劉藝妮，胡明毅，張三

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100）

0 引言

20世紀(jì)50—70年代，在石油工業(yè)的推動(dòng)下，現(xiàn)代碳酸鹽沉積理論逐漸形成和完善，古老海相碳酸鹽巖沉積研究取得了巨大發(fā)展[1-2]，其中尤以 Wilson[3]的碳酸鹽沉積標(biāo)準(zhǔn)相模式影響深遠(yuǎn)，其將碳酸鹽巖沉積環(huán)境劃分為碳酸鹽臺(tái)地、臺(tái)緣和深水 3個(gè)大的相區(qū)、9個(gè)相帶，并建立了碳酸鹽臺(tái)地的沉積標(biāo)準(zhǔn)相模式，得到廣泛認(rèn)可與引用[4-5]。20世紀(jì)80年代人們逐漸認(rèn)識(shí)到構(gòu)造背景和海平面變化對(duì)碳酸鹽巖沉積具有重要的影響，相繼提出了碳酸鹽緩坡、鑲邊臺(tái)地、孤立臺(tái)地的概念[6]，且隨著生物礁丘的發(fā)育，碳酸鹽緩坡可以演變?yōu)殍傔吪_(tái)地，而海平面上升或構(gòu)造沉降又可促使鑲邊臺(tái)地向緩坡的轉(zhuǎn)化[7]。中國沉積學(xué)者在引進(jìn)這些相模式的同時(shí)，結(jié)合中國古海域發(fā)育特點(diǎn)建立了相應(yīng)的碳酸鹽巖綜合相模式，極大地推動(dòng)了塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、揚(yáng)子克拉通海相油氣勘探進(jìn)程[8-10]。

隨著塔里木盆地塔中奧陶系臺(tái)緣生物礁油氣田、四川盆地普光、元壩和安岳臺(tái)緣礁灘氣田的勘探成功，人們逐漸認(rèn)識(shí)到相對(duì)高能的臺(tái)緣區(qū)（淺水臺(tái)地向深水盆地過渡地帶）是碳酸鹽巖儲(chǔ)集層發(fā)育的有利相帶，而這種相控型碳酸鹽臺(tái)緣帶勘探潛力取決于臺(tái)地類型、丘（礁）、灘的規(guī)模[11-12]。古城—肖塘地區(qū)位于塔里木盆地下古生界塔西臺(tái)地向塔東盆地的過渡部位，發(fā)育大型丘灘建隆臺(tái)緣結(jié)構(gòu)[13-14]，且經(jīng)歷了不同類型臺(tái)地的相互演變，發(fā)育碳酸鹽緩坡云化灘和鑲邊臺(tái)地臺(tái)緣丘灘兩類重要儲(chǔ)集層[15-17]。研究區(qū)南部古城地區(qū)GC6、GC8、GC9等井相繼于奧陶系鷹山組云化灘相白云巖儲(chǔ)集層獲高產(chǎn)油流，實(shí)現(xiàn)了奧陶系碳酸鹽巖油氣勘探的重大突破[14]；CT1、CT2、CT3等井分別鉆遇巨厚寒武系臺(tái)緣丘灘體，且均見到良好的氣測顯示，證實(shí)了寒武系具有巨大油氣潛力[18]。然而，同為臺(tái)地—盆地過渡區(qū)的研究區(qū)北部肖塘地區(qū)一直未取得突破。近期研究發(fā)現(xiàn)，肖塘地區(qū)和古城地區(qū)寒武系—奧陶系臺(tái)地類型和沉積發(fā)育特征、尤其是臺(tái)地演化過程存在明顯的差異，導(dǎo)致該區(qū)儲(chǔ)集體分布發(fā)育和油氣富集存在明顯的不同。因此，本文利用研究區(qū)最新的鉆井巖心、薄片、測井及地震資料，開展精細(xì)的碳酸鹽巖巖相及地震相分析，明確不同碳酸鹽臺(tái)地特征及識(shí)別標(biāo)志，剖析古城—肖塘地區(qū)臺(tái)緣結(jié)構(gòu)發(fā)育特征、臺(tái)地差異演化過程，結(jié)合研究區(qū)及鄰區(qū)最新勘探進(jìn)展及測試數(shù)據(jù)，明確有利儲(chǔ)集體類型及分布，為塔里木盆地碳酸鹽臺(tái)盆過渡區(qū)油氣勘探提供指導(dǎo)。

1 地質(zhì)構(gòu)造背景

古城—肖塘地區(qū)位于塔里木盆地塔中隆起、滿西低凸起與滿加爾凹陷之間（見圖 1a、圖 1b），發(fā)育厚度達(dá)數(shù)千米的碳酸鹽巖地層[19]。自下而上依次為下寒武統(tǒng)泥頁巖、泥晶灰?guī)r、砂屑白云巖及石膏質(zhì)白云巖組合，中寒武統(tǒng)泥晶白云巖、藻白云巖、砂屑白云巖與石膏質(zhì)白云巖組合，上寒武統(tǒng)泥晶白云巖、砂屑白云巖及藻白云巖組合，下奧陶統(tǒng)泥晶白云巖與砂屑白云巖組合，中奧陶統(tǒng)砂屑灰?guī)r與泥晶灰?guī)r組合，上奧陶統(tǒng)泥灰?guī)r、泥巖及粉砂質(zhì)泥巖組合（見圖1c）。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造圖（a）、古城—肖塘地區(qū)構(gòu)造位置圖（b）和寒武系—奧陶系綜合柱狀圖（c）

早寒武世初期受柯坪運(yùn)動(dòng)的影響，塔里木盆地形成南北分異構(gòu)造格局，南部強(qiáng)烈隆起形成塔南隆起，北部形成以滿加爾凹陷為沉積中心的馬蹄形深水富泥質(zhì)碳酸鹽緩坡沉積，發(fā)育 1套暗色泥頁巖層，為優(yōu)質(zhì)烴源巖；之后隨著海平面逐漸下降，沉積了 1套碳酸鹽巖與膏鹽巖互層結(jié)構(gòu)，與下伏烴源巖共同構(gòu)成塔里木盆地良好的生儲(chǔ)蓋組合[20-22]。中寒武世，塔里木盆地逐漸演化為碳酸鹽鑲邊臺(tái)地沉積，出現(xiàn)“西臺(tái)東盆”沉積格局，古城—肖塘地區(qū)即位于臺(tái)緣—盆地過渡帶區(qū)，發(fā)育大型菌藻類生物丘灘體，構(gòu)成了連綿數(shù)百公里的臺(tái)緣高能帶[23-24]；正是由于該高能帶的障壁作用，塔西臺(tái)地逐漸由開闊臺(tái)地演變?yōu)檎舭l(fā)臺(tái)地，沉積大范圍的膏鹽巖層與白云巖互層結(jié)構(gòu)，形成了良好的鹽間儲(chǔ)蓋組合[25]。而塔東坳陷區(qū)仍以暗色泥巖及泥灰?guī)r深水沉積為主，成為重要的烴源灶[11,14]。晚寒武世，發(fā)育繼承性沉積，以鑲邊碳酸鹽臺(tái)地沉積為主[24]；至晚寒武世末期，受中昆侖板塊俯沖影響，塔西臺(tái)地局部構(gòu)造抬升，古城—肖塘地區(qū)臺(tái)緣丘灘體及臺(tái)內(nèi)灘遭受暴露剝蝕，形成大量溶蝕孔洞，成為重要儲(chǔ)集空間類型[18,25-27]。早奧陶世，伴隨著新一輪海侵，塔里木盆地沉積格局逐漸演變?yōu)檫h(yuǎn)端變陡的碳酸鹽緩坡沉積，發(fā)育大量云化灘儲(chǔ)集層，成為古城地區(qū)奧陶系主要油氣產(chǎn)層[28-29]；中奧陶世，區(qū)域擠壓應(yīng)力逐漸增強(qiáng)，塔中地區(qū)強(qiáng)勢(shì)崛起，塔西臺(tái)地逐漸演變?yōu)槿蹊傔吿妓猁}臺(tái)地，沉積巨厚致密灰?guī)r[26]；晚奧陶世，海平面快速上升，早期碳酸鹽臺(tái)地遭受淹沒，塔里木盆地發(fā)育淹沒臺(tái)地相和混積陸棚相泥質(zhì)沉積，其與中奧陶統(tǒng)致密灰?guī)r組合構(gòu)成了塔里木盆地下古生界重要蓋層[17,30]。

2 碳酸鹽臺(tái)地類型和沉積特征

基于巖心和薄片精細(xì)觀察，結(jié)合地震資料解釋和地震相分析表明，塔里木盆地古城—肖塘地區(qū)寒武系—奧陶系碳酸鹽巖沉積環(huán)境主要為碳酸鹽緩坡和鑲邊臺(tái)地，據(jù)結(jié)構(gòu)形態(tài)，可將緩坡進(jìn)一步分為均斜緩坡和遠(yuǎn)端變陡緩坡，遠(yuǎn)端變陡的緩坡在深水坡折帶下部可見富含深水斜坡相碎屑的重力流沉積（見表 1、圖 2）。鑲邊臺(tái)地是以斜坡上角度突變處為界，沿陸棚邊緣發(fā)育高能擾動(dòng)帶的淺水臺(tái)地，其向海方向發(fā)育坡度明顯變陡的斜坡相帶，繼而過渡到深水盆地區(qū)，其臺(tái)緣帶發(fā)育連續(xù)帶狀分布的臺(tái)緣生物丘灘建隆，臺(tái)內(nèi)多發(fā)育局限的膏鹽湖沉積，臺(tái)地前緣斜坡—盆地區(qū)易發(fā)育由淺水地帶搬運(yùn)來的重力流沉積。碳酸鹽緩坡是一平緩斜坡的淺水陸棚，其地形坡度總體較為平緩，坡度一般小于 1°，高能帶位于近岸地帶，不發(fā)育大型連續(xù)帶狀的丘灘建隆及大面積膏鹽湖。

表1 不同類型碳酸鹽臺(tái)地主要沉積特征及識(shí)別標(biāo)志

2.1 鑲邊臺(tái)地沉積特征

基于古城地區(qū)高精度三維地震數(shù)據(jù)，編制了過井剖面 AA′，依據(jù)鉆井分層數(shù)據(jù)標(biāo)定地震解釋層位，建立研究區(qū)地層格架，繼而采用層拉平技術(shù)，對(duì)不同類型臺(tái)地沉積特征進(jìn)行精細(xì)解釋（見圖2、圖3）。

圖2 不同類型碳酸鹽臺(tái)地地震響應(yīng)特征（剖面位置見圖1）

圖3 古城—肖塘地區(qū)不同類型碳酸鹽臺(tái)地測井響應(yīng)特征（GR—自然伽馬；Rt—地層電阻率；剖面位置見圖1）

如圖2a所示，將下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組標(biāo)志層（T90）拉平，中—上寒武統(tǒng)具明顯的鑲邊臺(tái)地特征。GC7井至GC4井之間，自下而上依次于浪基面與海平面之間發(fā)育進(jìn)積型相互疊置的大型菌藻類微生物丘灘體，其丘灘體長度為7～10 km，厚度可達(dá)600 m，形成構(gòu)造相對(duì)凸起的臺(tái)緣建隆，因其相對(duì)凸起，常易遭受準(zhǔn)同生期暴露溶蝕及后期抬升巖溶作用，溶蝕孔洞發(fā)育。如CT1井于6 742.8 m鉆遇近500 m厚上寒武統(tǒng)下丘里塔格群丘灘體（未鉆穿），測井表現(xiàn)為齒狀中—低自然伽馬、箱型低電阻率特征（見圖3），地震呈大型丘狀雜亂弱反射特征（見圖2a），巖心、薄片顯示其巖性主要為表附菌枝狀藻白云巖且溶蝕孔洞發(fā)育（見圖 4a、圖4b）。位于CT1井北東2.6 km處的CT2井于6 621.5 m鉆遇下丘里塔格群臺(tái)緣丘灘體（未鉆穿），其巖性同樣為表附菌枝狀藻白云巖（見圖 4c、圖 4d）。GC4井以東地層驟然減薄，發(fā)育坡度達(dá) 56.8°的坡折帶——斜坡相區(qū)，繼而逐漸過渡到相對(duì)平緩的深水盆地相區(qū)，其地震表現(xiàn)為同相軸連續(xù)層狀強(qiáng)反射特征，明顯不同于臺(tái)緣帶雜亂反射。然而如此高陡的臺(tái)緣—斜坡組合結(jié)構(gòu)極易因微弱的地震等構(gòu)造活動(dòng)而發(fā)生滑塌，導(dǎo)致高聳的臺(tái)緣丘灘體沿坡折帶滑塌形成深水重力流沉積，其地震反射表現(xiàn)為層狀強(qiáng)反射背景中雜亂弱反射透鏡體，易于識(shí)別。如位于臺(tái)緣斜坡帶上的GC4井，鉆井巖心資料揭示，其于6 508.32 m鉆遇角礫狀白云巖，瀝青充填礫間孔隙，且發(fā)育瀝青收縮孔隙及殘余粒內(nèi)溶孔（見圖4e、圖4f），角礫成分為表附菌枝狀藻白云巖，分選磨圓差，具滑塌堆積特征，屬斜坡重力流沉積；測井解釋6 449.2～6 600.0 m均為滑塌角礫狀白云巖（未鉆穿），表現(xiàn)為齒狀低伽馬、鋸齒狀低電阻特征，地震表現(xiàn)出層狀雜亂弱反射特征，明顯不同于上下層狀強(qiáng)反射（見圖2a、圖3）。

圖4 古城—肖塘地區(qū)寒武系—奧陶系不同類型碳酸鹽臺(tái)地沉積特征

GC7井以西地區(qū)構(gòu)造平緩，地層厚度穩(wěn)定，局部零星發(fā)育相對(duì)凸起的丘型顆粒灘，為臺(tái)內(nèi)灘，同樣易遭受準(zhǔn)同生期白云石化及暴露溶蝕。如GC7井于6 762.5 m鉆遇82 m臺(tái)內(nèi)灘，巖心薄片顯示其巖性為殘余砂屑結(jié)構(gòu)粗—中晶白云巖及細(xì)晶白云巖，且晶間孔及溶孔發(fā)育（見圖 4g、圖 4h），測井表現(xiàn)為齒狀低伽馬、鋸齒狀低電阻特征（見圖3），地震顯示為相對(duì)凸起的丘狀—亞平行弱反射特征（見圖2a）。

2.2 緩坡臺(tái)地沉積特征

同樣基于古城地區(qū)AA′過井剖面，將蓬萊壩組底界（T80）拉平。結(jié)果顯示，中—下奧陶統(tǒng)厚度自西向東出現(xiàn)減薄趨勢(shì)，且在GC4井以東地區(qū)地層驟然減?。ㄒ妶D2b），自陡坡帶以西剖面長度63 km，坡降0.24 s，約720 m，計(jì)算坡度約0.68°，小于1°，即呈一遠(yuǎn)端變陡的緩坡結(jié)構(gòu)。鉆井揭示，在該緩坡上鉆遇大量云化灘及顆粒灰?guī)r灘，呈退積型相互疊置，規(guī)模不等，長為100～1 500 m，厚為30～200 m。其中云化灘巖性以殘余砂屑結(jié)構(gòu)粗—中晶白云巖為主，主要分布在近岸帶（淺緩坡）平均海平面附近，準(zhǔn)同生期易出露水面遭受大氣淡水溶蝕，溶蝕孔洞發(fā)育（見圖4i）；顆?；?guī)r灘主要分布在平均浪基面附近，發(fā)育塊狀亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶鮞?；?guī)r及泥—亮晶細(xì)砂—粉屑灰?guī)r，不易暴露，溶蝕孔隙欠發(fā)育[28]。

GC10井于 6 698.5～6 869.8 m 鉆遇蓬萊壩組171.3 m厚云化灘，巖心薄片顯示其巖性為殘余砂屑結(jié)構(gòu)的細(xì)—中晶白云巖，溶蝕孔洞及晶間孔發(fā)育（見圖4j），地震表現(xiàn)為相對(duì)凸起的丘型雜亂弱反射特征（見圖2b），預(yù)測丘灘長約4.3 km。CT1井分別于6 126.2 m和 6 322.4 m分別鉆遇鷹四段 136.6 m和蓬萊壩組143.9 m厚淺緩坡顆粒灘，發(fā)育亮晶鮞?；?guī)r（見圖4k），測井曲線為低平自然伽馬、箱型中—低電阻特征（見圖3），地震剖面表現(xiàn)為寬緩丘型雜弱反射特征（見圖2）。另外，GC7井于5 920.3 m鉆遇上奧陶統(tǒng)16.2 m厚的深緩坡風(fēng)暴灘，巖性為泥—亮晶含礫屑灰?guī)r，其中礫石成分主要為低能環(huán)境泥晶灰?guī)r（見圖4l）；測井曲線為低伽馬、中—低電阻特征（見圖3），由于厚度較薄，在地震中響應(yīng)不明顯，可隱約表現(xiàn)出相對(duì)凸起丘狀形態(tài)（見圖2b）。

值得注意的是，圖2a顯示在將T90標(biāo)志層拉平后，下寒武統(tǒng)表現(xiàn)出緩坡特點(diǎn)，其地層厚度自西向東依次減薄，并未出現(xiàn)突變帶，即為一均斜緩坡臺(tái)地。地震上可以看出在GC10井處出現(xiàn)丘狀—亞平行反射特征，推測其為淺緩坡云化灘。目前研究區(qū)內(nèi)對(duì)于該類型臺(tái)緣結(jié)構(gòu)尚未有鉆井揭示，然而塔中地區(qū)的中深 1井和塔北地區(qū)輪探 1井均已鉆遇下寒武統(tǒng)均斜緩坡云化灘儲(chǔ)集層，并取得可喜成果[22,25]。

綜上所述，不同碳酸鹽臺(tái)地發(fā)育不同的沉積組合，表現(xiàn)出不同的地質(zhì)-地球物理響應(yīng)特征。碳酸鹽緩坡以發(fā)育近岸帶孤立分布的顆?；?guī)r灘、云化灘為特征，鑲邊臺(tái)地以發(fā)育臺(tái)緣帶連續(xù)分布相互疊置的大型丘灘為特征；斜坡—盆地相層狀連續(xù)強(qiáng)反射末端的大型丘狀雜亂弱反射是鑲邊臺(tái)地臺(tái)緣丘灘體的重要地震響應(yīng)特征，也是區(qū)分碳酸鹽緩坡與鑲邊臺(tái)地的重要標(biāo)志；與高陡臺(tái)緣帶毗鄰的斜坡—盆地相層狀強(qiáng)反射背景中的雜亂弱反射透鏡體是滑塌重力流識(shí)別的重要標(biāo)志；臺(tái)內(nèi)相對(duì)凸起的丘型亞平行弱反射是臺(tái)內(nèi)顆粒灘及云化灘的重要識(shí)別標(biāo)志。

3 研究區(qū)臺(tái)緣結(jié)構(gòu)和臺(tái)地差異演化過程

3.1 臺(tái)緣結(jié)構(gòu)及縱向演變與疊置特征

依據(jù)古城—肖塘地區(qū)豐富的二維地震測線數(shù)據(jù)，在井震結(jié)合基礎(chǔ)上，自南向北對(duì)橫切下古生界臺(tái)緣帶的地震測線逐條解釋，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)南部和北部寒武系—奧陶系臺(tái)緣結(jié)構(gòu)存在明顯差異（見圖5）。

圖5 研究區(qū)寒武系—奧陶系南北臺(tái)緣結(jié)構(gòu)剖面特征（剖面位置見圖1）

下寒武統(tǒng)碳酸鹽巖沉積厚度自西向東均逐漸減小，為均斜緩坡結(jié)構(gòu)，發(fā)育云化灘，且灘體規(guī)模自南向北依次增大。

中—上寒武統(tǒng)碳酸鹽巖沉積厚度整體西厚東薄，且中間發(fā)育厚度較大的丘灘建隆，為鑲邊臺(tái)地結(jié)構(gòu)。其發(fā)育5期大型臺(tái)緣生物丘灘及臺(tái)內(nèi)灘，且自南向北5期丘灘體逐漸由進(jìn)積向弱加積—弱進(jìn)積轉(zhuǎn)變，其中南部呈進(jìn)積型排列，北部呈弱加積—弱進(jìn)積疊置，反映該期南部古地形較北部緩，同一海平面下降背景下南部臺(tái)緣丘灘橫向遷移距離大。第③、④、⑤期丘灘體頂部均存在不同程度的缺失，表明其經(jīng)受了不同程度的剝蝕作用，且在其斜坡帶內(nèi)部和地層界面處均發(fā)育多期重力流沉積。自南向北，其剝蝕程度依次加大，而重力流發(fā)生頻率逐漸增大。由此可見研究區(qū)重力流沉積成因既可能與同沉積期的地震、風(fēng)暴誘導(dǎo)相關(guān)，也可能與沉積后期的構(gòu)造抬升、暴露剝蝕相關(guān)。如圖5a顯示，研究區(qū)南部僅第③、④期丘灘體頂部遭受明顯暴露剝蝕與溶蝕作用，且其斜坡帶伴生發(fā)育 1期重力流沉積，而第⑤期丘灘體形態(tài)完整并未缺失，未發(fā)生規(guī)模暴露剝蝕。研究區(qū)中部第③、④期丘灘體遭受明顯剝蝕，其斜坡帶發(fā)育 1期較大規(guī)模重力流沉積，而第⑤期丘灘體頂部也存在少量缺失（見圖 5b）。北部第③、④、⑤期丘灘體均遭受明顯剝蝕，導(dǎo)致相對(duì)凸起的臺(tái)緣帶厚度驟減，而具有層狀連續(xù)強(qiáng)反射特征的較低的斜坡—盆地區(qū)地層厚度較大，表明其經(jīng)歷了大規(guī)模不均衡抬升。同時(shí)在其斜坡帶發(fā)育多期重力流沉積，且規(guī)模明顯增大（見圖5c）。

下奧陶統(tǒng)研究區(qū)各段碳酸鹽臺(tái)地結(jié)構(gòu)類型存在差異。南部為遠(yuǎn)端變陡型緩坡，陡坡帶以東地層驟然變薄，以西仍為平緩單斜，且在近岸帶發(fā)育退積型臺(tái)內(nèi)灘，如GC16井區(qū)附近的云化灘（見圖5a）；中部為發(fā)育兩期臺(tái)緣丘灘建隆的鑲邊臺(tái)地結(jié)構(gòu)，丘灘體呈退積型疊置，且形態(tài)完整，未見剝蝕現(xiàn)象（見圖5b）；北部為發(fā)育3期退積型丘灘建隆的鑲邊臺(tái)地結(jié)構(gòu)，丘灘體未見剝蝕，不發(fā)育斜坡重力流沉積（見圖5c）。中奧陶統(tǒng)碳酸鹽沉積西厚東薄，不發(fā)育臺(tái)緣丘灘建隆，即南北均為遠(yuǎn)端變陡緩坡結(jié)構(gòu)。

3.2 古地貌和臺(tái)緣帶平面分布及遷移特征

基于研究區(qū)豐富的二維地震資料及統(tǒng)計(jì)插值技術(shù)，依據(jù)殘厚法[15]，恢復(fù)出寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)地貌（見圖 6）。結(jié)果顯示，古城—肖塘地區(qū)早寒武世末期為一西高東低、北高南低的斜坡，其與該期碳酸鹽緩坡結(jié)構(gòu)一致（見圖6a）。中寒武世繼承了早期西高東低的地貌格局，且研究區(qū)中部出現(xiàn)1條長達(dá)436 km、寬為7～10 km貫穿南北的地貌高帶，其與該期碳酸鹽鑲邊臺(tái)地結(jié)構(gòu)一致，其中MC1井西側(cè)的高帶恰巧對(duì)應(yīng)著微生物丘灘建隆構(gòu)造（見圖6b）。晚寒武世地貌格局仍為西高東低，其中的古地貌高帶明顯向東遷移至MC1井區(qū)，且北部的丘灘體建隆寬度為28～35 km，明顯大于南部20～25 km的寬度，可能與該期南北臺(tái)緣結(jié)構(gòu)差異相關(guān)（見圖6c）。

早奧陶世，在西高東低的背景下，南北構(gòu)造格局出現(xiàn)了差異，研究區(qū)南部的中部高帶消失，轉(zhuǎn)為向東南傾斜的緩坡，且向東南方向出現(xiàn)了構(gòu)造急劇降低的陡坡帶，與該期南部遠(yuǎn)端變陡緩坡結(jié)構(gòu)一致；研究區(qū)北部仍繼承性發(fā)育古地貌高帶，且高帶寬度略有減?。ㄒ妶D6d）。中奧陶世，研究區(qū)內(nèi)中部高帶徹底消失，呈一遠(yuǎn)端變陡的西傾緩坡（見圖6e）。

圖6 古城—肖塘地區(qū)寒武紀(jì)—中奧陶世古地貌圖

3.3 臺(tái)地差異演化過程

早古生代正值羅迪尼亞大陸裂解—岡瓦納大陸匯聚之際，寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)塔里木板塊經(jīng)歷了伸展—聚斂的構(gòu)造演化旋回，而這種構(gòu)造旋回體制具有很強(qiáng)的不均一性，導(dǎo)致海平面的多期升降變化[26]。早寒武世，塔里木地區(qū)海平面在經(jīng)歷了大規(guī)模上升后保持在相對(duì)較高水平[6]，此時(shí)古城—肖塘地區(qū)為一整體西高東低、北高南低的大型碳酸鹽緩坡，圍繞近岸帶發(fā)育零散分布的云化灘和顆?；?guī)r灘等高能顆粒灘，其中北部發(fā)育淺緩坡云化灘，南部發(fā)育水下顆粒灰?guī)r灘（見圖7、圖8a）。隨著海平面高頻震蕩，北部云化灘極易暴露而發(fā)生準(zhǔn)同生期大氣淡水溶蝕作用，發(fā)育溶蝕孔隙，而南部顆?；?guī)r灘因處于水下一定深度，不易暴露溶蝕，溶蝕孔隙欠發(fā)育。

中寒武世，隨著海平面緩慢下降，大量菌藻類微生物聚集在淺水高能的淺緩坡近岸帶，逐漸形成連續(xù)分布的帶狀碳酸鹽巖建隆，實(shí)現(xiàn)了碳酸鹽緩坡向鑲邊臺(tái)地的轉(zhuǎn)化（見圖8b）。由于北部地形坡度大于南部，在相同的海退背景中，南部臺(tái)緣帶發(fā)育兩期相對(duì)平緩的進(jìn)積型丘灘，而北部發(fā)育兩期相對(duì)高聳的弱加積—進(jìn)積型丘灘。如此疊置結(jié)構(gòu)，使南北臺(tái)緣結(jié)構(gòu)在形態(tài)和坡度上的差異不斷加劇。當(dāng)海平面小幅度下降時(shí)，北部丘灘更易出露水面發(fā)生大氣淡水溶蝕作用，形成大量溶蝕孔洞（見圖7）。

晚寒武世早—中期，研究區(qū)繼承性的發(fā)育了第③、④期丘灘，北部為相對(duì)高聳的加積—進(jìn)積型鑲邊臺(tái)地，南部為仍為相對(duì)平緩的進(jìn)積型鑲邊臺(tái)地。而后由于中昆侖的強(qiáng)烈俯沖，塔西臺(tái)地發(fā)生規(guī)模抬升[21]，導(dǎo)致南北臺(tái)緣第③、④期丘灘體均遭受暴露剝蝕與溶蝕作用，形成大量溶蝕孔洞，同時(shí)在前緣斜坡—盆地區(qū)發(fā)育1期富含丘灘碎屑的滑塌重力流沉積，且高陡的北部臺(tái)緣斜坡帶重力流沉積規(guī)模明顯大于南部。該階段末期構(gòu)造漸趨穩(wěn)定，南北臺(tái)緣帶繼承性發(fā)育了第⑤期丘灘體（見圖7）。

晚寒武世晚期，塔西臺(tái)地再次抬升[26]，導(dǎo)致研究區(qū)南北發(fā)生差異抬升。北部發(fā)生大規(guī)模抬升，使第③、④、⑤期丘灘自上而下依次遭受嚴(yán)重剝蝕與溶蝕，近乎夷平，形成大量溶蝕孔洞，發(fā)育大型重力流沉積；南部僅僅發(fā)生小幅度抬升，使第⑤期丘灘頂部遭受溶蝕，而第③、④期丘灘幾乎不受影響（見圖 7）。該期構(gòu)造差異抬升使南北構(gòu)造格局發(fā)生劇烈變化，北部為一近乎夷平化的剝蝕型鑲邊臺(tái)地，南部仍為相對(duì)東傾的進(jìn)積型弱鑲邊臺(tái)地。

至早奧陶世，伴隨著塔里木盆地大規(guī)模海侵，南部弱鑲邊臺(tái)地逐漸被淹沒，演變?yōu)檫h(yuǎn)端變陡的東傾碳酸鹽緩坡，發(fā)育兩期退積型云化灘；北部剝蝕型鑲邊臺(tái)地前端逐漸演變?yōu)楦吣軠\水區(qū)，發(fā)育兩期退積型丘灘，演變?yōu)槿蹊傔吪_(tái)地結(jié)構(gòu)（見圖7、圖8d）。中奧陶世，隨著海平面再次快速上升，北部弱鑲邊臺(tái)地逐漸被淹沒，演變?yōu)闁|傾緩坡，與南部一起構(gòu)成了遠(yuǎn)端變陡型緩坡環(huán)境，發(fā)育貫穿南北的間斷似帶狀分布的云化灘及顆?；?guī)r灘（見圖7、圖8e）。晚奧陶世初期，塔里木盆地海侵規(guī)模達(dá)到鼎盛，古城—肖塘地區(qū)均被海水淹沒，發(fā)育淹沒臺(tái)地型混積陸棚沉積，結(jié)束了該區(qū)碳酸鹽臺(tái)地沉積歷史。

圖8 古城—肖塘地區(qū)下寒武統(tǒng)—中奧陶統(tǒng)巖相古地理圖

綜上所述，構(gòu)造與海平面的差異升降是古城—肖塘下古生界碳酸鹽臺(tái)緣結(jié)構(gòu)差異演化的關(guān)鍵；早寒武世南緩北陡的古構(gòu)造差異，導(dǎo)致南北臺(tái)緣丘灘疊置樣式的差異；晚寒武世的南北差異抬升，導(dǎo)致南北丘灘體改造程度及斜坡重力流發(fā)育規(guī)模存在差異，同時(shí)影響著早奧陶世南北臺(tái)緣結(jié)構(gòu)類型的差異演化。

4 油氣地質(zhì)意義

4.1 緩坡臺(tái)地發(fā)育大面積準(zhǔn)連續(xù)云化灘規(guī)模儲(chǔ)集體

古城地區(qū)早—中奧陶世為一遠(yuǎn)端變陡緩坡沉積，于近岸帶海平面附近高能帶發(fā)育沿岸線間斷分布的顆粒灘；由于海平面的高頻震蕩，該顆粒灘極易發(fā)生準(zhǔn)同生白云石化及暴露溶蝕作用，儲(chǔ)集物性得到進(jìn)一步改善，形成粒間孔及溶孔發(fā)育的具殘余砂屑結(jié)構(gòu)的云化灘儲(chǔ)集層；且隨著海平面的持續(xù)下降或上升，云化灘儲(chǔ)集層相互疊置、拼接，形成大面積準(zhǔn)連續(xù)分布的規(guī)模優(yōu)質(zhì)云化灘儲(chǔ)集層[28]。疊置連片的優(yōu)質(zhì)云化灘體往往能形成相對(duì)獨(dú)立的大中型巖性圈閉，且鄰近烴源灶，有利于油氣規(guī)模成藏，油氣前景樂觀。如2012年以來，古城地區(qū)先后部署的GC6、GC8和GC9等井相繼于鷹山組鉆遇云化灘型儲(chǔ)集層，并獲高產(chǎn)氣流，揭示下奧陶統(tǒng)云化灘優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的存在，晶間孔和準(zhǔn)同生期溶蝕孔洞為其主要儲(chǔ)集空間類型，巖心測試孔隙度最大可達(dá)8.7%（見圖9b）；隨后部署的GC17、GC16和GC601等井均于鷹山組云化灘儲(chǔ)集層獲得氣流，證實(shí)了碳酸鹽緩坡近岸帶云化灘儲(chǔ)集層具有大面積準(zhǔn)連續(xù)分布、油氣階梯式運(yùn)聚特征。同理，根據(jù)古城—肖塘地區(qū)臺(tái)緣結(jié)構(gòu)演化歷程（見圖7），相對(duì)于古城地區(qū)，肖塘地區(qū)中奧陶世同樣發(fā)育遠(yuǎn)端變陡緩坡沉積，亦可發(fā)育規(guī)模云化灘儲(chǔ)集體，可作為該區(qū)重點(diǎn)勘探對(duì)象。

圖9 古城—肖塘地區(qū)碳酸鹽臺(tái)緣丘灘（a）、臺(tái)內(nèi)云化灘（b）、斜坡重力流（c）儲(chǔ)集層孔隙度分布直方圖

4.2 鑲邊臺(tái)緣丘灘遭受溶蝕后儲(chǔ)集條件優(yōu)越

自2014以來，古城地區(qū)先后完鉆的CT1井、CT2井及CT3井分別鉆遇寒武系第③期、第④期和第②期丘灘體，均見良好油氣顯示，證實(shí)了研究區(qū)鑲邊臺(tái)地臺(tái)緣丘灘體的具大油氣勘探潛力，然而不同期次丘灘體間仍然存在著差異（見圖9a）。CT1井揭示第③期丘灘體發(fā)育孔洞型白云巖儲(chǔ)集層（見圖4a），鉆井全烴值高達(dá)91.7%，巖心測試孔隙度最大可達(dá)9.2%（見圖9a），且由于后期溶蝕改造丘灘頂部物性最好，遺憾的是因工程事故而未試氣。CT2井揭示第④期丘灘體溶蝕現(xiàn)象普遍，卻因遭受深大斷裂改造破壞，溶蝕孔洞遭受嚴(yán)重的熱液型硅質(zhì)充填，巖心測試孔隙度大部分小于1%（見圖9a），鉆井全烴值為48.4%，未獲氣流。CT3井揭示第②期丘灘體，發(fā)育溶蝕孔隙-孔洞型儲(chǔ)集層，全烴值達(dá) 84.5%，巖心測試孔隙度最大可達(dá)5.8%（見圖9a），且受準(zhǔn)同生期或同沉積期溶蝕作用影響，丘灘體中部物性好，然而因鉆井壓裂溝通底部水層，僅獲少量天然氣，出水嚴(yán)重，未獲突破。剔除CT2井硅質(zhì)充填的影響，不難發(fā)現(xiàn)古城地區(qū)晚寒武世第③期發(fā)育的丘灘體油氣儲(chǔ)集性能優(yōu)于第②期，且這一發(fā)現(xiàn)與研究區(qū)南部古城地區(qū)臺(tái)緣結(jié)構(gòu)演化規(guī)律是一致的。因?yàn)楣懦堑貐^(qū)第③、④期丘灘體沉積后發(fā)生了規(guī)模抬升剝蝕，形成大量溶蝕孔洞，而第②期丘灘體形成后并未遭受大規(guī)模暴露溶蝕，僅可能發(fā)育有限規(guī)模的準(zhǔn)同生期溶蝕孔洞。因此，古城地區(qū)寒武系第③、④期丘灘體儲(chǔ)集空間發(fā)育；加之其緊鄰斜坡—盆地相烴源灶，具備良好的油氣富集條件，有望形成規(guī)模氣藏，可作為古城地區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要現(xiàn)實(shí)勘探領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)重點(diǎn)評(píng)價(jià)。

同理，根據(jù)古城—肖塘地區(qū)臺(tái)緣結(jié)構(gòu)演化差異，肖塘地區(qū)第③、④、⑤期丘灘規(guī)模更大，且遭受更大規(guī)模的抬升溶蝕，溶蝕孔洞更發(fā)育（見圖7），有望形成大規(guī)模地整裝氣藏。然而，由于其埋藏深度大（推測大于8 000 m），目前尚未有鉆井揭示，可作為重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

此外，臺(tái)緣丘灘體在滑塌再沉積后，仍保持一定的儲(chǔ)集能力。加積—進(jìn)積型鑲邊臺(tái)地邊緣丘灘體極易遭受沉積期地震、風(fēng)暴或沉積后期構(gòu)造活動(dòng)破壞（改造），使其破碎巖屑極易沿高陡臺(tái)緣斜坡滑塌至深水斜坡—盆地區(qū)，形成富含淺水丘灘碎屑的重力流沉積，其礫間孔隙及碎屑中的早期溶孔、晶間孔可作為油氣重要儲(chǔ)集空間。如位于塔東羅西臺(tái)地斜坡帶上的米蘭1井于上寒武統(tǒng)鉆遇富含藻砂屑白云質(zhì)滑塌角礫巖，溶孔及粒間孔隙發(fā)育，巖心測試孔隙度最大可達(dá) 3.4%（見圖9c）；肖塘地區(qū)晚寒武世斜坡—盆地區(qū)發(fā)育多期因抬升剝蝕成因的滑塌重力流沉積，其空間規(guī)模大，有望形成一定規(guī)模的巖性油氣藏，可作為風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

5 結(jié)論

塔里木盆地古城—肖塘地區(qū)寒武系—奧陶系發(fā)育緩坡和鑲邊臺(tái)地兩種類型碳酸鹽臺(tái)地；緩坡在近岸帶發(fā)育具殘余結(jié)構(gòu)細(xì)—中晶白云巖云化灘，溶蝕孔洞及晶間孔發(fā)育；鑲邊臺(tái)地以發(fā)育大型臺(tái)緣生物丘灘建隆為特征，丘灘體溶蝕孔洞發(fā)育，且在其前端坡折帶發(fā)育富含丘灘碎屑的斜坡重力流沉積。

古城—肖塘地區(qū)寒武系—奧陶系南北臺(tái)緣結(jié)構(gòu)演化存在明顯差異，其早寒武世為一均斜緩坡；中—晚寒武世演變?yōu)殍傔吪_(tái)地，發(fā)育 5期臺(tái)緣丘灘體，南部古城地區(qū)臺(tái)緣丘灘沉積呈進(jìn)積排列，第③、④期丘灘遭受暴露溶蝕，北部肖塘地區(qū)臺(tái)緣丘灘呈弱加積—進(jìn)積疊置，第③、④、⑤期丘灘遭受抬升溶蝕；早奧陶世，北部演變?yōu)橥朔e型弱鑲邊臺(tái)地，南部演變?yōu)檫h(yuǎn)端變陡緩坡；中奧陶世整體演變?yōu)檫h(yuǎn)端變陡緩坡。

臺(tái)地演化的差異性及生儲(chǔ)蓋配置組合研究區(qū)是寒武系—奧陶系油氣成藏的關(guān)鍵因素。中—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽緩坡大面積準(zhǔn)連續(xù)規(guī)模云化灘是古城地區(qū)現(xiàn)階段最現(xiàn)實(shí)的勘探領(lǐng)域，寒武系加積—進(jìn)積型鑲邊臺(tái)地臺(tái)緣丘灘體是肖塘地區(qū)重點(diǎn)勘探對(duì)象，上寒武統(tǒng)臺(tái)緣斜坡重力流沉積可作為古城—肖塘地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。