沉积学报  2015, Vol. 33 Issue (4): 764-772

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韩杰, 吴萧, 潘文庆, 江杰, 张敏
HAN Jie, WU Xiao, PAN WenQing, JIANG Jie, ZHANG Min
塔里木盆地西北缘巴楚-乌什露头区奥陶系沉积相特征
Ordovician Sedimentary Facies Characteristic in Bachu-Wushi Outcrop Area of Northwest Tarim Basin
沉积学报, 2015, 33(4): 764-772
ACTA SEDIMENTOLOGICA SINCA, 2015, 33(4): 764-772
10.14027/j.cnki.cjxb.2015.04.015

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收稿日期:2014-04-28
收修改稿日期:2014-10-28
塔里木盆地西北缘巴楚-乌什露头区奥陶系沉积相特征
韩杰1, 吴萧1,2, 潘文庆1, 江杰1, 张敏1    
1. 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院 新疆库尔勒 841000;
2. 中国石油大学(北京)地球科学学院 北京 102249
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-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-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.
关键词: 塔里木盆地     奥陶系     沉积转换     碳酸盐岩     台地     缓坡    
Effect of Compaction Methods on Performance of ATB-30 Asphalt Mixture
HAN Jie1, WU Xiao1,2, PAN WenQing1, JIANG Jie1, ZHANG Min1    
1. Research Institute of Exploration & Development, PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla, Xinjiang 841000;
2. College of Geoscience, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249
Abstract:The Caledonian movement impacted Tarim Basin and its periphery in Ordovician, during which the structure and sedimentary evolution were intensively transformed. The lithology, facies and biofacies began to segregate in Bachu, Keping and Wushi outcrop area of northwest Tarim basin. The sedimentary environment was apparently changed. The essential characteristics were as follows. (1) The Yingshan Group glacis sedimentation during Lower-Middle Ordovician was developed under pull-apart background with remote precipitous characteristic. It was divided into inner, middle and outer gentle slope from south to north in plain. And aquifer deepened from bottom to top in vertical. (2) The Yijianfang and Tumuxiuke of Middle-Upper Ordovician were the key period of sedimentary and structure transformation. The Aman platform trough was formed. Sedimentary framework was evolved from weak edge gentle slope to uniform gentle slope. It overall exhabited South Slow North Steep. (3) The black shale of Saergan group which sedimented in Aman platform trough, probably extended some distance to Awati Depression. It belongs to good source rock and has potential oil and gas exploration area in early and later strata.
Key words: Tarim Basin     Ordovician     sedimentary transformation     carbonate     plateau     gentle slope    
0 引言

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,沉积环境由碳酸盐岩台地向碎屑岩陆棚过渡,形成了塔里木盆地奥陶纪不同时期、不同区域类型各异、千姿百态的碳酸盐台地[1, 2, 3]。对碳酸盐岩台地类型的研究实质上就是探索一个地区沉积相的展布和平面组合规律及其控制因素,是对研究区沉积过程的高度概括和总结,对于预测储集岩特征和分布具有重要的指导意义。

位于塔里木盆地西北缘的巴楚—乌什露头区奥陶纪地层发育良好,化石古生物研究程度高,沉积现象丰富,是研究台地类型、沉积相和沉积模式的理想地区。本文在吸收前人相关研究成果的基础上[4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18],通过大量的露头剖面观察、实测和薄片分析,在古生物地层格架下,从岩石学、沉积序列和沉积构造等方面进行了研究,初步刻画了塔里木盆地西北缘巴楚—乌什露头区奥陶系鹰山组、一间房组、吐木休克组(又称恰尔巴克组,下同)[2, 3, 4]沉积时期的沉积相特征。 1 区域地质特征

研究区位于新疆塔里木盆地西北部古天山造山带与塔里木板块北部交界地带,塔里木盆地与周缘造山带的演化对本区构造和沉积相的发育有着十分密切的联系[3]。研究区在前中生代为塔里木陆块的重要组成部分,早奥陶世塔里木板块整体处于强烈拉张裂解期,周缘被裂解形成的大洋包围;至早奥陶世末—中奥陶世,北昆仑洋向西昆仑隆起下俯冲,盆地周缘处于一种挤压动力学环境中;晚奥陶世早期基本保持了中奥陶世的构造格局,这一时期发生了一次全球性海侵事件,塔里木盆地各凸起再次被海水淹没,接受浅水碳酸盐岩沉积;中生代整体抬升,普遍缺失中生界和古近系,新生代构造活动强烈,形成柯坪冲断带[3, 4, 5, 6, 7]。平面上,一系列古生代逆冲岩席以单面山形式出现,略呈向南突出的弧形,并被区内北西—南东走向的皮羌走滑断裂和北西—南东向的三叉口北逆冲断裂切割,形成不同的地层小区[8]

区内上震旦统上部—奥陶系以碳酸盐岩为主,奥陶系主要分布在各主要山脉的山脊或南坡。鹰山组在大坂塔格、羊吉坎、鹰山北坡和水泥厂剖面,一间房组—吐木休克组沉积期在一间房、羊吉坎、水泥厂、亚科瑞克和牙尔巴哈剖面研究程度相对深入,有系统的实测、古生物分析和岩石薄片资料,其他剖面以观察为主,只有零星的古生物分析资料(图 1)①,②

图 1 研究区位置图 Fig. 1 Sketch map of the study area

区内鹰山组地层可分为上、下两段:下段岩性以灰、深灰色中厚层藻黏结灰岩夹泥—亮晶砂屑灰岩、泥晶灰岩与灰色粉—中晶白云岩不等厚互层为主,含牙形石Paroistodus proteus-Serratognathus diversus,时代为早奥陶世道保湾期,由南向北沿大坂塔格(厚293.52 m)—羊吉坎(厚84.88 m)—水泥厂(厚87.61 m)剖面一线地层厚度减薄趋势明显;上段岩性主要为浅灰—深灰色薄—中厚层泥粉晶灰岩、层纹状泥晶灰岩与中厚层泥—亮晶砂屑灰岩不等厚互层,夹少量的遂石条带,含牙形石Serratognathoides chuxianensis-Scolopodus euspinus-Tangshanodus sp.带,时代为中奥陶世大湾期,厚度分布基本稳定,从南向北略有减薄,在大坂塔格剖面厚200.06 m、羊吉坎剖面厚140.08 m、水泥厂剖面厚110.86 m。

一间房组和吐木休克组主要分布于柯坪地层小区大阪塔格—唐王城—西克尔一带,一间房组以棘屑灰岩为主,一般厚50~90 m;吐木休克组以紫红色泥质灰岩为主,一般厚8~12 m。大湾沟组、萨尔干组和坎岭组分布于柯坪地区,其中大湾沟组以灰、深灰色薄层瘤状灰岩为主,一般厚10~25 m;萨尔干组以黑色碳质页岩为主夹少量薄层灰岩,一般厚7~14 m;坎岭组以紫红色薄层瘤状泥质灰岩为主,一般厚10~20 m。乌什地层小区牙科瑞克剖面一间房组以角砾状灰岩和碎屑岩为主,厚33 m,与下伏鹰山组地层平行不整合接触;吐木休克组以泥岩为主夹灰岩透镜体,厚44.9 m;牙尔巴哈剖面缺失一间房组和吐木休克组。

从地层时代看,一间房组顶界时代晚于大湾沟组,对应于大湾沟组和萨尔干组下部,层位相当于中奥陶世达瑞威尔阶,吐木休克组对应于萨尔干组上部和坎岭组,层位相当于晚奥陶世艾家山阶下部。羊吉坎剖面萨尔干组不复存在,相变为大湾沟组薄层含泥灰岩,因此,羊吉坎剖面大湾沟组相对特殊,厚达42.5 m,相当于柯坪水泥厂剖面的大湾沟组和萨尔干组。

① 邓胜徽,张师本,卢远征,等. 塔里木盆地奥陶纪地层划分与对比. 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司科研报告[R].2007:11-75.

② 罗任辉,赖生华,钟端. 塔里木油田野外地质考察基地建设. 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司科研报告[R].2008:46-125. 2 岩石学特征 2.1 中下奥陶统鹰山组

区内鹰山组主要以灰岩为主,下部含少量的白云岩和硅质岩。灰岩以亮晶极细砂屑灰岩和隐藻泥晶灰岩为主,次为泥晶砂屑灰岩、泥晶灰岩和生屑灰岩;白云岩主要为结晶白云岩、少量的残余藻屑云岩和残余砂屑云岩。

亮晶砂屑灰岩:颗粒以细和极细砂屑为主,见少量生屑,砂屑含量通常为55%~85%。砂屑磨圆差—中等,主要由泥晶方解石组成,大小一般在0.20~1.50 mm之间;生屑主要为三叶虫、介形虫和棘屑(图 2ab)。主要分布于鹰山组下部低能砂屑滩环境。

图 2 研究区鹰山组宏微观图版
a.大坂塔格,392层,亮晶砂屑灰岩,见早期海底纤状胶结,高能滩相;b.水泥厂,151层,泥晶砂屑灰岩,低能滩相;c.水泥厂,175层下,隐藻泥晶灰岩,灰泥丘相;d.大坂塔格,335层,雾心亮边中晶白云石,高能滩相;e.牙尔巴哈,深灰色钙屑浊积岩与暗红色钙质粉砂岩互层,盆地相;f.牙尔巴哈,深灰色碎屑流砾屑灰岩,下斜坡—盆地相;g.牙尔巴哈,浅灰色砾屑、角砾灰岩,滑动变形,下斜坡—盆地相;h.牙尔巴哈,灰色泥粉晶灰岩,重荷模,下斜坡—盆地相;i.牙尔巴哈,浅灰色页岩与砂岩,鲍玛序列,下斜坡—盆地相。
Fig. 2 Micro and macro plate for Yingshan Formation in the study area

隐藻泥晶灰岩:主要由隐藻泥晶方解石组成,局部可见少量与其黏结的砂屑、粉屑及零星的生屑(介形虫、蓝藻屑、海绵骨针)。该类岩石鸟眼孔发育,均为亮晶方解石充填(图 2c)。主要分布于鹰山组中上部灰泥丘环境中。结晶白云岩:以粉晶和细晶白云岩为主,次为中晶和粗晶白云岩。白云石晶形以他形—半自形为主,雾心亮边结构较普遍,少量的对角线形白云石,呈镶嵌状或贴面接触,白云石晶体内残余砂屑幻影常见(图 2d)。少量的晶间孔,常被方解石、硅质、泥质和石膏充填。主要分布于鹰山组下部低能砂屑滩和潮下藻坪环境中,一般与灰岩互层产出。 2.2 中上奥陶统一间房组、吐木休克组、大湾沟组、坎岭组、萨尔干组

研究区中上奥陶统沉积期岩石类型丰富,主要包括棘屑灰岩、托盘类—海绵障积岩、含泥泥晶灰岩和页岩,次为泥—亮晶砂屑灰岩、隐藻黏结灰岩、托盘海绵格架岩和硅质岩等。

托盘类—海绵障积岩:宏微观研究表明,以托盘类Calathium为主,见少量海绵,体腔壁厚达5 mm,具放射轴状残留结构或等轴粒状结构,障积生物含量达50%~70%,有平卧、斜立和直立三种生态,体腔孔以灰泥充填为主,少量为亮晶方解石充填。障积物由泥晶棘屑和藻泥晶组成。主要见于一间房组中段的台缘或台内障积礁丘相环境。

棘屑灰岩:棘屑含量60%~90%,棘屑大小一般0.5~3 mm,形态不规则,破碎,杂乱堆积,棘屑周缘往往有一层藻泥晶套,少量共轴加大,零星见生屑和藻屑,生屑主要为介形虫和三叶虫,棘屑间以灰泥充填为主。主要分布于一间房组中部和下部、吐木休克组下部和大湾沟组的棘屑滩环境(图 3ab)。

图 3 研究区一间房组—吐木休克组沉积时期宏微观图版
a.一间房剖面一间房组下部。亮晶棘屑灰岩,内缓坡高能棘屑滩;b.水泥厂剖面大湾沟组下部,泥晶棘屑灰岩,中—外缓坡低能棘屑滩;c.水泥厂剖面大湾沟组上部,瘤状含泥泥晶灰岩,生物扰动构造,外缓坡相;d.一间房剖面吐木休克组,瘤状含泥灰岩,中—外缓坡相;e.水泥厂剖面坎岭组,紫红色含泥泥晶灰岩夹炭质泥岩,浅海盆地(阿满台盆);f.亚科瑞克剖面,一间房组下部,砾岩,砾石成分为灰岩,崩塌斜坡。
Fig. 3 Micro and macro plate of the sedimentary environment of Yijianfang-Tumuxiuke Formation in the study area

含泥泥晶灰岩:主要由泥晶方解石组成,基质色暗,富有机质,压溶缝内常泥铁质充填,见三叶虫、介形和棘屑等少量生屑和泥质。主要分布于一间房组上部、吐木休克组、大湾沟组、坎岭组和的低能滩间海环境(图 3c)。 3 沉积特征及沉积相 3.1 鹰山组

区内鹰山组由南到北可划分为内缓坡、中缓坡和外缓坡(斜坡)三种沉积相,对不同沉积相的典型沉积特征分述如下。

内缓坡沉积:巴楚大坂塔格剖面鹰山组为内缓坡沉积,沉积相以高能砂屑滩为主,夹潮下藻坪和澙湖相沉积(图 4)。下部(厚200.92 m,248层~373层)(内部资料,下同)岩性以灰色—浅灰色中—薄层白云岩与灰岩不等厚互层为主(图 2d),

图 4 研究区鹰山组沉积相对比图(备注:图 5-图 7图例与此图相同) Fig. 4 Comparative map for sedimentary facies of Yingshan Formation in the study area (Notes: the legend of Fig. 5 to Fig. 7 is the same as this figure)
白云岩多以层状产出,以雾心亮边粉—中晶白云石为主;灰岩以亮晶砂屑、砾屑灰岩为主,夹有少量的鲕粒灰岩和藻黏结的泥晶球粒灰岩,发育水平层理及微波状层理。中部(厚279.73 m,374层~478-19层)能量减弱,泥质含量增多,风化后呈明显的下凹状,岩性以亮晶极细砂屑灰岩、泥晶砂屑灰岩和泥晶灰岩为主(图 2a)。顶部(厚11.12 m,478-20层~478-23层)为层状富含盘角石等化石的生物层,厚度一般小于4 m,横向上一般一米到十几米。这种生物层在整个唐王城—一间房一带均有分布,说明鹰山组沉积期顶部已经开始适合生物生长,是一间房组造礁生物出现的前奏。鹰山组整体表现为由下到上水体缓慢加深,至顶部为快速变浅的过程。

① 罗任辉,赖生华,钟端. 塔里木油田野外地质考察基地建设. 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司科研报告[R].2008:46-125.

中缓坡沉积:剖面对比表明,柯坪水泥厂剖面鹰山组为中缓坡沉积(图 4)。从下到上,岩性由泥晶砂屑灰岩、亮晶极细砂屑灰岩与层纹状泥晶灰岩组成,再向上为隐藻泥晶灰岩,顶部见少量的亮晶极细砂屑灰岩(197层)(图 2bc)。整体表现为中缓坡的低能砂屑滩、灰泥丘和潮下藻坪相沉积,水体变化与大坂塔格剖面基本一致,但水体能量明显减弱。

外缓坡沉积:乌什地区牙尔巴哈和亚科瑞克剖面位于外缓坡(斜坡)沉积,发育斜坡坡折带。亚科瑞克二号沟鹰山组下部为薄层状泥质泥晶灰岩,为外缓坡相对深水的沉积,到鹰山组上部迅速相变为斜坡垮塌沉积的灰岩角砾;直线距离相距约8 km的牙尔巴哈剖面二号沟在鹰山组发现钙质碎屑浊积岩与泥晶灰岩互层、碎屑流砾屑灰岩并夹有薄层硅质岩,重荷模、沟模和滑动构造常见,为典型的斜坡重力流沉积特征(图 2e~i图 4)。

① 邓胜徽,张师本,卢远征,等. 塔里木盆地奥陶纪地层划分与对比. 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司科研报告,2007:11-75.

② 罗任辉,赖生华,钟端. 塔里木油田野外地质考察基地建设. 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司科研报告,2008:46-125.

沉积模式分析:从沉积相平面展布看,鹰山组沉积期,高能相带沉积于柯坪地区大坂塔格剖面一带。由南向北,鹰山组表现为由巴楚地区内缓坡高能砂屑滩相过渡到柯坪地区中缓坡低能砂屑滩、潮下藻坪和灰泥丘相沉积,至乌什地区为外缓坡(斜坡)相低能异地和原地沉积以及半深海沉积为特征(图 5a)。垂向上由下到上表现为水体缓慢加深,至顶部快速变浅的过程。因此,研究区鹰山组整体表现为远端变陡的缓坡型沉积特征。从区域构造背景看,早中奥陶世鹰山组沉积时期,塔里木板块整体处于强烈拉张裂解期,鹰山组的沉积特征正是在这种背景下形成,是碳酸盐岩建隆发展的前奏[9, 10]。与单斜缓坡和镶边台地相比,远端变陡的缓坡具有以下二个特点,既具有单斜缓坡的特征,高能浅水环境与低能较深水环境之间是均匀过渡的,不存在明显坡折带;也具有镶边台地的特征(斜坡陡,重力流沉积发育),与镶边台地的区别在于坡折带不是出现在浅水高能带附近,而是在远离高能带、水体较深的地方[9]

图 5 研究区鹰山组—吐木休克组沉积相展布及模式图 Fig. 5 Distribution and pattern for sedimentary facies of Yingshan-Tumuxiuke Formation in the study area
3.2 一间房组、大湾沟组—萨尔干组下部沉积时期

巴楚地区一间房组分布稳定,下部水体较浅,以亮晶棘屑灰岩形成的棘屑滩沉积为主(图 3a图 6);至一间房组中部水体变深,托盘—海绵礁和棘屑滩发育,生物礁多以局部集群密集生长的方式形成障积岩[10],根据探地雷达的探测结果,生物礁多呈扁平的透镜状或圆饼状,最大半径不超过150 m,最大厚度不超过10 m[11];至一间房组上部水体迅速变深,不适合生物礁的生长,主要为生屑泥晶灰岩和泥晶灰岩。

图 6 研究区一间房组沉积相对比图 Fig. 6 Comparative map for sedimentary facies of Yijianfang Formation in the study area

不同的三叶虫属种的化石组合主要受海水深度控制,也与海底底质和底层水的含氧量有关,是沉积环境分析的重要化石类型(表 1)[12, 13]。巴楚地区一间房组以台缘相的三叶虫Illaenid-Cheirurid为代表,其中Illaenus占62%,Cheirurid占15%[12, 13]。因此,巴楚地区总体表现为台缘—内缓坡的浅滩和点礁沉积。

表 1 塔里木盆地奥陶系三叶虫生物相[12, 13] Table 1 Trilobites biofacies of the Ordovician in Tarim Basin[12, 13]
生物相沉积环境典型层位及地区
Illaenid-Cheirurid台缘隆起一间房组,吐木休克组
Nileid相斜坡上部,水深70 m以下,碳酸盐岩萨尔干组顶部,坎岭组,吐木休克组,大湾沟组
Raphiophorid斜坡,碎屑岩类,形成于70 m水深以下印干组
Shumardiid浅海滞流海盆,水深大于200 m萨尔干组
Cyclopygid浅海槽盆,水深200 m以下其浪组下部,坎岭组

柯坪地区水泥厂剖面大湾沟组和萨尔干组下部与巴楚地区一间房组时代相当(图 6)。大湾沟组主要为含生屑泥晶灰岩和泥质泥晶灰岩。从下到上,生屑含量减少,泥质含量增加,下部发育低能棘屑滩(图 3b),向上水体变深,以滩间海沉积为主,顶部发育生物扰动构造和大量的虫迹(图 3c),受风暴作用的影响明显,含有大量的海绿石和具游泳型的角石,对应上升洋流下的海侵[3],以典型的斜坡相三叶虫Nileus占60%,Illaenus占10%为特征。整体表现为中—外缓坡相对深水沉积,向深海过渡。萨尔干组下部以黑色炭质页岩为主夹薄层钙质泥岩和灰岩,富含黄铁矿结核及粉沫状黄铁矿,水平层理发育,以深水相的三叶虫Shumardiid占65%,Raphiphorid占15%为特征[12, 13],属典型的闭塞、缺氧的浅海滞留盆地即页岩盆地(阿满台槽)沉积(图 6)。

乌什地区由于区域构造运动的影响,表现为陡坡型崩塌斜坡沉积。亚科瑞克剖面一间房组下部为砾岩,砾石成分为灰岩,常呈角砾状或拉长状,为斜坡垮塌沉积(图 3f);上部为灰绿色砂岩和紫红色泥岩互层沉积,为碎屑流沉积。牙尔巴哈剖面缺失一间房组(图 6)。

因此,一间房组沉积时期柯坪—巴楚地区可分为上下两个部分。一间房组下部(相当于大湾沟组)沉积时期阿满台槽初具雏形(图 5b),巴楚—柯坪地区具有弱镶边的碳酸盐岩缓坡沉积特征,由南西向北东方向,沿一间房—羊吉坎—水泥厂—大湾沟剖面一线,由内缓坡高能棘屑滩过渡到中—外缓坡低能棘屑滩—滩间海沉积。巴楚地区处于台缘—内缓坡的位置,生物礁以障积礁为特征,格架礁不发育,由于镶边程度低,宽缓的斜坡严重削弱了来自广海的波浪能量,不利于高能台地边缘相带的发育;柯坪地区水泥厂、大湾沟和鹰山北坡剖面,以中—外缓坡沉积为特征。一间房组上部(相当于萨尔干组下部)沉积时期由于迅速海侵(图 5c),阿满台槽基本形成。巴楚—柯坪地区由弱镶边缓坡沉积体系演化为匀斜缓坡沉积体系。巴楚地区主要为台缘—内缓坡的低能滩间海沉积,柯坪地区与此相当的是萨尔干组下部地层,在水泥厂、鹰山北坡和大湾沟剖面均为黑色炭质页岩沉积为主,为滞留盆地(阿满台槽)沉积。 3.3 吐木休克组、萨尔干组上部—坎岭组沉积时期

巴楚地区吐木休克组在大阪塔格—唐王城—西克尔一带主要为紫红色泥晶生屑灰岩,富含海绿石,从下到上,泥质含量增加,直至变为紫红色钙质泥岩。在三间房剖面发现吐木休克组紫红色叠层石灰岩藻礁,在一间房一带发现少量棘屑滩。整体表现为处于快速海侵状态下的中—外缓坡沉积(图 3d图 7)。

图 7 研究区吐木休克组沉积相对比图 Fig. 7 Comparative map for sedimentary facies of Tumuxiuke Formation in the study area

柯坪地区萨尔干组上部和坎岭组对应巴楚地区吐木休克组(图 7)。萨尔干组上部与下部基本一致,向上与坎岭组为连续沉积。坎岭组以紫红色为特征,与吐木休克组的紫红色相同,一般认为可能和底层富氧的洋流活动有关,是一个水体加深的过程[14]。在水泥厂剖面坎岭组以紫红色薄层泥质泥晶灰岩为主(图 3e),含极少量生屑,局部存在风暴成因的大量头足类等生物化石的杂乱堆积,三叶虫以深水相的Nileid占33%,Cyclopygid占20%为特征[12, 13]。因此,坎岭组较萨尔干组沉积水体稍浅,但仍属于浅海盆地(阿满台盆)沉积。

乌什地区为陡坡沉积(图 7)。亚科瑞克剖面吐木休克组以紫红色泥岩为主,夹紫红色灰岩透镜体和薄层钙质砂岩,表明北部物源供给减少,陆源碎屑主要沉积于陡坡坡脚的位置。

总的说来,吐木休克组下部沉积时期基本继承了一间房组上部沉积时期的特征,至吐木休克组上部沉积时期,阿满台槽(页岩盆地)开始扩张形成阿满台盆(浅海盆地),盆地沉积范围扩大,水体相对变浅(图 7图 5d)。 4 讨论和结论

研究区鹰山组是在拉张背景下形成的具有远端变陡的缓坡型沉积特征,平面上由南到北可分为内缓坡、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。至中上奥陶统一间房组—吐木休克组沉积时期,阿满台槽(盆)的形成,受控于南天山洋的开合,早奥陶世末—中奥陶世,北昆仑洋向西昆仑隆起下俯冲,塔里木盆地由构造拉张向构造挤压转化,统一的塔西台地分化为塔中—巴楚台地和塔北台地[2]。从沉积相演化看,沉积转换和构造转换的关键时期是一间房组—吐木休克组沉积时期,在这一过程中,形成了与鹰山组沉积时期完全不同的台地样式,整体表现为巴楚—乌什地区“南缓北陡”的沉积格局。

巴楚—乌什露头区一间房组—吐木休克组沉积时期的沉积转换和构造转换是统一的塔西台地分化的缩影,已为塔里木盆地覆盖区的钻井、取芯和地震资料所证实[1];更是中国西部乃至世界地史上受加里东运动影响盆山转化和盆山耦合的典型,即每一地史阶段洋、陆边缘都有盆山转化过程,加里东的“山”与海西期裂解小洋盆具有特殊的时空配置[3]

鹰山组统一的塔西台地高能滩体是目前油气勘探开发的主攻领域,前期仅在塔中北斜坡、轮古油田、塔河油田有规模发现,在逼近油源,寻找台内和台缘高能相带的勘探思路下,目前勘探已成功向深部拓展,在塔中I号破折带的下盘和哈拉哈塘油田埋深超过7 000 m均获得油气重大发现并规模建产,无需怀疑随着油气勘探开发的深入连成一片。而一间房组—吐木休克组沉积时期,塔西台地开始分化,一间房组和吐木休克组主要分布于塔北台地和塔中—巴楚台地的局部地区,沉积厚度和岩性岩相变化极大,在塔北台地一间房组厚度17~86 m,且有托盘类、瓶筐石大化石发现,与巴楚—乌什露头区有较好的对应关系;而塔中最新的牙形刺资料证实一间房组仅在塔中西部中古15井区少量分布,厚度15~43 m,目前还未发现大化石。

在阿满台槽中沉积的萨尔干组黑色页岩,根据三叶虫相的分析结果,沉积水深一般70~200 m[12, 13, 14, 15];萨尔干组中的黄铁矿结核二个样品的硫稳定同位素分析δ34S分别为-26.53‰和-27.72‰,较原始海水δ34S强烈亏损,以及有机碳值为2%~6%,表明萨尔干组高丰度页岩的形成与全球性缺氧事件有关[16];大湾沟剖面萨尔干组页岩沉积历经4 Ma(距今约460.5~464.5 Ma)[17],从萨尔干页岩自然伽玛、钍/铀(Th/U)、钍/钾(Th/K)含量分析海平面的变化表明其属于三级海平面的升降变化,初次海侵位于萨尔干组页岩底部,最大海侵位于萨尔干页岩中上部[14],这一论述正好对应本文论述的一间房组上部(相当于萨尔干组下部)阿满台槽的雏形至萨尔干组上部阿满台槽扩张和形成。

高志勇等[15]利用探地雷达结合二维地震资料创造性的对萨尔干页岩分布进行了初步刻画,认为柯坪断隆东南段的阿瓦提凹陷覆盖区亦有分布,厚度范围0~50 m,西北受控于阿恰断裂带,南部止于巴楚断隆,西南部受控于阿恰断裂带。由于萨尔干组页岩的形成需要极其苛刻的条件(缺氧,浅海盆地且水深适中);且考虑二维地震分辨率的限制,连续的同相轴并不完全代表岩性的连续,故此笔者认为高志勇等[15]论述的萨尔干组页岩分布范围仅代表萨尔干组页岩分布的最大范围,这与陈旭等[18]对萨尔干组页岩中的笔石研究得出的结论类似。而台槽中沉积的萨尔干组黑色页岩,在这套良好生油岩的两侧,为油气勘探的有利区域。

致谢 作者感谢赵治信高级工程师在地层古生物方面的指导和帮助,感谢张宝民教授、钟端教授和赵宗举教授在野外工作期间给予的指导和帮助,感谢审稿专家的诚恳意见,使文章增色不少。

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