朱永進(jìn)，倪新鋒，劉玲利，喬占峰，2，陳永權(quán)，鄭劍鋒，2

1.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023

2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310023

3.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083

4.中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000

0 引言

碳酸鹽巖緩坡是地質(zhì)歷史中一類(lèi)常見(jiàn)的臺(tái)地類(lèi)型，具有地形平緩、缺乏障壁的基本特征，可以出現(xiàn)在不同的構(gòu)造地質(zhì)背景之中，如拉張盆地、克拉通盆地和被動(dòng)陸緣等以及不同的構(gòu)造演化階段[1]。然而，地質(zhì)學(xué)家們對(duì)其研究遠(yuǎn)不如鑲邊型臺(tái)地和孤立臺(tái)地，油氣勘探中更是如此。隨著深層油氣勘探的不斷推進(jìn)，緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地的勘探地位日益凸顯。例如四川盆地龍王廟組近年獲得了控制含氣面積1 606 km2，儲(chǔ)量高達(dá)6 000×108m3的重大勘探發(fā)現(xiàn)，為一規(guī)模、整裝、高效的特大型氣藏[2]；塔里木盆地塔中隆起區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組內(nèi)獲得日產(chǎn)15.8×104m3的戰(zhàn)略突破，標(biāo)志著寒武系鹽下白云巖層系原生油氣藏的發(fā)現(xiàn)及成為重要接替領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)性[3]；中東地區(qū)阿曼盆地主要油氣產(chǎn)層新元古界—下寒武統(tǒng)的Khufai組、Buah組及Ara群均為碳酸鹽巖緩坡沉積或以緩坡為主，其優(yōu)質(zhì)的緩坡成因儲(chǔ)層為大型油氣藏的發(fā)育提供了重要載體[4-5]。不難發(fā)現(xiàn)，以上勘探案例中的緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地在發(fā)育背景上具有一個(gè)共同特征，即均發(fā)育于裂谷體系相關(guān)的小型克拉通盆地之內(nèi)且以裂后沉降階段早期為主。裂后沉降期利于聚集成藏主要受益于小克拉通自身規(guī)模小、構(gòu)造活動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)[6]，一方面能夠?yàn)殛P(guān)鍵成藏要素的發(fā)育提供有利背景條件[2,7]，如四川盆地震旦系德陽(yáng)—安岳裂陷槽內(nèi)充填了近千米的優(yōu)質(zhì)烴源巖，為龍王廟組特大型氣藏的發(fā)育提供了重要物質(zhì)保障，另一方面也使得其后續(xù)沉積序列打上了構(gòu)造的“印記”。

塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組是震旦—寒武系區(qū)域不整合之上第一套淺水碳酸鹽巖沉積，不僅記錄了盆地在受羅迪尼亞（Rodinia）超大陸裂解誘發(fā)裂谷體系的裂后沉降階段的沉積響應(yīng)[8]，而且與下覆優(yōu)質(zhì)玉爾吐斯組烴源巖及上覆中寒武統(tǒng)厚層蒸發(fā)巖構(gòu)成典型蒸發(fā)鹽成藏組合，已成為當(dāng)前油氣勘探亟待重點(diǎn)突破的層系。盡管多位學(xué)者已指出塔里木盆地早寒武世為緩坡—弱鑲邊臺(tái)地沉積，肖爾布拉克組具備發(fā)育規(guī)模儲(chǔ)層潛力[3,9]。然而，隨著關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)探井新和1 井在原塔北“臺(tái)緣帶”[10]鉆揭巨厚泥晶灰?guī)r及玉龍6井缺失目的層而相繼失利，表明肖爾布拉克期緩坡除具緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地自身“長(zhǎng)距離岸線遷移、高能帶具游蕩性”特征外，內(nèi)部亦存在明顯的構(gòu)造分異性，明確沉積期構(gòu)造—巖相古地理特征及相關(guān)規(guī)模儲(chǔ)層分布已成為制約下一步勘探部署的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文以肖爾布拉克組碳酸鹽巖緩坡為例，利用最新處理42條二維地震大測(cè)線、柯坪地區(qū)9 個(gè)剖面點(diǎn)及12 口完鉆井資料等，以勘探需求為基本出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)討論了三個(gè)方面的問(wèn)題：肖爾布拉克組沉積期構(gòu)造格局及巖相古地理響應(yīng)特征，規(guī)模儲(chǔ)層分布以及裂后沉降階段碳酸鹽巖緩坡沉積—儲(chǔ)層發(fā)育模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地是一個(gè)夾持于北部天山山脈和南部昆侖山脈之間，東側(cè)以阿爾金斷裂帶為界的大型含油氣疊合盆地，面積達(dá)56×104km2。塔里木盆地在形成—演化過(guò)程中跨越了多個(gè)重大構(gòu)造變形期，造就了現(xiàn)今群山環(huán)繞、盆內(nèi)“四隆五坳”的構(gòu)造格局，各構(gòu)造單元基底分異明顯，具不同構(gòu)造—沉積單元演化史（圖1a，b）[11]。區(qū)域構(gòu)造熱事件、沉積地層序列及古地磁研究成果表明，自南華紀(jì)初至下古生界早期，塔里木盆地經(jīng)歷了一次區(qū)域強(qiáng)伸展構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，與羅迪尼亞超大陸及岡瓦納大陸聚合—裂解事件密切相關(guān)[8,12-13]。隨著羅迪尼亞超大陸裂解，塔里木陸塊與西南的羌塘地塊、東北側(cè)的準(zhǔn)噶爾地塊及北側(cè)的中天山地塊相繼分離[11]，板塊內(nèi)部也出現(xiàn)了裂谷相玄武巖，標(biāo)志著盆地進(jìn)入裂谷盆地發(fā)育階段，并先后經(jīng)歷了裂谷初始發(fā)育階段（南華紀(jì)初）→裂谷發(fā)育及火山活躍階段（南華紀(jì)）→裂谷鼎盛及海侵階段（震旦紀(jì)）→裂后沉降克拉通發(fā)育階段（寒武紀(jì)）[14]。裂谷體系整體呈近北東—南西走向，按照現(xiàn)今位置可以劃分為塔東北裂陷、塔西南裂陷及塔西北裂陷三個(gè)分支，裂陷區(qū)與南北兩側(cè)高隆帶構(gòu)成“兩隆夾一坳”的宏觀構(gòu)造格局。震旦紀(jì)末，受柯坪運(yùn)動(dòng)影響，造成盆地范圍內(nèi)南華—震旦系不同程度的剝蝕，發(fā)了震旦—寒武系之間大型不整合的同時(shí)，除塔西北裂陷區(qū)明顯抬升外基本保持了前期古構(gòu)造格局，呈現(xiàn)出南高北低、西高東低的整體特征[15]。盆地內(nèi)則進(jìn)一步分異出本文所提“三隆兩洼”古構(gòu)造格局，對(duì)早寒武世沉積產(chǎn)生了重要影響。

塔里木盆地南華系—震旦系沉積了巨厚的以粗碎屑為主，夾泥巖、碳酸鹽巖的地層，期間伴隨著多套火山噴發(fā)巖、侵入巖及4 套冰磧礫巖，記錄了裂谷體系初始發(fā)育—鼎盛階段構(gòu)造—沉積響應(yīng)特征。寒武紀(jì)早期，塔里木盆地進(jìn)入裂后沉降階段，廣泛發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境，周緣為被動(dòng)大陸邊緣斜坡圍繞（圖1c）[11]。下寒武統(tǒng)自下而上依次發(fā)育玉爾吐斯組、肖爾布拉克組及吾松格爾組。玉爾吐斯組是一套黑色泥頁(yè)巖、含磷質(zhì)結(jié)核薄層硅質(zhì)泥巖為主，夾薄層泥晶云巖/灰?guī)r的海泛期深水緩坡，是目前最落實(shí)的一套有效烴源巖[18]。肖爾布拉克組是研究的重點(diǎn)，區(qū)域上可以劃分為肖下段和肖上段，構(gòu)成一個(gè)海退期三級(jí)層序。肖下段下部，發(fā)育薄層紋層狀藻紋層與凝塊巖，局部可見(jiàn)小型微生物丘（如方1 井及蘇蓋特布拉克剖面）；肖下段上部則為薄—厚層狀微生物巖（凝塊巖為主），層厚自下向上變大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)凝塊狀、礫屑狀，表明水體能量逐漸增強(qiáng)；肖上段下段以微生物丘灘體和（藻）砂屑灘發(fā)育為主要特征，為主要儲(chǔ)集相發(fā)育段，為本文研究重點(diǎn)；肖上段上部發(fā)育泥晶云巖或藻紋層云巖，夾顆粒云巖，見(jiàn)泥裂、帳篷構(gòu)造及疊層石，為內(nèi)緩坡潮坪相。吾松格爾組整體表現(xiàn)出薄—中層泥質(zhì)白云巖與泥粉晶白云巖互層的特征，局部見(jiàn)膏鹽巖。隨著古氣候變的干旱炎熱及臺(tái)地自身“桶狀”結(jié)構(gòu)的發(fā)育，中寒武統(tǒng)發(fā)育了廣布的厚層蒸發(fā)巖，前期洼地處最厚，達(dá)400 m以上，構(gòu)成了區(qū)域的優(yōu)質(zhì)直接蓋層[9]。

2 構(gòu)造—巖相古地理特征

圖1 塔里木盆地構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)圖（a）；南北向構(gòu)造—地層結(jié)構(gòu)剖面（TLM-Z250 線）（b）；地層綜合柱狀圖（c）（據(jù)文獻(xiàn)[16-17]修改匯編）Fig.1 (a) Sketch map of tectonic units in the Tarim Basin; (b) south-north oriented structural-stratigraphic section (Line TLM-Z250);and (c) composite stratigraphic section of Tarim Basin from Precambrian to mid-Cambrian

表1 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組沉積期各構(gòu)造單元沉積儲(chǔ)層特征Table 1 Characteristics of sedimentation and reservoirs of different geomorphological units in the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin

依據(jù)盆地范圍內(nèi)完鉆井、露頭區(qū)剖面及2D地震大測(cè)線對(duì)比結(jié)果，提出了肖爾布拉克組沉積前盆內(nèi)發(fā)育“三隆兩洼”古構(gòu)造格局，并直接控制了緩坡體系的整體發(fā)育特征，尤其是高能儲(chǔ)集相的分布（表1）。所謂“三隆”是指南部的塔西南古隆和北部的柯坪—溫宿低隆、輪南—牙哈低??；“兩洼”是指南北高隆起之間的臺(tái)內(nèi)洼地及東部盆地。需要說(shuō)明的是，雖然本文采用了“隆起/低隆”的概念，但特指肖爾布拉克期平緩宏觀地貌中的正向地貌單元，繼承于同裂谷期的古地貌，裂后沉降階段的差異沉降使之進(jìn)一步分異。

2.1 “三隆兩洼”古構(gòu)造格局

塔西南古隆是肖爾布拉克組沉積前最為落實(shí)、規(guī)模最大的古隆起，位于現(xiàn)今盆地西南，劃分為東西兩段（圖2）。其中，古隆西段為麥蓋提東南80 km 處至和田一帶，長(zhǎng)約360 km，走向北西—南東；東段則自和田至且莫，延伸570 km，走向西南—東北。塔西南古隆起源于前寒武紀(jì)，受柯坪運(yùn)動(dòng)改造后定型。截至目前，玉龍6井和塔參1井兩口井缺失整個(gè)下寒武統(tǒng)地層（圖2），直接由中寒武系進(jìn)入前寒武系地層，證實(shí)了古隆起的客觀存在（圖3），而非前人主張的“塔西南洼地”[19]。地震同相軸追蹤結(jié)果也有力的支撐了這一觀點(diǎn)（圖4），表現(xiàn)出下寒武統(tǒng)沉積地層依次向南超覆尖滅于古隆側(cè)翼，中寒武統(tǒng)地層則直接披覆沉積于古隆之上。塔西南古隆北緣整體表現(xiàn)為“臺(tái)階式”坡降特點(diǎn)。一方面具有“大平臺(tái)”的特征，自東向西平臺(tái)逐漸變寬，平均超過(guò)30 km，至現(xiàn)今巴楚隆起和4井區(qū)達(dá)到最大，為115 km。平臺(tái)之上肖爾布拉克組沉積厚度穩(wěn)定，以肖上段為主，為39～68 m，在超過(guò)200 km的距離內(nèi)沉積厚度僅增加20余米，計(jì)算坡度小于1°。另一個(gè)方面，古隆向臺(tái)內(nèi)洼地過(guò)渡帶則地層厚度迅速增大，厚度等值線密度明顯加大，如圖3所示由楚探1井至和4 井，肖爾布拉克組厚度迅速由68 m 增大至近230 m，存在一個(gè)類(lèi)似于“坡折帶”的地貌（圖3）。

柯坪—溫宿低隆位于現(xiàn)今烏恰至阿克蘇一帶，走向南西至北東，延伸長(zhǎng)度約520 km，寬約80 km，整體向東、東南方向傾斜，與塔西南古隆和田—且末段近于平行。本文之所以將柯坪—溫宿古隆和輪南—牙哈古隆定義為低隆區(qū)，主要是因?yàn)閮陕≈匣蛑芫壘l(fā)育玉爾吐斯組烴源巖，明顯有別于塔西南古隆區(qū)，推測(cè)沉積期二者相對(duì)位置低于塔西南古隆區(qū)。限于現(xiàn)今柯坪—溫宿地區(qū)存在多排擠壓推覆構(gòu)造及復(fù)雜地貌等因素，地震資料品質(zhì)尚不能夠很好的滿足沉積地層刻畫(huà)要求，柯坪地區(qū)露頭群剖面是支撐論文觀點(diǎn)的主要證據(jù)資料（圖5）?？缕骸獪厮薰怕∑鸬臑跷? 井至同1 井附近，缺失下寒武統(tǒng)地層，向東則與塔西南古隆北緣類(lèi)似，被下寒武統(tǒng)沉積地層超覆。由奧依皮克剖面向其西南方面的昆蓋闊坦剖面，再至方1 井對(duì)比證實(shí)：肖爾布拉克組沉積穩(wěn)定，向延伸方向地層逐漸增厚，為120～200 m，無(wú)突然增厚的區(qū)域，反映出古隆側(cè)緣具均斜地貌的特點(diǎn)。本文觀點(diǎn)與朱光有等[18]對(duì)于下伏玉爾吐斯期沉積地貌認(rèn)識(shí)不謀而合，自?shī)W依匹克向東南存在著水體逐漸加深的趨勢(shì)。最新在奧依匹克剖面獲得的混積樣品（圖6a）也支持了該時(shí)期發(fā)育一古隆起的推測(cè)，推翻了前人關(guān)于該區(qū)域?yàn)榕_(tái)前斜坡的認(rèn)識(shí)[20-21]。

圖2 塔里木盆地下寒武統(tǒng)地層厚度等值線圖與圖3～5 及圖7 所在位置Fig.2 Contour map of the Lower Cambrian in the Tarim Basin, showing locations of Figs.3-5 and Fig.7

圖3 塔西南隆起帶北緣下寒武統(tǒng)沉積地層對(duì)比剖面（位置見(jiàn)圖2）Fig.3 Correlation profile of the Lower Cambrian at the northern margin of the SW Tarim uplift (see Fig.2 for location)

圖4 塔西南古隆區(qū)地震地層剖面（位置見(jiàn)圖2）Fig.4 Seismic stratigraphical section of the SW Tarim uplift (see Fig.2 for location)

輪南—牙哈低隆位于現(xiàn)今輪南至牙哈地區(qū)，西以牙哈5至躍南2井一帶為界、東至塔深1井區(qū)，整體呈近南北走向，南北長(zhǎng)約170 km，東西寬約80 km。雖然截至目前僅牙哈5井鉆揭下寒武統(tǒng)地層，暫無(wú)法準(zhǔn)確落實(shí)肖爾布拉克組的垂向巖相序列，但豐富的前積反射為落實(shí)古隆起的分布提供了有力的證據(jù)。一方面研究組通過(guò)盆內(nèi)6 口碳同位素曲線橫向?qū)Ρ龋▋?nèi)部交流，暫未發(fā)表）及薄片巖性分析證實(shí)了牙哈5 井鉆揭富藻層段地層歸屬為肖爾布拉克組上段且為藻白云巖（圖6i），與周緣的新和1井厚層泥晶灰?guī)r相比而言，可以合理推測(cè)牙哈5井處于一個(gè)相對(duì)高的地貌，利于早期云化作用的發(fā)生。另一個(gè)方面在牙哈5 井—躍南2 井處首次刻畫(huà)出了一條前積反射帶（圖7a，b），距離新和1井40～60 km，推翻了以往新和1井為“北部臺(tái)緣帶”的觀點(diǎn)[10,21]；同時(shí)，東部沿塔深1井發(fā)育前積反射帶則已經(jīng)基本成為共識(shí)（圖7a），不再贅述。前積反射帶之間區(qū)域呈平行—丘狀反射，局部可見(jiàn)前積現(xiàn)象?；谶@兩個(gè)方面的證據(jù)，提出了輪南—牙哈地區(qū)在早寒武世發(fā)育一控沉積低隆。

南北兩高隆帶之間的洼地主體位于現(xiàn)今滿加爾坳陷一帶，北東—南西走向，目前尚無(wú)鉆井揭示，主要依據(jù)前積反射帶、地貌陡坎及前人地磁異常等證據(jù)界定，厚度普遍超過(guò)200 m，局部可達(dá)260 m 以上。在麥蓋提附近存在一局部厚度增大區(qū)，并且受瑪北1—巴探5的低梁遮擋，厚約120 m。另一個(gè)洼地則是現(xiàn)今的東部盆地，沉積厚度穩(wěn)定，約40～120 m。

圖5 柯坪—溫宿低隆區(qū)典型露頭照片（a）及與鉆井沉積地層對(duì)比剖面（b，位置見(jiàn)圖2）Fig.5 (a) Photograph of typical outcrop from the Sugaitebulake section, and (b) basic interpretation and correlation profile between seven outcrops and two wells at the marginal area of Keping-Wensu lower uplift (see Fig.2 for location)

圖6 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組典型巖相宏觀與微觀照片F(xiàn)ig.6 Photographs and micrographs of typical lithofacies of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation in the Tarim Basin

2.2 巖相古地理響應(yīng)特征

圖7 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組典型地震前積反射剖面（位置見(jiàn)圖2）Fig.7 Progradational reflectance seismic section of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin (see Fig.2 for location)

依據(jù)22口鉆井、柯坪露頭區(qū)10個(gè)剖面點(diǎn)及覆蓋全盆地42條最新處理2D地震大測(cè)線及部分3D數(shù)據(jù)完成了肖爾布拉克組期巖相古地理的恢復(fù)重建，發(fā)現(xiàn)“三隆兩洼”古構(gòu)造格局對(duì)這一時(shí)期巖相古地理的分異具有明顯的控制作用。即便經(jīng)過(guò)了玉爾吐斯組和肖爾布拉克組沉積期的填平補(bǔ)齊，肖上段的古地理分異依然具有強(qiáng)烈的“構(gòu)造印記”（圖8），整體表現(xiàn)為具“南高北低、西高東低”宏觀特征的大型碳酸鹽巖緩坡體系（組合），內(nèi)部進(jìn)一步劃分為三個(gè)圍繞古隆發(fā)育的緩坡，各自特征不盡相同。早寒武世影響塔里木板塊的古洋流方向?yàn)樽员睎|向西南方向[22]，受古構(gòu)造格局的影響造成體系內(nèi)部水體能量的差異，進(jìn)而影響了三個(gè)緩坡的沉積物構(gòu)成。其中，塔西南古隆北緣及輪南—牙哈低隆的東側(cè)直接面向洋流（廣海），水體能量較高，以顆粒灘沉積為主；輪南—牙哈西側(cè)及柯坪—溫宿地區(qū)能量則相對(duì)低，沉積以丘灘復(fù)合體為主。據(jù)此，將它們分別命名為塔西南古隆北緣顆粒灘為主的坡坪式緩坡、柯坪—溫宿低隆丘灘復(fù)合體均斜型緩坡及輪南—牙哈低隆丘灘復(fù)合體孤島型緩坡。

塔西南古隆北緣顆粒灘為主的坡坪式緩坡發(fā)育于塔西南古隆起北緣平緩地貌之上，自古隆帶向盆地方向依次發(fā)育了古隆→混積坪→內(nèi)緩坡潮坪→中緩坡顆粒灘→臺(tái)內(nèi)洼地→中—外緩坡→盆地等（亞）相帶（圖3，8），緩坡類(lèi)型以均斜型為主，局部可見(jiàn)遠(yuǎn)端開(kāi)始變陡的現(xiàn)象（如塔中32 井區(qū)，圖7c）。平緩的地貌及直接面向廣海的地理位置使得中緩坡顆粒灘相較發(fā)育，分布于麥蓋提—巴探5井—和4井一線至塔中32 井之間，西寬東窄，寬50～130 km，較古隆略寬，反映出前期填平補(bǔ)齊及緩坡性臺(tái)地側(cè)向遷移的效應(yīng)，預(yù)測(cè)面積達(dá)4×104km2。顆粒灘帶以鮞粒灘、砂屑灘沉積為主（圖3、圖6g），垂向上具單層厚度大、灘地比高的特征，如楚探1井單層厚度可達(dá)10 m，累計(jì)厚度53 m，灘地比77.9%。局部夾有泥粉晶砂屑云巖，構(gòu)成了結(jié)構(gòu)上的向上變粗的變淺旋回。向南部古隆方向，泥質(zhì)泥晶云巖的比例增加，開(kāi)始出現(xiàn)藻云巖及含陸源碎屑的混積沉積特征（圖6b）；向臺(tái)內(nèi)洼地方向，鮞粒/砂屑云巖過(guò)渡為云灰互層的低能相帶，乃至泥晶灰?guī)r相。

圖8 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組構(gòu)造巖相古地理圖Fig.8 Paleogeographic map of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin

柯坪—溫宿低隆丘灘復(fù)合體均斜型緩坡是柯坪—溫宿地區(qū)均斜的地貌和相對(duì)局限的水體動(dòng)能聯(lián)合作用的結(jié)果。自古隆向盆地方向依次發(fā)育古隆→混積坪→內(nèi)緩坡潮坪→中緩坡丘灘復(fù)合帶→中—外緩坡→盆地等。中緩坡丘灘復(fù)合帶是該緩坡體系的特色，以準(zhǔn)層狀藻屑灘覆蓋于規(guī)模不等的微生物丘之上為主要特征，偶見(jiàn)少數(shù)微生物丘嵌于藻屑灘內(nèi)，表現(xiàn)出“小丘大灘”組合?？缕郝额^區(qū)剖面及隆起南緣鉆井均揭示了這套丘灘復(fù)合體，尤其以蘇蓋特布拉克、昆蓋闊坦等露頭剖面及舒探1 井最為典型（圖6d～f，h），均分布在肖爾布拉克組上段，呈向南進(jìn)積趨勢(shì)（圖5、圖6c）。微生物丘狀體呈上拱丘狀，高7～21 m，寬達(dá)50 m；上覆藻屑灘的側(cè)向延伸超出露頭范圍，僅在肖爾布拉克剖面已至少超過(guò)28 km（露頭長(zhǎng)度），預(yù)測(cè)丘灘復(fù)合體面積達(dá)3.3×104km2。

輪南—牙哈低隆丘灘復(fù)合體孤島型緩坡呈“孤島”狀披覆在輪南—牙哈低隆之上，被地勢(shì)低洼區(qū)的中—外緩坡相環(huán)繞，缺失內(nèi)緩坡混積坪—潮坪相帶。該緩坡具有明顯的東西分異特征，即東側(cè)邊緣面向廣海，位于“迎風(fēng)面”位置，相對(duì)較陡，以加積—進(jìn)積為主，推測(cè)以丘灘復(fù)合體為主，具遠(yuǎn)端變陡的特點(diǎn)，中—晚寒武世迅速發(fā)育成強(qiáng)進(jìn)積型臺(tái)緣復(fù)合體；西側(cè)亦表現(xiàn)出一定的加積特征，但是相對(duì)平緩，具有均斜緩坡的特征。結(jié)合牙哈5井的藻格架薄片（圖6i），推測(cè)輪南—牙哈低隆區(qū)西側(cè)以低幅微生物丘為主。東西兩側(cè)之間區(qū)域地震反射以丘狀為主，局部可見(jiàn)無(wú)固定方向加積—進(jìn)積特征，可能為微生物丘—丘灘復(fù)合體過(guò)渡沉積，預(yù)測(cè)丘灘復(fù)合體面積達(dá)1.38×104km2。

3 儲(chǔ)層發(fā)育特征

塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組主要發(fā)育兩大類(lèi)儲(chǔ)層，分別為顆粒灘儲(chǔ)層和藻丘儲(chǔ)層，受相控特征明顯（圖9）。三大受古（低）隆約束的碳酸鹽巖緩坡體系因沉積響應(yīng)特征存在明顯差異，使得這兩大類(lèi)儲(chǔ)層在它們之中發(fā)育程度及特征并不盡相同，主要體現(xiàn)在儲(chǔ)層類(lèi)型與空間特征、及宏觀分布規(guī)律和內(nèi)部非均質(zhì)性等方面。

3.1 儲(chǔ)層類(lèi)型與空間特征

塔西南古隆北緣緩坡體系的儲(chǔ)層以顆粒灘儲(chǔ)層為主，以楚探1井為例進(jìn)行闡述其特征。楚探1井在肖爾布拉克組7 725～7 798 m井段內(nèi)發(fā)育多期厚層顆粒灘儲(chǔ)層，以（殘余）鮞粒云巖、砂屑云巖為主，以粒間（溶）孔為主要儲(chǔ)集空間，可見(jiàn)粒內(nèi)溶孔及生物體腔孔（圖9e），總體以基質(zhì)孔隙為主，孔隙度2.9%～4.8%，平均3.65%。

柯坪—溫宿低隆周緣緩坡體系的儲(chǔ)層為顆粒灘儲(chǔ)層和藻丘儲(chǔ)層的復(fù)合體，以柯坪露頭區(qū)蘇蓋特布拉克剖面及舒探1井為例進(jìn)行介紹，它們均在肖爾布拉克組上段發(fā)育藻丘儲(chǔ)層且被顆粒灘儲(chǔ)層覆蓋。藻丘儲(chǔ)層巖性以藻格架云巖、藻凝塊云巖、泡沫棉藻云巖、疊層石云巖為主。儲(chǔ)集空間類(lèi)型則主要為藻格架孔，受藻架原始形態(tài)控制，典型的原生孔隙（圖9d～f），孔隙度1.4%～7.5%，平均4%。上覆的顆粒灘儲(chǔ)層與塔西南古隆北緣有所不同，儲(chǔ)層巖性以藻砂屑云巖、黏結(jié)顆粒云巖及結(jié)晶（殘余）顆粒云巖為代表，粒間（溶）孔及晶間孔為主（圖9a～c），孔隙度1.5%～10.8%，平均4.2%。

圖9 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組儲(chǔ)層典型宏微觀照片F(xiàn)ig.9 Photographs and micrographs of typical Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin

輪南—牙哈低隆區(qū)中緩坡丘灘儲(chǔ)層至今尚無(wú)鉆井揭示，但推測(cè)與柯坪—溫宿低隆去緩坡儲(chǔ)層類(lèi)型及空間特征相類(lèi)似。

3.2 儲(chǔ)層成因

盡管三大古（低）隆周緣緩坡體系在儲(chǔ)層類(lèi)型及組合方面存在明顯差異，但它們?cè)谛纬膳c演化方面卻具有一定相似性，即中緩坡高能沉積相帶與早期白云巖化作用聯(lián)合控制了有效儲(chǔ)層的發(fā)育與保存，并在埋藏期進(jìn)一步受到調(diào)整改造。關(guān)于肖爾布拉克組儲(chǔ)層成因的相關(guān)研究，尤其是從多參數(shù)地球化學(xué)及高溫高壓巖溶模擬實(shí)驗(yàn)角度，研究組已另文發(fā)表[23-24]，不再贅述，僅概述其基本過(guò)程及特征。

物質(zhì)基礎(chǔ)提供孔隙：中緩坡顆粒灘相和藻丘相是儲(chǔ)層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。相對(duì)高能環(huán)境下形成的多孔沉積物是儲(chǔ)層發(fā)育的最原始物質(zhì)基礎(chǔ)，孔隙以顆粒灘的粒間孔和藻丘的藻格架孔為主，它們本身就是很好的儲(chǔ)集空間，更是為后期成巖流體的運(yùn)移提供了有效通道。顆粒灘和藻丘的發(fā)育又受古地貌、高頻層序旋回等控制，使它們?cè)跍?zhǔn)同生期易受大氣淡水淋濾的改造。

早期云化保存孔隙：按照發(fā)生的先后順序，白云巖化可劃分為準(zhǔn)同生—淺埋藏和中—晚埋藏兩個(gè)階段。第一階段白云巖化作用具有速度快、晶粒細(xì)，往往能夠很好保留原巖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。無(wú)論露頭還是井下，肖爾布拉克組儲(chǔ)層絕大多數(shù)很好的保留了原始沉積結(jié)構(gòu)，即便后期徹底云化，原始的顆粒形態(tài)仍依稀可見(jiàn)。多參數(shù)地球化學(xué)分析也證實(shí)了肖爾布拉克組白云巖形成于準(zhǔn)同生—淺埋藏期，主要是回流滲透白云巖化作用的產(chǎn)物。白云巖良好的抗壓實(shí)能力使得原始孔隙得以保存，以粒間孔和藻架孔為主，并成為目的層主力儲(chǔ)集空間類(lèi)型。

埋藏階段改造孔隙：高溫高壓巖溶模擬實(shí)驗(yàn)已證實(shí)，在開(kāi)放—流動(dòng)體系下，埋藏溶蝕作用以改造先期儲(chǔ)層為主，改造強(qiáng)度對(duì)先期物性的依賴度甚至超過(guò)了巖相本身。無(wú)論是顆粒灘型還是藻丘型先期有效儲(chǔ)層均為晚期溶蝕提供了改造基礎(chǔ)，已在露頭和井下得到充分驗(yàn)證，現(xiàn)今肖爾布拉克組儲(chǔ)層多為基質(zhì)孔的溶蝕擴(kuò)大。

3.3 規(guī)模儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及宏觀非均質(zhì)性

3.3.1 規(guī)模儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

三大古（低）隆控制了中緩坡高能的顆粒灘和丘灘復(fù)合體的發(fā)育，而它們進(jìn)一步構(gòu)成了有效儲(chǔ)層的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，使得塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組規(guī)模儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)成為可能，且能夠滿足前期風(fēng)險(xiǎn)勘探的需求。145 個(gè)樣品的物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：中緩坡各類(lèi)儲(chǔ)集巖相平均孔隙度2.74%～5.5%，平均滲透率(0.034～1.657)×10-3μm2，以粒間（溶）孔或晶間孔為主的藻砂屑云巖及細(xì)晶云巖表現(xiàn)為中—高孔、中高滲型儲(chǔ)層，其余則主要為中—高孔、低滲型儲(chǔ)層，這也再次反映了儲(chǔ)層的孔—喉形態(tài)受控于原始巖石結(jié)構(gòu)（圖9d）。外緩坡帶的24 個(gè)樣品孔隙度平均值最大僅為1.18%，明顯低于有效儲(chǔ)層的下限閥值1.8%，不構(gòu)成儲(chǔ)層。內(nèi)緩坡帶的33 個(gè)樣品反映出具備發(fā)育有效儲(chǔ)層的可能，如黏結(jié)藻云巖的平均孔隙達(dá)2.98%，但因其比例較低，亦未構(gòu)成主體。綜上，研究認(rèn)為肖爾布拉克組規(guī)模儲(chǔ)層主要分布在三大古（低）隆周緣的中緩坡高能相帶內(nèi)，分布面積超過(guò)9×104km2。

3.3.2 宏觀非均質(zhì)性

雖然分布三大古（低）隆周緣的中緩坡帶均具有發(fā)育規(guī)模儲(chǔ)層的潛力，但因古隆自身特點(diǎn)及古洋流的影響造就了沉積結(jié)構(gòu)的差異，這使得各中緩坡帶的儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)不盡相同。

塔西南古隆北緣的中緩坡儲(chǔ)層帶以顆粒灘儲(chǔ)層為主，儲(chǔ)層質(zhì)量以Ⅱ類(lèi)為主，宏觀非均質(zhì)性弱。平面上，儲(chǔ)層發(fā)育嚴(yán)格受控于顆粒灘帶的分布，于隆起北緣大平臺(tái)之上連片發(fā)育，整體成帶狀、片狀，預(yù)測(cè)面積達(dá)4×104km2?？v向上，高頻海平面升降旋回使得多期次顆粒灘儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層間互發(fā)育（圖3），單層厚度最大可達(dá)10 m，灘儲(chǔ)比高達(dá)65%。

柯坪—溫宿低隆周緣的中緩坡帶儲(chǔ)層為顆粒灘儲(chǔ)層和藻丘儲(chǔ)層的復(fù)合體，具“下丘上灘、小丘大灘”的宏觀非均質(zhì)特征，強(qiáng)度中—弱，Ⅰ和Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層均有發(fā)育。平面上，儲(chǔ)層發(fā)育亦嚴(yán)格受控于巖相的分布，沿著古隆周緣穩(wěn)定發(fā)育，如肖爾布拉克剖面建模結(jié)果證實(shí)至少在28 km 范圍內(nèi)儲(chǔ)層分布穩(wěn)定在28.4～36.7 m。宏觀非均質(zhì)性主要表現(xiàn)藻丘—丘間—藻丘、藻丘—顆粒灘等之間的過(guò)渡，儲(chǔ)層呈塊狀發(fā)育，預(yù)測(cè)面積達(dá)3.3×104km2。縱向上，差異最為明顯。如圖10所示顆粒灘儲(chǔ)層與藻丘儲(chǔ)層在孔隙度方面差異僅1～2倍，然在滲透率方面卻存在高達(dá)數(shù)倍甚至一個(gè)數(shù)量級(jí)的差異，勢(shì)必會(huì)加劇儲(chǔ)層非均質(zhì)程度，主要表現(xiàn)為下丘上灘的差異，單層厚度變化較大，儲(chǔ)層占丘灘復(fù)合體的厚度比例可達(dá)80%。

輪南—牙哈低隆之上的中緩坡帶儲(chǔ)層尚無(wú)鉆井揭示，依據(jù)地震剖面揭示沉積結(jié)構(gòu)，推測(cè)其宏觀非均質(zhì)性與柯坪—溫宿低隆區(qū)儲(chǔ)層類(lèi)似，強(qiáng)度中—弱。平面上東部“迎風(fēng)面”建隆帶儲(chǔ)層呈條帶狀，西側(cè)“背風(fēng)面”則以塊狀/片狀為主，預(yù)測(cè)面積達(dá)1.38×104km2。

4 裂后沉降期碳酸鹽巖緩坡沉積—儲(chǔ)層發(fā)育模式

裂谷盆地進(jìn)入裂谷沉降演化階段之后，構(gòu)造整體趨于穩(wěn)定的同時(shí)，繼承于同裂谷期的不同構(gòu)造單元基底沉降差異依然能夠?qū)ν诔练e體系的發(fā)育特征產(chǎn)生明顯影響，早期階段更是如此。沉積期地貌平緩（坡度通常＜1°）是碳酸鹽巖緩坡體系的典型特征，正因如此，對(duì)其沉積—儲(chǔ)層的發(fā)育造成兩個(gè)直接影響[25]：一是平緩的地貌通常伴隨著岸線的長(zhǎng)距離遷移，即便海平面升降幅度很小，使得高能沉積相帶的分布具明顯的“游走性”，給鉆前預(yù)測(cè)增加了難度；二是高能沉積相帶較易于暴露，利于早期白云巖化及大氣淡水淋濾等成巖儲(chǔ)層機(jī)制的觸發(fā)。裂后沉降早期階段“整體趨于穩(wěn)定、局部存在差異”的構(gòu)造活動(dòng)特征使得同期碳酸鹽巖緩坡體系的高能沉積相帶預(yù)測(cè)變得有規(guī)律可循，即平緩地貌背景下尋找相對(duì)高隆的正向地貌，這些正向地貌單元的周緣或之上往往就是高能沉積相帶發(fā)育的有利位置，亦是利于規(guī)模有效儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。

圖10 塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組物性統(tǒng)計(jì)圖Fig.10 Physical properties of the Xiaoerbulake Formation in the Lower Cambrian, Tarim Basin

塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組是盆地進(jìn)入裂后沉降階段后第一套淺水碳酸鹽巖沉積，臺(tái)地類(lèi)型為緩坡（組合），沉積期受控于低緩斜坡背景下的“三隆兩洼”古構(gòu)造格局的控制。肖下段沉積期，塔西南古隆地貌明顯高于輪南—牙哈低隆及部分柯坪—溫宿低隆，因此僅在兩低隆之上或周緣發(fā)育了低能緩坡沉積（圖11a-1、圖11b），以暗色泥粉晶云巖、藻紋層云巖等巖相為主，局部見(jiàn)小型生物丘，最低洼處甚至發(fā)育厚層泥晶灰?guī)r，高能相帶不發(fā)育，直接導(dǎo)致了儲(chǔ)層很少發(fā)育。進(jìn)入肖上段沉積期，三大（低）隆起地貌變得更加平緩，隨著海平面的降低，隆起周緣均發(fā)育了規(guī)模性中緩坡高能顆粒灘或丘灘復(fù)合帶，形成了較好的儲(chǔ)層發(fā)育物質(zhì)基礎(chǔ)（圖11a-2、圖11c～e）。同期北東向古洋流與三隆兩洼地貌相互作用使得各隆起區(qū)水動(dòng)力特征存在差異，進(jìn)而造就了沉積體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同（圖11c～e），如塔西南古隆北緣中緩坡高能相帶以顆粒灘為主，而柯坪—溫宿低隆區(qū)則以下丘上灘的復(fù)合體為特征。至海平面下降晚期，大面積的顆粒灘/丘灘復(fù)合帶暴露出地表，在早期白云巖化及淡水淋濾的作用下發(fā)育了肖爾布拉克組規(guī)模有效儲(chǔ)層（圖11a-2）。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）塔里木盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組沉積期發(fā)育了一套典型裂后沉降碳酸鹽巖緩坡體系（組合），巖相古地理分異明顯受控于同期“三隆兩洼”古構(gòu)造格局，北東向古洋流進(jìn)一步復(fù)雜化了沉積物構(gòu)成?？蓜澐殖鏊髂瞎怕”本夘w粒灘為主的坡坪式緩坡、柯坪—溫宿低隆丘灘復(fù)合體均斜型緩坡及輪南—牙哈低隆丘灘復(fù)合體孤島型緩坡，沉積特征各不相同。

圖11 塔里木盆地早寒武世肖爾布拉克期沉積—儲(chǔ)層發(fā)育模式Fig.11 Conceptual models of the Early Cambrian Xiaoerbulake Formation, Tarim Basin

（2）肖爾布拉克組規(guī)模有效儲(chǔ)層主要分布于受三大古（低）隆控制的碳酸鹽巖緩坡的中緩坡顆粒灘及丘灘復(fù)合帶內(nèi)，預(yù)測(cè)面積達(dá)9×104km2。原始沉積相帶與早期云化是儲(chǔ)層發(fā)育與保存的關(guān)鍵，埋藏期受到進(jìn)一步調(diào)整。塔西南古隆北緣顆粒灘帶以Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主，分布穩(wěn)定，最具規(guī)模性。

（3）裂谷末期的小型克拉通盆地整體處于熱沉降階段，構(gòu)造趨于穩(wěn)定，但前期構(gòu)造分異特征及沉降差異依然對(duì)碳酸鹽巖緩坡體系古地理響應(yīng)起到明顯控制。深入分析古構(gòu)造格局繼承性與差異性，能夠?yàn)樯顚犹妓猁}巖緩坡儲(chǔ)層的勘探提供有力鉆前預(yù)測(cè)指導(dǎo)，值得重視。