塔里木盆地寒武系层序地层特征
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塔里木盆地寒武系层序地层特征
叶宁1，李映涛1，贡一鸣1，刘迪2，谢世文3
【摘 要】通过对钻录井资料、地震资料及古生物资料分析，识别出塔里木盆地寒武系可全盆对比追踪的3个二级层序SSQ1～SSQ3，及相对应的层序界面SSB1～SSB3。通过单井-地震结合方式，反映不同沉积相类型（蒸发台地相、局限台地相、开阔台地相、台地边缘相、台缘斜坡相、陆棚相及盆地相）在地震剖面上的响应，绘制寒武系SSQ1～SSQ3沉积相图，并建立该区2类沉积模式：蒸发、局限台地-台缘-斜坡-陆棚-欠补偿盆地模式及局限台地-台缘-斜坡-陆棚-欠补偿盆地模式。
【期刊名称】新疆地质
【年(卷),期】2014(000)004
【总页数】7
【关键词】寒武系；层序地层；地震相；沉积相；沉积模式
前人对塔里木盆地寒武系层序特征及沉积相进行了研究，焦存礼、王毅等主要以单一的地震资料[1-2]，通过识别不整合面发育特征来划分塔里木寒武系层序。刘雁婷等以地震资料为主，将巴楚-塔中研究区划分为3个二级层序[3]。陈新军等以钻井资料为主[4]，从单井层序特征为基点，归纳了塔中沉积相在纵向上的变化。刘忠宝等认为基准面旋回升降变化的关键是沉积相的精细划分[5]，据此对巴楚地区寒武系层序进行划分。吴兴宁等在前人层序地层划分基础上[6]，探讨了寒武—奥陶层序格架中生储盖组合特征。本文主要以系统的古生物资料[7-8]、全盆15口钻录井资料（图1），及183条地震剖面的解释为依托，对研究区寒武系层序地层进行研究。
1 层序划分方案
据王鸿祯对沉积层序及海平面旋回的分类[9]，综合年代地层、岩石地层及古生物组合，结合区域构造背景资料，将研究区寒武系由下至上划分为3个二级层序：SSQ1～SSQ3，相对应的层序界面为SSB1～SSB3（图2）。从岩性剖面来看，SSQ1在台地相区包括下寒武统玉尔吐斯组、肖尔布拉克组及吾松格尔组，西部台地南北呈不同的沉积特征，南部（巴楚-麦盖提-塔中）发育一套蒸发台地膏盐岩沉积，北部（塔北）则不发育。SSQ2在台地相区包括沙依里克组、阿瓦塔格组，南部（巴楚-麦盖提-塔中）发育一套蒸发台地膏盐岩沉积，北部（塔北）则不发育。SSQ3在台地相区主要为下丘里塔格组，南北差异消失，发育局限台地沉积。在盆地相区，SSQ1包括西山布拉克组、西大山组；SSQ2主要为莫合尔山组；SSQ2主要为突尔沙克塔格组下部。
2 层序特征
2.1 层序界面特征
SSB1（寒武系底界）为隆升不整合，界面下伏上震旦统奇格布拉克组古岩溶发育的厚层白云岩（柯坪）、汉格尔乔克组混积岩或巨砾冰成砾岩（库鲁克塔格），上为下寒武统玉尔吐斯组深灰色泥岩（柯坪）或硅藻岩（和4井）、西山布拉克组黑色硅质岩（库鲁克塔格），为岩性岩相突变面（图3-a）。该界面相对应的地震界面，在塔北及巴楚-麦盖提地区为连续的强反射界面，塔中为-强波阻底面的不连续强反射界面，满加尔为与上下整合接触的连续性好的强反射。界面之上局部可见削截、顶超或上超尖灭（图4-a）。塔里木中西部下伏地层局部剥蚀，与上覆地层呈角度不整合，塔中南缘局部可见界面之上具下超特征。
SSB2（中寒武统底界）疑为隆升不整合，界面下伏下寒武统吾松格尔组膏岩
（巴楚-麦盖提-塔中）或白云岩（柯坪）、西大山组灰岩-白云岩（库鲁克塔格），上为中寒武统沙依里克组灰岩-白云岩（巴楚-麦盖提-塔中）或灰岩（柯坪）、莫合尔山组泥灰岩（库鲁克塔格），为岩性岩相突变面。该界面在巴楚-麦盖提-塔中为典型的暴露不整合面，界面之下可见由暴露溶蚀形成的膏溶角砾。该界面相对应的地震界面T82，在全盆具很好的对比性。该界面是下寒武统和中寒武统的分界面，与下伏地层为平行不整合接触关系，局部见削蚀特征。在阿瓦提地区为空白反射下的强轴。塔北地区，该界面为大套弱反射中的一个强反射，对下伏地层有低幅度削蚀。巴楚-麦盖提地区为大套弱反射中的一个高连续强反射轴。塔中地区为一套高连续强波阻的顶界。界面之下局部可见削蚀特征（图4-b），与上覆地层呈角度不整合关系。塔中南缘局部可见界面之上具下超特征。
SSB3（上寒武统底界，T81）疑为隆升不整合，界面下伏中寒武统阿瓦塔格组膏岩（巴楚-麦盖提-塔中）或白云岩（柯坪）、莫合尔山组灰岩（库鲁克塔格），上为上寒武统下丘里塔格组白云岩（巴楚-麦盖提-塔中）或灰岩（柯坪）、突尔沙克塔格组灰岩夹页岩（库鲁克塔格），为岩性岩相突变面（图3-c）。该界面在巴楚-麦盖提-塔中为暴露不整合，界面之下发育褐红色膏盐岩，见膏溶角砾。该界面相对应的地震界面为T81，由于岩性岩相发生了较大改变，地震上的响应特征十分明显，全盆具可对比性。塔中地区为一大套弱反射波阻的底界，高连续，强反射，局部有顶超现象，说明其存在暴露剥蚀。塔北地区为一套强反射，高连续界面。巴楚-麦盖提地区界面削蚀下伏地层，界面上覆地层具空白反射特征，振幅增强、连续性变好，局部有下超现象（图4-c）。
SSB4（奥陶系底界，T80）为隆升不整合，是寒武系与奥陶系的分界，由于奥陶系蓬莱坝组沉积具继承性，钻井上的识别通常以灰质白云岩增多的起始处为
分界点（图3-d）。该界面相对应的地震界面为T80，整个台地相区为弱反射界面，振幅具差异性，由塔北地区向塔中、巴楚-麦盖提地区减弱。盆地相区表现为高连续、强振幅特征，界面上部可见前积现象（图4-d）。地震剖面上，上寒武统和下奥陶统反射特征有较大区别，T80界面下伏地层弱（空白）反射，中低连续，中频，上覆地层振幅变强，连续性变好，较易追踪。
2.2 层序特征
2.2.1 台地相区
巴楚-麦盖提-塔中 SSQ1底部玉尔吐斯组多为代表寒武纪最大海侵沉积的黑色泥岩，但在方1井、和4井等高部位为陆源碎屑岩或硅藻岩等浅水沉积[10]。以小壳化石Anabarites-Protohertzina和Para⁃globorilus-Lapworthella的大量出现为特征，底界年龄为545 Ma[11]。SSQ1中上部为海退型碳酸盐岩沉积，由中部还原色白云岩局限台地沉积变为上部氧化色膏盐岩蒸发台地沉积，顶部存在短暂的暴露剥蚀，厚338～587 m。
SSQ2同样为海退型碳酸盐岩沉积，岩性多呈灰岩→白云质灰岩→膏质白云岩→膏岩盐变化趋势，厚214～437 m。多口钻井剖面上可看到SSQ2内部由下而上岩性颜色变化多为还原色向氧化色变换，表明整个SSQ2沉积时期海平面是一个由深到浅的过程。SSQ2底部产3类主要的三叶虫，可与毛庄阶对比，年龄为520 Ma[12]。
SSQ3依旧表现为海退型碳酸盐岩沉积，为大套白云岩的叠置序列，整个台地相区SSQ3岩性差异消失，主要发育一套厚-巨厚层以晶粒白云岩为主的局限台地沉积物，厚553～1 254 m。前人研究认为SSQ3顶部SSB4界面为盆地内部第一个古岩溶面❶。晚寒武世的Teridontes（尖齿牙形刺）组合为巴楚-麦
盖提-塔中SSQ3地层的生物识别标志[13]。塔北产牙形刺Leiosphaeridia,Synsphaeridium,Laminorles，有孔虫、介形虫Ostracoila,Microforaminifera,Cochliostraca。
塔北 SSQ1岩性与巴楚-麦盖提-塔中明显不同，为局限台地-台地边缘沉积的灰色、浅灰色白云岩、晶粒白云岩夹砂屑白云岩、鲕粒白云岩，膏盐岩不发育，顶部暴露剥蚀不明显，厚338～587 m（图3-C）。SSQ1产Leiosphaeridia光面球藻，软舌螺类Lophothe⁃ca cotellata，产Praelamellodontasp.,P.elegans,腕足类，微植物Leiospaeridia,Heliosphaeridium，产Torel⁃lelasp.Scunellsp.Torellellasp.Paragiellasp.Lophos⁃piact,Anhuiconus,Aegidestarimensis，Pelagiella等。可与巴楚-麦盖提-塔中对比。SSQ2岩性与巴楚-麦盖提-塔中明显不同，中统阿瓦塔格组不发育膏盐岩，岩性为灰色、浅灰色白云岩、晶粒白云岩夹少量砂屑白云岩、鲕粒白云岩，厚214～437 m，为局限台地沉积，顶部暴露剥蚀不明显。SSQ2产藻和有孔虫及螺和介形虫类，可与巴楚-麦盖提-塔中地区对比。
2.2.2 盆地相区
SSQ1在盆地相区包括西山布拉克组、西大山组。岩性主要为灰、深灰色、灰黑色泥岩、泥质灰岩、硅质灰岩、碳质泥岩、碳质灰岩、硅质泥岩、碳质灰岩、微晶灰岩及硅质粉晶白云岩等，厚68～220 m。塔东及库鲁克塔格盆地相区因处于较深水位置，海平面下降影响不到此区域，其主要为盆地欠补偿沉积，厚度比台地相明显减小，地层厚度很薄，看不到明显的暴露现象。SSQ1产腕足类Lingulellasp.，海绵骨针Protospongiasp.Arthricocephalas-Changaspis
带，Tianshanocephalus带，Ushbaspis(=Metaredlichioides)-Chengkouia带，古杯类Coscinocyathus mohershanen⁃sis Zhang等；腹足类：Pelagiellasp.；单板类：Bageno⁃via multicostataYu等；腕足类：Israelariasp.,Kotujella sp.；软舌螺：Hyolithessp。可与巴-塔中及塔北对比。
SSQ2为莫合尔山组。岩性主要为灰黑色、灰紫色薄层状灰岩夹少量棕褐色钙质页岩、中厚层灰岩及砂、泥质灰岩等，厚80～300 m。与SSQ1相似，为陆棚-盆地沉积，厚度比台地相明显减小，地层厚度很薄，顶部没有暴露。SSQ2产Lejopyge sinensis带，Le⁃jopyge armata带，Pseudophalacroma
triangularis带，Ptychagnostus punctuosus带，Ptychagnostus atavus带Olenoidessp.,Koot-eniasp.,Dorypygesp.,Erbiasp.,
Granulariasp.,Oryctocephalitessp.,Paramecephalussp.,
Jiumeniasp.,Parafuchouiasp.,Xingrenaspissp.,Bailiel⁃lasp.。可与巴楚-麦盖提-塔中、塔北地区对比。
SSQ3岩性主要为浅灰色、深灰色厚层块状夹薄层状灰岩及钙质页岩等，厚98～660 m。与SSQ1、SSQ2相似，为一套陆棚-盆地沉积，厚度与台地相比明显减小，地层厚度很薄，没有暴露。SSQ3产Lotag⁃nostas asiaticus-Hedinaspis带，Irvingella-Sinoprocera⁃topyge kiangshanensis带，Prochuangia带，Glyptagnos⁃tus stolidotus-Liostracina带，Buttsia-Cyclagnostus带。可与巴楚-麦盖提-塔中及塔北对比。
整体看，除塔参1井由于基底隆起未沉积SSQ1外，SSQ1～SSQ3在整个塔里木盆地都可对比追踪，只是区域上厚度有所变化，总体趋势是塔中、巴楚-麦盖提东段，阿瓦提地区厚度较大，由台地区向东至满加尔地区，厚度减薄趋势缓
