塔里木盆地塔中北圍斜中下奧陶統(tǒng)頂部暴露剝蝕的證據(jù)探討

馬慶佑，沙旭光，李宗杰，曹自成

(中國(guó)石油化工股份有限公司 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊 830011)

塔里木盆地塔中北圍斜中下奧陶統(tǒng)頂部暴露剝蝕的證據(jù)探討

馬慶佑，沙旭光，李宗杰，曹自成

(中國(guó)石油化工股份有限公司 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊 830011)

塔里木盆地塔中北圍斜地區(qū)中下奧陶統(tǒng)頂部是否存在暴露剝蝕，對(duì)明確該地區(qū)的儲(chǔ)層發(fā)育主控因素及下一步勘探方向至關(guān)重要。通過對(duì)新三維地震剖面反射特征、已鉆井Ro熱演化剖面及裂縫充填方解石δ13C、δ18O同位素特征的分析，初步認(rèn)為受加里東中期Ⅰ幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，塔中北圍斜地區(qū)中下奧陶統(tǒng)頂部遭受了不同程度的暴露剝蝕，臨近塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶的地區(qū)剝蝕程度增大，這將會(huì)提升該地區(qū)加里東中期Ⅰ幕風(fēng)化殼巖溶領(lǐng)域的油氣勘探潛力。

中下奧陶統(tǒng)；暴露剝蝕；證據(jù)探討；塔中北圍斜；塔里木盆地

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 塔中北圍斜地區(qū)構(gòu)造位置

2 中下奧陶統(tǒng)頂部暴露剝蝕的證據(jù)

2.1地震剖面上的削蝕反射特征

表1塔中地區(qū)奧陶系地層劃分對(duì)比

Table1StratigraphicdivisionofOrdovicianinmiddleTarimBasin

圖2 塔中北圍斜過順南1井三維地震解釋剖面剖面位置見圖1。

2.2Ro熱演化剖面上的突變

鏡質(zhì)體反射率Ro可用來表征有機(jī)質(zhì)的熱演化程度，并成為有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)之一。實(shí)踐表明，由于有機(jī)質(zhì)熱演化的化學(xué)反應(yīng)過程遵循阿倫尼烏斯(Arrhenius)方程的變化規(guī)律，因此在連續(xù)的地層剖面中，實(shí)測(cè)地層Ro值應(yīng)呈指數(shù)方式遞增，lnRo與埋深之間呈線性正相關(guān)性，應(yīng)表現(xiàn)為一條傾斜的直線，從而構(gòu)成鏡質(zhì)體反射率Ro熱演化剖面[11-12]。由于塔里木盆地下古生界地層中不存在鏡質(zhì)體，但存在海相鏡質(zhì)體(或稱鏡狀體)、固體瀝青等顯微組分，因此本文通過一些學(xué)者根據(jù)熱模擬實(shí)驗(yàn)建立的經(jīng)驗(yàn)公式[13-14]，把鏡狀體、瀝青反射率換算成鏡質(zhì)體反射率來完成Ro熱演化剖面的建立。

2.3碳、氧同位素分析

正常海相碳酸鹽巖往往比受大氣水影響的碳酸鹽巖和方解石膠結(jié)物富集δ13C和δ18O，在大氣樣品分別由中國(guó)石化無錫石油地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)研究中心、中原油田勘探開發(fā)研究院張同周完成。

表2 塔中北圍斜順南1井奧陶系鏡質(zhì)組反射率Ro測(cè)定

注：Ro：鏡質(zhì)體反射率;LRo：鏡狀體反射率;Rb：瀝青反射率。換算公式：Ro=0.533LRo+0.667[13];Ro=0.618Rb+0.4[14]。

圖3 塔中北圍斜順南1井奧陶系實(shí)測(cè)Ro熱演化剖面

水成巖環(huán)境中，當(dāng)有來自風(fēng)化殼上有機(jī)質(zhì)氧化來源的δ13C時(shí)，會(huì)引起δ13C偏負(fù)，同時(shí)因?yàn)榇髿馑畤?yán)重貧δ18O，受其影響的碳酸鹽巖和方解石膠結(jié)物的δ18O也嚴(yán)重偏負(fù)[16-17]。本文對(duì)塔中北圍斜地區(qū)古隆2、順南1井中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖中的裂縫充填方解石和方解石周圍泥晶灰?guī)r分別采樣，從所完成的碳、氧同位素分析表明(表3、圖4)：這2口井裂縫充填方解石的δ13CPDB=-1.6‰～0.5‰，δ18OPDB=-10.5‰～-7.7‰(樣品編號(hào)CO-1～5)，均比古隆2井中下奧陶統(tǒng)泥晶灰?guī)r全巖的背景值(δ13CPDB=0.9‰、δ18OPDB=-7.5‰)偏負(fù)(樣品編號(hào)CO-6)，且指相指數(shù)Z值均大于120，反映其形成環(huán)境為海相[18]，

代表了存在早期有大氣水參與的同生期表生巖溶產(chǎn)物的特征。這從側(cè)面反映了塔中北圍斜地區(qū)中奧陶統(tǒng)頂部碳酸鹽巖暴露剝蝕與巖溶作用的存在。

3 結(jié)論與討論

圖4 塔中北圍斜順南1、古隆2井碳、氧同位素組成投點(diǎn)圖

編號(hào)井名層位井深/m巖性δ13CPDB/‰δ18OPDB/‰Z值CO-1順南1O2yj6532.62裂縫充填方解石-0.5-10.4121.10CO-2順南1O1-2y6967.44裂縫充填方解石-1.6-7.7120.19CO-3古隆2O2yj5755.53裂縫充填方解石0.5-10.5123.10CO-4古隆2O2yj5760.33裂縫充填方解石0.4-9.7123.29CO-5古隆2O2yj5786.08裂縫充填方解石-0.2-9.4122.21CO-6古隆2O2yj5760.38泥晶灰?guī)r0.9-7.5125.41

注：Z值計(jì)算公式：Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O +50)[18]；分析單位：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院；分析人：劉漢斌；質(zhì)譜計(jì)型號(hào)：MAT 253；采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：PDB分析精密度為±0.2‰。

2)塔中北圍斜近期完鉆的順南1、古隆2井發(fā)育弱溶蝕孔儲(chǔ)層，并且2口井中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖裂縫充填方解石晶體的δ13C、δ18O同位素值較泥晶灰?guī)r全巖背景值明顯偏負(fù)，反映了成巖環(huán)境中大氣水的作用，加里東中期風(fēng)化殼巖溶作用是該地區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素之一。

3)塔中北圍斜地區(qū)是否遭受過暴露剝蝕與沉積間斷，對(duì)明確該地區(qū)的儲(chǔ)層發(fā)育主控因素及下一步勘探方向至關(guān)重要。通過上述資料分析，筆者認(rèn)為在加里東中期Ⅰ幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶下盤的塔中北圍斜地區(qū)抬升幅度相對(duì)于上盤的卡塔克隆起區(qū)要低，但中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖頂部可能同樣遭受了不同程度的暴露剝蝕，同時(shí)自東北向西南方向，越臨近塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶的地區(qū)中下奧陶統(tǒng)頂部剝蝕程度越大，這將會(huì)提升塔中北圍斜地區(qū)加里東中期Ⅰ幕風(fēng)化殼巖溶領(lǐng)域的油氣勘探潛力。

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(編輯黃 娟)

EvidenceofexposureerosionofLower-MiddleOrdoviciantopinBeiweixieregion,middleTarimBasin

Ma Qingyou, Sha Xuguang, Li Zongjie, Cao Zicheng

(ExplorationandProductionResearchInstituteofSINOPECNorthwestCompany,Urumqi,Xinjiang830011,China)

Whether there was exposure erosion of the Lower-Middle Ordovician top in Beiweixie region of the middle Tarim Basin, it is critical to identify the controlling factors for reservoir development and exploration direction in the study area. Through the analyses of the reflection characteristics of new 3d seismic profile,Rothermal evolution profile of drilled well, andδ13C,δ18O isotopes of fracture-filling calcites, it is concluded that the Lower-Middle Ordovician top may have suffered various degrees of exposure erosion in Beiweixie region under the action of the episode Ⅰ of the mid-Caledonian. Denudation degree increases approaching to the Tazhong No. Ⅰ fault belt, which enhances the oil and gas exploration potential of weathering crust karst areas of the episodeⅠof the mid-Caledonian in the study area.

Lower-Middle Ordovician; exposure erosion; evidence discussion; Beiweixie region in middle Tarim Basin; Tarim Basin

1001-6112(2013)05-0500-05

10.11781/sysydz201305500

TE121.3

A

2012-08-31；

2013-07-09。

馬慶佑(1981—)，男，碩士，工程師，從事石油地質(zhì)研究工作。E-mail: 37337428@qq.com。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)專題“塔里木盆地中央隆起區(qū)海相碳酸鹽巖層系油氣成藏主控因素與勘探突破目標(biāo)評(píng)價(jià)”(2011ZX05005-004)資助。