吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组是重要的油气勘探层段，芦草沟组广泛发育暗色泥页岩、白云岩，为相对优质烃源岩，规模大、品质优、生烃能力强。位于吉木萨尔凹陷西部的JY1井，其钻井取心和测井数据均可见良好的油气显示，与东部的J36H井具有较大的相似性，预示着吉木萨尔凹陷整体含油，展现出吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的巨大勘探潜力。学者们对研究区芦草沟组的研究主要集中于层序地层划分^[1-3]、储层特征^[4-6]、白云岩成因^[7-8]、沉积特征^[9-12]以及烃源岩特征^[13-15]等。张亚奇等^[1]认为芦草沟组发育1个长期旋回、6个中期旋回和44个短期旋回。郑庆华等^[2]将芦草沟组划分为2个3级层序、6个中期粒度成因单元和5个体系域段。彭雪峰等^[3]认为芦草沟组为一个完整的3级层序，由低位体系域、水进体系域、高位体系域和水退体系域组成，分别对应地层的4个岩性段。匡立春等^[8]认为芦草沟组为残留海封闭后的咸化湖盆沉积环境。张义杰等^[9]认为芦草沟组沉积环境为陆源近海湖，古盐度较高。李成博等^[10]认为芦草沟组由早至晚为低水位体系—浅湖相—深湖—半深湖相沉积。斯春松等^[11]认为芦草沟组属于湖泊—三角洲相，以湖泊相为主。王越等^[12]认为博格达山周缘芦草沟组属于近岸水下扇、半深湖—深湖沉积。学者们对吉木萨尔凹陷的研究主要针对凹陷东斜坡，对凹陷西部深洼带层序地层及沉积相特征的研究相对较少，特别是沉积微相的详细划分不足，其沉积演化规律不清。

通过收集吉木萨尔凹陷59口井的测录井资料、分析化验资料、地震资料等，获得岩心约774 m，以层序地层学、沉积学理论为指导，对吉木萨尔凹陷芦草沟组层序地层特征、沉积微相特征以及沉积演化规律进行精细研究，并建立相应的沉积模式，以期为芦草沟组页岩油等非常规油气勘探与预测提供参考。

准噶尔盆地的面积为13 533 km²，总体形状为三角形，东西长、南北窄^[16]。在二叠纪盆整体处于拉伸背景，石炭纪末—早二叠世，盆地处于后碰撞调整时期，后碰撞伸展作用导致准噶尔盆地广泛发育断陷和裂谷岩浆事件^[17]。中二叠世，准噶尔盆地南缘位于湖盆腹部，开始接受深水沉积，因此在中二叠世后期，即芦草沟组与红雁池组沉积期，在南缘地区形成了一套巨厚的油页岩^[18]。

吉木萨尔凹陷位于准噶尔盆地的东部隆起，面积约1 200 km²，受燕山期断裂切割，北与沙奇凸起相邻，西与北三台凸起相邻，南与吉南凸起相邻，东与古西凸起相邻，构造稳定，为东高西低的单斜，主体部位倾角为3°~5°，断裂不发育（图 1）。自上而下发育第四系、新近系、古近系、白垩系的吐谷鲁群，侏罗系的齐古组、头屯河组、西山窑组、三工河组、八道湾组，三叠系的克拉玛依组、烧房沟组、韭菜园子组，二叠系的梧桐沟组、芦草沟组、井井子沟组、乌拉泊组和石炭系的巴塔玛依内山组、松喀尔苏组。其中二叠系自下而上发育乌拉泊组（P₂wl）、井井子沟组（P₂ j）、芦草沟组（P₂l）、梧桐沟组（P₃wt）。其中芦草沟组是重要的含油层位，全凹陷均有分布，厚度为200~350 m，岩性主要为灰黑色泥岩、白云质泥岩以及白云岩。芦草沟组自下而上分为芦一段、芦二段，段内各分2个砂层组。根据物性和含油性纵向发育2个“甜点体”，厚度分别为44 m和38 m，横向分布广且相对稳定，上“甜点体”主要岩性为灰黑色砂屑云岩、岩屑砂岩、云质砂岩，整体以咸化湖相碳酸盐岩类沉积为主。下“甜点体”主要岩性为灰色云质粉细砂岩，整体以三角洲前缘和浅湖—半深湖沉积为主。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 吉木萨尔凹陷芦草沟组构造图（a）和地层综合柱状图（b） Fig. 1 Structural map(a)and comprehensive histogram of stratum(b)of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

层序界面的识别是划分沉积层序的关键，层序界面上、下地层在岩性、测井曲线、地震反射特征等都存在着明显的差异。在沉积旋回的基础上，结合钻井、地震、测井、岩心资料、沉积序列的叠置样式，识别出三级层序界面，将吉木萨尔凹陷芦草沟组自下而上划分为SQ₁，SQ₂等2个三级层序，分别对应芦草沟组一段、二段。

吉木萨尔凹陷芦草沟组SQ₁底界面为一个区域性不整合面，可做为明显的标志，与下覆井井子沟组地层假整合接触。SQ₁底界面之上为芦草沟组[图 2（a）]，岩性主要为灰黑色中—薄层炭质页岩、泥岩及粉砂岩夹白云岩，电性特征表现为高电阻率、高伽马，SQ₁底界面之下是井井子沟组，岩性主要为凝灰质砂岩、粉—细砂岩、灰色砂砾岩，电性特征表现为高电阻率-低伽马。SQ₂底部界面上、下地层在颜色、岩性组合及电性特征存在明显差异[图 2（b）]。SQ₂底界面之下为灰色、灰黑色粉砂岩、白云质粉砂岩、粉—细砂岩、钙质细砂岩以及泥岩，反映了半深湖的沉积环境，电性特征表现为高电阻率-低伽马，SQ₂底界面之上为灰色泥岩、泥质粉砂岩、白云质泥岩、白云岩、白云质粉砂岩，反映了浅湖的沉积环境，电性特征表现为低电阻率-高伽马。SQ₂顶界面为一个区域性不整合面，与上覆梧桐沟组地层假整合接触，可作为明显的标志。SQ₂顶界面之上为梧桐沟组[图 2（c）]，主要岩性为灰色砂砾岩、泥质粉砂岩，电性特征表现为低电阻率-低伽马。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 吉木萨尔凹陷芦草沟组层序界面及岩性、测井响应特征 Fig. 2 Features of sequence boundaries and lithologic, log responses of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

地震剖面上SQ₁，SQ₂层序顶界面分别为T3和T5（图 3）。T3作为SQ₁顶界面，表现为中强反射，易于识别，并削截下部地层。T5作为SQ₂顶界面，表现为强反射，仅在凹陷中部具有可追踪性和连续性。SQ₁的初始湖泛面与最大湖泛面分别为T1和T2，T1表现为红色强振幅反射轴，连续性较好，T2为黑色中强振幅轴，全区连续性较好，其下可见地层上超，SQ₂的最大湖泛面为T4，表现为黑色弱强振幅轴，连续性较好，其下可见地层上超。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 吉木萨尔凹陷芦草沟组地震反射特征（拉平P2l顶界） Fig. 3 Seismic reflection characteristics of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

结合钻井、测井、岩心、地震等资料，依据吉木萨尔凹陷芦草沟组顶界、底界2个区域不整合面和芦草沟组中部沉积相转换面的识别以及地震反射特征，将芦草沟组自下而上划分为SQ₁，SQ₂等2个三级层序，并根据地层叠置样式、岩性、电性特征变化将SQ₁细分为低位体系域（LST）、湖侵体系域（TST）、高位体系域（HST），将SQ₂细分为湖侵体系域（TST）、高位体系域（HST）（图 4）。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 吉木萨尔凹陷J31井芦草沟组层序地层及沉积相划分 Fig. 4 Division of sequence stratigraphy and sedimentary facies of Lucaogou Formation in well J31 of Jimsar Sag

芦草沟组层序顶底界面特征明显。低位体系域与湖侵体系域的界面是最初湖泛面，湖侵体系域与高位体系域的界面是最大湖泛面。低位体系域岩性主要为灰色细砂岩、粉—细砂岩，为三角洲前缘亚相沉积，微相类型主要是砂坝，湖侵体系域为浅湖、半深湖相的泥岩，泥岩沉积厚度大且分布范围广，微相类型为浅湖泥、半深湖泥，构成向上变细的退积序列。高位体系域为浅湖—半深湖的粉砂岩、白云质粉砂岩以及白云质泥岩沉积，微相类型为混合坪、云坪等，具有典型的加积特点。

低位体系域与湖侵体系域分界面上、下地层在颜色、岩性组合及电性特征有明显差异（图 4），界面之下为低位体系域，岩性主要为灰色细砂岩、粉—细砂岩、钙质细砂岩、粉砂岩及少量灰色泥岩，为三角洲前缘沉积，湖域面积小，电性特征表现为低伽马-高电阻率。界面之上为湖侵体系域，岩性主要为半深湖相的灰黑色、灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及少量粉砂岩，泥岩沉积厚度大且分布广，垂向上表现为退积序列，湖域面积较大，电性特征表现为高伽马-中高电阻率。湖侵体系域与高位体系域分界面的上、下地层在颜色、岩性组合及电性特征有明显差异，界面之上为高位体系域，岩性主要为灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、白云质粉砂岩及少量泥岩，垂向上表现为进积序列，电性特征表现为低伽马-高电阻率。

湖侵体系域岩性主要为灰色、深灰色泥岩以及粉砂质泥岩，电性特征表现为高伽马-低电阻率。高位体系域岩性主要为灰色、深灰色白云质泥岩、粉砂岩、白云质粉砂岩、泥质粉砂岩及泥岩，垂向上表现为进积序列，电性特征表现为低伽马-高电阻率。

在三级层序及体系域划分的基础上，建立了吉木萨尔凹陷芦草沟组层序地层格架。通过分析其南北向连井层序格架剖面可以看出，芦草沟组SQ₁在凹陷内均有发育[图 5（a）]，且从南向北逐渐减薄，南部J5井厚160 m，而北部J15井减薄至86 m。SQ₂仅在凹陷中央发育，在凹陷南、北边缘处尖灭，并非剥蚀后残留，凹陷中部各井沉积厚度大致相当。从东西向连井层序格架剖面看出，SQ₁，SQ₂呈现出中间厚、东西薄的趋势[图 5（b）]。芦草沟组沉积层序表现出明显的沉积韵律特点，自下而上沉积物粒度变化为“粗→细→粗→细→粗→细”，对应的沉积水体深度变化为“浅→深→浅→深→浅→深”，形成了厚度250 m左右的沉积层序。2个甜点段均发育于高位体系域。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 吉木萨尔凹陷芦草沟组层序剖面AA'（a）和BB'（b）（剖面位置见图 1） Fig. 5 Sequence of section AA'(a)and BB'(b)of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

吉木萨尔凹陷芦草沟组岩石的矿物种类多样，包括斜长石、白云石、石英、蒙脱石、伊利石、方解石、高岭土、重晶石、黄铁矿，其中斜长石含量较高，体积分数为35%，石英与白云石含量相当，体积分数为15%，反映芦草沟组为一套受机械沉积作用和化学沉积作用混合沉积的陆源碎屑岩和碳酸盐岩^[19]。据此可将吉木萨尔凹陷芦草沟组岩石类型划分为3类：碎屑岩类、过渡岩类和碳酸盐岩类，又可细分为9种，碎屑岩类包括：砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、页岩；过渡岩类包括白云质泥岩、白云质粉砂岩；碳酸盐岩类包括白云岩、砂质白云岩、泥质白云岩（图 6）。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 吉木萨尔凹陷芦草沟组岩石类型划分 Fig. 6 Lithological composition of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

通过对吉木萨尔凹陷芦草沟组取心井岩心观察和描述可得，沉积构造多样（图 7），包括波状层理、水平层理、中小型交错层理、平行层理、揉皱构造、递变层理，岩心中缝合线发育，可见冲刷面，常见黄铁矿。同时还发育咸化湖泊的生物化石^[20]，这些沉积构造标志为判断芦草沟组沉积相提供了重要依据。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 吉木萨尔凹陷芦草沟组岩性及沉积构造特征 （a）灰色粉砂岩，有方解石条带充填，波状层理，揉皱构造，J10025井，3 567.50 m；（b）灰黑色粉砂岩夹白云质泥岩及泥岩，波状层理，J36-4井，4 353.39 m；（c）灰色泥质白云岩，波状层理，J10022井，3 490.11 m；（d）灰色白云质粉砂岩，水平层理，J36-4井，4 354.88 m；（e）灰色白云质泥岩，含孔洞，有粗晶方解石充填，J10022井，3 484.80 m；（f）灰黑色泥岩与粉砂岩互层，水平层理，J10025井，3 614.30 m；（g）灰色细砂岩，粒径逐渐变细，可见冲刷面，发育递变层理，J36井，4 379.31 m；（h）深灰色砂质白云岩，有粗晶方解石充填，J10025井，3 667.40 m；（i）灰色白云岩，J10025井，3 607.10 m；（j）灰色泥岩，含黄铁矿晶粒，缝合线发育，J10025井，3 673.00 m；（k）灰褐色泥质粉砂岩，交错层理，J10022井，3 483.30 m；（l）灰色泥质粉砂岩，缝合线发育，J10025井，3 618.10 m Fig. 7 Lithology and sedimentary structural features of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

芦草沟组一段下部发育含砾砂岩和细砂岩，常见沉积构造包括冲刷面和平行层理等，是三角洲前缘的重要标志。中小型交错层理常见于灰色粉砂岩、泥岩中，是浅湖沉积的重要标志。芦草沟组一段常见灰黑色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层粉—细砂岩，是半深湖沉积的重要标志。波状层理、平行层理以及泄水构造是三角洲前缘席状砂的重要标志。

在吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积演化背景的基础上，根据其岩石类型、颜色、沉积构造、岩性组合等沉积相标志的综合分析，共识别出三角洲、咸化湖泊2种沉积相类型、4种沉积亚相和8种沉积微相（表 1）。

表 1(Table 1)

表 1 吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积微相特征 Table 1 Sedimentary microfacies characteristics of Lucaogou Formation in Jimsar Sag 沉积相类型 岩性 沉积构造 典型井测井曲线 测井相特征 岩性照片 岩性描述 相 亚相 微相 咸化湖泊三角洲相 三角洲前缘 砂坝 砂岩 粉砂岩 板状交错层理 波状层理 平行层理 箱形 钟形 J36-5井，4 353.11 m，P2l，灰色含砾细砂岩 前三角洲 前三角洲泥 泥岩 平行层理 波状层理 低幅 线形 J10022井，3 478.10 m，P2l，砂质泥岩，含方解石条带，缝合线发育 浅湖 滩砂 泥质粉砂岩 白云质粉砂岩 交错层理 波状层理 漏斗形 J36-4井，4 357.03 m，P2l，灰色油浸泥质粉砂岩 浅湖泥 泥岩 水平层理 低幅 线形 J10022井，3 487.30 m，P2l，灰色泥岩，含细晶方解石条带 浅湖半深湖 云坪 泥质白云岩 白云质泥岩 砂质白云岩 水平层理 波状层理 交错层理 锯齿状 J10022井，3 490.11 m，P2l，灰色泥质白云岩，含波状层理 混合坪 白云质粉砂岩 白云质泥岩 水平层理 漏斗形 J36-4井，4 353.39 m，P2l，，灰质粉泥岩夹白云质泥岩和泥岩，波状层理 半深湖 半深湖泥 泥岩 页岩 水平层理 块状构造 低幅 线形 J36-4井，4 361.49 m，P2l，灰黑色泥岩，水平层理 浊流沉积 泥质粉砂岩 泥质砂岩 递变层理 钟形 J28井，3 216.70 m，P2l，灰黑色泥质砂岩，递变层理

下载CSV 表 1 吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积微相特征 Table 1 Sedimentary microfacies characteristics of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

三角洲相主要发育在吉木萨尔凹陷边缘部位，规模较小，岩性主要为细砂岩、粉砂岩，在吉木萨尔凹陷北部J15，J151井附近也存在砾岩，分选较好，主要分布在凹陷西部、东南部及东北部，垂向上主要位于芦草沟组的底部，主要发育三角洲前缘亚相，可分为前缘席状砂和远砂坝微相，二者在研究区难以区分，故合称为砂坝微相，砂坝微相分布范围较局限，仅在凹陷边缘分布，岩性较细，以灰色砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，发育波状层理、平行层理及交错层理，可见少量黄铁矿与方解石充填。自然伽马和电阻率曲线呈箱形、钟形。部分地区也发育前三角洲亚相，主要为前三角洲泥，岩性主要为灰色泥岩、砂质泥岩，矿物成分主要为黏土矿物、石英，常见水平层理，自然伽马和电阻率曲线较为平直。

研究区咸化湖泊相发育，分布广泛，可进一步划分为浅湖和半深湖亚相。

浅湖亚相可划分为滩砂和浅湖泥微相。滩砂一般平行岸线分布，呈席状，分布范围广，在上、下“甜点体”内部均有发育，但厚度略有差异，岩性主要由灰色粉砂岩、泥质粉砂岩以及少量白云质粉砂岩组成。主要矿物为石英、长石及少量黏土矿物。岩心中可见黄铁矿、炭屑，并且有方解石充填，发育交错层理、波状层理、揉皱构造。在垂向上表现为砂、泥频繁互层，呈下细上粗的反旋回。自然伽马和电阻率曲线呈漏斗型。岩性主要为浅灰色、灰色泥岩、粉砂质泥岩，粒度较细，偶见很薄的砂质条带，发育水平层理，自然伽马和电阻率曲线呈低幅线形。

浅湖到半深湖亚相的过渡带发育云坪和混合坪。云坪是构成“甜点体”的主要沉积微相，云坪微相沉积物为浅灰色白云岩、泥质白云岩、砂质白云岩、白云质泥岩，以泥晶白云岩为主，含砂屑、鲕粒、生物碎屑及藻粒等结构组分。芦草沟组沉积期，从半开放环境逐渐演变为闭流湖盆，蒸发作用强烈，导致湖盆水体快速蒸发，由于蒸发泵作用，化学沉淀作用强，容易形成碳酸盐类矿物，研究区常见的有白云石与方解石。岩心中常见溶蚀孔洞与裂隙，部分可见黄铁矿、方解石充填，发育波状层理、水平层理，自然伽马和电阻率曲线呈锯齿状。混合坪位于滩砂与云坪之间，岩性主要为灰色、浅灰色白云质粉砂岩、白云质泥岩，岩心中常见水平层理，可见白云岩与粉砂岩互层，主要发育过渡性岩类，如白云质粉砂岩、白云质泥岩。自然伽马和电阻率曲线呈漏斗状。混合坪和云坪在上、下“甜点体”均有发育，厚度变化较大，上“甜点体”厚度大于下“甜点体”。

半深湖亚相可划分为半深湖泥微相和浊流沉积微相。半深湖泥以细粒沉积为主，岩性主要为灰色、灰黑色泥岩、页岩、粉砂质泥岩夹薄层粉细砂岩，含部分炭质泥岩、白云质泥岩，泥岩主要发育于“甜点体”间，以块状和纹层状为主，层理发育，有机质含量高时纹层状特征明显。岩心中常见水平层理，缝合线发育，含细晶方解石条带，偶见黄铁矿，含有生物碎屑、化石。浊流沉积发育比较局限，主要在J28井附近发育，由于距离物源较远，颗粒的分选与磨圆均较好，沉积物粒度相对较细，岩性主要为灰质粉砂岩、泥质粉砂岩，主要分布在“甜点体”之间的深水沉积区。黑色的深湖亚相泥岩中常常可以见到截切、球枕—砂岩脉和白云质团块等典型重力流沉积标志^[21]。

吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积时期物源主要来自于周边各凸起，包括北部、南部、西部的3个物源区，以南部物源为主^[22]。受南部三台凸起升降运动及北部断褶带的影响，物源供给受到阻碍，水系发育程度低^[20]。由于气候的周期性变化，湖平面呈波浪式频繁升降，造成沉积物沿湖盆边缘至盆地中心呈环带状分布，纵向上具有较强的非均质性^[21]。

芦草沟组沉积时期为湖盆的扩张期，发育2期水进—水退旋回，晚期又发育一期水进旋回^[23]。地球化学特征研究结果显示，芦一段为干旱气候咸化贫氧—厌氧沉积，部分层段为半咸水沉积，芦二段为湿润气候半咸水贫氧沉积，偶尔处于干旱咸化沉积，古水深相对较浅^[24]。芦草沟组总体为下粗上细的正韵律特征，自下而上物源供给逐渐减弱，从畅流湖泊环境逐渐演变为闭流湖盆环境。通过碳氧稳定同位素分析，计算出的能够反映古盐度的Z值：Z = 2.048（δ¹³C + 50）+0.498（δ¹⁸O + 50），当Z > 120，为海相灰岩，Z < 120，则为淡水灰岩，Z值越高，古盐度越高^[25]。J174井芦草沟组岩石样品的Z值为131~147，反映其水体盐度较高，且整体上水体持续咸化（图 8）。纵向上岩石组分差异明显，沉积环境变化较大，自下而上方解石含量逐渐降低，白云石含量逐渐升高。芦草沟组“甜点”段石英与长石含量高，方解石和白云石含量高，黏土矿物含量较低，早期沉积环境呈强还原性，水体偏咸，母质中的低等水生生物含量较多，后期物源供给较弱，湖平面受气候控制，源岩、沉积水介质条件还原性相对较弱、水体盐度中等，为微咸—半咸的湖相沉积，母质中的高等植物含量可能较多。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 吉木萨尔凹陷J174井芦草沟组古盐度和矿物含量垂向分布特征 Fig. 8 Vertical distribution characteristics of paleosalinity and mineral content in J174 well of Jimsar Sag

低位体系域沉积时期[图 9（a）]，湖平面较低，水体较浅，物源供给充足，南部物源的供给强度和分布范围强于西部、北部的物源，南部的物源在J5，J31井区发育砂坝沉积，来自北部沙奇凸起的物源在J15，J151井区发育砂坝沉积，来自西部的物源在JY1井区发育砂坝沉积。滩砂与云坪分布范围较大，半深湖泥主要发育在凹陷西部J36-11，J36-3井区。总体上看，低位体系域沉积时期砂坝、滩砂与云坪分布最广。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积微相 Fig. 9 Sedimentary microfacies of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

湖侵体系域沉积时期[图 9（b）]，湖平面上升，柴窝堡凹陷的水体经由凸起间沟谷进入吉木萨尔凹陷，物源供给逐渐减弱，三角洲逐渐萎缩，混合坪规模增大，与低位体系域微相类型相似，滩砂与砂坝沉积规模减小，半深湖泥分布范围增大。

高位体系域沉积时期[图 9（c）]，湖平面下降，湖盆开始萎缩，三角洲向湖域推进，砂坝沉积规模增大，在干旱、封闭的条件下，湖盆水体快速蒸发，蒸发作用导致水体咸化，水体盐度升高，由于蒸发泵作用，凹陷中心主要发育过渡岩类以及碳酸盐岩类，主要发育云坪与混合坪沉积，且规模较湖侵期更大。凹陷边部发育较粗的沉积物，岩性主要为砾岩、砂岩。云坪、混合坪、滩砂以及砂坝构成了下“甜点体”的主体。

湖侵体系域沉积时期[图 9（d）]，气候潮湿，湖平面持续上升，物源供给逐渐减弱，混合坪沉积规模增大，凹陷边缘主要发育滩砂沉积，滩砂沉积规模减小，半深湖沉积规模增大，在J36-12，J36-11，J36-3，J36-2，J36-1，J29井区主要发育半深湖泥，在J28井区发育浊流沉积。高位体系域沉积时期[图 9（e）]，湖平面再次降低，凹陷内西部、南部及北部物源向湖域推进，仅在凹陷南部、西部发育三角洲前缘砂坝沉积，蒸发作用导致水体咸化和水体盐度升高，湖盆中部的J39，J32，J34，J7等井区大面积发育云坪。半深湖泥沉积规模减小，仅在J36-3，J36-5，J36- 12井区分布。总体上看，高位体系域沉积时期滩砂、云坪、混合坪沉积规模较大。云坪、混合坪以及滩砂构成了上“甜点体”的主体。

综上所述，吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积时期，持续存在陆源碎屑岩和碳酸盐岩混积的沉积特征，总体上具有由早期陆源碎屑三角洲沉积体系向晚期咸化湖泊沉积体系的演化趋势。

通过对吉木萨尔凹陷芦草沟组层序界面识别、体系域内沉积微相特征及沉积环境的研究，建立了其沉积模式。SQ₁低位体系域沉积时期（图 10），湖平面较低，三角洲发育，物源供给充足，凹陷边缘主要发育三角洲前缘砂坝以及浅湖滩砂，半深湖泥沉积规模较小。SQ₁湖侵体系域沉积时期，湖平面逐渐升高，物源供给不断减弱，沉积环境由砂坝、滩砂向混合坪转变，云坪沉积规模减小，半深湖泥沉积规模增大。SQ₁高位体系域沉积时期，湖平面开始下降，物源供给量增加，沉积环境由半深湖泥向云坪、混合坪以及砂坝转变。SQ₂湖侵体系域沉积时期，湖平面再次上升，物源供给减少，沉积环境由砂坝、滩砂向混合坪、半深湖泥转变。SQ₂高位体系域沉积时期，湖平面再次下降，物源供给量增加，沉积环境由半深湖泥向砂坝、云坪演变。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积模式 Fig. 10 Sedimentary models of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

综上所述，气候、物源供给强度以及湖平面的周期性升降控制了吉木萨尔凹陷芦草沟组层序发育特征和沉积演化过程。芦草沟组水进期即海侵期，湖平面逐渐升高，三角洲逐渐萎缩，物源供给逐渐减弱，陆源碎屑岩细砂岩、粉砂岩等逐渐减少，过渡性岩类如白云质粉砂岩、白云质泥岩分布面积逐渐增大，砂坝、滩砂、云坪沉积规模逐渐减小，混合坪大面积发育，随着湖平面持续上升，广泛发育灰黑色泥岩、灰质泥岩，半深湖泥大面积发育。芦草沟组水退期，由于气候炎热，蒸发作用强烈使水体盐度升高，湖平面逐渐下降，此时物源供给还不充足，半深湖泥逐渐减少，过渡性岩类如白云质粉砂岩、白云质泥岩以及砂质白云岩分布面积逐渐增大，沉积环境主要为云坪与混合坪，随着湖平面的继续下降，三角洲沉积向湖域推进，物源供给逐渐增强，沉积环境主要为滩砂与砂坝沉积。

（1）吉木萨尔凹陷芦草沟组自下而上分为SQ₁，SQ₂等2个三级层序，其中SQ₁对应芦草沟组一段，SQ₂对应芦草沟组二段，并根据岩性、电性等特征的变化可将SQ₁分为低位体系域（LST）、湖侵体系域（TST）、高位体系域（HST），将SQ₂分为湖侵体系域（TST）和高位体系域（HST）。

（2）吉木萨尔凹陷芦草沟组发育三角洲相和咸化湖泊2种沉积相，又可细分为三角洲前缘、前三角洲、浅湖、半深湖4种亚相，以及砂坝、前三角洲泥、滩砂、浅湖泥、混合坪、云坪、半深湖泥及浊流沉积等8种沉积微相，具有陆源碎屑岩和碳酸盐岩混积的沉积特征，总体由早期陆源碎屑三角洲沉积体系向晚期咸化湖泊沉积体系的演化趋势。

（3）吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积期的气候、物源供给强度以及湖平面的周期性升降控制了其层序发育和沉积演化。当气候湿润，湖平面上升，物源供给逐渐减弱，沉积环境由三角洲前缘砂坝、浅湖滩砂向混合坪转变，随着湖平面继续上升，沉积环境向半深湖泥转变；当气候炎热干旱，湖平面下降，物源供给量逐渐增大，砂坝、滩砂以及云坪广泛发育，半深湖泥、混合坪沉积规模减小，随着湖平面继续下降，三角洲向湖域推进，主要发育三角洲前缘砂坝及滩砂。

（4）吉木萨尔凹陷芦草沟组的“甜点体”位于高位体系域，其中下“甜点体”沉积期，物源供给充足，砂坝、滩砂沉积主要集中在凹陷西南部JY1井区附近与东南部。因此，凹陷东南部与JY1井区附近是重要的勘探潜力区，其中JY1井区可将下“甜点体”作为主要勘探目标。