准噶尔盆地南缘西段中上组合层序地层分析

姜 雪，程 欣 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100）

黄 震 （防灾科技学院灾害信息工程系，北京 101601）

四棵树凹陷位于准噶尔盆地南缘西段，南以托斯台前缘断裂和巴音沟断裂为界，东北部以北北西走向的艾卡断裂与车排子凸起相隔，西北部与甘家湖凸起呈过渡关系，总体走向北西西－南东东，面积约6400km2。构造上属准噶尔盆地一部分，即北天山山前坳陷带西段的次级负向构造单元。四棵树凹陷具有前寒武系结晶基底及古生界基底双层基底特征，是典型的叠合盆地[1]。古近系自下而上发育紫泥泉子组 （E1－2z）、安集海河组 （E2－3a），新近系则发育沙湾组 （N1s）、塔西河组 （N1t）、独山子组 （N2d）。下面笔者主要研究E1－2z和N1s层序地层特征。

1 层序界面类型

1.1 不整合面

研究区E1－2z和N1s顶、底界面对应区域性角度不整合，上超、削截特征明显；如新近系沙湾组一段 （N1s1）底界面SB5，其上上超反射终止明显，在地震剖面上表现为一较强振幅、连续的波峰反射（见图1）。E2－3a的底面为一个区域不整合面，在地震剖面上表现为一较强振幅的波峰反射，不整合面以下E1－2z顶部削截不整合接触关系清楚[2]（见图2）。

图1 N1s1地震反射界面之上上超反射终止（A9126测线）

图2 E2－3a地震反射界面之下削截反射终止（A8506测线）

1.2 最大湖泛面

是划分层序内部基准面上升半旋回和基准面下降半旋回分界的关键界面。研究区古近系－新近系存在4个较明显的湖泛面，如西5井的最大湖泛面Mfs1（见图3）。最大湖泛面处岩石颜色多以还原环境下深灰、灰绿等深色调为主，岩性多为泥岩。在测井曲线上，最大洪泛面之上自然伽玛值由低到高变化，自然电位异常幅度由大变小，最大洪泛面之下情况则正好相反。

图3 最大湖泛面Mfs1钻测井响应特征 （西5井）

1.3 冲刷侵蚀面

是由于较强的区域构造运动，或基准面较大幅度下降到较低位置而形成的。其上可见底砾岩，界面位于岩相类型或相组合在垂向剖面上的转换位置，层序界面之上，地层岩性的规律性变化，如砂岩单层厚度向上变小；层序界面之下则表现为相反的地层岩性分布规律。在测井曲线上，层序界面位于大型漏斗形曲线的顶部，界面处曲线异常跳跃明显。如卡9井SB6层序界面即为冲刷面 （见图4）。

图4 SB6层序界面之上冲刷侵蚀不整合面钻测井响应特征 （卡9井）

2 层序地层格架

通过上述分析，结合区域地震、钻井层序对比，将E1－2z和N1s各划分出1个长期旋回层序，分别为ELSC1和NLSC1，其中ELSC1长期旋回层序有3个中期旋回，自下而上分别为EMSC1、EMSC2、EMSC3；而NLSC1长期旋回层序自下而上由NMSC1、NMSC2、NMSC3三个中期旋回层序组成，层序界面自下而上为SB1至SB8。

2.1 长期基准面旋回

1）长期旋回ELSC1层序对比格架 长期旋回ELSC1基本对应E1－2z。E1－2z沉积时期，整体上的气候背景以温暖潮湿为主，但期间存在间歇性的干旱时段，加之此时古地形梯度较小，湖泊水体浅，区域大部表现为氧化环境，局部时段由于气候干旱而出现钙质结核层，沉积供应速率逐渐增加，A／S从大于1逐渐变化到小于1，整个长期旋回层序表现为弱进积－退积－加积－弱进积的地层叠加样式。

2）长期旋回NLSC1层序对比格架 对应于新近系N1s沉积时期，气候干旱，降水的补给整体上表现为幕式间歇性的特点，而且凹陷内大范围供水过程较为短暂，表现为近源暂时性河流，发育以河流侵蚀作用所带来的前期沉积岩为物源的河流、三角洲及滨浅湖相。此时期古地形梯度小，地形较为平缓，盆浅湖扩，沉积物整体以氧化色调为主，湖泊区地表径流补给不足地区广泛发育蒸发岩沉积，而在盆地北部边缘地表径流补给充分地区主要发育以淡水三角洲为主的沉积。在这种气候背景条件下，造成整个长期基准面旋回层序呈现出弱进积－强进积－退积－加积－弱进积的沉积作用特点[3－4]。

2.2 中期基准面旋回

1）EMSC1中期旋回层序对比格架 对应于E1－2z下段，底部与下伏白垩系呈角度不整合接触关系。该层序地层在研究区分布范围极其有限。基准面上升半旋回不发育，以下降半旋回为主，旋回不对称性明显。剖面上向上逐渐形成了一套由砂泥岩互层的沉积序列，沉积相由滨浅湖砂泥坪向泥坪转变。

2）EMSC2中期旋回层序对比格架 对应于E1－2z中段，顶部与上覆地层呈角度不整合接触关系。研究区内分布范围较EMSC1略有扩大，西5井、西湖1井和独山1井可见本层序旋回。基准面上升半旋回较EMSC1增厚，但仍小于下降半旋回。沉积方式显示出由西5井～西湖1井退积－加积的三角洲前缘水下分流河道－河口砂坝沉积。

3）EMSC3中期旋回层序对比格架 对应于E1－2z上段，顶部与上覆地层呈角度不整合接触关系。在研究区内广泛分布。研究工区内基准面下降半旋回厚度明显大于上升半旋回厚度。发育辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体，沉积方式显示出由盆地边缘向中心卡9井～四参1井，卡北1井～卡7井、西4～西参2井方向进积－退积－加积－进积的三角洲平原分支河道－三角洲前缘水下分流河道－河口坝沉积。

4）NMSC1中期旋回层序对比格架 该中期旋回位于N1s下段，与下伏地层呈角度不整合接触关系。在研究区分布于西湖背斜和独山子背斜处，卡因迪克地区缺失该段旋回层序地层。研究工区内基准面下降半旋回厚度与上升半旋回厚度相等，旋回对称性明显。在垂直于物源剖面 （独2井～四参1井剖面）上，从东南至西北发育了辫状河沉积、辫状河三角洲沉积，以三角洲前缘中的水下分流河道砂体、河口坝砂体最为发育。顺物源方向 （卡北1井～西5井剖面），从北东至西南发育辫状河～辫状河三角洲沉积。整体表现为水下分流河道发育，辫状河三角洲河道砂体与平原相褐色泥岩交互沉积。盆地边缘向中心独2井～独深1井、西4井－西参2井叠层叠置样式表现出加积－弱进积叠加。

5）NMSC2中期旋回层序对比格架 对应于N1s中段，与下伏地层呈角度不整合接触关系。研究区内该段层序地层广泛分布，卡因迪克背斜、西湖背斜、独山子背斜均可见本层序旋回。基准面旋回以下降半旋回为主，上升半旋回和下降半旋回不对称性明显。垂直物源方向 （独2井～四参1井剖面），NMSC2层序旋回从东南至西北发育了湖泊－三角洲－河流相沉积，以三角洲前缘中的水下分流河道砂体、河口坝砂体最为发育，如卡10井、卡8井、卡6井、西5井、西4井等均可见水下分流河道砂体、河口坝砂体。独山子地区岩性粒度粗，分选差，发育扇三角洲沉积体系。顺物源方向 （卡北1井～西5井剖面），砂体主要为河流相中的河道砂体；三角洲平原的分流河道砂体；三角洲前缘的水下分流河道砂体、河口坝砂体，但砂体连通性较差，部分地区 （如卡6井、卡8井、卡东1井）出现膏泥岩层。沉积方式从盆地边缘到中心卡北1井～卡7井、独2井～独深1井呈现出退积－加积的滨浅湖砂泥坪－砂坝叠加样式。

6）NMSC3中期旋回层序对比格架 对应于N1s上段，与上覆地层呈角度不整合接触。该中期旋回层序分布范围和展布规律与NMSC2基本一致，卡因迪克背斜、西湖背斜、独山子背斜均可见本层序旋回，厚度变化不大，厚度较NMSC2略薄，平均为150m。基准面上升半旋回与下降半旋回厚度基本相等，表现出对称性。垂直于物源方向剖面 （独2井～四参1井剖面）上，与NMSC2旋回层序相比基本一样，从东南至西北仍然发育湖泊～三角洲－河流相沉积，以三角洲前缘中的水下分流河道砂体、河口坝砂体最为发育。顺物源方向 （西湖1井～卡北1井剖面），主要发育滨浅湖相膏泥岩沉积；而在地表径流补充区域，造成湖水淡化，沉积物的充分供应，发育三角洲沉积。盆地边缘到中心沉积方式由滨浅湖相膏泥岩加积转化为三角洲前缘河口坝－水下分流河道的进积沉积[5]。

3 结 论

（1）对四棵树凹陷E1－2z和N1s进行高分辨率层序地层学研究，识别出2个长期旋回和6个中期旋回，具有区域等时对比意义。

（2）运用旋回等时对比法则对各井基准面旋回联井对比分析得出，中期基准面旋回呈现出加积－进积的滨浅湖－三角洲前缘河口坝－水下分流河道堆积叠加、退积－加积滨浅湖砂泥坪及砂坝叠加样式、进积－退积－加积－进积的三角洲平原分支河道－三角洲前缘水下分流河道－河口坝地层叠加样式。

（3）各中期旋回内部以较厚水下分流河道、河口坝砂体发育为特征，这些砂体与前三角洲泥岩呈指状交叉可构成良好的生储盖组合，易于寻找一些岩性油气藏。

[1]孟元库，施发剑，汪新文 .准噶尔盆地南缘四棵树凹陷构造变形特征分析 [J].宁波大学学报，2012，32（4）：615-624.

[2]邓宏文，王洪亮，李熙喆 .层序地层基准面的识别、对比技术及应用 [J].石油与天然气地质，1996，17（3）：177-184.

[3]李凤杰，王多云，张庆龙.鄂尔多斯盆地陇东地区延长组沉积相特征与层序地层分析 [J].沉积学报，2006，24（4）：549-554.

[4]楚美娟，郭正权，白嫦娥 .鄂尔多斯盆地延长组长8油层组沉积及其演化特征 [J].石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2012，34 （2）：13-19.

[5]庄新明 .准噶尔盆地四棵树凹陷石油地质特征及勘探方向 [J].新疆地质，2006，24（4）：429-433.