塔里木盆地塔河地区中下奥陶统鹰山组碳酸盐岩层系内幕不整合识别特征<sup>*</sup>

卫端, 高志前, 杨孝群, 孟苗苗, 陈跃, 董振坤, 王珊珊. (2017)塔里木盆地塔河地区中下奥陶统鹰山组碳酸盐岩层系内幕不整合识别特征^* [J]. 古地理学报, 19(3): 457-468
Wei Duan, Gao Zhiqian, Yang Xiaoqun, Meng Miaomiao, Chen Yue, Dong Zhenkun, Wang Shanshan. (2017)Identification methods and features of unconformity within carbonate successions of the Lower-Middle Ordovician Yingshan Formation in Tahe area,Tarim Basin[J]. Journal Of Palaeogeography, 19(3): 457-468. DOI:10.7605/gdlxb.2017.03.035 复制到剪切板

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塔里木盆地塔河地区中下奥陶统鹰山组碳酸盐岩层系内幕不整合识别特征^*

卫端^1,², 高志前^1,², 杨孝群^1,², 孟苗苗^1,², 陈跃³, 董振坤^1,², 王珊珊^1,²

1 中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083

2 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京 100083

3 中国石化勘探开发研究院无锡实验地质研究所,江苏无锡 214151

第一作者简介卫端,男,1990年生,中国地质大学(北京)硕士研究生,研究方向为层序地层学和沉积学。通讯地址: 北京市海淀区学院路29号中国地质大学(北京)能源学院。E-mail: weiduancugb@qq.com。

通讯作者简介高志前,男,1978年生,博士,教授,主要从事碳酸盐沉积学和层序地层学方面的教学和研究。E-mail: gzq@cugb.edu.cn。

收稿日期:2016-10-23

基金:*国家自然科学基金项目(编号: 41102087),国家重点基础研究发展计划项目(编号: 2012CB214802)和国家科技重大专项(编号: 2011ZX05005-002-010HZ,2011ZX05009-002)联合资助

摘要

为论证T⁶₇界面性质并探索碳酸盐岩层系不整合的识别方法,文章综合利用柯坪—巴楚地区露头和塔河地区钻井、测井和地震资料,研究了塔里木盆地塔河地区中下奥陶统鹰山组内幕不整合面T⁶₇。在露头上, T⁶₇界面表现为岩相转换面,但在不同剖面的暴露强度存在差异。在地化数据上, T⁶₇不整合面之下碳酸盐岩地层碳氧同位素值出现明显偏负; Sc, Co, Ni, Ba, U, Sr等微量元素表现出同样的特点,而 Li和 V在T⁶₇界面之下富集。在自然伽马测井与自然伽马能谱测井曲线上, T⁶₇不整合面之下的鹰山组下段自然伽马测井曲线明显较界面之上的鹰山组上段齿化剧烈,经过滤波处理的 Th/U曲线在T⁶₇界面处呈现出明显的低值。在地震剖面上,难以从地震同相轴反射终止现象中识别出T⁶₇界面,但“串珠”状反射沿T⁶₇不整合面发育,这些串珠状反射被解释为与喀斯特作用相关的岩溶洞穴。T⁶₇界面属于海平面相对下降形成的短暂暴露面( <1, Ma),其主要受控于海平面升降和古地貌,在塔河不同区域的暴露、剥蚀强度不同,强暴露区主要位于中东部,弱暴露区域主要位于西北部。T⁶₇不整合面对塔河地区鹰山组内幕碳酸盐岩储集层发育具有重要意义,既可为层间岩溶的发育提供条件,亦可与断裂构成连通体系为大气淡水提供通道,从而对塔河地区深部碳酸盐岩储集层起到积极的改造作用。

关键词: 塔里木盆地; 塔河地区; 奥陶系; 鹰山组; 不整合面

中图分类号:P588.24⁺5 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2017)03-0457-12

Identification methods and features of unconformity within carbonate successions of the Lower-Middle Ordovician Yingshan Formation in Tahe area,Tarim Basin

Wei Duan^1,², Gao Zhiqian^1,², Yang Xiaoqun^1,², Meng Miaomiao^1,², Chen Yue³, Dong Zhenkun^1,², Wang Shanshan^1,²

1 School of Energy Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083

2 Ministry of Education Key Laboratory of Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Enrichment Mechanism,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083

3 Research Institute of Experimental Geology,CNSPC,Wuxi 214151,Jiangsu;

About the first author Wei Duan,born in 1990,is a M.S. degree candidate in China University of Geosciences(Beijing). His research field is carbonate sedimentology and sequence stratigraphy. E-mail: weiduancugb@qq.com.

About the corresponding author Gao Zhiqian,born in 1978,doctor,is a professor in China University of Geosciences(Beijing). He is mainly engaged in the study of carbonate sedimentology and sequence stratigraphy. E-mail: gzq@cugb.edu.cn.

Fund:[Co-funded by the National Natural Science Foundation of China(No.41102087), the National 973 Program of China(No.2012CB214802) and National Science-Technology Major Project of China(Nos.2011ZX05005-002-010HZ,2011ZX05009-002)]

Abstract

This paper integrates outcrops,well log and seismic data to describe the features of unconformity T⁶₇ within the Yingshan Formation in Tahe area, Tarim Basin. The unconformity T⁶₇ is characterized by lithofacies transitional surface at outcrops. δ¹³C and δ¹⁸O values below the unconformity T⁶₇ are significantly more negative,the same as the trace elements of Sc,Co,Ni,Ba,U,and Sr. The contents of Li and V below the unconformity T⁶₇ are relatively high. The GR logs in the lower part of the Yingshan Formation are more variable and have higher values. The Th/U values amended by filtering method are low at the section of unconformity T⁶₇ . It is difficult to identify the unconformity T⁶₇ based on the phenomena of reflection termination such as truncations,onlap and toplap in seismic profile,but some “beads-like” reflection anomalies are found along the unconformity T⁶₇ surface. These “beads-like” reflections are interpreted to indicate karst-relate palaeo-caverns. The unconformity T⁶₇ results from a short-term exposure(<1,Ma)and is controlled by sea-level changes and the palaeogeomorphology. The exposure degree of the unconformity T⁶₇ is variable in Tahe area,with the largest in the middle-east part,and the lowest in the northwest part. The unconformity T⁶₇ has great importance for the formation of carbonate reservoirs in the Yingshan Formation. It not only can provide the geological background for the interlayer karst development,but also can connect the fracture system to provide channels for the meteoric water flowing.

Key words: Tarim Basin; Tahe area; Ordovician; Yingshan Formation; unconformity

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塔里木盆地奥陶系发育多个不同级别的不整合, 其中一级不整合(例如 $\begin{matrix} T_{7}^{4} \end{matrix}$ )是由大规模的构造运动或者海平面下降形成的暴露剥蚀面, 其遭受暴露剥蚀可持续10~100, Ma(Embry, 2009), 一级不整合面在盆地范围内广泛发育, 可以造成1500~2000, m厚的剥蚀量(Li et al., 2012)。二级不整合面(例如 $\begin{matrix} T_{7}^{5} \end{matrix}$ )一般由海平面下降或局部的构造运动造成, 其遭受暴露剥蚀时间为1~10, Ma(何治亮等, 2014), 二级不整合面在盆地的不同区域具不同的表现形式。三级不整合面只有在局部隆起区具有角度不整合接触关系, 由海平面短期下降所形成(< 1, Ma)(Gao et al., 2016a)。前人的研究多集中在 $\begin{matrix} T_{7}^{4} \end{matrix}$ , $\begin{matrix} T_{7}^{5} \end{matrix}$ 等高级别(一级和二级)不整合(邓胜徽等, 2008; 何碧竹等, 2011), 而 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 等低级别(三级)不整合研究程度很低(于红枫等, 2011)。2011年中石油在塔中北斜坡下奥陶统内部低级别不整合附近发现了特大型凝析气田(王招明等, 2011), 2014年中石化在顺南地区下奥陶统内部发现油气藏, 这使塔里木盆地低级别不整合的研究才被重视起来, 但如何识别这些缺少明显角度接触关系的不整合成为目前的研究难点之一。

奥陶系鹰山组在塔里木盆地广泛分布, 为浅灰、深灰色薄— 厚层状泥晶灰岩、藻粘结灰岩、亮晶砂屑灰岩, 局部夹薄层白云岩。 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 是发育于鹰山组内部的低级别不整合面, 其对于鹰山组内幕储集体的发育意义重大。塔河地区位于塔里木盆地北部(图 1), 构造位置位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起, 北依轮台断裂, 东邻草湖凹陷和满加尔坳陷, 西接哈拉哈塘凹陷, 南靠顺托果勒隆起; 柯坪— 巴楚露头区奥陶系发育齐全, 出露完整, 是塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩研究的经典地区。塔河油田下奥陶统和柯坪— 巴楚野外露头下奥陶统在地层、岩性和沉积环境上, 具有良好的一致性, 构造演化具有可比性, 两者的缝洞型碳酸盐岩储集体具有很高的相似性, 可以进行很好地对比研究(陈鑫, 2010; Gao and Fan, 2015)。作者综合利用露头、钻井、测井、地震和地化资料对 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面进行研究, 旨在探索碳酸盐岩层系低级别不整合的识别方法, 总结低级别不整合识别标志, 分析不整合的发育特征及分布规律, 概括其对碳酸盐岩储集层发育的影响。

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	图1 塔里木盆地柯坪— 巴楚露头区及塔河地区构造位置Fig.1 Tectonic location of Kalpin-Bachu area and Tahe area in Tarim Basin

1 不整合识别标志

1.1 露头资料

选取塔里木盆地西北缘巴楚地区达板塔格剖面和柯坪地区蓬莱坝剖面进行研究(图 2, 图3, 图4)。柯坪地区和巴楚地区在寒武纪至早中奥陶世沉积构造背景相似, 从中晚奥陶世开始, 才出现构造分异、差异演化的特点(冯增昭等, 2000; 姜海健等, 2015)。柯坪— 巴楚地区鹰山组沉积地层由南向北沿达板塔格剖面— 蓬莱坝剖面厚度呈明显减薄趋势。前人研究认为鹰山组沉积时期达板塔格剖面属于台地相区而蓬莱坝剖面属于缓坡相区(赵宗举等, 2009; 胡明毅等, 2010; 韩杰等, 2015), 沉积背景的差异造成了 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面在2个剖面上具有不同的表现形式。

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图2 塔里木盆地达板塔格剖面鹰山组及

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

界面特征
a—

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

不整合面宏观照片; b—

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

不整合近景, 显示界面起伏不平; c—

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

不整合之下浅红色薄层含砂屑藻白云岩, c1为隐藻灰岩; c2为含藻砂屑白云岩; d— 鹰山组上段“ 藻灰岩— 砂屑灰岩” 沉积旋回, d1为藻灰岩; d2为亮晶藻砂屑灰岩Fig.2 Characteristics of unconformity

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

and the Yingshan Formation at Dabantage outcrop in Tarim Basin

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图3 塔里木盆地蓬莱坝剖面鹰山组及

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

界面特征
a—

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

不整合面宏观照片; b—

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

不整合面近景, 浅红色薄层风化壳; c— 鹰山组下段“ 泥晶砂屑灰岩— 含砾砂屑灰岩” 沉积旋回; d— 鹰山组下段灰黑色砂屑灰岩; e— 鹰山组上段高频旋回, 旋回顶部溶蚀孔洞发育; f—

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

不整合面之上第8个完整沉积旋回近景Fig.3 Characteristics of unconformity

\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}

and the Yingshan Formation at Penglaiba outcrop in Tarim Basin

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	图4 塔里木盆地达板塔格剖面— 蓬莱坝剖面鹰山组沉积模式Fig.4 Sedimentary model of the Yingshan Formation at Dabantage and Penglaiba outcrops in Tarim Basin

巴楚达板塔格剖面鹰山组出露点位于巴楚县达板塔格永安坝水库东(图 1), 其鹰山组出露完整且沉积厚度较大, 可分为2段: 上段为灰色— 深灰色中薄层藻灰岩、泥晶灰岩夹灰色— 浅灰色中层状粉细晶含藻白云岩, 偶见灰黑色硅质岩薄层或条带, 该段地层下部产大量牙形刺, 为Paroistodus proteus带(或Serratognathus diversus带), 对应下奥陶统玉山阶下部^①; 下段为灰色— 浅灰色中— 薄层白云岩、藻灰岩夹砂屑灰岩(图 4), 该段地层底部产小型角石Hopeioceras styliforme, 所产牙形刺包含2个组合(带), 下为Scolopodus tarimensis Fauna, 上为Paroistodus cf. originalis带, 依据本组生物组合, 完全可与柯坪地区同名组段对比, 属中奥陶统大湾阶^①。 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面起伏不平, 表现为岩相组合转换面, 界面处为风化呈红色的薄层的藻砂屑云岩, 顺层溶孔发育(图 2-a, 2-b, 2-c)。 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之下地层呈现出明显的旋回性, 单个旋回厚度30~50, cm, 由下部的藻灰岩向上过渡为含藻砂屑白云岩(图 2-c1, 2-c2), 整体为局限台地潮下藻席— 潟湖环境。 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之上地层亦呈现出明显的旋回性, 单个旋回厚度有所增大, 且由下向上呈现出“ 藻灰岩” 或“ 藻灰岩— 藻砂屑灰岩” 的岩相组合样式(图 2-d1, 2-d2), 在旋回上部可见砂屑灰岩, 整体云质含量明显减少, 为开阔台地潮坪沉积。

蓬莱坝剖面位于塔里木盆地西缘阿克苏地区(图 1), 其鹰山组出露相对完整, 顶部略有剥蚀, 是研究塔里木盆地鹰山组海相沉积的典型剖面。蓬莱坝剖面 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面上下地层整合接触, 界面起伏不明显(图 3-a), 为厚约20, cm的浅红色薄层状钙泥质砂屑灰岩, 顺层可见方解石条带(图 3-b)。鹰山组下部整体为开阔台地潮下带夹风暴滩沉积, 以发育浅黄色薄层状含云砂屑灰岩为特征(图 3-c), 偶见薄层状灰黑色含砾白云质砂屑灰岩(图 3-d)。 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之上藻含量增加, 岩性以浅灰色中层块状藻灰岩为主, 溶蚀孔洞顺高频旋回顶部发育(图 3-e), 整体为开阔台地潮下低能藻席沉积。

对比发现, 达板塔格剖面中 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面轻微起伏, 且可见到溶蚀孔洞。说明达板塔格剖面中 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面的暴露、剥蚀强度大于蓬莱坝剖面。究其原因主要是由于达板塔格剖面整体处于台地相沉积背景(图 4), 从鹰山组下段局限台地过渡到鹰山组上段开阔台地, 受海平面变化影响较强; 而蓬莱坝剖面整体处于缓坡沉积背景, 水体相对较深, 受海平面变化影响有限。

1.2 同位素和微量元素数据

用于碳氧同位素和微量元素测试分析的样品取自TS1井、TS2井、TS3井、S88井、YQ5井和YQ6井(图 1)。依据各井取心数据可知, 样品均匀分布于整个鹰山组。碳氧同位素分析实验和微量元素检测实验均由中核集团核工业北京地质研究院完成。碳氧同位素测试依据同位素质谱分析法, 测试误差为± 0.02‰ , 微量元素测试依据高分辨电感耦合等离子体质谱法, 所用仪器型号为: NexION300D 等离子体质谱仪, 测试误差为± 3%。

1.2.1 同位素沉积有机质在深水环境下易于保存, 其含碳同位素以δ ¹²C为主, 因此会造成所沉积的碳酸盐岩中δ ¹³C值相对增大, δ ¹³C相对大小与海平面升降呈正相关, 可以用来指示海平面的变化(Miriam and Vincen, 2000; Jiang et al., 2001)。此外, 碳同位素随地质年代不存在明显的单向演化趋势, 受成岩作用影响不明显, 主要受沉积时期环境所控(胡明毅等, 2010)。而 δ ¹⁸O 由于受后期胶结作用的影响, 其指示意义相对较差(严兆彬等, 2005)。

鹰山组的20个碳同位素值可以分为具明显差异的3组(表 1): 第1组是鹰山组上段的9个样品(TH1— TH9), 其碳同位素值相似, 最大值-0.6‰ , 最小值-1.50‰ , 平均值-0.97‰ (表 1); 第2组是鹰山组下段下部的7个样品(TH14— TH20), 其碳同位素值相似, 最大值-1.20‰ , 最小值-3.10‰ , 平均值-2.33‰ (表 1); 第3组是鹰山组下段靠近 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面的4个样品(TH10— TH13), 其碳同位素值相似, 最大值-2‰ , 最小值-4.20‰ , 平均值-2.95‰ (表 1)。鹰山组上段的氧同位素平均值为-7.36‰ ; 鹰山组下段下部的氧同位素平均值为-8.14‰ ; 鹰山组下段靠近 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面的氧同位素平均值为-7.40‰ 。从数据可以看出, 碳同位素对不整合面指示意义较好, 在不整合面风化处碳同位素值明显偏负, 向上向下的原岩地层中碳同位素值逐渐增大。氧同位素指示意义不甚理想。碳同位素测试结果亦说明 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面性质, 即属于由海平面相对下降形成暴露不整合面。

表1 塔里木盆地塔河地区鹰山组取心井段微量元素和碳氧同位素数据 Table1 Trace elements(μ g/g)and carbon and oxygen stable isotopes data of coring interval through the Yingshan Formation in Tahe area, Tarim Basin

样品编号	井号	深度 /m	Co	Ni	U	Sr	Sc	Ba	Li	V	Th	$\begin{matrix} δ^{13} C_{PDB} \end{matrix}$ /‰	$\begin{matrix} δ^{18} O_{PDB} \end{matrix}$ /‰
TH1	S110	5587	0.90	14.50	1.28	183.00	1.95	6.72	0.93	6.17	0.14	-0.80	-8.50
TH2	S110	5601	1.02	15.90	1.87	251.00	0.50	7.96	0.89	6.88	0.55	-1.30	-7.20
TH3	S110	5634	0.95	13.50	1.30	281.00	1.72	12.00	1.16	8.79	0.41	-0.60	-7.80
TH4	S110	5668	0.98	15.30	1.59	207.00	0.33	8.45	0.99	6.81	0.34	-1.30	-7.70
TH5	S106	5671	1.01	15.60	1.35	285.00	0.32	7.20	0.96	5.97	0.29	-0.80	-6.80
TH6	S106	5706	1.19	13.80	1.40	279.00	1.32	119.00	1.33	5.59	0.37	-0.90	-7.70
TH7	TS3-1	5707	1.08	15.10	1.16	243.00	1.08	10.00	0.89	5.53	0.29	-0.70	-6.10
TH8	YQ6	5708	0.98	13.60	1.11	197.00	0.43	52.40	1.10	8.02	0.51	-1.50	-7.30
TH9	YQ6	5854	1.23	14.00	2.53	301.00	0.84	35.30	2.77	10.10	1.05	-0.80	-7.10
TH10	AD11	5963	0.89	9.71	0.69	153.00	0.42	12.80	2.80	13.50	0.42	-3.00	-7.20
TH11	AD11	5964	0.84	11.20	1.31	156.00	0.32	8.57	1.51	11.80	0.30	-2.60	-7.20
TH12	AD11	5970	0.93	16.20	1.97	95.20	0.39	23.80	3.46	26.70	0.46	-2.00	-4.60
TH13	S88	6077	1.20	18.30	2.14	297.00	0.49	14.90	1.66	11.20	0.53	-4.20	-10.6
TH14	S88	6156	1.34	16.70	1.86	298.00	0.82	26.50	2.05	12.80	1.00	-3.10	-8.10
TH15	S88	6163	1.07	18.40	1.68	314.00	0.39	36.90	1.58	12.50	0.55	-2.50	-8.50
TH16	S88	6167	1.62	17.40	2.40	281.00	0.92	26.10	2.70	13.30	1.14	-2.00	-7.80
TH17	S88	6261	1.17	31.50	1.08	435.00	0.33	15.40	1.27	13.40	0.19	-1.90	-7.50
TH18	S88	6267	1.33	17.50	2.15	187.00	0.55	31.90	1.94	12.50	0.78	-3.10	-7.80
TH19	S88	6308	0.97	17.00	1.81	354.00	0.31	17.50	1.36	13.70	0.28	-1.20	-9.60
TH20	S88	6309	1.41	19.70	2.40	194.00	1.18	18.00	2.11	23.50	1.16	-2.50	-7.70

1.2.2 微量元素地层中微量元素的富集程度受控于沉积环境以及相对海平面的变化, 且对海平面升降表现敏感, 因此可以利用地层中特征微量元素平均含量的变化来识别宏观标志不明显的低级别不整合面(白斌等, 2010)。

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	图5 塔里木盆地塔河地区鹰山组取心井段微量元素综合图Fig.5 Profiles of trace element concentrations of coring interval through the Yingshan Formation in Tahe area of Tarim Basin

所测微量元素大致可分为2组: 第1组主要包括Sc, Co, Ni, Ba, U, Sr等(表 1)。以Ni为例, 紧邻 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面之下的3块样品(TH10— TH12)出现低值(平均值为12.37μ g/g), 而鹰山组上段(TH1— TH9)和鹰山组下段下部地层(TH13— TH20)元素含量较高(平均值分别为为14.59μ g/g和19.56μ g/g)(表 1, 图5); 第2组元素主要包括Li和V, 紧邻 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之下出现相对高值, 而其上下的原岩地层中含量较低(表 1)。以V为例: 取自鹰山组上段地层的9块样品(TH1— TH9)V浓度5.53~10.10 μ g/g(平均值为7.10μ g/g), 取自鹰山组下段地层下部的8块样品(TH13— TH20)V浓度11.20~23.50 μ g/g(平均值为14.11 μ g/g), 而取自鹰山组下段顶部紧邻 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面的3块样品(TH10— TH12)V浓度最高为11.80~26.70 μ g/g(平均值为17.33 μ g/g)(表 1, 图5)。

由于碳酸盐岩中的微量元素主要赋存于陆源碎屑和黏土矿物中, 而在海水相对较深的碳酸盐岩台盆环境中胶结作用和深海溶解作用较强, 有利于微量元素的富集(Veizer, 1975; 汪凯明和罗顺社, 2009)。而Li和V在界面处出现相对高值主要受其自身性质及元素迁移规律的影响, Li在高盐度、强蒸发环境下富集。V含量除了与黏土含量有关, 还明显受控于氧化还原条件, 在氧化条件下V主要与铁锰氧化物结合, 因此含量较高(段丽琴等, 2009)。此外, Th一般不受氧化还原环境的影响, 而U较其他元素更容易富集在缺氧沉积物中, Th/U在 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面处出现极大值(0.61), 同样指示了 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面为暴露不整合面。

1.3 钻、测井数据

在碳酸盐岩不整合识别中, 自然伽马能谱测井(NGS)是各类测井中使用最为广泛的一种, 其在碳酸盐岩地层研究方面应用效果显著(李浩等, 2007; 阳孝法等, 2010)。自然伽马测井(GR)数据对于岩性变化响应敏感(伊海生, 2011)。对测井曲线进行滤波处理可以有效去除曲线中与地层性质无关的毛刺现象, 同时能够保存反映地层特征的有效成分(高达等, 2016), 在进行滤波处理时可选用的小波基种类繁多, 有Haar小波、Molet小波、Symlets小波等, 而小波基的选取对于信号处理的结果影响很大, Molet小波收敛速度快, 能量较为集中, 是一种较为理想的小波基(房文静等, 2006; 张华等, 2011)。作者基于塔河地区TS1井的自然伽马测井和自然伽马能谱测井资料进行分析, 并利用Molet小波对自然伽马能谱曲线进行滤波处理。由于Th和K相关性较好, 均主要为黏土成分的反映, 而U主要与成岩作用及有机碳含量有关, 与Th和K的相关性较低。因此, 所选参数为Th、U和Th/U。

TS1井位于塔河油田奥陶系油藏主力产区的东南侧(图 1), 钻穿整个鹰山组, 井底深度8408, m, $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面位于井深6075, m处(图 6)。录井资料显示: 鹰山组上段沉积大套泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩夹薄层亮晶砂屑灰岩, 鹰山组下段云质成分增多, 灰云互层沉积, 砂屑成分亦有所增加。界面之下GR曲线齿化剧烈, 表现出高值异常的特征, 指示界面的存在(图 6)。经过滤波处理的Th、U和Th/U曲线在界面处出现极低值, 代表海平面相对下降。测井曲线之间对应良好, 共同指示了 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面的存在特征。

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	图6 塔里木盆地塔河地区塔深1井鹰山组测井柱状图Fig.6 Well logs through the Yingshan Formation of Well TS1, Tahe area of Tarim Basin

1.4 地震数据

地震剖面上不整合的识别主要依据地震反射的终止形式, 但在碳酸盐岩层系低级别不整合面处, 难以见到削截、上超和顶超等反射终止现象。从Trace3105地震剖面可以看到(图 7): $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合界面上下地震反射特征差异明显, 界面之上为强振幅断续反射, 界面之下为中— 强振幅连续反射。可见2套“ 串珠” 状强反射, 分别发育在 $\begin{matrix} T_{7}^{4} \end{matrix}$ 和 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合界面之下。这些串珠状反射被解释为与不整合面相关的岩溶洞穴(Gao et al., 2016a)。

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	图7 塔里木盆地塔河地区奥陶系地震反射剖面Fig.7 Seismic reflection profile of the Ordovician in Tahe area of Tarim Basin

2 不整合的分布特征

$\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面是中下奥陶统鹰山组内幕的一个低级别暴露不整合面, 该界面在研究区广泛分布。

2.1 界面上下岩性接触关系

统计塔河地区钻遇 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面的钻井, 发现界面上下地层存在泥晶灰岩与泥晶灰岩、泥晶灰岩与砂屑灰岩、泥晶灰岩与白云岩3种岩性接触关系。泥晶灰岩与泥晶灰岩接触关系在研究区西北部分布较广, 以AD11井为代表。泥晶灰岩与砂屑灰岩、泥晶灰岩与白云岩接触关系主要分布在TS1井和TS2井连线区域。

2.2 暴露强度分析

界面上下岩性接触关系可以作为判别不整合面剥蚀强度的佐证(高志前等, 2005; Gao et al., 2016b): 呈现泥晶灰岩与泥晶灰岩接触关系的 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面, 具有未暴露或者弱暴露的特点; 呈现泥晶灰岩与砂屑灰岩、泥晶灰岩与白云岩接触关系的 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面, 具有较强暴露的特点。综合分析钻井岩性、测井和地震相特征, 绘制了研究区 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面暴露及剥蚀强度图(图8)。

整体来看, 较强暴露剥蚀区主要位于TS1井和TS2井连线一带, 未暴露或弱暴露区位于研究区西北部, 其余区域暴露、剥蚀强度介于前两者之间(图 8)。对比该区 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面暴露、剥蚀强度图与厚度图(图 8, 图9)发现: 弱暴露区地层沉积厚度较薄, 地势低洼; 较强暴露区沉积厚度较大, 地势较高, 水体相对较浅, 对海平面升降响应灵敏, 短暂的海平面下降即可造成该区域的暴露, 容易形成多期次的暴露叠合区域。因此, $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面在不同区域暴露、侵蚀强度与古地貌关系密切, 证实构造稳定区域发育的低级次不整合面主要受控于海平面变化与古地貌。

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	图8 塔里木盆地塔河地区 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面暴露及剥蚀强度分布Fig.8 Map showing variations in relative intensity of erosion at $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ unconformity across Tahe area of Tarim Basin

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	图9 塔里木盆地塔河地区鹰山组下段厚度Fig.9 Sediment thickness of lower part of the Yingshan Formation across Tahe area of Tarim Basin

3 不整合控储作用

碳酸盐岩层系中的不整合面对于岩溶储集层的发育具有重要的意义(Hundert et al., 2006; 汤济广等, 2013)。暴露不整合面对于碳酸盐岩优质储集层的形成有2方面的意义: 一方面为表生期、准同生期岩溶储集层的发育提供了地质背景, 暴露不整合面对应海平面的下降, 此时台地暴露、接受淋滤与侵蚀, 可发育大面积的层间岩溶; 另一方面暴露不整合面自身或其下地层孔渗较好, 宏观上可作为油水横向运移的通道(图10)。岩溶型储集层并非单因素成因, 而受控于断裂体系、热液、不整合面、古地貌以及岩相等因素(刘忠宝等, 2007; 邬光辉等, 2012; Gao et al., 2016b)。地表淡水在低洼处聚集并向下渗流至 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面, 并沿不整合面发生侧向顺层潜流与扩容, 最终顺着裂隙流出地表, 形成连通系统。在此过程中形成较大的缝洞型储集空间。从地震剖面可以看到(图 7):代表“ 喀斯特” 岩溶的“ 串珠状” 强反射主要沿不整合面分布, 并且在 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之下更为发育, 说明碳酸盐岩层系低级别不整合面对岩溶储集层的发育具有一定的意义。至于 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之下串珠状岩溶储集层更为发育的原因, 除了受不整合暴露强度的影响外还可能包括以下原因: (1)表生条件下, 白云岩的溶蚀作用小于灰岩(赵文智等, 2013)。在塔河地区 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之上地层以灰岩为主, 界面之下地层以白云岩、云灰互层为主; (2)从 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面向上延伸至地面的断裂可作为大气淡水的疏导通道, 与不整合面共同构成了淡水循环系统; (3)裂缝系统在 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之上分叉明显, 具较多的衍生裂隙, 经后期大气淡水溶蚀改造之后, 易于形成缝洞型储集空间。

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	图10 塔里木盆地塔河地区鹰山组碳酸盐岩储集层形成机制Fig.10 Formation mechanisms of carbonate reservoirs of the Yingshan Formation in Tahe area of Tarim Basin

4 结论

1)建立了识别碳酸盐岩层系中低级别不整合的综合方法: 利用沉积特征分析法、碳氧同位素分析法、微量元素分析法、测井数据分析法和地震反射特征差异法对 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合进行了识别。各指标响应良好, 共同指示了 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面是发育于鹰山组内幕的低级次暴露不整合面。

2)揭示了 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面的成因及发育特征: $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面在塔河地区分布很广泛, 且主要受控于海平面升降与古地貌。研究区西北部整体为弱暴露区域, 强暴露区整体分布于研究区东北部和东部。

3)明确了 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面的控储作用: $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 不整合面对塔河地区鹰山组内幕碳酸盐岩储集层发育具有重要意义: 可发育大面积的层间岩溶, 亦可与断裂构成连通体系为大气淡水提供侧向潜流通道, 从而对 $\begin{matrix} T_{7}^{6} \end{matrix}$ 界面之上碳酸盐岩储集层起到积极的改造作用。

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献

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基于层序地层单元形成过程中古气候环境及其控制下的湖平面突变面,以及层序单元中岩石粘土矿物、微量元素、镜质体反射率等微观参数突变面具有良好响应的原理,通过开展四川盆地上三叠统须家河组实测野外地质剖面、地震剖面、电测曲线等常规识别方法,结合野外自然伽玛数据测量、岩石地球化学特征等微观综合识别层序界面方法,最终在四川盆地上三叠统须家河组地层中识别出7个层序界面,据此划分为6个三级层序。为减少层序地层研究中依靠人为经验识别层序界面的随意性,探索建立综合识别层序界面,对建立划分层序格架的精确方法提供新的尝试。

... 2 微量元素地层中微量元素的富集程度受控于沉积环境以及相对海平面的变化,且对海平面升降表现敏感,因此可以利用地层中特征微量元素平均含量的变化来识别宏观标志不明显的低级别不整合面(白斌等,2010) ...

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... 巴楚野外露头下奥陶统在地层、岩性和沉积环境上,具有良好的一致性,构造演化具有可比性,两者的缝洞型碳酸盐岩储集体具有很高的相似性,可以进行很好地对比研究(陈鑫,2010 ...

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2008. Unconformities in the Ordovician of Western Tarim Basin, N-W China. Geological Review, 54(6): 741-747]

Two unconformities in the Ordovician of western Tarim basin, Northwest China have been recognized on the base of sedimentary, stratigraphical and palaeontological data. One is between the Lower Ordovician Penglaiba Formation and Yingshan Formation, which is a parallel unconformity indicated by weathered beds and stratigraphical gaps. That two or three conodont zones/assemblages are absent from the unconformity indicates this stratigraphical gap is about 5.5~7.2 Ma. The other one is between the Upper Ordovician Terekawat Formation and the underlying formations, which presents commonly as a parallel unconformity or an angular unconformity in some regions. Palaeontological data show the underlying beds belonging to different formations at different sections, which are the Yingan Formation at the Dawangou, East Dawangou and Yangjikan sections that belongs to the Aijiashanian of late Late Ordovician according to the chitinozoans, or the Qilang Formation at the Sishichang and Terekawat sections that is early―middle Aijiashanian in age as indicated by conodonts; or the Tumuxiuke Formation or Yijianfang Formation at the Sanjianfang section that have been assigned to the early Aijiashanian of Late Ordovician or Darriwilian of Middle Ordovician on the basis of conodonts, or the Yingshan Formation at the North Xiker and East Xiker sections that is early Middle Ordovician based on the conodonts as well. The stratigraphical gap varies from 1 or 2 Ma to over 20 Ma as the maximum.

塔里木盆地西部柯坪地区奥陶系内部存在两期主要不整合。其一，位于下奥陶统蓬莱坝组与鹰山组之间，为平行不整合。该不整合在柯坪县北水泥厂剖面上缺失牙形石??Glyptoconus floweri??带和??Tripodus proteus―Paltodus deltifer??带，有大至相当于5.5Ma的地层缺失量；在乌什县鹰山北坡剖面上缺失了牙形石??Glyptoconus quadraplicatus??带、??Glyptoconus floweri??带和??Tripodus proteus/Paltodus deltifer??带，有相当于约7.2Ma的地层缺失量。其二，存在于上奥陶统铁热克阿瓦提组与下伏地层之间，主要为平行不整合，局部为角度不整合。古生物研究表明其间的地层缺失量变化相当大，在柯坪大湾沟、大湾沟东以及羊吉坎剖面上，不整合之下地层为印干组，地层缺失量比较少，时间间隔为1~2Ma；在阿克苏四石厂剖面和柯坪铁热克阿瓦提剖面，其下伏地层为其浪组，缺失了印干组和其浪组的上部，其时间间隔相当于约5Ma；在伽师三间房剖面，下伏地层为吐木休克组或一间房组，缺失地层的时间间隔约为15Ma；西克尔地区地层缺失量最大，铁热克阿瓦提组直接覆于中奥陶统鹰山组之上，缺失地层的时间间隔超过了20Ma。

... 前人的研究多集中在 T74, T75等高级别(一级和二级)不整合(邓胜徽等,2008 ...

2009

0.0

段丽琴, 宋金明, 许思思. 2009. 海洋沉积物中的钒、钼、铊、镓及其环境指示意义. 地质论评, 55(3): 420-427.

[Duan L

, Song J

, Xu S

2009. V, Mo, Tl, Ga and their environmental marker function in marine sediment. Geological Review, 55(3): 420-427]

... V含量除了与黏土含量有关,还明显受控于氧化还原条件,在氧化条件下V主要与铁锰氧化物结合,因此含量较高(段丽琴等,2009) ...

2006

0.0

房文静, 范宜仁, 李霞. 2006. 多尺度分析方法及其在测井中的应用. 测井技术, 30(2): 139-141.

[Fang W

, Fan Y

, Li

2006. Multiscale analysis and its application in well Logging. Well Logging Technology, 30(2): 139-141]

多尺度分析方法在测井资料的处理中得到广泛应用,但没有对小波基的选取进行过详细研究.根据多尺度分析方法的要求,结合实测自然伽马测井曲线的特点,通过比较选定适合该方法的最优小波基.利用该小波基对测井曲线进行多尺度分频加权重构,从而提高了曲线的纵向分辨率,为储层的精细评价提供高质量的测井资料.

... 对测井曲线进行滤波处理可以有效去除曲线中与地层性质无关的毛刺现象,同时能够保存反映地层特征的有效成分(高达等,2016),在进行滤波处理时可选用的小波基种类繁多,有Haar小波、Molet小波、Symlets小波等,而小波基的选取对于信号处理的结果影响很大,Molet小波收敛速度快,能量较为集中,是一种较为理想的小波基(房文静等,2006 ...

2000

0.0

... 柯坪地区和巴楚地区在寒武纪至早中奥陶世沉积构造背景相似,从中晚奥陶世开始,才出现构造分异、差异演化的特点(冯增昭等,2000 ...

2016

0.0

高达, 林畅松, 胡明毅, 黄理力. 2016. 利用自然伽马能谱测井识别碳酸盐岩高频层序: 以塔里木盆地塔中地区T1井良里塔格组为例. 沉积学报, 34(4): 707-715.

[Gao

, Lin C

, Hu M

, Huang L

2016. Using spectral gamma ray log to recognize high-frequency sequences in carbonate strata: A case study from the Lianglitage Formation from Well T1 in Tazhong area, Tarim Basin. Acta Sedimentologica Sinica, 34(4): 707-715]

2005

0.0

高志前, 樊太亮, 刘忠宝, 刘典波, 初广震. 2005. 塔里木盆地塔中地区奥陶系关键不整合性质论证及其对储集层的影响. 石油天然气学报, 27(4): 33-35.

[Gao Z

, Fan T

, Liu Z

, Liu D

, Chu G

2005. Demonstration on key Ordovician unconformity of Tazhong area in Tarim Basin and its influence on reservoirs. Journal of Oil and Gas Technology, 27(4): 33-35]

... 2 暴露强度分析界面上下岩性接触关系可以作为判别不整合面剥蚀强度的佐证(高志前等,2005 ...

2015

0.0

韩杰, 吴萧, 潘文庆, 江杰, 张敏. 2015. 塔里木盆地西北缘巴楚—乌什露头区奥陶系沉积相特征. 沉积学报, 33(4): 764-772.

[Han

, Wu

, Pan W

, Jiang

, Zhang

2015. Ordovician sedimentary facies characteristic in Bachu-Wushi outcrop area of Northwest Tarim Basin. Acta Sedimentologica Sinica, 33(4): 764-772]

摘　要：奥陶纪是塔里木盆地及其周缘地区受中加里东运动影响，构造和沉积演化发生强烈转化的时期，盆地西北缘的巴楚、柯坪和乌什露头区岩性、岩相和生物相开始分异，沉积环境变化显著，基本特征如下：①中下奥陶统鹰山组是在拉张背景下形成的具有远端变陡的缓坡型碳酸盐岩沉积体系，平面上由南向北可分为内缓坡、中缓坡和外缓坡（斜坡）相沉积，垂向上由下到上水体缓慢加深，至顶部快速变浅；②中上奥陶统一间房组一吐木休克组沉积期是沉积转换和构造转换的关键时期，阿满台槽（盆）形成，沉积格局由弱镶边缓坡沉积体系演化为匀斜缓坡沉积体系，巴楚一乌什地区整体表现为“南缓北陡”的沉积格局；③在阿满台槽（盆）中沉积的萨尔干组黑色页岩向阿瓦提凹陷延生，在这套良好生油岩的两侧，为油气勘探的有利区域。

... 韩杰等,2015),沉积背景的差异造成了 T76界面在2个剖面上具有不同的表现形式 ...

2011

0.0

何碧竹, 许志琴, 焦存礼, 李海兵, 蔡志慧. 2011. 塔里木盆地构造不整合成因及对油气成藏的影响. 岩石学报, 27(1): 253-265.

[He B

, Xu Z

, Jiao C

, Li H

, Cai Z

2011. Tectonic unconformities and their forming: Implication for hydrocarbon accumulations in Tarim Basin. Acta Petrologica Sinica, 27(1): 253-265]

... 何碧竹等,2011),而 T76等低级别(三级)不整合研究程度很低(于红枫等,2011) ...

2014

0.0

何治亮, 高志前, 张军涛, 丁茜, 焦存礼. 2014. 层序界面类型及其对优质碳酸盐岩储集层形成与分布的控制. 石油与天然气地质, 35(6): 853-859.

[He Z

, Gao Z

, Zhang J

, Ding

, Jiao C

2014. Types of sequence boundaries and their control over formation and distribution of quality carbonate reservoirs. Oil & Gas Geology, 35(6): 853-859]

Carbonate sequences contain sequence boundaries of various orders and genetic types. Accordingly, the development of the carbonate reservoirs was controlled by various geological processes in association with those sequence boundaries. In general, the sequence boundaries could be categorized into six orders according to the magnitude of tecto-nic movement, and the relative range and the duration of sea level change. Among these boundaries, the sequence boundaries of higher orders of (Ⅰ to Ⅲ) correspond to various unconformities, while that of the lower orders correspond to flooding surfaces or local deposition events. The formation of the scaled karst reservoir was controlled by the I- and II-order sequence boundaries, and the ancient geomorphic location of the karst landform had the most significant effect on the formation and preservation of the reservoir. There was a clear deviation between the degree of the reservoir development and the controlling factors of karstification in various ancient geomorphic locations. As a whole, the karstification was relatively weak in the third-order sequence boundary with a limited reservoir distribution, but was still closely related to the formation and distribution of the platform margin and the reef flat face. There was a dual-control on both the deposition and diagenesis by the third-order boundary as well. The exposure times were relatively short in the fourth-order and fifth-order sequence boundaries. As a result, large scale reservoirs were rare due to the lack of post-diagenesis effect. The types and orders of the sequence boundaries have various influences on the formation and distribution of the carbonate reservoir owing to different geological processes. Thus, the prediction and evaluation of the carbonate reservoirs could be carried out by the fine division of sequences, recognition and description of the sequence boundaries. However, the deposition filling pattern, facies belts distribution, structural deformation and fluid movement should also be taken into consideration.

碳酸盐岩地层中存在大量的不同级次和不同成因类型的层序界面.与这些层序界面有关的各种地质作用控制着碳酸盐岩储层的发育.依据构造运动强弱和海平面升降的相对幅度和持续时间,层序界面可分为6个级次.其中较大级次的层序界面(Ⅰ到Ⅲ级)与各种不整合面相对应,较小级次的层序界面主要与海泛面或局部的沉积事件相对应.Ⅰ级和Ⅱ级层序界面主要控制了规模性的岩溶型储层的形成,岩溶古地貌位置对储层形成和保持的影响最大.处于不同古地貌位置的岩溶作用的控制因素和储层发育程度差异较大.Ⅲ级层序界面整体岩溶作用较弱,储层分布相对局限,但与台缘、台内礁滩相储层发育与分布的关系最为密切,层序界面对沉积相和成岩有着双重控制.Ⅳ级和Ⅴ级层序界面由于暴露时间较短,在缺乏后期成岩作用改造的情况下,难以形成规模性的储层.由于层序界面类型和级别以及所对应的地质作用存在很大的差异性,导致不同类型、不同级别层序界面对碳酸盐岩储层形成与分布的影响也不尽相同.因此,通过精细的层序划分和层序界面的识别与描述,可以有效地预测和评价各种碳酸盐岩储层,当然,也需要综合考虑沉积充填样式、相带展布、构造变形和流体活动等多方面因素.

... 二级不整合面(例如 T75)一般由海平面下降或局部的构造运动造成,其遭受暴露剥蚀时间为1~10,Ma(何治亮等,2014),二级不整合面在盆地的不同区域具不同的表现形式 ...

2010

0.0

胡明毅, 钱勇, 胡忠贵, 王延奇, 向娟. 2010. 塔里木柯坪地区奥陶系层序地层与同位素地球化学响应特征. 岩石矿物学杂志, 29(2): 199-205.

[Hu M

, Qian

, Hu Z

, Wang Y

, Xiang

2010. Carbon isotopic and element geochemical responses of carbonate rock sand Ordovician sequence stratigraphy in Keping area, Tarim Basin. Acta Petrological et Mineralogical, 29(2): 199-205]

The Ordovician strata in Keping area of Tarim Basin are dominated by a series of stable carbonate and clastic rocks and can be divided into shallow platform and deep water depositional systems and then subdivided into four different facies types, namely, restricted platform, open platform, neritic shelf and basin. Based on detailed outcrop geological research, the authors found two different kinds of sequence boundaries, i.e., partially exposed unconformity sequence surface and drowned unconformity sequence surface. The partially exposed unconformity sequence surfaces are mainly developed in Lower Ordovician Penglaiba Formation and Yingshan Formation. In this period, shallow-water carbonate platform was mainly developed in the study area, and small-scale sea-level fall could result in partial exposure and erosion, thus forming sedimentary discontinuity surface. As for the causes, such partially exposed unconformity sequence surfaces belong to Type Ⅱ sequence boundary. Drowned unconformity sequence surfaces were mainly developed in Middle-Upper Ordovician, and there were mainly developed two types of surfaces in the study area, i.e., platform drowned and neritic shelf drowned unconformity sequence surfaces. Based on the above study, the authors divided the Ordovician strata into 9 thirdgrade sequences according to an analysis of the sequence stratigraphic framework. Among them, the Penglaiba Formation is comparable with two third-grade sequences, the Yingshan Formation is also comparable with two third-grade sequences, the Dawangou Formation is comparable with one third-grade sequence, the Saergan and Kanling Formations are also comparable with one third-grade sequence, the Qilang Formation is comparable with two third-grade sequences, and the Yingan Formation is comparable with one third-grade sequence. The average age of the third-grade sequence is 3.67 Ma, which constituted nine times of obvious rise and fall of the sea-level. C isotopic and element geochemical compositions of those sequences suggest that δ13C values and element geochemical compositions show obvious differences and regular variations in different sequence boundaries and different sequence system tracts. The δ13C values in the sequence interface are on the whole low. In the Internal sequence, the δ13C values change from low to high and then to low again, ranging from the transgressive system tract to the highstand system tract, and the C isotope values reach the maximum within the maximum flooding surface. It is suggested that the rise and fall of sea-level occurred many times. In the study area, element geochemical features and sedimentary sequences have a good response relationship. Invariable elements and trace elements are both low in the phase region of shallow water. With the deepening of the water, Fe, Mn, Sr and Ba values show a rising trend. In the phase region of deep water, the response characteristics of element geochemical features and the sedimentary sequences are obvious. As a result, C isotope and element geochemistry can provide some quantitative geological and geochemical evidence for analyzing the Ordovician sequence.

塔里木盆地柯坪地区奥陶系发育浅水碳酸盐岩台地、深水陆棚-盆地两大类沉积体系和局限台地、开阔台地、陆棚和盆地等4种相类型。通过露头剖面的详细观察，在该区识别出局部暴露不整合和淹没不整合两类层序界面，以此为依据将该区奥陶系划分为9个三级层序。通过对层序格架内碳同位素和元素地球化学组成分析表明，不同层序界面及层序内不同体系域的δ13C和元素地球化学组成有明显的差异，并呈现出有规律性变化，反映出该区奥陶纪发生了多次海平面升降变化。研究表明同位素和地球化学特征可以作为层序地层学研究的辅助标志。

... 胡明毅等,2010 ...

... 此外,碳同位素随地质年代不存在明显的单向演化趋势,受成岩作用影响不明显,主要受沉积时期环境所控(胡明毅等,2010) ...

2015

0.0

姜海健, 陈强路, 尤东华, 黄继文, 陈跃. 2015. 塔里木盆地柯坪—巴楚地区奥陶系层序界面特征及成因分析. 新疆地质, 33(1): 84-89.

[Jiang H

, Chen Q

, You D

, Huang J

, Chen

2015. The different Ordovician sequence boundary's features and factors of Keping-Bachu area in Tarim Basin. Xinjiang Geology, 33(1): 84-89]

通过综合分析塔里木盆地柯坪- 巴楚地区露头剖面的宏观组合和微观结构,总结出奥陶系不同级别层序界面的表现特征、成因机制,指导盆地内层序界面的研究。柯坪-巴楚地区奥陶系主要有3个级别的层序界面:一级层序界面发育在构造变革期,如受到造山运动或区域构造隆升作用等影响,表现为角度不整合面、平行不整合等特征;二级层序界面发育在沉积环境重大转换阶段,主要受到全球海平面变化的影响或局部构造运动影响,表现为平行不整合、淹没不整合等特征;三级层序界面与局部构造运动有关,表现为局部平行不整合。层序界面的表现形式包括古土壤层、喀斯特化、地层削截、地层超覆、岩性岩相突变等。通过总结不同层序界面的性质和成因,分析不整合面的规模和发育部位,预测有利岩溶储层发育的区带。

... 姜海健等,2015) ...

2007

0.0

李浩, 王骏, 殷进垠. 2007. 测井资料识别不整合面的方法. 石油物探, 46(4): 421-424.

[Li

, Wang

, Yin J

2007. Method of identifying unconformity by using logging data. Geophysical Prospecting for Petroleum, 46(4): 421-424]

目前,国内测井技术识别不整合面利用的是地层倾角测井资料,但当研究区缺乏地层倾角测井资料或者识别的对象是平行不整合面时,这项技术就无法应用.为此,探讨了测井地质学识别不整合面的方法.地质学方法识别不整合面的基本原理是,根据界面上覆和下伏地层地质特征的突变现象,采用多方面分析的方法,进行不整合面识别.通过测井相分析沉积事件,利用泥岩声波测井资料分析地层压实和成岩作用的差异,利用对残余沉积韵律的识别和地层对比技术判断不整合面上的剥蚀事件等等.实际应用表明,利用测井地质分析方法可以有效地识别不整合面,尤其适用于缺乏地层倾角测井资料的地区.

... 3 钻、测井数据在碳酸盐岩不整合识别中,自然伽马能谱测井(NGS)是各类测井中使用最为广泛的一种,其在碳酸盐岩地层研究方面应用效果显著(李浩等,2007 ...

2007

0.0

刘忠宝, 谢华锋, 于炳松, 高志前. 2007. 塔中地区西部奥陶系岩溶发育特征及其与关键不整合面的关系. 地层学杂志, 31(2): 127-132.

[Liu Z

, Xie H

, Yu B

, Gao Z

2007. The development characteristics of Ordovician Karsts and its relationship to key unconformities in the western part of the middle Tarim Basin. Journal of Stratigraphy, 31(2): 127-132]

近年来,在研究区内新钻探了4口新井,塔中地区首次在构造带末端的奥陶系中获得了较好的油气显示,展示了该区良好的油气勘探前景.碳酸盐岩储层以缝洞为主要储集空间,因此,深入分析溶蚀孔洞发育特征,探索其分布规律,对于有利储集区带的预测至关重要.本次研究中首次利用FMI成像测井资料对该区溶蚀孔洞发育情况进行了精细的识别,从而有效的确定了溶蚀孔洞的发育形态、大小、疏密程度及其纵向发育规律.明确了该区溶蚀孔洞主要发育在下奥陶统鹰山组中,且具有在鹰山组顶部岩溶带发育稳定,在鹰山组内部埋藏岩溶带发育弥散的特点.在此基础上,初步探讨了奥陶系两个关键不整合面(T07和T47)对岩溶发育的不同影响,探索碳酸盐岩岩溶型储层研究的新思路.

... 岩溶型储集层并非单因素成因,而受控于断裂体系、热液、不整合面、古地貌以及岩相等因素(刘忠宝等,2007 ...

2013

0.0

... 汤济广等,2013) ...

2009

0.0

汪凯明, 罗顺社. 2009. 海相碳酸盐岩锶同位素及微量元素特征与海平面变化. 海洋地质与第四纪地质, 29(6): 55-62.

[Wang K

, Luo S

2009. Strontium isotope and trace element characteristics of marine carbonate and sea level fluctuation. Marine Geology & Quaternary Geology, 29(6): 55-62]

以冀北坳陷中元古界高于庄组海相碳酸盐岩地层为研究对象,共采集94件碳酸盐岩样品,分析锶同位素及微量元素的化学特征,并结合高于庄组沉积特征,研究其与海平面变化的响应关系。结果表明,锶同位素、微量元素分析的古水深及海平面变化与岩石地层学分析的结论一致。高于庄初期为发育范围广泛的浅水碳酸盐潮坪,中期区域海平面上升,盆地水域增大,形成较深水碳酸盐台盆相沉积,晚期海平面下降,水体有相对变浅的趋势。87Sr/86Sr的变化与同期海平面的升降呈负相关关系,锶同位素可以作为海平面变化的指示剂,进而可应用于海相碳酸盐岩沉积层序的划分研究。代表陆源碎屑黏土矿物的微量元素K、Ti、V、Rb、Th和Sc对环境变化敏感,具有随沉积水深增大而增高的趋势,可用于海平面变化分析和古环境研究。

... 汪凯明和罗顺社,2009) ...

2011

0.0

王招明, 于红枫, 吉云刚, 敬兵, 张祖海. 2011. 塔中地区海相碳酸盐岩特大型油气田发现的关键技术. 新疆石油地质, 32(3): 218-223.

[Wang Z

, Yu H

, Ji Y

, Jing

, Zhang Z

2011. Key technologies for discovery of giant marine carbonate oil-gas fields in Tazhong area, Tarim Basin. Xinjiang Petroleum Geology, 32(3): 218-223]

塔中隆起海相碳酸盐岩成藏地质异常复杂,地面条件极其艰苦,油气勘探开发面临世界级难题挑战。经过15年艰苦攻关,发展了海相碳酸盐岩油气成藏理论:古隆起及斜坡控藏控储、多成因叠合复合缝洞系统地质模型、多充注点多期次大面积复式混源成藏理论;创新了海相油气勘探开发配套技术:大漠区超深层碳酸盐岩地震采集处理、缝洞量化雕刻、烃类检测、高产稳产井部署、超深高温碳酸盐岩钻井完井工艺、缝洞型碳酸盐岩储集层大型酸压改造等配套技术。运用上述理论及技术查明了塔中隆起奥陶系碳酸盐岩十亿吨级凝析气田,已探明中国奥陶系第一个礁滩复合体大型油气田,3×108 t油气规模基本落实,100×104 t产能初步建成;发现了塔中北坡鹰山组层间岩溶大型凝析气田,7×108 t油气规模逐步明朗,400×104 t产能建设全面启动。创新成果丰富了海相油气地质理论,推动了关键技术的进步。

... 2011年中石油在塔中北斜坡下奥陶统内部低级别不整合附近发现了特大型凝析气田(王招明等,2011),2014年中石化在顺南地区下奥陶统内部发现油气藏,这使塔里木盆地低级别不整合的研究才被重视起来,但如何识别这些缺少明显角度接触关系的不整合成为目前的研究难点之一 ...

2012

0.0

邬光辉, 杨海军, 屈泰来, 李浩武, 罗春树, 李本亮. 2012. 塔里木盆地塔中隆起断裂系统特征及其对海相碳酸盐岩油气的控制作用. 岩石学报, 28(3): 793-805.

[Wu G

, Yang H

, Qu T

, Li H

, Luo C

, Li B

2012. The fault system characteristics and its controlling roles on marine carbonate hydrocarbon in the central uplift, Tarim Basin. Acta Petrologica Sinica, 28(3): 793-805]

... 邬光辉等,2012 ...

2005

0.0

严兆彬, 郭福生, 潘家永, 郭国林, 张曰静. 2005. 碳酸盐岩C, O, Sr同位素组成在古气候、古海洋环境研究中的应用. 地质找矿论丛, 20(1): 53-56.

[Yan Z

, Guo F

, Pan J

, Guo G

, Zhang Y

2005. Application of C, O and Sr isotope composition of carbonates in the research of paleoclimate and paleooceanic environment. Contributions to Geology and Mineral Resources Research, 20(1): 53-56]

Research on C,O,Sr isotopes of carbonate rocks is one of the geochemical tracers and provides quantitative evidences for paleo-environment and paleoclimate change. The research results reveal that high δ( 13 C) represents rise of the sea level and high rate of organic carbon burry, the low δ( 13 C) the drop of sea level and the organic carbon burry rate; 87 Sr/ 86 Sr ratio is negatively correlated to eustatic change of sea level, δ( 18 C) value is one of the signoture to be trsed to indicate if the carbonate rock was exposed to late reworke. Generally, （Mn/Sr） 18 O POB ) -3 , impositively correlated δ( 13 C) and δ( 18 O) are the prerequisites for C,O,Sr isotopes to trace paleo-climate.

碳酸盐岩C,O,Sr同位素研究是地球化学重要的示踪手段之一,它可以为研究古气候、古环境的变化提供定量的依据。研究结果表明:δ( 13 C)的高值对应海平面的上升和有机碳埋藏速率的增加,δ( 13 C)的低值则对应了海平面的下降和有机碳埋藏速率的降低; 87 Sr/ 86 Sr比值与海平面变化呈负相关性;δ( 18 O)常作为判断碳酸盐是否受后期变化的标志之一。用海相碳酸盐岩C,O,Sr同位素示验古气候,古海洋环境,一般要求(Mn/Sr) -3 ,δ( 13 C)与δ( 18 O)不呈正相关关系。

... ¹⁸O 由于受后期胶结作用的影响,其指示意义相对较差(严兆彬等,2005) ...

2010

0.0

阳孝法, 林畅松, 杨海军, 彭莉, 刘景彦, 肖天君, 佟建宇, 王海平, 李换浦. 2010. 自然伽马能谱在塔中地区晚奥陶世碳酸盐岩层序地层分析中的应用. 石油地球物理勘探, 45(3): 384-391.

[Yang X

, Lin C

, Yang H

, Peng

, Liu J

, Xiao T

, Tong J

, Wang H

, Li H

2010. Application of natural gamma ray spectrometry in analysis of late Ordovician carbonate sequence stratigraphic analysis in middle-Tarim Basin. Oil Geophysical Prospecting, 45(3): 384-391]

文中以自然伽马能谱测井资料为基础，应用层序地层学的基本原理，对塔中地区晚奥陶世沉积层序、体系域及海平面升降的变化趋势进行了研究，结果表明：①晚奥陶世良里塔格组可以识别出1个二级层序，3个三级层序和5个四级层序，同时建立了研究区晚奥陶世海平面变化曲线；②层序O3l1和O3l2发育高位体系域和海侵体系域，没有低位体系域的沉积记录，而层序O3l3仅发育海侵体系域，称之为海侵层序；③沉积记录对海平面的响应关系表明，塔中凸起晚奥陶世碳酸盐岩台地的演化是一个淹没事件，有利储集相带礁滩复合体主要位于海侵体系域的底部和高位体系域的上部，而烃源岩在层序格架内具有明显的非均质性，主要分布在海侵体系域内；④钍和钾的移动平均曲线的高值与烃源岩有机碳总量的高值具有良好的对应关系，能快捷、完整地指示烃源岩在层序格架中的分布位置。

... 阳孝法等,2010) ...

2011

0.0

伊海生. 2011. 测井曲线旋回分析在碳酸盐岩层序地层研究中的应用. 古地理学报, 13(4): 456-466.

[Yi H

2011. Application of well log cycle analysis in studies of sequence stratigraphy of carbonate rocks. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 13(4): 456-466]

在碳酸盐岩台地沉积层序的研究中,通过旋回计数和厚度测量,采用费希尔图解法解析高频米级旋回或副层序的叠置形式和空间结构,进而标定三级沉积层序的界面,是目前普遍采用的一个方法.但是,这一方法目前主要用于露头层序地层学研究,而在地下油气勘探区受到极大的限制.文中提出了一种新的计算方法,它可以根据测井资料求取任一地层段沉积旋回的个数和厚度.根据数值模拟,详细讨论了海平面变化周期和幅度与沉降速率、沉积速率的相关关系,提出高频沉积旋回的分布模式和叠加样式可以指示低频海平面变化的轨迹,这为划分三级沉积层序、标定层序界面提供了理论依据.最后,以川西北地区中三叠统雷口坡组为例,说明了应用自然伽马测井资料进行数据处理的流程和步骤,以及根据旋回厚度累积偏差曲线标定层序界面的位置、识别旋回谱系标志.

... 自然伽马测井(GR)数据对于岩性变化响应敏感(伊海生,2011) ...

2011

0.0

于红枫, 白忠凯, 邓力萍, 焦伟伟, 潘杨勇, 赵越. 2011. 塔中下奥陶统鹰山组不整合面的确定及其地质意义. 新疆石油地质, 32(3): 231-234.

[Yu H

, Bai Z

, Deng L

, Jiao W

, Pan Y

, Zhao

2011. Determination and geologic significance of Yingshan unconformity of lower Ordovician in Tazhong Area, Tarim Basin. Xinjiang Petroleum Geology, 32(3): 231-234]

... 何碧竹等,2011),而 T76等低级别(三级)不整合研究程度很低(于红枫等,2011) ...

2011

0.0

张华, 陈小宏, 杨海燕. 2011. 地震信号去噪的最优小波基选取方法. 石油地球物理勘探, 46(1): 70-75.

[Zhang

, Chen X

, Yang H

2011. Optimistic wavelet basis selection in seismic signal noise elimination. Oil Geophysical Prospecting, 46(1): 70-75]

... 张华等,2011) ...

2013

0.0

赵文智, 沈安江, 潘文庆, 张宝民, 乔占峰, 郑剑锋. 2013. 碳酸盐岩岩溶储集层类型研究及对勘探的指导意义: 以塔里木盆地岩溶储集层为例. 岩石学报, 29(9): 3213-3222.

[Zhao W

, Shen A

, Pan W

, Zhang B

, Qiao Z

, Zheng J

2013. A research on carbonate karst reservoirs classification and its implication on hydrocarbon exploration: Cases studies from Tarim Basin. Acta Petrologica Sinica, 29(9): 3213-3222]

Karst reservoirs were very important explorational target in China marine hydrocarbon-bearing basins. Based on the cases studies of karst reservoir from Tarim basin, it could be concluded that porespace, which was mainly composed of vug, cavern and solution fissure with different geological background and origins, could distributed in the area of carbonate hills and carbonate interstratum. According to the distribution of porespace, karst reservoirs could be divided into four types, in which, buried hill(weathering crust)karst reservoir could be divided into two subtypes as limestone buried hill karst reservoir and dolomite crust karst reservoir. Buried hill(weathering crust)karst reservoirs developed in area of buried carbonate hill which were related to mid-long term angle uncomformity with intensive terrain relief while interstratum karst reservoir and bedding karst reservoir developed in area of interstratum with minor terrain relief. Interstratum karst reservoir was related to short-mid disconformity within carbonate sequence with bedded distributional characteristics while bedding karst reservoir was related to slope geological background with circle-rimmed distributional characteristics around carbonate hill. Fault-related karst reservoir mainly developed in area of interstratum, especially in the core of anticline and porespace developed along fault. Tradditional karst reservoirs give the way to the subdivision of karst reservoirs which expand the explorational realm for karst reservoirs. The explorational realm has been stretched from carbonate hill into carbonate interstratum which would play important roles for hydrocarbon exploration in China marine carbonate basins.

岩溶储层是中国海相含油气盆地重要的储层类型之一。本文基于塔里木盆地岩溶储层的实例研究,指出岩溶储层的储集空间以缝洞为主,缝洞可以发育于潜山区,也可以发育于内幕区,具不同的地质背景和成因。据此,将岩溶储层细分为四个亚类,其中,潜山(风化壳)岩溶储层又可根据围岩岩性的不同细分为灰岩潜山岩溶储层和白云岩风化壳储层两个次亚类。潜山(风化壳)岩溶储层发育于潜山区,与中长期的角度不整合面有关,准层状分布,峰丘地貌特征明显;层间岩溶储层和顺层岩溶储层发育于内幕区,前者与碳酸盐岩层系内部中短期的平行(微角度)不整合面有关,准层状分布,后者与潜山周缘的斜坡背景有关,环潜山周缘呈环带状分布,与不整合面无关;受断裂控制岩溶储层主要发育于内幕区,分布于断裂发育区,尤其是背斜的核部,与不整合面无关,受断裂控制导致缝洞发育跨度大,沿断裂呈栅状分布。岩溶储层的细分方案突破了岩溶储层只分布于潜山区的传统认识,使岩溶储层勘探由潜山区向内幕区拓展,对中国海相含油气盆地碳酸盐岩油气勘探具重要的指导作用。

... 至于 T76界面之下串珠状岩溶储集层更为发育的原因,除了受不整合暴露强度的影响外还可能包括以下原因: (1)表生条件下,白云岩的溶蚀作用小于灰岩(赵文智等,2013) ...

2009

0.0

赵宗举, 潘文庆, 张丽娟, 邓胜徽, 黄智斌. 2009. 塔里木盆地奥陶系层序地层格架. 大地构造与成矿学, 33(1): 175-188.

[Zhao Z

, Pan W

, Zhang L

, Deng S

, Huang Z

2009. Sequence stratigraphy in the Ordovician in the Tarim Basin. Geotectonica et Metallogenia, 33(1): 175-188]

在不同沉积相区典型露头、钻井及地震层序综合分析基础上,将塔里木盆地奥陶系海相地层划分出8个可全盆地对比的三级层序(OSQ1～OSQ8),首次建立了综合露头层序、钻井层序及地震层序划分的层序地层格架,建立了年代地层、牙形石生物地层、岩石地层与层序地层之间的相互关系(表1).首次提出海相碳酸盐岩全岩或生物化石壳的碳同位素值可作为全球海平面变化的良好指标.在相似气候带及沉积环境具备相近的碳酸盐沉积速率的假设条件下,当沉积相分析所得到的相对海平面变化趋势与全岩碳同位素分析反映的全球海平面变化趋势总体一致时,说明碳酸盐层序的发育主要受控于全球海平面变化,反之则主要受控于区域构造沉降运动.鉴于这样的分析原理,我们认为塔里木盆地下奥陶统层序OSQ1及层序OSQ2属于主要受控于全球海平面变化的稳定加积型层序,而中、上奥陶统层序OSQ3～层序OSQ8则属于全球海平面总体上升背景下主要受区域构造运动控制形成的构造淹没型层序.

... 前人研究认为鹰山组沉积时期达板塔格剖面属于台地相区而蓬莱坝剖面属于缓坡相区(赵宗举等,2009 ...

2009

0.0

... 塔里木盆地奥陶系发育多个不同级别的不整合,其中一级不整合(例如 T74)是由大规模的构造运动或者海平面下降形成的暴露剥蚀面,其遭受暴露剥蚀可持续10~100,Ma(Embry,2009),一级不整合面在盆地范围内广泛发育,可以造成1500~2000,m厚的剥蚀量(Li et al ...

2015

0.0

... Gao and Fan, 2015) ...

2016

0.0

... 1,Ma)(Gao et al ...

... 这些串珠状反射被解释为与不整合面相关的岩溶洞穴(Gao et al ...

2016

0.0

... Gao et al ...

2006

0.0

... 3 不整合控储作用碳酸盐岩层系中的不整合面对于岩溶储集层的发育具有重要的意义(Hundert et al ...

2001

0.0

... Jiang et al ...

1963

0.0

2012

0.0

2000

0.0

... ¹³C相对大小与海平面升降呈正相关,可以用来指示海平面的变化(Miriam and Vincen,2000 ...

1975

0.0

... 由于碳酸盐岩中的微量元素主要赋存于陆源碎屑和黏土矿物中,而在海水相对较深的碳酸盐岩台盆环境中胶结作用和深海溶解作用较强,有利于微量元素的富集(Veizer,1975 ...