塔里木地区早古生代海平面波动特征:来自地球化学及岩溶的证据

下古生界是塔里木盆地内最有潜力找到大油气田的层位。通过盆地内48口钻至下古生界钻井的沉积层序与沉积相分析、9800km地震剖面的地震相分析、大量Sr、C同位素及微量元素分析,并结合相关资料,开展了寒武纪—奥陶纪的以世或期为单位的岩相古地理研究,定性探讨海平面变迁。在此基础上,运用沉积地球化学定量探讨海平面的波动。分析表明,早古生代塔里木地区经历了两次大规模的海侵与海退过程,寒武纪和奥陶纪各经历了一次。每个海侵与海退过程内各包含了两个较高频的海平面升降旋回,即早寒武世早期海侵—早寒武世中期至中寒武世晚期海退、中寒武世末期海侵—晚寒武世晚期海退、早奥陶世早期至中奥陶世中期海侵—中奥陶世晚期海退、晚奥陶世早期海侵—晚奥陶世中至晚期海退。在上述2次大规模的海侵与海退以及4个较高频的海平面升降旋回中,两次大的海侵分别发育于早寒武世早期以及晚奥陶世早中期,三次较大的海退出现于中寒武世晚期、晚寒武世末期、晚奥陶世早期。岩溶在地层格架中的发育支持了上述结论。     

海平面升降中的元素地球化学响应--以塔中地区奥陶纪为例

海相岩石自生矿物中的锶同位素组成可反映其沉积时期的海平面波动趋势。塔中地区奥陶系87Sr／87Sr分析表明,在早奥陶世海平面总体呈下降趋势,而在中晚奥陶世海平面则持续上升并保持在奥陶纪平均海平面之上。氧同位素分析表明,塔中地区下奥陶统的白云岩主要为低海平面期高盐度环境沉积的准同生白云岩。微量元素分析结果支持同位素研究结论。分析测试表明,锶、氧同位素及一些微量元素均对海平面升降波动具有敏感的反应。     

塔里木盆地早古生代晚期构造-沉积响应

伴随相对海平面由上升转为下降的周期变化,塔里木盆地在早古生代经历了一次大规模的扩张→挤压→隆升的开合旋回,早期(震旦纪-中奥陶世)处于拉张的构造背景下,呈现西台(碳酸盐台地)东盆(满加尔-库鲁克塔格深水盆地)的古地理格局。中西部广大地区沉积了巨厚的浅水台地相碳酸盐岩,以中晚寒武世的下丘里塔格群和早中奥陶世的上丘里塔格群为标志;东部的满加尔-库鲁克塔格则以厚度不大的远洋硅-灰泥沉积为主。盆地构造性质的转换及沉积古地理的巨大改变发生于中奥陶世中晚期,以塔中、塔北的隆起和塘古孜巴斯坳陷及阿瓦提-满加尔坳陷的形成为标志,呈近南北向隆-坳相间的盆地格局。沉积记录的响应表现为碳酸盐台地的消失、陆源物质的逐渐注入和向上变粗、火山活动和火山碎屑的出现以及巨厚砂泥质浊积岩在塔东盆地内的充填等。因此,中晚奥陶世-中泥盆世是塔里木盆地海域逐渐萎缩、盆地不断隆升和相对海平面逐渐下降的一个过程。     

滨岸-浅海混合沉积对海平面与气候变化的响应--以塔里木盆地巴麦地区石炭系为例

陆源碎屑-碳酸盐混积作用发生的环境特征尚不明确,导致对混积岩分布规律认识不足。以塔里木盆地巴麦地区石炭系为例,通过薄片观察、矿物组成分析、主微量元素分析,对沉积环境和古环境特征参数进行了研究。研究区混积岩发育在障壁滨岸、碳酸盐岩局限台地和开阔台地。利用与混积强度相关性极好的Ti、Rb、K和Al的含量,将混积岩定量划分为4级。利用Na/Ca比值、Na含量分析了古盐度特征,Mn/Fe比值和Sr含量分析了古水深,用V/（V+Ni）比值反映了氧化还原条件,并利用Ti/Al,Mg/Sr反映了古气候特征。研究结果表明Ⅱ级以上混积均发生在湿润气候下,而干旱气候无明显混积,并且混合沉积大部分发生在海平面下降阶段。碳酸盐岩开阔台地的混积强度仅达I级,障壁滨岸和碳酸盐岩局限台地的混积强度较高,发育Ⅲ级和IV级高度混积岩。不同沉积环境的混合沉积均对古气候变化与相对海平面变化具有良好的响应,是详细的古环境变化记录。     

塔里木盆地下古生界岩溶型储层类型及特征

塔里木盆地下古生界岩溶型储层可划分为同生岩溶、风化壳岩溶和埋藏岩溶等三种类型。同生岩溶型储层主要为礁滩体受三级或四级相对海平面下降导致的短暂暴露和淡水淋溶的产物。风化壳岩溶型储层包括层间岩溶和潜山岩溶两个亚类:层间岩溶为碳酸盐岩中—短期抬升剥蚀和淡水淋溶的产物,地形起伏平缓,与上覆碳酸盐岩呈平行不整合接触;潜山岩溶为碳酸盐岩长期抬升剥蚀和淡水淋溶的产物,地形起伏强烈,与上覆石炭系、侏罗系—白垩系碎屑岩呈角度不整合接触,包括石灰岩潜山和白云岩潜山。埋藏岩溶型储层又可分为原源埋藏岩溶和异源埋藏岩溶两个亚类,前者为有机酸、盆地热卤水、TSR成因的硫化氢等成岩流体作用的产物,后者为深源热液作用的产物。认为塔里木盆地岩溶型储层是多期次岩溶作用叠加改造的结果。     

塔里木盆地英买力-哈拉哈塘地区奥陶系岩溶储集层成岩作用及孔隙演化

塔里木盆地英买力—哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶型储集层获得勘探突破,对研究区成岩作用及孔隙演化的研究具有重要意义。通对对大量的岩心、薄片、阴极发光、成像测井及测试分析等资料进行综合研究,认为研究区岩溶储集层经历了多期多类复杂的成岩作用,其中溶蚀(或岩溶)作用、破裂作用、压溶作用使原岩产生大量次生孔隙从而改善其储集性,为建设性成岩作用;胶结充填作用和硅化作用降低了碳酸盐岩的原生和次生孔隙度,为破坏性成岩作用;热液作用具有双重作用。岩溶储集层经历了(准)同生期和早成岩期海底成岩、近地表成岩及浅埋藏成岩阶段,后受加里东中、晚期—早海西期构造运动影响,遭受了几期长短不一的暴露溶蚀,其后经历了中、晚海西期的波动性埋藏及中、新生代的浅—深埋藏成岩阶段,构成了中期间隙开启型成岩演化系统。相应地,孔隙演化经历了原生孔隙形成—缩减期、缝洞发育期、缝洞缩减充填期和裂缝、埋藏溶蚀—充填期4个阶段。原生孔和早期溶孔大部分被胶结充填,不构成有效储集空间;加里东中、晚期—海西早期岩溶作用对研究区储集空间的形成具有决定性作用,溶蚀孔、洞、缝和构造破裂缝构成了英买力—哈拉哈塘地区碳酸盐岩岩溶储集层主体;深埋溶蚀作用对先期储集层改造调整,进一步增加了储集层的非均质性。     

塔里木盆地英买力-哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶型储层特征及成因

塔里木盆地近期获得重大突破的英买力-哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩油气藏在很大程度上受岩溶型储层发育的控制,深入总结其储层特征及成因机制对油气勘探开发具有重要意义.通过大量的岩芯、薄片、阴极发光、常规测井、成像测井及测试分析等资料进行综合研究,认为该区储层的基质孔渗极差,难以形成有利的储集空间,而次生孔隙(溶蚀孔洞、洞穴、...     

碳酸盐岩岩溶储层类型研究及对勘探的指导意义——以塔里木盆地岩溶储层为例

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。     

塔里木盆地柯坪-巴楚地区早古生代白云岩类型及微量元素地球化学特征

通过对柯平-巴楚早古生代碳酸盐岩露头样品的染色薄片鉴定、阴极发光研究和微量元素测定及分析,根据其结构成因特征把研究区白云岩分为8种类型:(1)微-粉晶白云石;(2)具原生灰岩残余结构白云石;(3)细晶直面自形-半自形漂浮基质白云石;(4)细晶直面半自形-自形白云石;(5)中-粗晶曲面他形白云石;(6)中晶直面自形-半自形白云石胶结物;(7)粗晶曲面鞍形白云石基质,和(8)粗晶曲面鞍形白云石胶结物。样品微量元素地球化学的总体特征是轻稀土富集,重稀土亏损,不同样品的特征变化元素不同。鞍形白云石Eu正异常最高说明受到热液作用的影响。方解石的Ce/Ce*的值大于1,说明受到后期陆源碎屑影响比较大,而白云岩的Ce/Ce*的值都小于1,说明是幔源成因的。(La/Ce)N和(La/Yb)N比值亦进一步证明上述结论。鞍形白云石的Sr含量较低,Ba元素含量高,说明在成岩流体作用过程中Sr丢失,Ba富集说明是热液成因的鞍形白云岩。样品Sr/Ba比值均大于1,说明受到不同程度热液作用影响。U/Th比值也证明受到不同程度的热液改造。     

塔里木盆地牙哈-英买力地区寒武系-下奥陶统白云岩形成机理

根据铸体薄片鉴定、阴极发光显微镜观察、碳、氧稳定同位素测定、微量元素分析及包裹体测温等手段,对塔里木盆地牙哈—英买力地区寒武—下奥陶统深埋热液白云岩类型及成因机理进行了详细的研究。认为研究区深埋藏白云岩主要由细晶或中晶白云石组成,白云石呈自形或半自形晶。δ13CPDB值为-1.63‰2.31‰,平均为0.25‰,δ18OPDB值为-11.49‰-6.02‰,平均为-8.72‰;锶含量较低,在77×10-6107×10-6之间,二价铁、锰含量较高,具有高的有序度和低的CaCO3摩尔含量的特点。各种资料表明,该类白云岩是在深埋藏环境中较高温度条件下形成的,白云岩的形成与海西期岩浆喷发活动有关,变质岩体的分布控制了白云岩的分布。白云化流体来自岩浆热液、变质热液、有机酸及区域地下热卤水的混合,白云化所需的Mg2+来自岩浆岩中铁镁矿物的分解、埋藏压实过程中粘土矿物的脱水作用等。因此其白云化机制可称之为“深埋热液白云化”。      

塔里木盆地南部玛东早古生代褶皱-冲断带

玛东褶皱-冲断带位于塔里木盆地南部,走向NE-SW,由NW向SE方向冲断。褶皱冲断带发育于寒武-奥陶系,以中寒武统膏-盐层为主滑脱面。中志留统及其以上地层不整合于褶皱冲断带之上。它是世界上保存最好的早古生代褶皱冲断带之一。根据卷入变形最新地层、不整合于褶皱-冲断带之上的最老地层和上奥陶统上部的生长地层,玛东褶皱-冲断带的变形时间为晚奥陶世-早志留世。玛东褶皱-冲断带与其东南侧的塘南褶皱-冲断带同为塔里木盆地南缘早古生代前陆褶皱-冲断带的组成部分,塘南褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带主体的残余,其向NW的主冲断方向代表该前陆褶皱-冲断带的主冲断方向;玛东褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带的前锋,其向SE的冲断具有反冲性质。它们是昆仑早古生代造山作用的重要记录,也是昆仑早古生代碰撞造山带的组成部分,现今保存最好的部分。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀特征及初步预测

塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多种形式岩溶作用,其中埋藏溶蚀是形成有利储层的重要机制之一.录井岩心分析化验资料及宏观地质背景分析表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩主要发育4期埋藏溶蚀,其中Ⅰ、Ⅱ期溶蚀孔洞基本已被充填,Ⅲ期残留部分孔隙和Ⅳ期溶蚀孔洞为现今储层有效储集空间.上奥陶统良里塔格组现今未被充填的粒内溶孔及铸模孔可能主要形成于埋藏溶蚀,并非准同生溶蚀.埋藏溶蚀发生的流体介质主要为有机质演化过程中形成的有机酸和CO2,在更深部或经历更高热史经历的区域,H2S对储层的形成可能会有较大贡献,热水-热液溶蚀对储集空间贡献有限.初步分析表明,卡塔克隆起西北部埋藏溶蚀孔隙较发育,塔中南部台地边缘带可能是埋藏溶蚀另一相对较发育地区.     

An Early Paleozoic Inter‐Platform Shelf in the Southwest of Tarim Basin,NW China and its Significance for Petroleum Exploration

An early Paleozoic inter‐platform, platform, slope and shelf succession comprised of five Cambrian to mid‐Ordovician seismic sequences, has been identified in the southwestern part of the Tarim Basin. A previously unknown, elongate shelf succession that extends from east to west transects the Taxinan area of the southwestern Tarim Basin. It was flanked by carbonate platforms and platform margins, and by peri‐platform margin slopes on its north and south sides. The Markit platform margin and slope, located along the northern side of the shelf, extended nearly linearly west to east with some headlands and embayments towards the east. The Tangnan platform margin and slope, located along the southern side of the shelf, extended southwest to northeast and was more sinuous with pronounced northwest‐directed headlands flanked by embayments. Differentiation of these settings began in earliest Cambrian time during continental breakup. Initially, broad gentle slopes flanked an open shelf seaway in Cambrian time. In Early Ordovician time, the Markit and Tangnan platform margins became more distinct and rimmed, and were flanked by slightly steeper, but still very gentle slopes. During their deposition, these platform margins and their adjoining slopes exhibited some lateral migration, with a slight overall widening of the open shelf seaway between them from Cambrian to Ordovician time. The presence of these platform margin and slope successions in the southwestern area of the Tarim basin provides another focus for petroleum exploration and discovery of additional carbonate reef‐shoal reservoirs in the Markit and Tangnan areas. The adjoining deep‐water shelf shale and mudstone shelf succession itself is an additional prospective petroleum source rock in close proximity to these potential reef‐shoal reservoirs.     

塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩

塔里木陆块为一具前寒武系基底的克拉通盆地,早震旦世—寒武纪陆块内和边缘发生裂解,至中奥陶世转为被动大陆边缘,组建塔北和塔中两个遥相对应的碳酸盐台地和边缘斜坡,其间的阿瓦提—满加尔地区为克拉通内浅海—深水盆。满参1井以东至满加尔为欠补偿的深海槽盆,早期沉积了富生物营养链的烃源岩,晚奥陶世克拉通转为前陆碎屑岩沉积,满加尔坳陷反转为浊流盆地。碎屑岩由东向西、由南东向北西迁移,造成向塔北和塔中海侵上超,结束碳酸盐台地演化的同时,沉积了局限台地型和台缘斜坡灰泥丘相的烃源岩。奥陶纪时塔里木盆地演化和沉积相的配置,是加里东期盆山转换的重要反响,形成多个沉积-构造转换面。早加里东运动,造成下早奥陶统与寒武系的假整合;中加里东运动即晚奥陶世始,塔里木转为前陆盆地,塔北和塔中分别为前陆隆起,阿瓦提—满加尔为复合隆间盆地;晚加里东运动(始于早志留世)发生了大规模的海退。     

塔里木盆地早海西期多期次风化壳岩溶洞穴层

洞穴层是识别多期次岩溶旋回的标志,是岩溶旋回连接沉积旋回及周期性海平面变化的纽带。本文通过古地貌恢复,将从钻井剖面中识别的洞穴层归位到早石炭世古地貌剖面中,根据洞穴层总是沿稳定古潜水面发育的特点划分对比洞穴层。通过洞穴层的形成条件、充填结构分析,推断洞穴层发育序次、洞穴层与其同时期形成的沉积地层的时空对应关系,并据此对洞穴层进行盆地范围内跨地区对比、总结斜坡及岛屿两种不同的洞穴层发育模式。研究结果表明,在早海西期,塔北、塔中、和田古隆起中、下奥陶统碳酸盐岩陆块内部发育了3个期次的风化壳岩溶洞穴层,其序次为下老上新,它们是在早石炭世间歇性海平面上升过程中形成的,其同时期形成的沉积地层分别为下石炭统东河砂岩段、生屑灰岩段、下泥岩段中上部。洞穴层内部多旋回“坍塌角砾-地下河沉积”组合是斜坡内陆区潜流面的迟后上升效应,洞穴层与洞穴等时层的时空对应关系对于大型古岩溶事件的断年及洞穴层的分布预测具有重要意义。     

塔里木盆地下古生界白云岩类型及成因*

塔里木盆地下古生界白云岩勘探潜力巨大。在下古生界构造演化、沉积背景分析的基础上, 结合前人的白云岩分类方案, 首先根据形成时期将塔里木盆地下古生界白云岩分为准同生白云岩和准同生后白云岩两大类。在此基础上, 综合运用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、碳氧稳定同位素资料, 对上述两类白云岩进一步细分。其中准同生白云岩, 可进一步分为云坪型准同生白云岩、潟湖型准同生白云岩与微生物白云岩, 云坪型、潟湖型准同生白云岩是在准同生阶段由蒸发泵白云化形成的;本次研究首次在膏模孔内发现完整哑铃状白云石, 拓宽了微生物白云岩的存在范围。准同生后白云岩包括浅埋藏白云岩、中—深埋藏白云岩和热液白云岩3类, 浅埋藏白云岩由调整白云化及渗透回流白云化形成;中—深埋藏白云岩主要为埋藏白云化的产物;热液白云岩由沿断裂或裂缝的热液白云化所形成。     

塔里木盆地东北地区早二叠世介形类化石

本文记了塔里木盆地东北地区早二叠世介形类化石,化石采自柯坪县丘达依萨依剖面萨热哲依组,共计９属１５种,其中１０新种,并建立了Ｒｏｕｎｄｙｅｌｌａ－Ｈｅａｌｄｉａ－Ｓｕｌｃｅｌｌａ－Ｂａｉｒ－ｄｉａ介形类组合,此组合明显不同于以Ｂａｉｒｄｉａ为主的中国南方早二叠世介形类动物群。     

塔里木古生界残余盆地的油气资源及勘探前景

塔里木盆地是多旋回叠合盆地,主要烃源岩为奥陶系和寒武系,其古生界盆地经历过海西早期、海西晚期和燕山晚期等三期主要构造运动,现今具典型的残余盆地性质。开发了三维油气盆地定量描述和动态模拟软件系统,对塔里木盆地进行了全面研究。三期构造运动所剥蚀的(古生界)排油气损失量之和约占累积排油气量的12%左右。其中以海西早期剥蚀的排油气损失量最大,达263×10~8t;奥陶系排油气损失最严重,其次为寒武系。塔里木盆地的油气资源潜量仍十分巨大,油127×10~8t,气68×10~8t 油当量。含四个石油资源潜量富集区,按强度依次为满加尔蚴陷、唐古巴斯坳陷、阿瓦提坳陷和巴楚隆起;天然气资源潜量富集区三个,依次为满加尔坳陷、唐古巴斯坳陷和阿瓦提坳陷。且末北部有一个从石炭纪以来长期继承性发育的鼻状隆起带,是满加尔坳陷的油气运移指向地区,有可能形成大型复合油气田。