塔北地区下石炭统含盐层系的沉积演化及成盐机理

《塔北地区下石炭统含盐层系的沉积演化及成盐机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、塔北地区下石炭统含盐层系的沉积演化及成盐机理周江羽　韩燕英　林忠民　　摘　要　根据钻井、测井和地震资料，研究了塔里木盆地北部艾协克—桑塔木地区下石炭统含盐层系的沉积特征，恢复了早石炭世沉积岩相古地理环境，对含盐层系的垂向层序、地化特征、沉积环境和成盐机理作了初步探讨，建立了研究区下石炭统含盐层系的成盐模式。认为该区下石炭统的含盐层系不仅具有良好的储盖配置，而且由于盐体的塑性流动形成了一系列重要的含油气构造，具有良好的油气勘探远景。　　主题词　塔里木盆地北早石炭世沉积环境盐沉积盐膏层沉积机理　　中图法分类号T

2、E111.3　　艾协克—桑塔木地区位于塔里木盆地北部沙雅隆起带，阿克库勒凸起的中南部，面积约4500km2，具有丰富的油气资源和良好的油气勘探开发远景。该区下石炭统，夹有一层厚80～220m的含泥膏盐岩层，它不仅成为该地区极为重要的油气盖层，而且由于它的塑性流动形成了一系列重要的含油气构造。从国内外油气勘探的理论和实践中可以发现，与盐有关的含油气圈闭已成为一种重要的圈闭类型，历来为石油地质学家所重视[1～6]。目前，对膏盐岩的研究已不仅仅限于矿床学的范畴，已将其与油气藏的形成和演化联系起来，对含盐层系沉积环

3、境及成盐机理的研究已引起国内学者的普遍关注[1，2，6]。1　含盐层系的垂向层序　　塔里木盆地北部艾协克—桑塔木地区下石炭统含盐层系主要由盐岩、膏盐岩、石膏、含膏泥岩及泥岩组成。主要分布于沙30井—沙10井—沙22井—塔河1井附近及以南地区，其北部边界基本上与中－上奥陶统剥蚀尖灭线位置一致。地震剖面显示，该盐体的西部和北部边界呈顶凸底平的透镜体截然尖灭，而东部边界则与砂泥岩呈相变尖灭。　　研究区下石炭统含盐层系由下往上可划分为4个岩性段。　　(1)底部砂砾岩段由灰－浅灰色的细砂岩、含砾中粗砂岩、砾岩、角砾岩

4、及细砾岩(内夹钙质泥岩及粉砂岩)组成，厚8～90m，与下伏志留系或中－上奥陶统不整合接触。　　(2)泥岩段由灰色、浅棕色厚层状钙质泥岩夹灰白色薄层石膏层、粉砂质泥岩和细砂岩组成，厚40～60m.　　(3)膏盐岩段由灰白色盐岩、膏盐岩夹薄层膏泥岩和泥岩组成，厚115～225m.按岩性特征该段可细分为：下部盐岩夹泥岩或膏泥岩薄层亚段，中部盐岩与泥岩互层亚段，上部为厚层盐岩夹泥岩、膏泥岩薄层亚段，顶部为膏岩及泥岩薄层亚段(图1)。　　(4)双峰灰岩段由灰色粉－泥晶灰岩夹膏质粉砂岩、含膏泥岩、粉砂质泥岩和泥岩组成,

5、厚15～25m，分布稳定。图1　含盐层系沉积序列剖面　　上述垂向层序，除底部砂砾岩段相变较明显，膏盐岩段向周围相变尖灭外，其余各段在研究区内稳定性较好。并可与四川盆地中三叠世雷口坡期第三段半闭塞台地泻湖－盐湖沉积序列相类比(图1)。2　地化特征2.1元素丰度　　沙10井和乡1井微量元素分析结果表明，盐岩中含较多的微量元素:Ba、Sr、Br、Mn、Fe、K、Na、Ca、Mg、SO4＋、Cl-.Rb普遍小于1mg/kg；B含量一般在2～30mg/kg.Br/Cl小于0.1×10－3，个别样品达0.2941×10

6、－3.膏盐的成分以CaO和SO3为主，平均含量分别为44.512％和42.102％，其次含少量的Al2O3、MgO、SiO2、Na2O和K2O.剖面上微量元素的变化较大，可能是由于受淡水及海水共同作用的结果。　　分析结果还表明，膏盐中Sr含量较高，Ba一般沉积在近岸地区，故乡1井的Ba含量要高于沙10井。一般而言，Ti、V、Ni等铁族元素在泥岩中含量最高，而在碳酸盐岩和砂岩中含量最低，Sr在碳酸盐岩和膏盐岩中含量最高，Ba和Ca在砂泥岩中的含量要明显高于碳酸盐岩。2.2碳氧同位素　　利用碳酸盐岩的δ13C和

7、δ18O可以确定环境中水介质的盐度与温度。一般而言，δ13C和δ18O的值随水介质盐度增加而增加。据Saekett(1996)资料，当海水和淡水相混时，δ13C值将提高。含盐度Z值是根据Keuth和Weker(1964)的公式计算的：Z=2.048(δ13C＋50)＋0.498(δ18O＋50).　　当Z大于120时为海相灰岩，Z小于120时则为淡水灰岩。对于δ34S，随蒸发岩由低阶段向高阶段转化，即浓缩程度提高，δ34S有升高趋势，盆地中心较边缘的δ34S值高。据研究区饱和烃、芳烃、非烃类及沥青质四种δ1

8、3C同位素测定结果，δ13C(PDB)一般为－27‰～－32‰，平均为－31.28‰.巴楚地区石炭系泥晶灰岩和泥灰岩的δ13C、δ18O同位素平均值分别为3.189‰和－6.41‰，计算的古盐度指数Z值为130.64，古温度t为23.92℃；满西地区(4300～4700m)δ13C、δ18O同位素平均值分别为1.125‰和5.062‰,Z和t分别为125.70和18.24℃;轮南地区(5200m)的δ13C、δ1