖、云質(zhì)泥巖夾泥灰?guī)r。電性特征：自然伽馬曲線齒狀夾尖峰狀，其值一般60～150 API；電阻率曲線齒狀—鋸齒狀，其值40～500 Ω·m。產(chǎn)疑源類及海綿骨針等化石。

分層依據(jù)：莫合爾山組以云質(zhì)泥巖為底，高伽馬、低阻，下伏的寒武系黔東統(tǒng)西大山組以云質(zhì)灰?guī)r與灰質(zhì)云巖為頂，低伽馬、高阻，兩者呈“坎值”突變；二者整合接觸。

表1 塔里木盆地寒武系及塔東地區(qū)主要鉆井寒武系的劃分對比

圖2 塔里木盆地塔東地區(qū)尉犁1井寒武系地層

1.4 寒武系黔東統(tǒng)西大山組

井深4 311～4 380 m，鉆厚69.0 m。巖性上部為灰、深灰色云質(zhì)灰?guī)r與灰質(zhì)云巖夾灰黑色云質(zhì)泥巖，下部為灰黑色云質(zhì)泥巖夾泥巖。電性特征：自然伽馬曲線齒化鐘形—巨齒化漏斗狀，其值一般60～180 API，最高達300 API；電阻率曲線齒狀—微齒狀，其值200～500 Ω·m，最高達1 000 Ω·m以上。產(chǎn)豐富的疑源類、小殼類、牙形類與海綿骨針類等化石。

分層依據(jù)：西大山組以云質(zhì)泥巖為底，高伽馬、高阻，下伏的滇東統(tǒng)西山布拉克組以頁巖為頂，異常高伽馬與相對低阻，兩者界線明顯；二者整合接觸。

1.5 寒武系滇東統(tǒng)西山布拉克組

井深4 380～4 568 m，鉆厚188.0 m。巖性上部為灰黑色頁巖及少量硅質(zhì)巖，中部為灰、藍灰色硅質(zhì)泥巖、泥巖夾灰色灰質(zhì)云巖與薄層灰?guī)r，下部為灰、藍灰色泥巖。電性特征：自然伽馬曲線上段異常塊狀高值，一般600～1 200 API，最高達1 736 API；硅質(zhì)巖槽狀低值，約300 API；中下部微齒化塊狀高值夾窄槽狀低值，一般90～150 API；電阻率曲線上段呈山峰狀，值100～1 000 Ω·m，中下部齒狀、微齒狀夾尖峰狀，其值20～60 Ω·m，最高達500 Ω·m以上。產(chǎn)疑源類化石。

分層依據(jù)：西山布拉克組以灰色泥巖為底，高伽馬、低阻，下伏的上震旦統(tǒng)水泉組以紫紅、灰色灰質(zhì)粉砂巖為頂，低伽馬、高阻，兩者呈“坎值”突變；二者不整合接觸。

2 寒武系生物地層劃分

尉犁1井西山布拉克組—莫合爾山組產(chǎn)豐富的多門類化石，主要有疑源類、牙形類、小殼類與海綿骨針類等，建立了3個化石組合及多個化石層，其特征如下。

2.1 疑源類

主要分布于西山布拉克組—莫合爾山組，可建立Granomarginata-Ceratophyton組合與3個化石層。

(1)Granomarginata-Ceratophyton組合：產(chǎn)于西山布拉克組4 406～4 560 m井段，主要分子有Brocholaminariasp.，Leiosphaeridiasp.，Laminaritessp.，Ceratophytonsp.，Granomarginatasp.等。其中，Granomarginata為紐芬蘭統(tǒng)(滇東統(tǒng))的典型分子，Ceratophyton常見于塔里木盆地及俄羅斯地臺的紐芬蘭統(tǒng)—第三統(tǒng)(武陵統(tǒng))，因此，該組合的時代地質(zhì)宜歸寒武紀紐芬蘭世。

(2)3個化石層分布于：①西大山組4 354～4 371 m井段，產(chǎn)Leiosphaeridiasp.，Lophosphaerdiumsp.，Laminaritessp.，Caratophytonsp.，Teophipoliasp.等；②莫合爾山組4 235～4 238 m井段，產(chǎn)Leiosphaeridiasp.，Heliosphaeridiumsp.，Diclyotidiumsp.，Skiagia? sp.，Lophosphaerdiumsp.等；③莫合爾山組4 175～4 195 m井段，產(chǎn)Leiosphaeridiasp.,Brocholaminariasp.等。其中，Ceratophyton，Teophipolia，Heliosphaeridium，Dictyotidium，Skiagia分子常見于塔里木盆地柯坪地區(qū)、塔東1井等相當?shù)牡貙?，以及俄羅斯地臺的紐芬蘭統(tǒng)—第三統(tǒng)[3]。

2.2 小殼類

主要分布于西大山組，可建立Kuruktagetulis-Hyolithellus組合與1個化石層。

(1)Kuruktagetulis-Hyolithellus組合產(chǎn)于西大山組4 336.56～4 338.69 m井段(第3次取心)，主要分子有Kuruktagetulissp.，Hyolithellussp.，Sachiteslongus，Circothecacf.obesa等。其中，Kuruktagetulis是鐘端等[7]在庫魯克塔格地區(qū)西大山組建立的Alloniaerromenosa-Kuruktagetulis組合分子之一，Hyolithellus是鐘端等[7]在庫魯克塔格地區(qū)西大山組—莫合爾山組建立的Quadrachides-Hyolithellus組合分子之一，在塔里木盆地中4井及塔深1井寒武系亦見及[8]。因此，該組合具有濃厚的地方性色彩，地質(zhì)時代應為寒武紀黔東世。

(2)1個化石層分布于西大山組4 377.06～4 377.09 m井段(第4次取心)，化石屬種十分單調(diào)，僅見Torellellasp.與Fisrulaof.gastrapoda(get sp. indet)等，前者多見于塔里木盆地滇東統(tǒng)—武陵統(tǒng)。

2.3 牙形類

僅見于西大山組4 336.56～4 338.69 m井段(第3次取心)，可建立Gapparoduscf.bisalcatus-Prooneotodus組合。其中，Gapparodusbisalcatus是鐘端等[7]在庫魯克塔格地區(qū)莫合爾山組建立的Gapparodusbisalcatus-Westergaardodina組合分子之一，也是董煕平[9]在華南地區(qū)黔東統(tǒng)花橋組底部建立的Gapparodusbisalcatus-Westergaardodinabrevidens帶的帶化石之一。錢逸等[10]認為Gapparodusbisalcatus與Amphigeisina,Hagionella為我國下寒武統(tǒng)筇竹寺階的典型分子，在歐洲、亞洲和北美的相當層位亦有發(fā)現(xiàn)；Prooneotodus常作為原牙形類的化石，多出現(xiàn)在華南及塔里木地區(qū)的黔東統(tǒng)。因此，該組合的時代可能為滇東世晚期—黔東世早期。

2.4 海綿骨針類

主要見于西大山組4 336.56～4 338.69 m井段(第3次取心)，類型較豐富，主要分子有Calcihexacitinasp.，C.abbreviatus，Orthoriaenesp.，Protospongiasp.等，此外，尚有一些雙射單軸、四射雙軸、六射三軸及多枝形的海綿骨針類碎片，這些與庫魯克塔格地區(qū)西大山組—莫合爾山組的完全可比[8]。

3 寒武系層序地層

塔里木盆地臺地相的寒武系層序地層研究程度較高[11-14]，但槽盆相的寒武系層序地層存在不同的劃分方案[15]。通過對庫魯克塔格地表剖面寒武系層序特征研究，結(jié)合塔東地區(qū)的地震剖面資料，將塔東地區(qū)寒武系劃分為4個Ⅱ級層序，6個Ⅲ級層序(圖2)；Ⅱ級層序分別對應于4個統(tǒng)，其中SSQ1、SSQ2各含1個Ⅲ級層序，SSQ3、SSQ4均包括2個Ⅲ級層序，各層序特征如下。

3.1 SQ1

寒武系層序SQ1相當于西山布拉克組，底界為Ⅰ型邊界，界面之下為震旦系水泉組濱岸相的紫紅色灰質(zhì)粉砂巖，之上為西山布拉克組陸棚—盆地相的灰色泥巖；頂界面為巖性轉(zhuǎn)換面，由盆地相的灰黑色頁巖演變?yōu)殛懪锵嗟脑瀑|(zhì)泥巖。頂、底界面電性特征呈“坎值”突變(圖2)。SQ1由TST及HST體系域構(gòu)成，并以基準面上升半旋回為主導，其HST由大套的灰黑色頁巖組成，記錄了寒武紀第一次全球性的海侵事件，可能對應于寒武系ZHUCE(ZHU Jiaqing Carbon Isotope Excursion)事件，具有良好的全球等時對比意義。SQ1橫向分布不穩(wěn)定，在地震大剖面上具有由北往南變薄的趨勢，尉犁1井區(qū)較厚，而塔東1—塔東2井一線急劇變薄，缺失了中下部的地層。

3.2 SQ2

寒武系層序SQ2相當于西大山組，該組構(gòu)成了一個完整的基準面上升、下降旋回，與SQ1相反，該層序以HST略占優(yōu)勢。TST以廣海陸棚相的云質(zhì)泥巖與泥巖構(gòu)成，HST以淺水陸棚相的泥質(zhì)云巖夾云質(zhì)泥巖構(gòu)成，其凝縮段為寒武紀第二次大規(guī)模海侵的產(chǎn)物，頂界面對應于寒武紀第一次大規(guī)模的海退，兩者均具有良好的區(qū)域性等時對比意義。頂、底界面均為巖性轉(zhuǎn)換面，電性特征呈“坎值”突變。該層序橫向分布不穩(wěn)定，厚度由北往南明顯減薄。

3.3 SQ3

寒武系層序SQ3相當于莫合爾山組下部，由幾乎對稱的TST與HST構(gòu)成。TST以淺水陸棚相的云質(zhì)泥巖與泥質(zhì)云巖構(gòu)成，HST以淺水陸棚—斜坡相的泥質(zhì)云巖夾灰?guī)r構(gòu)成。頂、底界面均為巖性轉(zhuǎn)換面，反映出沉積水體升降速度相對較緩，幅度不大；電性特征呈小幅“坎值”變化。該層序橫向分布較穩(wěn)定，厚度約70～100 m。

3.4 SQ4

寒武系層序SQ4相當于莫合爾山組上部，其構(gòu)成了一個完整的基準面上升、下降旋回，但以TST占主導。TST以淺水陸棚相的泥質(zhì)灰?guī)r夾泥灰?guī)r構(gòu)成，HST以淺水陸棚—斜坡相的泥灰?guī)r與含泥灰?guī)r構(gòu)成。頂、底界面均為巖性轉(zhuǎn)換面，頂界面的電性特征呈“坎值”突變。該層序橫向分布較穩(wěn)定，厚度約40～60 m。

3.5 SQ5

寒武系層序SQ5相當于突爾沙克塔格組(寒武系)下部，其構(gòu)成了一個完整的基準面上升、下降旋回。TST與HST近于對稱，TST以淺水陸棚相的灰?guī)r與含泥灰?guī)r構(gòu)成，HST以淺水陸棚—斜坡相的含泥灰?guī)r夾泥灰?guī)r構(gòu)成，其凝縮段為寒武紀第三次大規(guī)模海侵的產(chǎn)物。頂、底界面分別為巖性漸變面與轉(zhuǎn)換面，頂界面的電性特征呈微幅變化。該層序橫向分布不穩(wěn)定，南薄北厚的趨勢仍然較明顯。

3.6 SQ6

寒武系層序SQ6相當于突爾沙克塔格組(寒武系)上部，其構(gòu)成了一個完整的基準面上升、下降旋回，但以HST為主導。頂、底界面均為巖性漸變面，電性特征呈微幅變化面。該層序橫向分布不穩(wěn)定，南薄北厚的趨勢十分明顯。

4 塔東地區(qū)寒武系劃分對比及展布

通過對鉆穿寒武系的尉犁1、塔東1、2等3口探井的詳細分析，提出了塔東地區(qū)寒武系各組新的劃分方案。

4.1 西山布拉克組

該組為前寒武系不整合面之上的第一套深水陸棚—盆地相的硅質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖夾薄層硅質(zhì)巖與泥質(zhì)云巖的沉積，頂部為異常高伽馬段(ZHUCE事件)，可作為區(qū)域地層劃分對比標志層；產(chǎn)疑源類Granomarginata-Ceratophyton組合，時代為寒武紀滇東世。該組在北部的尉犁1井厚達188 m，南部的塔東2井僅47 m，而塔東1井減薄至29 m(表1)。從對比圖(圖3)上可看出，ZHUCE事件在3口井上均有良好的記錄，而塔東1、2井缺失的是西山布拉克組中下部，進而表明震旦紀末著名的“滿加爾坳拉槽”南端末達塔東1—塔東2井一線。

4.2 西大山組

該組為一套陸棚相的云質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)云巖的沉積，自然伽馬曲線齒化鐘形—巨齒化漏斗狀，值明顯低于西山布拉克組，而高于莫合爾山組；其電阻率高于下伏與上覆地層。產(chǎn)牙形類Gapparoduscf.bisalcatus-Prooneotodus組合，小殼類Kuruktagetulis-Hyolithellus組合，時代為寒武紀黔東世。該組一次完整的海侵海退旋回在3口井上均有較好的記錄，以尉犁1井稍厚，為69 m，塔東2井次之，為56 m，塔東1井最薄僅26 m，具有由北向南減薄的趨勢。

4.3 莫合爾山組

該組為一套陸棚相的泥質(zhì)云巖、云質(zhì)泥巖與泥灰?guī)r的沉積，自然伽馬曲線齒狀，值明顯低于西大山組，而高于突爾沙克塔格組。其中，莫合爾山組頂部與突爾沙克塔格組底部的伽馬曲線構(gòu)成了研究區(qū)第二個標志層——“反勺形伽馬段”。其電阻率低于下伏與上覆地層。產(chǎn)大量黔東統(tǒng)與武陵統(tǒng)的疑源類化石，據(jù)上下地層的時代及與地表剖面的對比結(jié)果，推測其時代為寒武紀武陵世。該組尉犁1井較厚，為161 m，塔東2井次之，為119 m，塔東1井略薄為103 m，仍然保持了北厚南薄的趨勢。

圖3 塔里木盆地塔東地區(qū)尉犁1—塔東2—塔東1井寒武系劃分對比

4.4 突爾沙克塔格組(寒武系部分)

該組底部為低伽馬、高阻的塊狀灰?guī)r，隨后發(fā)生了寒武紀第三次海侵事件——“反勺形伽馬段”的勺端，在3口井上均有良好的記錄，可作為芙蓉世開始的標志。該事件之后，寒武紀進入了一個長時期的相對平靜期，海平面升降幅度較小，沉積了大套的陸棚相泥灰?guī)r、含泥灰?guī)r與灰?guī)r。奧陶系/寒武系的界線，是在參考地表剖面的基礎上，卡一個相對明顯的巖電界面而定的，這有待進一步研究。該組尉犁1井較厚，為239 m，塔東2井次之，為207 m，塔東1井最薄僅130 m，由北向南減薄十分明顯。

5 結(jié)論

(1)塔東地區(qū)寒武系以尉犁1井發(fā)育最全，可劃分為4統(tǒng)4組；識別出1次具有全球性等時對比意義的重大地質(zhì)事件(ZHUCE)，其為統(tǒng)、組的劃分及地層對比提供了良好的依據(jù)。塔東2、1井缺失滇東統(tǒng)西山布拉克組的中下部，表明震旦紀末著名的“滿加爾坳拉槽”南端未達塔東1—塔東2井一線。

(2)寒武系滇東統(tǒng)—武陵統(tǒng)產(chǎn)豐富的疑源類、小殼類、牙形類及海綿骨針類化石，可建立3個化石組合，即Granomarginata-Ceratophyton組合、Kuruktage-tulis-Hyolithellus組合和Gapparoduscf.bisalcatus-Prooneotodus組合，以及眾多化石層，其生物群面貌完全可與柯坪及庫魯克塔格地區(qū)的進行對比。

(3)寒武系可劃分為4個Ⅱ級層序，6個Ⅲ級層序；Ⅱ級層序分別對應于4個統(tǒng)，其中SQ1、SQ2各含1個Ⅲ級層序，SQ3、SQ4均包括2個Ⅲ級層序；僅SQ1底界面為局域性不整合面，其他的均為巖性突變或轉(zhuǎn)換面，界面上下巖電特征十分明顯，呈“坎值”突變。

致謝：本文疑源類化石由中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所尹磊明研究員鑒定，其他的化石由中國石化西北油田分公司熊劍飛教授級高工鑒定，在此表示誠摯感謝！

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(編輯 徐文明)

Classification and correlation of Cambrian in eastern Tarim Basin

Cai Xiyao1, Dou Liwei1,2, Jiang Huashan3, Yu Tengxiao3, Cao Zicheng3

(1.SINOPEC Petroleum Exploration & Production Research Institute, Beijing 100083, China; 2.College of Geosciences, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China; 3.Research Institute of Petroleum Exploration & Production, SINOPEC Northwest Company, Urumqi, Xinjiang 830011, China)

Through the observation and analysis of the Cambrian profile of Kuruktag area in the northeastern Ta-rim Basin, combined with the comprehensive study on the Cambrian in the well YL1, and adopting the international Cambrian division scheme, it was proposed in this paper a new standard which divided Cambrian into four series and four formations. Two marking beds, “reversal spoon shaped gamma segment” and “ultra-high gamma segment”, were identified. Multi fossils were found in large quantity in the Xishan Braque and Moheershan Formations. A great geological event (ZHUCE) was identified in the Lower Cambrian with global comparing significance. By comparing stratigraphic division, the early Cambrian formations were found missing in the wells TD1 and TD2, which were regarded as the typical wells of trough facies in Cambrian, indicating that the southern edge of the famous “Manjiaer aulacogen” had not reached the line from well TD1 to well TD2 at the end of Sinian. Four second-order and six third-order sequences in Cambrian were concluded in the study area, providing a stratigraphic basement for the studies of sedimentary facies, tectonic movement and hydrocarbon accumulation.

fossil; geologic event; stratigraphic division and correlation; Cambrian; eastern Tarim area; Tarim Basin

1001-6112(2014)05-0539-07

10.11781/sysydz201405539

2013-06-17；

2014-07-14。

蔡習堯(1963—)，男，高級工程師，從事地層古生物與石油勘探研究。E-mail: caixy.syky@sinopec.com。

國家油氣專項(2009GYXQ02-05)和中國石化前瞻性研究項目(No.YPH08092)聯(lián)合資助。

TE121.3+4

A