江 維，高志前，胡宗全，趙永強(qiáng)，儲(chǔ)呈林

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；4.中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214151)

0 引 言

目前雖然關(guān)于塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)寒武系—奧陶系碳酸鹽巖油藏的油氣來(lái)源尚有爭(zhēng)議[1-2]，但是不可否認(rèn)的是玉爾吐斯組中黑色頁(yè)巖是塔里木盆地重要的油氣來(lái)源[3]。學(xué)者們從不同方面研究了玉爾吐斯組，朱光有等[3-4]、樊奇等[5]論證了玉爾吐斯組的生油潛力，楊宗玉等[6]、楊程宇等[7]充分研究了其硅質(zhì)巖成因的問(wèn)題，但是對(duì)于玉爾吐斯組高頻層序地層格架內(nèi)的烴源巖發(fā)育特征缺乏詳細(xì)的研究。

本文結(jié)合鉆(測(cè))井資料、野外露頭資料及前人的研究成果，明確了玉爾吐斯組的高頻層序特征、層序格架內(nèi)沉積環(huán)境演化規(guī)律及其對(duì)于烴源巖發(fā)育的制約作用，研究成果對(duì)塔里木盆地油氣來(lái)源及有利勘探區(qū)帶的研究具有重要借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

古塔里木板塊形成于新元古代，是在變質(zhì)巖組成的大陸地殼基底上發(fā)育的大型克拉通盆地[8]。受晚震旦世的柯坪運(yùn)動(dòng)的影響，地殼普遍隆起上升，表現(xiàn)為下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組與上震旦統(tǒng)之間大的沉積間斷，上震旦統(tǒng)奇格布拉克組頂部遭到大面積剝蝕，致使古地貌起伏不平。同時(shí)寒武紀(jì)早期，南天山洋初始裂陷[9]，塔里木板塊已漂移至赤道附近，并開(kāi)始從澳大利亞板塊剝離，整個(gè)板塊周緣處于強(qiáng)張裂環(huán)境，形成了塔北緣陸緣廣海、塔南緣陸內(nèi)裂谷的格局，塔里木板塊內(nèi)部則以東深西淺為主要特征[10]。而南緣的阿克蘇地區(qū)地殼再度下沉，使玉爾吐斯組沉積期形成2次較大規(guī)模的海侵[11]。古地貌的起伏不平、東深西淺的構(gòu)造特征及2次較大規(guī)模的海侵對(duì)玉爾吐斯組沉積有較大影響(圖1)。

圖1 塔里木盆地玉爾吐斯組厚度分布特征及主要井位、露頭點(diǎn)分布圖(據(jù)顧憶[12]2020修改)

本次研究主要包括7個(gè)野外剖面和2條層序-沉積對(duì)比剖面，野外剖面主要位于塔里木盆地西北緣柯坪斷隆區(qū)和庫(kù)魯克塔格地區(qū)(圖1)；位于西北緣露頭的層序-沉積對(duì)比剖面(A-A′)過(guò)昆蓋闊坦—于提希—西二溝—肖爾布拉克—東二溝；橫穿塔里木盆地北部，連接西北緣、東北緣的層序-沉積對(duì)比剖面(B-B′)過(guò)夏河1井—昆蓋闊坦—于提?！柌祭恕腔?井—輪探1井—尉犁1井—恰克馬克鐵什—米蘭1井(圖1)。

2 塔里木盆地玉爾吐斯組層序格架

2.1 野外剖面層序格架

楊宗玉等[6]、關(guān)平[13]、陳強(qiáng)路等[14]對(duì)玉爾吐斯組巖性進(jìn)行了精細(xì)研究，但是并未將巖石層段與高頻層序聯(lián)系起來(lái)。為明確巖性與高頻層序的關(guān)系，本文選取2個(gè)典型的剖面——肖爾布拉克剖面、昆蓋闊坦剖面進(jìn)行分析。

2.1.1 肖爾布拉克剖面

肖爾布拉克剖面位于阿克蘇市西南部，距離阿克蘇市約50 km[13]。該處玉爾吐斯組總厚度約25 m，其與震旦系為不整合接觸(圖2(a))。該剖面玉爾吐斯組可分為2個(gè)三級(jí)層序，5個(gè)四級(jí)層序。此剖面中可以觀察到震旦系與寒武系之間的不整合面，界面之下是震旦系的灰白色白云巖，界面之上為寒武系的紫紅色白云巖；兩個(gè)三級(jí)層序之間的界面是一個(gè)沉積間斷面，界面之下為厚層白云巖，界面之上為白云質(zhì)泥巖與白云巖互層；而SQ2頂界是玉爾吐斯組與肖爾布拉克組的分界面，界面之下為玉爾吐斯組的灰色含泥灰?guī)r，界面之上為肖爾布拉克組的礁灰?guī)r(圖2(i))。

四級(jí)層序中，sq1發(fā)育于海侵初期，由于水體較淺，發(fā)育潮下帶紫紅色白云巖，單層厚度約20 cm，總厚度為3 m(圖2(b))；sq2發(fā)育于水體深度最大的時(shí)期，主要沉積泥質(zhì)巖類(lèi)，下部發(fā)育3 m厚的淺水陸棚相的黃色含磷含硅頁(yè)巖(圖2(c))，中部發(fā)育2.5 m深水陸棚的灰黑色含泥灰?guī)r，頂部再次演變?yōu)闇\水陸棚相的黃色頁(yè)巖夾少量黑色泥巖，厚度為3.5 m；sq3發(fā)育于海退期，水深減小，主要發(fā)育潮下帶的厚層狀灰色灰?guī)r夾黃色泥巖，厚度為4.5 m。sq2海侵速率快，初期的sq4主要為淺水陸棚相沉積，下部發(fā)育含泥灰?guī)r夾灰色泥巖，其中灰?guī)r厚度呈現(xiàn)韻律性，上部發(fā)育灰色灰?guī)r夾黃色泥巖，總厚度約4.5 m(圖2(g))；sq5發(fā)育于海退期，水深減小，發(fā)育潮下帶的灰色含泥灰?guī)r，向上泥質(zhì)含量減少(圖3)。

圖2 塔里木盆地玉爾吐斯組典型野外照片

圖3 肖爾布拉克剖面玉爾吐斯組綜合柱狀圖

2.1.2 昆蓋闊坦剖面

昆蓋闊坦剖面處于塔里木盆地西北緣，距阿克蘇市約120 km[3]。該剖面點(diǎn)玉爾吐斯組出露較好。昆蓋闊坦剖面玉爾吐斯組未見(jiàn)底，出露厚度約24 m。相對(duì)于肖爾布拉克剖面，此處玉爾吐斯組缺少sq1和sq2下部。該剖面與肖爾布拉克剖面具有相似的沉積特征，昆蓋闊坦剖面的sq2下部發(fā)育深黑色的泥巖(圖2(d))，上部則為泥巖與白云巖條帶互層(圖2(e))，sq4的白云巖相對(duì)較薄，泥巖顏色更深(圖2(h))。這說(shuō)明昆蓋闊坦所處的水體深度相對(duì)肖爾布拉克所處的水體深度更深，同時(shí)反映烴源巖的沉積受到地形影響(圖4)。

圖4 昆蓋闊坦剖面玉爾吐斯組綜合柱狀圖及取樣位置

綜合來(lái)講，SQ1水進(jìn)較慢，從sq1—sq3水體經(jīng)歷了淺—深—淺的演化過(guò)程。SQ2水進(jìn)較快，其初期為sq4深水沉積；SQ2末期水體變淺，形成淺水沉積sq5。雖然sq2和sq4同是深水沉積，但sq2水體深度相對(duì)于sq4更大，沉積的泥巖厚度更大，顏色更深。

2.2 層序格架對(duì)比

為建立玉爾吐斯組層序地層格架，本文選取兩條對(duì)比剖面來(lái)精細(xì)解剖(圖1)。

2.2.1 塔里木盆地西北緣層序格架對(duì)比剖面

對(duì)比剖面昆蓋闊坦—于提?！鞫稀柌祭恕獤|二溝(A-A′)位于塔里木盆地西北緣(圖1)，其中肖爾布拉克剖面和什艾日克剖面可見(jiàn)寒武系底界，可觀察到四級(jí)層序sq1。sq1時(shí)期，水淺，水進(jìn)較慢，地層厚度和巖性較為穩(wěn)定，其下部為一套紫紅色白云巖、灰黑色砂屑白云巖與紅褐色含砂白云巖和灰白色硅質(zhì)白云巖互層的巖性組合；sq2時(shí)期，昆蓋闊坦剖面下部為深黑色泥巖，上部為泥巖夾薄層白云巖，由昆蓋闊坦向東二溝過(guò)渡的過(guò)程中，泥巖的厚度不斷減小，顏色從黑色逐漸向紫紅色和灰黃色過(guò)渡，同時(shí)白云巖厚度不斷增加，巖性逐漸由灰黑色白云巖向灰黑色砂屑白云巖過(guò)渡；sq3地層厚度變化與sq2層序相似，但是巖性主要為白云巖，局部夾泥巖層；sq4時(shí)期，地層厚度呈現(xiàn)西南向東北不斷減薄的特點(diǎn)，且泥巖顏色變淺和泥質(zhì)含量不斷減?。籹q5主要為白云巖，厚度相對(duì)于sq4較為穩(wěn)定(圖5)。

圖5 塔里木盆地西北緣玉爾吐斯組四級(jí)層序地層格架

2.2.2 塔里木盆地北緣層序格架建立

沉積對(duì)比剖面夏河1井—昆蓋闊坦—于提?！柌祭恕腔?井—輪探1井—尉犁1井—恰克馬克鐵什—米蘭1井(B-B′)位于塔里木盆地北緣，自西向東延伸，其中恰克馬克什鐵剖面沉積水體相對(duì)較深。由于西北緣更加靠近古隆起，相對(duì)地理位置更高，受到海平面波動(dòng)變化影響較大，所以塔西北可以明顯看到從SQ1至SQ2沉積地層由東北向西北進(jìn)積的特征，并且由于經(jīng)過(guò)晚震旦世區(qū)域隆升，地形起伏大，因此SQ1沉積厚度相對(duì)SQ2變化大。

sq1時(shí)期，塔里木盆地水體淺，沉積范圍小，自西向東巖性逐漸由白云巖、砂巖向白云巖、砂巖夾泥巖再向硅質(zhì)泥巖過(guò)渡，同時(shí)地層厚度也不斷加大、泥巖顏色也不斷加深；sq2時(shí)期沉積范圍相對(duì)sq1更廣，剖面西北部下段主要發(fā)育深色泥巖，上段發(fā)育泥巖與白云巖互層，而東北部發(fā)育相對(duì)較為純的泥巖，且沉積厚度相對(duì)比較穩(wěn)定；sq3時(shí)期，自西向東巖性逐漸由白云巖向白云巖夾泥巖再向硅質(zhì)巖轉(zhuǎn)變，泥質(zhì)含量不斷增加，地層厚度由西向東不斷增加，到輪探1井附近達(dá)到最大值，然后又逐漸減小。sq4與sq2類(lèi)似，都是水體較深的層序，sq4沉積時(shí)地形較為平坦，水體深度相對(duì)較淺。從西向東巖性逐漸由云質(zhì)泥巖與白云巖互層不斷向泥巖、硅質(zhì)巖過(guò)渡，地層厚度經(jīng)歷先增大后減小再增大的變化過(guò)程；sq5與sq3類(lèi)似，巖性由西向東逐漸由白云巖向泥巖與白云巖互層過(guò)渡，泥巖含量不斷增加(圖6)。

圖6 塔里木盆地玉爾吐斯組四級(jí)層序地層序格架

綜合來(lái)講，塔里木盆地的玉爾吐斯組經(jīng)歷了兩個(gè)相對(duì)完整的海進(jìn)—海退旋回，可細(xì)分為2個(gè)三級(jí)層序，5個(gè)四級(jí)層序。其中SQ1水進(jìn)相對(duì)緩慢，影響范圍相對(duì)較小，而SQ2水進(jìn)較為快速，影響范圍較大。塔里木盆地西北緣水體淺，受海平面變化影響較大，三級(jí)層序之間的進(jìn)積和三級(jí)層序內(nèi)部的進(jìn)積—退積轉(zhuǎn)換十分明顯，并且?guī)r性變化較大，而東北部水體較深，影響小，層序發(fā)育完整，巖性較為穩(wěn)定。

3 沉積演化

3.1 古環(huán)境演化

元素的不同性質(zhì)會(huì)讓其在沉積區(qū)的古氣候、古沉積環(huán)境、水體物化性質(zhì)不同時(shí)發(fā)生分異作用從而造成了元素分布規(guī)律的差異性，讓我們根據(jù)元素地球化學(xué)特征恢復(fù)古沉積環(huán)境成為了可能[15-18]。本次樣品來(lái)自昆蓋闊坦剖面，采樣儀器為T(mén)hermo Fisher Scientific公司的XL3t手持分析儀，數(shù)據(jù)主要是利用儀器進(jìn)行多次測(cè)量，并且求取平均值的方式獲得。本文主要根據(jù)采集昆蓋闊坦剖面的元素特征，來(lái)討論各單元地層單元沉積時(shí)的古水深、古氣候、古鹽度、古氧化還原環(huán)境的發(fā)育特征及其演化，進(jìn)而判斷其對(duì)于烴源巖的影響(圖7-11)。

3.1.1 古水深

黏土由于顆粒較小，有強(qiáng)大的吸附性，因此許多元素的沉積都與黏土相關(guān)，Rb元素和K元素就是其中的代表，且Rb元素比K元素更易被黏土吸附而遠(yuǎn)移。所以Rb與K的比值常用來(lái)指示水深的變化，值變大，揭示水體加深[17-20]。同樣在沉積物的搬運(yùn)過(guò)程中不同元素的穩(wěn)定性不同，也是其不同位置沉積的重要依據(jù)，在主量元素中Fe和Ti的穩(wěn)定性相對(duì)較弱，不能長(zhǎng)距離運(yùn)移，Mn的穩(wěn)定性較好，可以長(zhǎng)距離運(yùn)移。因此，Mn、Fe、Ti含量的相對(duì)變化可以從某種程度上反映沉積物搬運(yùn)距離和水深。通常情況下認(rèn)為Mn/Ti和Mn/Fe值越小，離岸沉積越近，為近源堆積。

sq2時(shí)期Mn/Ti和Mn/Fe值相對(duì)較小，而Rb/K值相對(duì)較大，并且Rb/K在sq2上部出現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng)。這種情況反映在sq2時(shí)期地形起伏比較大，昆蓋闊坦附近存在凹陷區(qū)，因此水深較大，同時(shí)sq2上部水體較為動(dòng)蕩。sq4時(shí)期Mn/Ti、Mn/Fe和Rb/K值都相對(duì)較大，反映在sq4時(shí)期地形相對(duì)平坦，且水體相對(duì)較深，sq5時(shí)期Mn/Ti、Mn/Fe和Rb/K值都相對(duì)較小，反映此時(shí)水淺。綜合而言，sq2和sq4都是深水沉積，但是sq2水體深度大于sq4(圖7)。

3.1.2 古鹽度

通常，在淡水中，Sr與Ba都作為離子溶于水中，并不易發(fā)生沉淀[20-22]。但當(dāng)Ba2+遇到咸水中的SO42-時(shí)，會(huì)結(jié)合形成BaSO4沉淀。而Sr的溶解性更強(qiáng)，更難形成沉淀，Sr離子可以在較高鹽度的水體中保存，隨著水體鹽度的增大，Sr/Ba比值會(huì)持續(xù)增大。

sq2下部Sr、Ba值較大，Sr/Ba值小，而sq2上部Sr/Ba值呈現(xiàn)鋸齒狀，其中泥巖對(duì)應(yīng)小值，白云巖對(duì)應(yīng)較大值，這反映sq2沉積時(shí)期下部鹽度小，而上部鹽度變化較大；sq4時(shí)期Sr、Ba和Sr/Ba值相對(duì)較大，反映在sq4時(shí)期鹽度相對(duì)sq2時(shí)期上升；sq5時(shí)期，Sr/Ba值最大，反映其鹽度最大(圖7)。

圖7 昆蓋闊坦剖面玉爾吐斯組4古元素特征圖

綜合來(lái)說(shuō)，sq2時(shí)期鹽度小，相對(duì)有利于有機(jī)物發(fā)育，泥巖顏色深，有機(jī)質(zhì)含量高；sq4鹽度相對(duì)較大，沉積白云質(zhì)泥巖，同時(shí)生物也相對(duì)沒(méi)有下部繁盛，泥巖顏色較淺；sq5時(shí)期鹽度最大，沉積白云巖。

3.1.3 古氣候

氣候條件控制著沉積環(huán)境的溫度、Eh、pH及古鹽度，尤其是在構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的情況下[23]，是解釋沉積環(huán)境必不可少的指標(biāo)之一。用于說(shuō)明古氣候條件的常用指標(biāo)較多。其中，以Sr/Cu值反映古氣候條件的應(yīng)用尤為廣泛。Fe/Cu、Sr/Cu對(duì)氣候變化的影響也較為敏感，本文采用它們來(lái)反映氣候變化，F(xiàn)e/Cu、Sr/Cu低值表示溫暖濕潤(rùn)氣候，高值則表示炎熱干燥氣候[23-24]。

sq2下部Sr/Cu和Fe/Cu值相對(duì)較小，上部出現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng)，反映sq2下部沉積時(shí)氣候相對(duì)溫暖濕潤(rùn)，上部氣候變化較大；sq4時(shí)期，Sr/Cu和Fe/Cu值整體較小，反映sq4時(shí)期氣候整體較為溫暖濕潤(rùn)；sq5時(shí)期，Sr/Cu和Fe/Cu值最大，代表氣候炎熱干燥。綜合而言，sq2時(shí)期下部是溫暖濕潤(rùn)的氣候，向上氣候條件變化較大；sq4時(shí)期相對(duì)干旱；而sq5時(shí)期最干旱(圖7)，sq2—sq5氣候由溫暖濕潤(rùn)逐漸過(guò)渡為炎熱干燥。

3.1.4 古氧化還原

絕大多數(shù)沉積物的微量元素都可能有兩種來(lái)源——陸源碎屑和海水自生組分，但是只有自生組分才能因不同程度的富集和虧損而反映海水氧化還原條件的影響[22,25-27]。氧化還原敏感元素中，U，V，Mo三種元素受陸源碎屑的影響最小，因此本文將采用這三種元素來(lái)反映其氧化還原條件。

U元素在氧化性的水體中一般以+6價(jià)形式穩(wěn)定存在，不易發(fā)生沉積。而在還原性水體條件下，U6+被還原為U4+，并多以羥基絡(luò)合物的形式富集在沉積物中[28-34]。沉積物中有機(jī)質(zhì)對(duì)U的攝取以及細(xì)菌硫酸鹽還原作用加強(qiáng)了U從水體向沉積物的轉(zhuǎn)移,促進(jìn)了沉積物中U的富集[35-38]。

V在氧化水體中以釩酸氫根的形式穩(wěn)定存在[39-41]。在弱還原的條件下，V5+被還原為V4+并形成不溶的氫氧化物VO(OH)2，從而發(fā)生沉積[42-43]。而腐殖酸和富里酸會(huì)促進(jìn)這種轉(zhuǎn)變的發(fā)生，通過(guò)形成有機(jī)金屬配位體或被基團(tuán)表面吸附進(jìn)入沉積物。而在強(qiáng)還原(如硫化的)環(huán)境中，V可以轉(zhuǎn)變?yōu)?3價(jià)并被周?chē)倪策东@，或以氧化物V2O3或氫氧化物V(OH)3形式沉淀[43-44]。

Mo通常不會(huì)在浮游植物的軀體中積累，也不會(huì)被水體中大多數(shù)沉積顆粒物吸附。在弱堿性的海水條件下，MoO42-和黏土礦物、CaCO3、Fe的氫氧化物之間的親和力很弱，不易發(fā)生沉淀[45]。在細(xì)菌硫酸鹽還原作用下，Mo可以形成穩(wěn)定的硫化物并保存在沉積物中[46-47]。

當(dāng)U和V發(fā)生富集而Mo含量低時(shí)，指示缺氧的環(huán)境；而當(dāng)它們同時(shí)顯著富集則指示硫化厭氧環(huán)境[45,47]。

在sq2下部U、V、Mo出現(xiàn)較穩(wěn)定的大值，sq2上部U、V值相對(duì)較小，并出現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng)，而Mo則出現(xiàn)小值，而在sq4時(shí)期U、V出現(xiàn)較大值，Mo則大部分出現(xiàn)小值，局部出現(xiàn)較大值，sq5時(shí)期U、V、Mo均出現(xiàn)小值。這些變化反映sq2下部出現(xiàn)硫化缺氧環(huán)境，向上變?yōu)閱渭兊娜毖醐h(huán)境，到sq4時(shí)期出現(xiàn)硫化缺氧夾次氧化的沉積環(huán)境，而玉兒吐斯組頂部出現(xiàn)次氧化環(huán)境。綜合而言玉爾吐斯組sq2—sq4—sq5氧化還原條件呈現(xiàn)出硫化缺氧—硫化缺氧夾次氧化的變化過(guò)程(圖7)。

通過(guò)對(duì)昆蓋闊坦剖面的元素特征進(jìn)行分析，認(rèn)為玉爾吐斯組的sq2時(shí)期水體深，鹽度低，氣候溫暖濕潤(rùn)，有利于生物的發(fā)育，并且其硫化缺氧環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的保存；sq3階段水體變淺，鹽度加大，氣候相對(duì)干燥，沉積白云巖，有機(jī)質(zhì)含量有限；sq4時(shí)期水體較深，鹽度相對(duì)較小，氣候同樣相對(duì)溫暖濕潤(rùn)，該時(shí)期同樣適合生物生存，并且其氧化還原條件總體為硫酸缺氧環(huán)境，局部為次氧化環(huán)境，較為適合有機(jī)質(zhì)保存；而sq5水體淺，鹽度大，氣候干旱，生物生存條件相對(duì)較差，并且沉積白云巖，發(fā)育烴源巖可能性較小。

3.2 沉積相演化

為進(jìn)一步研究沉積演化對(duì)烴源巖的控制作用，本文分析了層序格架內(nèi)沉積體系的變化規(guī)律。玉爾吐斯組共劃分了4個(gè)沉積相，7個(gè)沉積亞相。沉積相包括潮坪、陸棚、斜坡、盆地；沉積亞相包括潮間帶、潮下帶、淺水陸棚、深水陸棚、上斜坡、下斜坡、淺補(bǔ)償盆地(圖8—10)。

圖8 塔里木盆地西北緣玉爾吐斯組縱向沉積演化圖

3.2.1 西北緣沉積相演化

整體來(lái)說(shuō)，昆蓋闊坦—于提?！鞫稀柌祭恕獤|二溝剖面(A-A′)主要發(fā)育深水陸棚、淺水陸棚、潮下帶、潮間帶幾個(gè)亞相。在此剖面中sq1只在肖爾布拉克剖面和東二溝剖面發(fā)育，主要是沉積潮下帶的白云巖；sq2相對(duì)水深，單井上經(jīng)歷水體淺—深—淺的過(guò)渡，沉積亞相也經(jīng)歷淺水陸棚—深水陸棚—淺水陸棚的轉(zhuǎn)變，而連井上，自西南向東北水體變淺，沉積亞相也從深水陸棚向淺水陸棚過(guò)渡；sq3時(shí)期水體淺，整體主要發(fā)育潮下帶，局部發(fā)育潮間帶；sq4時(shí)期水體深，主要發(fā)育淺水陸棚和潮間帶，其中淺水陸棚主要在東二溝剖面上，sq5時(shí)期水體淺，主要發(fā)育潮下帶及潮間帶沉積(圖8)。

3.2.2 全盆地沉積相演化

從沉積對(duì)比剖面夏河1井—昆蓋闊坦—于提?！柌祭恕腔?井—輪探1井—尉犁1井—恰克馬克鐵什—米蘭1井(B-B′)能夠看出，縱向上，SQ1時(shí)期海平面上升較慢，sq1—sq3表現(xiàn)出淺水—深水—淺水的沉積過(guò)渡，SQ2時(shí)期海平面上升較快，缺乏初期的的淺水沉積，直接由深水向淺水沉積過(guò)渡。

在橫向上，SQ1至SQ2是超覆沉積，而在三級(jí)層序內(nèi)部，sq1—sq2—sq3和sq4—sq5是兩個(gè)進(jìn)積—退積的轉(zhuǎn)換。sq1時(shí)期，由昆蓋闊坦剖面到米蘭1井，沉積亞相經(jīng)歷潮下帶—淺水陸棚—深水陸棚—上斜坡—下斜坡—欠補(bǔ)償盆地—上斜坡的變化，其中潮下帶沉積發(fā)育范圍最廣；sq2時(shí)期，塔里木盆地西北緣的于提希和昆蓋闊坦剖面局部發(fā)育深水陸棚沉積，肖爾布拉克—米蘭1井，沉積亞相經(jīng)歷淺水陸棚—深水陸棚—上斜坡—下斜坡—欠補(bǔ)償盆地—上斜坡的過(guò)渡，此時(shí)深水陸棚沉積最為發(fā)育；sq3時(shí)期與sq1時(shí)期類(lèi)似，但淺水陸棚發(fā)育相對(duì)廣泛，在星火1井—輪探1井主要發(fā)育淺水陸棚沉積；sq4時(shí)期與sq2時(shí)期類(lèi)似，但sq4時(shí)期淺水沉積范圍廣；sq5時(shí)期，夏河1井發(fā)育潮間帶沉積，于提?！滋m1C井的沉積與sq3類(lèi)似(圖9)。

圖9 塔里木盆地玉爾吐斯組縱向沉積演化圖

3.2.3 全盆地沉積相分布

綜合利用井和地震，以四級(jí)層序?yàn)閱卧幹屏藄q1—sq5層序的沉積相平面圖。

在sq1時(shí)期，古隆起呈現(xiàn)西—東走向，古隆起面積最大，海域面積小，存在沉積的范圍較小，并且其沉積亞相中潮下帶最為發(fā)育，呈現(xiàn)西北寬、東南窄的扇形，其他的沉積相呈環(huán)狀圍繞古隆起分布，范圍較小(圖10(a))。

圖10 塔里木盆地玉爾吐斯組沉積相圖

在sq2時(shí)期，海平面上升，海域范圍增加，古隆起呈現(xiàn)西北—東南走向，范圍減小，地層沉積范圍增大。此時(shí)潮下帶和淺水陸棚范圍減小，呈現(xiàn)環(huán)繞古隆起的條帶狀，深水陸棚范圍增加，呈現(xiàn)自東南向西北發(fā)散的扇形，相對(duì)較深的斜坡相、欠補(bǔ)償盆地相范圍基本不變(圖10(b))。

sq3時(shí)期，海平面下降，暴露的陸地面積增加，古隆起范圍增大，但是相對(duì)sq1時(shí)期古隆起面積減小，此時(shí)潮下帶和淺水陸棚最為發(fā)育，呈現(xiàn)自東南向西北增加的扇形，深水沉積相相對(duì)減小(圖10(c))。

sq4時(shí)期，出現(xiàn)一個(gè)較大范圍的海進(jìn)，海平面急劇上升，古隆起面積急劇減小，并達(dá)到最小值。該時(shí)期潮下帶不發(fā)育，而淺水陸棚特別發(fā)育，達(dá)到分布范圍的最大值，其他深水沉積相都相應(yīng)增大(圖10(d))。

sq5時(shí)期，海平面下降，但是降幅不大，古隆起范圍略增大。此時(shí)期潮下帶特別發(fā)育，大量沉積白云巖，其次是淺水陸棚，主要沉積白云巖與泥巖，相應(yīng)的深水沉積減小，泥巖減小(圖10(e))。

綜合而言，即在sq1時(shí)期海水上升較慢，海平面低，此時(shí)古隆起范圍最大，以潮下帶沉積為主，巖性主要為砂巖、白云巖等；sq2時(shí)期，海平面上升，古隆起范圍減小，以深水陸棚沉積為主，主要沉積泥巖、泥巖與白云巖互層，有良好的烴源巖潛力；sq3時(shí)期，海平面下降，古隆起范圍增加，以潮下帶和淺水陸棚沉積為主，巖性以白云巖和砂巖為主；sq4時(shí)期，海平面快速上升，古隆起范圍最小，以淺水陸棚沉積為主，主要沉積白云質(zhì)泥巖；sq5時(shí)期，海平面再次下降，古隆起范圍增加，以潮下帶、淺水陸棚沉積為主，巖性主要為白云巖。

4 沉積對(duì)于烴源巖的控制

統(tǒng)計(jì)前人的研究發(fā)現(xiàn)，sq2時(shí)期的烴源巖TOC平均為6%，sq4時(shí)期的烴源巖TOC平均為2.8%(圖10)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于sq1的0.5%、sq3的0.9%及sq5的0.61%[3,5，48](圖11)。

而綜合分析發(fā)現(xiàn)，玉爾吐斯組的烴源巖主要受控于海平面變化、地形及古環(huán)境。sq2時(shí)期，水體鹽度低，氣候溫暖濕潤(rùn)，有利于生物的繁衍和生存，同時(shí)其水體深，地形起伏大，有利于泥巖的沉積，而其硫化缺氧的環(huán)境極其有利于有機(jī)質(zhì)的保存，因此發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖(圖10)。雖然sq4時(shí)期的水體深度依舊較大，但是由于經(jīng)歷了第一期沉積的填平補(bǔ)齊，其地形相對(duì)平坦，因此主要沉積淺水陸棚的泥巖，而且該時(shí)期水體鹽度及氣候都不及sq2時(shí)期，生物的繁衍和生存條件不及sq2時(shí)期，加上其氧化還原條件總體為缺氧硫化夾次氧化環(huán)境，對(duì)于有機(jī)質(zhì)的保存同樣不及sq2，因此其烴源巖的品質(zhì)相對(duì)sq2的烴源巖較差(圖10)。但是同時(shí)不可忽視的是sq4時(shí)期海平面高，沉積范圍廣，因此其烴源巖的沉積范圍相較于sq2更大，其生烴潛力同樣較大。

5 玉爾吐斯組沉積模式

本文在借鑒楊宗玉等[6-7]、張春宇等[15]、樊奇等[5]關(guān)于玉爾吐斯組沉積模式研究的基礎(chǔ)上，建立玉爾吐斯組的沉積模式，該模式按四級(jí)層序來(lái)分析沉積的影響因素，更加具體精細(xì)，同時(shí)在前人研究的基礎(chǔ)上認(rèn)為地形也是影響玉爾吐斯組沉積不可忽視的因素，更加具體的分析了地形對(duì)于玉爾吐斯組沉積的影響。沉積環(huán)境為陸棚—斜坡—盆地，而控制玉爾吐斯組烴源巖發(fā)育主要因素是海平面變化、地形、熱液事件、上升洋流、周期性缺氧(圖12)。

圖12 塔里木盆地玉爾吐斯組沉積模式圖

第一次海侵影響范圍相對(duì)于第二次海侵小，海侵速度相對(duì)第二次慢，同時(shí)由于經(jīng)過(guò)晚震旦世區(qū)域隆升，地形起伏大，因此第一次海侵在填平補(bǔ)齊的過(guò)程中不同地區(qū)沉積厚度變化較大。在第一次海侵初期，即sq1時(shí)期，水體深度小，地形起伏大，此時(shí)主要沉積潮下帶白云巖，烴源巖發(fā)育有限，主要在塔里木盆地的東北緣。此時(shí)的沉積主要是一種填平補(bǔ)齊，厚度分布不穩(wěn)定；在第一次海侵中期，即sq2時(shí)期，水體深度大、鹽度小，氣候溫暖濕潤(rùn)，古生產(chǎn)力高，同時(shí)熱液及上升洋流的作用，極其有利于有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)出，而且埋藏時(shí)期硫化缺氧環(huán)境，對(duì)于有機(jī)質(zhì)的保存有利，此時(shí)沉積的深水陸棚泥巖是玉爾吐斯組的主要烴源巖之一，此時(shí)沉積的烴源巖雖然范圍有限，但是有機(jī)質(zhì)豐度高(圖11)；在第一次海侵末期，即sq3時(shí)期，水體深度小，鹽度增加，氣候也變得干燥，主要沉積潮坪和淺水陸棚的白云巖和泥質(zhì)白云巖。在第二次海侵初期，即sq4時(shí)期，水體深度不大，但分布范圍廣，主要沉積淺水陸棚的白云質(zhì)泥巖，此時(shí)雖然烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度相比第一次海侵期沉積的低(圖11)，但是由于沉積范圍廣，同樣可以成為主力烴源巖。第二次海侵末期，即sq5時(shí)期，水體深度小，鹽度大，主要沉積潮坪相白云巖(圖10)。

6 結(jié) 論

(1)塔里木盆地玉爾吐斯組可分為2個(gè)三級(jí)層序，5個(gè)四級(jí)層序，其中三級(jí)層序SQ1可分為3個(gè)四級(jí)層序，三級(jí)層序SQ2可分為2個(gè)四級(jí)層序。玉爾吐斯組可劃分為4類(lèi)沉積相，7類(lèi)沉積亞相，其中sq1主要發(fā)育潮下帶沉積，sq2主要發(fā)育深水陸棚沉積，sq3主要發(fā)育潮下帶和淺水陸棚沉積，sq4主要發(fā)育淺水陸棚沉積，sq5主要發(fā)育潮下帶沉積。

(2)玉爾吐斯組的烴源巖主要可分為兩套。第一套就是sq2時(shí)期沉積的深水陸棚相黑色泥巖。此時(shí)水體深度大、鹽度低，氣候溫暖濕潤(rùn)，同時(shí)受到熱液和上升洋流的作用，有利于有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)出，并且硫化缺氧的環(huán)境對(duì)于有機(jī)質(zhì)的保存極其有利，所以沉積的泥巖TOC高，是優(yōu)質(zhì)烴源巖，但是沉積范圍有限；第二套就是sq4時(shí)沉積的淺水陸棚相白云質(zhì)泥巖。此時(shí)由于受到第一次海侵的填平補(bǔ)齊的影響，水體深度相對(duì)較小、鹽度偏高，雖然氣候依舊溫暖濕潤(rùn)，但保存條件相對(duì)較差，因此沉積烴源巖品質(zhì)不如第一套，但是其分布范圍廣厚度相對(duì)較大。

(3)建立了海平面變化+地形+熱液事件+上升洋流+周期性缺氧控制下的烴源巖發(fā)育模式。海平面的升降變化影響古隆起的范圍和沉積相的變化，塔里木盆地玉爾吐斯組sq1—sq5古隆起范圍變化與海平面的升降變化相反，沉積相則經(jīng)歷了潮坪相為主—深水陸棚為主—潮坪、淺水陸棚為主—淺水陸棚為主—潮坪為主的變化過(guò)程。地形主要影響兩期烴源巖的厚度變化：初期由于地形起伏大，烴源巖沉積厚度變化大；第二套烴源巖由于經(jīng)歷第一期沉積的填平補(bǔ)齊，地形變化小，沉積厚度穩(wěn)定，熱液事件、上升洋流主要影響玉爾吐斯組有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)出，周期性的缺氧則影響玉爾吐斯組有機(jī)質(zhì)的保存。