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塔里木盆地塔北隆起區(qū)中生界沉積演化特征

作者:吳高奎 張忠民 林暢松 田納新 左小軍 李浩 孔凡軍 李軍來源:《石油與天然氣地質》日期:2022-09-07人氣:2379

塔里木盆地是中國面積最大的典型疊合含油氣盆地 [1-2],因在中生代經歷了多期構造運動,形成了一系列標志性的區(qū)域性角度不整合。盆地的古構造和古地理也幾經變遷,不利于盆地的層序地層劃分和沉積充填演化研究,制約著盆內的油氣勘探[3-5]。綜合多學科分析方法,在層序地層劃分的基礎上,識別塔里木盆地主要的沉積體系類型,揭示其沉積充填演化特征,是闡明盆地動態(tài)演化過程和取得盆內油氣勘探突破的關鍵,也是相關學科(如沉積學和石油地質學等)的研究熱點[6-8]。

塔北隆起區(qū)位于塔里木盆地的北緣,內有多個中生界區(qū)域性角度不整合和大型古隆起[9-10],沉積類型豐富,可勘探層系較多,是塔里木盆地的重要油氣勘探區(qū)。前人對塔北隆起區(qū)中生界層序地層劃分[11-15]及沉積充填演化[16-20]開展了不少研究,但多因資料數量和質量的局限,在層序地層的劃分方案上難以達成一致,亟需綜合多種資料對塔北隆起區(qū)中生界的層序地層格架進行重新厘定。在沉積充填演化方面,現有的研究也多是針對局部地區(qū)或個別層組展開,鮮有基于中生界層序地層格架揭示區(qū)內中生界沉積充填特征及其與塔北隆起發(fā)育演化過程的響應關系。

針對上述問題,綜合塔北隆起區(qū)豐富的二維地震、重點區(qū)三維地震、測井(含巖心)和野外露頭等資料,應用多學科理論分析方法,在重新劃分區(qū)內中生界層序地層格架的基礎上,總結了主要的巖相組合特征,識別了主要的沉積體系類型,系統(tǒng)地揭示了沉積充填特征及其與塔北隆起中生代發(fā)育演化的響應關系,深入認識了塔北隆起區(qū)中生界陸相湖盆碎屑巖的沉積演化過程。

1 地質背景

塔里木盆地位于中國西北部,被天山、昆侖山和阿爾金山所環(huán)繞,面積達56 × 104 km2。盆地于中生代進入陸內盆地演化階段[2],形成了“三隆四坳”7個一級構造單元,自北向南依次是庫車坳陷、塔北隆起、北部坳陷帶、中央隆起帶、塔西南坳陷帶、塔東南隆起帶和塔東南坳陷帶[21]。研究區(qū)主要涉及塔北隆起與庫車坳陷(圖1)。

圖1

圖1   塔北隆起區(qū)構造簡圖及資料分布情況

KP.卡普沙良河露頭; TG.塔里齊克溝露頭; KG.克孜勒努爾溝露頭

Fig.1   Simplified structural map of the Tabei Uplift region with data used in the study


塔北隆起為東西向展布,長約400 km,寬約80 km,東起柯坪斷隆,西至庫魯克塔格斷隆,南鄰北部坳陷帶,北接庫車坳陷,形成于早古生代[21],在中生代演化為一個由溫宿、西秋、新和和牙哈等4個次隆構成的大型古隆起帶,整體處于衰亡階段[22]。塔北隆起兼有海相寒武系-奧陶系含油氣系統(tǒng)和陸相三疊系-侏羅系含油氣系統(tǒng),具有重要的油氣勘探價值和理論研究意義[23-25]。庫車坳陷為東西向展布,長約470 km,寬40~90 km,東起庫魯克塔格斷隆,西至溫宿凸起,南鄰塔北隆起,北接天山。三疊紀初,繼上二疊統(tǒng)厚層磨拉石沉積之后,庫車坳陷進入前陸盆地演化階段[26],發(fā)育了數千米厚的中生界陸相碎屑沉積體,是開展油氣勘探、解析“盆-山耦合”的重要研究對象之一[27-28]。

研究目的層包括三疊系、侏羅系和白堊系(圖2)。三疊系(T)殘余厚度為0~700 m,與前三疊系呈高角度削截不整合接觸。三疊系底部的俄霍布拉克組(T1eh)主要發(fā)育湖相泥巖和粉砂巖沉積,局部地區(qū)可見底礫巖發(fā)育,其中普遍發(fā)育早三疊世輪藻、介形蟲和孢粉等古生物化石。三疊系中部的克拉瑪依組(Tkl)主要發(fā)育一套辮狀河三角洲沉積,為厚層粗砂巖,該組富含中三疊世早期真蕨類和松柏類等植物化石。三疊系頂部的黃山街組(Th)為一套湖相泥巖沉積,發(fā)育晚三疊世孢粉和葉肢介等植物化石。區(qū)內侏羅系(J)西部缺失,東部則南薄、北厚,與三疊系呈微角度不整合接觸。在塔北隆起西部的三維工區(qū),侏羅系僅殘余下侏羅統(tǒng)陽霞組(Jy),厚度為0~300 m,為一套粗粒辮狀河三角洲沉積,砂礫巖和粗砂巖為主。白堊系(K)在研究區(qū)僅發(fā)育下白堊統(tǒng),以不整合面TK1bs為界,自下而上分為卡普沙良群(Kkp)和巴什基奇克組(Kbs)。Kkp的殘余厚度為0~390 m,與侏羅系呈角度不整合接觸,其底部的亞格列木組(Ky)為辮狀河三角洲沉積,由礫巖、含礫砂巖和細砂巖構成。K1kp中部的舒善河組(Ks)是以泥巖-粉砂巖為主的濱淺湖沉積,富含多種早白堊世古生物化石(如葉肢介)。Kkp頂部的巴西改組(Kb)為一套由粉砂巖和細砂巖構成的曲流河三角洲沉積。白堊系巴什基奇克組(Kbs)主要為細粒辮狀河三角洲沉積,含有早白堊世介形類組合。

圖2

圖2   塔北隆起中生代構造-地層序列[10]

Fig.2   Generalized Mesozoic tectono-stratigraphy succession of the Tabei Uplift[10]


2 層序地層劃分

2.1 劃分方案

識別層序界面并建立層序地層格架是盆地分析的首要任務[29]。據地震反射特征、測井巖性和電性突變、露頭巖性和產狀突變等,在研究區(qū)內共識別出4個區(qū)域性角度不整合(TT,TJ,TK和TE)和1個區(qū)域性平行不整合(TK1bs),據此明確了二疊紀末/三疊紀初、三疊紀末、侏羅紀末和晚白堊世/白堊紀末為盆地的4次變革期,劃分中生界為4個二級層序(Ⅰ—Ⅳ),大體上依次與T,J,K1kp和K1bs相對應。據二級層序內部的局部不整合及其對應整合面,進一步劃出了11個三級層序(圖2):二級層序Ⅰ劃分為Ⅰ-SQ1,Ⅰ-SQ2和Ⅰ-SQ3等3個三級層序,依次對應T1eh,Tkl和Th;二級層序Ⅱ殘余厚度薄,劃分為三級層序Ⅱ-SQ1;二級層序Ⅲ劃分為Ⅲ-SQ1,Ⅲ-SQ2,Ⅲ-SQ3和Ⅲ-SQ4等4個三級層序,依次對應Ky和Ks下部、Ks中部、Ks上部和Kbx;二級層序Ⅳ劃分為Ⅳ-SQ1,Ⅳ-SQ2和Ⅳ-SQ3等3個三級層序,依次對應K1bs的下部、中部和上部。

2.2 界面特征

二級層序界面(主要不整合TT,TJ,TK和TE)的識別特征已有詳細論述[30],以下重點介紹7個三級層序界面的識別特征。

三級層序Ⅰ-SQ1和Ⅰ-SQ2之間層序界面Tsb2,是T1eh和Tkl的分界線,為沖刷不整合面及其對應整合界面。地震反射上,Tsb2表現為強相位,連續(xù)性較好,上超且尖滅于古隆起之上,界面下可見削截(圖3)。測井曲線由平直狀向上過渡為箱形或鋸齒狀箱形,巖性從底部泥巖向上突變?yōu)榉凵皫r(圖4)。

圖3

圖3   跨塔北隆起三維地震剖面層序地層劃分(剖面位置見圖1)

a.跨塔北隆起三維地震剖面; b.基于三維地震剖面的層序地層劃分

Fig.3   Seismic section across the Tabei Uplift and corresponding sequence stratigraphic division (see Fig.1 for the location)


圖4

圖4   跨塔北隆起連井剖面層序-沉積相對比(剖面位置見圖1)

SBDP.淺水辮狀河三角洲平原; SBDF.淺水辮狀河三角洲前緣; DP.三角洲平原; DF.三角洲前緣; BDP.辮狀河三角洲平原; BDF.辮狀河三角洲前緣;BB. 灘壩;DC. 分流河道;IB. 分流間;SDC. 水下分流河道;SIB. 水下分流間;MB.河口壩;DB.遠砂壩; SS.席狀砂; NL.天然堤; BC.辮狀河道;FP.泛濫平原;BE.灘砂;BR.壩砂

Fig.4   Cross-well correlation of stratigraphic sequence-sedimentary facies in the Tabei Uplift(see Fig.1 for the location)


三級層序Ⅰ-SQ2和Ⅰ-SQ3之間的層序界面Tsb3為Tkl和Th的分界線,表現為沖刷不整合界面及其對應整合界面,其與界面Tsb2具有相似的地震反射特征(圖3)。測井曲線上,Tsb3位于水退到水進的轉換處。Tsb3界面之下以進積為主,粒度向上變粗、砂質含量增加,界面之上反之(圖4)。

三級層序Ⅲ-SQ1和Ⅲ-SQ2之間的層序界面Ksb2位于K1s下部,反射弱,連續(xù)性差,界面之下局部可見削截(圖3)。在測井曲線上,界面之下一般為低GR和低電阻率的薄層粉-細砂巖,呈現漏斗形或箱形,為三角洲前緣的河口壩或水下分流河道沉積,界面之上一般為湖相泥巖和粉砂質泥巖(圖4)。

三級層序Ⅲ-SQ2和Ⅲ-SQ3之間的層序界面Ksb3位于Ks中部,地震反射強度和連續(xù)性一般,在W7井附近可見上超現象(圖3)。在測井曲線上,界面之下的GR曲線呈指狀,界面之上則變?yōu)橄湫巍=缑嬷聻樯?、泥互層,界面之上砂巖厚度增大,泥質含量變少(圖4)。

三級層序Ⅲ-SQ3和Ⅲ-SQ4之間的層序界面為Ksb4,是K1s和K1bx的分界線,在地震上表現為局部不整合面,可見其削截Ksb3(圖3)。相比Ksb3與Ksb2,其地震反射能量較強,連續(xù)性好。在W5井區(qū),界面之下表現為灘壩沉積,界面之上則為三角洲前緣相水下分流河道沉積(多期疊置),測井曲線呈箱形(圖4)。

三級層序Ⅳ-SQ1和Ⅳ-SQ2之間的層序界面Ksb6位于K1bs中下部,地震資料顯示界面之上存在上超(圖3)。在W4井附近,界面之下主要為辮狀河三角洲平原沉積,測井曲線為箱形;界面之上則過渡為辮狀河三角洲前緣沉積,測井曲線變?yōu)殇忼X狀(圖4)。

三級層序Ⅳ-SQ2和Ⅳ-SQ3之間的層序界面Ksb7位于K1bs中上部,為地震反射能量較弱的波峰,連續(xù)性較好。在W4井附近,界面之下可見明顯的削截;在W6井附近被不整合TE削截(圖3)。從測井曲線上看,界面之下主要為辮狀河三角洲前緣沉積,向上過渡為辮狀河三角洲平原沉積(圖4)。

3 沉積體系識別

沉積單元的級次劃分采用了“沉積體系-沉積相-沉積微相”方案[31]。綜合分析測井(圖5)、巖心(圖6)、露頭(圖7)和地震(圖8)等資料,在研究區(qū)內的中生界識別出了11種巖相組合,確認了辮狀河三角洲、曲流河三角洲、灘壩和沖積扇/扇三角洲等4種主要沉積體系組合(表1)。

圖5

圖5   塔北隆起區(qū)主要沉積體系測井識別特征(井位置見圖1)

a.淺水辮狀河三角洲沉積典型井,W2井,取心深度4 720.12~4 738.35 m,取心層位為K1bs; b.三角洲沉積典型井,W3井,取心深度4 350.60~4 370.40 m,取心層位為K1s;c. 辮狀河三角洲沉積典型井,W7井,取心深度5 952~5 958.86 m,取心層位為K1y; d.灘壩沉積典型井,W4井,取心深度4 354.10~4 371.20 m,取心層位為K1s; e.沖積扇/扇三角洲沉積典型井,W1井,取心深度5 582.10~5 588.00 m,取心層位為K1bs

Fig.5   Logging identification of the major sedimentary facies developed in the Tabei Uplift region (see Fig.1 for well locations)


圖6

圖6   塔北隆起區(qū)主要沉積體系巖心識別特征(對應巖心素描見圖5)

a.淺水辮狀河三角洲沉積; b.三角洲沉積; c.辮狀河三角洲沉積; d.灘壩沉積; e.沖積扇/扇三角洲沉積PB.平行層理; TCB.槽狀交錯層理; GB.遞變層理; WCB.楔狀交錯層理; SCB.小型交錯層理; CRB.爬升沙紋層理; T.頂面; B.底面

Fig.6   Core photos showing the major sedimentary facies developed in the Tabei Uplift region (see Fig. 5 for core sketches)


圖7

圖7   塔北隆起區(qū)主要沉積體系露頭識別特征(露頭位置見圖1)

a.克孜勒努爾溝淺水辮狀河三角洲沉積; b.卡普沙良河三角洲沉積; c.克孜勒努爾溝三角洲沉積; d,e.克孜勒努爾溝灘壩沉積; f,g.塔里齊克溝灘壩沉積MG.泥礫; SS.沖刷面; LTCB.大型槽狀交錯層理; SDC.水下分流河道; BB.灘壩.PB.平行層理; MB.河口壩; TCB.槽狀交錯層理; CRB.爬升沙紋層理; WB.波狀層理; HCB.丘狀交錯層理; WCB.楔狀交錯層理; BC.辮狀河道

Fig.7   Outcrop photos showing the major sedimentary facies developed in the Tabei Uplift region (see Fig.1 for outcrop locations)


圖8

圖8   塔北隆起區(qū)白堊系卡普沙良群地震相與連井相解釋(剖面位置見圖1)

a.地震相解釋; b.連井相解釋① 強振幅、中頻、連續(xù)性好的平行反射構型; ② 中等振幅、中低頻、連續(xù)性中等的波狀反射構型; ③ 弱振幅、中頻、連續(xù)性差的前積反射構型; ④ 中強振幅、中頻、連續(xù)性差的前積反射構型; ⑤ 強振幅、中頻、連續(xù)性差的雜亂反射構型BB.灘壩; DF.三角洲前緣; BDF.辮狀河三角洲前緣; SDC.水下分流河道; SIB.水下分流間; MB.河口壩; DB.遠砂壩; SS.席狀砂; BE.灘砂;BR.壩砂

Fig.8   Seismic facies identification and cross-well correlation of depositional facies in the Lower Cretaceous Kapushaliang Group, Tabei Uplift region (see Fig.1 for the pro?le location)


表1   塔北隆起區(qū)主要沉積體系巖相組合特征

Table 1  Lithofacies associations of the main sedimentary systems in the Tabei Uplift region

巖相組合沉積特征沉積微相沉積體系
FA1厚層含礫砂巖,遞變層理、大型槽狀交錯層理,多期正旋回疊置,GR曲線呈鐘形或箱形(圖5c,圖6c)水下分流河道辮狀河三角洲沉積
FA2含礫砂巖、細砂巖、粉砂巖,反粒序,GR曲線呈中幅漏斗形(圖5c)河口壩辮狀河三角洲沉積
FA3棕紅色細砂巖,平行層理,多期正旋回疊置,厚度3~6 m,GR曲線呈鐘形或箱形(圖5a,圖6a)水下分流河道淺水辮狀河三角洲沉積
FA4薄層棕紅色細砂巖、粉砂巖,反粒序,GR曲線呈中幅漏斗形(圖5a)河口壩淺水辮狀河三角洲沉積
FA5細砂巖、粉砂巖,槽狀交錯層理,多期正旋回疊置,厚度5~10 m,GR曲線呈齒化箱形(圖5b,圖6b)水下分流河道三角洲沉積
FA6細砂巖、粉砂巖,反粒序,GR曲線呈中幅漏斗形(圖6b)河口壩三角洲沉積
FA7粉砂巖、泥巖,塊狀構造,GR曲線低平(圖6b)水下分流河道間三角洲沉積
FA8薄層粉砂巖、泥質粉砂巖,小型交錯層理、波狀層理(圖5d,圖6d)灘砂灘壩沉積
FA9細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖,塊狀層理、平行層理、小型浪成交錯層理、波狀層理、砂紋爬升層理,復合旋回(圖5d,圖6d)壩砂灘壩沉積
FA10紫紅色厚層砂礫巖,遞變層理,底部見沖刷面,多期正旋回疊置,GR曲線呈鐘形、箱形(圖5e,圖6e)水下分流河道扇三角洲沉積
FA11粉砂巖、泥質粉砂巖,反粒序,GR曲線呈齒化漏斗形河口壩扇三角洲沉積

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3.1 辮狀河三角洲沉積體系

辮狀河三角洲沿塔北隆起南北斜坡在T1kl,J1y和K1y均有發(fā)育,在K1bs沉積時期表現為淺水辮狀河三角洲[32]。辮狀河三角洲前緣相包括巖相組合FA1和FA2,前者為厚層灰綠色含礫砂巖(礫石直徑小于1 cm),分選性和磨圓度一般,成熟度低,發(fā)育遞變層理或大型槽狀交錯層理,多期正旋回垂向疊置,GR曲線呈箱形或鐘形(表1),解釋為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積[33];后者為含礫細砂巖、細砂巖或粉砂巖,呈反旋回,GR曲線呈漏斗形,解釋為辮狀河三角洲前緣河口壩沉積(表1)。

淺水辮狀河三角洲前緣相包括巖相組合FA3和FA4,前者為棕紅色的中-細粒砂巖,分選較好,成熟度較低,發(fā)育平行層理,局部可見沖刷泥礫,垂向上呈多期疊置發(fā)育,砂體厚度不大(一般在3~6 m),測井曲線為箱形或鐘形,解釋為淺水辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積(表1);后者為棕紅色細砂巖和粉砂巖,呈反韻律,測井曲線為漏斗形,對應小規(guī)模河口壩沉積(表1)。

3.2 三角洲沉積體系

K1kp沉積時期,研究區(qū)內東南部發(fā)育大規(guī)模三角洲沉積,主要可識別出三角洲平原和三角洲前緣等相類型。三角洲前緣相包括巖相組合FA5,FA6和FA7。FA5為細砂巖和粉砂巖沉積,石英含量較高,槽狀交錯層理發(fā)育,多期正旋回垂向疊置,單個砂體厚度在5~10 m,測井曲線為箱形;FA6為細砂巖和粉砂巖沉積,反旋回,GR曲線呈漏斗形;FA7為塊狀泥質粉砂巖和泥巖沉積,GR曲線低平。上述巖相組合,依次解釋為三角洲前緣相的水下分流河道、河口壩和水下分流河道間[34-35]。

在卡普沙良河(圖7b)及克孜勒努爾溝(圖7c)野外剖面,可見三角洲前緣河口壩和水下分流河道沉積在K1s的大規(guī)模發(fā)育。三角洲前緣河口壩主要為紅棕色細砂巖,呈反旋回,厚度可達5 m,發(fā)育平行層理;水下分流河道以紅棕色中砂巖和細砂巖為主,底部發(fā)育沖刷面,向上粒度變細,厚度約為1~7 m,發(fā)育槽狀和楔狀交錯層理,多期河道垂向切割和疊置。

3.3 灘壩沉積體系

K1kp沉積時期廣泛發(fā)育灘壩沉積,主要為灘砂和壩砂兩種相類型。發(fā)育完整的灘砂由頂部灘脊和底部灘席構成,砂體厚度一般小于1 m,測井曲線表現為高GR,底部為鋸齒化的漏斗形,頂部呈多個指狀或尖刀狀復合而成的鐘形(圖5d),代表巖相組合FA8(表1)以薄層粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖互層為特點,發(fā)育小型交錯層理、波狀層理和平行層理(圖6d)。發(fā)育完整的壩砂,由頂、底部的壩側翼微相和中部的壩主體微相構成,垂向上呈“下反上正”的復合旋回[35],下部測井曲線為齒化漏斗形,上部則為鐘形,GR值變化幅度較大且頻率較快(圖5d,圖6d),代表巖相組合FA9(表1)以鈣質膠結薄層細砂巖、粉砂巖或泥質粉砂巖為主,厚度多小于10 m,分選和磨圓度較好,石英含量較高,成分成熟度高,發(fā)育小型浪成交錯層理、波狀層理、爬升沙紋層理和平行層理等。

塔里齊克溝(圖7d,e)及克孜勒努爾溝等野外剖面上均有灘壩沉積出露(圖7f,g),以細砂巖或粉砂巖為主,氧化型紅棕色和褐色,砂體分選較好,多見爬升沙紋層理、丘狀交錯層理、小型浪成交錯層理、平行層理和楔狀交錯層理等沉積構造,說明水流沖洗或波浪改造作用頻繁。

3.4 沖積扇/扇三角洲沉積體系組合

沖積扇是間歇性河流攜帶的大量粗碎屑物質在山口堆積、發(fā)育的扇狀沉積體,扇三角洲是沖積扇推至穩(wěn)定水體發(fā)育的一種三角洲[29]。限于資料精度,在研究區(qū)難以對二者進行區(qū)分,因而統(tǒng)稱為沖積扇/扇三角洲沉積體系組合(以扇三角洲沉積體系代指)。扇三角洲沉積體系在K1bs沉積時期最為發(fā)育,主要可識別出扇三角洲前緣相,代表巖相組合FA10和FA11(表1),前者為厚層礫巖和含礫砂巖沉積,礫石混雜分布,分選和磨圓差,成分和結構成熟度低,底部可見沖刷面,正粒序,GR曲線呈頂底突變的箱形或鐘形,垂向上多期疊置,解釋為扇三角洲前緣水下分流河道沉積[36];后者為粉砂巖和泥質粉砂巖,反韻律,電測曲線表現為鋸齒化的漏斗形,解釋為扇三角洲前緣河口壩沉積。

4 沉積充填演化

4.1 沉積充填序列

研究區(qū)沉積充填序列通過選取不同構造部位的重點井進行連井層序-沉積相對比,再賦予地震相以沉積學意義而得到揭示。以K1kp為例,其地震剖面B—B'上可辨識出5種地震相:①強振幅、中頻、連續(xù)性好的平行反射構型;②中等振幅、中低頻、連續(xù)性中等的波狀反射構型;③弱振幅、中頻、連續(xù)性差的前積反射構型;④中強振幅、中頻、連續(xù)性差的前積反射構型; ⑤強振幅、中頻、連續(xù)性差的雜亂反射構型(圖8a)。與剖面B—B'對應的連井C—C'上顯示出K1kp由南到北依次發(fā)育三角洲前緣、濱淺湖和辮狀河三角洲沉積(圖8b),其中來自南向物源的三角洲呈“先退積、后進積”,物源來自古隆起的辮狀河三角洲僅在斜坡底部層序中發(fā)育。平行、波狀和前積反射構型等3種地震相依次對應三角洲前緣相、濱淺湖相和辮狀河三角洲沉積。

4.2 沉積演化特征

4.2.1 晚三疊世(三級層序Ⅰ-SQ3)

研究區(qū)在晚三疊世發(fā)育了兩個古隆起帶,東西向呈雁列式分布,南北向則分成兩排。古隆起的剝蝕和供源對區(qū)內沉積體系的類型和展布有著明顯的控制作用[30]。在隆起南坡,主要發(fā)育辮狀河三角洲(分為平原相和前緣相)以及濱淺湖相沉積體系,前者向穩(wěn)定水體推進距離較遠。在隆起北坡,主要發(fā)育沖積扇/扇三角洲、辮狀河三角洲(從平原相向北過渡為前緣相)和湖泊沉積體系(從濱淺湖相向北過渡為半深湖相),其中辮狀河三角洲沉積的展布范圍窄于南坡(圖9a)。

圖9

圖9   塔北隆起區(qū)中生界沉積演化

a.Ⅰ-SQ3(T3h)沉積末期; b.Ⅱ-SQ1(J1y)沉積末期; c.Ⅲ-SQ4(K1kp)沉積末期; d.Ⅳ-SQ3(K1bs)沉積末期KP.卡普沙良河露頭; TG.塔里齊克溝露頭; KG.克孜勒努爾溝露頭

Fig.9   Sedimentary fill evolution of the Mesozoic in the Tabei Uplift region


4.2.2 早侏羅世(三級層序Ⅱ-SQ1)

早侏羅世,塔北隆起帶“一字型”近東西向展布并分割湖盆,對研究區(qū)內的主要沉積體系的發(fā)育類型和展布范圍有著明顯的控制作用[30]:南坡主要發(fā)育辮狀河三角洲平原相、辮狀河三角洲前緣相和濱淺湖相[20],辮狀河三角洲南向推進距離很遠,展布形態(tài)契合古隆起帶的南側輪廓線。北坡主要發(fā)育沖積扇/扇三角洲、辮狀河三角洲和湖泊沉積體系(濱、淺湖相),辮狀河三角洲沉積北向推進距離有限(圖9b)。

4.2.3 白堊系卡普沙良群沉積末期(三級層序Ⅲ-SQ4)

塔北隆起主體消亡,僅剩溫宿次隆暴露于西南部,但剝蝕供源有限,對沉積作用影響較小[30]。研究區(qū)內主要發(fā)育三角洲、辮狀河三角洲、沖積扇/扇三角洲沉積組合和灘壩沉積等,其中三角洲沉積占優(yōu),物源可能來自東南方[35]。庫車坳陷則以北部造山帶物源形成的辮狀河三角洲沉積為主。來自溫宿次隆的物源在南坡發(fā)育小型辮狀河三角洲沉積,在北坡則發(fā)育沖積扇/扇三角洲沉積。區(qū)內其他部位可見灘壩沉積發(fā)育(圖9c)。

4.2.4 白堊系巴什基齊克組沉積末期(三級層序Ⅳ-SQ3)

溫宿次隆范圍縮小,但在研究區(qū)的西南部依舊暴露和剝蝕[30]。研究區(qū)總體演變?yōu)槟蟽A斜坡[30],對應氣候干旱炎熱、水體較淺且湖盆寬緩[32],周邊大量物源向盆地中心推進,致使淺水辮狀河三角洲(包括辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣相)在盆內側向疊置、橫向連片發(fā)育。另外,該時期研究區(qū)還發(fā)育了一些小規(guī)模沖積扇/扇三角洲沉積,主要分布在研究區(qū)的東北角和溫宿古隆起的北坡(圖9d)。

總體上,晚三疊世,塔北隆起范圍較大且是主要物源區(qū)[37],主要發(fā)育辮狀河三角洲、沖積扇/扇三角洲和湖泊沉積,前者分布在寬緩的南坡,占主導地位[17];后者分布在陡窄的北坡[38-39]。早侏羅世,塔北隆起范圍增大且供源增多[40],地勢寬緩的南坡發(fā)育更大規(guī)模的辮狀河三角洲沉積。白堊系卡普沙良群沉積時期,塔北隆起主體逐漸衰亡為水下低隆[8],主要發(fā)育三角洲、灘壩、辮狀河三角洲、沖積扇/扇三角洲和湖泊沉積,其中三角洲占優(yōu)(物源來自東南部大陸蝕源區(qū)),打破了三疊紀-侏羅紀主要發(fā)育辮狀河三角洲的沉積格局。白堊系巴什基奇克組沉積時期,塔北隆起演化為南傾斜坡(湖盆寬淺),淺水辮狀河三角洲沉積橫向疊置、連片發(fā)育(物源來自東部大陸蝕源區(qū)及北部造山帶),與前人立足整個塔里木盆地開展的研究認識一致[36]。

研究區(qū)中生界的沉積充填演化是對塔北隆起隆升-衰亡過程的直接響應,換言之,盆地的沉積充填記錄反映了塔北隆起中生代的發(fā)育演化特征:在三疊紀-侏羅紀,塔北隆起的剝蝕供源和對沉積的控制作用有所加??;到早白堊世初期(三級層序Ⅲ-SQ1)塔北隆起剝蝕供源的規(guī)模變得非常有限;到卡普沙良群沉積末期(三級層序Ⅲ-SQ4)塔北隆起主體衰亡為水下低隆,到巴什基奇克組沉積末期(三級層序Ⅳ-SQ3),塔北隆起總體已演化為南傾斜坡。

5 結論

1) 塔北隆起區(qū)中生界可劃分為4個二級層序(Ⅰ-Ⅳ)及11個三級層序,主要發(fā)育辮狀河三角洲、曲流河三角洲、灘壩和沖積扇/扇三角洲等沉積體系(組合)。

2) 晚三疊世(三級層序Ⅰ-SQ3),物源主要來自塔北隆起,隆起北陡、南緩,分別發(fā)育沖積扇/扇三角洲、辮狀河三角洲沉積。早侏羅世(三級層序Ⅱ-SQ1),塔北隆起范圍擴大、供源增多,寬緩南坡發(fā)育更大規(guī)模的辮狀河三角洲沉積。白堊系卡普沙良群(三級層序Ⅲ-SQ4)沉積末期,僅溫宿次隆小規(guī)模供源,研究區(qū)主要發(fā)育大型三角洲沉積(物源來自東南部大陸蝕源區(qū))。白堊系巴什基奇克組(三級層序Ⅳ-SQ3)沉積末期,研究區(qū)演化為寬淺氧化湖盆,主要發(fā)育淺水辮狀河三角洲沉積(物源來自東部大陸蝕源區(qū)及北部造山帶)。

3) 盆地沉積充填記錄反映了塔北隆起中生代的發(fā)育演化過程。三疊紀和侏羅紀塔北隆起“隆升剝蝕、供源控沉”作用強烈且呈加劇趨勢,早白堊世初剝蝕供源有限,后主體衰亡為水下低隆并于早白堊世末演化為南傾、寬緩的斜坡。


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