杜 洋,樊太亮,高志前,韓洪斗,張 群

[1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院，北京 100083； 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 3.中國(guó)石油 遼河油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010]

塔里木盆地中-下奧陶統(tǒng)鷹山組層序地層格架中的成巖作用
——以塔河地區(qū)和柯坪巴楚露頭區(qū)為例

杜 洋1,2,樊太亮1,2,高志前1,2,韓洪斗3,張 群1,2

[1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院，北京 100083； 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 3.中國(guó)石油 遼河油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010]

塔里木盆地中-下奧陶統(tǒng)鷹山組內(nèi)幕儲(chǔ)層的成因機(jī)制是當(dāng)前油氣勘探所關(guān)注的重點(diǎn)。以塔河地區(qū)鉆井與柯坪巴楚露頭為研究對(duì)象，利用巖石學(xué)與地球化學(xué)手段，對(duì)成巖作用在準(zhǔn)層序、準(zhǔn)層序組以及三級(jí)層序內(nèi)的發(fā)育規(guī)律與演化特征展開(kāi)研究。研究認(rèn)為：沉積相帶對(duì)成巖作用具有明顯的控制作用，海水潛流成巖作用占據(jù)潮下帶，潮間帶則以海水潛流、滲流以及淡水潛流成巖作用為特征，潮上帶以淡水滲流膠結(jié)物、同生期大氣淡水溶蝕作用為特征；退積型準(zhǔn)層序組，準(zhǔn)層序頂部在海平面上升早期受大氣淡水影響，海水成巖作用則在晚期主導(dǎo)旋回頂部；進(jìn)積型準(zhǔn)層序組，準(zhǔn)層序在高水位早期以海水成巖作用為主，直至晚期頂部出現(xiàn)暴露；鷹山組下亞段三級(jí)層序，海平面上升期以同生期淡水成巖作用為特征，同時(shí)下傾方向膠結(jié)作用增加，高水位末期發(fā)育較弱的喀斯特；下亞段三級(jí)層序中的埋藏白云巖化作用發(fā)育強(qiáng)烈，云化流體以原生海水為主；上亞段三級(jí)層序在海泛面附近發(fā)育廣泛海水膠結(jié)作用，快速的海侵使得同生期淡水成巖作用發(fā)育較弱，高水位期，受裂縫控制的表生溶蝕現(xiàn)象普遍存在。

陰極發(fā)光；成巖作用；層序地層；鷹山組；奧陶系；塔里木盆地

以往對(duì)于區(qū)域性不整合及其控儲(chǔ)作用的研究，指導(dǎo)了目前塔里木盆地海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層的油氣勘探[1-2]，這一類(lèi)區(qū)域性不整合往往對(duì)應(yīng)一級(jí)層序和二級(jí)層序，與長(zhǎng)周期構(gòu)造控制的海平面變化有關(guān)。隨著勘探的深入，中-下奧陶統(tǒng)鷹山組內(nèi)幕儲(chǔ)層的成因逐漸成為關(guān)注的重點(diǎn)。然而，在塔里木盆地，尤其是塔河地區(qū)，關(guān)于三級(jí)層序甚至更短周期層序內(nèi)成巖演化的研究，報(bào)道甚少。對(duì)于塔河地區(qū)的儲(chǔ)層成因機(jī)制，受到關(guān)注較多的是受大型不整合控制的加里東晚期和海西早期為主的表生巖溶作用[3]，與油氣充注有關(guān)的埋藏溶蝕作用以及與二疊紀(jì)火山運(yùn)動(dòng)有關(guān)的熱液流體溶蝕作用[4]。已有學(xué)者在塔河以外的塔中地區(qū)探索短周期層序與成巖作用的關(guān)系，劉忠寶等[5]揭示了不同級(jí)別層序界面對(duì)塔中地區(qū)中-上奧陶統(tǒng)臺(tái)地邊緣碳酸鹽巖同生期巖溶的控制，劉嘉慶等[6]指出大氣淡水透鏡體發(fā)育在高頻層序向上變淺旋回的頂部。

本文以塔河地區(qū)和柯坪巴楚露頭區(qū)奧陶系鷹山組碳酸鹽巖為研究對(duì)象，在明確各類(lèi)型成巖作用微觀(guān)特征的基礎(chǔ)之上，研究在準(zhǔn)層序、準(zhǔn)層序組以及三級(jí)層序內(nèi)的成巖作用發(fā)育規(guī)律與演化特征，為探索深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層的成因機(jī)制提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

塔里木盆地是我國(guó)西部的大型多旋回疊合盆地[7]，在經(jīng)歷了多重構(gòu)造演化階段后形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局(圖1a)。研究區(qū)之一塔河油田位于塔北隆起(沙雅隆起)的阿克庫(kù)勒凸起與哈拉哈塘凹陷(圖1a,c)，另一研究區(qū)柯坪巴楚露頭區(qū)位于巴楚隆起西北緣(圖1a,b)。

早奧陶世，塔里木盆地繼承了寒武系的沉積格局，為一大型陸表海型臺(tái)地，受控于寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)全球淹沒(méi)事件，塔里木盆地早-中奧陶世，即本文的研究對(duì)象鷹山組沉積時(shí)期，表現(xiàn)為海平面總體上升，由半局限臺(tái)地演變?yōu)殚_(kāi)闊臺(tái)地[8]。中奧陶世以后，受昆侖洋閉合的影響，盆地由拉張環(huán)境進(jìn)入擠壓構(gòu)造體制，盆地格局向南北分帶演化，沉積環(huán)境也由海相向海陸過(guò)渡相轉(zhuǎn)換。從地層巖性來(lái)看，鷹山組上段以發(fā)育粒泥灰?guī)r、泥?；?guī)r為主，下段以發(fā)育顆?；?guī)r和云質(zhì)灰?guī)r以及基質(zhì)白云巖互層為主。

埋藏史揭示塔河地區(qū)鷹山組經(jīng)歷了3次顯著的抬升運(yùn)動(dòng)(圖2a)，分別是晚奧陶世—早志留世(晚加里東期)，晚泥盆世—早石炭世(早海西期)與晚二疊世(晚海西期)。其中前兩期使得鷹山組進(jìn)入表生成巖階段,而柯坪巴楚露頭區(qū)鷹山組則是在同生成巖階段之后進(jìn)入埋藏成巖階段，直至晚二疊世地層抬升進(jìn)入表生成巖階段(圖2b)。

2 成巖作用類(lèi)型及特征

通過(guò)對(duì)南一溝露頭以及塔河地區(qū)TS1，TS2，AD11，YQ6，S110等鉆井的薄片觀(guān)察與陰極發(fā)光鑒定，識(shí)別出多種成巖階段劃分標(biāo)志，可以概括為5類(lèi)主要成巖作用(圖2c)。

2.1 膠結(jié)作用

在南一溝剖面一段23 m厚的高頻旋回地層中，劃分出15個(gè)米級(jí)旋回，又根據(jù)巖相劃分出37個(gè)小層。通過(guò)不間斷連續(xù)采樣，應(yīng)用光學(xué)顯微鏡和陰極發(fā)光儀，對(duì)膠結(jié)作用從膠結(jié)物的形態(tài)、分布樣式與膠結(jié)物的共生次序、組合類(lèi)型兩方面展開(kāi)研究。

膠結(jié)物的形態(tài)和分布樣式能夠反映孔隙流體的化學(xué)性質(zhì)以及膠結(jié)物的沉淀速率，進(jìn)而指示成巖環(huán)境。在南一溝鷹山組中識(shí)別出：①海水成巖環(huán)境下的新月形-纖狀膠結(jié)物、等厚環(huán)邊-纖狀/放射狀膠結(jié)物和葡萄石形態(tài)膠結(jié)物；②同生期淡水成巖環(huán)境下的滲流粉砂、等軸粒狀膠結(jié)物；③埋藏環(huán)境下的等軸粒狀-復(fù)雜多面體膠結(jié)物。海水成巖環(huán)境中，新月形-纖狀膠結(jié)物形成于海水成巖環(huán)境中的滲流帶(圖3a,b)，毛管力實(shí)現(xiàn)了顆粒接觸處束縛水的運(yùn)動(dòng)，沉淀時(shí)水表面張力形成了具有彎曲表面的新月形膠結(jié)物。另外，纖狀-放射狀的等厚環(huán)邊結(jié)殼(圖3h—l)以及葡萄石形態(tài)(圖3c)解釋了同生期具有伸長(zhǎng)晶體形態(tài)的文石或鎂方解石在海水環(huán)境中形成[9-10]。陰極發(fā)光下，海水成因的方解石膠結(jié)物都表現(xiàn)為暗紅色發(fā)光或不發(fā)光。淡水成巖環(huán)境中，滲流粉砂是淡水滲流帶的標(biāo)志(圖3d,e)，等軸粒狀膠結(jié)物則是淡水潛流帶的產(chǎn)物[9-10](圖3f,g)。陰極發(fā)光下，淡水成因方解石通常呈現(xiàn)出較暗的橘黃色發(fā)光。埋藏成巖環(huán)境中，膠結(jié)物呈現(xiàn)出等軸粒狀-復(fù)雜多面體的特征(圖3h—j)，晶體在陰極發(fā)光下多表現(xiàn)為多期亮、暗環(huán)帶交互增生。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造地質(zhì)背景Fig.1 Geological setting of the study areaa.塔里木盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐峙c研究區(qū)位置；b.南一溝露頭剖面位置；c.塔北隆起(沙雅隆起)構(gòu)造分區(qū)與塔河油田位置

根據(jù)各個(gè)類(lèi)型的膠結(jié)物的共生次序，總結(jié)出南一溝鷹山組兩種主要的膠結(jié)物組合類(lèi)型。

1) 膠結(jié)物組合Ⅰ(圖3a,b,f,g)

第一期，新月形的海水滲流膠結(jié)物形成于原生孔隙上方邊緣，暗紅色發(fā)光；第二期，細(xì)小的粒狀淡水膠結(jié)物形成于新月形海水膠結(jié)物之上，或者直接環(huán)繞在孔隙邊緣沉淀形成，較暗的橘黃色發(fā)光，進(jìn)入埋藏期后發(fā)育亮暗相間的增生環(huán)帶；第三期，鑲嵌的粒狀亮晶方解石最終完全充填孔隙，橘黃色發(fā)光。這類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型主要表現(xiàn)潮間帶上部-潮上帶沉積環(huán)境下，海水滲流形成第一期膠結(jié)物，淡水潛流形成第二、三期膠結(jié)物。

2) 膠結(jié)物組合Ⅱ(圖3h—l)

第一期，細(xì)小的纖狀海水膠結(jié)物沿原生孔隙邊緣生長(zhǎng)，或等厚環(huán)繞于內(nèi)碎屑顆粒；第二期，放射軸狀(葉片狀)海水方解石膠結(jié)物生長(zhǎng)于第一期膠結(jié)物之上，前兩期膠結(jié)物在單偏光下晶面較污濁，陰極發(fā)光下特征一致，表現(xiàn)為暗紅色發(fā)光；第三期，晶面相對(duì)潔凈的粗亮晶方解石呈鑲嵌粒狀完全充填孔隙，晶體在陰極發(fā)光下多表現(xiàn)為多期亮、暗環(huán)帶交互增生。第二類(lèi)組合總體發(fā)育于潮間帶下部-潮下沉積環(huán)境：第一期文石質(zhì)膠結(jié)物成巖流體為同生期高M(jìn)g/Ca比海水，位于文石補(bǔ)償深度以上；第二期膠結(jié)物則形成于文石補(bǔ)償深度與方解石補(bǔ)償深度之間的海水潛流環(huán)境；第三期膠結(jié)物初始期形成于開(kāi)放的含水層中，通過(guò)滲流帶的補(bǔ)給，整個(gè)含水層處于氧化狀態(tài)，因此第三期膠結(jié)物的核心部分不發(fā)光，隨后海平面的上升使得滲流帶的補(bǔ)給中斷，含水層處于封閉的還原狀態(tài)，該期膠結(jié)物的增生部分就會(huì)出現(xiàn)明亮發(fā)光。隨著進(jìn)一步埋藏，滲流的淡水補(bǔ)給完全終斷，殘余的地層海水使得最后的膠結(jié)物呈現(xiàn)暗淡的發(fā)光?？傊?，第二類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型體現(xiàn)的是從海水成巖環(huán)境，到開(kāi)放的含水層體系，再到最終的埋藏體系的變化。

圖2 研究區(qū)埋藏史與成巖階段劃分標(biāo)志Fig.2 Burial history of the study area and the division of diagenetic stagesa.塔河地區(qū)鷹山組埋藏史；b.柯坪巴楚露頭區(qū)鷹山組埋藏史;c.成巖階段劃分標(biāo)志

塔河地區(qū)膠結(jié)作用，按照成巖環(huán)境可以區(qū)分為：海水膠結(jié)作用、同生期淡水膠結(jié)作用以及表生期膠結(jié)充填作用。海水膠結(jié)作用以環(huán)繞砂屑顆粒、鮞粒的等厚纖狀膠結(jié)物為特征(圖4a,b)，經(jīng)后期壓實(shí)作用影響，不同顆粒的環(huán)邊膠結(jié)物之間形成清晰的接觸邊界。海水膠結(jié)的另一種形式，是顆?；?guī)r快速膠結(jié)形成的海底硬地(圖4c)，與隨后快速海侵形成的泥晶灰?guī)r形成平直的界面。同生期的淡水膠結(jié)作用表現(xiàn)為原生孔隙(生物潛穴、窗格孔和生物遮蔽孔)內(nèi)等軸粒狀方解石充填(圖4d,g—i)，或者淡水滲流帶的滲流粉砂(圖4f)。表生期的膠結(jié)作用表現(xiàn)為大氣淡水淋濾形成的非選擇性溶蝕孔以及構(gòu)造裂縫被膠結(jié)充填(圖4j—l)。

2.2 溶蝕作用

塔河地區(qū)鷹山組所發(fā)育的溶蝕作用，根據(jù)成巖階段可分為3種類(lèi)型，同生期受海平面控制的暴露大氣淡水溶蝕、表生期構(gòu)造抬升所致的大氣淡水淋濾以及埋藏階段的與烴類(lèi)有關(guān)的埋藏溶蝕以及熱液酸性流體的溶蝕作用。

同生期的溶蝕作用在研究區(qū)的各個(gè)井中均有發(fā)現(xiàn)，其對(duì)應(yīng)的巖相通常是亮晶膠結(jié)的顆粒(鮞粒、內(nèi)碎屑和生屑)灰?guī)r(圖5a—c,g)，表現(xiàn)為粒內(nèi)孔、粒間孔、溶?？滓约碍h(huán)繞顆粒的溶蝕，這一類(lèi)溶蝕作用通常具有組構(gòu)選擇性，作用對(duì)象是早期的文石質(zhì)膠結(jié)物或不穩(wěn)定的高鎂方解石組分。

表生期的溶蝕作用與塔河地區(qū)在晚加里東期(早志留世)與早海西期(早石炭世)構(gòu)造抬升有關(guān)，表生溶蝕的縫洞體系縱向上位于鷹山組的中上部位。由于碳酸鹽巖組分已趨于穩(wěn)定，表生溶蝕往往具有非組構(gòu)選擇性特征，表現(xiàn)為對(duì)顆粒以及原始粒間膠結(jié)物的共同溶蝕(圖4j,k)，沿構(gòu)造裂縫的擴(kuò)張溶蝕(圖4l,圖5d,圖5e)，或受淋溶形成的次生孔洞充填有垮塌的巖屑(圖5f)。

埋藏期的溶蝕作用主要與烴類(lèi)成熟、熱降解或者深部熱液所產(chǎn)生的酸蝕流體有關(guān)[11-12]。這類(lèi)溶蝕作用呈現(xiàn)非組構(gòu)選擇性特征，具有兩類(lèi)表現(xiàn)特征：第一類(lèi)，同時(shí)溶蝕顆粒、粒間膠結(jié)物、早期粒內(nèi)溶蝕充填的膠結(jié)物，溶孔通常具有圓形輪廓(圖5g)；第二類(lèi)，沿縫合線(xiàn)的某一段擴(kuò)張溶蝕或者形成溶蝕孔，若淺埋環(huán)境下有白云石沿縫合線(xiàn)形成，那么白云石與圍巖均經(jīng)受溶蝕，形成孔隙(圖5h,i)。

圖3 塔里木盆地南一溝剖面鷹山組方解石膠結(jié)物的形態(tài)組合特征以及分布樣式Fig.3 Morphology and composition of calcite cements and their distribution patterns in the Yingshan Formation in Nanyigou outcrops,the Tarim Basina,b.纖狀新月形膠結(jié)物(Cal1)發(fā)暗紅色光或不發(fā)光，外緣有亮環(huán)邊增大，后期粒間膠結(jié)分為兩期(Cal3，Cal2)，弱發(fā)光呈橘黃色，a為正交偏光，b為陰極發(fā)光；c.葡萄狀文石重結(jié)晶后形成方解石，箭頭所指細(xì)晶質(zhì)方解石嵌晶具葡萄狀結(jié)構(gòu)假象，單偏光；d,e.滲流粉砂與上方的粒間膠結(jié)物(Cal1)發(fā)光情況一致，弱發(fā)光呈橘黃色，d為正交偏光，e為陰極發(fā)光；f,g.膠結(jié)物組合Ⅰ，包括新月形膠結(jié)物(Cal1)發(fā)暗紅色光，等厚環(huán)邊細(xì)碎粒狀(Cal2)不發(fā)光，后期的亮暗交替多期增大，第三期共軸增生的(Cal3)呈現(xiàn)較弱的橘黃色發(fā)光，f為正交偏光，g為陰極發(fā)光；h,i.膠結(jié)物組合Ⅱ，細(xì)小的纖狀膠結(jié)物(Cal1)等厚環(huán)繞在顆粒四周，第二期呈放射軸狀(Cal2)環(huán)繞在第一期膠結(jié)物之上，前兩期膠結(jié)物發(fā)光情況一致呈暗紅色，第三期膠結(jié)具有明顯的環(huán)帶特征(Cal3)，h為正交偏光，i為陰極發(fā)光；j.膠結(jié)物組合Ⅱ的放大特征，從細(xì)小的纖狀膠結(jié)物(Cal1)到放射軸狀(Cal2)再到發(fā)育明顯解理的共軸增生膠結(jié)物(Cal3)，前兩期晶面較污濁，第三期晶面相對(duì)潔凈明亮，正交偏光，南一溝剖面；k,l.膠結(jié)物組合Ⅱ的另一種表現(xiàn)形式，細(xì)小的纖狀膠結(jié)物(Cal1)等厚環(huán)繞在顆粒四周，第二期呈放射軸狀(Cal2)環(huán)繞在第一期膠結(jié)物之上，兩期膠結(jié)物發(fā)光情況一致呈暗紅色，缺少第三期膠結(jié)物 (Cal3)，k為正交偏光，l為陰極發(fā)光，Ls為灰?guī)r

2.3 壓實(shí)作用與壓溶作用

在塔河地區(qū)鷹山組中，壓實(shí)作用普遍存在，具體表現(xiàn)在顆?；?guī)r中顆粒的機(jī)械破裂、塑性變形以及顆粒的凹凸接觸與線(xiàn)接觸(圖5l)。壓實(shí)作用的過(guò)程是原生孔隙減少、脫水作用發(fā)生的過(guò)程，但是膠結(jié)作用通常增加了巖層的抗壓實(shí)能力，具體表現(xiàn)為生物碎屑形成的遮蔽孔被膠結(jié)物充填后形成了抗壓實(shí)能力，使得生物碎屑在壓實(shí)環(huán)境中保存完好(圖4i)。

在壓實(shí)作用的基礎(chǔ)之上，隨著埋藏進(jìn)一步進(jìn)行，增大的化學(xué)反應(yīng)潛能使得壓溶作用發(fā)生。在塔河地區(qū)的井下樣品中，壓溶作用以高幅或低幅縫合線(xiàn)(圖4c,圖5j)以及馬尾構(gòu)造(圖5k)的形式表現(xiàn)。碳酸鹽巖地層在埋深超過(guò)500 m時(shí)產(chǎn)生縫合線(xiàn)[13-14]。研究區(qū)微觀(guān)尺度的壓溶作用通常發(fā)生于巖相轉(zhuǎn)換面，進(jìn)而產(chǎn)生縫合線(xiàn)構(gòu)造。這些接觸面可以分為兩類(lèi)。第一類(lèi)為沉積作用的巖性轉(zhuǎn)換面，比如亮晶顆?；?guī)r與泥晶灰?guī)r的轉(zhuǎn)換面，或者泥晶支撐的粒泥灰?guī)r與顆粒支撐的泥?；?guī)r的巖性變化面(圖4c)，另外，鏡下觀(guān)察發(fā)現(xiàn)亮晶膠結(jié)支撐的抗壓實(shí)能力強(qiáng)于泥晶支撐(圖5k)，這一類(lèi)縫合線(xiàn)通常具有低幅特征；第二類(lèi)為構(gòu)造抬升期的裂縫，經(jīng)表生大氣淡水?dāng)U溶，被垮塌巖屑與膠結(jié)物充填，充填物與圍巖形成的界面處形成縫合線(xiàn)構(gòu)造(圖5j)，這一類(lèi)縫合線(xiàn)通常具有高幅特征。壓溶縫合線(xiàn)的形成為埋藏階段酸蝕溶液提供通道(圖5h,i)，同時(shí)，富鎂流體進(jìn)一步從地層釋放，在壓溶縫合線(xiàn)附近發(fā)生白云巖化。

2.4 新生變形作用

研究區(qū)內(nèi)鷹山組中的新生變形作用主要分為兩類(lèi)：微泥晶(退變新生變形作用)與微亮晶(進(jìn)變新生變形作用)。微泥晶現(xiàn)象在南一溝露頭與井下取樣中均有發(fā)現(xiàn)，主要表現(xiàn)為隱晶質(zhì)高鎂方解石構(gòu)成的泥晶套(圖6a,b)，是海水潛流成巖環(huán)境的標(biāo)志。微亮晶的特征主要表現(xiàn)為初期沉積的碳酸鹽泥，在埋藏成巖環(huán)境中，通過(guò)文石或高鎂方解石向低鎂方解石轉(zhuǎn)化以及重結(jié)晶作用，使晶體增長(zhǎng)，從而破壞由原始泥晶形成的沉積結(jié)構(gòu)，僅保留殘余組構(gòu)(圖6c,d)。單偏光下，與亮晶膠結(jié)物相比，微亮晶晶面污濁(圖6c)，陰極發(fā)光下，原始的沉積結(jié)構(gòu)得以恢復(fù)，殘余組構(gòu)的輪廓變得清晰，微亮晶的發(fā)光特征與原始的灰泥或顆粒發(fā)光特征一致，呈現(xiàn)暗紅色，而原始的膠結(jié)物呈現(xiàn)更暗的發(fā)光(圖6d)。

圖4 塔里木盆地塔河地區(qū)鷹山組典型膠結(jié)作用Fig.4 Typical cementation of the Yingshan Formation in the Tahe area,Tarim Basina,b.環(huán)繞砂屑顆粒、鮞粒的等厚纖狀膠結(jié)物，以及顆粒間環(huán)邊膠結(jié)物清晰的接觸邊界(箭頭所指)，單偏光，S110井，埋深6 295.28 m；c.海底膠結(jié)，顆?；?guī)r沉積快速膠結(jié)成為海底硬地，隨后快速海侵形成的泥晶灰?guī)r與顆?；?guī)r形成平直的界面，單偏光，YQ6井，埋深6 069.00 m；d.生物潛穴內(nèi)的膠結(jié)充填，單偏光，TS2井，埋深6 130.00 m；e.亮晶膠結(jié)砂屑灰?guī)r，砂屑顆粒具藻粘結(jié)結(jié)構(gòu)，單偏光，YQ1井，埋深5 679.80 m；f.生屑泥晶灰?guī)r中，在原生孔中充填的滲流粉砂(箭頭)與亮晶方解石膠結(jié)物，單偏光，AD11井，埋深6 323.06 m；g.發(fā)育窗格構(gòu)造的藻粘結(jié)灰?guī)r，層狀的窗格孔中膠結(jié)充填等軸粒狀方解石，單偏光，TS2井，埋深6 130.00 m；h.腕足生屑形成的遮蔽孔被粒狀亮晶方解石充填，單偏光，AD11井，埋深6 650.00 m；i.膠結(jié)充填的遮蔽孔隙使得介殼具備抗壓實(shí)能力，而未破碎，單偏光，AD16井，埋深6 320.59 m；j,k.表生期非選擇性溶蝕形成次生孔隙被淡水膠結(jié)方解石充填，后期埋藏過(guò)程中發(fā)生共軸增 生，單偏光，j為T(mén)S1井，埋深6 110.00 m，k為AD11井，埋深6 920.00 m；l.表生期裂縫切割淺埋藏期沿縫合線(xiàn)發(fā)育的白云石，被方解石膠結(jié)充填，Ls為灰?guī)r

2.5 白云巖化作用

基于塔河地區(qū)鷹山組灰?guī)r中白云巖化的巖石學(xué)特征，將其分為4類(lèi)：第一類(lèi)(D1)，細(xì)晶自形白云石晶粒零散“漂浮”于泥晶灰?guī)r，單偏光下具有霧心亮邊結(jié)構(gòu)，陰極發(fā)光下，霧心呈暗紅色發(fā)光，亮邊不發(fā)光或呈更暗色發(fā)光(圖6e,f)；第二類(lèi)(D2)，白云巖化呈斑塊狀，斑塊內(nèi)白云石晶粒呈半自形或他形細(xì)晶，“漂浮”于基質(zhì)灰?guī)r之上的白云石晶粒相對(duì)自形，陰極發(fā)光下白云石晶粒呈暗紅色發(fā)光，并環(huán)繞明亮發(fā)光環(huán)邊(圖6g,h)；第三類(lèi)(D3)與第四類(lèi)(D4)在單偏光下具有相似特征，即自形的細(xì)晶白云石晶粒沿縫合線(xiàn)分布，差別在于陰極發(fā)光下，第三類(lèi)(圖6i,j)白云巖化相較第四類(lèi)(圖6k,l)白云巖，在暗紅色發(fā)光的基礎(chǔ)上發(fā)育明亮發(fā)光的環(huán)邊。

所測(cè)得的未云化鷹山組灰?guī)r的δ18O(PDB)值(-8.5‰～-6.6‰)與δ13C(PDB)值(-1.5‰～ -0.3‰)，基本上落在報(bào)道的同期海水方解石的δ18O(PDB)值(-9.0‰～-7.0‰)與δ13C(PDB)值(-2.5‰～+0.5‰ )[15]范圍內(nèi)(圖7a)，保留了原始海水特征。根據(jù)同時(shí)期海水白云石與方解石氧同位素分餾相差大約2.5‰[16-17]計(jì)算，早中奧陶世海水成因的白云石的δ18O(PDB)值范圍應(yīng)為-6.5‰～-4.5‰(圖7a)。4類(lèi)白云巖化的氧同位素值與此范圍接近(圖7a)，表明這4類(lèi)白云巖化的主要成巖流體應(yīng)為地層中的原生海水，輕微的偏負(fù)特征則暗示淺埋藏環(huán)境下，升高的溫度對(duì)氧同位素分餾的緩沖作用[18-23]。另外，當(dāng)前的主流觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，除非在水巖比較大的情況下，與其他流體(如大氣淡水)相關(guān)的成巖作用對(duì)稀土元素的組成和配分模式影響是有限的[24-28]。從稀土元素的配分模式上看，這4類(lèi)白云巖化都保留了與灰?guī)r相似的海水流體特征，即平坦的配分模式，同時(shí)保留了輕微的Ce負(fù)異常與La正異常(圖7b—d)。

第一類(lèi)與第二類(lèi)白云巖化普遍具有霧心亮邊的特征，差別在于前者以“零散漂浮”形式出現(xiàn)，而后者表現(xiàn)為斑塊狀。霧心亮邊所代表的晶粒增大現(xiàn)象，通常被解釋為：在持續(xù)埋藏過(guò)程中，流體漸進(jìn)交代灰?guī)r的條件下，霧心形成于較早的低溫環(huán)境，亮邊則形成于隨后的埋藏過(guò)程[21-22]，而這種未完全交代現(xiàn)象與云化流體不充足有關(guān)[29]。與第三類(lèi)、第四類(lèi)白云巖化相比，第一類(lèi)、第二類(lèi)白云巖化具有相對(duì)低的δ13C(PDB)值，這可能與近地表低溫環(huán)境的BSR(細(xì)菌硫還原反應(yīng))有關(guān)(與BSR有關(guān)的δ13C值最低可至-20‰ )，BSR通常被認(rèn)為是準(zhǔn)同生期降低白云石形成的動(dòng)能屏障的主要作用[30-33]。而這兩類(lèi)白云石的半自形-自形細(xì)晶特征表明其形成溫度應(yīng)低于臨界粗化溫度(50～60 ℃)[29]，以地面溫度20 ℃，早奧陶世地層地溫梯度30～35 ℃/km作為參考[34-35]，第一類(lèi)、第二類(lèi)白云巖化應(yīng)從接近地表的低溫環(huán)境中開(kāi)始形成，一直持續(xù)到埋深1 000 m左右的淺埋藏階段，時(shí)間尺度為沉積期至早志留世之前(圖2a)。

雖然許多抗生素有效，但由于細(xì)菌的耐藥性，本病臨床治療效果不明顯。實(shí)踐中選用普殺平、強(qiáng)化抗菌劑、帝諾、氟甲砜霉素肌肉注射或胸腔注射，連用3 d以上；飼料中拌支原凈、強(qiáng)力霉素、氟甲砜霉素或北里霉素，連續(xù)用藥5～7 d，有較好的療效。有條件的最好做藥敏試驗(yàn)，選擇敏感藥物進(jìn)行治療。抗生素的治療盡管在臨床上取得一定成功，但并不能在豬群中消除感染。

圖5 塔里木盆地塔河地區(qū)鷹山組溶蝕作用與壓實(shí)、壓溶作用Fig.5 Dissolution,compaction and pressure solution in the Yingshan Formation in the Tahe area,Tarim Basina,b.同生期大氣淡水選擇性溶蝕形成的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔以及鑄?？?，后期大部分被方解石膠結(jié)充填，少數(shù)被保存下來(lái)，鑄體薄片，單偏光，S110井，埋深6 295.28 m；c.環(huán)繞顆粒的早期文石質(zhì)膠結(jié)物被同生期大氣淡水選擇性溶蝕，后期被瀝青質(zhì)充填，顆粒間可見(jiàn)纖狀海水膠結(jié)物(箭頭所指)，單偏光，S77井，埋深5 583.89 m；d.顆?；?guī)r在表生期形成裂縫，大氣淡水沿裂縫擴(kuò)溶，后期被方解石膠結(jié)充填，單偏光，AD16井，埋深6 323.06 m；e.表生環(huán)境中，裂縫受大氣淡水淋溶擴(kuò)大，后期被方解石膠結(jié)完全或不完全充填，鑄體薄片，單偏光，S110井，埋深6 346.20 m；f.表生期受淡水淋溶形成的次生孔洞，并為垮塌的巖屑和亮晶方解石膠結(jié)物充填，單偏光，YQ6井，埋深5 801.19 m；g.含生屑亮晶顆?；?guī)r，同生期受大氣淡水選擇性溶蝕僅殘留外部泥晶圈層，埋藏環(huán)境中形成未被充填的圓形輪廓溶蝕孔，溶蝕具有非選擇性，溶穿粒內(nèi)膠結(jié)物、顆粒殘余泥晶圈層以及粒間膠結(jié)物，單偏光，AD11井，埋深7 000.00 m；h.埋藏成巖環(huán)境下，沿縫合線(xiàn)發(fā)生與有機(jī)酸有關(guān)的溶蝕作用，白云石晶粒以及圍巖均受溶蝕，鑄體薄片，單偏光，S77井，埋深5 591.02 m；i.沿縫合線(xiàn)發(fā)育的埋藏溶蝕孔，縫合線(xiàn)伴有瀝青質(zhì)充填，鑄體薄片，單偏光，S110井，埋深6 292.91 m；j.壓溶作用形成的高幅縫合線(xiàn)，縫合線(xiàn)兩側(cè)巖性分別為泥晶灰?guī)r與顆?；?guī)r，單偏光，S110井，埋深6 303.27 m；k.馬尾構(gòu)造，亮晶膠結(jié)支撐抗壓實(shí)能力高于泥晶支撐， 單偏光，TS2井，埋深5 910.00 m；l.機(jī)械壓實(shí)作用，顆粒的凹凸接觸、線(xiàn)接觸、破裂，單偏光，YQ6井，埋深6 640.00 m

第三類(lèi)、第四類(lèi)白云巖化與縫合線(xiàn)的發(fā)育存在著緊密聯(lián)系，碳酸鹽巖地層在埋深超過(guò)500 m時(shí)產(chǎn)生縫合線(xiàn)[13-14]，這兩類(lèi)白云巖化應(yīng)在縫合線(xiàn)產(chǎn)生同期或之后形成。與第一類(lèi)、第二類(lèi)白云巖化相似的是，第三類(lèi)、第四類(lèi)白云巖化的巖石學(xué)特征同樣表明其形成溫度應(yīng)低于臨界粗化溫度。由此可知，這兩類(lèi)白云巖化形成的埋深范圍應(yīng)為500～1 000 m，時(shí)間尺度為晚奧陶至早志留世(圖2a)。淺埋期間，機(jī)械壓實(shí)與化學(xué)壓溶作用使得縫合線(xiàn)形成，同時(shí)使得圍巖中鎂離子得以釋放，進(jìn)一步使得地層中的束縛海水中鎂含量增加，伴隨著這一過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行，白云石形成，并在后期增大。在這樣相同的形成背景下，第三類(lèi)和第四類(lèi)白云巖化在陰極發(fā)光下的差異(明亮環(huán)邊的形成)可能源自于后期其他流體的介入或者是局部高溫流體的影響。氧同位素值的變化可以支撐這一觀(guān)點(diǎn)，在碳同位素組分相似的情況下，第三類(lèi)白云巖化的氧同位素值相較第四類(lèi)白云巖化氧同位素值，向更輕的組分遷移(圖7a)。

圖6 塔里木盆地南一溝剖面與塔河地區(qū)鷹山組新生變形作用及白云巖化作用Fig.6 Neomorphism and dolomitization in the Yingshan Formation in Nanyigou outcrop and Tahe area,Tarim Basina,b.隱晶質(zhì)高鎂方解石構(gòu)成泥晶套，單偏光，南一溝剖面；c,d.微亮晶化(Cal2)，表面污濁并破環(huán)原始的沉積組構(gòu)邊界，陰極發(fā)光下，微亮晶的發(fā)光特征與原始的灰泥發(fā)光特征一致，并且殘余組構(gòu)的輪廓清晰，區(qū)別于粒間膠結(jié)物(Cal1)的發(fā)光特征，c為單偏光，d為陰極發(fā)光，南一溝剖面；e,f.自形白云石晶?！捌　庇谀嗑Щ?guī)r，單偏光下具有霧心亮邊結(jié)構(gòu)，陰極發(fā)光下，霧心呈暗紅色發(fā)光，亮邊不發(fā)光或呈更暗色發(fā)光，e為單偏光，f為陰極發(fā)光，AD11井，埋深6 708.73 m；g,h.斑塊內(nèi)白云石晶粒呈半自形或他形，“漂浮”于基質(zhì)灰?guī)r之上的白云石晶粒自形，陰極發(fā)光下白云石晶粒呈暗紅色發(fā)光，并環(huán)繞明亮發(fā)光環(huán)邊，g為單偏光，h為陰極發(fā)光，YQ5井，埋深5 946.55 m；i,j.自形白云石晶粒沿縫合線(xiàn)分布，陰極發(fā)光下，白云石晶粒呈暗紅色發(fā)光，并發(fā)育明亮環(huán)邊，i為單偏光，j為陰極發(fā)光，T902井，埋深5 722.20 m；k,l.自形-半自形白云石晶粒沿縫合線(xiàn)分布，陰極發(fā)光下，白云石晶粒呈暗紅色發(fā)光，缺少明亮環(huán)邊，k為單偏光，l為陰極發(fā)光，S114井，埋深6 438.35 m

3 層序地層格架中的成巖作用

3.1 準(zhǔn)層序級(jí)別的成巖作用

通過(guò)對(duì)塔河地區(qū)各鉆井連續(xù)巖屑薄片觀(guān)察，將鷹山組歸納為兩種典型的準(zhǔn)層序沉積序列(圖8a,f)：

在塔河地區(qū)各鉆井中，A序列在層序上通常位于三級(jí)海平面高水位期，以潮坪沉積環(huán)境為主，垂向上包含低能(局限)潮下帶、潮間帶以及潮上帶(圖8a)。自下而上的巖相特征表現(xiàn)為：低能(局限)潮下帶，包括有潟湖的泥晶灰?guī)r(圖8e)，低能灘相的分選雜亂磨圓差的顆?；?guī)r(圖8d)；潮間帶，包括潮汐水道沉積的具有粒度分異的顆?；?guī)r，具有生物潛穴、藻粘結(jié)結(jié)構(gòu)、凝塊石特征的粒泥灰?guī)r與泥粒灰?guī)r(圖8c)；潮上帶，具有窗格構(gòu)造的粒泥灰?guī)r或疊層石(圖8b)。

B序列在層序上通常位于三級(jí)海平面上升期，以開(kāi)闊潮下帶(開(kāi)闊臺(tái)地)沉積環(huán)境為主(圖8f)，垂向上表現(xiàn)為：靜水沉積的含有豐富生物群落的泥晶灰?guī)r(圖8i,j)，以及淺水高能灘沉積的分選磨圓好的顆粒灰?guī)r、鮞?；?guī)r與生屑灰?guī)r(圖8g)。準(zhǔn)層序頂部的結(jié)束方式受海平面變化的約束，在海平面上升階段早期，準(zhǔn)層序頂部的高能灘相存在一定暴露并發(fā)育淡水透鏡體(圖8k)，而海平面上升階段晚期，海底硬地則占據(jù)準(zhǔn)層序頂部(圖8h)。

通過(guò)將前文識(shí)別的成巖作用標(biāo)志與準(zhǔn)層序的巖相序列標(biāo)定發(fā)現(xiàn)：A序列中，低能(局限)潮下帶至潮間帶下部以海水潛流成巖環(huán)境下的膠結(jié)作用與新生變形作用為特征，潮間帶上部至潮上帶以海水潛流、滲流以及淡水潛流成巖環(huán)境下的膠結(jié)作用為特征，旋回頂部以淡水滲流膠結(jié)物、同生期大氣淡水溶蝕作用為特征；B序列中，在海平面上升階段早期，準(zhǔn)層序頂部的高能灘相所發(fā)育淡水透鏡體，接受同生期大氣淡水溶蝕作用的影響，形成選擇性溶蝕孔隙，而海平面上升階段晚期，準(zhǔn)層序頂部以海底硬地為特征，表明快速的海水膠結(jié)作用。

圖7 塔里木盆地塔河地區(qū)鷹山組白云巖化地球化學(xué)特征Fig.7 Geochemical characteristics of dolomitization in the Yingshan Formation in Tahe area,Tarim Basina.各類(lèi)型白云巖化的δ13C-δ18O值交匯圖；b.各類(lèi)型白云巖化的稀土元素配分模式；c.標(biāo)準(zhǔn)化的Ce/Ce*與Pr/Pr*交匯圖；d.標(biāo)準(zhǔn)化的La/Sm與Gd/Yb交匯圖[其中,MREE富集: (La/Sm)SN<1,(Gd/Yb)SN>1; LREE富集: (La/Sm)SN>1,(Gd/Yb)SN>1; HREE富集: (La/Sm)SN<1,(Gd/ Yb)SN<1; 平坦的REE配分模式: (La/Sm)SN ≈ 1,(Gd/Yb)SN ≈ 1,PAAS為稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化方式(太古宙平均澳大利亞頁(yè)巖)，ANO為異常值]

在南一溝露頭剖面中，典型的準(zhǔn)層序旋回垂向上的成巖環(huán)境演化體現(xiàn)為(圖8l)：潮間帶以下同生期主要以海水潛流環(huán)境為主，潮間帶上部至潮上帶下部，由于周期性水淹，同生期表現(xiàn)為海水滲流、潛流環(huán)境和淡水滲流環(huán)境。在淡水成巖作用的影響下，旋回頂部會(huì)發(fā)育不成熟的喀斯特、滲流膠結(jié)物以及部分溶蝕孔、洞。

相較三級(jí)層序邊界，準(zhǔn)層序旋回頂部暴露時(shí)間非常短，成巖作用對(duì)其影響也相對(duì)較小。準(zhǔn)層序末端的巖相屬性對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性起到了非常重要的作用，而決定旋回頂部形成儲(chǔ)層的成巖作用在早成巖期即發(fā)生。

3.2 與準(zhǔn)層序疊置樣式有關(guān)的成巖作用

3.2.1 準(zhǔn)層序疊置樣式與膠結(jié)作用

前文中，針對(duì)南一溝剖面一段高頻旋回地層中的膠結(jié)作用展開(kāi)研究，通過(guò)對(duì)膠結(jié)物的形態(tài)與分布樣式研究，明確各種膠結(jié)物的成巖環(huán)境，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)膠結(jié)物的共生次序、組合類(lèi)型，將各類(lèi)型膠結(jié)物總結(jié)為兩組膠結(jié)物組合類(lèi)型，并探究其成巖演化特征。歸納起來(lái)，第一類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型(膠結(jié)物組合Ⅰ)，是在潮間帶上部—潮上帶沉積環(huán)境背景下，由海水滲流形成的第一期膠結(jié)物，淡水潛流形成的第二、三期膠結(jié)物組合而成；第二類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型(膠結(jié)物組合Ⅱ)是在潮間帶下部-潮下沉積環(huán)境背景下，由同生海水形成的第一期膠結(jié)物，潛流海水形成的第二期膠結(jié)物，以及在含水層中由于海平面變化而得到大氣淡水分期次補(bǔ)給形成的第三期膠結(jié)物組合而成。

圖8 塔里木盆地塔河地區(qū)與南一溝剖面鷹山組典型準(zhǔn)層序結(jié)構(gòu)Fig.8 Typical parasequences of the Yingshan Formation in Tahe area and Nanyigou outcrop,Tarim Basina.塔河地區(qū)A序列結(jié)構(gòu)特征；b.具有窗格構(gòu)造的粒泥灰?guī)r，單偏光，TS2井，埋深5 850.00 m；c.生物潛穴，單偏光，TS2井，埋深6 130.00 m；d.分選磨圓差的顆?；?guī)r，單偏光，TS2井，埋深5 810.00 m；e.泥晶灰?guī)r，單偏光，TS2井，埋深5 960.00 m；f.塔河地區(qū)B序列結(jié)構(gòu)特征；g.含生屑的顆?；?guī)r，單偏光，TS2井，埋深5 950.00 m；h.海底硬地，單偏光，TS2井，埋深5 950.00 m；i.泥晶灰?guī)r，單偏光，TS2井，埋深5 950.00 m；j.富含生屑的泥晶灰?guī)r，單偏光，AD11井，埋深6 660.00 m；k.分選磨圓好的顆?；?guī)r，單偏光，S110井，埋深6 295.28 m；l.南一溝露頭剖面準(zhǔn)層序結(jié)構(gòu)特征

將這兩類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型與準(zhǔn)層序以及準(zhǔn)層序疊置樣式標(biāo)定(圖9)。垂向上，第一類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型主要發(fā)育在退積序列(準(zhǔn)層序組)中下部與進(jìn)積序列(準(zhǔn)層序組)的中下部與頂部，即海平面上升期的早期與高水位期的早期和晚期；第二類(lèi)膠結(jié)物組合類(lèi)型主要發(fā)育在退積序列(準(zhǔn)層序組)的頂部與進(jìn)積序列(準(zhǔn)層序組)的中上部，即海平面上升期的晚期(接近海泛面)與高水位期的中期。

3.2.2 準(zhǔn)層序疊置樣式與同生期大氣淡水溶蝕作用

準(zhǔn)層序通過(guò)水深和厚度的漸進(jìn)變化反映了可容納空間的改變。以TS2井一段典型的準(zhǔn)層序疊置樣式為例(圖10a)，海侵期(TST)新增可容納空間的速率增加，旋回末期的沉積物沉積在水體逐漸加深的環(huán)境中，準(zhǔn)層序較厚，形成退積型的準(zhǔn)層序的疊置樣式。海平面上升早期準(zhǔn)層序頂部發(fā)育暴露。隨著可容納空間增加速率的加快，準(zhǔn)層序變厚，諸如海底硬地環(huán)境下的海水成巖作用在旋回頂部占據(jù)主導(dǎo)；到海平面上升晚期，單個(gè)準(zhǔn)層序以淺潮下相為主。高水位期(HST)，可容納空間增加速率減慢，水深變淺，旋回厚度減薄，形成進(jìn)積型的準(zhǔn)層序組。高水位早期，準(zhǔn)層序依舊受海水成巖作用主導(dǎo)；直至晚期，可容納空間增加速率的減慢，準(zhǔn)層序減薄，頂部出現(xiàn)暴露。

露頭剖面中，同生期溶蝕孔洞的發(fā)育機(jī)制與井上的解釋相似(圖10b)，直觀(guān)看到單個(gè)準(zhǔn)層序頂部發(fā)育溶蝕洞，部分被硅質(zhì)充填，頂部之下是潮坪沉積的藻疊層結(jié)構(gòu)(圖10c)。

3.3 三級(jí)層序格架內(nèi)的成巖作用

由于鉆穿鷹山組全段的鉆井有限，在塔河地區(qū)，選取AD11,TS2,S88,TS1井，以平均每10 m 1個(gè)的巖屑薄片，將前文所總結(jié)的成巖作用類(lèi)型在鷹山組全井段進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)而研究三級(jí)層序格架內(nèi)的成巖作用。

圖9 塔里木盆地鷹山組南一溝剖面與準(zhǔn)層序疊置樣式有關(guān)的膠結(jié)作用Fig.9 Cementation in relation to the parasequence patterns in the Yingshan Formation in the Nanyigou outcrop,Tarim Basin

圖10 與準(zhǔn)層序疊置樣式有關(guān)的同生期暴露溶蝕作用Fig.10 Syngenetic dissolution in relation to the parasequence patterna. TS2井一段準(zhǔn)層序疊置樣式與成像測(cè)井所識(shí)別的溶蝕孔洞；b.露頭上疊置的的準(zhǔn)層序與發(fā)育的溶蝕孔洞；c.單個(gè)準(zhǔn)層序頂部的溶蝕洞(紅色部分)，部分被硅質(zhì)充填，暴露層之下(藍(lán)色區(qū)域)具有藻疊層結(jié)構(gòu)，指示潮間帶上部至潮上的沉積環(huán)境

單井研究以TS2井為例(圖11)，鷹山組分為2個(gè)亞段，即2個(gè)三級(jí)層序，每個(gè)三級(jí)層序內(nèi)又分為2個(gè)四級(jí)層序。上亞段三級(jí)層序，海平面上升期，裂縫發(fā)育，受裂縫控制的表生溶蝕現(xiàn)象普遍存在。對(duì)應(yīng)海泛面位置，海水膠結(jié)作用強(qiáng)烈，不發(fā)育溶蝕孔洞或者裂縫。上亞段三級(jí)層序所對(duì)應(yīng)的2個(gè)四級(jí)層序的進(jìn)積序列頂部發(fā)育有規(guī)模較小的同生期大氣淡水溶蝕作用，下部的以埋藏白云巖化與壓溶作用為特征。在下亞段的三級(jí)層序中，最顯著的特征是準(zhǔn)層序控制的同生期暴露巖溶發(fā)育。在相對(duì)漫長(zhǎng)的海平面上升期中，準(zhǔn)同生溶蝕作用形成的溶蝕孔洞向上逐漸減少，而海水膠結(jié)作用在海泛面以及之后相對(duì)短暫的高水位期成為主要的成巖作用。前文所討論的淺埋藏成因的白云巖形成時(shí)間大約是在晚奧陶世或者早志留世之前，而就整體鷹山組而言，下亞段尤其是下亞段下部四級(jí)層序從埋藏深度的角度更有利于埋藏白云巖化的發(fā)生，因此大量的白云巖化作用或者白云巖普遍發(fā)育。

在單井的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)連井研究進(jìn)一步探索研究區(qū)內(nèi)層序格架內(nèi)的成巖作用發(fā)育規(guī)律(圖12)。鷹山組沉積初期，即鷹山組下亞段三級(jí)層序的海平面上升期，上升的海平面侵入整個(gè)緩坡表面，層序界面則是早期層序的不整合面，在每個(gè)高頻旋回的海平面靜止期形成的進(jìn)積灘體中同生期淡水成巖作用發(fā)育。隨著海平面的持續(xù)上升，縱向上同生期大氣淡水溶蝕作用逐漸減弱。隨著海侵作用的進(jìn)行，封閉含水層在上傾方向(AD11井)的大氣淡水補(bǔ)給區(qū)減小，補(bǔ)給區(qū)的不穩(wěn)定礦物被完全溶解掉，大量的溶解組分向下傾方向(TS2，S88，TS1井)搬運(yùn)，下傾方向膠結(jié)作用增加。隨后，下亞段三級(jí)層序的短暫高水位期，旋回末期發(fā)育一套分布較廣，進(jìn)積潮坪形成的喀斯特，較短的暴露時(shí)間決定其較弱的發(fā)育程度。下亞段三級(jí)層序頂界面之下廣泛發(fā)育表生期溶蝕作用。進(jìn)入鷹山組上亞段三級(jí)層序沉積時(shí)期，海平面上升期短暫，在海泛面及上、下位置，海水膠結(jié)作用發(fā)育廣泛，下傾方向的海水膠結(jié)作用程度強(qiáng)于上傾方向，快速的海侵使得同生期的淡水成巖作用發(fā)育較弱。進(jìn)入高水位期，潟湖中的灰泥來(lái)自進(jìn)積潮坪，并與生物有關(guān)，表面發(fā)生微弱的喀斯特。上亞段三級(jí)層序頂界面控制的表生成巖作用發(fā)育廣泛，且上傾方向成巖作用強(qiáng)度較強(qiáng)。

圖11 塔里木盆地TS2井鷹山組三級(jí)層序內(nèi)的成巖作用Fig.11 Diagenesis in third-order sequence stratigraphic framework of the Yingshan Formation in Well TS2 of the Tarim Basin

4 結(jié)論

1) 潮坪沉積背景的準(zhǔn)層序，海水潛流成巖作用占據(jù)潮下帶至潮間帶下部，潮間帶上部至潮上帶以海水潛流、滲流以及淡水潛流成巖作用為特征，頂部以淡水滲流膠結(jié)物、同生期大氣淡水溶蝕作用為特征。開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境中的準(zhǔn)層序，在海平面上升階段早期，頂部發(fā)育淡水透鏡體，而晚期，準(zhǔn)層序頂部以海底硬地為特征。

2) 退積型準(zhǔn)層序組在海平面上升早期，準(zhǔn)層序頂部暴露接受大氣淡水淋濾，晚期，海水成巖作用在旋回頂部占據(jù)主導(dǎo)。進(jìn)積型準(zhǔn)層序組在高水位早期，準(zhǔn)層序依舊受海水成巖作用主導(dǎo)，直至晚期頂部出現(xiàn)暴露。

3) 鷹山組下亞段三級(jí)層序的海平面上升期，灘體中同生期淡水成巖作用發(fā)育，下傾方向膠結(jié)作用增加，高水位末期發(fā)育較弱的喀斯特。下亞段三級(jí)層序中的埋藏白云巖化作用發(fā)育強(qiáng)烈，原生海水是主要云化流體，零散“漂浮”或斑塊狀白云石形成于近地表低溫環(huán)境，并持續(xù)至淺埋藏階段，沿縫合線(xiàn)發(fā)生的白云巖化形成的時(shí)間尺度應(yīng)為晚奧陶至早志留世。上亞段三級(jí)層序在海泛面附近發(fā)育廣泛海水膠結(jié)作用，上升期，快速的海侵使得同生期的淡水成巖作用發(fā)育較弱，高水位期，受裂縫控制的表生溶蝕現(xiàn)象普遍存在。

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(編輯 張玉銀)

Diagenesis in sequence stratigraphic framework of the Lower-Middle Ordovician Yingshan Formation,Tarim Basin:A case study from Tahe area and Keping-Bachu outcrop

Du Yang1,2,Fan Tailiang1,2,Gao Zhiqian1,2,Han Hongdou3,Zhang Qun1,2

(1.SchoolofEnergyResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.KeyLaboratoryofMarineReservoirEvolutionandHydrocarbonAccumulationMechanism,MinistryofEducation,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;3.ResearchInstituteofExplorationandDevelopmentofLiaoheOilfieldCompany,CNPC,Panjin,Liaoning124010,China)

Genetic mechanism of the Lower-Middle Ordovician Yingshan Formation reservoir in the Tarim Basin becomes a focus in the current exploration of the basin.Samples were taken from wells in Tahe area and Keping-Bachu outcrops to study the development and evolution of diagenesis in parasequence,parasequence set,third-order sequence stratigraphic framework,through petrology and geochemistry methods.The results show that the sedimentary facies significantly control the diagenesis.Tidal flat sedimentary environment is characterized by three zones:marine phreatic diagenesis in the subtidal,marine diagenetic environment and meteoric vadose environment in the intertidal,and meteoric water seepage cements associated with karst at the top of the parasequence in the supratidal.Regressive parasequence set developed syngenetic meteoric dissolution in early transgression,and marine diagenesis in late transgression stage.During early highstand period,parasequence were still affected by seawater diagenesis until the top of late thinning parasequence is exposed to subaerial environments.In the third-order sequence of the Lower Yingshan Formation,transgression is characterized by paleokarst controlled by parasequences and apparently increasing cementation to the down-dip.Weak karst developed du-ring the late highstand.Intense burial dolomitization appeared in the Lower Yingshan Formation.The remnant connate seawaters could be the main diagenetic fluids of dolomitization.In the third-order sequence of the Upper Yingshan Formation,seawater cementation is widely developed near marine flooding surface.The rapid transgression resulted in the development of weak syngenetic meteoric diagenesis.Epidiagenesis controlled by fractures developed in the Upper Yingshan Formation.

cathode luminescence,diagenesis,sequence stratigraphy,Yingshan Formation,Ordovician,Tarim Basin

2016-10-21;

2017-03-02。

杜洋(1990—)，男，博士研究生，碳酸鹽巖沉積儲(chǔ)層。E-mail:duyang9012@163.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41102087)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2012CB214802)。

0253-9985(2017)04-0677-16

10.11743/ogg20170405

TE122.2

A