武重陽，于炳松，王紅軍，阮 壯，程傳捷，郭同翠，張良杰，程木偉

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

0 引 言

土庫曼斯坦阿姆河盆地是世界上最著名的大型沉積盆地之一[1-3]，石油與天然氣資源極其豐富[4-20]，目前阿姆河右岸地區(qū)氣田年產(chǎn)氣量已超過50億方[6]，其中中上侏羅統(tǒng)卡洛夫-牛津階的碳酸鹽巖地層是盆地內(nèi)最為重要的油氣富集層。隨著對阿姆河右岸勘探開發(fā)的不斷推進，尋找規(guī)模性的生物礁灘儲集體難度不斷加大，臺地-緩坡灘相儲集體的勘探定位要求不斷提高。根據(jù)國內(nèi)外勘探經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，有利灘相儲集體的發(fā)育多與層序界面密切相關(guān)，因此，開展區(qū)內(nèi)高精度層序地層研究是提高勘探效率的必要環(huán)節(jié)。目前，卡洛夫-牛津階層序級次的厘定和層序地層劃分仍然存在爭議。Hallam[7]將卡洛夫-牛津階劃分為5個層序，其劃分依據(jù)于全球海平面變化的對比及分析，但其研究資料主要來自歐洲地區(qū)且缺乏對具體例證的詳細闡述。王強等[8]認為阿姆河右岸卡洛夫-牛津階可劃分為3個三級層序，該方案依據(jù)鉆測井分析及經(jīng)典層序地層學(xué)理論，但未開展更高級次的層序劃分，制約了其應(yīng)用于優(yōu)質(zhì)儲集體的優(yōu)選。此外，由于層序劃分方案的不同，前人對于研究區(qū)卡洛夫-牛津階沉積相模式的認識也存在差異。徐文禮等[14]認為研究區(qū)卡洛夫-牛津階整體發(fā)育前緣緩斜坡沉積模式；而中石油內(nèi)部資料分析認為，應(yīng)劃分為緩坡臺地及鑲邊臺地兩種沉積相模式。因此，建立一套該地區(qū)統(tǒng)一的層序地層系統(tǒng)，無論是對于深入認識阿姆河右岸沉積微相演化還是指導(dǎo)下一步的勘探開發(fā)實踐都至關(guān)重要。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，以Vail的經(jīng)典層序地層級別劃分與命名為基礎(chǔ)理論[9]，同時結(jié)合地震、鉆測井、巖心薄片及地化等資料，對阿姆河右岸B區(qū)中部卡洛夫-牛津階開展了層序地層的精細劃分及對比，并總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)的層序發(fā)育模式，以期為該區(qū)下一步的勘探開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

阿姆河右岸地區(qū)位于土庫曼斯坦阿姆河盆地東北部的查爾朱大型斷階構(gòu)造帶，總面積約1.86萬km2，是一個北西—南東向展布的狹長地帶，分為A、B兩個區(qū)塊，是一個具有較大勘探潛力的天然氣聚集帶。自西向東劃分為查爾朱隆起、堅基茲庫爾隆起、卡拉別克坳陷、桑迪克雷隆起、別什肯特坳陷及基薩爾山前沖斷帶這6個二級構(gòu)造單元(圖1A)，其中，A區(qū)塊位于堅基茲庫爾隆起，而B區(qū)塊則由其余5個構(gòu)造單元所在區(qū)域構(gòu)成。盆內(nèi)發(fā)育的北西向和北東向兩組斷裂控制了該區(qū)域構(gòu)造沉積格局[10]。本文的研究區(qū)屬于B區(qū)中部，位于卡拉別克坳陷、桑迪克雷隆起和別什肯特坳陷上。中上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階是盆地內(nèi)最重要的油氣富集層[11]，這套地層平行不整合超覆于下伏含煤碎屑巖系之上，與上覆上侏羅統(tǒng)欽莫利階厚層膏鹽巖和高伽馬泥巖層呈連續(xù)沉積[1]，三套地層共同形成了完整的生儲蓋組合，具備良好的成藏條件[12]。

圖1 阿姆河右岸構(gòu)造單元與卡洛夫-牛津階地層綜合柱狀圖(據(jù)田雨等，2017，有修改)Fig.1 Tectonic units and Callovian-Oxfordian stratigraphic column in the Amu Darya right bank area (modified from Tian Y et al, 2017)

前人對沉積相的研究已證明阿姆河右岸卡洛夫-牛津階碳酸鹽巖是具有相當“緩坡開放型有鑲邊臺地”類型[12]的前緣緩斜坡鑲邊臺地沉積模式[13]，識別出包括深水盆地、臺地前緣緩斜坡、臺地邊緣、開闊臺地、局限臺地及蒸發(fā)臺地在內(nèi)的6個沉積相帶[14]。在早卡洛夫期，盆地受到快速海侵作用，主要發(fā)育較深水的前緣緩斜坡和盆地相沉積；中晚卡洛夫期開始進入緩慢海退過程，臺地前緣緩斜坡與臺地邊緣礁、灘相帶頻繁交替發(fā)育；早牛津期受全球性大規(guī)模海侵影響，沉積環(huán)境向臺地前緣緩斜坡過渡，局部進入深水盆地沉積環(huán)境；中晚牛津期則為海平面持續(xù)下降過程，進入旋回交替的臺地邊緣、開闊臺地、淺水陸棚相內(nèi)礁灘體的廣泛發(fā)育期[14]。其中A區(qū)發(fā)育緩坡-淺水臺地碳酸鹽巖組合[14-15]，而研究區(qū)內(nèi)的卡洛夫-牛津階則主要是一套緩坡-陸棚相的碳酸鹽巖沉積組合，地層自下而上依次發(fā)育致密層狀灰?guī)r層(XVI層)、含生屑塊狀灰?guī)r層(XVa2層)、致密灰?guī)r層(Z層)、含生屑塊狀灰?guī)r層(XVa1層)、含生屑厚層狀灰?guī)r層(XVhp層)和高伽馬泥巖層(GAP層)6個巖性段，平均總厚度約260 m(圖1B)。其中儲層廣泛地發(fā)育于XVhp層、XVa1層等層位的礁灘體中，物性普遍較好，具備優(yōu)越的儲集條件。

2 卡洛夫-牛津階高精度層序地層

2.1 層序劃分依據(jù)

經(jīng)典層序地層學(xué)認為，層序是指一套相對整一的、成因上有聯(lián)系的、其頂?shù)酌嬉圆徽厦婊蚺c這些不整合面可以對比的整合面為界的地層[9]，可見層序界面的識別與對比是層序地層研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[16]。本次研究以Vail的經(jīng)典層序地層學(xué)為理論依據(jù)，在前人對該區(qū)地層與沉積相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合地震、鉆井、測井、巖心薄片及地化資料開展了研究區(qū)目的層的界面識別和層序劃分。

2.1.1 地震識別依據(jù)

層序界面及地層的不整合在地震剖面上主要表現(xiàn)為地震相位的不整一現(xiàn)象，因此可以根據(jù)相位的變化及反射終止方式來進行判別，典型的地震不整合反射有削截、上超、頂超及下超[17]。在研究區(qū)的地震剖面中，卡洛夫階底界(T16)之上發(fā)育上超，反映了早卡洛夫期快速海侵不整合的特征；牛津階頂界(T14)呈雙向上超(圖2)，反映了晚牛津期海平面下降的特征，這些都是層序界面識別的重要依據(jù)。但由于研究區(qū)卡洛夫-牛津階沉積厚度較薄，且受地震資料品質(zhì)的影響，目前僅能在地震剖面上識別出卡洛夫-牛津階的頂?shù)捉缑妫鋬?nèi)部層序界面難以有效識別，因此必須利用鉆測井及地化資料進行綜合分析，才能開展高頻層序界面的識別。

2.1.2 鉆井巖性識別依據(jù)

圖2 阿姆河右岸卡洛夫-牛津階層序界面地震識別標志(剖面位置見圖1 A中A-B線)Fig.2 Seismic characteristics of the Callovian-Oxfordian sequence boundary in the Amu Darya right bank area (section location in Fig.1A)

圖3 卡洛夫-牛津階層序界面鉆井、測井識別標志Fig.3 Well log and drilling characteristics of the Callovian-Oxfordian sequence boundary

巖心的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、垂向疊加樣式等的突變都是識別不整合面的重要標志。巖性和巖相的變化反映了沉積環(huán)境的變化，尤其是在巖性和巖相具有明顯突變的地方往往是層序界面的特征，巖性和巖相的變化同時也反映了海平面的相對升降變化，因此層序及其體系域界面的上下巖性往往存在差異[18]。研究區(qū)卡洛夫階XVa1層的頂界是一個明顯的巖性-巖相轉(zhuǎn)換界面，界面之下發(fā)育高能灘相的生屑砂屑灰?guī)r及生物礁灰?guī)r，局部地區(qū)可見白云石化現(xiàn)象，界面之上即牛津階底部發(fā)育了一套陸棚相的泥質(zhì)灰?guī)r、致密泥晶灰?guī)r(圖3A)，這反映了基準面緩慢下降后的一次快速上升事件[19]，是重要的層序及體系域界面識別標志。

2.1.3 測井識別依據(jù)

層序界面的測井響應(yīng)，是以巖心觀察中特征顯著的層序邊界為模式而建立的，碳酸鹽巖鉆井剖面一般沒有明顯的曲線特征，但在重大界面處往往特征明顯[20]。利用自然伽馬(GR)對泥質(zhì)含量在碳酸鹽巖地層中的敏感性，可識別導(dǎo)致GR值異常的界面(圖 3B)，即不整合(風化)界面及最大海泛面。在發(fā)生強制性海退或者TST體系域頂界面水體加深時，放射性元素或者泥質(zhì)含量突然增多都會導(dǎo)致GR值變大。而由于研究區(qū)在卡洛夫-牛津期屬于緩坡臺地與陸棚相的沉積環(huán)境，主要以海侵體系域的低能泥晶灰?guī)r及高位域的灘相生屑砂屑灰?guī)r沉積為主，這種沉積特征造成了孔隙度及滲透率曲線相比于自然伽馬等曲線對于層序界面的響應(yīng)更為敏感，因而可以通過自然伽馬(GR)、聲波時差(AC)、孔隙度(POR)和滲透率(PERM)這4種曲線組合(圖3)的共同約束進行更精準的層序界面識別。根據(jù)研究區(qū)卡洛夫-牛津階測井曲線組合在層序界面附近的響應(yīng)，可總結(jié)層序界面處的測井響應(yīng)特征：自然伽馬曲線(GR)呈低值，聲波時差(AC)及孔滲曲線則呈中高值，而在巖性-巖相轉(zhuǎn)換面處，自然伽馬(GR)才會表現(xiàn)為突然增大的高值尖峰狀。最大海泛面的測井響應(yīng)特征一般表現(xiàn)為：自然伽馬(GR)呈頻繁振蕩增大的指尖型，為中高值，而聲波時差(AC)及孔滲曲線則呈低值的尖峰狀，反映了海平面的快速升高。

2.1.4 碳氧同位素識別依據(jù)

碳酸鹽巖中碳同位素組成受成巖作用的影響不明顯，主要受沉積時期的環(huán)境因素控制。而氧同位素較容易受到成巖作用的影響，且具有隨鹽度的增加而增大的趨勢[21]。前人認為[22-23]，如果樣品δ18O值在-5.00‰～10.00‰，則其氧同位素組成相比原始組成可能僅有微弱變化，當樣品氧同位素數(shù)值小于-10.00‰時，被認為發(fā)生明顯改變，不能被應(yīng)用于沉積環(huán)境研究。而碳同位素組成受成巖作用的影響程度相對較小[24-28]。樣品的Mn/Sr比值能夠間接反映樣品成巖破壞程度，通常以Mn/Sr為10作為保留原始碳同位素數(shù)值的判斷標準，碳酸鹽巖小于該值被認為基本保留了原始碳同位素數(shù)值[23,29-31]。

本文引用王強2014年測試的C-21井碳酸鹽巖樣品C、O同位素數(shù)據(jù)(表1)，并對研究區(qū)卡洛夫—牛津期海平面變化進行分析[21]。樣品主要為微晶灰?guī)r，從而盡量避免受到成巖作用的影響。中上侏羅統(tǒng)正常海相碳酸鹽巖的δ13C為-5.0‰～5.0‰[32]，δ18O為-6.0‰～4.0‰[33]，從表1中可以看到，研究區(qū)碳酸鹽巖樣品的δ13C值為0.545‰～4.582‰，δ18O值為-2.261‰～0.116‰，且樣品分析的Mn/Sr比值總體較低，比值均小于1，這些特征均說明樣品后期受到成巖作用影響極為微弱，可以很好地保存沉積時原始環(huán)境的碳氧同位素特征，較好地反映卡洛夫-牛津期的海平面變化特征。海平面的上升期對應(yīng)著較高的δ13CPDB和δ18OPDB值，海平面的下降期對應(yīng)著較低的δ13CPDB和δ18OPDB值[34-37]。通過對表1實驗數(shù)據(jù)進行投點分析，可以發(fā)現(xiàn)C-21井碳氧同位素曲線可與全球同位素的研究成果進行良好對比[38-39]，與同時期全球海平面變化曲線吻合較好[7](圖4)，且與聲波時差(AC)及孔滲曲線有較強的對應(yīng)性。個別界面出現(xiàn)了氧同位素正漂移，該現(xiàn)象應(yīng)反映了同生期溶蝕作用的影響，也指示了海退到海進層序轉(zhuǎn)換界面的特性，可作為層序界面劃分的依據(jù)。

2.2 層序界面特征

2.2.1 三級層序界面特征

綜合巖心薄片、測井曲線、地化資料及地震剖面等各項識別標志，可以在研究區(qū)C-21井(圖 4)上識別出卡洛夫-牛津階從底界SB1到頂界SB6共6個三級層序界面以及MFS1—MFS5這5個海泛面。各界面及海泛面具體特征如下。

SB1是卡洛夫階與下伏地層的界線，屬于泥巖、粉砂巖向泥晶灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r轉(zhuǎn)變的巖性-巖相轉(zhuǎn)換面，對應(yīng)地震剖面上的T16(圖2)，可見明顯的上超現(xiàn)象，為淹沒不整合。測井響應(yīng)特征為：GR曲線由鋸齒狀高值變?yōu)槠骄徶懈咧?，AC曲線向中高值變化，是海平面快速上升，由陸相向海相轉(zhuǎn)變的響應(yīng)結(jié)果。

MFS1是卡洛夫階XVI層與XVa2層的界線，為SQ1的最大海泛面，自MFS1界面向上，巖性由泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r過渡為生屑泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r，相應(yīng)的測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為：GR曲線由MFS1界面處的中高值向上轉(zhuǎn)變?yōu)橹械椭?，SP、AC及孔滲曲線呈漏斗形，由低值向中高值轉(zhuǎn)變(圖4)，反映了海侵體系域向高位域轉(zhuǎn)變。

SB2是卡洛夫階XVa2層與Z層的界線，由于位于SQ1高位域向SQ2海侵體系域轉(zhuǎn)換的界面，多發(fā)育由生屑砂屑微晶灰?guī)r構(gòu)成的礁灘沉積，可見腕足類、苔蘚蟲等生物碎片，且有白云石晶體發(fā)育(圖5A)，說明該部位處于水動力較強的淺水沉積環(huán)境。其測井響應(yīng)特征為：SB2界面處GR值呈中低值，而SP、AC及孔滲曲線在界面上下則呈箱型。同時，界面處碳同位素向低值漂移，而氧同位素易受表生成巖作用的影響向高值漂移，這說明該時期海平面處于低位。

MFS2是SQ2的最大海泛面，位于Z層上部，多發(fā)育致密的生屑泥晶灰?guī)r，孔洞發(fā)育較差(圖5B)，碳氧同位素均向高值漂移。其測井響應(yīng)特征為：GR曲線成尖峰狀中高值，SP、AC及孔滲曲線均呈指尖狀中低值。這些特征說明該時期為海平面升高的沉積環(huán)境。

表1 C-21井卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖樣品C、O同位素數(shù)據(jù)(據(jù)王強，2014)

SB3是卡洛夫與牛津階的界線，是SQ2高位域向SQ3海侵體系域轉(zhuǎn)換的界面，同時也是二級層序的界面。它位于卡洛夫階的頂部，發(fā)育生屑砂屑微晶灰?guī)r，孔洞較發(fā)育，且未被完全充填，巖石薄片上可見膏化現(xiàn)象(圖5C)，多為灘相沉積。 其測井響應(yīng)特征為：該界面下方的GR曲線呈箱狀中低值，SP、AC及孔滲曲線均呈箱狀中高值，而該界面處的GR曲線呈中高值尖峰狀，SP、AC及孔滲曲線則呈尖峰狀的低值，且該界面附近氧同位素自下而上由低值向高值明顯漂移，碳同位素也同樣發(fā)生向高值的漂移，說明該處為重要的巖性-巖相轉(zhuǎn)換面，處于海平面由下降到急劇上升的沉積環(huán)境。

MFS3是SQ3的最大海泛面，位于牛津階XVhp層下部，多發(fā)育致密生屑泥晶灰?guī)r(圖5D)，孔洞較不發(fā)育，碳氧同位素均表現(xiàn)為向高值漂移，其測井響應(yīng)特征為：GR呈中高值尖峰狀，SP、AC及孔滲曲線均呈指尖狀中低值，處于海平面升高的沉積環(huán)境。

圖4 C-21井碳、氧同位素與海平面變化關(guān)系綜合柱狀圖(全球海平面變化曲線，據(jù)Hallam，1988)Fig.4 Relationships between sea-level changes and carbon-oxygen isotopes at well (Global sea-level curves are from Hallam,1988)

SB4位于牛津階XVhp層中部，是SQ3的頂界面，處于高位域頂部，多發(fā)育生屑灰?guī)r，溶孔發(fā)育，可見腕足類及苔蘚蟲碎片(圖5E)，為礁灘相沉積。其測井響應(yīng)特征為：GR曲線在界面處呈中低值，SP、AC及孔滲曲線則呈中高值，且這4種曲線在界面上下均表現(xiàn)為箱形，碳氧同位素均向低值漂移，說明海平面處于低位。

MFS4是SQ4的最大海泛面，多為致密生屑泥晶灰?guī)r，孔洞不發(fā)育(圖5F)，碳氧同位素表現(xiàn)為向高值漂移，其測井響應(yīng)特征與MFS3類似，但響應(yīng)更強烈，為牛津期二級層序的海泛面。

SB5是SQ4的頂界面，位于XVhp層上部，為SQ4海退半旋回向SQ5海進半旋回轉(zhuǎn)換的界面，由于位于二級層序的高位域中，多發(fā)育亮晶生屑砂屑灰?guī)r，且可見未被充填的裂縫及膏化現(xiàn)象(圖5G)，另外其碳氧同位素均表現(xiàn)為向低值漂移，且測井響應(yīng)特征與SB4類似，這都充分說明該部位層序界面的特征。

圖5 卡洛夫-牛津階層序界面及海泛面巖相特征Fig.5 Lithofacies characteristics of the Callovian-Oxfordian sequence boundary and marine flooding surface A.生屑砂屑微晶灰?guī)r，見白云石晶體及苔蘚蟲，XVa2層SB2附近，3 596.54 m，10×4(-)；B.生屑泥晶灰?guī)r，見有孔蟲，Z層MFS2附近，3 574.20 m,10×5(-)；C.生屑球粒微晶灰?guī)r，見膏化現(xiàn)象，XVa1層SB3附近，3 559.44 m，鑄體薄片10×5(+)；D.生屑泥晶灰?guī)r，可見示底構(gòu)造，XVhp層MFS3附近，3 546.50 m，鑄體薄片10×5(-)；E.生屑灰?guī)r,發(fā)育溶孔,可見腕足或苔蘚蟲碎片，XVhp層SB4附近，3 526.35 m，10×5(+)；F.生屑泥晶灰?guī)r,見腕足,致密，孔隙不發(fā)育，XVhp層MFS4附近，3 522.74 m，10×5(-)；G.亮晶生屑灰?guī)r，發(fā)育裂縫且未充填，見膏化現(xiàn)象，XVhp層SB5附近，3 492.12 m，鑄體薄片10×5(+)；H.生屑泥晶灰?guī)r，巖性致密，孔隙不發(fā)育，XVhp層MFS5附近，3 472.93 m，10×5(-)；I.砂屑生屑微晶灰?guī)r，見核形石，GAP層SB6附近，3 469.51 m，10×5(-)

MFS5是SQ5的最大海泛面，位于XVhp層與GAP層的界線，標志著陸棚相生屑泥晶灰?guī)r(圖5H)向潮坪相生屑泥晶灰?guī)r灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r的轉(zhuǎn)變，碳氧同位素均表現(xiàn)為向高值漂移，其測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為GR及AC均出現(xiàn)異常響應(yīng)。

SB6位于牛津階GAP層的頂部，是SQ5的頂界面，對應(yīng)于地震剖面上的T14?？梢娚靶忌寄嗑Щ?guī)r沉積(圖5I)，大部分地區(qū)為生屑泥晶灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r沉積，是重要的巖性-巖相轉(zhuǎn)換面，向上開始沉積巨厚的膏鹽巖，測井響應(yīng)為異常值，其碳同位素向低值劇烈漂移，反映了該時期大幅度海退的沉積環(huán)境。

2.2.2 四級層序界面特征

四級層序地層單元反映了高頻的沉積周期，主要受控于海平面快速的周期變化，是建立高精度層序地層單元的基本地層單位。依據(jù)鉆測井、地球化學(xué)資料及地層疊加樣式，在研究區(qū)卡洛夫-牛津階的每個三級層序內(nèi)部均可劃分出3個完整的由海進到海退的沉積結(jié)構(gòu)(以C-21井為例)可進一步識別出四級層序界面(圖4)。

圖6 阿姆河右岸B區(qū)中部卡洛夫-牛津階層序劃分方案Fig.6 Callovian-Oxfordian stratigraphic division scheme for the central part of Block B in the Amu Darya right bank area

由于各個四級層序沉積厚度較薄，難以在地震剖面上進行追蹤，主要通過巖心、測井曲線及地球化學(xué)數(shù)據(jù)等精度更高的資料進行層序界面的識別。四級層序界面附近常發(fā)育同生或準同生期溶蝕作用，在巖心和薄片上表現(xiàn)為溶蝕孔洞或鳥眼構(gòu)造等標志，多可見生物骨架碎片及生屑砂屑灰?guī)r。從測井曲線上可以看到，C-2井中的各四級層序界面附近的聲波時差A(yù)C曲線、孔滲曲線以及自然電位SP曲線值均存在明顯增大現(xiàn)象，到了海泛面附近則急劇減小，總體呈現(xiàn)出高值和低值交替變化的規(guī)律，反映出頻繁的海平面升降變化。而自然伽馬GR曲線一般呈低值平緩鋸齒狀，變化幅度不大，只在各四級層序海泛面處呈中高值尖峰狀變化，且碳氧同位素曲線也呈現(xiàn)出在四級層序界面附近向低值漂移、在海泛面附近向高值漂移的現(xiàn)象。與三級層序不同的是，四級層序界面一般不存在不整合或明顯的沉積間斷現(xiàn)象，其最大海泛面也較易識別和追蹤對比。

2.3 層序劃分方案

通過將地震剖面與典型井的鉆測井數(shù)據(jù)、巖心薄片及地球化學(xué)分析結(jié)果相結(jié)合，研究區(qū)卡洛夫-牛津階共識別出6個主要的層序界面，可分出5個層序，這一結(jié)果與Hallam[7]關(guān)于歐洲侏羅系層序地層的劃分方案相符。不同級次的地層旋回對應(yīng)于不同級別的層序，根據(jù)國際地層委員會2016年發(fā)布的國際年代地層表，卡洛夫-牛津期沉積時限為8.8 Ma。根據(jù)本文劃分的5個層序推算，平均每個層序的延續(xù)時間約1.76 Ma，處于三級層序時限區(qū)間[40]。因而可以認為卡洛夫-牛津階是由5個三級層序組成的，自下而上依次為SQ1-SQ5，且每個三級層序內(nèi)部可進一步細分出3個四級層序，總共可分為15個四級層序，從而形成了一套較高精度層序地層劃分方案(圖6)。

3 層序地層格架的建立

本文以Vail經(jīng)典層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，結(jié)合研究區(qū)北西-南東向的展布特征，選擇了平行和垂直于沉積展布方向的兩條連井剖面進行地層劃分與對比，分析地層層序特征在縱向與橫向的變化規(guī)律，建立起阿姆河右岸地區(qū)卡洛夫-牛津階的高精度層序地層對比格架。

3.1 東西向?qū)有蚱拭?/h3>

東西向?qū)有蚱拭嫫叫杏诔练e展布方向，其層序發(fā)育受海平面變化及沉積相影響明顯。該剖面自西向東依次連通A區(qū)沉積較厚的Sm-53井和Me-2井，以及B區(qū)中部的Br-2井、P-2井、C-21井、Y-2井、Sa-2井、Bs-2井及Mo-2井(圖7)。橫向上，Sm-53井和Me-2井靠近陸地方向，為淺水臺地沉積，厚度可達400 m左右，多發(fā)育臺地相及臺緣相的生屑顆?；?guī)r及生物礁灰?guī)r。而B區(qū)中部的Br-2井、P-2井、C-21井、Y-2井、Sa-2井、Bs-2井及Mo-2井，由于遠離陸地水體較深，多發(fā)育生屑泥晶灰?guī)r及砂屑泥晶灰?guī)r，為斜坡相及陸棚相沉積，沉積厚度急劇減小到200多米?？v向上，海平面變化對層序發(fā)育的影響更為明顯，因研究區(qū)在卡洛夫-牛津期位于碳酸鹽巖臺地上，因而層序內(nèi)部不發(fā)育低位體系域，均由海侵體系域和高位域的沉積序列組合構(gòu)成，其層序特征如下：

SQ1:相當于卡洛夫階中下部，包括XVI層和XVa2層，內(nèi)部共識別出3個四級層序，其底界面T16為一個典型的淹沒不整合型層序界面SB1，整體為由潮下深水相鈣質(zhì)泥巖和泥灰?guī)r變淺至潮間-潮下淺水相的泥晶灰?guī)r和生屑砂屑泥晶灰?guī)r的沉積相序列所組成。sq1是卡洛夫-牛津階碳酸鹽巖發(fā)育的初始時期，這一階段海平面快速上升，沉積了厚層泥巖及泥質(zhì)灰?guī)r。SQ1的最大海泛面則發(fā)育于XVI層頂部，處于sq2中。sq3處于三級層序下降半旋回上部，此時已由潮下深水過渡到潮間潮下淺水帶，多發(fā)育礁灘體沉積，為較好的儲層發(fā)育帶，其頂界為層序界面SB2。總體看來，該時期B區(qū)中部的沉積厚度要略大于A區(qū)，自西向東呈加厚趨勢具有海陸過渡的特征。

SQ2：相當于卡洛夫上部，包括Z層和XVa1層，整體由一套潮間-潮上相海侵體系域到高位域的序列組成，其頂界面為卡洛夫和牛津階的界線，同時也是一個二級層序界面。sq4位于Z層下部，為致密泥晶灰?guī)r段，處于海侵體系域中。SQ2的最大海泛面位于Z層上部，處于sq5中。sq6位于SQ5的高位域上部，靠近二級界面，多發(fā)育礁灘體及生物建隆灰?guī)r，整體厚度變化不大，只在Oj-2井等地區(qū)自sq4開始出現(xiàn)局部加厚現(xiàn)象。

SQ3：對應(yīng)于牛津階XVhp層下部，可識別出三個四級層序，整體處于二級層序的海侵體系域中，多發(fā)育泥晶灰?guī)r，為陸棚相沉積，儲集物性差。sq7底界為一個重要的巖相-巖性轉(zhuǎn)換面SB3，地層由此從緩坡臺地的潮間-潮上淺水相沉積轉(zhuǎn)變?yōu)殍傔吪_地的陸棚相沉積。SQ3的最大海泛面處于sq8中，sq9在快速海侵的沉積環(huán)境下有一個短暫的海退過程，從而形成頂界的SB4界面。SQ3總體厚度變化不大，沉積厚度較薄，但位于A區(qū)的Sm-53井和Me-2井這一時期沉積厚度開始大于B區(qū)，說明了沉積模式開始發(fā)生轉(zhuǎn)變。

SQ4：相當于牛津階XVhp層中部，整體為一個二級層序中海進到海退的轉(zhuǎn)換階段，其最大海泛面處于sq10中。sq10階段有明顯的GR曲線增大現(xiàn)象，為深水陸棚沉積，而sq11到sq12位于SQ4的下降半旋回中，多發(fā)育生屑砂屑泥晶灰?guī)r，偶有生物礁灰?guī)r沉積，是牛津期較好的儲層發(fā)育帶，其頂部為層序界面SB5。SQ4東西部厚度變化明顯，西部A區(qū)的Sm-53井和Me-2井沉積厚度急劇增加，且出現(xiàn)生物礁灰?guī)r，而東部B區(qū)的沉積厚度變化幅度不大，且沉積厚度較薄，說明這一時期自西向東開始出現(xiàn)臺地邊緣向陸棚相過渡的沉積相變化。

SQ5：對應(yīng)于牛津階上部，包括了XVhp層上部及Gap層，是一個由陸棚相生屑泥晶灰?guī)r沉積和潮坪相鈣質(zhì)泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r組成的沉積序列。sq13和sq14位于SQ5的上升半旋回，處于XVhp層的上部，最大海泛面處于sq15中，且sq15的下降半旋回對應(yīng)于GAP層，多為鈣質(zhì)泥巖及泥質(zhì)灰?guī)r沉積，是由于大幅度海退形成的。SQ5整體厚度較薄，A區(qū)沉積厚度大于B區(qū)，繼承了SQ4西厚東薄的沉積特征，與SQ4應(yīng)為同一臺地類型。

圖7 阿姆河右岸B區(qū)中部卡洛夫-牛津階近東西向三、四級層序連井剖面Fig.7 Cross sections of the Callovian-Oxfordian sequences(from east to west) in the central part of Block B in the Amu Darya right bank area

圖8 阿姆河右岸B區(qū)中部卡洛夫-牛津階近南北向三、四級層序連井剖面Fig.8 Cross sections of the Callovian-Oxfordian sequences(from north to south) in the central part of Block B in the Amu Darya right bank area

3.2 南北向?qū)有蚱拭?/h3>

南北向?qū)有蚱拭娼怪庇谘芯繀^(qū)沉積展布方向，鑒于該區(qū)域沉積相變化較單一，其層序發(fā)育主要受古地貌及海平面變化影響。該剖面自北向南依次連通U-2井、C-23井、C-21井、Sh-2井、Y-2井、Sa-2、Oj-2井及Bs-2井(圖8)?？v向上，各級層序劃分及對應(yīng)情況與東西向?qū)有蜻B井剖面相似，每個層序內(nèi)部均由海侵體系域和高位域的沉積序列組合構(gòu)成，SQ2以后厚度變化較小，沉積環(huán)境較穩(wěn)定。橫向上呈北薄南厚，但總體厚度相差不大，主要發(fā)育一套以生屑泥晶灰?guī)r和砂屑泥晶灰?guī)r組合為主的斜坡相及陸棚相沉積，只在Oj-2井附近區(qū)域存在局部增厚現(xiàn)象。Oj-2井在卡洛夫期SQ2沉積較厚，這為牛津期海平面快速上升后下降階段SQ4沉積厚度的急劇增大提供了古隆起作用支撐。

通過卡洛夫-牛津階東西向及南北向的層序連井格架展布可以看出：海平面變化、沉積相、層序格架及古地貌共同控制了研究區(qū)的碳酸鹽巖沉積發(fā)育及展布。其中海平面變化表現(xiàn)在對層序發(fā)育的控制上，進而在縱向上控制生物礁及粒屑灰?guī)r的發(fā)育部位，而沉積相及古地貌對沉積發(fā)育的控制主要體現(xiàn)在橫向展布上。

4 層序地層發(fā)育模式

圖9 阿姆河右岸B區(qū)中部卡洛夫-牛津期層序地層發(fā)育模式Fig.9 Stratigraphic development model of the Callovian-Oxfordian sequences in the central part of block B in the Amu Darya right bank area

碳酸鹽巖沉積與陸相碎屑巖的沉積發(fā)育不同，一般在臺地邊緣、淺水臺地等水體較淺、能量較強的相帶發(fā)育較好，巖性、物性均較好，沉積厚度也比較大；而在斜坡、陸棚等水體較深、能量較弱的部位沉積厚度較薄，巖性、物性也較差，這一特征可較準確地反映出當時的沉積環(huán)境及沉積特征。綜合層序地層連井剖面及前文對鉆測井、巖心薄片等資料的研究，可以看到：研究區(qū)卡洛夫期和牛津期作為兩個較完整的二級層序SS1和SS2(圖 6)，均經(jīng)歷了相對海平面快速上升-下降的旋回變化，其內(nèi)部的三級層序地層和四級層序地層的旋回也呈規(guī)律性變化。在垂向上，各級層序格架內(nèi)部高位域較海侵體系域生屑砂屑灰?guī)r及礁灘體沉積更為發(fā)育；在平面上，SQ1-SQ2和SQ3-SQ5時期表現(xiàn)出不同的地層分布樣式，SQ1-SQ2時期層序厚度相近，呈現(xiàn)為西高東低緩斜坡的特征，而SQ3-SQ5時期地層則表現(xiàn)為西厚東薄的鑲邊臺地特征，這兩種不同的層序樣式表明研究區(qū)沉積厚度在卡洛夫和牛津期這兩個階段分別受不同臺地類型的控制，從而發(fā)育兩種不同的碳酸鹽巖臺地層序地層模式。

4.1 緩坡臺地層序發(fā)育模式

卡洛夫期為一個完整的二級層序SS1，該層序單元整體上是由SQ1-SQ2共同構(gòu)成，發(fā)育一個區(qū)域性海進-海退沉積旋回的組合。在SS1沉積之前，中下侏羅統(tǒng)發(fā)育一套濱、淺湖-三角洲前緣相的碎屑巖沉積[41]，受基底斷層及下伏地層古地貌影響，阿姆河盆地整體呈西高東低的地貌特征，研究區(qū)內(nèi)地層也呈明顯的西薄東厚趨勢，是一個盆地填平階段，并隨著卡洛夫早期的快速海平面上升開始了海相的碳酸鹽巖沉積，形成了SS1的海侵體系域沉積。其中，SQ1的海侵體系域(TST)，也是SS1的海侵體系域，主要以潮下深水的鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r沉積為主；而SQ1的高位體系域及SQ2則共同構(gòu)成了SS1的高位域(HST)，該部位廣泛發(fā)育潮間-潮下淺水的生屑砂屑泥晶灰?guī)r，頂部有礁灘體發(fā)育，且會不同程度地受到白云石化作用(圖5A)及石膏化作用(圖5C)影響。結(jié)合層序連井格架(圖7)可以看到，卡洛夫階自西向東呈逐漸加厚的趨勢，但坡度較緩，沉積速率差別不大，整體厚度相近，從而形成了西高東低的碳酸鹽巖緩坡臺地層序地層發(fā)育模式(圖9A)。在這一模式控制下，研究區(qū)內(nèi)礁灘體沉積多分布在高位體系域中，且多在層序界面附近發(fā)育。由于XVa1及XVa2層位于三級層序界面附近，因而這兩個層段頂部在卡洛夫期礁灘體沉積最為發(fā)育，是儲集體發(fā)育的有利部位。

4.2 鑲邊臺地層序發(fā)育模式

牛津期是研究區(qū)內(nèi)沉積演化的新階段，隨著海平面升降及構(gòu)造環(huán)境的變化，A區(qū)沉積速率遠大于B區(qū)中部，碳酸鹽巖臺地逐漸演化成鑲邊臺地層序地層模式(圖9B)，地層沉積厚度整體也呈西厚東薄的趨勢。牛津期作為一個二級層序單元SS2，包括了由SQ3-SQ5共同構(gòu)成的完整海進-海退沉積旋回組合。其中SQ3和SQ4海侵體系域構(gòu)成了SS2的海侵體系域(TST)，主要以陸棚相的泥質(zhì)灰?guī)r及致密生屑泥晶灰?guī)r為主(圖5D)，反映了該階段海平面的大幅升高。而SQ4的高位體系域和SQ5則共同構(gòu)成了SS2的高位域(HST)，該時期海平面持續(xù)下降，A區(qū)多發(fā)育礁灘體及生物礁灰?guī)r，沉積厚度急劇增大，形成臺地邊緣相帶；B區(qū)中部則由于快速的大規(guī)模海侵且處于沉積低部位，沉積厚度較薄且變化不大，主要以陸棚相的生屑砂屑泥晶灰?guī)r為主(圖5E)，只在內(nèi)部三級層序的高位域可見礁灘體發(fā)育(圖5G)。其中，Oja21井所處部分區(qū)域由于受卡洛夫期沉積古隆起的影響，沉積厚度相對整個B區(qū)中部較厚，且多發(fā)育礁灘體及生物礁沉積，推測為發(fā)育于陸棚上的孤立臺地或塔礁。在這一模式控制下，研究區(qū)由于位于鑲邊臺地的淺水陸棚相帶，在海侵體系域多發(fā)育致密泥晶灰?guī)r沉積，相比于緩坡臺地模式，礁灘體多發(fā)育在卡洛夫沉積古地貌的高部位，呈繼承性沉積特點，受層序界面和地貌的共同作用。

5 結(jié)論與認識

(1)阿姆河右岸地區(qū)卡洛夫-牛津階可劃分為5個三級層序和15個四級層序，其中卡洛夫階包括2個三級層序(SQ1和SQ2)，牛津階分為3個三級層序(SQ3-SQ5)。

(2)高精度層序連井地層剖面和巖心資料揭示出層序格架、沉積相及古地貌共同控制著阿姆河右岸卡洛夫-牛津階的沉積展布：其中層序格架對沉積發(fā)育的控制作用主要體現(xiàn)在縱向上，各級層序格架內(nèi)部高位域較海侵體系域生屑砂屑灰?guī)r及礁灘體沉積更為發(fā)育；沉積相及古地貌主要在層序格架內(nèi)控制碳酸鹽巖沉積的橫向展布。

(3)阿姆河右岸卡洛夫-牛津階包括了兩種碳酸鹽巖層序地層發(fā)育模式，即卡洛夫期緩坡臺地層序地層模式和牛津期鑲邊臺地層序地層模式。在這兩種模式控制下，卡洛夫期礁灘體沉積多發(fā)育在層序界面附近；由于牛津期海平面的升高，研究區(qū)內(nèi)礁灘體多發(fā)育在卡洛夫期繼承性隆起上，受層序界面和古地貌的共同作用。這為B區(qū)中部的儲層預(yù)測提供了一定的指導(dǎo)，即精細刻畫卡洛夫期層序頂界面是尋找優(yōu)勢礁灘體儲層的關(guān)鍵。