王 歡，劉 波，石開波，劉航宇，韓 波

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.波鴻魯爾大學(xué)地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、地球物理學(xué)學(xué)院，德國波鴻44801；3.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；4.中國石油集團(tuán)測井有限公司技術(shù)中心，西安 710077）

0 引言

根據(jù)《BP 世界能源統(tǒng)計2020》，截至2019 年，中東地區(qū)石油探明儲量在全球總量的占比為48.1%，天然氣占比為38.0%。中東地區(qū)豐富的油氣資源與其地質(zhì)歷史時期長期處于特提斯構(gòu)造域密切相關(guān)，侏羅系及白堊系均為中東地區(qū)最重要的儲層，其沉積于阿拉伯板塊被動陸緣的異常寬緩的淺海陸架之上，埋藏深度淺、沉積厚度大且側(cè)向連續(xù)性好［1-2］。前人關(guān)于阿拉伯板塊區(qū)域地質(zhì)研究取得了豐富的成果，明確了自前寒武紀(jì)以來的大地構(gòu)造演化及巨層序等時格架下的沉積演化特征［3-4］。針對伊拉克-伊朗地區(qū)，集中研究了美索不達(dá)米亞平原及阿巴丹平原的構(gòu)造演化過程［5-8］，重點(diǎn)分析了晚白堊世沉積演化特征［9-12］，深化了對層序、沉積及成巖三者耦合關(guān)系及其對儲層控制作用的研究［13-16］，但以上多為針對單個油田的研究，缺少對伊拉克-伊朗地區(qū)的區(qū)域性探索，尤其對中侏羅世巴柔期—晚白堊世康尼亞克期沉積演化及沉積模式缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。此外，區(qū)域構(gòu)造-沉積演化對生、儲、蓋等地質(zhì)要素的時空配置關(guān)系及油氣分布也具有重要影響［17-19］，中東地區(qū)侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)構(gòu)造-沉積演化控制了含油氣系統(tǒng)及成藏組合［6，20-21］。

基于前人研究成果及相關(guān)油田資料，分析伊拉克-伊朗地區(qū)中侏羅世巴柔期—晚白堊世康尼亞克期構(gòu)造-沉積演化過程，以超層序為等時單位，綜合研究中侏羅世巴柔期—早白堊世阿爾布期構(gòu)造對沉積演化的控制作用并建立沉積演化模式；以三級層序最大海泛面及不整合面為界，對伊拉克-伊朗地區(qū)典型油田早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期地層進(jìn)行等時對比并建立沉積演化模式；結(jié)合晚白堊世以來阿拉伯板塊東北部構(gòu)造演化特征，分析伊拉克-伊朗地區(qū)構(gòu)造-沉積演化對侏羅系及白堊系—新近系2 個主要含油氣系統(tǒng)的影響，以期對伊拉克-伊朗地區(qū)區(qū)域構(gòu)造-沉積研究及油氣分布預(yù)測奠定理論基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

伊拉克地區(qū)構(gòu)造上自北東向南西劃分為逆沖推覆帶、褶皺沖斷帶（強(qiáng)烈褶皺帶、輕微褶皺帶）、美索不達(dá)米亞平原，以及塞勒曼構(gòu)造帶和魯特拜構(gòu)造帶，其中美索不達(dá)米亞平原進(jìn)一步劃分為幼發(fā)拉底次級構(gòu)造帶、底格里斯次級構(gòu)造帶及南部的祖拜爾次級構(gòu)造帶［22-23］。伊朗地區(qū)構(gòu)造上自北東向南西至兩伊邊界劃分為中伊朗陸塊、薩南達(dá)季—錫爾詹構(gòu)造帶、高角度扎格羅斯帶、盧里斯坦及利茲構(gòu)造帶、迪茲富勒灣和阿巴丹平原（圖1）［24-25］。本文伊拉克-伊朗地區(qū)是指伊拉克東南部美索不達(dá)米亞盆地及伊朗西南部扎格羅斯盆地的結(jié)合區(qū)域，主要為美索不達(dá)米亞平原及阿巴丹平原（圖1）。

前寒武紀(jì)至今，伊拉克-伊朗地區(qū)始終處于阿拉伯板塊東北部，其構(gòu)造特征與阿拉伯板塊東北部構(gòu)造演化密切相關(guān)，受古特提斯洋及新特提斯洋開啟—閉合過程影響，經(jīng)歷了內(nèi)克拉通盆地、弧后裂陷盆地、被動陸緣及活動陸緣等4 個階段［3］。①前寒武紀(jì)至晚志留世（610～364 Ma），隨著岡瓦納大陸北部微陸塊逐漸裂開，古特提斯洋張開伊始，位于岡瓦納大陸東北緣的阿拉伯板塊處于穩(wěn)定的內(nèi)克拉通背景。②晚志留世至中二疊世（364～255 Ma），古特提斯洋閉合，受海西期造山運(yùn)動的影響，阿拉伯板塊為拉張背景下的弧后裂陷盆地，并由3 條SW—NE 向構(gòu)造弧控制次盆的分布［26］。③中二疊世至晚白堊世（255～92 Ma），受新特提斯洋開啟—擴(kuò)張—收縮的影響，阿拉伯板塊東北部整體處于被動陸緣環(huán)境。其中晚二疊世—早侏羅世（255～182 Ma），隨著新特提斯洋開啟，薩南達(dá)季—錫爾詹陸塊及中伊朗陸塊與阿拉伯板塊逐漸分離，被動陸緣開始形成，在拉張背景下出現(xiàn)美索不達(dá)米亞盆地雛形，同時古特提斯洋向東北俯沖至歐亞板塊之下并逐漸收縮消亡［3，23］。早侏羅世—晚侏羅世（182～149 Ma），新特提斯洋持續(xù)擴(kuò)張，阿拉伯板塊東緣進(jìn)一步拉伸并形成熱沉降，與Bitlis 等微陸塊之間形成裂谷，同時板塊北部地中海逐漸開啟發(fā)生熱沉降，阿拉伯板塊整體向北傾斜［3，23］。晚侏羅世—晚白堊世中土倫期（149～92 Ma），隨著阿拉伯板塊北部地中海持續(xù)擴(kuò)張，東北部南新特提斯洋以及東南部印度洋的開啟，形成了北部、東北部及東南部沉降被動陸緣。南、中大西洋的張開及快速擴(kuò)張，推動非洲-阿拉伯板塊向東北方向運(yùn)動，促進(jìn)了新特提斯洋快速向歐亞板塊俯沖及洋內(nèi)俯沖。值得注意的是，南、中大西洋的快速擴(kuò)張引起非洲板塊中部剪切應(yīng)力向阿拉伯板塊傳遞，導(dǎo)致阿拉伯板塊西部構(gòu)造隆起，使得阿拉伯板塊由向北傾斜轉(zhuǎn)為向東傾斜，對早白堊世沉積格局產(chǎn)生了重要影響［3，23］。晚白堊世中土倫期—坎潘期（92～72 Ma），南新特提斯洋閉合，微陸塊仰沖到阿拉伯板塊之上，新特提斯洋快速收縮，阿拉伯板塊東北部由被動陸緣轉(zhuǎn)為活動陸緣［3，23］。④晚白堊世（92 Ma）至今，隨著新特提斯洋的關(guān)閉，阿拉伯板塊東北部經(jīng)歷了多期蛇綠巖發(fā)育的洋陸俯沖及托羅斯—扎格羅斯造山帶形成的陸陸碰撞，處于活動陸緣［3］。

圖1 伊拉克-伊朗地區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造分帶及主要油田分布［23-25］Ⅰ.逆沖推覆帶；Ⅱ1.強(qiáng)烈褶皺帶；Ⅱ2.輕微褶皺帶；Ⅲ1.底格里斯次級構(gòu)造帶；Ⅲ2.幼發(fā)拉底次級構(gòu)造帶；Ⅲ3.祖拜爾次級構(gòu)造帶；Ⅳ.塞勒曼構(gòu)造帶；Ⅴ.魯特拜構(gòu)造帶；Ⅰ'.中伊朗陸塊；Ⅱ'.薩南達(dá)季—錫爾詹構(gòu)造帶；Ⅲ'.高角度扎格羅斯帶；Ⅳ'.盧里斯坦構(gòu)造帶；Ⅴ'.利茲構(gòu)造帶；Ⅳ'.迪茲富勒灣構(gòu)造帶；Ⅶ'.阿巴丹平原Fig.1 Present tectonic zoning and distribution of main oil fields in Iraq-Iran area

2 層序地層與沉積相特征

Sharland 等［3］將阿拉伯板塊寒武系—第四系劃分為11 個巨層序，其中在中侏羅統(tǒng)至上白堊統(tǒng)識別出AP7—AP9 等3 個巨層序［圖2（a）］。中—晚侏羅世發(fā)育AP7 巨層序，自伊拉克西部隆起區(qū)向東部兩伊邊界，由淺水陸架碳酸鹽巖過渡為深水泥質(zhì)灰?guī)r沉積。晚侏羅世末伊拉克-伊朗地區(qū)以厚層蒸發(fā)巖夾薄層淺水碳酸鹽巖沉積為主；晚侏羅世末—晚白堊世初發(fā)育AP8 巨層序，伊拉克經(jīng)歷了海相碳酸鹽巖于碎屑巖為主—海相碳酸鹽巖的沉積演化過程，而伊朗整體處于碳酸鹽巖深水盆地環(huán)境，該階段阿拉伯板塊東西兩側(cè)的構(gòu)造活動對沉積相演化具有重要作用；晚白堊世發(fā)育AP9 巨層序，伊拉克-伊朗地區(qū)從淺水碳酸鹽巖過渡為深水泥質(zhì)灰?guī)r沉積，僅在伊拉克中西部發(fā)育淺水陸架碳酸鹽巖沉積，構(gòu)造活動及相對海平面變化共同控制了該時期的沉積演化及分布［22］。

圖2 伊拉克-伊朗地區(qū)中侏羅統(tǒng)—上白堊統(tǒng)層序地層特征（a）伊拉克-伊朗地區(qū)中侏羅世—晚白堊世地層綜合柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)［22］修改）；（b）阿拉伯地區(qū)晚白堊世相對海平面變化及三級層序劃分（據(jù)文獻(xiàn)［14］修改）；（c）伊拉克東南部早白堊世阿爾布期-晚白堊世康尼亞克期三級層序劃分；（d）伊朗西南部早白堊世阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期三級層序劃分（據(jù)文獻(xiàn)［22］修改）。Disc.1.早森諾曼期不整合面；Disc.2.中森諾曼期不整合面；Disc.3.森諾曼期—土倫期不整合面；Disc.4.中土倫期不整合面；Disc.5.康尼亞克期—圣通期不整合面Fig.2 Sequence stratigraphic characteristics of Middle Jurassic to Upper Cretaceous in Iraq-Iran area

以Ahdeb 油田為例（參見圖1），根據(jù)巖性及測井曲線變化特征自阿爾布階至康尼亞克階共識別出5 個三級層序，海侵體系域以泥晶灰?guī)r及生屑粒泥灰?guī)r為主，夾少量生屑泥?；?guī)r及生屑砂屑顆?；?guī)r，高位體系域以生屑泥?；?guī)r及生屑砂屑顆?；?guī)r為主。其中SQ2，SQ3a 及SQ5 為生屑泥?；?guī)r及生屑砂屑灰?guī)r發(fā)育的三級層序，SQ1，SQ3b 及SQ4 整體厚度較薄，生屑泥粒灰?guī)r及生屑砂屑灰?guī)r厚度相對減?。▓D3）。中東地區(qū)同期地層在不同國家的油田命名不同，尤其是上白堊統(tǒng)［圖2（a）］。本文以三級層序為單位將伊拉克-伊朗地區(qū)白堊系上阿爾布階—康尼亞克階進(jìn)行等時性對比劃分，并討論沉積演化［圖2（c）—（d）］。依據(jù)白堊紀(jì)海平面相對變化，在早白堊世末晚阿爾布期—早白堊世康尼亞克期共識別出5 個重要的三級層序界面，自下而上分別為早森諾曼期不整合面（Disc.1）、中森諾曼期不整合面（Disc.2）、森諾曼期—土倫期不整合面（Disc.3）、中土倫期不整合面（Disc.4）及康尼亞克期—圣通期不整合面（Disc.5），并分別對應(yīng)最大海泛面K110—K150［圖2（b）］［3，14，27］。伊拉克東南部晚阿爾布階至康尼亞克階為Mauddud 組、Ahmadi組、Rumaila 組、Mishrif 組及Khasib 組，其中Maud‐dud 組及Ahmadi 組分別對應(yīng)三級層序SQ1及SQ2，Rumaila 組和Mishrif 組對應(yīng)3 個三級層序SQ3a，SQ3b 及SQ4，Khasib 組對應(yīng)三級層序SQ5［圖2（c）］。伊朗同期地層為Sarvak 組及Laffan 組，其中Sarvak組下段及中段分別對應(yīng)三級層序SQ1 及SQ2，上段識別出2 個三級層序SQ3 和SQ4，Laffan 組對應(yīng)三級層序SQ5［14］。在伊拉克東南部比伊朗西南部可多識別出最大海泛面K135，這可能與兩地區(qū)構(gòu)造差異及后期剝蝕作用有關(guān)。

圖3 伊拉克Ahdeb 油田阿爾布階—康尼亞克階綜合柱狀圖Fig.3 Comprehensive stratigraphic column of Albian to Campanian in Ahdeb Oilfield，Iraq

3 巴柔期（J2）—提塘期（J3）構(gòu)造-沉積演化特征

中—晚侏羅世，伊拉克-伊朗地區(qū)位于Gotinia局限盆地，此時新特提斯洋向東北俯沖，阿拉伯板塊東北部Bitlis 等微陸塊初始裂開，微陸塊阻礙了Gotinia 盆地與新特提斯洋的海水溝通，同時盆地周緣存在隆起，導(dǎo)致盆地與開闊海水周期性隔離，盆地在微弱的拉伸作用下持續(xù)沉降，先后形成了靜海相的深水烴源巖及厚層蒸發(fā)巖。

巴柔期—巴通期（AP7-超層序Ⅰ），相對海平面呈震蕩性持續(xù)上升［圖4（a）］，阿拉伯板塊東部逐漸被淹沒。伊拉克-伊朗地區(qū)位于Gotinia 盆地中部，發(fā)育Sargelu 組深水碳酸鹽巖沉積，盆地西側(cè)伊拉克東部塞勒曼構(gòu)造帶及盆地東側(cè)靠近新特提斯洋的伊朗中部為淺水碳酸鹽巖沉積（Muhaiwir 組和Surmeh 組下段）［圖4（b）］［22-23］，此時盆地西部邊緣呈碳酸鹽巖緩坡模式，Muhaiwir 組處于淺水內(nèi)緩坡環(huán)境，向盆地中心過渡為中緩坡及外緩坡［圖5（a）］；盆地東部Surmeh 組下段具有相似沉積特征?？宸蚱凇＝蚱冢ˋP7-超層序Ⅱ），相對海平面持續(xù)上升，水深可達(dá)100～200 m，此時，伊拉克-伊朗地區(qū)在缺氧環(huán)境中沉積了Naokelekan 組富含有機(jī)質(zhì)的深水泥頁巖，盆地東西邊緣分別為Najmah 組和Surmeh 組上段的淺水白云質(zhì)灰?guī)r沉積［圖4（c）］［22-23］，此時盆地西部邊緣處于碳酸鹽巖臺地模式，在臺地邊緣可見狹窄鮞粒灘及生物建造，在灘后形成了廣泛的潟湖相白云質(zhì)灰?guī)r沉積，Najmah 組大部分處于臺地內(nèi)潟湖相，向盆地中心經(jīng)臺地邊緣淺灘相過渡為深水盆地相［圖5（b）］，盆地東側(cè)Surmeh 組上段具有相似沉積特征。欽莫利期—提塘期（AP7-超層序Ⅲ），受南新特提斯洋的初始拉開影響，海平面逐漸下降，水體變淺，同時拉張作用導(dǎo)致Gotinia 盆地發(fā)生廣泛而持續(xù)的沉降，此時伊拉克及伊朗西南部的Gotnia 組及同期伊朗中部的Hith 組為相對閉塞環(huán)境中沉積的厚層蒸發(fā)巖［圖4（d）］［22-23］，此時伊拉克-伊朗地區(qū)整體被蒸發(fā)巖充填［圖5（c）］。

圖4 伊拉克-伊朗地區(qū)中—晚侏羅世構(gòu)造-沉積演化特征Fig.4 Tectonic-sedimentary evolution characteristics of Middle-Late Jurassic in Iraq-Iran area

圖5 伊拉克-伊朗地區(qū)中—晚侏羅世沉積演化模式Fig.5 Sedimentary evolution models of Middle to Later Jurassic in Iraq-Iran area

綜上，中侏羅世巴柔期—晚侏羅世提塘期，阿拉伯板塊東北部為一個巨大的碳酸鹽巖斜坡，相對海平面呈現(xiàn)周期性變化。盡管海平面升降絕對量變化不大，但由于地勢平緩，由海平面升降引起的海侵和海退導(dǎo)致了沉積環(huán)境的巨大變化。早—中侏羅世的海侵，導(dǎo)致阿拉伯板塊大部分地區(qū)被海水覆蓋。在伊拉克-伊朗地區(qū)Gotinia 盆地中發(fā)育深水碳酸鹽巖與泥頁巖沉積，晚侏羅世末逐漸海退，阿拉伯板塊東北部為正在蒸發(fā)的“平底鍋”，沉積厚層蒸發(fā)巖。盆地兩側(cè)邊緣沉積由碳酸鹽巖緩坡演化為碳酸鹽巖臺地，并最終被厚層蒸發(fā)巖充填。

4 白堊紀(jì)構(gòu)造-沉積演化特征

4.1 早白堊世構(gòu)造-沉積演化特征

早白堊世，隨著南新特提斯洋張開，Bitlis—Bisi‐toun 微陸塊與阿拉伯板塊分離，發(fā)育放射蟲及玄武巖，說明存在南新特提斯洋洋盆。伊拉克-伊朗地區(qū)繼承了晚侏羅世Gotnia 局限盆地構(gòu)造格局，演變?yōu)锽alambo-Garau 半局限盆地。南、中大西洋的快速擴(kuò)張引起非洲板塊中部剪切應(yīng)力向阿拉伯板塊傳遞，導(dǎo)致阿拉伯板塊西部構(gòu)造隆起并強(qiáng)烈剝蝕，成為碎屑巖沉積的物源。隨后海平面的上升及陸源碎屑的減少，碎屑巖之上均被碳酸鹽巖超覆，構(gòu)成了伊拉克早白堊世2 期重要的碎屑巖-碳酸鹽巖沉積旋回［3，22］。

貝利阿斯期—瓦蘭今期（AP8-超層序Ⅰ），伊拉克自西向東依次發(fā)育內(nèi)緩坡砂巖相（已被剝蝕）、Ratawi 組內(nèi)緩坡潟湖相及Yamama 組淺水陸棚碳酸鹽巖相，伊拉克東緣及相鄰伊朗地區(qū)處于Balambo-Garau 內(nèi)陸棚盆地中，沉積了Balambo/Garau 組厚層炭質(zhì)頁巖夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r［圖6（a），（b1）］，內(nèi)陸棚盆地沉積持續(xù)至晚白堊世康尼亞克期。此時受微弱鹽丘活動影響發(fā)生差異抬升，為碳酸鹽巖差異緩坡模式［28］，西部為包括潮坪相砂巖、潟湖相泥灰?guī)r及淺海鮞粒灘的內(nèi)緩坡，向東經(jīng)過以藻類-海綿生物碎屑灘為主的中緩坡，進(jìn)入深水盆地相發(fā)育的外緩坡［圖7（a）］；歐特里夫期—阿普特期（AP8-超層序Ⅱ），發(fā)育第一期碎屑巖—碳酸鹽巖沉積旋回［圖6（b2）］。其中歐特里夫期—巴雷姆期（AP8-超層序Ⅱ下段），隨著南大西洋的開啟，阿拉伯板塊西部構(gòu)造隆起并強(qiáng)烈剝蝕［4］，在伊拉克大部分區(qū)域發(fā)育Zubair 組三角洲沉積，自西向東由河流相/三角洲平原相，依次過渡為三角洲前緣相及前三角洲相，伊拉克北部及相鄰伊朗區(qū)域處于內(nèi)陸棚盆地中，由盆地邊緣的開闊海陸棚相向盆地中心的深海頁巖相過渡［圖6（c）］，為河流三角洲沉積。西部為廣闊的三角洲平原砂巖、泥巖與煤層的交互沉積，向東經(jīng)三角洲前緣砂過渡為厚層前三角洲泥巖沉積（含三角洲前緣席狀砂）［圖7（b1）］。阿普特期（AP8-超層序Ⅱ上段），相對海平面上升，Shu'aiba 組淺水碳酸鹽巖向東進(jìn)積并超覆到Zubair 組碎屑巖之上［圖6（b2），（d）］，為碳酸鹽巖低角度單斜緩坡沉積。西部內(nèi)緩坡包括潟湖泥灰?guī)r、淺海碳酸鹽巖及邊緣厚殼蛤灘，向東經(jīng)過沉積藻類-海綿生物碎屑灘的中緩坡，進(jìn)入深水盆地相發(fā)育的外緩坡［圖7（b2）］。阿爾布期（AP8-超層序Ⅲ），此時期沉積格局與超層序Ⅱ相似，為早白堊世第2 期碎屑巖-碳酸鹽的沉積旋回。隨著中大西洋的開啟，阿拉伯板塊由向南運(yùn)動轉(zhuǎn)為向北漂移［29］，阿拉伯板塊西部持續(xù)隆起，板塊向東傾斜［4］，加之阿爾布期全球范圍內(nèi)相對海平面下降［27］，伊拉克大部分地區(qū)沉積Nahr Umr 組碎屑巖，自西向東依次沉積三角洲平原/河流相、三角洲前緣相及前三角洲相［圖6（e）］；晚阿爾布期，碳酸鹽巖沉積向西進(jìn)積并超覆于碎屑巖之上，發(fā)育了Mauddud 組厚層碳酸鹽巖沉積［圖6（b3），（f）］，該時期沉積模式演化與超層序Ⅱ一致，由河流三角洲模式演化為碳酸鹽巖單斜緩坡［圖7（c1）—（c2）］。

圖6 伊拉克-伊朗地區(qū)早白堊世構(gòu)造-沉積演化特征（據(jù)文獻(xiàn)［22］修改）（a）早白堊世貝里阿斯期—瓦蘭今期沉積相平面圖；（b1）早白堊世貝里阿斯期—瓦蘭今期地層-沉積相剖面圖；（b2）早白堊世貝里阿斯期—阿普特期地層-沉積相剖面圖；（b3）早白堊世貝里阿斯期—阿爾布期地層-沉積相剖面圖；（c）早白堊世歐特里夫期—阿普特期沉積相平面圖；（d）早白堊世阿普特期沉積相平面圖；（e）早白堊世早—中阿爾布期沉積相平面圖；（f）早白堊世晚阿爾布期沉積相平面圖Fig.6 Tectonic-sedimentary evolution characteristics of Early Cretaceous in Iran-Iraq area

圖7 伊拉克-伊朗地區(qū)早白堊世沉積演化模式（a）貝里阿斯期—瓦蘭今期（超層序Ⅰ）；（b1）歐特里夫期—阿普特期（超層序Ⅱ下段）；（b2）阿普特期（超層序Ⅱ上段）；（c1）阿爾布期（超層序Ⅲ下段）；（c2）晚阿爾布期（超層序Ⅲ上段）Fig.7 Sedimentary evolution models of Early Cretaceous in Iraq-Iran area

綜上所述，早白堊世沉積演化的控制因素發(fā)生了變化，主要由兩期碎屑巖-碳酸鹽巖的沉積旋回構(gòu)成，其中碎屑巖沉積與南大西洋與中大西洋的開啟和擴(kuò)張引起的阿拉伯板塊西部周期性隆起及剝蝕有關(guān)，而后相對海平面變化，碳酸鹽巖沉積向西超覆到碎屑巖之上。早白堊世沉積模式由早期差異碳酸鹽緩坡模式，受構(gòu)造隆起及相對海平面變化影響，演化為2 期交互出現(xiàn)的河流三角洲沉積模式和碳酸鹽巖單斜緩坡模式。

4.2 早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期構(gòu)造-沉積演化特征

晚白堊世，阿拉伯板塊處于赤道附近，為碳酸鹽巖的廣泛沉積提供了充分條件。森諾曼期，由于基底構(gòu)造活動導(dǎo)致伊拉克-伊朗地區(qū)基底斷層及前寒武鹽丘重新活動，差異沉降形成了伊拉克中部的納賈夫/魯邁拉內(nèi)陸棚盆地，在伊拉克東南部及伊拉克-伊朗地區(qū)形成了內(nèi)陸棚盆地相及淺水碳酸鹽巖相共同發(fā)育的沉積格局（圖8）［11，13，30-34］。由于伊拉克-伊朗地區(qū)各油田上白堊統(tǒng)存在同名異相現(xiàn)象（圖9—10），故以三級層序為等時單位，討論伊拉克-伊朗地區(qū)上阿爾布階至中土倫階沉積演化特征及模式（圖11—12）。

圖9 伊拉克-伊朗地區(qū)早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期地層NW-SE 向沉積相連井剖面圖Fig.9 Facies profile of NW-SE trending in Early Cretaceous late Albian to Late Cretaceous Coniacian in Iraq-Iran area

（1）晚阿爾布期—早森諾曼期（SQ1）。對應(yīng)伊拉克東南部Mauddud 組及伊朗西南部Sarvak 組下段［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K110［3］。該時期地層覆蓋了伊拉克大部分地區(qū)，在伊拉克-伊朗地區(qū)沉積厚度達(dá)到最大，向西部厚度逐漸變薄并尖滅［圖6（b3）］［30］。該時期伊拉克西部納賈夫內(nèi)陸架盆地初始發(fā)育，東南部伴隨Tikrit—Amara 古構(gòu)造隆起，沿古隆起走向發(fā)育相對較薄且范圍較小的淺海生屑灘［圖8，11（a）］。該時期構(gòu)造活動使得基地斷層重新活動，同時內(nèi)陸棚盆地初始發(fā)育，厚層碳酸鹽巖沉積向西超覆于碎屑巖之上，伊拉克-伊朗地區(qū)整體處于單斜緩坡，內(nèi)緩坡為淺海碳酸鹽巖相及內(nèi)陸棚盆地相，中緩坡局部發(fā)育淺海生屑灘相，外緩坡以深水盆地相為主［圖12（a）］。

圖10 伊拉克-伊朗地區(qū)晚白堊世森諾曼期—土倫期SW—NE 向沉積相連井剖面Fig.10 Facies profile of SW-NE trending in Late Cretaceous Cenomanian to Turonian in Iraq-Iran area

（2）早—中森諾曼期（SQ2）。對應(yīng)伊拉克東南部Ahmadi 組及伊朗西南部Sarvak 組中段［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K120［3］。伊拉克-伊朗地區(qū)各個油田的該期地層有不同的命名（圖9—10）。該時期縱向上由深?！肷詈Ｌ妓猁}巖相向上演化為淺海碳酸鹽巖相、淺海生屑灘（厚殼蛤灘）及潟湖相，生屑灘厚度相對較薄（圖9—10）。平面上自南西至北東向相變明顯，伊拉克中部內(nèi)陸棚盆地繼續(xù)發(fā)育且范圍有所擴(kuò)大，沉積內(nèi)陸棚盆地相，向東部Tikrit—Amara 古構(gòu)造隆起位置，經(jīng)深?！肷詈！\海相過渡為淺海生屑灘相及潟湖相，此時淺海生屑灘范圍增大，且在生屑灘中沉積潟湖相，局部可見厚殼蛤點(diǎn)灘［圖11（b）］。隨著南新特提斯洋及新特提斯洋的收縮，構(gòu)造擠壓使得伊拉克-伊朗地區(qū)基底斷層持續(xù)活動，同時伴隨前寒武系鹽丘的重新活動，構(gòu)造差異升降明顯，萌生碳酸鹽巖臺地。此時碳酸鹽巖沉積速率大于相對海平面上升速率，可容納空間由臺地中部向東西邊緣逐漸減小，沉積環(huán)境由臺地中間潟湖相向兩側(cè)淺灘相過渡，淺灘相向西部內(nèi)陸棚盆地及東部半局限盆地方向進(jìn)積，臺地邊緣淺灘范圍擴(kuò)大，隨后相對海平面快速上升，整體處于淹沒臺地背景，形成淹沒不整合面［圖12（b）］。

圖11 伊拉克-伊朗地區(qū)早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世中土倫期沉積演化特征Fig.11 Sedimentary evolution characteristics of Early Cretaceous late Albian to Late Cretaceous middle Turonian in Iraq-Iran area

圖12 伊拉克-伊朗地區(qū)早白堊世晚阿爾布期—晚白堊世康尼亞克期沉積演化模式Fig.12 Sedimentary evolution models of Early Cretaceous late Albian to Late Cretaceous Coniacian in Iraq-Iran area

（3）晚森諾曼期—中土倫期（SQ3—SQ4）。對應(yīng)伊拉克東南部Rumaila 組至Mishrif 組及伊朗西南部Sarvak 組上段［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K130—K140［3，13］。此時伴隨內(nèi)陸棚盆地的碳酸鹽巖臺地沉積格局基本形成，縱向上由深?！肷詈Ｏ嘞蛏涎莼癁闇\海相、淺海生屑灘（厚殼蛤灘）及潟湖相，其中淺海生屑灘、厚殼蛤灘厚度明顯增加（圖9—10）。平面上自南西至北東向相變明顯，伊拉克中部內(nèi)陸棚盆地垂向持續(xù)加深，平面范圍有所減小，繼續(xù)發(fā)育內(nèi)陸棚盆地相，向東部Tikrit—Amara 古構(gòu)造隆起位置，經(jīng)深?！肷詈Ｏ?、淺海相過渡為淺海生屑灘相和厚殼蛤灘相，此時淺海生屑灘及厚殼蛤灘相范圍持續(xù)增大，在厚殼蛤灘中沉積潟湖相［圖11（c）］。隨著南新特提斯洋及新特提斯洋趨于閉合，在此擠壓環(huán)境中構(gòu)造差異升降持續(xù)，納賈夫/魯邁拉內(nèi)陸棚盆地沉降至最深，在內(nèi)陸棚盆地西側(cè)呈緩坡背景，東側(cè)呈典型碳酸鹽巖臺地。此時碳酸鹽巖沉積速率遠(yuǎn)大于相對海平面上升速率，可容納空間有限，導(dǎo)致淺灘相快速向內(nèi)陸棚盆地相及深水盆地進(jìn)積，淺灘相垂向厚度及平面范圍均快速增加，僅在臺地中部可見小范圍潟湖相，形成了碳酸鹽巖緩坡+臺地的沉積背景［圖12（c）］，此時期的淺灘相及厚殼蛤灘相為伊拉克-伊朗地區(qū)上白堊統(tǒng)儲層發(fā)育的重要環(huán)境。

（4）中土倫期—康尼亞克期（SQ5）。對應(yīng)伊拉克東南部Khasib 組及伊朗東南部的Laffan 組［圖3（c）—（d）］，最大海泛面為K150［3］。此時，伴隨內(nèi)陸棚盆地的碳酸鹽巖臺地沉積格局消失，縱向上由深?！肷詈Ｏ嘞蛏涎莼癁闇\海相、淺海生屑灘及潟湖相，其中淺海生屑灘厚度減小，潟湖相呈薄層（圖9）。平面上自南西至北東向相變明顯，伊拉克中部內(nèi)陸棚盆地影響減弱，以潟湖相為主，向東部Tikrit-Amara 古構(gòu)造隆起位置，經(jīng)淺海相過渡為淺海生屑灘相及潟湖相，此時淺灘范圍有所減小，在淺灘中可見小范圍潟湖相［圖11（d）］。區(qū)域構(gòu)造活動對沉積格局的改變具有重要影響，隨著南新特提斯洋閉合，在板塊東北部形成一系列洋陸碰撞及陸陸碰撞形成的蛇綠巖、變質(zhì)巖及復(fù)理石沉積［圖11（d）］，阿拉伯板塊東北部從被動大陸邊緣轉(zhuǎn)為活動陸緣，內(nèi)陸棚盆地及碳酸鹽巖臺地伴生的沉積格局轉(zhuǎn)變?yōu)椴町惥徠?。自伊拉克西部至兩伊邊境，依次發(fā)育內(nèi)緩坡潟湖相、中緩坡邊緣灘、潟湖相、邊緣灘及外緩坡相，形成了差異緩坡的沉積背景［圖12（d）］。

綜上所述，晚白堊世，在伊拉克東南部及伊拉克-伊朗地區(qū)呈內(nèi)陸棚盆地相與淺水碳酸鹽巖相共同發(fā)育的沉積格局。其中晚阿爾布期—早森諾曼期（SQ1）為單斜緩坡模式，早—中森諾曼期（SQ2）為淹沒臺地模式，晚森諾曼期—中土倫期（SQ3—SQ4）為碳酸鹽巖緩坡+臺地的沉積模式，中土倫期—康尼亞克期（SQ5）為差異緩坡模式。

5 侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)構(gòu)造-沉積演化與含油氣系統(tǒng)

根據(jù)油氣生成、運(yùn)聚和保存過程中各種地質(zhì)因素和作用，中東地區(qū)共劃分為前寒武系、古生界、三疊系、侏羅系、白堊系—新近系5 個總含油氣系統(tǒng)，其中侏羅系及白堊系—新近系2個總含油氣系統(tǒng)包含了中東地區(qū)2/3的油氣資源［22，35］。侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)構(gòu)造沉積演化對伊拉克-伊朗地區(qū)的油氣分布具有重要影響，其中沉積演化與含油氣系統(tǒng)中的生儲蓋分布密切相關(guān)，而晚白堊世以來的構(gòu)造演化控制著油氣的生成、運(yùn)移及圈閉的形成。

侏羅系總含油氣系統(tǒng)處于巨層序AP7 中［圖3（a）］，中—上侏羅統(tǒng)沉積于盆地中心的Sargelu組深水泥灰?guī)r與Naokelekan 組深水泥頁巖為主要的烴源巖，同期沉積于盆地邊緣的Muhaiwir 組和Najmah組的生物碎屑灘及鮞粒灘為主要儲層，上侏羅統(tǒng)盆地范圍充填的Gotnia 組蒸發(fā)巖為主要區(qū)域蓋層，以上三者形成了該含油氣系統(tǒng)中有效的生儲蓋組合（圖3，圖5）。世界上最大的油田加瓦爾油田便位于此含油氣系統(tǒng)中［35］。白堊系—新近系總含油氣系統(tǒng)是伊拉克-伊朗地區(qū)最重要的含油氣系統(tǒng)，包含巨層序AP8和AP9［圖3（a）］，在伊拉克中部—東南部，上侏羅統(tǒng)頂部至下白堊統(tǒng)Sulaiy 組的盆地相頁巖、Balambo組的盆地相泥巖、以及在伊朗西南部同期沉積的Garau 組深海泥頁巖為主要的烴源巖，同期Zubair組及Nahr Umr組前三角洲泥頁巖也可作為烴源巖（圖6），下白堊統(tǒng)儲層以碎屑巖為主（Zubair組、Nahr Umr 組三角洲前緣砂體，Ratawi 組內(nèi)緩坡砂巖），碳酸鹽巖緩坡邊緣鮞粒灘和生物碎屑灘為輔（Yamama 組、Shu'aiba 組及Mauddud 組碳酸鹽巖緩坡邊緣鮞粒灘及生物碎屑灘）［21，36］，上白堊統(tǒng)儲層以碳酸鹽巖為主，包括沉積于伊拉克的Ah‐madi 組、Rumaila 組、Mishrif 組、Khasib 組以及在伊朗地區(qū)同期的Sarvak 組的臺地/緩坡邊緣淺灘［36-38］（圖12），白堊系蓋層僅呈局部發(fā)育，包括內(nèi)緩坡潟湖泥灰?guī)r（Ratawi 組、Shu'aiba 組）、三角洲平原互層的砂巖、泥巖與煤層（Zubair 組、Nahr Umr 組）、Ah‐madi 至Mishrif 組內(nèi)的致密泥巖及泥灰?guī)r、以及Khasib 組、Sadi 組和Tanuma 組的深海泥頁巖。古近系—新近系儲層與上白堊統(tǒng)類似，以碳酸鹽巖礁灘相為主，始新統(tǒng)和中新統(tǒng)鹽層和蒸發(fā)巖層為主要區(qū)域蓋層，巴祖爾干油田（世界上第二大的油田）便位于此含油氣系統(tǒng)中［35］。

晚白堊世至今，隨著新特提斯洋的閉合，阿拉伯板塊東北部的扎格羅斯造山運(yùn)動對伊拉克-伊朗地區(qū)油氣運(yùn)聚具有重要影響。晚白堊世至早古新世，新特提斯洋俯沖到阿拉伯板塊之下，地層埋深快速增加，烴源巖進(jìn)入油氣初始生成階段，同時也是構(gòu)造圈閉形成的關(guān)鍵時刻［38］。早古新世—中新世，隨著新特提斯洋的完全閉合，烴源巖層達(dá)到最大埋深狀態(tài)完全進(jìn)入生油窗內(nèi)，油氣生成過程伴隨著油氣初次運(yùn)移，沿斷層發(fā)生垂向運(yùn)移并進(jìn)入圈閉中［39］，淺層圈閉被油氣充滿后，局部及區(qū)域蓋層內(nèi)厚層泥頁巖和蒸發(fā)巖形成的物性及超壓封閉，使得油氣沿構(gòu)造高點(diǎn)發(fā)生側(cè)向運(yùn)移。

綜上所述，伊拉克-伊朗地區(qū)侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)獨(dú)特的構(gòu)造-沉積條件，形成了構(gòu)成含油氣系統(tǒng)的理想要素：易生油氣的厚層烴源巖、廣泛的儲層、優(yōu)質(zhì)的蓋層，晚白堊世以來的構(gòu)造演化，控制了圈閉的形成和油氣運(yùn)移時間，故有效的生儲蓋組合、圈閉形成及油氣運(yùn)移關(guān)鍵時刻的匹配形成了該地區(qū)優(yōu)質(zhì)的含油氣系統(tǒng)。

6 結(jié)論

（1）中侏羅世巴柔期—晚侏羅世提塘期，阿拉伯板塊東北部為一個巨大的碳酸鹽巖斜坡，相對海平面周期性變化引起的海侵及海退對伊拉克-伊朗地區(qū)沉積特征具有重要作用。中侏羅世海侵使得Gotinia 盆地中心沉積深水碳酸鹽巖與泥頁巖，盆地邊緣以淺海碳酸鹽巖為主并由碳酸鹽巖緩坡模式演化為碳酸鹽巖臺地模式；晚侏羅世末逐漸海退，阿拉伯板塊東北部呈正在蒸發(fā)的“平底鍋”，Gotnia盆地被厚層蒸發(fā)巖充填。

（2）早白堊世，阿拉伯板塊基本繼承了晚侏羅世向東傾斜的構(gòu)造格局，南、中大西洋的開啟及擴(kuò)張控制了阿拉伯板塊東北部的沉積演化。早白堊世早期鹽丘差異活動形成差異碳酸鹽巖緩坡模式，隨后南大西洋與中大西洋的開啟和擴(kuò)張引起阿拉伯板塊西部周期性隆起及剝蝕，伴隨相對海平變化，構(gòu)成了2 期碎屑巖-碳酸鹽巖的沉積旋回，演化為2 期交互出現(xiàn)的河流三角洲沉積模式和碳酸鹽巖單斜緩坡模式。

（3）晚白堊世，在伊拉克東南部及伊拉克-伊朗地區(qū)呈內(nèi)陸棚盆地相與淺水碳酸鹽巖相共同發(fā)育的沉積格局。其中晚阿爾布期—早森諾曼期（SQ1）為單斜緩坡模式，早—中森諾曼期（SQ2）為淹沒臺地模式，晚森諾曼期—中土倫期（SQ3—SQ4）為碳酸鹽巖緩坡+臺地的沉積模式，中土倫期—康尼亞克期（SQ5）為差異緩坡模式。

（4）侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)獨(dú)特的構(gòu)造-沉積條件，形成了易生油氣的厚層烴源巖、廣泛的儲層、優(yōu)質(zhì)的蓋層構(gòu)成的理想生儲蓋組合，晚白堊世以來的構(gòu)造演化，使圈閉形成和油氣運(yùn)移關(guān)鍵時刻有效匹配，從而構(gòu)成了該地區(qū)富含油氣的侏羅系及白堊系—新近系含油氣系統(tǒng)。