張?zhí)?，姚威，趙永強，周雨雙，黃繼文，范昕禹，羅宇

（中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126）

塔里木盆地石炭系是油氣勘探的重點層系之一，多年的勘探實踐表明，石炭系具有自生、自儲和自蓋的能力［1］。巴麥地區(qū)自石炭系卡拉沙依組油氣發(fā)現(xiàn)以來，不斷有新的發(fā)現(xiàn)。近年來，隨著勘探程度的持續(xù)深入，人們對石炭系卡拉沙依組層序沉積、儲層特征和烴源巖生烴潛力的研究愈加重視［1-3］，但地層格架建立的精度不夠，限制了研究區(qū)內(nèi)石炭系卡拉沙依組精細(xì)劃分和對比。同時，沉積體系空間配置和烴源巖有利發(fā)育相帶主要受控于沉積期古地貌的發(fā)育特征，古地貌直接決定了沉積相展布的區(qū)域差異性和平面展布特征，而剝蝕厚度的精確計算則成為恢復(fù)古地貌的一項重要的基礎(chǔ)工作，并且地層剝蝕厚度也對恢復(fù)原型盆地、重建盆地沉積-構(gòu)造演化格局和油氣資源定量評價起著非常重要的作用［4］。

近些年來，米蘭科維奇（Milankovitch）提出地球軌道參數(shù)偏心率、斜率和歲差發(fā)生周期性變化，會引起地球表面日照量周期性變化，進(jìn)而導(dǎo)致地球氣候系統(tǒng)周期性變化。這種由地球軌道驅(qū)動造成的旋回性記錄稱為米蘭科維奇旋回［5］，簡稱米氏旋回。旋回地層學(xué)就是通過研究天文軌道影響的地層，從而有效地識別米蘭科維奇旋回，建立具有相對時間概念的“浮動”天文年代標(biāo)尺和高精度的地層層序格架。隨著人們對米蘭科維奇旋回理論和應(yīng)用方法的深入研究［6］，米蘭科維奇旋回能夠合理地解釋更多地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域問題，使得不同地質(zhì)歷史時期海相、陸相地層的沉積特征能夠被揭示出來［7-8］，被廣泛應(yīng)用于提高定年精度［9］、構(gòu)建高頻層序地層格架［10-13］和古環(huán)境、古氣候［14-15］等方面的研究，同時該方法也被應(yīng)用于恢復(fù)地層剝蝕厚度的研究。郭穎等［16］針對海相碳酸鹽層的剝蝕特征提出了旋回分析法，精確地恢復(fù)了玉北地區(qū)東部中、下奧陶統(tǒng)鷹山組剝蝕厚度；趙軍等［17］基于米蘭科維奇天文旋回理論有效地分析了松遼盆地X油田青山口組剝蝕厚度，解決了盆地模擬中青山口組沉積時期構(gòu)造演化問題。米蘭科維奇理論的深入發(fā)展為地層剝蝕厚度的精確計算提供了一種有效的思路和方法，相較于其他方法，該方法可操作性強，適用范圍較廣，剝蝕厚度計算的精度較高。

本次研究針對塔里木盆地巴麥地區(qū)以陸相碎屑巖沉積為主的石炭系卡拉沙依組為研究對象，運用頻譜分析法和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法（EMD）對石炭系卡拉沙依組進(jìn)行米蘭科維奇旋回分析，并利用連續(xù)小波變換法對主頻選取的信號進(jìn)行了合理性分析，最終依據(jù)固有模態(tài)（imf）分量與長偏心率（e1）之間的對應(yīng)關(guān)系，重構(gòu)了卡拉沙依組具有相對時間概念的“浮動”天文年代標(biāo)尺。以405.00 kyr長偏心率（e1）為劃分標(biāo)準(zhǔn)，建立了高精度的層序地層格架，并進(jìn)一步探討了不同地區(qū)鉆井缺失旋回數(shù)量和平均旋回厚度之間的關(guān)系，精確計算了巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組頂部地層剝蝕厚度，為古地貌的精確恢復(fù)奠定了堅實的基礎(chǔ)?！案印碧煳哪甏鷺?biāo)尺的建立、高精度層序地層格架的搭建及地層剝蝕厚度的精確計算，也為下一步的油氣勘探提供了新的資料。

1 地質(zhì)背景

巴麥地區(qū)地處于塔里木盆地塘古巴斯坳陷的西緣和西南坳陷的東北部，包括巴楚隆起和麥蓋提斜坡兩個一級構(gòu)造單元（圖1a）。巴楚隆起主要受到色力布亞-瑪扎塔格斷裂與阿恰-吐木休克斷裂的挾持作用，表現(xiàn)為典型的大型背沖斷隆特征。麥蓋提斜坡位于巴楚隆起的南部地區(qū)，喜馬拉雅晚期造山運動使其最后定型為向南傾的單斜坡形態(tài)［18］。

圖1 巴麥地區(qū)構(gòu)造位置（a）及石炭系卡拉沙依組地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Tectonic location （a） and stratigraphic column （b） of the Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai area

巴麥地區(qū)主要發(fā)育新生界和古生界，除了三疊系、侏羅系和白堊系普遍缺失外，其余地層較為發(fā)育。石炭系是繼泥盆系填平補齊的礫巖—粗碎屑巖沉積之后，在塔里木盆地構(gòu)造運動平靜期發(fā)育的一套穩(wěn)定的碳酸鹽巖-碎屑巖沉積組合［19］，主要包括巴楚組、卡拉沙依組和小海子組（圖1b），距今358.90 ～298.90 Ma?？ɡ骋澜M由下而上可分為上泥巖段、砂泥巖段和含灰?guī)r段，上泥巖段發(fā)育泥坪相，砂泥巖段發(fā)育三角洲-潟湖相，含灰?guī)r段發(fā)育局限臺地相，沉積厚度中心主要位于巴麥地區(qū)的東部地區(qū)，從東到西呈現(xiàn)逐漸減薄的趨勢（圖2），并可劃分為9 ～ 11個三級層序［20］，包含有完整的沉積旋回序列。其中，巴麥地區(qū)在石炭紀(jì)末期發(fā)生了一次典型的構(gòu)造抬升事件——巴楚運動，整體表現(xiàn)為“西強東弱”的特征，造成了研究區(qū)內(nèi)石炭系卡拉沙依組存在明顯的剝蝕現(xiàn)象，形成了典型不整合界面［21］。

圖2 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組近東西向地層厚度連井對比剖面（剖面位置見圖1a）Fig.2 Near east-west cross-well correlation of the Carboniferous Kalashayi Formation， Bamai area （see Fig.1 for the location）

2 數(shù)據(jù)與方法的選擇

不同沉積數(shù)據(jù)序列蘊含著不同的地質(zhì)信息，對于米蘭科維奇旋回信號的響應(yīng)也有差異。目前應(yīng)用于米氏旋回周期理論研究的數(shù)據(jù)序列包括直觀巖性數(shù)據(jù)、地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)和古生物數(shù)據(jù)。其中，以自然伽馬（GR）測井?dāng)?shù)據(jù)為代表的地球物理數(shù)據(jù)能夠敏銳地反映古環(huán)境、古氣候等特征的變化趨勢，被廣泛地應(yīng)用于旋回地層學(xué)分析中。

自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)主要用于測量沉積物中伽馬射線的強度，能夠敏感地反映沉積物中泥質(zhì)含量，進(jìn)而反映古環(huán)境和古氣候的微觀變化［11］，高值對應(yīng)富含黏土沉積物，低值對應(yīng)砂巖、碳酸鹽巖沉積物［22］。本次研究采用巴麥地區(qū)4口鉆井的相關(guān)自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)，其中YB1，YB8，HT1和H3井分別位于巴楚隆起和麥蓋提斜坡東部，地層殘留厚度相對較大，保留有相對完整的沉積旋回序列，采樣間隔為0.125 m，GR數(shù)值范圍為70 ～ 130 API，并且自然伽馬數(shù)據(jù)縱向分辨率高，能夠敏感地反映出巖性組合的旋回性變化。

在開展米氏旋回周期分析之前，首先要對自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，去除超低頻和超高頻信號，從而盡量地消除地層數(shù)據(jù)中的各種環(huán)境噪聲［23］。對于頻譜分析，主要采用PAST（Paleonological Statistics）軟件來加以實現(xiàn)［24］，選擇顯著水平大于95 %置信度的峰值頻率進(jìn)行分析，對于90 % ～ 95 %置信度之間的數(shù)據(jù)結(jié)果選擇性使用。天文年代標(biāo)尺的建立，首先要搭建地層深度和沉積旋回之間的響應(yīng)關(guān)系。在目前缺少連續(xù)地質(zhì)取樣定年數(shù)據(jù)的情況下，天文年代標(biāo)尺的建立通常包括連續(xù)小波變換法、高斯帶通濾波法和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）等方法。近年來，越來越多的研究更傾向于使用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）方法［25］，按照從高到低的頻率分解模式從復(fù)雜信號中提取出若干個相對簡單、平穩(wěn)的固有模態(tài)函數(shù)，其核心思想是逐步剔除時間序列上、下包絡(luò)的平均值來獲得有限數(shù)量的imf分量。本次研究主要采用EMD方法，該方法的優(yōu)點是能夠根據(jù)數(shù)據(jù)自身的時間尺度特征來進(jìn)行信號分解，無須預(yù)先設(shè)定任何基函數(shù)，相比其他方法，該方法更簡單，能夠保存更多的地質(zhì)信息［26］。

3 米蘭科維奇旋回識別

3.1 米蘭科維奇軌道旋回周期的確定

太陽系各星球會對地球產(chǎn)生一個疊加的引力場，這種引力場并不是一成不變的，而是發(fā)生準(zhǔn)周期性變化，而這種變化產(chǎn)生的擾動會導(dǎo)致地球軌道參數(shù)周期性改變，從而進(jìn)一步影響沉積物的產(chǎn)生、運移和累積等過程［27］，并記錄在地層沉積的信息中。米蘭科維奇旋回周期軌道參數(shù)通常包括偏心率（e）、斜率（o）和歲差（σ），其中偏心率指軌道偏離正圓的程度，變化頻率較低、周期較長。斜率是地球公轉(zhuǎn)軌道面和地球赤道面的夾角，變化的頻率比偏心率高，周期相對較短。歲差是最高頻率的周期變化，月球和太陽對地球赤道隆起部分的吸引，使地球自轉(zhuǎn)軸的方向環(huán)繞與黃道面的垂直軸作緩慢的運動，從而產(chǎn)生歲差。

在米蘭科維奇軌道周期中，偏心率的周期比較穩(wěn)定，共有3個周期長度，分別為405.00 kyr（e1），125.00 kyr（e2）和95.00 kyr（e3），而斜率和歲差周期會隨著地質(zhì)時代的變遷而發(fā)生變化。1992年，Berger等計算了時間間隔50.00 Myr，共計11個時間節(jié)點的長斜率周期（o1）、短斜率周期（o2）、長歲差周期（σ1）和短歲差周期（σ2）。4個天文軌道周期隨著地質(zhì)時代的變化表現(xiàn)出很好的線性變化規(guī)律（圖3）。

圖3 米蘭科維奇軌道周期斜率和歲差隨時間變化趨勢（據(jù)Berger， 1992修改［28］）Fig.3 Periodic variation of obliquity and precession of the Milankovitch cycle with time （modified after ［28］）

根據(jù)前人研究成果，塔里木盆地巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組的沉積時間為350.20 ～ 323.20 Ma［20］，選取沉積時間中值336.70 Ma作為石炭系卡拉沙依組沉積地質(zhì)時限帶入各天文軌道周期的線性方程，通過計算可得到對應(yīng)的長斜率周期、短斜率周期、長歲差周期和短歲差周期分別為41.39，33.28，20.34和17.12 kyr。因此，研究區(qū)內(nèi)石炭系卡拉沙依組沉積時期存在一組米蘭科維奇旋回軌道周期參數(shù)，偏心率周期分別為405.00，125.00和95.00 kyr，斜率周期分別為41.39 kyr和33.28 kyr，歲差周期分別為20.34 kyr和17.12 kyr。

3.2 米蘭科維奇沉積旋回分析

3.2.1 測井?dāng)?shù)據(jù)的主要頻率分析

從目的層自然伽馬測井曲線數(shù)據(jù)中提取出沉積旋回的主要頻率是旋回分析的關(guān)鍵［29］。通過頻譜分析判斷沉積地層中是否包含米蘭科維奇旋回。頻譜分析是一個時域的信號在頻域下的表示方式，橫坐標(biāo)表示為頻率能量，其是頻率的函數(shù)，目的就是識別出信號中（準(zhǔn)）周期性的成分。頻譜曲線中，信號強度越大該頻率出現(xiàn)的頻率越高，這種頻率被稱為主頻，主頻數(shù)值越低，代表地層的沉積周期越長。常用的頻譜分析方法有快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT）、周期圖法（Periodogram）和多窗譜分析法（Multi-Taper Method，MTM）等，不同頻譜分析方法的算法不同，各有優(yōu)缺點，但計算結(jié)果基本一致［22］。本次研究使用Past 4.0軟件基于多窗譜分析法進(jìn)行統(tǒng)計分析，選擇Spectral analysis模塊中的Multi-taper程序?qū)?口井預(yù)處理后的自然伽馬數(shù)據(jù)進(jìn)行主頻分析，規(guī)定置信度大于95 %的頻率作為主頻信號（圖4），需要注意的是，本次研究中歲差對應(yīng)的主頻明顯小于置信度，未能被有效識別出來，其原因可能在于自然伽馬測井曲線取樣精度，也有可能在于相對短的沉積周期內(nèi)，米蘭科維奇軌道周期并不是沉積作用的主要控制因素。

圖4 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組GR曲線多窗口法頻譜分析圖譜Fig.4 Multi-taper spectral analysis of GR curves of the Carboniferous Kalashayi Formation， Bamai areaa.YB1井；b.YB8井；c.HT1井；d.H3井

3.2.2 包含米蘭科維奇旋回周期主頻的獲取

為了進(jìn)一步確定哪些主頻信號受米蘭科維奇旋回周期的影響，需要建立單井高頻旋回與米蘭科維奇軌道周期之間的聯(lián)系。根據(jù)前人大量的研究成果［6］，如果能在地層記錄中找到可以與地球軌道三要素（偏心率、斜率、歲差）之間有相同比率關(guān)系的沉積頻率或周期，就認(rèn)為該段地層受米蘭科維奇旋回的影響。

通過前文對該地區(qū)米蘭科維奇軌道旋回周期的確定，研究區(qū)內(nèi)石炭系卡拉沙依組沉積時期的米蘭科維奇旋回軌道周期參數(shù)為405.00，125.00，95.00，41.39.00，33.28，20.34和17.12 kyr。首先計算出卡拉沙依組沉積時的7個天文軌道周期的頻率比率關(guān)系（表1），隨后計算每口井所有主頻信號的比率關(guān)系，選取比率關(guān)系與天文軌道周期最接近的主頻信號作為對應(yīng)的米蘭科維奇旋回周期。

計算結(jié)果顯示，4口井YB1，YB8，HT1和H3識別出的主頻信號都能與米蘭科維奇旋回中的長偏心率（e1）、中偏心率（e2）、短偏心率（e3）、長斜率（o1）和短斜率（o2）建立起聯(lián)系（圖3），軌道理論周期比值與多窗口法頻譜分析圖提取出來的頻率比值基本接近（表2），如YB1井，從自然伽馬數(shù)據(jù)多窗口法頻譜分析圖中可提取出一組頻率為0.0195，0.0625，0.0820，0.1914和0.2344 m-1，通過頻率和厚度的對應(yīng)關(guān)系可得［28］，5個頻率對應(yīng)的旋回厚度分別為6.410，2.000，1.524，0.653和0.533 m，旋回厚度的比值為12.03∶3.75∶2.86∶1.23∶1。從軌道周期比值表中可以發(fā)現(xiàn)，長偏心率、中偏心率、短偏心率、長斜率和短斜率對應(yīng)的理論周期的比值分別為12.17∶3.76∶2.85∶1.24∶1，與頻譜分析提取出來的頻率比值基本相近。計算結(jié)果顯示總體比率誤差在0 ～ 6.40 %，可接受的平均誤差為3.20 %，對應(yīng)關(guān)系較好，表明研究區(qū)在石炭系卡拉沙依組沉積時受天文軌道長周期的控制，保存有完整的米蘭科維奇旋回，和前人的研究結(jié)果一致［20］。

3.2.3 米蘭科維奇周期識別結(jié)果的合理性分析

連續(xù)小波變換法能夠?qū)⒁痪S時間域測井信號轉(zhuǎn)變?yōu)槎S時頻域，通過調(diào)整尺度因子的大小來確定不同尺度天文軌道周期對應(yīng)的沉積旋回變化趨勢，從而獲得測井?dāng)?shù)據(jù)直觀體現(xiàn)不出來的更多地質(zhì)信息［30］。如圖5所示，每口井中米蘭科維奇循環(huán)對應(yīng)的頻段覆蓋了更多的高能信號，表明米蘭科維奇周期對應(yīng)的主頻具有代表性。

圖5 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組GR資料連續(xù)小波變換分析Fig.5 Wavelet transform analysis of GR logging data of the Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai areaa.YB1井；b.YB8井；c.HT1井；d.H3井

為了分析單井米蘭科維奇旋回周期的合理性，需要驗證旋回對應(yīng)的沉積速率是否能與巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組整體的沉積速率變化范圍相互吻合。黃太柱等對塔里木盆地西部海西中期巴楚運動的性質(zhì)、動力學(xué)背景和時空演化進(jìn)行了探討［21］，認(rèn)為巴楚運動在研究區(qū)內(nèi)影響范圍極大，整體呈現(xiàn)“西強東弱”的特征，東部HT2井和H3井附近遭受剝蝕作用最弱或沒有經(jīng)歷剝蝕作用。前人確定的卡拉沙依組沉積時間大約為27.00 Ma，HT1井的地層沉積厚度為392.88 m，H3井地層沉積厚度為397.00 m，據(jù)此可以推斷巴麥地區(qū)HT1井和H3井石炭系卡拉沙依組的整體平均沉積速率分別為1.455 cm/kyr和1.470 cm/kyr。根據(jù)多窗口法頻譜分析可知，HT1井長偏心率、中偏心率、短偏心率、長斜率和短斜率對應(yīng)的旋回厚度分別為5.814，1.830，1.333，0.598和0.478 m。H3井長偏心率、中偏心率、短偏心率、長斜率和短斜率對應(yīng)的旋回厚度分別為5.814，1.827，1.362，0.60和0.474 m。結(jié)合米蘭科維奇旋回周期，可計算出米蘭科維奇軌道周期控制下的地層平均沉積速率分別為1.437 cm/kyr和1.443 cm/kyr，與地層實際沉積速率基本一致，表明主頻信息的提取較為準(zhǔn)確，能夠代表米蘭科維奇軌道周期對研究區(qū)石炭系卡拉沙依組沉積事件的響應(yīng)。

4 基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）方法的“浮動”天文年齡標(biāo)尺的建立

如果能夠證明地層記錄中的沉積旋回是天文軌道驅(qū)動所致，便可將沉積旋回或古氣候的替代性指標(biāo)調(diào)諧到理論天文軌道參數(shù)的目標(biāo)曲線上，將深度信號校準(zhǔn)到時間信號上，就可建立高分辨率的天文年代標(biāo)尺。本次研究采用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）方法，對研究區(qū)內(nèi)YB1，YB8，HT1和H3井的自然伽馬測井曲線進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸?，將?fù)雜的信號分解為有限個本征模函數(shù)（Intrinsic Mode Function， IMF），所分解出來的各imf分量包含了原信號的不同時間尺度的局部特征信號（圖6）。

圖6 巴麥地區(qū)YB8井石炭系卡拉沙依組GR曲線的EMD分析結(jié)果Fig.6 EMD analysis results of GR logs of the Carboniferous Kalashayi Formation in Well YB8， Bamai area

利用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）方法得到了研究區(qū)內(nèi)4口鉆井自然伽馬測井曲線的各7個固有模態(tài)分量（imf1—imf7）和一個殘余相（res），并根據(jù)不同固有模態(tài)分量imf曲線中波峰的位置確定包含的旋回個數(shù)（表3）。將不同imf分量中統(tǒng)計的旋回個數(shù)與識別出的不同級別天文軌道周期對應(yīng)的平均旋回個數(shù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)YB1，YB8，HT1和H3井的長偏心率旋回個數(shù)與EMD方法中固有模態(tài)分量imf3統(tǒng)計的旋回個數(shù)匹配關(guān)系較好，因此將固有模態(tài)分量imf3的曲線作為確定天文年代標(biāo)尺的依據(jù)，并以此建立了研究區(qū)內(nèi)4口井的“浮動”天文時間尺度和高精度的地層層序格架（周期以405.00 kyr長偏心率周期為最小時間尺度）。需要說明的是，由于在統(tǒng)計固有模態(tài)分量imf3旋回個數(shù)時，在地層的頂部和底部會出現(xiàn)不足一個旋回的情況，在計算旋回個數(shù)時不統(tǒng)計在內(nèi)。

表3 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組米蘭科維奇旋回個數(shù)和imf分量數(shù)Table 3 Milankovitch cycle number and the imf component number， Carboniferous Kalashayi Formation， Bamai area

通過固有模態(tài)分量imf3曲線確定的天文年代標(biāo)尺是以405 kyr長偏心率周期為最小時間尺度，即每個沉積旋回經(jīng)歷的地質(zhì)事件均為405 kyr（圖7）。計算結(jié)果顯示，4口井中，YB8井殘留地層的旋回數(shù)量最少，每個旋回的厚度為6.410 m，約有35個天文旋回數(shù)；YB1井殘留的地層厚度對應(yīng)的單個旋回的厚度為6.410 m，約有45個天文旋回數(shù)；HT1井殘留的地層厚度對應(yīng)的單個旋回的厚度為5.814 m，約有66個天文旋回數(shù)；H3井殘留地層的旋回數(shù)量和HT1井一致，每個旋回的厚度為5.814 m，約有67個天文旋回數(shù)（表3）。另外，每個旋回的沉積時間對應(yīng)長偏心率（e1）的時間為405 kyr，可計算出四口井石炭系卡拉沙依組沉積時間為27.13 ～ 13.36 Ma，這也與相關(guān)學(xué)者通過古生物地層對比得出的約27.00 Ma地層沉積時間基本接近［20］，一定程度上驗證了本文研究結(jié)果的合理性。

圖7 巴麥地區(qū)YB8井石炭系卡拉沙依組 “浮動”天文年齡標(biāo)尺Fig.7 Floating astronomical time scale of the Carboniferous Kalashayi Formation in Well YB8， Bamai area

5 地層剝蝕厚度的計算和分析

根據(jù)前人對巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組展布特征及巴楚運動的時空演化規(guī)律研究認(rèn)為［21，31］，石炭系卡拉沙依組沉積厚度中心主體位于巴麥地區(qū)的東部地區(qū)，并且巴楚運動的構(gòu)造特征整體表現(xiàn)為西強東弱，認(rèn)為巴麥地區(qū)東部石炭系卡拉沙依組經(jīng)歷了相對較弱的構(gòu)造隆升作用，該地區(qū)地層頂部剝蝕量相對較小或沒有經(jīng)歷剝蝕過程，因此這一地區(qū)的石炭系卡拉沙依組保留了較為完整的沉積旋回。通過對巴麥地區(qū)20口鉆井進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）（表4），研究區(qū)內(nèi)不同鉆井基于EMD分解的固有模態(tài)分量imf3和e1天文旋回數(shù)結(jié)果顯示，該地區(qū)存在地層缺失現(xiàn)象，東部地區(qū)殘留旋回數(shù)量明顯大于西部地區(qū)，東部地區(qū)隆升幅度相對較小，對地層的剝蝕作用相對較弱，也與前人的研究基本一致。

表4 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組天文周期和剝蝕厚度Table 4 Astronomical periods and denudation thickness of the Carboniferous Kalashayi Formation， Bamai area

結(jié)果顯示，巴楚隆起東部的H3井和HT1井保留了較為完整的沉積旋回，長偏心率（e1）對應(yīng)的固有模態(tài)分量imf3分別為67個旋回和66個旋回，而麥蓋提斜坡東部的井保留的沉積旋回則相對不完整，如YB1井和YB8井對應(yīng)的固有模態(tài)分量imf3分別為48個旋回和35個旋回（圖8）。在同一穩(wěn)定沉積區(qū)域內(nèi)，地層記錄的405.00 kyr長偏心率（e1）周期個數(shù)應(yīng)相同，因此筆者認(rèn)為，巴楚隆起的東部H3井和HT1井附近存在剝蝕最弱的區(qū)域，或者沒有經(jīng)歷剝蝕作用，地層保存相對完整，可選擇H3井和HT1井作為基準(zhǔn)井，將記錄68個長偏心率（e1）周期的地層定為完整的沉積序列（相對剝蝕厚度最?。陀谶@個旋回數(shù)量的地層就被定義遭受到剝蝕作用，地層保存相對不完整，因而可通過缺失旋回數(shù)量和缺失地層井的平均旋回厚度計算地層剝蝕厚度，其基本原理為：

圖8 巴麥地區(qū)4口井石炭系卡拉沙依組基于EMD分解的imf3分量數(shù)和e1天文旋回數(shù)Fig.8 Component of imf3 and number of e1 cycles of the Carboniferous Kalashayi Formation based on EMD analysis of four wells in the Bamai area

式中：h為地層剝蝕厚度，m；N為標(biāo)準(zhǔn)井的旋回數(shù)，個，這里為68個；Na為缺失地層井的殘留旋回數(shù)，個；Ha為缺失地層井的平均旋回厚度，m。

根據(jù)上述原理對研究區(qū)內(nèi)20口鉆井中卡拉沙依組頂部地層剝蝕厚度進(jìn)行了精確計算（圖9），結(jié)果顯示：巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組頂部剝蝕厚度在0 ～390 m，剝蝕最強烈的地方位于K2井以北地區(qū)，代表了巴楚運動作用最強烈的區(qū)域，而HT1井和H3井附近剝蝕作用最弱，剝蝕特征整體表現(xiàn)為西厚東薄。

6 油氣地質(zhì)意義

古地貌的形態(tài)控制著沉積相類型和砂體展布范圍，對于尋找優(yōu)質(zhì)儲層起著十分重要的作用［32-37］。剝蝕厚度大的地方，古地貌相對較高；剝蝕厚度小的地方，古地貌相對較低。巴麥地區(qū)西部K2井以北地區(qū)，剝蝕作用最強烈，代表了古地貌最高的區(qū)域，該地區(qū)長期處于裸露風(fēng)化的狀態(tài)，為沉積體提供物源供給；往東方向剝蝕強度逐漸降低，最薄弱地區(qū)位于東部H3井和HT1井附近，代表了古地貌最低的區(qū)域，該地區(qū)泥質(zhì)含量較高，砂巖含量較低，有利于烴源巖優(yōu)質(zhì)相帶的發(fā)育，而不利于儲集體的形成。中部BT5井附近斜坡地帶介于古地貌最高和最低區(qū)域之間，該地貌形態(tài)具備發(fā)育較好的水動力條件，易形成良好的儲集體，為油氣富集提供了良好的儲集空間，是下一步有利的勘探區(qū)域。

7 結(jié)論

1） 自然伽馬測井曲線頻譜分析和連續(xù)小波變換分析結(jié)果表明，巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組沉積時受天文軌道周期的控制，保存有完整的米蘭科維奇旋回，可檢測出405.00 kyr長偏心率（e1）、125.00 kyr中偏心率（e2）、95.00 kyr短偏心率（e3）、41.39 kyr長斜率（o1）和33.28 kyr短斜率（o2）5個天文周期，米氏旋回的自然伽馬測井曲線的識別，為該地區(qū)建立天文年代標(biāo)尺和高精度等時旋回地層的劃分和對比提供了依據(jù)。

2） 基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）方法計算得出的固有模態(tài)分量imf3與405.00 kyr長偏心率（e1）控制下的地層旋回個數(shù)基本一致，以固有模態(tài)imf3分量曲線作為確定天文年代標(biāo)尺的依據(jù)，建立了巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組具有相對時間概念的“浮動”天文年代標(biāo)尺和高精度的地層層序格架。

3） 基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）方法計算結(jié)果，選擇HT1井和H3井作為研究區(qū)的基準(zhǔn)井，將記錄68個405.00 kyr長偏心率（e1）周期的地層定義為完整的沉積序列（相對剝蝕厚度最?。⒘瞬煌貐^(qū)鉆井缺失旋回數(shù)量和平均旋回厚度之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了石炭系卡拉沙依組剝蝕厚度的精確計算。

4） 研究區(qū)內(nèi)石炭系卡拉沙依組頂部剝蝕厚度在0 ～ 390 m，剝蝕最強烈的地方位于K2井以北地區(qū)，古地貌形態(tài)最高，而HT1井和H3井附近剝蝕作用最弱，古地貌形態(tài)最低，整體表現(xiàn)為西高東低的特征，中部BT5井附近斜坡區(qū)域，易形成良好的儲集體，是下一步有利的勘探區(qū)域。