欒守亮

(中國石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257000)

1 區(qū)域地質(zhì)概況

柴達(dá)木盆地[1]石炭系的分布受沉積古地理?xiàng)l件和多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制,主要出露于盆地周邊及盆內(nèi)山前、盆地東北緣山麓出露相對(duì)較好[2]。城墻溝、石灰溝剖面位于盆地東北緣的歐龍布魯克山前,自下而上依次出露下石炭統(tǒng)穿山溝組、城墻溝組、懷頭他拉組,上石炭統(tǒng)克魯克組和扎布薩尕秀組[3],總厚度1 366～2 746 m(圖1)。盆地東北緣多處石炭系露頭見到油苗,證實(shí)發(fā)生過油氣運(yùn)移過程。石炭系油氣資源潛力巨大,是油氣資源戰(zhàn)略突破的新領(lǐng)域。

2 沉積相類型及特征

城墻溝-石灰溝地區(qū)泥盆系發(fā)育大規(guī)模巖漿活動(dòng),盆地構(gòu)造沉降,牦牛山組火山巖、火山碎屑巖沉積以后,進(jìn)行填平補(bǔ)齊作用,沖積扇、辮狀河及扇三角洲向盆內(nèi)進(jìn)積,形成了下石炭統(tǒng)穿山溝組底部的礫巖沉積,隨著海侵作用影響,開始海相、海陸過渡相沉積[4]。海陸過渡相主要為扇三角洲相,海相組發(fā)育潮坪、瀉湖、碳酸鹽巖臺(tái)地、碎屑巖-碳酸鹽巖混積臺(tái)地相,以碳酸鹽巖臺(tái)地和潮坪相為主(表1)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及構(gòu)造格局

相組沉積相類型亞相海陸過渡相扇三角洲扇三角洲平原、扇三角洲前緣、辮狀水道海相組潮坪、瀉湖砂坪、泥坪、砂泥坪、灰坪、泥灰坪、灰泥坪碳酸鹽巖臺(tái)地潮坪、局限臺(tái)地、開闊臺(tái)地、礁灘、臺(tái)緣斜坡、淺海等

城墻溝剖面和石灰溝剖面組成柴東地區(qū)石炭系的標(biāo)準(zhǔn)剖面,剖面石炭系出露齊全、構(gòu)造與沉積現(xiàn)象豐富,便于觀測(cè)。

穿山溝組觀測(cè)于城墻溝剖面,厚約75 m,該組與下伏奧陶系呈角度不整合接觸關(guān)系,巖性以紫紅色粗礫巖為主(圖2(a)),未見化石,砂礫巖底部見重荷模(圖2(b)),縱向表現(xiàn)為正旋回,旋回上部見含礫粗砂巖條帶、透鏡體,為一套扇三角洲辮狀水道沉積。

圖2 穿山溝組、城墻溝組沉積現(xiàn)象

城墻溝剖面城墻溝組厚約307 m,發(fā)育深灰色薄層、中厚層、厚層泥晶灰?guī)r夾薄層鈣質(zhì)泥巖(圖2(c)),泥晶灰?guī)r層面見生物化石骨架(圖2(d)),局部夾厚層生物礁灰?guī)r(圖2(e)),層內(nèi)見單體珊瑚化石(圖2(f)),厚層灰?guī)r中發(fā)育水平層理,為碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積。

懷頭他拉組、克魯克組和扎布薩尕秀組觀測(cè)于石灰溝剖面,懷頭他拉組與下伏奧陶系呈斷層接觸關(guān)系,厚590.6 m,下部為薄層-中厚層砂巖與泥巖互層,夾多層薄層、中厚層內(nèi)碎屑生物碎屑灰?guī)r(60 cm),夾薄層珊瑚礁灰?guī)r,為濱岸相潮坪沉積;上部發(fā)育厚層生物碎屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r,含燧石條帶、疙瘩狀灰?guī)r(圖3(a)),疙瘩狀灰?guī)r內(nèi)見完整腕足類化石(圖3(b)),為碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積[5-6]。

克魯克組與下伏懷頭他拉組呈整合接觸關(guān)系,厚519.6 m,發(fā)育碳質(zhì)泥頁巖、條帶狀泥晶灰?guī)r、砂礫巖、砂巖、碳質(zhì)泥巖(圖3(c))、泥巖等互層,泥巖中夾有薄煤層,見多套障壁島砂巖-瀉湖泥巖組合(圖3(d)),總體為濱岸相潮坪亞相沉積地層,是石炭系主要的烴源巖發(fā)育層段[7]。

圖3 懷頭他拉組、克魯克組沉積現(xiàn)象

扎布薩尕秀組與克魯克組呈整合接觸關(guān)系,實(shí)測(cè)厚208.2 m,未見頂。該組底部見砂礫巖,縱向由細(xì)礫巖逐漸過渡為含礫粗砂,可見粒序?qū)永?槽狀、板狀、羽狀交錯(cuò)層理,反映潮道砂沉積;下部發(fā)育中厚層泥晶灰?guī)r和碳質(zhì)泥巖,上部發(fā)育厚層泥晶灰?guī)r,為濱岸相潮坪亞相到碳酸鹽巖臺(tái)地沉積。

3 縱向沉積演化

宗務(wù)隆海槽與南昆侖洋的開啟、閉合過程控制了本區(qū)晚古生代-早中生代沉積演化格局。

3.1 早石炭世沉積演化

穿山溝組沉積早期出現(xiàn)海侵,水體范圍增大。城墻溝組沉積期,海侵作用加強(qiáng),古陸范圍縮小,歐龍布魯克古陸被海水淹沒,宗務(wù)隆海槽、烏蘭海槽和都蘭海槽水體相連,規(guī)模較小的古陸被海水分隔。受海侵作用影響,城墻溝組中碳酸鹽巖非常發(fā)育。

懷頭他拉組沉積早期古氣候干冷、干旱,沉積基準(zhǔn)面開始下降,碎屑物質(zhì)大量進(jìn)積,有的沉積物被氧化成紅褐色、灰黃色,形成廣布于城墻溝組臺(tái)地相碳酸鹽巖之上的局限臺(tái)地-潮坪-瀉湖沉積組合(圖4(a))。懷頭他拉組沉積中后期,古氣候趨暖,海水上漲,古陸被淹沒,該區(qū)再次過渡為碳酸鹽巖淺海沉積,臺(tái)地周圍發(fā)育潮坪、瀉湖、障壁砂壩等沉積相。

3.2 晚石炭世沉積演化

克魯克組沉積期的沉積面貌與懷頭他拉組沉積早期相似,潮坪-瀉湖-障壁砂壩沉積體系廣泛分布。不同的是,克魯克組沉積期古氣候更偏于潮濕,泥炭沼澤更發(fā)育,因此以暗色砂泥巖為主。由于沉降速率降低且趨于平穩(wěn),古地形較平緩,海平面周期性波動(dòng),使得克魯克組沉積期垂向上主要以泥炭沼澤、瀉湖、潮坪、障壁砂壩和碳酸鹽臺(tái)地相的反復(fù)互層為主,在橫向上分布也相對(duì)穩(wěn)定,易于區(qū)域?qū)Ρ?。與懷頭他拉組沉積期相比,克魯克組沉積期古陸范圍有所變小,局限臺(tái)地-障壁砂壩-瀉湖沉積體系分布范圍更廣泛(圖4(b))。扎布薩尕秀組沉積期,沉積面貌與早石炭世晚期相似,伴隨海侵作用增強(qiáng),碳酸鹽淺海臺(tái)地相分布范圍進(jìn)一步增大。

圖4 懷頭他拉組、克魯克組典型沉積序列

4 結(jié)束語

下石炭統(tǒng)穿山溝組、城墻溝組表現(xiàn)為陸源扇三角洲相到碳酸鹽巖臺(tái)地相海進(jìn)沉積旋回,懷頭他拉組表現(xiàn)為濱岸潮坪環(huán)境到碳酸鹽巖臺(tái)地相海進(jìn)沉積旋回,上石炭統(tǒng)克魯克組、布薩尕秀組表現(xiàn)為濱岸相潮坪、障壁島沉積環(huán)境到碳酸鹽巖臺(tái)地相海進(jìn)沉積旋回。石炭系發(fā)育潮坪、瀉湖等有利烴源巖沉積相類型,石炭系將是本區(qū)重要的潛在勘探層系。

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