于洪洲，王越，周健，薛雁

（中國(guó)石化 勝利油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，山東 東營(yíng) 257015）

準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組發(fā)育堿湖優(yōu)質(zhì)烴源巖[1]，是盆地西北緣百里油區(qū)形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[2]。

2011 年，在風(fēng)南7 井和風(fēng)南14 井風(fēng)城組白云質(zhì)巖儲(chǔ)集層中壓裂獲得工業(yè)油流。2018 年，在斜坡區(qū)部署瑪頁(yè)1 井，針對(duì)風(fēng)城組細(xì)粒白云巖段進(jìn)行直井多層壓裂后試油，最高日產(chǎn)油量為50.6 m3[3]。在哈拉阿拉特山（簡(jiǎn)稱(chēng)哈山）地區(qū)部署的哈山11 井，風(fēng)城組白云質(zhì)巖段日產(chǎn)油量峰值為2.26 m3。整體來(lái)看，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣風(fēng)城組具有良好的油氣勘探開(kāi)發(fā)前景。前人針對(duì)盆地西北緣原型盆地、沉積充填、構(gòu)造演化等開(kāi)展了研究，認(rèn)為西北緣早二疊世為同沉降階段[4]，哈山山前地區(qū)發(fā)育扇三角洲[5]，瑪湖凹陷發(fā)育半深湖—深湖[6-7]；也有學(xué)者認(rèn)為風(fēng)城組為殘留海封閉后的咸湖沉積[8]，發(fā)育巨厚暗色泥巖，富菌藻類(lèi)有機(jī)質(zhì)，生烴能力強(qiáng)[9]；早二疊世后，哈山地區(qū)經(jīng)歷多期逆沖推覆[10]，晚二疊世逆沖推覆變形最強(qiáng)烈，導(dǎo)致該區(qū)石炭系—中二疊統(tǒng)推覆疊加[11-12]。前人對(duì)風(fēng)城組沉積體系的研究主要集中在西北緣斜坡帶和瑪湖凹陷，哈山地區(qū)下二疊統(tǒng)風(fēng)城組逆沖推覆疊加，其原始沉積體系特征尚不明確，制約了該區(qū)油氣勘探。

本文綜合哈山地區(qū)和烏夏地區(qū)三維地震資料，對(duì)該區(qū)下二疊統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)造演化分析，落實(shí)地層原始分布范圍，進(jìn)行沉積相類(lèi)型分析及對(duì)比，明確風(fēng)城組原始沉積體系分布，為該區(qū)油氣勘探提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

哈山地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，北部與和什托洛蓋盆地相接，南部與瑪湖凹陷相鄰，由北向南可劃分為逆沖推覆帶、烏夏斷褶帶和南部單斜帶[13-14]（圖1）。

哈山地區(qū)二疊系自下而上發(fā)育佳木河組、風(fēng)城組、夏子街組和下烏爾禾組，風(fēng)城組自下而上劃分為風(fēng)一段、風(fēng)二段和風(fēng)三段。風(fēng)一段主要發(fā)育深灰色白云質(zhì)泥巖、泥質(zhì)白云巖和白云質(zhì)粉砂巖，局部發(fā)育火山碎屑巖；風(fēng)二段發(fā)育厚層泥質(zhì)白云巖和凝灰質(zhì)白云巖，夾有薄層深灰色白云質(zhì)泥巖，為白云質(zhì)巖集中發(fā)育段；風(fēng)三段主要發(fā)育灰色礫巖、砂礫巖、含礫粗砂巖等粗碎屑巖，局部發(fā)育火山碎屑巖和泥質(zhì)白云巖。

2 構(gòu)造特征

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣石炭紀(jì)洋殼俯沖碰撞[15]，達(dá)爾布特?cái)嗔研纬蒣16]。晚石炭世，達(dá)爾布特?cái)嗔鸦顒?dòng)，古生界抬升，形成低矮的加依爾山和哈拉阿拉特山[17]，控制了研究區(qū)二疊系沉積。下二疊統(tǒng)風(fēng)城組沉積時(shí)期，研究區(qū)為伸展裂陷環(huán)境[18-19]，之后經(jīng)歷晚二疊世—三疊紀(jì)強(qiáng)烈逆沖推覆階段、侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)弱擠壓逆沖階段和新生代擠壓抬升兼走滑調(diào)整階段。哈山逆沖推覆帶主要形成于晚二疊世，與三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)的逆沖推覆相比，二疊紀(jì)推覆距離長(zhǎng)，縮短量大，不同區(qū)域構(gòu)造變形特征具有顯著差異。哈山地區(qū)西部整體以推覆疊加為主，地層主要沿風(fēng)城組膏泥巖順層滑脫（圖2a）；中部整體具有沖斷疊加特征，發(fā)育4 條主干斷層，斷層傾角較大（圖2b）；東部以沖斷褶皺為主，構(gòu)造活動(dòng)明顯弱于西部和中部，斷層傾角較?。▓D2c）。

3 地層恢復(fù)

利用2D-move 軟件開(kāi)展哈山各區(qū)域構(gòu)造演化分析，計(jì)算下二疊統(tǒng)變形縮短距離，從而確定地層的原始分布范圍，計(jì)算各井鉆遇地層的推覆移動(dòng)距離（圖3）。研究表明，哈山地區(qū)晚二疊世為強(qiáng)烈逆沖推覆階段，通過(guò)典型剖面構(gòu)造演化分析計(jì)算，哈山地區(qū)西部、中部和東部下二疊統(tǒng)的變形縮短距離分別為30.0 km、25.2 km 和15.0 km（圖4），從西向東地層縮短量減小，反映了擠壓作用由西向東逐漸減弱。此外，通過(guò)對(duì)哈山地區(qū)其余多條地震剖面進(jìn)行構(gòu)造演化分析，計(jì)算出哈山地區(qū)下二疊統(tǒng)從早二疊世至現(xiàn)今的縮短距離，西部、中部和東部分別為33.0～40.0 km、25.0～30.0 km 和15.0～20.0 km。

4 沉積體系

4.1 沉積相類(lèi)型

（1）扇三角洲 扇三角洲主要在哈山地區(qū)北部和加依爾山前發(fā)育，發(fā)育扇三角洲平原和扇三角洲前緣亞相。扇三角洲平原以分流河道沉積為主，主要為褐紅色礫巖和砂礫巖，單砂體厚度為5～10 m，自然伽馬曲線(xiàn)呈中—高幅箱形或漏斗形，具有底部突變的特征，反映了強(qiáng)烈的沖刷作用（圖5a）；塊狀層理和粒序?qū)永戆l(fā)育，礫石為棱角狀—次棱角狀，分選較差。砂礫巖粒度概率累計(jì)曲線(xiàn)呈寬緩上拱形，滾動(dòng)總體、跳躍總體與懸浮總體無(wú)明顯的轉(zhuǎn)折，具有典型重力流沉積特征（圖6a）。

扇三角洲前緣發(fā)育水下分流河道和水下分流間灣，水下分流河道主要發(fā)育灰色—灰綠色礫巖、砂礫巖和含礫粗砂巖，單砂體厚度為5～16 m，自然伽馬曲線(xiàn)為中—低幅齒化箱形或漏斗形（圖5b），反映水動(dòng)力減弱，發(fā)育塊狀層理和粒序?qū)永恚▓D7a、圖7b），礫石最大粒徑達(dá)7.5 cm，呈棱角狀—次棱角狀。砂礫巖中滾動(dòng)總體約占70%，分選一般；跳躍總體與滾動(dòng)總體約交于粒度?值為-2 處，跳躍總體約占30%，分選較差（圖6b）。水下分流間灣以灰綠色、灰色粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，單層厚度為1～2 m。

（2）灘壩 哈山地區(qū)風(fēng)城組局部發(fā)育小規(guī)模的灘壩，以灰色—灰綠色灰質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與泥巖的薄互層為主，自然電位曲形態(tài)線(xiàn)近于平直，自然伽馬曲線(xiàn)為中—低幅齒化箱形，具有頂部和底部突變的特征（圖5c），為波浪的頻繁改造所致?；屹|(zhì)粉砂巖碎屑顆粒主要為石英，含有少量的泥晶方解石膠結(jié)物，碎屑顆粒磨圓度較高，大多呈次棱角狀—次圓狀，分選較好（圖7c）。

（3）湖泊 湖泊在哈山地區(qū)分布較為廣泛，以濱淺湖和半深湖為主。哈山地區(qū)中—東部濱淺湖主要為灰綠色泥巖，夾有薄層灰綠色粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖；中—西部濱淺湖主要為灰綠色和灰色泥巖，夾有薄層泥質(zhì)白云巖和泥晶白云巖。半深湖主要發(fā)育深灰色白云質(zhì)泥巖，夾有薄層凝灰質(zhì)白云巖和泥質(zhì)白云巖（圖7d），自然伽馬曲線(xiàn)和電阻率曲線(xiàn)的波動(dòng)均十分顯著（圖5d）。白云巖中的白云石多呈自形或他形，粒徑為50～400μm（圖7e、圖7f）

4.2 沉積相對(duì)比

在平行物源方向（南北向）上，哈山地區(qū)北部風(fēng)城組厚度大，南部厚度小，反映了北低南高的古地貌特征。風(fēng)一段沉積時(shí)期，研究區(qū)以濱淺湖和半深湖沉積為主，風(fēng)南1 井和風(fēng)南4 井附近發(fā)育小規(guī)?；鹕綆r噴發(fā)相，以灰色凝灰?guī)r和流紋巖為主。風(fēng)二段沉積時(shí)期，半深湖廣泛分布，發(fā)育大規(guī)模深灰色白云質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)白云巖。風(fēng)三段沉積時(shí)期，研究區(qū)北部發(fā)育扇三角洲前緣和濱淺湖，南部發(fā)育濱淺湖和小規(guī)模灘壩砂體（圖8a）。

在垂直物源方向（東西向）上，風(fēng)一段沉積時(shí)期，研究區(qū)東部火山活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育厚層灰色凝灰?guī)r，與濱淺湖亞相的灰色、灰綠色凝灰質(zhì)泥巖互層；中部主要發(fā)育半深湖相白云質(zhì)泥巖和白云質(zhì)巖；西部有薄層灰色凝灰?guī)r發(fā)育。風(fēng)二段沉積時(shí)期，東部火山活動(dòng)減弱，薄層灘壩砂體發(fā)育；中部仍以半深湖沉積為主，發(fā)育厚層灰色泥質(zhì)白云巖，夾薄層深灰色白云質(zhì)泥巖；西部有厚層凝灰?guī)r發(fā)育。風(fēng)三段沉積時(shí)期，東部早期發(fā)育薄層凝灰?guī)r，中—晚期以灘壩和濱淺湖沉積為主；中—西部廣泛發(fā)育扇三角洲前緣和濱淺湖（圖8b）。

4.3 沉積體系分布

風(fēng)城組沉積時(shí)期，哈山地區(qū)西部的物源區(qū)為加依爾山，中部和東部的物源區(qū)為哈山[20-21]。風(fēng)一段沉積時(shí)期，哈山地區(qū)北部發(fā)育大規(guī)模扇三角洲，加依爾山前發(fā)育小規(guī)模扇三角洲、濱淺湖—半深湖及火山巖；該時(shí)期火山噴發(fā)強(qiáng)烈，中部廣泛發(fā)育的濱淺湖和半深湖中均有大面積火山巖分布；南部火山活動(dòng)較弱，火山巖分布面積較?。▓D9a）。風(fēng)二段沉積時(shí)期，哈山地區(qū)發(fā)生大規(guī)模湖侵，北部和西部的扇三角洲分布范圍減小，濱淺湖和半深湖分布范圍顯著增大，半深湖發(fā)育的深灰色白云質(zhì)泥巖為該區(qū)重要的烴源巖；中部和東部有火山巖發(fā)育；此外，零星分布若干灘壩砂體（圖9b）。風(fēng)三段沉積時(shí)期，物源供給能力持續(xù)增強(qiáng)，扇三角洲不斷向湖盆內(nèi)推進(jìn)，發(fā)育大規(guī)模連片分布的砂礫巖，在扇三角洲前緣附近發(fā)育若干灘壩砂體，沿著平行湖岸線(xiàn)的方向分布，濱淺湖和半深湖分布范圍顯著減小，半深湖在研究區(qū)西部呈帶狀分布，該時(shí)期火山活動(dòng)持續(xù)減弱，僅在局部發(fā)育火山巖（圖9c）。

5 結(jié)論

（1）哈山地區(qū)晚二疊世發(fā)生強(qiáng)烈逆沖推覆，三疊紀(jì)至現(xiàn)今發(fā)生弱擠壓變形，西部下二疊統(tǒng)總擠壓縮短距離為33.0～40.0 km，中部為25.0～30.0 km，東部為15.0～20.0 km。

（2）哈山地區(qū)風(fēng)城組為水進(jìn)到水退的沉積。風(fēng)一段沉積時(shí)期，物源供給能力強(qiáng)，哈山地區(qū)北部發(fā)育大規(guī)模扇三角洲，中—東部在強(qiáng)火山活動(dòng)作用下火山巖發(fā)育，中—西部發(fā)育小規(guī)模的半深湖—深湖和灘壩沉積；風(fēng)二段沉積時(shí)期，發(fā)生大規(guī)模湖侵，扇三角洲分布范圍明顯變小，半深湖分布范圍擴(kuò)大；風(fēng)三段沉積時(shí)期，物源供給能力增強(qiáng)，發(fā)育大規(guī)模扇三角洲，半深湖分布范圍變小。