罗少辉, 王蓉英, 岳勇, 李斌, 魏华动, 金仙梅, 姜忠正, 曹杨

油气藏评价与开发 2024, 14 (2): 284-296. DOI:10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2024.02.014

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针对塔里木盆地西南部寒武系存在的古隆起陆棚相分歧，利用锆石U-Pb（铀-铅同位素测年）年龄、井-震联合开展了寒武系层序充填与沉积演化的研究。研究表明：在巴楚隆起，寒武系直接覆盖在克拉通结晶基底之上，寒武系沉积充填与前寒武系结构呈“镜像”关系。受前寒武系地形、构造运动和海平面升降控制，塔里木盆地西南部寒武系发育4个Ⅱ级层序，分别为寒武系层序1（玉尔吐斯组—肖尔布拉克组）、寒武系层序2（吾松格尔组—沙依里克组）、寒武系层序3（阿瓦塔格组）、寒武系层序4（下丘里塔格群），共包含7个沉积相、10个沉积亚相。塔里木盆地西南部寒武系层序1—寒武系层序3早、中寒武世巴楚隆起—麦盖提斜坡—塔西南坳陷沉积相为台地—缓坡—斜坡—深水陆棚相沉积，表现为向海凝缩减薄的沉积特征并发育寒武系烃源岩；寒武系层序4晚寒武世塔里木盆地西南部主体演化为局限台地，塔里木盆地西台东盆沉积格局正式形成。

图3 塔西南寒武系沉积序列与层序地层格架
注：T₈⁰为寒武系下丘里塔格群顶界面；T₈¹为阿瓦塔格组顶界面；T₈²为沙依里克组顶界面；T₈³为吾松格尔组顶界面；T₈⁴为肖尔布拉克组顶界面；T₉⁰为玉尔吐斯组顶界面。

巴楚隆起前寒武纪沉积格局为隆起背景，早寒武世地层已超覆尖灭，不发育烃源岩。从巴楚隆起钻遇寒武系地层的MB1井、BT5井、Tong1井、H4井、F1井、XiaHe1井、ST1井来看，地层具有从边缘到中心逐渐变老的特征。边缘区域的Tong1井钻遇了前寒武系具有斑状结构的英安岩，同处于周缘地区的H4井、F1井、XiaHe1井、ST1井的井底地层测年与Tong1井基本一致，而Tong1井底地层锆石测年的最小值为603 Ma，该地层形成的时间上限为震旦纪；巴楚隆起内部BT5井钻遇的前寒武系地层为紫红色冰碛岩，这与南华系上统尤尔美那克组大陆冰碛岩极为相似，其锆石测年的最小值为716 Ma；巴楚隆起中心区域的MB1井底钻遇的角闪二长片麻岩为造山系基底，锆石测年的最小值为1 909 Ma。巴楚隆起前寒武系记录了塔里木地壳组成及构造热事件的改造。锆石谐和年龄直方图显示出3个主瓣，对应了[2 200，2 050）Ma，[2 050，1 800）Ma，[1 800，720）Ma 3组热事件（图2），依次为：塔里木古太古界古老地层经历了成铁系—层侵改造、Columbia（哥伦比亚）超大陆汇聚古元古带造山、Rodinia超大陆裂解。Tong1井底红褐色流纹英安岩，具斑状结构，块状构造，斑晶成分主要为石英，偶见白云母，基质具较强蚀变现象（图2a、图2b）。

巴楚古陆周缘随Rodinia超大陆的裂解而相继裂陷为沉积区，造成南华系—下震旦统的陆源碎屑岩和大陆冰碛岩直接覆盖于浅变质或结晶基底之上，二者呈角度不整合关系[11]。晚震旦世，塔里木西部克拉通在碎屑岩填平补齐的基础上形成以白云岩沉积为主的稳定统一的碳酸盐台地。下寒武统玉尔吐斯组含磷硅质泥页岩超覆在上震旦统奇格布拉克组台地之上。前寒武纪塔西南的晋宁运动、塔里木运动、柯坪运动影响了该区各地层的分布并控制着寒武系沉积充填演化。塔西南巴楚隆起—塔西南坳陷前寒武系依次出露造山系—南华系—下震旦统—上震旦统地层，显示出巴楚隆起当时应是塔里木盆地削减剥蚀中央古陆区，往塔西南坳陷方向则成为古斜坡坳陷区，与塔西南寒武系沉积充填呈“镜像”关系（图3）。从钻遇到地层关系上也佐证了这一点：巴楚古隆起边缘低部位Tong1井、F1井、H4井等井区下寒武统玉尔吐斯组碎屑岩及硅藻岩超覆于下震旦统苏盖特布拉克组火山岩之上；隆起内部MB1井区下寒武统肖尔布拉克组直接覆盖在造山系地层之上； BT5井区下寒武统肖尔布拉克组覆盖南华系冰碛岩之上。塔西南山前铁克里克地区前寒武系出露上震旦统以克孜苏胡木组白云岩的岩石组合为主，与北部柯坪地区齐格布拉克组一致。

研究依据塔西南钻井岩-电特征识别地质界面，利用“构造层序”时限、区域构造运动控制的海平面升降原则，将塔西南寒武系划分为4个Ⅱ级层序，即寒武系层序1（玉尔吐斯组—肖尔布拉克组，514.0~541.0 Ma）、寒武系层序2（吾松格尔组—沙依里克组，504.5~514.0 Ma）、寒武系层序3（阿瓦塔格组，497.0~504.5 Ma）、寒武系层序4（下丘里塔格群，485.4~497.0 Ma），具体如图3所示（图3中数据来源参见图2，数据引自中国地质大学（武汉）构造与油气资源教育部重点实验室）。