李 攀 李永強 經儉波 曹正林 袁選俊

1 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083 2 中國石油東方地球物理公司研究院烏魯木齊分院，新疆烏魯木齊 830016 3 中國石油西部鉆探地質研究院，新疆克拉瑪依 834000

1 概述

不整合作為一種常見的地層間斷面，在地球科學研究中具有十分重要的意義。它們不僅是劃分地層序列、建立等時格架的基本依據(jù)，也是認識構造事件、劃分構造旋回的重要標志，還是研究海湖平面變化、分析盆地隆升—埋藏史和重建古地理格局的關鍵支點(Sloss，1963；Mitchumetal.， 1977；Haqetal.， 1987;陳發(fā)景等，2004；Catuneanu 2006；林暢松，2006，2009；任紀舜等，2016；何登發(fā)，2018)。此外，長期勘探實踐證明，不整合常伴生有次生高孔—滲帶、良好的儲蓋組合以及類型多樣的巖性地層圈閉，因此是油氣和固體礦產資源富集的有利場所(Levorsen，1954；Payton，1977；潘鐘祥，1983；Shanmugam，1988；李朝陽等，2004；顧雪祥等，2008；何登發(fā)，2018)。

二疊紀晚期—三疊紀早期是地球系統(tǒng)從古生代向中生代演化的重要變革期，這一時期除了發(fā)生過生物大滅絕、極端氣候變化、巨型火山活動、全球海平面變化等重大事件外(Yingetal.， 2013)，還可發(fā)育區(qū)域性甚至全球性的不整合(Embry，1997)。在這一P-T轉換期，準噶爾盆地西北部發(fā)育了三疊系底界和上二疊統(tǒng)底界兩大不整合。學者們對三疊系底界不整合的研究由來已久，在其成因類型、分布特征、控藏機制等方面已取得了一系列成果(陳建平等，2000，2002；吳孔友等，2002，2003；陳中紅等，2003；牟中海等，2005；曹劍等，2006；郭維華等，2006；邰浩，2010；陳平等，2012；阿布力米提等，2016)。近年來，隨著瑪湖凹陷礫巖大油區(qū)的發(fā)現(xiàn)和突破，上二疊統(tǒng)底界不整合也逐漸引起了人們的重視，并在上述方面取得了一定的進展(郝景宇等，2012；夏近杰等，2012；韓寶等，2017；唐勇等，2018，2019；支東明等，2018)。然而，目前對這2個不整合相對級別(主次關系)的認識，以及由此而形成的構造層劃分方案和盆地演化解釋方案還存在較大分歧(張善文，2013；隋鳳貴，2015；何登發(fā)等，2018；唐勇等，2018；支東明等，2018；周路等，2019；鄭孟林等，2019)；對這2個不整合的疊加復合、時間屬性以及形成演化過程等則鮮有報道。

針對上述地質問題，筆者利用最新連片處理的高分辨率三維地震數(shù)據(jù)體、二維地質測線以及鉆井資料，對準噶爾盆地西北部P-T轉換期形成的不整合進行重點解剖。作者從識別和追蹤不整合面入手，通過綜合分析地層接觸關系、垂向沉積序列、地層分布樣式、Wheeler時間地層圖解等，力圖揭示研究區(qū)P-T轉換期不整合的結構類型、疊合特征、相對級次和發(fā)育過程。在此基礎上，結合區(qū)域性研究成果，探討轉換期不整合發(fā)育演化特征對盆地演化、 地層結構、 油氣勘探以及未來研究的啟示意義。

2 地質背景

a—構造分區(qū)及地震剖面位置；b—二疊系—三疊系綜合柱狀圖(據(jù)雷德文等，2017；有修改)；c—代表性地質結構剖面圖 1 準噶爾盆地西北部地質概況Fig.1 Geological setting of northwestern Junggar Basin

a，b—P-T轉換期不整合面(T1b與P3w底部)在研究區(qū)南、北部地震剖面上的削截特征(剖面位置見圖 1)；c—P-T轉換期不整合面在測錄井上的曲線、巖性突變特征；d—P-T轉換期不整合面在巖心(瑪042井，3705.8im)上的侵蝕沖刷、巖性、顏色突變特征圖 2 準噶爾盆地西北部P-T轉換期不整合面的地震與鉆井響應特征Fig.2 Seismic and well responses of unconformities formed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin

準噶爾盆地是新疆北部的一個大型含油氣疊合盆地，面積約13×104￣￣km2，經歷了海西、印支、燕山和喜馬拉雅等多期構造運動和多旋回發(fā)育過程(圖 1)。二疊紀—三疊紀是盆地的一個重要演化時期，目前對其認識，尤其是二疊紀的盆地屬性(前陸盆地或裂陷盆地)尚存在較大分歧(陳新等，2002；方世虎等，2006；李丕龍等，2010；唐勇等，2018；何登發(fā)等，2018)。盡管如此，前人在一個方面的認識趨同，即晚二疊世—早三疊世是盆地演化的一個重要轉換期。這個P-T轉換期的存在體現(xiàn)在多方面： 首先，這一時期盆地古地貌從早期隆坳分割的格局演化成了統(tǒng)一的、坡緩水淺的泛盆，代表了一個重要的填平補齊階段(唐勇等，2018)；其次，晚二疊世—早三疊世干旱事件代表了中二疊世溫室事件與中晚三疊世潮濕事件之間的重要轉換階段(何登發(fā)等，2018)；另外，晚二疊世—早三疊世處于海西運動晚期—印支運動早期這樣一個構造運動的轉折時期，在盆內廣泛發(fā)育大型不整合面。本研究以準噶爾盆地的西北部為例，重點分析該時期不整合的發(fā)育演化特征及其地質意義。

研究區(qū)包括瑪湖凹陷及其西部的烏夏斷裂帶、克百斷裂帶、中拐凸起，南部的達巴松凸起、盆1井西凹陷，東北部的陸梁隆起(包括滴南凸起、石西凸起、三南凹陷、夏鹽凸起和三個泉凸起等次級構造單元)，總面積約15i000ikm2(圖 1)。區(qū)內沉積了近萬米厚的石炭系—第四系，其中二疊系—三疊系由老到新依次發(fā)育佳木河組(P1j)、風城組(P1f)、夏子街組(P2x)、下烏爾禾組(P2w)、上烏爾禾組(P3w)、百口泉組(T1b)，克拉瑪依組(T2k)，和白堿灘組(T3b)8套地層(圖 1)。本研究所關注的P-T轉換期不整合主要位于上二疊統(tǒng)上烏爾禾組(P3w)、下三疊統(tǒng)百口泉組(T1b)與其下伏地層之間，有些學者將其稱為P3w/P2w和T/P不整合，但值得一提的是，P3w和T1b在一些地方實際上分別不整合于更老的下二疊統(tǒng)和石炭系之上。另外，區(qū)內二疊系—三疊系這套地層中還發(fā)育二疊系底界、中二疊統(tǒng)底界和三疊系頂界(侏羅系底界)3個大型不整合面，還有內部層組之間的次級不整合面。

3 P-T轉換期不整合的識別、類型與結構

3.1 不整合的識別

研究區(qū)P-T轉換期不整合在地震、測錄井和巖心上都有明顯的響應特征(圖 2)。在地震剖面上，不整合面上下地層在一些地方具有不協(xié)調的接觸關系，尤其是在研究區(qū)邊緣斜坡區(qū)，通常表現(xiàn)為下伏傾斜地層被削截或上覆地層的超覆(角度不整合)；通過對其進行橫向追蹤，可以有效識別地層協(xié)調處的不整合面(平行不整合)。此外，在研究區(qū)，無論是角度不整合還是平行不整合，其測井曲線往往表現(xiàn)為一突變界面；錄井和巖心資料證實界面上下地層的巖性也通常存在較明顯的差異。在少數(shù)獲取到該界面的巖心上，可以觀察到明顯的沖刷面。根據(jù)上述鑒別標志，通過井震結合，在上烏爾禾組(P3w)底部和百口泉組(T1b)底部識別出了2個大型不整合，即上二疊統(tǒng)底界不整合和三疊系底界不整合(圖 2)。

表 1 準噶爾盆地西北部P-T轉換期不整合的類型(據(jù)牟中海等，2005；有修改)Table 1 Types of unconformities formed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin(modified from Mou et al.， 2005)

3.2 不整合類型

不整合類型劃分方案眾多，考慮到研究區(qū)不整合特征及研究目的，采用牟中海等(2005)提出的基于不整合面上下地層接觸關系和不整合面形態(tài)特征的分類方案，將上二疊統(tǒng)底界不整合和三疊系底界不整合劃分為4種類型，包括上超/削蝕型、整一/削蝕型、上超/整一型和整一/整一型(表 1)。

對于上二疊統(tǒng)底界不整合而言，上超/削蝕型主要發(fā)育在研究區(qū)西南部的克百斷裂帶、中拐凸起以及瑪湖凹陷和沙灣凹陷的西緣，表現(xiàn)為上烏爾禾組向西、北超覆于被削蝕的中下二疊統(tǒng)之上；整一/削蝕型僅分布在中拐凸起隆起高部位，其特征為上烏爾禾組披覆于被削蝕的中下二疊統(tǒng)之上；上超/整一型主要位于陸梁隆起以南的中央凹陷東北緣，表現(xiàn)為上烏爾禾組向東、北超覆于未被明顯削蝕的中二疊統(tǒng)下烏爾禾組之上；整一/整一型則對應于上烏爾禾組與下烏爾禾組平行不整合接觸部分，廣泛分布于中央凹陷區(qū)(圖 3-a)。

三疊系底部也發(fā)育上述4種類型的不整合，并具有較明顯的分區(qū)性(圖 3-b)。在研究區(qū)南部，不整合面位于下三疊統(tǒng)與上二疊統(tǒng)之間，總體為整一/整一型不整合，僅在克百斷裂帶、中拐凸起和瑪湖凹陷西緣發(fā)育上超/整一型不整合，表現(xiàn)為百口泉組向西、北超覆于未被明顯削蝕的上烏爾禾組之上或克拉瑪依組直接超覆于石炭系之上。在研究區(qū)北部，烏夏斷裂帶、瑪湖凹陷西北緣和陸梁隆起東北部主要發(fā)育上超/削蝕型不整合，其特征為百口泉組或克拉瑪依組向西、北、東超覆于被削蝕的中下二疊統(tǒng)或石炭系之上，其中陸梁隆起局部區(qū)域發(fā)育整一/削蝕型不整合，表現(xiàn)為中二疊統(tǒng)克拉瑪依組披覆于被削蝕的下二疊統(tǒng)佳木河組或石炭系之下；在陸梁隆起西南部和瑪湖凹陷東北部，百口泉組與下烏爾禾組呈平行不整合接觸，為整一/整一型不整合。

a—上二疊統(tǒng)底界不整合的平面分布特征；b—三疊系底界不整合的平面分布特征圖 3 準噶爾盆地西北部P-T轉換期不整合的平面分布特征Fig.3 Distribution of unconformities formed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin

3.3 不整合結構

不整合結構是指緊鄰不整合面的巖層類型及其組合樣式。通常認為完整的不整合結構包括不整合面之上的巖石、不整合面之下的風化黏土層和半風化巖石(風化淋濾帶)3部分，之下則是未風化的原巖(吳孔友等，2002，2003；牟中海等，2005；何登發(fā)，2007)。由于風化黏土層與半風化泥巖，以及同種巖性的半風化巖石與未風化原巖在缺少巖心、分析化驗資料的情況下難以準確區(qū)分，而不整合面上下相鄰地層的巖性通過測錄井資料較易客觀判別，因此本研究主要從巖性組合的角度對不整合結構及其意義進行探討。

在83口單井測井曲線和巖性錄井資料分析的基礎上，共識別出砂/泥、砂/砂(火)、泥/泥、泥/砂(火)4種不整合結構(圖 4)。砂/泥不整合結構中不整合面位于砂(礫)巖和泥巖之間。這種不整合結構占比最大，是上二疊統(tǒng)底界不整合、(尤其是)三疊系底界不整合的主要結構類型。勘探實踐證實，不整合面之上扇三角洲前緣部分的砂(礫)巖物性較好，是重要的油氣儲集層，而不整合面之下的泥巖平面分布穩(wěn)定且厚度較大，構成了良好的蓋層。砂/砂(火)不整合結構中不整合面之上是砂(礫)巖，之下為砂(礫)巖或火山巖。這種不整合結構類型占比較少，并且主要分布于上二疊統(tǒng)底部和三疊系底部的上超/削蝕型不整合發(fā)育區(qū)(圖 3)，以形成油氣疏導體為主(何登發(fā)，2007)。泥/泥不整合結構中不整合面上下為具有不同電性特征的泥巖或砂質泥巖。這種結構類型占比最少，在上二疊統(tǒng)底界和三疊系底界上超/削蝕型不整合發(fā)育區(qū)分別只有1口井鉆遇(圖 3)，可提供良好的封堵條件。泥/砂(火)不整合結構中不整合面之上是泥巖或砂質泥巖，之下則為砂巖或火山巖。這種不整合結構占比較少，主要分布在上二疊統(tǒng)底界上超/削蝕不整合、整一/削蝕不整合發(fā)育區(qū)，其有利儲集體位于不整合面之下的砂(礫)巖或火山巖(如石西油田火山巖)中，不整合面之上的泥質巖則在上傾方向提供良好的封堵條件。

圖 4 準噶爾盆地西北部P-T轉換期不整合的縱向結構特征Fig.4 Vertical structures of unconformities formed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin

4 P-T轉換期不整合的發(fā)育演化特征

4.1 不整合的疊加復合

垂向上獨立存在的多期不整合在橫向上可以進行疊加，復合或合并為一個不整合。從形態(tài)或成因的角度來看，前者為后者的分支(即分支不整合)，而后者則為前者的疊合(即疊合不整合)。如 圖 3 和圖 5所示，在研究區(qū)南部，上二疊統(tǒng)底界不整合和三疊系底界不整合都有發(fā)育，而在研究區(qū)北部則只有三疊系底界不整合存在。值得注意的是，三疊系底界不整合南北特征不同： 在西南部，它主要表現(xiàn)為百口泉組與上烏爾禾組之間的平行或微角度不整合接觸(T1b/P3w)(整一/整一型不整合和上超/整一型不整合)；而在西北部，則表現(xiàn)為百口泉組與中、下二疊統(tǒng)各組之間的較高角度不整合接觸(T1b/P12)(上超/削蝕型不整合)(圖 3)。特別地，在瑪湖凹陷艾參1井附近，百口泉組底部的不整合面對下伏向北超覆的上烏爾禾組有一定程度的削蝕，表現(xiàn)為一微角度不整合(T1b/P3w)，它與上二疊統(tǒng)底界不整合(P3w/P12)向北融合為T1b/P12不整合(圖 5)。

圖 5 準噶爾盆地西北部P-T轉換期不整合的疊加復合特征(沿構造走向，剖面位置見圖 1)Fig.5 Superimposed character of unconformities formed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin(strike section，see Fig.1 for location)

這些特征反映了，P-T轉換期形成的2期(分支)不整合在研究區(qū)南部被上二疊統(tǒng)分隔而獨立存在，在北部則發(fā)生了疊加復合，在三疊系底部形成了1個疊合不整合(圖 3，圖5)。顯然，通常所說的T/P不整合在不同地方有不同的地質內涵： 在南部，它代表了晚二疊世—早三疊世之間(T1/P3)構造運動所形成的單一不整合；而在北部，它則主要反映了中、晚二疊世之間(P3/P2)和晚二疊世—早三疊世之間(T1/P3)2期構造運動疊加影響的結果。不同時期不整合在研究區(qū)北部的疊加復合，體現(xiàn)了這一區(qū)域不整合繼承性發(fā)育的構造內涵。除了這2個不整合之間的疊合，它們與前三疊系其他不整合也存在特色性的疊加組合樣式。在研究區(qū)西部，它們對下伏局部或區(qū)域性不整合進行削截，發(fā)育了“削蝕不整合三角帶”；而在研究區(qū)東部，它們與下伏不整合一起整體向石炭系頂部超覆，形成了“上超不整合三角帶”，在這個帶的局部區(qū)域(如石西1井附近，圖 6)，三疊系底部不整合與二疊系底部不整合、中二疊統(tǒng)底部不整合疊加，構成了一個“不整合疊合帶”(林暢松，2006)。

4.2 不整合的相對級次

對于西北部三疊系底界不整合和上二疊統(tǒng)底界不整合的相對級次，目前仍存在爭議。一些學者認為前者比后者級別更高，是主要的區(qū)域性不整合面，代表了更重要構造變革期的產物(如李德江等，2005；李丕龍等，2010)；而另一些學者則持完全相反的觀點(如唐勇等，2018；支東明等，2018)。本研究根據(jù)研究區(qū)不整合面上下地層分布樣式、不整合面形態(tài)特征、不整合面之下地層變形與被侵蝕程度、并結合其他地區(qū)的研究成果，對這一問題進行探討。

圖 6 準噶爾盆地西北部P-T轉換期不整合與其他不整合的疊加復合特征(沿構造傾向，剖面位置見圖 1)Fig.6 Superimposed character of unconformities formed before and during to the P-T transition in northwestern Junggar Basin(dip section，see Fig.1 for location)

在地層分布樣式方面，上二疊統(tǒng)上烏爾禾組及其上覆三疊系百口泉組、甚至克拉瑪依組的殘余厚度整體上都表現(xiàn)為向北收斂的尖錐形，而下伏中二疊統(tǒng)下烏爾禾組則呈一東北—西南向展布的長條形(圖 7)。這一特征反映了在下烏爾禾組沉積后—上烏爾禾組沉積前盆地古地貌格局已發(fā)生了重大變化，在上烏爾禾組沉積后至百口泉組沉積前的構造運動盡管對這一格局進行了一定調整，但其總體趨勢仍然相似，具有明顯的繼承性特征。另外，在研究區(qū)南部，2期不整合面平面分布范圍大致相當，在剖面上總體近似平行，但只有上二疊統(tǒng)底界不整合的下伏地層有強烈變形(圖 2，圖 5)。這些特征綜合說明該區(qū)域主要構造變形期發(fā)生在下烏爾禾組沉積后至上烏爾禾組沉積前，因此推斷這期構造活動相對于上烏爾禾組沉積后至百口泉組沉積前的構造活動影響更強烈，所對應的不整合面級次也更高，是研究區(qū)P-T轉換期的主要不整合。這一主要不整合在研究區(qū)南部位于上烏爾禾底部，而在北部則位于百口泉組底部。

上述認識也得到了其他地方研究成果的間接佐證。在準南地區(qū)野外露頭上，上二疊統(tǒng)泉子街組和中二疊統(tǒng)紅雁池組呈明顯角度不整合接觸，且沉積環(huán)境發(fā)生了突變(王家林等，2016)；而上二疊統(tǒng)與三疊系之間則表現(xiàn)為整合接觸(Wartesetal.， 2002；Carroll and Wartes，2003)。同樣地，在準南和準東地區(qū)地震剖面上，上二疊統(tǒng)與中下二疊統(tǒng)之間呈角度不整合接觸，而三疊系與上二疊統(tǒng)則為整合或平行不整合接觸(鄭孟林等，2019)。這些特征指示，與西北部瑪湖地區(qū)相似，準南和準東地區(qū)中—晚二疊世期間發(fā)生過比晚二疊世—早三疊世期間更為強烈的構造活動，形成了級次更高的不整合。

a—下烏爾禾組(P2w)視厚度圖；b—P-T轉換期上烏爾禾組(P3w)視厚度圖；c—P-T轉換期百口泉組(T1b)視厚度圖；d—克拉瑪依組(T2k)視厚度圖圖 7 準噶爾盆地西北部P-T轉換期地層及其上下相鄰地層的平面分布特征Fig.7 Isopach maps for stratigraphic units formed during，before and after the P-T transition in northwestern Junggar Basin

a—瑪湖凹陷二疊系—三疊系Wheeler時間地層圖解(沿構造傾向)， 西部以剝蝕缺失為主， 其代表的時間沿著下伏被削蝕地層變老的方向增加，而東部以無沉積為主，其對應的時間向上覆地層超覆、不整合疊合方向增加；b—與a所對應的地震解釋剖面(原始地震剖面見圖 6)圖 8 準噶爾盆地西北部P-T轉換期(疊合)不整合所對應地層間斷的分布特征Fig.8 Distribution of stratigraphic hiatus relating to unconformities formed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin

4.3 不整合的時間屬性

不整合的時間屬性主要包括不整合發(fā)育時限和不整合代表的地層間斷時限2方面。前者指的是不整合從開始形成到最后接受沉積被掩埋的時間；而后者指的是由于不整合發(fā)育造成的地層缺失時間，它包括不整合發(fā)育過程中，同時期地層無沉積而形成的“沉積間斷”，以及不整合對之前地層侵蝕可能造成的“剝蝕缺失”(Grabau，1906；Wheeler，1964；Qayyumetal.， 2017)。

盡管P-T轉換期主要不整合開始形成的時間大體相近，但在不同地方其發(fā)育時限卻明顯不同。例如，在西南部上二疊統(tǒng)上烏爾禾組一段發(fā)育區(qū)，下伏上二疊統(tǒng)底界不整合在該套地層開始沉積時其發(fā)展便已終結，但東北部卻仍處于暴露未接受沉積或剝蝕狀態(tài)，這種狀態(tài)在東部繼承性古隆起區(qū)甚至可一直持續(xù)到下三疊統(tǒng)百口泉組三段開始形成時(圖 7，圖 8)。這種差異性總體表現(xiàn)為不整合發(fā)育時限具有沿地層上超、不整合疊合方向增加的趨勢，反映了兩者之間的內在聯(lián)系。不整合代表的地層間斷時限可分為以剝蝕缺失為主和以沉積間斷為主這2種基本情況。對于前者，缺失地層記錄所對應的時間通常沿著下伏傾斜地層變老的方向增加，主要反映了地層掀斜變形后削頂造成的結果(如 圖 8 中削蝕不整合三角帶)。顯然，這種情況下不整合所代表的地層間斷時限與不整合發(fā)育時限之間并無直接關系。值得注意的是，兩者在空間上的變化方向可局部一致，但是總體變化步調和幅度差別較大(Blackwelder，1909)。而對于以沉積間斷為主的情況，不整合代表的地層間斷時限與不整合發(fā)育時限類似，都具有向地層上超、不整合疊合方向增加的趨勢，兩者空間變化特征一般具有很好的耦合關系，如研究區(qū)東部繼承性古隆起發(fā)育區(qū)(圖 8中不整合上超三角帶)，地層缺失時間與隆起未接受沉積時間(即不整合發(fā)育時限)大體一致。

4.4 不整合的形成演化過程

不整合是重要的地層間斷面，分析其形成演化過程，有助于揭示地層缺失的成因機制，加深對盆地時空演化的理解和認識。如上所述，在P-T轉換期發(fā)育2期不整合，它們分別位于上烏爾禾組和百口泉組與下伏地層之間。顯然，2期不整合的發(fā)育過程與這2套地層的形成演化關系密切。上烏爾禾組具有向盆緣不斷擴展的地層尖滅線、向北收斂變薄的厚度分布特征(圖 7)、水進型垂向沉積序列(圖 9)、以及退覆疊置型粗粒扇體(唐勇等，2018)等，指示其沉積前的早期不整合面形成了向盆內傾斜的斜坡，后期被上烏爾禾組超覆。根據(jù)上烏爾禾組三段剝蝕線和石炭—二疊紀繼承性古隆起(圖 6，圖 7，圖 9)等特征可知，上烏爾禾組在北部大范圍缺失一方面反映了地層沉積后被晚期(T1/P3)不整合侵蝕而造成的無沉積記錄，另一方面也體現(xiàn)了早期(P3/P2)不整合在南部發(fā)育區(qū)接受沉積時，北部仍經歷沉積間斷的差異性演化過程。百口泉組具有與上烏爾禾組相似的地層厚度變化趨勢、垂向沉積序列和扇體疊置樣式，表明晚期不整合在北部對上烏爾禾組完成削蝕后，同樣形成了向盆內傾斜的斜坡，后期被上覆百口泉組超覆。

根據(jù)上述分析結果，研究區(qū)P-T轉換期不整合的形成演化過程可以歸納為以下4個主要演化階段。第1階段為上烏爾禾組沉積前，受到來自西北和東北方向構造應力的影響，前上烏爾禾組被掀斜并遭受強烈剝蝕，形成了整體向南傾斜、向北收斂的早期不整合面。第2階段為上烏爾禾組沉積期，早期不整合面被上烏爾禾組一段、二段和三段向北、西和東逐次超覆。在研究區(qū)南部，不整合面之上廣泛發(fā)育上烏爾禾組一段、二段上超穿時底礫巖；在研究區(qū)北部，除了部分地區(qū)接受上烏爾禾組三段細粒沉積外，主要為沉積間斷區(qū)或剝蝕區(qū)。第3階段為上烏爾禾組沉積后至百口泉組沉積前，研究區(qū)再次受到來自西北和東北方向構造應力的影響，形成了整體南傾的晚期不整合面，并造成了北部地區(qū)上烏爾禾組的剝蝕與疊合不整合的形成。第4階段為百口泉組沉積期，南部的晚期不整合面與北部的疊合不整合面被百口泉組各段向北、西和東超覆，并在研究區(qū)內廣泛發(fā)育百口泉組一段、二段上超穿時底礫巖。值得注意的是，盡管百口泉組一段、二段與上烏爾禾組一段、二段厚度相似，但前者的超覆范圍要遠大于后者，說明晚期不整合面相對早期不整合面整體坡度更緩。

圖 10 不整合面形成時間與期次多解性示意圖(據(jù)Aubry，1991；Miall，2016；有修改)Fig.10 Cartoon illustrating uncertainties concerning timing and episodes of unconfromities(modified from Aubry，1991；Miall，2016)

5 討論： P-T轉換期不整合的地質意義

5.1 對盆地演化的啟示

眾所周知，地層不整合是盆地演化過程中的重要產物；1次構造運動(或海/湖平面變化)可以形成1個不整合面，并造成某些地層的缺失。然而，對于某一不整合面而言，反推其相關盆地演化過程往往存在一定不確定性。例如，與不整合面相關的構造運動可以發(fā)生在缺失地層形成前、形成后或部分地層形成后(即缺失地層分別代表了沉積間斷、剝蝕缺失和兩者兼而有之的情況)(圖 10；Aubry，1991；Miall，2016)。另外，1個不整合面可能是1次或多次構造運動的結果(即分別對應單一不整合和疊合不整合發(fā)育的情況)。對于疊合不整合，究竟主要受哪期構造運動的影響也是常常存疑的地方。本研究對于約束不整合在盆地演化解釋方面的不確定性，具有一定借鑒意義。

準噶爾盆地三疊系底界不整合通常被簡單解釋為上二疊統(tǒng)上烏爾禾組沉積后、下三疊統(tǒng)百口泉組形成前的不整合面。文中通過對不整合面的疊加復合特征進行分析，發(fā)現(xiàn)該不整合面在不同地方有不同的構造內涵。在研究區(qū)北部，它是個疊合不整合，代表了中、晚二疊世之間(P3/P2)和晚二疊—早三疊世之間(T1/P3)2期構造運動的結果；而在南部，它是個單一不整合，反映的只是T1/P3期構造運動的影響。不整合的相對級次分析表明P3/P2期不整合構成了準噶爾盆地P-T轉換期的主要不整合，指示這期區(qū)域性構造運動初步奠定了從晚二疊世到早三疊世的盆地總體格局。任紀舜等(2016)認為海西運動結束的時間在中、晚二疊世之間(約260iMa)；而李丕龍等(2010)則認為該運動在準噶爾盆地結束的時間更早，應在早、中二疊世之間。本研究結果支持任紀舜等(2016)的觀點，指示海西運動晚期(約260iMa)構造活動造成了準噶爾盆周緣大范圍隆升，形成了P3/P2期主要不整合。相比較而言，晚二疊世—早三疊世之間的印支運動影響較小，形成了T1/P3期次要不整合面。另外值得注意的是，與疊合不整合對應的分支不整合及相關地層表明，疊合不整合代表的地層間斷時限內除了有構造作用造成的2期隆升，還有隆升后的2期湖進。

上述分析表明，在不整合面上下地層分布趨勢、不整合面形態(tài)特征、不整合之下地層變形與被侵蝕程度、以及區(qū)域性研究成果等綜合分析的基礎上，識別疊合不整合及其分支不整合，明確不整合的相對級次與發(fā)育過程，是解釋相關盆地演化過程的關鍵。

5.2 對地層結構的啟示

圖 11 準噶爾盆地西北部與P-T轉換期不整合面相關的地層結構與地層圈閉示意Fig.11 Sketch showing stratigraphic architecture and traps relating to unconformites fromed during the P-T transition in northwestern Junggar Basin

長久以來，受到地層疊覆律、側向連續(xù)律、原始水平律等地質學定律影響，一些地質工作者常用“千層糕”(layer cake)式平板狀結構來描述和解釋地層。然而，隨著地震地層研究的深入，不同地層終止方式和疊置樣式被廣泛識別，這種觀點受到了越來越多的質疑和挑戰(zhàn)。一方面，很多地層并非具有平板狀外形(如斜積體)；另一方面，在大尺度上具有這種外形特征的地層，其小尺度內部結構也通常較為復雜。文中三疊系百口泉組底部疊合不整合由北向南分叉，轉變?yōu)?個分支不整合及其夾持的地層(上二疊統(tǒng)上烏爾禾組)，在剖面上整體表現(xiàn)為一楔形體結構(圖 11)。同樣地，上烏爾禾組內部各段也具有相似的剖面結構特征。盡管類似的楔形特征往往需要進行垂向拉伸或放大才能被觀察到，但是它們客觀存在(Romans，2013)。正如Blackwelder(1909)所言，地質記錄應該被看作是由不整合面(或其他間斷面)和巖石按不同比例組成的楔形體，有的地方以前者為主(如夏鹽、石西和中拐等凸起區(qū))，而另一些地方后者占比更高(如瑪湖凹陷區(qū))。“楔形體”觀點實際上是從時間角度強調了界面和巖石之間的橫向對應關系，對地層對比具有現(xiàn)實指導意義。

與地層結構相關的另一個重要問題是通過界面劃分地層序列(層序)。經典層序地層學強調以不整合面及其對應的整合面來劃分沉積層序，建立等時地層格架(Catuneanu，2006；及其參考文獻)。與此相似，疊合不整合面及其對應的主要不整合面?？捎脕韯澐謽嬙鞂有?，建立相應的大尺度等時格架。如上文所述，在研究區(qū)北部，三疊系底部疊合不整合代表了1個區(qū)域性不整合面，其主要分支不整合在研究區(qū)南部位于上烏爾禾組底部，這2個不整合面構成了1個將上覆新構造層和下伏老構造層分開的“時間屏障”(“time barrier”；Mitchumetal.， 1977;Haqetal.， 1987;Posamentieretal.， 1988;Embryetal.， 2007)。因此，上烏爾禾組和百口泉組應歸屬同一構造層序(唐勇等，2018；支東明等，2018；鄭孟林等，2019)，代表了該層序早期演化階段的產物?；谶@一認識，以及2套地層之間的相似性，推測兩者形成時可能具有相似的盆地背景，如構造古地理、源匯系統(tǒng)等。因此，百口泉組的豐富研究成果可能可以為目前研究程度較低、鉆井資料較少的上烏爾禾組提供重要借鑒。

5.3 油氣勘探意義

P-T轉換期不整合的垂向結構、剖面形態(tài)、疊加復合和時間屬性等方面的特征決定了它具有的獨特性和油氣勘探意義。砂/泥不整合結構、砂/砂(火)不整合結構和泥/砂(火)不整合結構中緊鄰不整合面分布的砂(礫)巖或火山巖既可以形成良好的儲集體，又可以為油氣長距離運移提供有效通道(吳孔友等，2002；何登發(fā)，2007)。從不整合發(fā)育時限的來看，不整合面之下的砂(礫)巖或火山巖在研究區(qū)東北部(疊合不整合發(fā)育區(qū))總體上經歷了比西南部更長時間的風化淋濾，因此推測其整體的孔滲性改造程度也相應更高。此外，不整合面在東北部疊加復合可提升油氣運移效率和聚集強度，在該區(qū)大規(guī)模遠源油氣藏(如石西油田)形成中可能起到了非常重要的作用。砂/泥不整合結構、泥/泥不整合結構和泥/砂(火)不整合結構中的泥巖可為不整合面附近油氣聚集提供有利的封堵條件；另外值得一提的是，上烏爾禾組三段和百口泉組三段，以及上三疊統(tǒng)白堿灘組分別沉積了數(shù)十米厚和數(shù)百米厚泥巖，形成了極其重要的局部性和區(qū)域性蓋層。其中，上烏爾禾組三段泥巖廣泛分布在研究區(qū)南部三疊系底界不整合之下，對南部大油區(qū)上烏爾禾組油氣起到了良好的封堵作用，這可能是上烏爾禾組有重大發(fā)現(xiàn)的區(qū)域，而百口泉組沒有相應重大發(fā)現(xiàn)的主要原因?？碧匠晒砻?，只有在該段泥巖缺失或油源大斷裂(如瑪湖1井附近的大侏羅溝斷裂，見匡立春等，2014；唐勇等，2018；支東明等，2018)發(fā)育的區(qū)域，百口泉組才有大的發(fā)現(xiàn)。

6 未來研究展望

文中關于P-T轉換期不整合的發(fā)育演化特征及地質意義分析旨在拋磚引玉，以期引起同行對相關問題進行更加深入和廣泛的探索。目前，對于準噶爾盆地(及其他一些沉積盆地)的不整合研究多是從其垂向結構、形態(tài)分類及其平面分布等角度展開，而對于不同時期不整合的疊加復合與時空演化則分析得相對較少(林暢松，2006，2009；何登發(fā)，2018)。關于這方面的工作，本研究只是涉及了準噶爾盆地西北部中—晚二疊世至早三疊世之間的不整合，具有一定局限性。未來將這部分工作擴展到盆地不同區(qū)域、不同時期的不整合研究，將對于理解盆地時空演化特征、指導巖性地層油氣藏勘探應具有十分重要的意義。

另外，如何將不整合研究與“源-匯系統(tǒng)”(Source to Sink，S2S)分析相結合，可能是未來研究的一個重要科學命題。一方面，目前源-匯系統(tǒng)研究主要關注的是從盆外物源區(qū)(源)到盆內沉積區(qū)(匯)的傳統(tǒng)源-匯系統(tǒng)，而對于盆內地層被剝蝕形成不整合面、并為后期沉積提供盆內物源的特殊源-匯系統(tǒng)探討較少。研究區(qū)P-T轉換期不整合面對下伏二疊系傾斜地層大規(guī)模剝蝕，為上覆上烏爾禾組和百口泉組沉積提供了重要的盆內物源(圖 2，圖6)，因此是開展這種“匯”中有“源”特殊源-匯系統(tǒng)研究的理想“實驗室”。另一方面，對不整合面上下地層的源-匯系統(tǒng)進行對比性分析，可深化對不整合及盆地演化過程的理解。例如，開展鋯石定年方面的源-匯系統(tǒng)工作，不僅可以為不整合時限解釋提供年代學約束，對于不整合面成因以及盆地隆升—埋藏變化等也可提供重要啟示(Liuetal.， 2017)。

7 結論

準噶爾盆地西北部P-T轉換期發(fā)育P3/P2和T1/P32期不整合，分別代表這一時期的主要與次要不整合，它們在研究區(qū)北部發(fā)生疊加復合，構成了三疊系百口泉組底部的疊合不整合，而在南部則被上二疊統(tǒng)上烏爾禾組所分隔、作為2個分支不整合而獨立存在。轉換期不整合面經歷了4個主要演化階段，包括前上烏爾禾組構造變形后主要不整合的形成階段，主要不整合被上烏爾禾組部分超覆階段，次要不整合在北部對上烏爾禾組進行剝蝕、并與主要不整合融合形成疊合不整合階段，以及疊合不整合和次要(分支)不整合被百口泉組超覆階段。

研究結果表明準噶爾盆地在P-T轉換期經歷了晚海西期和早印支期的構造變形，前者影響更大，奠定了從晚二疊世到早三疊世的盆地總體格局；2期構造變形形成的主要與次要不整合，及之后湖進期形成的超覆地層指示地層記錄具有“楔狀體”而非“千層糕”式結構特征，同時表明研究區(qū)上三疊統(tǒng)與下三疊統(tǒng)同屬一個構造層序。P-T轉換期不整合面可提供油氣長距離運移的有效通道，其上下發(fā)育多種類型圈閉，且儲蓋組合良好，因此具有重要的油氣勘探意義。不整合面研究應更加注重其疊加復合特征與時空演化規(guī)律分析，以及與源-匯系統(tǒng)研究的結合。

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