柴达木盆地马仙地区古近系沉积特征及其主控因素.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW9一柴达木盆地马仙地区古近系沉积特征及其主控因素樊妍二1)，鞠俊成2)，向才富1)，韩宏伟2)，刘嘉1)，杨明慧1)1)中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京，102249；2)中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦，124010注：本文为柴达木盆地马仙构造带古近系沉积特征及天然气成藏条件研究资助项目的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：方向。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.004作者简介：樊妍，女，1994 年生，硕士，主要从事油区构造解析和构造物理学研究；Email：。通讯作者：向才富，男，1975年生，副教授，主要从事地质流体及其成矿与成藏作用研究；Email:。关键词：关键词：层序地层；沉积体系；构造沉积耦合；古近系；马仙地区马仙地区位于柴达木盆地北缘二级构造单元马海大红沟凸起的北部，主要包括马北构造和南八仙构造，东临绿梁山，北面以马仙断裂与赛昆断陷相邻，西面以陵间断裂与一里坪坳陷相邻（图 1）（陈吉等，2011）。研究区自新生代以来经历了古近纪（路乐河下油砂山期）拉张断陷、新近纪（上油砂山期）挤压坳陷和上新世之后的走滑压陷演化阶段。研究区古近系发育路乐河组（E1+2）、下干柴沟组下段（E31），下干柴沟组上段（E32）3 套地层，其中路乐河组为大套砂岩夹泥岩，下干柴沟组下段和下干柴沟组上段普遍具有砂泥互层特征（图 2）。区域研究结果表明马仙地区可能发育了辫状河三角洲沉积体系，但骨架砂体的空间展布及其主控因素不明。长期研究表明路乐河组和下干柴沟组发育辫状河三角洲，但对辫状河沉积体系的空间展布、特别是主河道和分支河道、辫状河中间的纵向砂坝和两岸外侧的泛滥平原的空间展布尚不清楚。笔者从沉积时期的构造格局及构造沉积的时空响应关系、马仙地区不同凹陷湖泊范围及其变化规律、物源体系和沉积物供给及其时空变化 3 个方面展开研究，预测辫状河沉积体系中沉积相和沉积微相的空间展布，为骨架砂体和有效储层的预测和勘探提供参考。1层序发育特征利用地震、测井、岩心资料，在柴达木盆地马仙地区古近系识别出2个一级层序界面（SBR（TR）、SB3（T3）、1 个二级层序界面（SB5（T5）和 1个三级层序界面（SB4（T4）（图 2），厘定了每个层序界面的构造属性。SBR（TR）界面为柴达木盆地中新生代的分界面，也即燕山运动主幕反射界面，对应于西部印藏碰撞起始时期，同时中国东部太平洋板块向欧亚板块俯冲，该不整合面是全球性的不整合面。SB3（T3）界面为马仙地区古近系沉积充填的顶界面，即新近系的底界面反射。古近纪末期的抬升剥蚀作用可能与大规模的热沉降密切相关，而其驱动力则可能来自于周缘俯冲板块的后撤，形成了遍布中国东部和西部普遍的不整合面。SB5（T5）界面为柴达木盆地始新统和渐新统的分界面，也即喜山运动 I 幕的反射界面，是盆地内部古近纪初始拉张和快速拉张之间的分界面。SB4（T4）界面为柴达木盆地渐新统内部的沉积间断面，该不整合面的发育在时间上与印藏碰撞由软碰撞向硬碰撞转换的时间可以很好的对比，表明该不整合面的发育是印藏碰撞的远程响应。根据识别的层序界面，马仙地区的充填沉积中可划分出 1 个一级层序，即古近系构造层序（包括路乐河组、下干柴沟组下段、下干柴沟组上段）；2个二级层序（包括始新统层序组（SQ1）和渐新统层序组（SQ2）；3 个三级层序，包括路乐河组层序（Sq1）、下干柴沟组下段层序（Sq2）和下干柴沟组上段层序（Sq3）。每个层序发育了低位体系域、湖泛体系域和高位体系域，记录了盆地从初始裂陷地质论评 2023 年 69 卷 增刊 110至加速裂陷的全过程。各层序的发育明显受马仙地区构造格局控制，可概括出柴达木盆地古近系层序构成模式为马仙障壁岛控制的典型断陷型层序地层发育模式。整个障壁岛自西而东可以分为伊北凹陷、南八仙凸起、仙东斜坡、马西凸起和马海隆起等不同的构造单元。不同沉积区带的沉积体系、体系域配置样式各异。从模式图中可清楚看到断陷盆地的不同沉积区带中低位、湖扩展和高位体系域的沉积体系类型及其构成的差异。2沉积充填格局利用单井沉积相和地震相结合，识别出 3 种主要的沉积体系，即冲积扇、辫状河三角洲和滨浅湖沉积体系，马仙地区沉积体系和沉积相构成具有明显的南北分带性和东西分块性。路乐河组低位域、湖泛域和高位域的沉积体系空间展布显示，主物源体系来自于工区的东北部，主要沿马北断层下降盘分布，控制了马仙地区骨架砂体的空间分布格局。马北断层北部围绕赛什腾凹陷呈环带状分布了沼泽滨浅湖三角洲前缘沉积和三角洲平原沉积。马仙构造主体的沉积相受一系列与主河道联通的三角洲朵叶体控制，可见这些朵叶体主要沿南八仙仙东调节带的地貌低部位、仙东断层的下降盘、马西断层的下降盘分布。下干柴沟组下段低位体系域的沉积体系空间展布显示，马海构造主体已经发育了湖沼相沉积，被水体覆盖并接受沉积。受湖水上涨的影响，物源体系退积，因而马北断层控制的物源体系大幅度回撤，而整个南八仙马西构造带被三角洲前缘体系控制，比较明显的朵叶体沿南八仙仙东调节带、仙东断层和马西断层展布。沿仙东断层和马西断层的物源体系一直延伸到工区的南部，可能控制了工区南部的水下分流河道及其伴随的砂体展布。南八仙仙东的砂体在湖浪的影响下在仙南断层的下降盘展布。下干柴沟组上段低位域和高位域的沉积体系空间展布表明，本段沉积体系和沉积相发生了较大的变化，一是滨浅湖和沼泽分布范围大幅度扩大，图 1柴达木盆地马仙地区区域地质图（a：柴达木盆地地理位置；b：柴北缘地理位置；c：马仙地区地层发育分布）地质论评 2023 年 69 卷 增刊 111二是辫状河三角洲覆盖的范围有所扩大，三是沿马北断层展布的辫状河主体向西深入赛什腾凹陷内部，控制了研究区西部沉积砂体的空间展布。纵观不同体系域的空间分布可见，低位体系域时期辫状河三角洲分布的范围较高位体系域要大，而高位体系域湖沼相和滨浅湖相的分布范围要大于低位体系域，反映了湖平面上升，物源体系后退的特点。3沉积充填格局的主控因素走滑断层强烈活动所形成的的可容纳空间和充足的近东西向物源体系控制了马仙地区的沉积演化。（1）马仙地区西部为主要的物源体系，鱼卡物源体系，其供给的物源强烈受沉积期古地貌条件的控制，而马北断层的活动形成了研究区可容纳空间的形成，并在马北断层下降盘形成了古地貌低部位。同时马海古隆起阻碍了鱼卡物源体系向南运移。受此影响，鱼卡辫状河体系沿着马北断层延伸，形成典型的河控“鸟足型”三角洲体系。（2）马仙地区控制不同构造带的断层和调节带是分支河道及其控制的三角洲体系的主要发育部位。研究区发育了一系列的调节断层，其中南八仙和仙东地区表现为缓坡调节带，仙东和马西地区为仙东断层，马西和马海地区为马西断层，同时马海隆起带可能发育了 23 条近南北向的断层，这些断层的下降盘同样在沉积期形成了地貌上的相对低部位，导致河流体系沿这些低地貌部位延伸，控制了三角洲朵叶体的分布。（3）马仙地区地垒（障壁岛）的构造背景控制了优质储层的形成。在障壁岛的背景条件下，马仙构造主体部位的水体相对较浅，导致湖浪反复淘洗位于马仙构造主体，特别是马西南八仙构造主体部位的砂岩，提高了砂岩的分选磨圆和岩石成熟度，是形成本区优质储层的关键。（4）研究区在伊北凹陷和赛什腾凹陷存在比较稳定的水体结构，是将本区沉积体系定位为辫状河三角洲的关键。从不同时期的沉积相图来看，伊北凹陷和赛什腾凹陷在路乐河组发现了湖沼滨图 2柴达木盆地马仙地区古近系地层发育综合柱状图地质论评 2023 年 69 卷 增刊 112浅湖沉积，而到下干柴沟组上段发育了滨浅湖深湖沉积体系，整个水体经历了逐渐变深的过程。前人研究将本区判定为辫状河沉积体系，其主要的差别是没有意识到研究区的北部、南部和西部均发育了滨浅湖沉积体系，而马仙地区表现为三面环湖的障壁岛沉积背景。考虑到物源体系主要沿马北断层下降盘展布，并在晚期越过了马北构造主体，因而将本区沉积体系定位为辫状河三角洲更为合适。参考文献/References陈吉,谢梅,史基安,张永庶,孙国强,吴志雄,王国仓.2011.柴北缘马北地区下干柴沟组储层特征.天然气地球科学,22(5):821826.FANYan，JU Juncheng，XIANG Caifu，HAN Hongwei，LIU Jia，YANG Minghui：Characteristics and maincontrolling factors of the paleogene sedimentary sequencein Maxian District，Qaidam BasinKeywords：sequence strata；sedimentary system；structure-sedimentation coupling；Paleogene；Maxiandistrict