白 瑩，羅 平，周川閩，翟秀芬，王 石，楊宗玉，王 珊

(1.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；

塔西北下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組層序劃分及臺地沉積演化模式

白 瑩1,2，羅 平1,2，周川閩1，翟秀芬1，王 石3，楊宗玉1,2，王 珊1

(1.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；

3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

基于野外露頭觀察和室內(nèi)薄片鑒定工作，詳細描述了塔里木盆地阿克蘇地區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組微生物碳酸鹽巖的展布特征，建立了層序地層格架，分析了肖爾布拉克期碳酸鹽臺地的演化過程。研究認為,肖爾布拉克組可分為兩個三級層序：下部層序SQ1整體為一套波狀微生物席，處于中-內(nèi)緩坡沉積環(huán)境，對應(yīng)緩坡型臺地發(fā)育階段;上部層序SQ2的海侵期是緩坡型臺地向弱鑲邊臺地的轉(zhuǎn)變階段，斜坡以風(fēng)暴沉積為主，微生物巖不發(fā)育，而高地則以大型進積微生物礁建隆為主，主要通過叢狀表附菌的自身骨架生長和微生物粘結(jié)方式成隆。高位期是弱鑲邊臺地發(fā)育階段，臺緣和臺內(nèi)相分異明顯。臺緣區(qū)早期發(fā)育房室狀表附菌層，晚期發(fā)育小型進積微生物礁群，由微生物粘結(jié)成礁，而臺內(nèi)區(qū)為低能微生物灘，缺乏高位早期建造，晚期以層紋石建造、泡沫綿層石和疊層石建造為主，其形成與粘性微生物席有關(guān)。

微生物巖；層序；肖爾布拉克組；下寒武統(tǒng)；碳酸鹽臺地；塔里木盆地

微生物巖(microbialite,microbolite)是由底棲微生物群落通過捕獲、粘結(jié)碎屑物或自身的鈣化作用在原地形成的沉積物，主要發(fā)育在后生生物群體出現(xiàn)之前或者滅絕期之后。目前，國內(nèi)外科學(xué)家的主要研究對象為微生物碳酸鹽巖，包括與微生物活動密切相關(guān)的微生物-碳酸鹽沉積構(gòu)造，如疊層石、層紋石、枝狀石等，以及某些鮞粒、團粒、球粒和泥晶等[1-3]。近年來，巴西桑托斯盆地和美國阿拉巴馬州，以及東西伯利亞地區(qū)的油氣勘探實踐表明，微生物碳酸鹽巖可作為良好的儲層[3]。目前，我國的微生物碳酸鹽巖油氣田主要分布在上揚子地區(qū)和華北地區(qū)，如四川盆地的資陽氣藏、威遠氣田，以及渤海灣盆地的華北油田[3]。隨著研究范圍的擴大和勘探工作的不斷深入，中深1井和中深5井在肖爾布拉克組臺盆區(qū)微生物碳酸鹽巖中發(fā)現(xiàn)油氣顯示，標(biāo)志著塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組微生物巖也成為了重點研究對象[4-5]。

前人對該層位的臺盆區(qū)微生物碳酸鹽巖進行了較為詳細的研究，研究范圍多集中在阿克蘇露頭區(qū)，研究對象多為單一微生物礁或微生物層，側(cè)重點為微生物建造的演化特征剖析以及巖石結(jié)構(gòu)類型和儲集物性特征分析等，并沒有對微生物碳酸鹽巖的展布特征和相關(guān)碳酸鹽臺地的演化方式做過多的研究[3]。因此，本文以位于塔西北的阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組為主要研究層位，依據(jù)層序地層學(xué)原理對其進行基本單元劃分，并在單元內(nèi)部對微生物碳酸鹽巖的沉積特征進行描述，最后以此為基礎(chǔ)建立下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組緩坡型-弱鑲邊型臺地沉積模式，力求明確微生物碳酸鹽巖的展布特征與臺地演化方式的時空相關(guān)性，為微生物碳酸鹽臺地的結(jié)構(gòu)分析提供典型范例，并為微生物碳酸鹽巖的演化分布和預(yù)測識別提供思考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

早寒武世塔里木板塊漂移至岡瓦納古陸西部，大致位于赤道附近。受張裂運動的影響,塔里木板塊自邊緣裂解，板塊北側(cè)為南天山洋，南側(cè)為古特提斯洋，內(nèi)部形成了數(shù)個被盆地相和外緩坡相分隔的孤立碳酸鹽臺地(圖1a)[6]。阿克蘇露頭區(qū)位于塔西臺地北部，隸屬柯坪斷隆東段，在早寒武世早期經(jīng)歷了大規(guī)模海侵后，不整合面上沉積了分布廣泛的黑色頁巖、含磷硅質(zhì)巖和磷塊巖，形成了碳酸鹽緩坡，之后受持續(xù)海退的影響逐漸演變?yōu)闇\水鑲邊碳酸鹽臺地。研究層位肖爾布拉克組的沉積時間約為521～515 Ma，下伏玉爾吐斯組，上覆吾松格爾組，屬于下寒武統(tǒng)[7]。

2 肖爾布拉克組層序地層特征

2.1 層序界面特征

三級層序界面是可以進行全盆對比的不整合面以及相應(yīng)的整合面，被其限定的沉積單元就是三級層序。其中，Ⅱ型層序界面是以地表暴露及沉積濱線坡折向陸側(cè)發(fā)生海岸上超向海遷移為特征，但缺少河流回春侵蝕與巖相向海遷移證據(jù)的層序界面[8]。肖爾布拉克組沉積時期的阿克蘇露頭區(qū)可由臺緣區(qū)和臺內(nèi)區(qū)組成。其中，臺緣區(qū)的層序界面之上表現(xiàn)為水體明顯加深，而臺內(nèi)區(qū)則不明顯[7-8]。沉積環(huán)境的突變導(dǎo)致層序界面上、下部的微生物碳酸鹽巖也出現(xiàn)了明顯的差異。以臺內(nèi)什艾日克剖面為例，出露的下寒武統(tǒng)中可識別出多個三級層序界面以及三級層序。其中SB0，SB1，SB2這3個Ⅱ型層序界面將肖爾布拉克組分成了SQ1和SQ2這2個三級層序，并將肖爾布拉克組分為上、下兩段。

圖1 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)早寒武世古地理及剖面位置Fig.1 Paleogeography of the Early Cambrian and stratigraphic section location of Aksu area,the Tarim Basina.肖爾布拉克期巖相古地理(據(jù)文獻[6]修改);b.阿克蘇露頭區(qū)地質(zhì)簡圖及相關(guān)剖面位置

層序界面SB0為下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組和肖爾布拉克組的分界。玉爾吐斯組上部為中緩坡相再沉積物，以薄至中層淺灰色細晶白云巖為主。該界面為巖性轉(zhuǎn)換面(圖2a,b)，上覆肖爾布拉克組與下伏地層明顯不同，其底部為淺灰色薄層狀砂屑白云巖，向上以微生物巖為主要特征，具明顯的平行、波狀紋層結(jié)構(gòu)，平行層面晶洞較為發(fā)育，為外緩坡相沉積物。

層序界面SB1為肖爾布拉克組內(nèi)部的一個區(qū)域性古喀斯特巖溶面(圖2c)，把肖爾布拉克組分為“下黑上白”兩段。其中，肖下段為中緩坡相深灰色塊狀包殼凝塊石白云巖，肖上段為內(nèi)緩坡相淺灰色塊狀凝塊石白云巖。

層序界面SB2為肖爾布拉克組頂部的古喀斯特巖溶面，巖性由肖上段內(nèi)緩坡相灰白色中層狀泡沫綿層白云巖轉(zhuǎn)變?yōu)槲崴筛駹柦M潮坪相淺灰色中層狀疊層石白云巖，為一定水深下、弱局限環(huán)境的產(chǎn)物(圖2d)。

2.2 體系域及微生物巖性組合特征

下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組、肖爾布拉克組以及吾松格爾組構(gòu)成了一個Ⅱ級層序。其中，肖爾布拉克組處于該Ⅱ級層序的早期高位體系域，發(fā)育了SQ1和SQ2這兩個分布較廣的Ⅲ級層序[9]。由于臺緣和臺內(nèi)具有較為明顯的古地貌差別和沉積差異，導(dǎo)致不同剖面的Ⅲ級層序體系域中的巖性組合呈現(xiàn)出多樣性[9]。筆者選取了2條臺緣區(qū)剖面和1條臺內(nèi)區(qū)剖面，其體系域及微生物巖組合特征如下。

2.2.1 于提希剖面

于提希剖面位于臺緣帶，大致位于工區(qū)南部(圖1b,圖3a)。層序界面SB0為古喀斯特巖溶面(圖3b)，是水下地層在短暫暴露于地表后遭受風(fēng)化剝蝕而成的[10]，下部玉爾吐斯組為外緩坡-中緩坡相紫灰色極薄層狀粉屑白云巖夾紋層狀白云質(zhì)泥巖—深灰色極薄層狀粉晶白云巖，上部肖爾布拉克組為中緩坡相淺灰色塊狀具溶孔凝塊石粉晶白云巖。層序界面SB1為凹凸不平的古喀斯特巖溶面(圖3c)，肖下段頂部為中緩坡相中-淺灰色薄層狀砂屑泥晶白云巖，發(fā)育大量溶蝕孔洞，指示短暫曝露環(huán)境，肖上段底部為中緩坡相灰色極薄層狀鈣質(zhì)頁巖，之上的沉積物被風(fēng)暴浪改造(圖4a—c)。層序界面SB2為巖相轉(zhuǎn)換面[9,11](圖3d,e)，表現(xiàn)為一較平直的弱侵蝕面，界面之下為肖上段內(nèi)緩坡相中灰色中層狀砂屑層紋石，之上發(fā)育吾松格爾組潮坪相灰白色丘狀砂屑疊層石白云巖，組成一系列的小型微生物丘(圖3e)。

圖2 塔西北什艾日克肖爾布拉克組層序界面野外識別圖版Fig.2 Outcrop sequence boundaries identification of the Xiaoerblak Formation in Shiairike section of the NW Tarim Basina.玉爾吐斯組與肖下段層序界面SB0，巖性轉(zhuǎn)換面，玉爾吐斯組頂部為薄層狀瘤狀白云巖，肖下段底部為深灰色中-薄層砂(粉)屑白云巖；b.玉爾吐斯組與肖下段層序界面SB0，局部放大，深灰色中-薄層砂(粉)屑白云巖；c.肖上段和肖下段層序界面SB1，為不平整的古喀斯特巖溶面，下深上淺，上段底部為淺灰色凝塊石白云巖，下段頂部為中-深灰色包殼凝塊石白云巖；d.層序界面SB2，古喀斯特巖溶面，肖上段頂部為淺灰白色 疊層狀溶孔泡沫綿層白云巖，吾松格爾組底部為淺灰色疊層石白云巖

圖3 塔西北于提希剖面肖爾布拉克組層序界面野外識別圖版Fig.3 Outcrop sequence boundaries identification of the Xiaoerblak Formation in Yutixi section of the NW Tarim Basina.于提希剖面肖爾布拉克組綜合柱狀圖； b.玉爾吐斯組與肖下段層之間的序界面SB0，局部放大，深灰色中-薄層砂(粉)屑白云巖； c.肖上段和肖下段之間的層序界面SB1，為不平整的古喀斯特巖溶面；d.吾松格爾組與肖下段之間的層序界面SB2，平直的巖性轉(zhuǎn)換面；e.巖性轉(zhuǎn)換面之上的 吾松格爾組疊層石生物丘

層序SQ1可分為3個四級層序，分隔四級層序的海泛面發(fā)育不甚明顯(圖4b,c)。其中SQ11組成了海侵體系域(TST)，主要由淺灰色塊狀砂屑孔洞凝塊石白云巖組成(圖4d)，鏡下可見弱包殼凝塊結(jié)構(gòu)(圖5a,b)，大致位于中緩坡上部。SQ12(圖4e)對應(yīng)早期高位體系域(EHST)，為深灰色薄層狀粉晶白云巖(層狀孔洞發(fā)育)-淺灰色塊狀砂屑凝塊石白云巖(孔洞發(fā)育)，大致位于中緩坡-外緩坡。SQ13(圖4f)組成了晚期高位體系域(LHST)，為淺灰色薄層狀條紋白云巖-深灰色薄層狀粉晶白云巖(層狀孔洞發(fā)育)-深灰色塊狀砂屑凝塊石白云巖(孔洞發(fā)育)，大致位于中緩坡下部。層狀孔洞周緣發(fā)育暗色的發(fā)散狀紋層，且孔洞邊緣不存在溶蝕殘余物(圖5c,d)，說明層狀孔洞構(gòu)造可能和微生物的穩(wěn)定化作用有關(guān)[12-14]。

層序SQ2內(nèi)部可識別出4個明顯的海泛面(圖4a)，劃分為5個四級層序。SQ21底部為淺灰色薄層狀含砂屑泥晶灰?guī)r(圖4g,圖5e)，對應(yīng)初始海泛面[15]，主體部分由沉積在中緩坡上部的深灰色厚層狀砂屑凝塊石白云巖組成。SQ22由位于中緩坡下部的兩種風(fēng)暴序列組成(圖4h)，其中序列1代表風(fēng)暴浪基面之上的近源風(fēng)暴礫屑沉積(圖5f—h)，序列2指示風(fēng)暴浪基面之下的遠源風(fēng)暴濁流沉積(圖5i,j)[16]。SQ22的頂部為一套淺灰色薄層狀泥晶灰?guī)r(圖4c)，代表最大海泛面[15]。由此可見SQ21至SQ22是一個水體逐漸加深的過程，這兩個4級層序共同構(gòu)成了海侵體系域。SQ23(圖4i,圖5k)為淺灰色塊狀房室狀表附菌凝塊石粉晶灰?guī)r[17]，微生物的出現(xiàn)指示水體具有變淺的趨勢，對應(yīng)早期高位體系域。晚期高位體系域?qū)?yīng)SQ24和SQ25，其中SQ24為微生物礁沉積，可見兩期小型微生物礁組成了弱鑲邊臺緣?？v向上強烈海退背景下的微生物礁群沿緩坡向盆內(nèi)依次前積，方向為SSW至NNE，礁間以層狀微生物巖相隔(圖4j)，橫向上微生物礁呈東西向并排分布，之間以層狀微生物巖相連(圖4k)。每個微生物礁的基底為中深灰色薄層狀砂屑層紋石白云巖，具顯微紋層結(jié)構(gòu)和包殼結(jié)構(gòu)(圖5l,m)，主體為中-淺灰色塊狀凝塊石白云巖，鏡下凝塊可由腎形菌及核形石組成(圖5o—q)[18-19]，頂部和底部類似，為中深灰色薄層狀砂屑層紋石白云巖，見葛萬菌[1,2](圖5n)；SQ25為微生物臺內(nèi)灘沉積(圖4l)，具兩種向上變淺的序列，序列1為淺灰色中層狀含砂屑細晶白云巖(圖5r)-淺灰色塊狀砂屑細晶白云巖(圖5s)，多分布在層序下部，序列2為淺灰色含砂屑粉晶白云巖-淺灰色塊狀砂屑孔洞凝塊石白云巖-中深灰色含砂屑層紋石(圖5t,u)，多發(fā)育在層序上部，指示半局限半開闊環(huán)境。

圖4 塔西北于提希剖面肖爾布拉克組層序特征圖版Fig.4 Sequence characteristics of the Xiaoerblak Formation in Yutixi section of the NW Tarim Basina. SQ2被海泛面劃分為若干個準(zhǔn)層序；b.初始海泛面，深灰色薄層灰?guī)r；c.最大海泛面，由黑灰色極薄層泥灰?guī)r組成的凝縮段；d. SQ11，淺灰色塊狀砂屑孔洞凝塊石白云巖；e. SQ12，下部為淺灰色塊狀砂屑孔洞凝塊石白云巖，上部為深灰色薄層狀層狀孔洞粉晶白云巖；f. SQ13，淺灰色薄層狀波狀條紋白云巖-深灰色薄層狀層狀孔洞粉晶白云巖；g. SQ21，淺灰色薄層狀泥晶白云巖；h. SQ22，風(fēng)暴礫屑灰?guī)r；i. SQ23，淺灰色塊狀表附菌凝塊石粉晶白云巖，見房室狀表附菌；j. SQ24，縱向上沿緩坡向盆內(nèi)依次前積的微生物礁，礁之間以層狀微生物巖相隔；k. SQ24，橫向上微 生物礁呈E-W向并排分布，之間以層狀微生物巖相連；l. SQ25，微生物灘沉積，中深灰色含砂屑薄層層紋石

圖5 塔西北于提希剖面肖爾布拉克組微觀圖版Fig.5 Microscopic characteristics of the Xiaoerblak Formation in Yutixi section of the NW Tarim Basin

續(xù)圖5 塔西北于提希剖面肖爾布拉克組微觀圖版Fig.5(continued) Microscopic characteristics of the Xiaoerblak Formation in Yutixi section of the NW Tarim Basina,b. SQ11，包殼凝塊石由亮晶核心和泥晶包殼組成，溶孔傾向于發(fā)育在包殼凝塊內(nèi)部的亮晶核心處；c. SQ12，層狀孔洞。紅色虛線為被充填的層狀孔洞；d. SQ13，層狀孔洞，紅色虛線為被充填的層狀孔洞；e. SQ21，泥晶白云巖，紅色虛線指示微剝蝕面；f. SQ22風(fēng)暴序列1，礫屑泥晶灰?guī)r，礫屑由泥晶灰?guī)r組成，邊緣呈鋸齒狀，之間主要由粉屑-泥晶充填，呈放射狀排列，基質(zhì)支撐；g. SQ22風(fēng)暴序列1，礫屑泥晶灰?guī)r，礫屑由核形石碎片組成，具有一定的磨圓度；h. SQ22風(fēng)暴序列1，生屑泥晶灰?guī)r，分選不好，分布雜亂，之間由粉屑充填；i. SQ22風(fēng)暴序列2，深灰色極薄層砂屑生屑泥晶灰?guī)r→深灰色極薄層粉屑泥晶灰?guī)r，紅色虛線為沖刷面；j. SQ22風(fēng)暴序列2，深灰色極薄層粉屑泥晶灰?guī)r，亮層以粉屑結(jié)構(gòu)為主，暗層以泥晶結(jié)構(gòu)為主；k. SQ23，由房室狀表附菌組成的表附菌凝塊；l,m.微生物礁基底，由定向排列的包殼顆粒粘結(jié)成層紋結(jié)構(gòu)；n.微生物礁頂部，見不甚清晰的管狀葛萬菌(？)纏繞成網(wǎng)狀；o. SQ24，微生物礁主體，由團狀-橢圓狀腎形菌組成的凝塊；p. SQ24，微生物礁主體，管孔狀腎形菌；q. SQ24，由復(fù)合核形石和單一核形石組成的凝塊；r. SQ25，具包殼結(jié)構(gòu)的砂屑；s. SQ25，由球粒組成的凝塊；t. SQ25，由泥晶組成的紋層結(jié)構(gòu)；u. SQ25，由泡沫綿層 和包殼結(jié)構(gòu)組成的紋層結(jié)構(gòu)

2.2.2 蘇北剖面

蘇北剖面位于蘇蓋特布拉克地區(qū)的北部(圖1b)，位于臺緣帶。該剖面和于提希剖面相比，具有類似的層序界面特征(圖6a—d)，同時SQ1的發(fā)育情況也較為類似。SQ2則有較大區(qū)別，其中SQ21對應(yīng)自北向南展布的大型微生物礁，由4個依次向盆地內(nèi)部前積的亞期礁體組成(圖6b)，自下而上水體逐漸變淺，呈現(xiàn)出“顆粒灘—原地生長的附枝菌礁—凝塊石—疊層石”的演化規(guī)律[13]。這種進積型礁與SQ21的海侵背景相悖，這是因為在海平面整體上升的背景下，臺緣區(qū)的微生物開始充分生長、造巖、建礁，然而由于微生物的自身建造速度過高，大于海平面的上升速度，導(dǎo)致臺緣區(qū)的可容納空間不足以容納微生物礁的繼續(xù)生長，最終導(dǎo)致了微生物礁的進積發(fā)育，這也從側(cè)面說明在該時期蘇北地區(qū)的古地貌位置是高于于提希地區(qū)的。因為SQ21發(fā)育時期位于斜坡處的于提希剖面受氧氣匱乏、光照不足的影響，加之水動力較強導(dǎo)致水體渾濁，雖然有可容納空間的產(chǎn)生，仍然無法建礁成隆[2]，僅僅隨著海平面的上升而表現(xiàn)出微弱的上超特征。代表海侵體系域的SQ22和代表早期高位體系域的SQ23在蘇北剖面缺失，同樣是受限于可容納空間的緣故。晚期高位體系域包括SQ24和SQ25，其中SQ24下部發(fā)育一套上超于SQ21之上的海侵沉積，之上為進積小型點礁群(圖6e,f)，可與于提希剖面對應(yīng)[13,20]。SQ25為一套泡沫綿層-疊層石白云巖(圖6d)，指示較為開闊的灘相-潮坪沉積環(huán)境[12-14]。

2.2.3 磷礦溝剖面

磷礦溝剖面位于臺內(nèi)帶(圖1b,圖7a,圖7b)。SB0為古風(fēng)化殼(圖7c)，是由海平面下降導(dǎo)致地層暴露，經(jīng)長期風(fēng)化剝蝕之后又被重新埋藏的地質(zhì)體[21]。古風(fēng)化殼約5 cm，可分為3層：下部為未被改造完全的碳酸鹽巖殘塊，中部為黃褐色殘余土壤層，上部見殘余鐵質(zhì)層。該界面下部為玉爾吐斯組中緩坡相灰綠色薄層狀粉屑泥晶白云巖，上部為肖爾布拉克組中緩坡相淺灰色中-薄層狀砂屑中晶白云巖。SB1對應(yīng)一套不甚典型的疏松黏土層(圖7d)，局部可見鐵質(zhì)、磷質(zhì)結(jié)核，是由海平面下降導(dǎo)致的前期暴露剝蝕和后期淡水淋濾溶解等地質(zhì)作用共同形成的[9,11]。該界面之下為肖下段中緩坡相深灰色塊狀砂屑粉晶白云巖，之上為肖上段臺內(nèi)灘相下部中灰色塊狀砂屑凝塊石。SB2附近由于地層塌陷而導(dǎo)致界面不易識別。根據(jù)前人的研究成果可知SB2為一古喀斯特巖溶面，可發(fā)育溶蝕凹坑、皮殼和干裂構(gòu)造[9]，其下部為肖上段臺內(nèi)灘相上部灰白色中層狀中晶疊層石白云巖。

圖6 塔西北蘇北剖面肖爾布拉克組層序界面野外識別圖版Fig.6 Outcrop sequence boundaries identification of the Xiaoerblak Formation in Subei section of the NW Tarim Basina.蘇北剖面肖爾布拉克組巖性示意圖(據(jù)文獻[12],有修改)；b.蘇蓋特布拉克地區(qū)北部剖面，可見SQ21為發(fā)育于海退背景的大型微生物礁，具有4個期次；SQ22和SQ23缺失，SQ24為發(fā)育在海侵背景之下的小型微生物礁；c. SQ1和SQ2的分界，SB1為古喀斯特巖溶面，將肖爾布拉克組分 為上、下兩段；d. SQ25，中-薄層凝塊石，層序SQ1和層序SQ2的分界SB2為古喀斯特巖溶面；e. SQ24，丘狀微生物礁；f.SQ24，層狀微生物礁

磷礦溝剖面的暗色海侵層不發(fā)育。其中SQ1與臺緣區(qū)類似。SQ2中，SQ21為臺內(nèi)灘相(圖7c,d)，巖性組合為中灰色薄層狀包殼凝塊石白云巖-中灰色薄層狀砂屑凝塊石白云巖(圖8a)，指示水動力逐漸增強，水體逐漸加深，對應(yīng)海侵體系域。由于臺緣礁的阻擋作用，導(dǎo)致剖面處缺失SQ22的海侵體系域風(fēng)暴沉積以及SQ23的早期高位體系域表附菌微生物建造。

SQ24為晚期高位體系域的產(chǎn)物，以層紋石建造為主。雖然海平面整體處于較高的水平，然而由于臺內(nèi)地勢較高導(dǎo)致相對水體深度較淺。SQ24主要發(fā)育無擾動(下部)和擾動(上部)這兩種層紋石序列，自下而上具有水體略微變淺的特征。

無擾動序列主要發(fā)育在SQ24的下部(圖7e,f)，可分為a層和b層。其中a層為平行紋層狀微生物席組合，邊界鮮明，保存完整。單層席間距約0.2～0.5 cm，疊加厚度可達5～10 cm。b層砂屑含量較多，具普通沉積物特征，發(fā)育交錯層理和平行層理。鏡下a層紋層較平直，主要由暗色菌紋層集中組成，與b層殘余砂屑白云巖之間存在著一個弱侵蝕面(圖8b)。

圖7 塔西北磷礦溝剖面肖爾布拉克組層序特征圖版Fig.7 Sequence characteristics of the Xiaoerblak Formation in Linkuanggou section of the NW Tarim Basina.磷礦溝剖面肖爾布拉克組綜合柱狀圖；b.肖爾布拉克組可被分為SQ1和SQ2這兩個層序；c.層序界面SB0，古風(fēng)化殼的三層結(jié)構(gòu)，虛線為層界；d.指示層序界面SB1的渣狀層，黃色圓圈為鐵質(zhì)/磷質(zhì)結(jié)核；e. SQ21，薄層狀砂屑凝塊石；f. SQ21，薄層狀包殼凝塊石，黑色凝塊被灰色包殼包覆；g. SQ24光面，a層為由微生物席組成的正常沉積層紋石，b層為發(fā)育平行微生物席層面或與層面呈小角度的蟲跡，c層多發(fā)育垂直層面的蟲跡；h. SQ24剖面；i. SQ24，多為正常沉積物，無擾動構(gòu)造；j. SQ24，a層為平行紋層狀微生物席組合，b層微生物席發(fā)育不甚明顯，可發(fā)育交錯層理和平 行層理；k. SQ25，泡沫綿層疊層石；l. SQ25，波狀-水平狀疊層石

擾動序列主要發(fā)育在SQ24的上部(圖7g,h)，可分為3個部分。其中，a層由微生物席組成的沉積層紋石，露頭可見平行于底型、間距為1～2 mm的密集紋層；b層發(fā)育基本平行于席面的蟲跡，多為管狀或穴狀，一般寬約2～3 mm，長約3～5 mm，邊緣輪廓明顯，自下而上由清晰單一狀到雜亂疊置狀，但并未對原始沉積紋層造成較大的破壞，這是由于寒武紀(jì)早期蟲跡多位于沉積界面附近，沉積物具一定韌性，可以依附于底形而改變形狀，但尚不能被低強度生物擾動完全破壞[22-24]；c層發(fā)育近乎垂直于席面的“個”字型蟲跡，寬約2～3 mm，長約5～7 mm。擾動序列和典型元古代型軟底底質(zhì)(發(fā)育完好的微生物席，生物具有水平方向弱擾動，上、下層沉積物平滑、固結(jié))具有明顯的區(qū)別，然而也顯著區(qū)別于的典型顯生宙型軟底底質(zhì)(強烈水平和垂向擾動，缺失微生物席底)，這種蟲跡和生物席共生的現(xiàn)象為典型的新元古代—顯生宇過渡期底質(zhì)[24]。偏光顯微鏡下可見具紋層結(jié)構(gòu)的微生物席由暗色和亮色顯微紋層組成，擾動強烈的紋層中，暗層可將亮層包裹呈弱凝塊狀(圖8c)。暗色紋層普遍呈起伏狀(圖8d)，分布在暗層之間的亮層可由微亮晶白云石組成，或為顯微似層狀孔洞構(gòu)造(圖5d)，其中前者亮層呈漸變接觸，可能是由菌藻類粘結(jié)碳酸鈣顆粒并聚集而成，而后者亮層呈突變接觸狀，可能源于微生物席的直接降解或由其腐爛產(chǎn)生的有機酸溶解而成[14,25]。

圖8 塔西北磷礦溝剖面肖爾布拉克組微觀圖版Fig.8 Microscopic characteristics of the Xiaoerblak Formation in Linkuanggou section of the NW Tarim Basina. SQ21，包殼凝塊石，具暗色泥晶包殼和亮晶核心；b. SQ24，黃色虛線為微剝蝕面，之下為無擾動層紋石，之上為正常沉積物；c. SQ24，擾動層紋石，層面模糊；d. SQ24，擾動層紋石，層面不平整；e,f. SQ25，泡沫棉層疊層白云巖；g. SQ25，波狀疊層石；h. SQ25，水平狀疊層石

SQ25同樣為晚期高位體系域(圖7i,j)，與SQ24相比位置較淺，主要為潮坪沉積。SQ25主要由泡沫綿層疊層石、波狀-水平狀疊層石構(gòu)成。露頭上泡沫綿層疊層石多具針狀溶孔，疊層結(jié)構(gòu)側(cè)向連續(xù)性不好，而波狀-水平狀疊層石具明顯的疊層結(jié)構(gòu)。鏡下泡沫綿層疊層石由泡沫狀藍細菌組成格架[26-27]，單個“泡沫”呈圓狀，直徑約為0.1～0.2 mm，由薄層暗色泥晶組成邊緣，透明粉晶組成體腔，它們彼此相連疊置成疊層構(gòu)造(圖8e,f)。波狀-水平狀疊層石呈微波狀，亮暗相間的紋層連續(xù)性較好。亮層為微亮晶白云石組成，暗層可能為葛萬菌紋層，包含模糊不清的團塊狀藍細菌等相關(guān)物質(zhì)(圖8g,h)。

3 層序地層對比特征

在對阿克蘇露頭區(qū)單個剖面剖析的基礎(chǔ)上，將剖面自南西-北東進行對比，揭示層序地層內(nèi)部微生物巖的分布特征，建立該地區(qū)碳酸鹽臺地的沉積模式。

剖面對比結(jié)果顯示(圖9)：①北部磷礦溝剖面和蘇北剖面的玉爾吐斯組和肖下段沉積厚度較?。虎谟谔嵯Ｆ拭嬗駹柾滤菇M下部的黑色泥巖與硅質(zhì)巖互層段，至蘇北剖面消失，這是由于磷礦溝剖面和蘇北剖面位于古巖溶高地，而于提希剖面位于古巖溶斜坡的緣故。在這種古地理背景下，肖下段發(fā)育了一套層狀微生物席，組成了SQ1。海侵期為微生物席的初始建造階段，較多的砂屑含量使得層狀構(gòu)造不甚明顯，僅在凝塊的周圍發(fā)育包殼，可看作是球狀微生物席[28-29]。高位期為微生物席的繁盛發(fā)展階段，微生物席在生長過程中局部腐爛，形成了層狀孔洞[14]。之后進入微生物席的衰敗階段，整體缺乏微生物席存在的直接證據(jù)。

SQ2對應(yīng)肖上段，在臺緣和臺內(nèi)具有較大區(qū)別。海侵期，古巖溶斜坡底部的薄層含砂屑泥晶白云巖為初始海侵的產(chǎn)物，之上發(fā)育一套砂屑含量較高的包殼凝塊石層。之后古巖溶高地處發(fā)育一向盆地內(nèi)部進積生長的大型微生物礁，古斜坡處則以風(fēng)暴沉積為主，頂部發(fā)育最大海泛面，這也從側(cè)面說明微生物巖的建造和由海侵引起的可容納空間增大有關(guān)，然而古高地的可容納空間增長有限導(dǎo)致了大型微生物礁的進積生長。高位期早期，斜坡發(fā)育了由房室狀表附菌組成微生物層，高地則由于微生物礁的影響而缺失沉積物。高位期晚期，于提希剖面和蘇北剖面開始發(fā)育一套海退微生物點礁群，其中前者后期發(fā)育礁前斜坡高能微生物灘沉積，以砂屑，凝塊石和層紋石沉積為主，后者后期主要發(fā)育灘相-潮坪相泡沫綿層-疊層石白云巖；而磷礦溝剖面依次發(fā)育具有無擾動-擾動構(gòu)造的層紋石層組成的臺內(nèi)灘，之上為低能潮坪沉積，主要由泡沫綿層疊層石構(gòu)成，頂部發(fā)育少量波狀-水平狀疊層石。

4 碳酸鹽臺地沉積演化模式

塔里木阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組經(jīng)歷了兩種不同的碳酸鹽臺地結(jié)構(gòu)形式的演變，可分為3個階段：碳酸鹽緩坡型臺地發(fā)育時期、碳酸鹽緩坡型臺地向弱鑲邊臺地的轉(zhuǎn)變期和碳酸鹽弱鑲邊臺地發(fā)育時期。其中肖下段對應(yīng)層序SQ1，為中-內(nèi)緩坡沉積環(huán)境，處于碳酸鹽緩坡型臺地發(fā)育時期。緩坡型臺地的臺緣坡折帶不發(fā)育，表現(xiàn)為一個區(qū)域性的寬緩斜坡，因此古高地和古斜坡具類似的層序地層特征，并且海平面的升降變化是地層發(fā)育情況的主要控制因素。肖上段對應(yīng)層序SQ2，其中海侵體系域代表的是緩坡型臺地向弱鑲邊臺地的轉(zhuǎn)變期。古斜坡區(qū)發(fā)育初始洪泛面，以風(fēng)暴沉積為主，微生物巖基本不發(fā)育，具有緩坡型臺地的沉積特征。而古高地區(qū)臺地斜坡明顯增大，發(fā)育大型進積微生物礁，主要通過叢狀表附菌的自身骨架生長和微生物粘結(jié)方式成隆。高位體系域代表的是弱鑲邊臺地發(fā)育時期，臺緣和臺內(nèi)相分異明顯，具有較大的區(qū)別：臺緣區(qū)在早期以房室狀表附菌層建造為主，晚期以小型進積微生物礁群和高能微生物灘為主，主要以微生物粘結(jié)成礁；臺內(nèi)區(qū)為低能微生物灘建造，缺乏早期沉積物，晚期以層紋石建造至淺水泡沫綿層石和疊層石為主，其形成與粘性微生物席有關(guān)。

5 結(jié)論

1) 根據(jù)露頭和薄片資料，在塔里木盆地阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組中識別出2個三級層序，8個四級層序。

2) 肖爾布拉克組下段，層序SQ1整體為一套波狀微生物席，處于中-內(nèi)緩坡沉積環(huán)境，對應(yīng)碳酸鹽緩坡型臺地發(fā)育時期。

3) 肖爾布拉克組上段，層序SQ2的海侵期為緩坡型臺地向弱鑲邊臺地的轉(zhuǎn)變期，斜坡以風(fēng)暴沉積為主，微生物巖不發(fā)育，高地以大型退積微生物礁建隆為主。層序SQ2的高位期為弱鑲邊臺地發(fā)育時期，臺緣和臺內(nèi)相分異明顯。其中早期臺緣區(qū)以房室狀表附菌層建造為主，晚期臺緣區(qū)發(fā)育小型退積微生物礁群和高能微生物灘。臺內(nèi)區(qū)缺乏早期沉積物，晚期發(fā)育低能微生物灘，下部以層紋石建造為主，上部漸變?yōu)榕菽d層疊層石和波狀-水平狀疊層石。

致謝：野外地質(zhì)考察工作由中國石油勘探開發(fā)研究院塔里木分院的曹穎輝副主任、周波和杜德道等同志的協(xié)助完成，薄片鑒定工作中得到了楊式升高級工程師的指導(dǎo)以及實驗中心羅忠主任、崔京鋼、張響響等老師的幫助，論文撰寫得到了鄧宏文教授、王紅亮副教授以及高志前教授的點評和修改，在此表示衷心的感謝!

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(編輯 張玉銀)

Sequence division and platform sedimentary evolution model of the Lower Cambrian Xiaoerbulak Formation in the NW Tarim Basin

Bai Ying1,2,Luo Ping1,2,Zhou Chuanmin1,Zhai Xiufen1,Wang Shi3,Yang Zongyu1,2,Wang Shan1

(1.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,PetroChina,Beijing100083,China;2.SchoolofEarthandSpaceSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China;3.PetroleumExploration&ProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China)

Based on the outcrop observation and thin section identification,the distribution of microbial carbonate is described and sequence stratigraphy framework is established in the Lower Cambrian Xiaoerbulak Formation in the Aksu area,Tarim Basin.Finally the carbonate platform evolution during the deposition period of the Xiaoerblak Formation is summarized and rebuilt.The results show that the Xiaoerblak Formation can be subdivided into two third-order sequences.The lower part,SQ1,corresponds to a set of microbial mats which are middle-inner ramp deposition corresponding to the stage of ramp carbonate platform.The upper part is SQ2,which is a TST,and represents a transition from ramp carbonate platform to slightly rimmed shelf carbonate platform.On the slope the tempestite deposited without microbial carbonate,while on the paleokarst highland,the large-scale transgressive mircobial reef was built through the microbial skeleton growth and correlatively bonding effect.The HST represents the stage of slightly rimmed shelf carbonate platform，where the margin and inner-platform are sharply different.On the platform margin,the EHST is characterized with chambered Epiphyton bioherm,while the LHST features some small-scale transgressive microbial bonding reefs.The inner-platform developed microbial shoal facies during the high stand,and its EHST is absent.The inner-platform LHST is characterized by laminites,spongiostromata stromatolites and stromatolites.Their formation is related to the sticky microbial mats.

microbialite，sequence,Xiaoerblak Formation，Lower Cambrian，carbonate platform，Tarim Basin

2016-09-22;

2016-12-05。

白瑩(1990—)，女，博士研究生，碳酸鹽沉積學(xué)與儲層地質(zhì)學(xué)。E-mail:baiying81@163.com。

中國石油天然氣集團公司院級科技項目(2015yj-09)；國家科技重大專項 (2016ZX05004-001)。

0253-9985(2017)01-0152-13

10.11743/ogg20170116

TE121.3

A