李 翔，王建功，李 飛，王玉林，伍坤宇，，李亞鋒，李顯明

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2.中國石油集團(tuán)油藏描述重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730020；3.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610500；4.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌 736200）

0 引言

微生物巖是研究地質(zhì)歷史時期生命活動和環(huán)境變化的重要載體，也是油氣儲層勘探領(lǐng)域一個新的熱點(diǎn)方向。微生物巖是指由底棲微生物群落通過捕獲與黏結(jié)碎屑沉積物，以及與微生物新陳代謝活動相關(guān)的各類無機(jī)或有機(jī)誘導(dǎo)礦化作用在原地形成的碳酸鹽沉積物，經(jīng)固結(jié)成巖作用后保存下來的生物沉積巖［1］。目前沉積學(xué)界對于海相微生物巖的研究成果豐富，在微生物巖類型、發(fā)育特征、沉積環(huán)境、水體性質(zhì)示蹤等方面取得了一系列重要進(jìn)展［2-4］，與之相比，國內(nèi)外對湖相微生物巖的研究時間較晚，研究程度普遍不高［5］。湖相微生物巖的形成和發(fā)育具有特殊性，其規(guī)?？裳睾毒€方向形成數(shù)百米至上千米的連續(xù)建造，且影響湖相微生物巖發(fā)育的因素較多，包括構(gòu)造、基底巖性、水化學(xué)和水文條件，以及風(fēng)、湖流和生物發(fā)育等，其內(nèi)在的形成過程既包括無機(jī)化學(xué)成因，也包括生物控制以及有機(jī)礦化過程等。形成微生物巖的湖水環(huán)境既包括淡水湖，也包括堿湖和鹽湖；種類既有疊層石、凝塊石以及兩者交替發(fā)育的復(fù)合類型，也存在大量微生物成因的球粒集合體，以及泉華和鈣華等。

國際上對微生物巖研究程度比較高的湖泊包括美國的大鹽湖和金字塔湖、土耳其的凡湖（Van Lake）等。國內(nèi)新生代以來的湖相微生物巖最早報道于第四紀(jì)泥河灣盆地［6］，2000 年以后在柴達(dá)木盆地西部漸新世—中新世湖相地層中開始陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)［7-11］。近年來，柴達(dá)木盆地西部湖相碳酸鹽巖油氣藏勘探獲得重大發(fā)現(xiàn)，油氣藏具有厚度大、產(chǎn)量高、橫向分布范圍廣、縱向油層數(shù)量多等特點(diǎn)，多口探井獲得日產(chǎn)千噸以上產(chǎn)量［12-13］。這些湖相碳酸鹽巖中有相當(dāng)比例的微生物巖具有發(fā)育良好的儲、滲特性，既可作為儲集空間也可為油氣運(yùn)移提供通道，是柴達(dá)木盆地新生代油氣勘探接替儲集巖類型之一。20世紀(jì)初，在柴達(dá)木盆地西部躍進(jìn)二號構(gòu)造中發(fā)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)生物礁含油儲層，構(gòu)筑了躍西油田主要產(chǎn)油層系［7］。近幾年，以南翼山、風(fēng)西、梁東等區(qū)域?yàn)榇淼奈⑸飵r新領(lǐng)域連續(xù)取得勘探突破，揭示了咸化湖泊微生物碳酸鹽巖的巨大勘探潛力。微生物巖產(chǎn)出層位包括下干柴溝組上段（E32）、上干柴溝組（N1）、下油砂山組（N21）、上油砂山組（N22），類型包括疊層石、凝塊石、紋理石、疊層石以及可能的微生物球粒集合體。由于微生物巖的組成、結(jié)構(gòu)及分布規(guī)律在總體上控制著相關(guān)儲層類型的發(fā)育和展布特征，是微生物巖儲層形成的基礎(chǔ)［14-15］，因此對柴達(dá)木盆地新生代微生物巖類型、結(jié)構(gòu)特征、發(fā)育規(guī)律和沉積環(huán)境的研究將對尋找潛在的微生物巖儲層具有指導(dǎo)意義。

盡管如此，柴達(dá)木盆地的整體勘探程度較低，微生物碳酸鹽巖在沉積相帶上的分布規(guī)律、展布模式以及微觀結(jié)構(gòu)的發(fā)育特征等還不清楚，有待深入探討。雖然前人已有研究對柴達(dá)木盆地西部新近系湖相微生物巖的分布和發(fā)育情況做過介紹，但是大部分工作只是對湖相微生物巖的宏觀特征進(jìn)行闡述，缺乏系統(tǒng)的中觀和微觀尺度下關(guān)于湖相微生物巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精細(xì)研究。因此，筆者以柴達(dá)木盆地西部西岔溝和梁東地區(qū)為例，利用野外巖心、光片和薄片等資料從不同尺度分析微生物巖構(gòu)成和特點(diǎn)，通過偏光顯微鏡、熒光顯微鏡、電子探針以及掃描電鏡等手段，揭示微生物巖發(fā)育的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和可能的形成過程，構(gòu)建柴西始新統(tǒng)湖湘微生物巖沉積模式，以期為柴達(dá)木盆地西部新生代湖相碳酸鹽儲層發(fā)育研究和油氣勘探提供參考。

1 地質(zhì)概況

柴達(dá)木盆地是青藏高原上最大的山間盆地，面積為12.1 萬km2，平均海拔約2 800 m，其西北端受控于阿爾金山斷裂體系，南部為昆侖山—祁漫塔格構(gòu)造帶控制的斷階格局［圖1（a）］。印支運(yùn)動后柴達(dá)木盆地周圍山系抬升，盆地邊緣斷陷形成侏羅系與白堊系河流及湖泊含煤建造，喜山期時周圍山系進(jìn)一步隆升，盆地由斷陷型向坳陷型轉(zhuǎn)化。至始新世—漸新世早期，柴達(dá)木地區(qū)發(fā)育沖積扇及河流沉積建造，局部發(fā)育湖相沉積［16-19］［圖1（b）］，巖石地層單元包括路樂河組（E1+2）與下干柴溝組下段（E31）［圖1（c）］。始新世中晚期至漸新世早期，柴達(dá)木盆地西部地區(qū)發(fā)育咸化湖泊—鹽湖沉積，為烴源巖與湖相碳酸鹽巖儲集層的主要發(fā)育期，包括下干柴溝組上段（E32）與上干柴溝組（N1）下部。漸新世中、晚期至中新世早期，柴達(dá)木盆地西部地區(qū)發(fā)育半咸水湖泊與扇三角洲沉積，巖石地層單元包括上干柴溝組（N1）上部與下油砂山組（N21）。中新世中—晚期，盆地沉積中心向東遷移，湖水全面咸化，西部地區(qū)發(fā)育河流相與局部鹽湖，河流沉積與石鹽等蒸發(fā)巖混積伴生，包括上油砂山組（N22）與獅子溝組（N23）。新近紀(jì)末期到第四紀(jì)早期，印度板塊向亞洲板塊強(qiáng)烈碰撞，盆地受到強(qiáng)烈水平擠壓，表面褶皺發(fā)育，形成現(xiàn)今構(gòu)造格局。古近系以來，柴達(dá)木盆地西部沉積中心自西向東不斷遷移，根據(jù)連續(xù)階地的形成記錄，在英西—咸水泉深湖區(qū)域，其湖泊水位相對穩(wěn)定，化學(xué)沉積的碳酸鹽生產(chǎn)效率更高。相反，柴西北梁東、柴西南尕斯、躍進(jìn)以及西岔溝等地區(qū)始新統(tǒng)濱淺湖區(qū)發(fā)育疊層石、凝塊石、球粒等多種類型的微生物巖，縱向分布規(guī)模較小，這是由于較淺的湖水深度、較低幅度的湖平面變化以及部分同沉積斷層共同作用的結(jié)果。

圖1 柴達(dá)木盆地西部地區(qū)位置圖（a）、始新統(tǒng)下干柴溝組沉積相圖（b）和巖性地層綜合柱狀圖（c）Fig.1 Location of the western Qaidam Basin（a），sedimentary facies of Eocene Xiaganchaigou Formation（b）and stratigraphic column（c）

2 樣品來源及方法

對柴達(dá)木盆地沉積記錄中始新統(tǒng)下干柴溝組上段微生物巖野外（西岔溝地區(qū)）及鉆井（梁東地區(qū)）樣品進(jìn)行了系統(tǒng)采集，共計巖心樣品40 余塊。本次研究利用偏光顯微鏡對微生物巖薄片進(jìn)行巖石結(jié)構(gòu)觀察，對典型的疊層石和凝塊石樣品磨制光面進(jìn)行中觀尺度下結(jié)構(gòu)觀察，采用FEI 掃描電子顯微鏡（Quanta 250，環(huán)境真空模式）對微生物巖內(nèi)部微觀組構(gòu)進(jìn)行觀察，利用電子探針（SHINADZU EPMA-1720）對微生物巖組分進(jìn)行背散射成像，對自生礦物主量元素進(jìn)行分析，并利用激光共聚焦顯微鏡（Leica TCS SP5 Ⅱ）對微生物巖內(nèi)不同組構(gòu)進(jìn)行高分辨率圖像分析。相關(guān)測試分析工作均在中國石油集團(tuán)油藏描述重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

3 湖湘微生物巖特征

本次研究主要關(guān)注柴西地區(qū)古近系始新統(tǒng)下干柴溝組上段微生物巖特征。下干柴溝組上段沉積在盆內(nèi)深水區(qū)，既發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖，也是重要的儲集層，該段地層累計厚度最大為2 780 m，巖石類型包括碳酸鹽巖、鹽巖，以及泥巖、粉砂巖和砂礫巖等陸源碎屑巖，多為混積特征，純碳酸鹽巖少見。盆地淺水區(qū)發(fā)育大量微生物巖，常見微生物巖中混入石英、長石和黏土礦物等陸源碎屑組分，構(gòu)成混合沉積。微生物巖的發(fā)育主要受水體化學(xué)性質(zhì)和沉積環(huán)境的控制，主要分布于濱、淺湖以及深湖的水下隆起部位，包括西岔溝、梁東、躍西、干柴溝、尕斯、南翼山、大風(fēng)山等地區(qū)［7-11］。儲集空間以格架孔、溶蝕孔、鑄模孔以及溶縫等為主。西岔溝地區(qū)微生物巖序列形成于淺湖高能環(huán)境，以砂礫巖為基底，上覆厚層穹窿狀凝塊石組合，常與生屑、球粒、鮞粒等碳酸鹽顆粒和少量陸源碎屑共生，頂部為薄層疊層石建造（圖2）。這套微生物巖橫向延展性較好，野外?？梢娧由扉L度1～3 km。梁東地區(qū)微生物巖常發(fā)育于水體較深環(huán)境的隆起高部位，規(guī)模較小，陸源碎屑物質(zhì)以粉砂—黏土級為主，幾乎不含鮞粒。躍西地區(qū)受控于阿拉爾、昆北以及Ⅺ號同沉積斷裂，表現(xiàn)為典型的斷階帶特征，發(fā)育疊層石、凝塊石等多種類型的微生物碳酸鹽巖，以層狀、丘狀、錐狀及塔柱狀等多類型疊層石為主［7-8］。

圖2 柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)下干柴溝組上段野外露頭及鉆井巖心微生物巖照片（a）西岔溝野外露頭剖面，頂部為疊層石，下覆為凝塊巖；（b）西岔溝典型微生物巖沉積序列照片，自上而下依次為：微生物巖（疊層石+凝塊石）、顆粒灰?guī)r（鮞粒、球粒）、泥灰?guī)r以及砂礫巖；（c）為圖2（b）中黃色框放大圖，凝塊巖疊置于砂礫巖之上；（d）微生物巖，頂部為疊層石，中下部主體為凝塊石；（e）凝塊石，為圖2（d）的局部放大，凝塊結(jié)構(gòu)，見大量格架孔隙；（f）躍灰105 井疊層石光片照片，3 025.5 m，頂部為疊層石、下部為凝塊石Fig.2 Photographs of microbialites from field outcrops and drilling cores of E32in western Qaidam Basin

3.1 疊層石

柴達(dá)木盆地西部古近系始新統(tǒng)下干柴溝組上段疊層石野外主要表現(xiàn)為近水平狀或緩波狀，厚度一般為30～50 cm，最大可達(dá)4 m，常發(fā)育于單個旋回的頂部，紋層細(xì)密且陸源碎屑含量較低，生物化石少見。鉆井揭示的疊層石規(guī)模相對較小，多為30～50 cm。從鉆井巖心縱向光面特征和單偏光薄片拼接的顯微照片來看，疊層石具有明暗相間的紋層狀結(jié)構(gòu)，頂部具有間隔出現(xiàn)的脊?fàn)钔黄鸹蛘叻植硖卣?，表現(xiàn)為多個微型柱狀結(jié)構(gòu)，另可見石膏透鏡體指示干旱、暴露環(huán)境；中部為凝塊石，小型凝塊結(jié)構(gòu)發(fā)育，含大量陸源碎屑顆粒，呈現(xiàn)出疊層石與凝塊石相間出現(xiàn)的復(fù)合狀結(jié)構(gòu)（圖3），這可能與沉積環(huán)境水體能量快速變化對微生物巖結(jié)構(gòu)的影響有關(guān)［20］。疊層石中暗色層為有機(jī)質(zhì)富集層，單層厚度一般不超過1 mm，熒光顯微鏡下具有強(qiáng)烈的發(fā)光特性。亮色層單層厚度為0.5～1.5 mm，低能環(huán)境下石英、長石等陸源碎屑顆粒含量較高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)50%，高能環(huán)境下以亮晶膠結(jié)為主。此外，高能環(huán)境下亮色紋層中亦存在少量透鏡狀硬石膏，指示了一種強(qiáng)蒸發(fā)的淺水局限環(huán)境。在暗色層以及暗色層與亮色層之間可見大量串珠狀排列的灰白色球狀晶粒，粒徑為40～200 μm（圖4）。

圖3 柴達(dá)木盆地西部梁東2 井始新統(tǒng)下干柴溝組上段疊層石縱切薄片拼圖（4 484.75 m）Fig.3 Longitudinal thin section photo of stromatolites of E32in well Liangdong 2 in western Qaidam Basin

圖4 柴達(dá)木盆地西部梁東2 井始新統(tǒng)下干柴溝組上段疊層石縱切薄片單偏光與熒光照片（4 484.75 m）（a）疊層石明暗相間紋層狀結(jié)構(gòu)，暗色層為富有機(jī)質(zhì)；（b）疊層石明暗相間的紋層狀結(jié)構(gòu)，見大量磨圓程度較高的球粒；（c）亮晶紋層中發(fā)育薄層石膏透鏡體，指示強(qiáng)烈蒸發(fā)環(huán)境；（d）對應(yīng)圖4（a）熒光顯微照片，暗色紋層呈黃色熒光特征；（e）對應(yīng)圖4（b）熒光顯微照片，暗色紋層呈褐黃色熒光特征，（f）對應(yīng)圖4（c）熒光顯微鏡照片，暗色紋層弱熒光特征Fig.4 Polarized and fluorescentphotos oflongitudinalthinsection of stromatolites of E32in well Liangdong 2 inwestern Qaidam Basin

從圖3 可看出，柴達(dá)木盆地西部下干柴溝組上段始新統(tǒng)疊層石為典型的層狀自生微生物沉積物，根據(jù)其內(nèi)部紋層可識別泥晶殼、亮晶殼與混合殼，其中亮晶殼為復(fù)雜成因（富Mg），泥晶殼為生物成因（富Ca），發(fā)育鈣化球狀構(gòu)造，捕獲、黏結(jié)大量陸源碎屑。電子探針背散射、能譜和波譜分析結(jié)果顯示，亮色紋層主要為富含Mg 的碳酸鹽紋層（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%），掃描電鏡放大后顯示為大量細(xì)晶白云石顆粒，以粒徑小于4 μm 的白云石占主導(dǎo)［圖5（a）］，可能為化學(xué)成因，另外可見大量球狀細(xì)晶白云石顆粒與胞外聚合物（EPS）共生，可能與微生物參與有關(guān)［圖5（b）］，部分富含有機(jī)質(zhì)［圖5（c）］。背散射圖像和能譜分析顯示暗色紋層內(nèi)部有大量的自生碳酸鹽礦物，主要為重晶石和天青石（圖6）。此外，暗色紋層中大量球狀顆粒為方解石，大部分具單晶結(jié)構(gòu)，球狀方解石邊緣為暗色富含有機(jī)質(zhì)的薄膜，少量為白云石交代球粒。這種顆粒被前人稱為球晶（spherulite），其成因目前還不十分清楚，推測為細(xì)菌誘導(dǎo)礦化形成的球狀結(jié)構(gòu)經(jīng)成巖作用改造形成［21-22］。

圖5 場發(fā)射掃描電鏡圖像及對應(yīng)測試點(diǎn)能譜數(shù)據(jù)Fig.5 Field emission scanning electron microscope images and corresponding test point energy spectrum data

圖6 疊層石微觀結(jié)構(gòu)電子探針背散射及能譜分析Fig.6 Backscattering and energy spectrum analysis diagram of stromatolite electron probe

3.2 凝塊石

柴達(dá)木盆地西部凝塊石大部分表現(xiàn)為高大的穹窿狀建造，少部分為柱狀結(jié)構(gòu)的疊層石-凝塊石復(fù)合建造，內(nèi)部富含有機(jī)質(zhì)，凝塊結(jié)構(gòu)在野外宏觀特征上較為明顯，鉆井巖心照片揭示其特征為暗色的泥晶碳酸鹽團(tuán)塊聚合體，中觀尺度下表現(xiàn)為絲狀藍(lán)細(xì)菌纏繞結(jié)構(gòu)，顏色深，形狀不規(guī)則；被包裹的組分顏色較淺，泥質(zhì)以及陸源碎屑組分含量較高。偏光顯微鏡下，凝塊結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為大量的泥晶化黏結(jié)顆粒，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，有機(jī)質(zhì)含量較高。水體能量較強(qiáng)的環(huán)境下凝塊結(jié)構(gòu)中可見較多的球粒、鮞粒和生物碎屑（雙殼類和腹足類），以及石英和長石等細(xì)砂，水體能量較弱的環(huán)境下凝塊結(jié)構(gòu)以黏結(jié)細(xì)粒陸源碎屑、少量重結(jié)晶的鮞粒為特征。

西岔溝地區(qū)凝塊石微觀特征揭示淺水高能環(huán)境，其內(nèi)部黏結(jié)大量介形蟲化石、鮞粒以及陸源碎屑（圖7），也有部分凝塊之間主要為孔隙，未發(fā)生膠結(jié)，是優(yōu)質(zhì)的儲集空間。梁東地區(qū)凝塊石微觀特征揭示相對深水且高能環(huán)境，根據(jù)其構(gòu)造特征，推測其為深水高部位隆起沉積環(huán)境，在水體能量較弱的情況下黏結(jié)的沉積物主要為粉砂—黏土級陸源碎屑，呈典型凝塊、黏結(jié)結(jié)構(gòu)，凝塊結(jié)構(gòu)間主要為陸源碎屑填充物，有機(jī)質(zhì)含量較高（圖8）。凝塊結(jié)構(gòu)外部見到2 期膠結(jié)物，一期膠結(jié)物為葉片狀環(huán)邊結(jié)構(gòu)二期膠結(jié)物為粒狀結(jié)構(gòu)少量黏結(jié)球粒、鮞粒及生屑邊界發(fā)育泥晶白云石，其內(nèi)部為重結(jié)晶白云巖（參見圖3）。其包殼較薄，未見明顯多泥晶圈層和生物成因結(jié)構(gòu)，區(qū)別于核形石。

圖7 柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)下干柴溝組上段西岔溝露頭凝塊石薄片偏光顯微特征（a）凝塊石，黏結(jié)介形蟲化石、鮞粒及陸源碎屑；（b）凝塊石，黏結(jié)鮞粒、球粒以及陸源碎屑；（c）凝塊石，黏結(jié)大量陸源碎屑；（d）偏光顯微鏡照片，凝塊石，黏結(jié)陸源碎屑、球粒；（e）凝塊石，典型黏結(jié)結(jié)構(gòu)；（f）為圖7（e）中黃色框放大圖，黏結(jié)陸源碎屑、球粒，見清晰單層生物成因包殼Fig.7 Microscopic characteristics of thin sections of thrombolites of Xichagou outcrops of E32in western Qaidam Basin

圖8 柴達(dá)木盆地西部梁東2 井始新統(tǒng)下干柴溝組上段凝塊石薄片及激光共聚焦照片（4 484.94 m）（a）凝塊結(jié)構(gòu)，整體為典型黏結(jié)膿包狀特征；（b）凝塊結(jié)構(gòu)，多個膿包狀結(jié)構(gòu)聚合特征；（c）凝塊石，為圖8（b）中黃色框放大照片，泥晶化黏結(jié)顆粒，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，有機(jī)質(zhì)含量較高；（d）凝塊結(jié)構(gòu)，激光共聚焦照片，富有機(jī)質(zhì)的黑色絲狀結(jié)構(gòu)、細(xì)粒路遠(yuǎn)碎屑域見重結(jié)晶球粒球粒共生；（e）微觀凝塊結(jié)構(gòu)，為圖8（d）中紅色框放大圖，球粒外壁見清晰生物結(jié)構(gòu)包殼，球粒內(nèi)部被白云巖重結(jié)晶Fig.8 Core and thin sections of thrombolites of E32in well Liangdong 2 in western Qaidam Basin

3.3 微生物巖中其他碳酸鹽顆粒

柴達(dá)木盆地西部湖相微生物巖中可見多種碳酸鹽顆粒類型，包括骨骼顆粒和非骨骼顆粒。非骨骼顆粒包括微球粒、鮞粒、核形石等包殼顆粒，骨骼顆粒包括介形蟲、腹足等化石及化石碎片［23］。不同類型的微生物（生物）碳酸鹽顆粒對于湖相碳酸鹽巖形成的古環(huán)境及湖水性質(zhì)具有指示作用，同時也可以反映湖相沉積旋回。顆粒類型及空間展布特征對于認(rèn)識有效孔隙空間發(fā)育特點(diǎn)具有指示作用，能夠指導(dǎo)儲集空間評價和預(yù)測［24］。

3.3.1 球粒

本次研究中球粒較為常見，但是不同類型的球粒其成因可能不同［圖9（a）—（c）］。一類常見的球粒直徑為100～500 μm，整體為深灰色，少量具有微亮晶核心。這類顆粒還常常凝聚在一起構(gòu)成集合狀，鏡下類似葡萄狀集合粒，以鈣質(zhì)成分為主，與大量陸源碎屑伴生，其成因與微生物參與的黏結(jié)和捕獲作用存在一定關(guān)聯(lián)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和礦物組分明顯區(qū)別于糞球粒。另一類為黑色，具有棱角狀—次圓狀外形，整體呈圓形或長條形，長度為0.2～2.0 mm，因其中常含有親陸源元素Al，Si 等，因而不能認(rèn)為是純碳酸鹽球粒，推測該種類型球粒屬于黑色卵石（black pebbles）［25］，指示了濱湖環(huán)境下可能與風(fēng)暴作用有關(guān)的一種內(nèi)碎屑顆粒。球粒間發(fā)育大量粒間孔隙，是柴達(dá)木盆地西部微生物巖中重要的儲集空間類型之一。

另外可見大量由清晰的核心和厚層包殼構(gòu)成的大小不一的泥晶化球粒，包殼不規(guī)則、不同心，外部為局部交疊的泥晶，泥晶化程度較高，部分核心為介屑。推測泥晶化球粒源于消亡了的微生物或由其引發(fā)的碳酸鹽巖沉淀作用。柴西南西岔溝露頭樣品中此類球粒粒徑為0.05～0.50 mm，與其他顆粒相比具有相對較厚的泥晶包殼，推測其形成既受到環(huán)境條件的控制，也受到生物因素的影響。

3.3.2 鮞粒

鮞粒主要發(fā)育于凝塊結(jié)構(gòu)內(nèi)部，或者獨(dú)立發(fā)育于凝塊石之下，形成薄層鮞粒巖，疊層石內(nèi)鮞粒少見［圖9（d）—（f）］。鮞粒主要由陸源碎屑礦物核心和具放射狀結(jié)構(gòu)的鈣質(zhì)紋層共同構(gòu)成，其中核心主要為次棱角狀—次圓狀石英顆粒，在單獨(dú)的鮞粒灘中存在較多的次圓—圓狀石英顆粒作為核心，其來源可能與陸源風(fēng)成砂有關(guān)［26］。根據(jù)鮞粒紋層結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為放射纖狀、泥晶狀和同心—放射狀3 種類型。鮞粒粒徑一般為0.25～0.5 mm，鏡下圓形—橢圓形占絕大多數(shù)，少量鮞粒形貌受核心陸源顆粒形狀的控制，不規(guī)則。具有放射纖狀紋層結(jié)構(gòu)的鮞粒較為常見。鏡下觀察還發(fā)現(xiàn)有將近1/3 的鮞粒紋層發(fā)生溶解和重結(jié)晶，原生結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的破壞，推測與原始亞穩(wěn)定文石礦物向方解石礦物轉(zhuǎn)化有關(guān)，但有部分鮞粒保存較好的放射狀紋層結(jié)構(gòu)，推測該類紋層原生礦物可能為高鎂方解石，抗溶解能力強(qiáng)于文石質(zhì)紋層［27］。因此，鮞粒原生礦物以文石質(zhì)為主，還存在少量原生礦物為高鎂方解石的紋層，部分鮞粒具有雙礦物結(jié)構(gòu)特征。

圖9 柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)下干柴溝組上段西岔溝露頭碳酸鹽顆粒薄片微觀特征（a）球粒，與陸源碎屑顆粒共生；（b）球粒，與陸源碎屑顆粒共生；（c）球粒，與陸源碎屑顆粒共生；（d）鮞粒，多以陸源碎屑為核心的，主要為方解石膠結(jié)，紋層發(fā)生不同程度溶解；（e）鮞粒，具放射狀結(jié)構(gòu)且部分紋層發(fā)生溶解；（f）薄皮鮞為主，鮞粒具放射狀結(jié)構(gòu)且部分紋層發(fā)生溶解，核心主要為陸源碎屑礦物；（g）集合粒特征，主要為泥晶化鮞粒及球粒，生屑發(fā)育泥晶包殼；（h）集合粒特征，主要為泥晶化鮞粒和球粒；（i）泥晶化鮞粒和球粒，介殼生屑常見（紅色箭頭），泥晶化球粒及大量介屑發(fā)育Fig.9 Thin section microscopy of carbonate particles of Xichagou outcrops of E32in western Qaidam Basin

此外，還可見大量粒徑為0.1～0.25 mm 的棱狀—次圓狀石英顆粒被薄層放射纖狀或泥晶狀鈣質(zhì)膠結(jié)，這與顆粒外膠結(jié)物特征在形貌上存在一定差別，但與鮞粒的核心和內(nèi)部紋層結(jié)構(gòu)存在相似性。因此，認(rèn)定這種顆粒發(fā)育于一種碳酸鹽在過飽和水體環(huán)境下的產(chǎn)物，有相當(dāng)一部分是鮞粒發(fā)育的早期階段。

3.3.3 生物碎屑

柴達(dá)木盆地西部下干柴溝組上段微生物巖中生物碎屑顆粒較為常見，主要為薄殼的介形蟲和腹足，殼體厚度一般不超過30 μm，常分布于凝塊結(jié)構(gòu)之間，保存程度較好且膠結(jié)良好［圖9（g）—（i）］。另有大量的生物碎屑，呈破碎狀，主要與鮞粒和球粒共生，表面具有黑色泥晶套結(jié)構(gòu)。這些文石質(zhì)介形蟲和腹足類殼體常發(fā)生溶蝕，內(nèi)部可被后期方解石充填，或者保留殘余孔洞，有一定的儲集性能。

4 沉積模式及勘探潛力

柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)下干柴溝組微生物巖發(fā)育規(guī)模大，產(chǎn)出類型豐富，主要發(fā)育于古近系中期的最大湖泛期，這與深湖區(qū)泥灰?guī)r中大量炭屑、疑源類有機(jī)質(zhì)勃發(fā)的最大湖泛期證據(jù)［19］相吻合。在微生物巖的發(fā)育過程中，由于疊層石較凝塊石需要的水體能量更高，多個疊層石與凝塊石的交替發(fā)育指示了濱、淺湖環(huán)境不斷轉(zhuǎn)變。同時，由于湖相環(huán)境中存在較多的陸源碎屑供給，三角洲與湖泊沉積交替發(fā)育，發(fā)育大規(guī)模砂礫巖前積體，且發(fā)育風(fēng)成砂，與泥晶碳酸鹽巖、微生物碳酸鹽巖及薄層顆粒灰?guī)r側(cè)向相互切割、縱向疊置分布。由于湖平面升降及物源供給差異導(dǎo)致不同層序巖相組合差異分布，因而微生物巖內(nèi)部可見間歇性發(fā)育的碎屑組分薄層。頂部疊層石中發(fā)育硬石膏透鏡體等侵蝕暴露標(biāo)志，揭示了整體湖盆的迅速變淺。隨著陸源碎屑物質(zhì)的大量輸入，碳酸鹽發(fā)育環(huán)境被破壞，已有穹窿狀微生物巖被泥巖或粉砂巖覆蓋，發(fā)育結(jié)束（圖10）。

圖10 柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)下干柴溝組微生物巖沉積模式Fig.10 Sedimentary model of microbialites of E32in western Qaidam Basin

通過對柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)湖相微生物巖從宏觀到微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)解剖，發(fā)現(xiàn)其主要沉積環(huán)境以淺湖高能、深水低能隆起和低能斷階帶為主。

（1）淺湖高能環(huán)境。以西岔溝為代表的柴西南地區(qū)發(fā)育三角洲和咸化湖泊的交替分布，表現(xiàn)為淺湖高能環(huán)境，以砂礫巖為基底，上覆厚層凝塊石組合，常與生屑、球粒、鮞粒等碳酸鹽顆粒和少量陸源碎屑共生，頂部發(fā)育薄層疊層石。隨之發(fā)育大量的格架孔隙、鑄?？缀土ｉg孔隙，構(gòu)筑了柴達(dá)木盆地西部微生物巖油氣藏最高效的儲集空間，也是油氣勘探的重點(diǎn)相帶。

（2）深水低能隆起。以梁東地區(qū)為代表的柴西北地區(qū)，微生物巖主要發(fā)育于水體較深環(huán)境的隆起高部位，規(guī)模較小，陸源碎屑物質(zhì)以粉砂—黏土級細(xì)顆粒為主，幾乎不含鮞粒。水動能相對較弱，儲層改造溶蝕程度相對較低。

（3）低能斷階帶。以躍西、尕斯為代表的柴西南地區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的微生物巖，以疊層石為主，厚度分布從幾十厘米到幾米，最大厚度可達(dá)10 m［7-10］，在柴西南躍西、尕斯地區(qū)廣泛發(fā)育的微生物巖受控于阿拉爾、昆北以及Ⅺ號等同沉積斷裂，形成典型斷階帶特征［28-29］，發(fā)育格架孔、溶蝕孔、鑄?？滓约叭芸p等多類型儲集空間，鉆井揭示具有良好的油氣資源潛力。

5 結(jié)論

（1）柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)微生物巖類型包括凝塊石、疊層石以及兩者的交替發(fā)育的復(fù)合類型。湖相微生物巖橫向延展性強(qiáng)，可達(dá)數(shù)千米。

（2）柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)湖相微生物巖形成于快速湖侵階段，整體發(fā)育于砂礫巖、粉砂巖等硬質(zhì)底上，凝塊石與疊層石交替發(fā)育指示了沉積環(huán)境出現(xiàn)了波動，晚期湖盆萎縮微生物巖消亡。

（3）柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)湖湘微生物巖中碳酸鹽顆粒類型多樣，可見大量的鮞粒、球粒、集合粒等，其中球粒成因復(fù)雜多樣，既包括純碳酸鹽的糞球粒，具暗色包膜的亮晶球粒，以及受濱、淺湖風(fēng)暴作用影響的內(nèi)碎屑球狀結(jié)構(gòu)，并與大量磨圓較好的陸源碎屑和介屑共生。

（4）柴達(dá)木盆地西部始新統(tǒng)湖相微生物巖沉積環(huán)境以淺湖高能濱岸、深水低能隆起以及低能斷階帶為主，淺湖高能環(huán)境和斷階帶發(fā)育優(yōu)質(zhì)微生物巖儲層。