塔里木盆地西南地区(简称塔西南)白垩系露头沿喀什— 和田公路呈狭长条带分布 (图 1)。下白垩统多为陆相地层, 上白垩统中亚地区自西向东的海进导致乌恰以西至和田区域内的浅海相沉积。出版的系列论著(郝诒纯和曾学鲁, 1984; 郝诒纯等, 1986, 1987; 唐天福等, 1989, 1992; 雍天寿等, 1989; 郭宪璞, 1990, 1991; 蓝琇等, 1990; 潘华璋等, 1991; 张一勇和詹家桢, 1991; 贾承造等, 1995; 杨恒仁等, 1995; 王永和傅德荣, 1996; 赵治信等, 1997; 焦养泉等, 1998; 彭阳等, 2002; 张惠良等, 2002; 贾承造等, 2004a, 2004b; 孙龙德, 2004; 贾进华, 2009)在划分白垩系岩石地层和生物地层的基础上(表 1), 也深入地探讨了构造运动、沉积旋回、生物群落以及古地理格局的演化。近年来由于钻井点位的增加以及综合勘探技术、特别是物探覆盖面的扩展, 油气勘探取得了重大进展, 中国石油塔里木油田分公司于2010年在柯东1井上白垩统中发现高产工业油气流。目前新区勘探面临的主要问题之一是厘定塔西南白垩系油气分布的相控成藏靶区, 细化的古地理重建是其关键。笔者以塔西南多个露头和钻井剖面的岩相特征及沉积序列为基础, 对各沉积时间段进行区域沉积相分析, 较之以往的研究成果, 文中的沉积相分析涉及的剖面最多且资料详实。

图1

Fig.1

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	图1 塔西南地理位置及剖面分布Fig.1 Location of southwestern Tarim Basin and distribution of sections

表1

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表1(Table1)

表1 塔西南白垩系划分沿革 Table1 Division and correlation of the Cretaceous in southwestern Tarim Basin

表1 塔西南白垩系划分沿革 Table1 Division and correlation of the Cretaceous in southwestern Tarim Basin

塔西南白垩系岩石地层单元的划分对比基本采用周志毅等(1990)建立的地层系统、生物序列划分对比方案, 地层序列自下而上划分为:

下白垩统克孜勒苏群(K₁kz)普遍不整合或假整合于中、下侏罗统或更老地层之上, 以陆相沉积为主, 富含棕红色砂砾岩夹少许灰绿色块状石英砂岩、石英质杂砂岩、粉砂岩、泥岩和砾岩, 可次分为4段:1段在昆仑山前仅见于同由路克剖面, 粒度较粗, 为冲积扇— 辫状河三角洲砂砾岩段; 2段为砂砾岩— 砂泥岩段; 3段粒度较细, 为砂岩夹薄层泥岩段; 4段为泥岩夹砂岩段。

上白垩统见海相的英吉沙群在南天山山前断续分布, 在昆仑山前西带向东南延伸到叶尔羌河, 可依次分为:

库克拜组(K₂k)与克孜勒苏群呈整合或不整合接触, 常见深灰、灰绿色泥岩、膏泥岩及暗红色中细砂岩、砾岩间夹薄层状石膏岩和泥灰岩, 富含海相藻类、牡蛎、海扇、固着蛤、腹足类、菊石、海胆、有孔虫、介形类、苔藓虫、龙介虫、钙藻、颗石藻类、沟鞭藻、疑源类及孢粉化石。一般厚100~200 m, 少量达400~500 m。库克拜组为上绿下红两段。

乌依塔格组(K₂w)与下伏库克拜组整合接触, 以岩层的颜色突变红色为界线, 多为棕红色、红褐色(含膏)泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩; 含颗石藻、孢粉等化石; 岩性较为稳定但厚度变化极大(6~110 m); 叶城凹陷西缘(东昆仑山前带)多为暗紫色泥岩夹薄层石膏及灰绿色泥岩条带, 下部夹棕红色粉细砂岩, 厚度9~37 m, 克里阳以东缺失该组; 在喀什凹陷北缘(南天山前带)主要为紫红色泥岩夹灰绿色钙质砂岩、粉晶白云岩、泥灰岩, 灰质增多, 并含丰富的海湾类型沟鞭藻、疑源类化石, 一般厚60~100 m。

依格孜牙组(K₂y)与下伏乌依塔克组紫色砂泥岩整合接触, 岩性为红灰色、灰红色、灰色块状灰岩、白云质灰岩; 富含多种海相动物及钙藻类化石, 以含大量固着蛤生物灰岩最为特征, 厚5.6~140 m; 喀什凹陷西缘(西昆仑山前带北段)横向变化较大:到叶城凹陷北部西缘(东昆仑山前带北段)的和什拉甫剖面和赛格尔塔什剖面厚度减薄; 叶城凹陷南部西缘(东昆仑山前带南段)克里阳和玉力群一带, 厚度迅速变小, 由褐红色砾屑灰岩和灰白色的灰岩、粗砾屑灰岩组成; 克里阳以东的普司格至皮牙曼则缺失本组。

吐依洛克组(K₂t)与依格孜牙组碳酸盐岩整合接触, 主要为棕红色泥岩、红色膏泥岩夹薄层白色石膏或棕红色泥质粉砂岩或粗砂岩和细砾岩; 富含固着蛤、苔藓虫、棘皮动物、腕足类、有孔虫及介形类等砾屑与砂屑; 从南天山前带到西昆仑山前带的岩性相近但厚度变化较大, 南天山前带厚度37~89 m, 昆仑山前带厚数米至30 m左右。

塔西南白垩系海、陆沉积纵横相变特别明显, 沉积物颗粒组成和层理类型是判别沉积相的重要标志。综合Pettijohn(1977)、焦养泉等(1998)、Aspler等(2004)、Twidale(2004)对扇三角洲、河流、湖泊体系以及Reading(1996)与Flü gel(2004)对浅海相沉积模式的总结分析, 对塔西南岩相类型(表2)和指相意义综述如下。

表2

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表2(Table2)

表2 塔西南白垩系岩石类型、赋存层位和沉积环境 Table2 Rock types, bearing units and sedimentary environments of the Cretaceous in southwestern Tarim Basin

表2 塔西南白垩系岩石类型、赋存层位和沉积环境 Table2 Rock types, bearing units and sedimentary environments of the Cretaceous in southwestern Tarim Basin

冲积扇以棕红色、红褐色粗碎屑砾岩、砂砾岩及砂岩、泥岩混杂沉积为主, 粒度较粗, 分选较差, 磨圆差— 中等, 见大型平行层理、交错层理或粒序层理, 少见化石。冲积扇根部见杂基支撑的灰红色块状、分选极差的砾、砂、泥混杂体; 扇中为颗粒支撑的褐红色— 棕红色中粗粒砂砾岩, 发育大型槽状交错层理、平行层理和底冲刷构造(图 2-a, 2-b, 2-c); 扇缘最显著特征是呈席状且结构成熟度较低的褐红色中薄层粉砂岩、泥质粉砂岩。

图2

Fig.2

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	图2 塔西南白垩系野外剖面照片Fig.2 Field photos of the Cretaceous in southwestern Tarim Basin

辫状河三角洲前缘亚相中的微相河口坝和天然堤等高能水流相带形成粉砂— 细砂岩的波状层理, 并与平行层理、交错层理伴生。楔状、槽状(图 3-g)、板状(图 3-h)交错层理多见于水动力相对较强的河道, 沙纹交错层理多见于天然堤、决口扇、河口坝。

图3

Fig.3

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	图3 塔西南白垩系碳酸盐岩和膏岩类型及沉积环境Fig.3 Types of carbonate and gypsum rocks and their sedimentary environments of the Cretaceous in southwestern Tarim Basin

冲积扇— 辫状河三角洲沉积体系常见砾岩— 砂砾岩, 以棕红色、灰褐色和杂色中细砾岩为主, 砾石成分见砂岩、石英岩、硅质岩、泥砾和钙质结核, 多分选差, 磨圆差到中等, 仅少量磨圆较好(图 2-d, 2-e, 2-f), 构成大型槽状交错层理、平行层理以及粒序层理, 主河道季节性洪水快速沉积, 多呈透镜状, 具明显的冲填构造, 褐红色中、粗砾岩颗粒支撑且分选性和层理较差, 单层厚度2~10 m,

且无定向排列, 单个河道充填砂体厚度一般为1~5 m, 自下而上由多个正韵律旋回组成。粉砂质泥岩和泥岩多指示冲积扇扇缘漫流沉积、辫状河三角洲分流河道间湾、浑水潮坪的潮上带(图 2-g)、潮间带等低能区。

浑水潮坪的潮上带常发育膏泥坪、膏质砂泥坪沉积, 以棕红色、红褐色中薄层状膏质泥岩(图 2-h; 图3-f)、泥质粉砂岩夹薄层细砂岩、白色石膏层为主, 可见波状层理、水平层理发育。潮间带常发育潮间砂泥坪、灰泥坪沉积, 以灰绿色、绿灰色中薄层状泥岩、灰质泥岩、粉细砂岩夹中薄层状泥晶灰岩、生屑灰岩及含泥白云岩。水平层理及灰色、灰绿色及棕褐色泥岩、膏泥岩、砂质泥岩等指示低能环境。

碳酸盐岩局限台地以泥状灰岩、含生屑泥状灰岩为主, 其次为内碎屑灰岩、生屑灰岩及灰质白云岩, 呈灰色、红灰色, 中厚层至块状, 缺乏沉积构造; 开阔台地颗粒主要为原地堆积的正常海相化石碎片及砂屑, 多呈灰色、红灰色, 中厚层至块状, 缺乏沉积构造, 含风暴砾屑。生屑灰岩以亮晶胶结为主(图 3-a), 亦含少量泥晶充填(图 3-b, 3-c, 3-d, 3-e), 多形成于水流能量中— 高的障壁滩坝、生屑颗粒滩或生物礁侧翼, 常见有孔虫、苔藓虫、介形类、腹足类、腕足类等, 少量藻团块及藻砂屑, 颗粒具定向或杂乱堆积, 常与砂屑、鲕粒、藻灰结核等共生, 亮晶胶结和泥晶基质均有。

塔西南早白垩世的沉积以陆相占主导, 喀什凹陷南部西昆仑山前为以河道沉积为主的棕红色碎屑岩, 喀什凹陷北部古天山山前为山麓堆积和河流相的褐红色、灰绿色碎屑岩, 期间的乌鲁克恰提— 乌恰东部较低洼处为河湖相的棕红色、灰绿色细碎屑岩。晚白垩世中亚地区海水自西向东的入侵, 海相层段频繁出现且断续分布于南天山山前, 在昆仑山前扩展到叶尔羌河, 叶尔羌河东南的东昆仑山前叶城凹陷为海陆交互带, 从乌恰县以西直至东部和田地区形成开阔浅海或局部滞流环境为主的灰绿色泥岩、介壳灰岩与潟湖相石膏与红色膏泥岩沉积。