庫(kù)車坳陷中生代沉積盆地沉積特征

庫(kù)車坳陷中生代沉積盆地沉積特征

1盆地地質(zhì)構(gòu)造及三角洲分布khof山腳下位于塔里木盆地北部，呈東西走向。南與khoa公路交匯處附近。北與國(guó)田山南麓的山腳接壤，西長(zhǎng)210公里，南長(zhǎng)30.80公里，面積約1.6萬(wàn)公里（圖1）。進(jìn)入中生代,海水退出,塔里木盆地轉(zhuǎn)入內(nèi)陸盆地發(fā)展的新時(shí)期,其地形基本上繼承了海西運(yùn)動(dòng)所形成的南北隆坳相間、東西分塊的格局,整個(gè)盆地由三個(gè)隆起帶和四個(gè)坳陷帶組成,庫(kù)車坳陷是塔盆最北部的坳陷。中生代,庫(kù)車坳陷呈北陡南緩的箕狀,其內(nèi)連續(xù)沉積了一套厚達(dá)數(shù)千米的沖積—湖泊碎屑沉積體,其中,湖泊三角洲很發(fā)育。這里所指的三角洲不僅包括曲流河入湖在岸邊形成的曲流河三角洲(正常三角洲或細(xì)粒三角洲),而且包含兩種富含砂、礫的粗碎屑三角洲,即扇三角洲和辮狀河三角洲。扇三角洲主要分布在下三疊統(tǒng)中,白堊系有零星分布;辮狀河三角洲主要分布在中、下三疊統(tǒng)及中、下侏羅統(tǒng)中,其它地層中有零星分布;曲流河三角洲主要分布在上三疊統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)及白堊系中。由于這三類三角洲的成因不同,沉積體差異明顯,本文通過(guò)對(duì)這三種三角洲特征的比較研究,指出它們間的區(qū)別與內(nèi)在聯(lián)系,并對(duì)其含油氣性進(jìn)行討論。2不同三角洲的聚集特征的比較研究研究區(qū)湖泊三角洲與海洋三角洲相似,可分出平原、前緣及前三角洲三部分,并據(jù)沉積特征可分出若干沉積類型(表1)。2.1三角洲平原三角洲平原往往反映了三角洲的成因類型,因此,它是區(qū)分扇三角洲、辮狀河三角洲和曲流河三角洲的最重要的基礎(chǔ)。2.1.1碎屑流、扇上分流河道研究區(qū)扇三角洲是沖積扇從鄰近高地直接進(jìn)積到湖泊水體中而形成。其平原部分類似于沖積扇沉積,由碎屑流沉積、短暫的扇上分流河道沉積及漫流沉積組成,其中以碎屑流沉積物為主(圖2)。碎屑流沉積物為灰紫色、褐紫色的塊狀礫巖,礫石含量在40%以上,分選差,大小不等,最大達(dá)15cm×30cm,呈次棱角狀,且隨著礫徑變小,其圓度變差。礫巖多為雜基支撐,礫石呈懸浮狀雜亂地分布在泥質(zhì)及不等粒砂級(jí)顆粒組成的基質(zhì)中。扇上分流河道沉積由礫巖、含礫砂巖及砂巖組成,砂體呈下粗上細(xì)的透鏡狀分布于碎屑流沉積物中,單層厚度多在0.5m以下,見(jiàn)大中型交錯(cuò)層理。漫流沉積由中—厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖夾簿層狀泥巖組成,局部出現(xiàn)含礫砂巖;砂體成層性好,平面分布較穩(wěn)定,砂巖的結(jié)構(gòu)成熟度和成分成孰度低,仍具有快速堆積的特點(diǎn)。2.1.2砂體的組成結(jié)構(gòu)研究區(qū)辮狀河三角洲是辮狀河進(jìn)積到湖泊中而形成,其平原部分類似于辮狀河沉積,由辮狀河道及堤岸沉積組成,其中占主導(dǎo)地位的是辮狀河道沉積(圖3)。辮狀河道沉積物較粗,為礫巖、含礫砂巖及砂巖組成向上變細(xì)的砂巖透鏡體,其中主體為含礫砂巖,單一砂巖透鏡體的最大厚度從0.5～5m不等,橫向延伸數(shù)米即變薄尖滅?？v向上,砂巖透鏡體相互疊置成厚度巨大(達(dá)數(shù)十米)的砂體。砂體中見(jiàn)沖刷面構(gòu)造、平行層理及大、中型交錯(cuò)層理,此外,普遍發(fā)育河道砂壩側(cè)向遷移加積而形成的“側(cè)積交錯(cuò)層”。堤岸沉積為洪水期水體漫越河道,在河道兩側(cè)積水洼地中沉積的細(xì)粒物質(zhì),主要由粉砂巖和泥巖組成,因河道砂壩的不斷遷移、侵蝕破壞,使其多呈透鏡狀或藕節(jié)狀斷續(xù)展布。2.1.3蝕變型姜狀碳酸鈣緩沖帶研究區(qū)曲流河三角洲由曲流河進(jìn)積到湖泊水體中而形成。其平原部分類似于曲流河沉積,由分流河道、堤岸及河漫沉積物構(gòu)成多個(gè)向上變細(xì)的層序,二元結(jié)構(gòu)的粒序旋回清楚,層理構(gòu)造發(fā)育,且在單一層序中層理規(guī)模向上變小。平原沉積物總體較細(xì),粒級(jí)多在中、細(xì)砂級(jí)以下,堤岸沉積的粉砂巖及泥巖中見(jiàn)姜狀鈣質(zhì)結(jié)核。從上述平原特征可看出,三類三角洲區(qū)別明顯。扇三角洲平原類似于沖積扇沉積,以突發(fā)性、瞬時(shí)的災(zāi)變事件產(chǎn)生的重力流沉積與間災(zāi)變期正常沉積交替進(jìn)行的,并以碎屑流沉積占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),沉積物粒度普遍很粗,以礫巖為主,缺乏大規(guī)模的床沙遷移所形成的交錯(cuò)層,巖相縱橫方向變化大,延伸不遠(yuǎn)。辮狀河三角洲平原沉積類似于辮狀河沉積,通常受到湍急洪水控制,為季節(jié)性沉積作用,屬牽引流成因,以辮狀河道沉積為主,雖然巖性較粗,絕大部分由砂礫巖組成,但巖石中泥質(zhì)雜基含量極少,顆粒支撐,砂體由多個(gè)向上變細(xì)的砂巖透鏡體相互疊置而成,砂體中側(cè)積交錯(cuò)層極發(fā)育,大、中型交錯(cuò)層理亦常見(jiàn),巖相橫向分布穩(wěn)定,砂體分布范圍廣。曲流河三角洲平原類似于曲流河沉積,沉積物輸入量為相對(duì)連續(xù)的終年河流的產(chǎn)物,沉積體由多個(gè)向上變細(xì)的、二元結(jié)構(gòu)清楚的層序組成,單一層序橫向延伸長(zhǎng),分布穩(wěn)定,巖層中層理構(gòu)造豐富,巖性較前兩種三角洲平原細(xì),以中、細(xì)砂級(jí)以下沉積物為主。2.2三角洲的前2.2.1水下重力流沉積相扇三角洲前緣沉積繼承了陸上平原沉積的特點(diǎn),即以災(zāi)變性事件形成的碎屑流進(jìn)入湖盆后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)形成水下重力流沉積為主,而水下分流河道、河口砂壩及遠(yuǎn)砂壩沉積僅局部可見(jiàn)(圖2)。水下重力流沉積主要為碎屑流沉積物,局部出現(xiàn)高密度濁流沉積。碎屑流沉積物由塊狀礫巖組成,填隙物主要為不等粒砂級(jí)顆粒,泥質(zhì)含量明顯低于平原碎屑流成因的礫巖。高密度濁流由細(xì)礫巖、含礫砂巖及砂巖組成,見(jiàn)粗尾遞變的正粒序、平行層理及板狀交錯(cuò)層理。水下分流河道為扇上分流河道在水下的延伸,由灰色、灰綠色礫巖、砂巖組成向上變細(xì)的層序,砂體呈透鏡狀?yuàn)A于水下重力流沉積物中。河口砂壩偶見(jiàn),常為粉、細(xì)砂巖組成向上變粗層序或粉、細(xì)砂巖的互層。2.2.2水下分流河道砂壩辮狀河三角洲前緣由水下分流河道沉積、分流河道間沉積、河口砂壩及遠(yuǎn)砂壩組成,其中水下分流河道沉積為前緣的主體(圖3)。水下分流河道是平原環(huán)境中辮狀河道入湖后在水下的延續(xù)部分,由砂、礫巖組成向上變細(xì)的透鏡體,主體為中、粗粒砂巖,巖石中泥質(zhì)雜基含量極少,多在5%以下,呈顆粒支撐,單一水下分流河道砂巖透鏡體最大厚度為0.5～2m,少數(shù)可達(dá)5m,橫向延伸數(shù)米即迅速變薄尖滅,縱向上若干砂巖透鏡體相互疊置組成厚度較大的砂體(圖3);砂體中側(cè)積交錯(cuò)層極發(fā)育,為主要的沉積構(gòu)造類型,此外,平行層理、沖刷充填構(gòu)造等亦常見(jiàn)。分流河道間沉積由粉砂巖和泥巖組成,由于水下分流河道遷移頻繁,河道間沉積物往往受到侵蝕破壞,多以大小不等的透鏡體出現(xiàn)在河道砂體中。河口砂壩局部可見(jiàn),多由中、細(xì)粒砂巖(局部為含礫砂巖)組成向上變粗層序,見(jiàn)平行層理,中、小型交錯(cuò)層理。遠(yuǎn)砂壩由薄層狀粉、細(xì)砂巖組成,平面分布穩(wěn)定,見(jiàn)浪成沙紋層理。2.2.3砂體及沉積相曲流河三角洲前緣由水下分流河道沉積、支流間灣沉積、河口砂壩及遠(yuǎn)砂壩組成,主體為水下分流河道及河口砂壩沉積(圖4)。水下分流河道沉積以中、細(xì)粒砂巖為主,含粉砂巖,它們組成向上變細(xì)層序,見(jiàn)植物莖干化石及炭屑,長(zhǎng)條形莖干化石順層面分布;砂體呈板狀,平面分布穩(wěn)定。河口砂壩多為粉、細(xì)砂巖組成下細(xì)上粗層序,見(jiàn)浪成沙紋層理。上述研究表明,研究區(qū)各類三角洲的前緣部分差異明顯。扇三角洲前緣繼承了平原的沉積特點(diǎn),由災(zāi)變事件形成的碎屑流進(jìn)入湖盆后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)而形成的水下重力流沉積為主,主體巖性為塊狀礫巖;水下分流河道及河口砂壩沉積不發(fā)育,且多呈透鏡狀分布在碎屑流沉積體中。辮狀河三角洲前緣以水下分流河道沉積為主,主體巖性為中、粗粒砂巖,巖石中泥質(zhì)雜基含量極低,一般在5%以下;砂體中主要沉積構(gòu)造為側(cè)積交錯(cuò)層,砂體呈下粗上細(xì)的透鏡狀,并在縱向上相互疊置成厚度較大的砂體。曲流河三角洲前緣巖性明顯細(xì)于前兩類三角洲,以中、細(xì)砂級(jí)以下為主;粉、細(xì)砂巖組成的河口砂壩普遍可見(jiàn),水下分流河道砂體成層性好、分布穩(wěn)定,層理類型亦豐富。2.3扇三角洲和棧狀河三角洲東北部沉積型研究區(qū)三類三角洲的前三角洲沉積相似,以泥質(zhì)沉積物為主。然而,由于扇三角洲和辮狀河三角洲前緣沉積物堆積迅速,沉積體極不穩(wěn)定,很易形成重力流沿前緣斜坡運(yùn)動(dòng)到前三角洲泥質(zhì)沉積物中堆積下來(lái),常見(jiàn)的有碎屑流沉積、液化流沉積及濁流沉積。3沉積環(huán)境分析通過(guò)上述三角洲沉積特征的比較與研究,研究區(qū)扇三角洲、辮狀河三角洲及曲流河三角洲的沉積特征差異明顯,見(jiàn)表2。然而,這三種三角洲之間又是相互聯(lián)系的,隨著地質(zhì)歷史的發(fā)展及沉積環(huán)境的變化可相互轉(zhuǎn)化。早三疊世,庫(kù)車坳陷為強(qiáng)烈的深陷期,周緣斷裂構(gòu)造發(fā)育,湖盆與高山相鄰,地形陡峭,這時(shí),邊緣廣泛發(fā)育沖積扇直接入湖形成的扇三角洲。以后,斷裂活動(dòng)逐漸減弱,地形相對(duì)變緩,盆緣開(kāi)始廣泛發(fā)育辮狀河三角洲。隨著地形進(jìn)一步變緩,物源區(qū)后退,辮狀河三角洲沉積又轉(zhuǎn)化為曲流河三角洲沉積(圖5)。當(dāng)然,亦可出現(xiàn)曲流河三角洲向辮狀河三角洲及扇三角洲方向的轉(zhuǎn)化。而同一時(shí)期內(nèi)不同的三角洲類型可以并存(圖6),它們出現(xiàn)的位置取決于坳陷邊緣的構(gòu)造性質(zhì)、物源區(qū)的遠(yuǎn)近及地形等因素。4水下分流河道砂體前述研究可看出,庫(kù)車坳陷中生界三類三角洲沉積體中以辮狀河三角洲的油氣儲(chǔ)集性能最佳,表現(xiàn)為:(1)辮狀河三角洲以辮狀河道砂體及水下分流河道砂體為主,沉積物主要為中粗砂及含礫砂,泥質(zhì)雜基含量極少,原生孔隙十分發(fā)育。(2)水下