三叠

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一、三叠系

1.1三叠系地层及层序地层格架

1.1.1三叠系地层划分

三叠系划分为柯吐尔组、阿克库勒组和哈拉哈塘组

1.1.1.1下三叠统柯吐尔组

岩性组合:上部以巨厚层灰色泥岩为主,夹薄层灰黄色、灰色灰岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩;下部以薄~巨厚层棕色、灰色、浅灰色、白色、浅红色含砾中砂岩、粗砂岩、泥质粗砂岩、中砂岩、泥质中砂岩、粉~细砂岩、粉砂岩为主,夹薄~厚层红色、灰色泥岩、砂质泥岩。

电性特征:深、浅侧向电阻率曲线上部呈宽缓微齿状,下部呈不规则齿状,0.67Ω.m~3.94Ω.m,平均1.53Ω.m。自然伽马曲线上部呈微齿状,下部呈不规则尖齿状,51.55API~168.32API,平均75.73API。

1.1.1.2中三叠统阿克库勒组

岩性为中厚层~巨厚层红色、灰色泥岩、粉砂质泥岩与中厚层~巨厚层红色含砾细砂岩、泥质细砂岩、中厚层~厚层灰色粉砂岩、泥质粉砂岩略等厚互层。

电性特征:深、浅侧向电阻率曲线呈块状、钝齿状,0.67~2.28Ω.m,平均1.44Ω.m。自然伽马曲线呈不规则小齿状,60.47~129.63API,平均82.32API。

1.1.1.3上三叠统哈拉哈塘组

为一大套巨厚层红色、黄色、灰绿色泥岩、粉砂质泥岩。电性特征:深、浅侧向电阻率曲线呈宽钝齿状,0.39~2.09Ω.m,平均1.35Ω.m。自然伽马曲线呈不规则微齿状,51.44~142.24API,平均75.26 API。

1.1.2三叠系层序地层格架建立

塔里木盆地台盆区三叠系残留面积约为20×104km2,地层厚度在400~1000m之间,其层序地层研究程度及前人研究认识差异较大。张希明(1996,1997)对塔里木盆地北部中、新生代层序划分中,将整个三叠系划分为1个超层序组。傅恒等(2002)在“九五”期间对整个塔里木盆地三叠系进行研究,将三叠系划分为2个长周期、3个中周期及9个短周期。吕雪雁等(2002)和顾家裕等(2003)对塔里木盆地台盆区开展的三叠系层序划分及有利勘探区预测,共识别出5个三级层序、10个体系域。高岩等(2004)将整个塔里木盆地三叠系划分为1个超层序,进一步按照早三叠世早期、早三叠世晚期、中三叠世和晚三叠世4个时期划分为4个三级层序。郭建华等(2008)将阿克库勒地区三叠系划分为6个三级层序和14个体系域。

导致上述不同划分方案的原因在于,不同学者研究的范围不同和采用的层序地层理论学派不同。有些学者在整个台盆区开展了层序地层研究,仅建立了二级层序地层格架。有些学者在局部建立了高精度层序地层格架,但由于未从全盆的角度出发,划分出的高级别层序难以与全盆层序的研究成果进行对比。多数学者出于资料条件的限制,仅采取露头结合少量钻井进行层序地层研究,难以得到准确的等时地层格架。在研究中,不同学者采用了经典层序地层学或高分辨层序地层学理论,采用的术语及划分结果也不同。

本次研究采取局部与整体结合、钻井与地震结合,充分应用区域地震剖面进行全盆层序格架的整体解释,并参考古生物标志,最终在台盆区自下而上识别出T48、T46a2、T46a1、T46h、T46等5个层序界面,将三叠系厘定为T-SQ1~T-SQ4共4个三级层序(表3-1-1)。

表3-1-1 台盆区三叠系层序地层划分方案

系 统 前人地层划分方案 本次地层、层序划分方案

塔北地区 塔中地区 全盆 三级层序 地震反射底界面

系 上统 哈拉哈塘组 哈拉哈塘组 T-SQ4 T46h

中统 阿克库勒组 哈拉哈塘组

阿克库勒组 T-SQ3 T46a1

T-SQ2

T46a2 柯吐尔组 阿克库勒组

下统 柯吐尔组 柯吐尔组 T-SQ1 T48

代表井 塔深1井 唐古1井 1)区域地震层序界面及格架特征

(1)过Z11-TP16井(TLM-Z40)SN向剖面

TLM-Z40测线横跨塔中和塔河两个主力勘探区块,体现台盆区南北向层序界面标志及结构特征如下(图3-1-2)。

三叠系底面T48为一个区域角度不整合面,界面之下削截反射终止遍及剖面北部,且向北下伏地层遭受剥蚀缺失程度增加,反映二叠系沉积之后,北部遭受了强烈抬升剥蚀过程。界面之上,见向塔河地区上超终止以及T-SQ1层序的高位体系域下超终止类型。

三叠系顶面为与不同时代地层接触的区域性角度不整合面。在北部S112-TP16井区与侏罗系接触(T46);在S112-Z11井区与白垩系接触(T40);在Z11井以南与古近系接触(T30)。除了南部广泛的削截终止之外,在MX1-HD4井区还见顶超反射终止类型。以上特征反映了研究区三叠纪同沉积及沉积后历经了南翘北掉的构造变形过程,并造成了三叠系各个层序南部遭受不同程度剥蚀。

图3-1-2 台盆区TLM-Z40南北向测线T-J地震层序解释

三叠系内部3个界面之上普遍见向北的上超终止。界面之下,南部见少量削截,北部常见顶超反射。其中,T-SQ1层序为向南前积及顶超;T-SQ3、T-SQ4见向北前积和顶超。

层序结构上,TLM-Z40测线T-SQ1~T-SQ3层序内,均见2根连续的同相轴向北上超终止,分别对应于初泛面和最大湖泛面,由此识别的低位体系域主要分布在南部塔中地区,而满西1井以北地区广泛暴露;而后,湖扩体系域时期,湖盆范围向北迅速扩张;高水位时期,塔河地区才被湖水广泛覆盖,T-SQ1、T-SQ3层序高位体系域主要分布在剖面北部,具高位前积反射。T-SQ4层序分布在中11井以北地区,低位和高位具向北前积反射结构。

以上层序格架特征表明,一个三级层序发育时期,坳陷的沉降中心呈现向北迁移的过程。层序发育初期(低水位时期),盆地范围小,盆地沉降中心位于南部塔中地区;湖扩体系域时期,盆地范围迅速扩大,地层大步幅的向北超覆;高水位时期,T-SQ1、T-SQ3层序高位体系域主要分布在剖面北部,沉降中心位于MX1井及以北地区,总体反映北部沉降、南部抬升的基底变形特点。

(3)过胜利1井SN向剖面

该剖面揭示了阿瓦提坳陷西部三叠系层序结构特点(图3-1-4)。该区侏罗系缺失,三叠系顶、底均为区域性削截不整合面。

三叠系底面T48界面之下,二叠系北部遭受剥蚀量逐渐增加;界面之上见三叠系向北上超尖灭,中南部见向南的前积反射和下超终止,总体反映三叠纪之前北部抬升幅度大和三叠纪初期北高南低的古地貌特点。

三叠系顶面大部分上覆白垩系(T40),南部上覆古近系(T30)。界面之下,剖面南、北部均见三叠系遭受挤压抬升剥蚀,造成上部地层缺失,而凹陷中部三叠系4个层序保存较完整。界面之上见白垩系向南上超尖灭,反映出白垩纪初期南高北低的古地貌背景。总体上,三叠系顶/底界面特征显示了古地貌的变迁,这种变迁是区域构造应力场转变的结果。

三叠系内部T46a2界面:界面之下剖面北部见削截,向中南部变化为顶超;界面之上,北部见上超,中南部变化为前积下超,南部见少量上超终止。T46a2界面上、下反射终止类型以及中南部向南的平缓前积反射,反映了T-SQ1层序发育时期研究区北部为一个宽阔的缓坡。

T46a1界面:在研究区中南部,界面之下见顶超,界面之上见向南的下超终止。

T46h界面:在研究区中部,界面之下见顶超。

内幕结构上,该剖面中部T-SQ1至T-SQ3均向南的平缓前积反射,以高位前积反射为主;T-SQ1、T-SQ2还发育低位前积反射。

图3-1-4 台盆区过胜利1井SN向剖面T-J地震层序解释

(4)过塔中3-古隆1-满1-草6井SN向剖面

该剖面位于盆地东侧,侏罗系在剖面北部满1-草6井区发育。三叠系底面T48、顶面T46和白垩系底面T40均为区域性重大不整合面(图3-1-5)。

T48界面之下削截反射遍及整个剖面,也具有剖面北部遭受抬升、剥蚀量大的特点。

T46界面位于剖面北部,界面之下三叠系遭受挤压褶皱变形和大量削截剥蚀,褶皱轴部三叠系地层减薄甚至全部剥蚀缺失,反映三叠系同沉积期及之后研究区历经强烈的挤压作用。

T40界面之下以剖面中部三叠-侏罗系遭受隆升剥蚀为特征,并直接导致三叠系T-SQ3至T-SQ4在古隆1井北全部缺失。

在三叠系内部,满1井的南部常见地层向褶皱隆起减薄和上超尖灭,以及从褶皱隆起向凹陷中心的前积反射,反映挤压作用具有同沉积性质。

图3-1-5 台盆区过塔中3-古隆1-满1-草6井SN向测线T-J地震层序解释

综合以上南北向区域剖面层序格架特点,塔中地区三叠系下部T-SQ1~T-SQ2层序厚度大,发育完整;上部T-SQ4层序由于同沉积隆升和后期抬升剥蚀,地层减薄乃至全部缺失。相反,塔北-塔河地区三叠纪早期为向南倾伏的古地貌斜坡,T-SQ1~T-SQ2层序大量减薄乃至超覆尖灭;三叠纪晚期挠曲沉降幅度大,上部SQ4层序发育保存完整。两个地区地层发育、保存程度的不同是台盆区“跷跷板式”构造变形的结果。

(5)过胜利1-满西1-顺1井SEE向剖面

该剖面侏罗系缺失,三叠系顶、底均为区域性不整合面(图3-1-6)。

三叠系底面T48界面之下,剖面自西向东下伏地层遭受剥蚀逐渐增加,显示三叠纪之前东部抬升幅度大;界面之上见三叠系向西的前积和下超终止。

三叠系顶面T40界面之下,东部见三叠系遭受强烈挤压和抬升剥蚀,顺1-满西1井部位见向西的高位前积反射及顶超;界面之上见白垩系向东、西两侧上超终止。

三叠系内部T46a2:界面之下顺1-满西1井部位见向西的前积和顶超终止。

T46a1界面:界面之下在顺1-胜利1井见向坳陷中央的前积反射和顶超终止;界面之上,剖面东部见广泛的下超终止。

T46h界面:界面之下见向盆地中心的前积反射及顶超;界面之下见少量下超终止。

内幕结构上,4个层序均细薄东厚。剖面东部,T-SQ1至T-SQ3层序体系域发育较齐全,大型前积反射十分发育,对应于低位、高位体系域;T-SQ4层序薄,低位体系域见下切谷,高位体系域缺失。剖面西部,地层薄,低位体系域普遍缺失。剖面东部地层厚、大型前积反射表明东部挤压作用较强,造成的挠曲沉降幅度大和丰富的物源供给。相反,剖面西部地层薄、少量向东的前积反射,说明西部挤压作用弱,造成的挠曲沉降幅度小和少量物源供给。

图3-1-6 过胜利1-满西1-顺1井SEE向测线三叠系地震层序解释

(6)过阿满2-塔中49-古隆1井SEE向剖面

该区侏罗系缺失,三叠系顶面T40、底面T48界面均为区域性削截不整合面(图3-1-7)。

底面T48界面之下,见广泛的削截终止,且自西向东下伏地层遭受抬升剥蚀量增加;界面之上见三叠系向西大型前积反射和下超终止。

顶面T40界面之下,剖面东部见三叠系遭受强烈抬升剥蚀,造成东部T-SQ3大量减薄和T-SQ4全部缺失,TZ49-AM2井区见向西的大型前积反射及顶超;界面之上见白垩系向东的广泛上超终止。

三叠系内部T46a2界面之下,发育向西的大型前积反射和顶超终止,几乎波及整个剖面。T46a1界面之下见少量的向西前积反射和削截、顶超终止。T46h界面之下发育两侧向盆地中心的前积反射及顶超;界面之上见少量下超。

内幕结构上,以大型前积反射(尤其是向西的前积反射)广泛发育为特征,对应于低位、高位前积反射。除了T-SQ1层序之外,其它层序低位体系域普遍缺失。