曲少東

塔中地區(qū)鷹山組高精度層序劃分與對比

曲少東1，2，3，4

（1. 陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075； 2. 陜西省土地工程建設(shè)集團有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075；3. 自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安 710075； 4. 陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710075）

塔中地區(qū)奧陶系包括下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組、中-下奧陶統(tǒng)鷹山組和上奧陶統(tǒng)良里塔格組的碳酸鹽巖地層，和上奧陶統(tǒng)桑塔木組碎屑巖地層，這些地層單元分別均以不同類型的不整合為界。其中良里塔格組沉積時限約為477.4~468.1ma，沉積時長約9.3 m.y.，小于大多數(shù)學(xué)者對二級層序年限的界定。本論文主要依據(jù)鷹山組的頂?shù)捉鐬槭軜?gòu)造運動所形成的區(qū)域不整合，將良里塔格組作為1個二級層序來研究，最終建立了鷹山組內(nèi)部層序格架模式。

塔里木盆地； 塔中區(qū)域； 鷹山組； 地層對比

層序地層學(xué)概念最初產(chǎn)生于被動大陸邊緣陸源硅質(zhì)碎屑沉積環(huán)境，之后在碳酸鹽巖沉積體系中的應(yīng)用也緊隨而至。源于海水自身的碳酸鹽工廠產(chǎn)生碳酸鹽沉積物與源于陸源供給的碎屑巖沉積物，在形成機制上截然不同[1]。但是，在沉積建造及其變化方面，碳酸鹽臺地和硅質(zhì)碎屑陸棚均受到全球性海平面變化、構(gòu)造運動、沉積速率和氣候等因素聯(lián)合驅(qū)動下的沉積和侵蝕過程的控制。前三個因素相互作用控制了相對海平面的變化，而氣候則主要控制沉積類型[2]。因此，這四個控制因素最終決定了碳酸鹽巖臺地巖相及其組合的多樣性、沉積層序構(gòu)成樣式，沉積體系的外部幾何形態(tài)和體積的規(guī)模大小，在沉積盆地中的分布以及與不整合面相關(guān)的巖溶風(fēng)化殼部位和溶洞的發(fā)育位置，高頻層序是指發(fā)育在三級層序以內(nèi)的受高頻海平面升降變化控制而形成四級、五級乃至更高級別的沉積層序，米蘭科奇天文旋回造成的冰川-海平面旋回性變化以及周期性氣候變化被認(rèn)為是高頻層序的主要成因[3]。

許多學(xué)者對塔中地區(qū)奧陶系及鷹山組的層序進行了研究，但劃分依據(jù)和劃分方案不盡相同本課題在吸收前人認(rèn)識基礎(chǔ)上，依據(jù)地震、鉆井及地化資料綜合分析，將良里塔格組作為1個二級層序，在其識別并內(nèi)部劃分出5個三級層序和多個四級層序[4-5]。

1 二級層序劃分

鷹山組底界為發(fā)育于下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組頂部的Tg5-3不整合，該不整合在塔中地區(qū)表現(xiàn)為低角度-亞平行的區(qū)域不整合。界面之下可見地震反射同相軸弱削截的樣式，鷹山組頂界為發(fā)育于中上奧陶統(tǒng)良里塔格組底部的Tg5-3不整合（目前認(rèn)為塔中隆起大部分地區(qū)一間房組地層被剝蝕）, 該不整合在塔中地區(qū)表現(xiàn)為低角度的區(qū)域不整合，局部可見指示垂向溶洞的“串珠狀”和水平層狀溶洞的強振幅地震反射特征；該界面之上可見良里塔格組沉積上超于巖溶古斜坡之上。在測井曲線上在該界面附近通?？梢奊R曲線明顯變化，界面之上為良里塔格組沉積早期GR值略高的泥質(zhì)條帶灰?guī)r沉積，界面之下為鷹山組GR值較低的灰?guī)r沉積，部分鉆井鉆遇鷹山組頂部溶洞表現(xiàn)為異常高的GR值和異常低的電阻率值[6]。

2 三級層序劃分及其內(nèi)部體系構(gòu)成

依據(jù)地震剖面上鷹山組沉積結(jié)構(gòu)的精細(xì)解剖和測井曲線的沉積旋回特征綜合分析，結(jié)合野外露頭以及同位素測試在鷹山組內(nèi)劃出5個三級層序，由下至上依次記為由下往上分別是Sq1-Sq5，其Sq5包括上伏一間房組的地層（圖1）。

其在塔中地區(qū)普遍被剝蝕，因此出露不全。盡管不同地區(qū)在鉆井高頻層序的具體個數(shù)不同，但在層序規(guī)模上是可以進行對比的，下面分別分析這五個三級層序界面的特征[7]。

Sq1層序：該層序底界面為鷹山組與下覆蓬萊壩組的不整合分界線，屬于準(zhǔn)同生間歇暴露型層序界面。其特點表現(xiàn)為：巖相突變面，層序界面上下分別為褐灰色白云巖與淺灰色白云巖接觸；測井曲線突變， 表現(xiàn)為GR曲線平坦?fàn)罨蛐↓X狀低值，值約15左右，電阻率曲線呈鋸齒狀中高值，層序界面下GR值升高呈鋸齒狀，值約15~45左右，電阻率升高；部分井段見低位域滑塌角礫巖，礫屑灰?guī)r發(fā)育，呈透鏡狀雜亂堆積，底部見沖刷面。

圖1 鷹山組頂界（Tg5-2）和底界（Tg5-3）的地震響應(yīng)特征

Sq2層序：該層序底界面大致位于鷹三段與鷹四段分界線位置附近，屬于同生無暴露型層序界面。其特點是：測井曲線值突變，表現(xiàn)為層序界面下電阻率曲線極高值塊段平坦?fàn)?，向上值降低，呈中高值或中低值鋸齒狀變化，反映了準(zhǔn)層序組由進積向退積疊置方式轉(zhuǎn)變，白云石含量由10%升高到40%左右；巖性變化，表現(xiàn)為界面之下主要為含云灰?guī)r，泥晶灰?guī)r，界面之上為云質(zhì)灰?guī)r，云灰?guī)r。

Sq3層序：在靠近中央隆起區(qū)該層序底界面為構(gòu)造隆升侵蝕不整合面，受加里東早期運動影響，構(gòu)造環(huán)境由伸展變?yōu)閿D壓，導(dǎo)致整體地層抬升，海平面下降，部分地區(qū)遭受剝蝕，其下巖溶發(fā)育明顯，特征表現(xiàn)為：測井曲線突變，表現(xiàn)為層序界面上碳酸鈣含量曲線值突然變大，呈鋸齒狀變化，白云石含量大幅降低，趨于0。電阻率曲線呈塊段平坦?fàn)顦O高值厚約0~30 m左右；野外露頭見古風(fēng)化殼及下伏巖溶角礫巖；巖性變化，由下往上巖性主要由云灰?guī)r，云質(zhì)灰?guī)r向含云灰?guī)r，顆?；?guī)r過渡，白云石消失，部分取芯段顯示該界面存在風(fēng)暴礫屑灰?guī)r，角礫巖沉積，礫間被泥質(zhì)充填；在靠近臺地邊緣，表現(xiàn)為準(zhǔn)層序組空間疊置方式由進積向退積方式轉(zhuǎn)變；地震上存在明顯上超關(guān)系。

Sq4層序：該層序底界面屬于準(zhǔn)同生間歇暴露型層序界面，界面特點：古喀斯特作用面，層序界面下部分井段發(fā)育巖溶被泥質(zhì)，巖溶角礫巖充填；測井曲線突變，表現(xiàn)為界面之下電阻率曲線呈塊段平坦?fàn)钆紛A鋸齒狀極高值，巖溶發(fā)育區(qū)GR曲線呈極高值尖刀狀，值約150，發(fā)育部位位于塊狀高阻頂端，巖溶不發(fā)育區(qū)，GR曲線呈平坦?fàn)畹椭担导s7~15左右，向上電阻率逐漸變?。桓咦匀毁ゑR能譜值，TH/K約11~20，TH/U值約6；在地震剖面上，該層序?qū)ο赂驳貙佑忻黠@的削蝕現(xiàn)象。

Sq5層序：該層序底界面屬于準(zhǔn)同生間歇暴露型層序界面，界面特點：測井曲線值突變，層序界面下GR曲線呈極高值尖刀狀，值約45~60，部分甚至超過150，電阻率曲線呈中低值槽狀。層序界面上部GR曲線呈平坦?fàn)顦O低值，值約7~15左右，電阻率曲線呈極高值谷狀與鋸齒狀；TH/K曲線呈極高值尖刀狀，值>7，約18左右；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換面，準(zhǔn)層序空間疊置方式在垂向上由加積-進積塊狀高阻灰?guī)r向退積薄層條帶狀灰?guī)r轉(zhuǎn)變；層序界面下1~20 m內(nèi)發(fā)育1-2套獨立巖溶體系，發(fā)育部位位于進積-退積轉(zhuǎn)換面上，巖溶發(fā)育部位，GR呈極高值尖刀狀。

該層序頂界面（即鷹山組與良里塔格組不整合界面）對應(yīng)于相對較高級別的層序界面，在塔中地區(qū)普遍存在，有明顯的地層缺失和角度不整合關(guān)系，僅少數(shù)幾口井殘留一間房組地層，大部分缺失一間房組，吐木休克組，為一典型的構(gòu)造隆升侵蝕不整合面。界面特點：測井曲線突變，層序界面下GR曲線呈平坦?fàn)畹椭?，值約7~15，電阻率值逐漸升高。層序界面上GR曲線呈鐘形逐漸增大，值約15~60，電阻率曲線呈高值漏斗狀降低，泥質(zhì)含量增高，約10%~25%；TH/U值高，多數(shù)>7，成尖刀狀；成像測井相突變，由淺色高阻塊狀厚層相向上突變?yōu)樯钌邔?dǎo)條帶狀薄層相；層序界面下多數(shù)井發(fā)育滲流-潛流帶，針狀，蜂窩狀順層巖溶及大規(guī)模巖溶較常見；見古土壤層；巖相突變，由顆?；?guī)r，泥晶灰?guī)r向含泥灰?guī)r突變。地震上該層序頂?shù)捉缑娲嬖诿黠@削截現(xiàn)象。其下控制著鷹山組內(nèi)部大規(guī)模風(fēng)化殼巖溶的發(fā)育。

在厘清三級層序界面特征的基礎(chǔ)上，對三級層序內(nèi)部體系域構(gòu)成進行了分析；每個三級層序主要由水進和高位域組成，旋回的下部快速水進期主要以泥晶灰?guī)r、粒泥灰?guī)r為主，高位期碳酸鹽巖臺地灘廣泛發(fā)育，以顆?；?guī)r，亮晶砂屑灰?guī)r為主，局部發(fā)育溶洞。

圖2 三級層序Sq5厚度平面分布圖

3 層序平面分布特征

通過五個三級層序厚度的平面展布圖發(fā)現(xiàn)，層序的厚度受構(gòu)造帶的控制作用比較明顯，靠近塔中I號斷裂帶的層序厚度較厚。Sq1~Sq3塔中地區(qū)層序的厚度發(fā)育比較均勻，平面上厚度的差別不大。Sq4時期，研究區(qū)東南部高隆帶，地層已經(jīng)被完全剝蝕，Sq4層序的厚度整體呈現(xiàn)從南西向北東方向增厚的趨勢，由于剝蝕程度從北東向南西逐漸增強，特塔中10號斷裂帶，殘余的Sq4地層較薄。Sq5只在研究區(qū)靠近塔中I號斷裂帶一帶有殘余，厚度在100~150 m左右，臺地內(nèi)部，Sq5已基本被完全剝蝕（圖2）。

4 結(jié)束語

通過三維地震剖面的解釋，結(jié)合野外露頭，對塔中地區(qū)鷹山組內(nèi)部三級層序界面進行了分析，進而建立鷹山組內(nèi)部層序格架模式：三級層序界面Sq1的底界面是區(qū)域的平行不整合-整合界面；三級層序Sq2的底界面也是區(qū)域的平行不整合-整合界面；三級層序Sq3的底界面在隆起部位為一低角度不整合界面，在靠近斜坡的區(qū)域為上超不整合界面；三級層序Sq4的底界面為區(qū)域性微角度平行不整合-整合界面；三級層序Sq5的底界面為微角度-局部角度不整合界面；鷹山組的頂界面為低角度不整合界面。

［1］苗清, 傅恒. 塔里木盆地塔中-塔北志留系層序地層[J]. 沉積與特提斯地質(zhì), 2013, 33 (1): 34-41.

［2］郭建華,王明艷,蔣小瓊, 等.塔里木盆地塔中和滿西地區(qū)石炭系層序地層[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,35(1):122-128.

［3］徐梅桂,賀勇,范筱聰, 等.塔里木盆地中—下奧陶統(tǒng)層序地層研究[J].新疆地質(zhì),2012,30(4):404-410.

［4］劉迪,張哨楠,謝世文, 等.塔里木盆地塔中地區(qū)奧陶系鷹山組層序地層特征[J].礦物巖石地球化學(xué)通報,2014,33(1):55-64.

［5］張麗娟,李明和,黃廣建, 等.塔中北部奧陶系層序地層模型的建立[J].中國石油勘探,2008,13(1):17-20.

［6］祝賀,劉家鐸,田景春, 等.塔北-塔中地區(qū)三疊系層序地層格架及生儲蓋組合特征[J].油氣地質(zhì)與采收率,2011,18(3):14-19.

［7］劉忠寶,楊圣彬,焦存禮, 等.塔里木盆地巴楚隆起中、下寒武統(tǒng)高精度層序地層與沉積特征[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(1):70-76.

High Precision Sequence Division and Correlation of Yingshan Formation in Tazhong Area

1,2,3,4

（1. Shaanxi Land Construction EngineeringTechnology Research Institute Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710075, China; 2. Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd.，Shaanxi Xi’an 710075, China;3. Key Laboratory of Degraded and Unused Land Regulation Engineering of Ministry of Land and Resources, Shaanxi Xi’an 710075, China; 4. Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Shaanxi Xi’an 710075, China）

The Ordovician in Tazhong area includes the carbonate strata of Penglaiba formation of Lower Ordovician, Yingshan formation of middle-lower Ordovician and Lianglitage formation of Upper Ordovician, and the clastic strata of Santamu formation of Upper Ordovician, all of which are bounded by different types of unconformity. The depositional time of Lianglitage Formation is about 477.4-468.1 Ma, and the depositional time is about 9.3 m.y., which is less than the definition of the second-order sequence by most scholars. In this paper, the Lianglitage formation was studied as a second-order sequence according to the regional unconformity formed by tectonic movement in the top and bottom boundary of Yingshan formation. Finally, the internal sequence framework model of Yingshan formation was established.

Tarim basin; Tazhong area; Yingshan formation; Stratigraphic correlation

2020-02-12

曲少東（1986-），男，博士，高級工程師，陜西西安人，從事土地工程及相關(guān)領(lǐng)域研究。

TE 122

A

1004-0935（2020）05-0583-03