黃臣軍，劉格云，劉紅光，蔣海軍，郭榮濤

1.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871 2.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 100871 3.河北地質(zhì)大學(xué)學(xué)術(shù)傳播中心，石家莊 050031 4.中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，烏魯木齊 830011

標(biāo)準(zhǔn)微相類型在碳酸鹽巖微相及沉積環(huán)境研究中的應(yīng)用
——以塔西南玉北地區(qū)奧陶系為例

黃臣軍1,2，劉格云3，劉紅光1,2，蔣海軍4，郭榮濤1,2

1.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871 2.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 100871 3.河北地質(zhì)大學(xué)學(xué)術(shù)傳播中心，石家莊 050031 4.中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，烏魯木齊 830011

標(biāo)準(zhǔn)微相類型是一種虛擬分類，是對(duì)具有相同標(biāo)志的微相的概括。按照從盆地到地表暴露區(qū)的順序，F(xiàn)lügel將鑲邊臺(tái)地不同相帶的碳酸鹽巖分為26種標(biāo)準(zhǔn)微相類型，即SMF 1～SMF 26，并建立了標(biāo)準(zhǔn)微相類型圖版及其分布相帶的臺(tái)地模式。以此為依據(jù)，對(duì)塔西南玉北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖的標(biāo)準(zhǔn)微相類型進(jìn)行了研究。共識(shí)別出九種標(biāo)準(zhǔn)微相類型，不同層段均以特定的微相類型組合為特征：蓬萊壩組—鷹山組下段(O1p-O1-2y下)為SMF 15-C、SMF 16-非紋層和SMF 17；鷹山組上段—一間房組(O1-2y上-O2yj)為SMF 16-非紋層、SMF 17和SMF 23；恰爾巴克組(O3q)為SMF 6和SMF12-海百合，以及SMF 1-掘穴；良里塔格組(O3l)為SMF 9和SMF11，以及SMF 15-C、SMF 16-非紋層和SMF 17。同時(shí)，分析了不同微相類型的測(cè)井響應(yīng)特征，從而通過(guò)測(cè)井連井剖面對(duì)比來(lái)揭示不同微相類型組合的空間分布。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)微相類型組合及其空間分布，對(duì)不同層段的原始沉積環(huán)境進(jìn)行了恢復(fù)。研究表明，玉北地區(qū)奧陶系先后經(jīng)歷了開(kāi)闊臺(tái)地(O1p-O1-2y下)、局限臺(tái)地(O1-2y上-O2yj)、斜坡—陸棚(O3q)及臺(tái)緣—開(kāi)闊臺(tái)地(O3l)四種沉積環(huán)境的演化。

碳酸鹽巖；標(biāo)準(zhǔn)微相類型；測(cè)井特征；沉積演化；奧陶系；玉北地區(qū)

0 引言

塔里木盆地的油氣勘探實(shí)踐表明，奧陶系是海相碳酸鹽巖地層中現(xiàn)實(shí)的油氣勘探目標(biāo)。在塔里木內(nèi)部下古生界的三個(gè)碳酸鹽巖臺(tái)地上，目前已在塔北古隆起、塔中古隆起之上取得重要的油氣突破，且油氣發(fā)現(xiàn)還在持續(xù)擴(kuò)大；而在面積最大的塔西南古隆起之上，油氣勘探程度最低，尚未取得較大規(guī)模的油氣發(fā)現(xiàn)。馬永生等[1]提出的“三元控儲(chǔ)”理論指出，碳酸鹽巖沉積相與沉積物原始孔隙度、滲透率關(guān)系密切，是成巖演化與儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)。塔北、塔中的海相油氣田分布也證實(shí)了有利的沉積相帶(如：臺(tái)內(nèi)砂屑灘、臺(tái)緣生物礁)是油氣富集的重要區(qū)帶。隨著油氣勘探的不斷推進(jìn)，關(guān)于塔里木盆地奧陶系沉積相[2-3]、原型盆地[4-5]、構(gòu)造古地理[6-7]和巖相古地理[8-9]的研究也不斷深入。這些盆地尺度的相帶研究對(duì)油氣勘探具有指導(dǎo)意義，但也存在不同研究者因掌握資料的豐富程度、研究方法不同，特別是主觀認(rèn)識(shí)的不同，而導(dǎo)致其研究結(jié)果存在一定的差異。為了避免主觀認(rèn)識(shí)在沉積相研究中的影響，需要在最基礎(chǔ)的微相類型及其沉積相帶的研究上制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)lügel[10]提出的標(biāo)準(zhǔn)微相(SMF)類型及其相帶分布為沉積相研究提供了參考標(biāo)準(zhǔn)。本文以SMF類型及其相帶分布為依據(jù)，對(duì)玉北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖微相類型及其沉積環(huán)境進(jìn)行了研究。

1 地質(zhì)背景

塔里木盆地玉北地區(qū)位于塔西南麥蓋提斜坡中東部，其下古生界碳酸鹽巖發(fā)育于塔西南古隆起之上(圖1)。寒武紀(jì)—早奧陶世，位于塔里木中央低隆起西側(cè)的西南地區(qū)為一克拉通內(nèi)坳陷，發(fā)育一套穩(wěn)定的碳酸鹽巖臺(tái)地沉積[11]；早奧陶世末，塔里木克拉通南部由伸展體制轉(zhuǎn)化為擠壓體制，克拉通內(nèi)部開(kāi)始發(fā)生分化，形成塔西南隆起、塔中隆起與塔北隆起共存的局面[12]；奧陶紀(jì)末，塔里木盆地開(kāi)始整體抬升，奧陶紀(jì)地層普遍遭受剝蝕，在塔西南地區(qū)形成塔西南前陸的前緣隆起[13]。塔西南古隆起在寒武紀(jì)—中奧陶世為水下隆起，中奧陶世末—晚泥盆世為強(qiáng)烈活動(dòng)—定型期，在塔西南古隆起的主體部位，鷹山組上部—一間房組因隆升而遭受剝蝕，恰爾巴克組—良里塔格組下部形成沉積缺失[14]。玉北地區(qū)中西部為穩(wěn)定隆起區(qū)，東部為向洋盆的過(guò)渡帶，受加里東中期盆地東南緣造山擠壓影響，東部與中西部具有強(qiáng)烈的差異剝蝕作用[15]。根據(jù)現(xiàn)行的玉北地區(qū)地層劃分方案(據(jù)中石化西北油田分公司)，在東部的斷凹區(qū)內(nèi)殘留有中上奧陶統(tǒng)一間房組和恰爾巴克組。古地磁數(shù)據(jù)研究表明，在奧陶紀(jì)期間塔里木地塊發(fā)生自南緯20°向北穿越赤道漂移至北緯14.3°的極移運(yùn)動(dòng)[16]。奧陶紀(jì)塔里木地塊所處的熱帶古氣候環(huán)境為碳酸鹽巖臺(tái)地的發(fā)育提供了便利條件。受地塊內(nèi)部古隆起發(fā)展演化的影響，奧陶紀(jì)不同階段發(fā)育的臺(tái)地面積和臺(tái)緣帶的展布發(fā)生較大的變化[17-19]。塔里木地塊中晚奧陶世臺(tái)地類型以鑲邊陸架型為主，局部為緩坡型[20]。在塔西南地區(qū)由寒武系的退積型緩坡臺(tái)地至早奧陶世已轉(zhuǎn)變?yōu)槿跬朔e—加積型鑲邊臺(tái)地[3]。

圖1 加里東晚期—海西早期塔西南古隆起玉北地區(qū)鷹山組頂面埋深圖(據(jù)湯良杰等①湯良杰，陳剛，楊勇，等. 玉北地區(qū)構(gòu)造演化特征與控儲(chǔ)控藏研究[R]. 中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院項(xiàng)目報(bào)告，2013：1-213.修改)(注：中西部剝蝕區(qū)為隆起區(qū)，東部剝蝕區(qū)為沖斷帶)Fig.1 Depth contours of the surface of Yingshan Formation in the Yubei area, Northwest Paleo-uplift, Tarim Basin in the late Caledonian-early Hercynian (modified from Tang et al.[21])①湯良杰，陳剛，楊勇，等. 玉北地區(qū)構(gòu)造演化特征與控儲(chǔ)控藏研究[R]. 中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院項(xiàng)目報(bào)告，2013：1-213.

2 標(biāo)準(zhǔn)微相類型及其相帶分布

標(biāo)準(zhǔn)微相(SMF)類型是針對(duì)熱帶地區(qū)鑲邊碳酸鹽陸棚和暖水臺(tái)地—礁環(huán)境的沉積物而定義的[10]。標(biāo)準(zhǔn)微相類型是一種虛擬分類(virtual categories)，是對(duì)具有相同標(biāo)志的微相的概括。這些標(biāo)志簡(jiǎn)單，非定量或半定量化，易于識(shí)別。大多數(shù)SMF類型的定義都是基于一些主要特征，包括顆粒類型、生物群或沉積結(jié)構(gòu)。

標(biāo)準(zhǔn)微相的概念是在認(rèn)識(shí)到形成于相似環(huán)境中的不同地質(zhì)年代的灰?guī)r在成分和結(jié)構(gòu)上具有極大的相似性后提出的。最初為了劃分常見(jiàn)的晚三疊世臺(tái)地和礁碳酸鹽巖，F(xiàn)lügel[21]提出了基于結(jié)構(gòu)和古生物標(biāo)志的分類。Wilson[22]對(duì)該分類進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了更加嚴(yán)格的定義，以恢復(fù)碳酸鹽巖沉積相隨時(shí)間演變的歷史。Wilson共劃分出24個(gè)SMF類型，并將其作為區(qū)分理想鑲邊碳酸鹽陸棚主要相帶的附加標(biāo)志。Flügel將標(biāo)準(zhǔn)微相類型進(jìn)一步修訂成26個(gè)(即SMF 1～SMF 26)，SMF后的數(shù)字順序大體按照其在威爾遜臺(tái)地模式中的標(biāo)準(zhǔn)相帶的順序排列，即從盆地的SMF 1至地表暴露區(qū)的SMF 26[10]。

這里僅對(duì)玉北地區(qū)奧陶系出現(xiàn)的九種標(biāo)準(zhǔn)微相類型圖版的鑒定特征進(jìn)行概要介紹(圖2)：SMF 1-掘穴為生屑粒泥灰?guī)r，生屑類型以介殼為主，介殼常因生物掘穴作用而破碎；SMF 6為碎屑流沉積的巖屑礫狀灰?guī)r，顆粒的磨圓和球度較高，生物化石有介殼和棘皮碎片等，可見(jiàn)泥晶包殼；SMF 9為生屑粒泥灰?guī)r，生物化石含量高，少量為完整生物化石，但大多化石因生物掘穴作用而破碎，生屑常發(fā)生泥晶化；SMF11為亮晶膠結(jié)的包殼生屑顆粒灰?guī)r，生屑顆粒以具泥晶包殼或完全泥晶化為特征；SMF 12-海百合為富集海百合碎片的粒泥灰?guī)r或泥粒灰?guī)r；SMF 15-C為同心鮞粒灰?guī)r，鮞粒具同心圈層結(jié)構(gòu)；SMF 16-非紋層為似球粒顆?；?guī)r和泥粒灰?guī)r，似球粒分選好，磨圓較好，可見(jiàn)鈣球；SMF 17為集合粒(葡萄石)顆?；?guī)r，集合粒為內(nèi)碎屑，分選較差，磨圓差到中等，少見(jiàn)化石；SMF 23為非紋層均質(zhì)微晶或微亮晶，常見(jiàn)鳥(niǎo)眼孔或窗格孔構(gòu)造，無(wú)化石。

圖2 玉北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖出現(xiàn)的九種標(biāo)準(zhǔn)微相類型鑒定圖版(據(jù)Flügel，2010[10]修改)Fig.2 Plate for identification of the nine SMF types appeared in the Ordovician carbonate in the Yubei area (modified from Flügel, 2010[10])

標(biāo)準(zhǔn)微相類型在鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地相帶內(nèi)的分布如圖3所示。有些微相類型僅出現(xiàn)在特定的相帶內(nèi)，如：SMF 6僅出現(xiàn)在FZ 4內(nèi)，SMF 16-非紋層僅出現(xiàn)在FZ 8內(nèi)；這些微相類型可以單獨(dú)作為特定相帶的標(biāo)志。有些微相類型可以出現(xiàn)于相鄰的甚至相距較遠(yuǎn)的多個(gè)相帶內(nèi)，如：SMF 1可以出現(xiàn)在相鄰的FZ 1和FZ 2兩個(gè)相帶內(nèi)，SMF 23可以出現(xiàn)在相鄰的FZ 8和FZ 9兩個(gè)相帶內(nèi)，SMF 9可以出現(xiàn)在相距較遠(yuǎn)的FZ 2和FZ 7兩個(gè)相帶內(nèi)，SMF 12-海百合可以出現(xiàn)在FZ 2、FZ 4和FZ 5三個(gè)相帶內(nèi)；這些微相類型不能單獨(dú)作為特定相帶的標(biāo)志，但多個(gè)微相類型的組合可以作為特定相帶的標(biāo)志，如：SMF 1與SMF 9的組合可以作為FZ 2的標(biāo)志，SMF 15-C與SMF17的組合可以作為FZ 7的標(biāo)志，SMF 17與SMF 23的組合可以作為FZ 8的標(biāo)志。因此，通過(guò)特征的標(biāo)準(zhǔn)微相類型或其組合可以確定其歸屬的相帶。

3 玉北地區(qū)奧陶系標(biāo)準(zhǔn)微相類型

在玉北地區(qū)奧陶系蓬萊壩組—良里塔格組中共識(shí)別出九種標(biāo)準(zhǔn)微相類型，分別是SMF 1-掘穴(生物掘穴泥晶生屑灰?guī)r)、SMF 6(含棘屑似球粒砂屑灰?guī)r)、SMF 9(含糞球粒生屑泥?；?guī)r)和SMF 11(具泥晶套的生屑顆?；?guī)r)、SMF 12-海百合(海百合質(zhì)玉北地區(qū)鉆遇蓬萊壩組的井僅分布在玉北東部，且均未見(jiàn)底。蓬萊壩組以白云巖為主，白云石結(jié)晶程度高，巖石原始結(jié)構(gòu)大多沒(méi)有保留下來(lái)，僅少量樣品可見(jiàn)殘留的灰?guī)r結(jié)構(gòu)。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)微相(SMF)類型在鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地模式的相帶(FZ)內(nèi)的分布(據(jù)Flügel，2010[10])(注：幾乎所有的相帶都以多個(gè)SMF類型的組合為特征；沒(méi)有表示SMF 14(滯留沉積)的特殊分布，因?yàn)樵谏詈：蜏\海的多個(gè)相帶中均存在無(wú)沉積或沉積驟減的情況)Fig.3 Distribution of SMF types in the Facies Zones (FZ) of the rimmed carbonate platform model (after Flügel, 2010[10])

生屑泥?；?guī)r)、SMF 15-C(同心鮞?；?guī)r)、SMF 16-非紋層(亮晶似球粒砂屑灰?guī)r)、SMF 17(亮晶不等粒內(nèi)碎屑灰?guī)r)和SMF 23(無(wú)化石泥晶灰?guī)r)。

3.1 蓬萊壩組

YB 7井蓬萊壩組僅保留兩種結(jié)構(gòu)類型的灰?guī)r，一種是內(nèi)碎屑灰?guī)r，內(nèi)碎屑是由膠結(jié)后的似球粒砂屑灰?guī)r再搬運(yùn)與沉積而形成的，次棱角狀—次圓狀，分選較差，直徑最大超過(guò)2 mm，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 17(圖4A-a)；另一種是似球粒亮晶砂屑灰?guī)r，砂屑直徑約0.1～0.2 mm，次棱角狀—次圓狀，分選較好，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 16-非紋層(圖4A-b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像(FMI)特征為密集的明暗相間條帶，暗條帶較窄，呈近水平狀或低緩正弦曲線狀，是縫合線或低角度裂縫的響應(yīng)特征；與成像測(cè)井段相應(yīng)的伽馬測(cè)井曲線振蕩劇烈，伽馬值在15至>90 API之間變化，伽馬值的劇烈變化可能與白云石含量的變化相關(guān)。

YB 5井蓬萊壩組僅保留白云石交代殘留的鮞粒輪廓，鮞粒為卵形—球形，粒徑0.5～1 mm，分選較好，含有少量?jī)?nèi)碎屑礫屑，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 15-C(圖4A-c)。該樣品的取樣位置超出了成像測(cè)井和伽馬測(cè)井的深度底界，從與其鄰近的測(cè)井響應(yīng)特征看，成像測(cè)井圖像較為連續(xù)，伽馬測(cè)井曲線呈中低位—緩波狀特征。

圖4 玉北地區(qū)蓬萊壩組—鷹山組標(biāo)準(zhǔn)微相(SMF)類型典型照片及測(cè)井響應(yīng)特征 A.蓬萊壩組(O1p)；B.鷹山組下段(O1-2y下)；C，D.鷹山組上段(O1-2y上)Fig.4 Typical photos and characteristics of log responses for the SMF Types of the Penglaiba-Yingshan Formations in the Yubei area

3.2 鷹山組下段

玉北地區(qū)鷹山組下段的巖石類型也以白云巖為主，玉北東部YB 6A井、YD 4井和YB 1-2x井的少量樣品可見(jiàn)殘留的灰?guī)r結(jié)構(gòu)。

YB 6A井鷹山組下段位于6 713.6 m的樣品具內(nèi)碎屑砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑粒徑為0.2～1 mm，次棱角狀，分選差，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 17(圖4B-a)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像為寬的亮條帶夾窄的暗條帶，暗條帶為水平縫合線或裂縫的響應(yīng)特征；與成像測(cè)井段相應(yīng)的伽馬測(cè)井曲線呈強(qiáng)振幅波動(dòng)特征。

YD 4井位于5 603.1 m的樣品為亮晶似球粒砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑粒徑為0.1～0.4 mm，次棱角狀—次圓狀，分選較好，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 16-非紋層(圖4B-b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像整體較為明亮，窄的水平暗條帶為水平裂縫特征，斜列暗條紋為誘導(dǎo)縫特征；與成像測(cè)井段相應(yīng)的伽馬測(cè)井曲線呈中低位—鋸齒狀波動(dòng)特征。

YB 1-2x井鷹山組下段保留有被隱晶硅質(zhì)交代殘留的卵形—球形鮞粒，具同心圈層結(jié)構(gòu)，粒徑0.4～1 mm，分選中等，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 15-C(圖4B-c)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像較為連續(xù)；與成像測(cè)井段相應(yīng)的伽馬測(cè)井曲線呈中低位—鋸齒狀波動(dòng)特征。

3.3 鷹山組上段

玉北地區(qū)鷹山組上段的巖石類型為灰?guī)r，在玉北地區(qū)不同部位的鉆井中均有鉆遇和取芯，以位于西北部的PSB 2井和位于東部的YB 3井為例。

PSB 2井鷹山組上段位于7 188.3 m的樣品為亮晶砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑粒徑0.1～1.5 mm，次棱角狀，分選差，含少量介殼，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 17(圖4C-a)；位于7 190.1 m的樣品為泥晶結(jié)構(gòu)，含有較多菱形白云石，不含生物化石，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 23(圖4C-b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像質(zhì)量差；泥晶灰?guī)r樣品超出了伽馬測(cè)井曲線的深度底界，亮晶砂屑灰?guī)r具有低位—微波狀的伽馬曲線響應(yīng)特征，其與劇烈振蕩的伽馬曲線交互出現(xiàn)，前者厚度15～20 m，后者厚度小于10 m；這可能反映了亮晶砂屑灰?guī)r與含白云石泥晶灰?guī)r互層的特征。

YB 3井鷹山組上段位于5 362.8 m的樣品為亮晶似球粒砂屑結(jié)構(gòu)，含有少量棘屑，砂屑粒徑0.2～0.4 mm，少量大于0.4 mm，次圓狀，分選較好，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 16-非紋層(圖4D-a)；位于5 366.9 m的樣品為泥晶結(jié)構(gòu)，含有一些鳥(niǎo)眼孔和窗格孔構(gòu)造，不含生物化石，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 23(圖4D-b)。與亮晶砂屑灰?guī)r樣品相應(yīng)的FMI圖像為亮條帶，與泥晶灰?guī)r樣品相應(yīng)的FMI圖像為暗條帶；與前者相應(yīng)的伽馬曲線較為低平，后者的伽馬曲線略微突出，伽馬測(cè)井曲線總體呈低位—緩波狀特征。

3.4 一間房組

玉北地區(qū)一間房組的巖石類型為灰?guī)r，殘余地層僅分布在玉北東部，以YB 10井和YB 6A井為例。

YB 10井一間房組位于6 629.6 m的樣品為泥晶灰?guī)r，含有較多的鳥(niǎo)眼孔和窗格孔構(gòu)造，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 23(圖5A-a)；位于6 631.9 m的樣品為亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r，含有少量介殼和棘屑，內(nèi)碎屑粒徑0.2～1 mm，次棱角狀—次圓狀，分選中等，其微相類型為：SMF 17(圖5A-b)。與泥晶灰?guī)r樣品相應(yīng)的FMI圖像為暗條帶，與亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r樣品相應(yīng)的FMI圖像為亮條帶，亮條帶與暗條帶交互出現(xiàn)，前者寬0.4～1 m，后者寬0.1～0.2 m。與亮條帶和暗條帶相應(yīng)的伽馬曲線波動(dòng)不顯著，反應(yīng)其泥質(zhì)含量差異不大。

YB 6A井一間房組位于6 359.4 m的樣品為亮晶似球粒砂屑結(jié)構(gòu)，粒徑0.2～0.5 mm，分選中等，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 16-非紋層(圖5B-a)；位于6 364 m的樣品為亮晶內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)，內(nèi)碎屑為細(xì)?！獦O粗粒結(jié)構(gòu)，次棱角狀，分選較差，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型：SMF 17(圖5B-b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段暗色條帶不明顯，伽馬測(cè)井曲線呈中低位—微波狀特征。

3.5 恰爾巴克組

玉北地區(qū)恰爾巴克組的巖石類型為灰?guī)r，殘余地層僅分布在玉北東部，以YB 9井和YB 10井為例。

YB 9井位于6 559 m的樣品為泥晶生屑灰?guī)r，生屑含量約占45%，生屑類型以海百合碎片為主，并含有少量的腕足動(dòng)物棘刺等，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 12-海百合(圖5C-a)；位于6 563.4 m的樣品為亮晶砂屑灰?guī)r，含有一些棘屑；砂屑粒徑0.2～0.7 mm，卵狀—球狀，分選中等；部分砂屑具有等厚的亮晶環(huán)邊，棘屑具有泥晶環(huán)邊；其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 6(圖5C-b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像為明暗相間的條帶，暗條帶寬0.1～0.3 m，亮條帶寬0.2～0.5 m；泥晶生屑灰?guī)r相應(yīng)于暗條帶，亮晶砂屑灰?guī)r相應(yīng)于亮條帶；與成像側(cè)近段相應(yīng)的伽馬曲線呈窄凸峰—寬凹谷狀，振幅較大。

YB 10井恰爾巴克組位為泥晶生屑灰?guī)r，生屑含量約35%～45%，生屑類型以介殼為主，部分介殼保存完整，部分介殼因生物掘穴作用而破碎成粉細(xì)屑，另含一些棘屑、腹足類等，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 1-掘穴(圖5D-a, b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像為明暗相間的條帶，亮條帶寬0.1～0.4 m，暗條帶寬0.1～0.3 m，上部樣品相應(yīng)于亮條帶，下部樣品相應(yīng)于暗條帶；伽馬曲線呈窄凸峰—寬凹谷狀，振幅較大。

圖5 玉北地區(qū)一間房組-良里塔格組標(biāo)準(zhǔn)微相(SMF)類型典型照片及測(cè)井響應(yīng)特征A，B.一間房組(O2yj)；C，D.恰爾巴克組(O3q)；E，F(xiàn).良里塔格組(O3l)Fig.5 Typical photos and characteristics of log responses for the SMF types of the Yijianfang-Lianglitage Formations in the Yubei area

3.6 良里塔格組

玉北地區(qū)良里塔格組巖石類型為灰?guī)r，殘余地層僅分布在玉北中西部，以PSB 2井和YB 4井為例。

PSB 2井良里塔格組位于6 900 m的樣品為亮晶生屑灰?guī)r，生屑含量約占45%，其生屑類型主要為棘皮類碎片和苔蘚蟲(chóng)碎片，生屑發(fā)生部分或完全泥晶化，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 11(圖5E)；位于6 903.7 m的樣品為泥晶生屑灰?guī)r，含有大量的糞球粒，生屑含量約占25%，生屑多因生物掘穴作用而破碎成粉細(xì)屑，完整的化石類型有牙形石、介殼、腕足類等，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 9。與其相應(yīng)的伽馬測(cè)井段曲線呈中低位—緩波狀與“尖峰”相間的特征，緩波段寬0.8～3 m，尖峰段寬0.2～0.8 m；亮晶生屑灰?guī)r與緩波段相應(yīng)，泥晶生屑灰?guī)r與尖峰段相應(yīng)。

YB 4井良里塔格組位于5 841.2 m的樣品為亮晶砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑類型包括內(nèi)碎屑，泥晶化的生屑及鈣球等，砂屑粒徑0.2～1 mm，次棱角狀—次圓狀，分選差，其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 17(圖5F-a)；位于5 843 m的樣品為亮晶鮞粒結(jié)構(gòu)，鮞粒類型以同心鮞為主，鮞粒泥晶化程度高，破壞了其圈層結(jié)構(gòu)，鮞粒粒徑0.2～1 mm，分選較差；含有少量不規(guī)則薄皮鮞，鮞粒核心為生屑；其標(biāo)準(zhǔn)微相類型為：SMF 15-C(圖5F-b)。與其相應(yīng)的成像測(cè)井段圖像總體較為明亮，無(wú)條帶結(jié)構(gòu)；伽馬測(cè)井段曲線呈低位—緩波狀特征。

4 玉北地區(qū)奧陶系沉積環(huán)境演化

玉北地區(qū)不同井奧陶系各層段標(biāo)準(zhǔn)微相類型組合的測(cè)井響應(yīng)特征在縱橫向上可以很好地對(duì)比，其可以作為微相組合在空間上分布的劃分依據(jù)。根據(jù)微相組合連井對(duì)比結(jié)果，可以將玉北地區(qū)奧陶系分為四個(gè)沉積階段，即蓬萊壩組—鷹山組下段、鷹山組上段—一間房組、恰爾巴克組和良里塔格組；同一沉積階段僅發(fā)育3～4種標(biāo)準(zhǔn)微相類型，其在平面上同時(shí)存在，在垂向上互層出現(xiàn)。不同階段的微相類型組合反映了其沉積環(huán)境的海底地形和水體能量大小。

蓬萊壩組—鷹山組下段(O1p-O1-2y下)的標(biāo)準(zhǔn)微相類型組合包括SMF 15-C、SMF 16-非紋層和SMF 17，為開(kāi)闊臺(tái)地中高能鮞粒灘與砂屑灘沉積(圖6A)。在平面上鮞粒灘與似球粒砂屑灘呈帶狀間互出現(xiàn)，局部有不等粒內(nèi)碎屑灘沉積；在垂向上發(fā)育連續(xù)的中厚層鮞粒灰?guī)r和似球粒砂屑灰?guī)r，以及中等層厚似球粒砂屑灰?guī)r夾不等粒內(nèi)碎屑灰?guī)r。

鷹山組上段—一間房組(O1-2y上-O2yj)的標(biāo)準(zhǔn)微相類型組合包括SMF 16-非紋層、SMF 17和SMF23，為局限臺(tái)地中低能砂屑灘與泥坪沉積(圖6B)。在平面上不等粒內(nèi)碎屑砂屑灘及灘間泥坪間互出現(xiàn)，局部有似球粒砂屑灘沉積；在垂向上發(fā)育中等層厚的不等粒內(nèi)碎屑灰?guī)r夾似球粒砂屑灰?guī)r、薄層泥晶灰?guī)r。

恰爾巴克組(O3q)的標(biāo)準(zhǔn)微相類型組合包括SMF 6和SMF12-海百合，以及SMF 1-掘穴，為斜坡碎屑流—陸棚靜水沉積(圖6C)。在平面上出現(xiàn)高能的經(jīng)風(fēng)暴浪顛選的斜坡碎屑流沉積與低能的陸棚靜水沉積；在垂向上，斜坡帶為風(fēng)暴浪顛選的中等層厚亮晶含棘屑似球?；虿坏攘?nèi)碎屑灰?guī)r夾薄層棘屑質(zhì)生屑泥?；?guī)r；陸棚為薄層具強(qiáng)烈生物掘穴的泥晶生屑灰?guī)r夾極薄層微弱生物掘穴的泥晶生屑灰?guī)r。

良里塔格組(O3l)的標(biāo)準(zhǔn)微相類型組合包括SMF 9和SMF 11，以及SMF 15-C、SMF 16-非紋層和SMF 17，為臺(tái)緣生屑灘—開(kāi)闊臺(tái)地中高能鮞粒灘與砂屑灘沉積(圖6D)。在平面上臺(tái)緣生屑灘位于玉北地區(qū)西北緣，向東南為似球粒砂屑灘與鮞粒灘間互沉積，局部有不等粒內(nèi)碎屑砂屑灘；在垂向上，臺(tái)緣為塊狀生屑顆?；?guī)r夾中等層厚生屑泥?；?guī)r，向東南為連續(xù)的厚層鮞?；?guī)r或似球粒砂屑灰?guī)r或兩者互層，局部為中厚層鮞粒灰?guī)r與不等粒內(nèi)碎屑顆?；?guī)r互層。

5 結(jié)論

(1) 塔里木盆地沉積相帶的劃分迄今沒(méi)有統(tǒng)一的方案，這在一定程度上受研究者主觀認(rèn)識(shí)的影響。微相是相帶的標(biāo)志，沉積相的研究需從微相入手，F(xiàn)lügel提出的標(biāo)準(zhǔn)微相類型及其相帶分布為微相及沉積相研究提供了標(biāo)準(zhǔn)模板與模式。以此為依據(jù)，可以有效地減少主觀因素在沉積相研究中的影響。

(2) 玉北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖發(fā)育于塔西南古隆起之上，根據(jù)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)微相類型及沉積相帶的研究，可將其分為四個(gè)沉積階段：蓬萊壩組—鷹山組下段(O1p-O1-2y下)為開(kāi)闊臺(tái)地中高能鮞粒灘與砂屑灘；鷹山組上段—一間房組(O1-2y上-O2yj)為局限臺(tái)地中低能砂屑灘與泥坪；恰爾巴克組(O3q)為斜坡碎屑流—陸棚靜水沉積；良里塔格組(O3l)為臺(tái)緣生屑灘—開(kāi)闊臺(tái)地中高能鮞粒灘與砂屑灘。

圖6 玉北地區(qū)奧陶系標(biāo)準(zhǔn)微相類型及沉積環(huán)境演化示意圖(剖面A、B、C和D的位置如圖1所示)(據(jù)Huang等[23]，修改)Fig.6 Sketch map of the SMF types and depositional settings interpreted for the Ordovician formations in the Yubei area (locations of Sections A, B, C and D see Figure 1) (modified from Huang, et al.[23])

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TheApplicationofStandardMicrofaciesTypestotheStudyofCarbonateMicrofaciesandDepositionalEnvironments——AcasestudyfromtheOrdovicianintheYubeiarea,southwesternTarimBasin

HUANG ChenJun1,2, LIU GeYun3, LIU HongGuang1,2, JIANG HaiJun4, GUO RongTao1, 2

1.SchoolofEarthandSpaceSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China2.InstituteofOil&Gas,PekingUniversity,Beijing100871,China3.CenterofJournals&Annals,HebeiGEOUniversity,Shijiazhuang050031,China4.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,NorthwestOilfieldCompany,SINOPEC,Urumqi830011,China

The Standard Microfacies (SMF) Types are virtual categories that summarize microfacies with identical criteria. SMF 1 to SMF 26 are divided following the order of the facies zones in the rimmed carbonate platform going from the basin to the subaerial exposure areas, and the plates of the SMF Types, as well as the model of the SMF Types distributed in facies zones are developed by Flügel. Based on that, the SMF Types of the Ordovician carbonate in the Yubei area were studied. Nine of the SMF Types have been recognized in total, which always occur in certain assemblages. The assemblages are SMF 15-C, SMF 16-NON-LAMINATEDand SMF 17 in the Penglaiba-lower Yingshan Formations (O1p-O1-2ylower), SMF 16-NON-LAMINATED, SMF 17 and SMF 23 in the upper Yingshan-Yijianfang Formations (O1-2yupper-O2yj), SMF 6 and SMF 12-CRIN, as well as SMF 1-BURROWEDin the Qiaerbake Formation (O3q), SMF 11 and SMF 9, as well as SMF 15-C, SMF 16-NON-LAMINATEDand SMF 17 in the Lianglitage Formation (O3l). Additionally, the characteristics of the log responses were analyzed for the assemblages of SMF Types, whose spatial distributions were outlined by comparison of the gamma log curves along the well-tie sections. The originally depositional environments were recovered for the Ordovician formations according to assemblages of the SMF Types and their spatial distribution. The study results indicated that the Ordovician had experienced the evolution of four depositional environments in the Yubei area, that is, open marine (O1p-O1-2ylower), restricted marine (O1-2yupper-O2yj), slope-deep shelf (O3q) and platform margin-open marine (O3l) in sequence.

carbonate rocks; standard microfacies types; logging characteristics; sedimentary evolution; Ordovician; Yubei area

1000-0550(2017)06-1166-11

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.06.008

2016-11-21；收修改稿日期2017-02-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41572117)；中石化科技部項(xiàng)目(P13040，P14128)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(DD20160175-1-1)[FoundationNational Natural Science Foundation of China, No. 41572117; Projects of Technological & Developmental Department of China Petroleum & Chemical Corporation, No. P13040, P14128; Project of China Geological Survey, No. DD20160175-1-1]

黃臣軍，男，1983年出生，博士研究生，儲(chǔ)層地質(zhì)，E-mail: huangchenjun@pku.edu.cn

劉格云，女，博士，E-mail: liugy999@163.com

P618.13

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