引用本文
魏国齐, 朱永进, 郑剑锋, 俞广, 倪新锋, 闫磊, 田雷, 黄理力. 塔里木盆地寒武系盐下构造-岩相古地理、规模源储分布与勘探区带评价[J]. 石油勘探与开发, 2021,48(6): 1114-1126.
WEI Guoqi, ZHU Yongjin, ZHENG Jianfeng, YU Guang, NI Xinfeng, YAN Lei, TIAN Lei, HUANG Lili. Tectonic-lithofacies paleogeography, large-scale source-reservoir distribution and exploration zones of Cambrian subsalt formation, Tarim Basin, NW China[J]. Petroleum Exploration & Development, 2021,48(6): 1114-1126.  
Doi: 10.11698/PED.2021.06.04
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塔里木盆地寒武系盐下构造-岩相古地理、规模源储分布与勘探区带评价
魏国齐1, 朱永进1,2,3, 郑剑锋2,3, 俞广1,2, 倪新锋2,3, 闫磊1, 田雷4, 黄理力1,2,3
1.中国石油勘探开发研究院,北京100083
2.中国石油杭州地质研究院,杭州310023
3.中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室,杭州310023
4.中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州730020
联系作者简介：朱永进（1984-）,男,江苏徐州人,博士,中国石油勘探开发研究院高级工程师,主要从事深层—超深层碳酸盐岩沉积及储集层综合评价工作。地址：浙江省杭州市西湖区西溪路920号,中国石油杭州地质研究院,邮政编码：310023。E-mail: zhuyj_hz@petrochina.com.cn

第一作者简介：魏国齐（1964-）,男,河北乐亭人,博士,中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师,主要从事天然气地质研究。地址：北京市海淀区学院路20号,中国石油勘探开发研究院,邮政编码：100083。E-mail: weigq@petrochina.com.cn

收稿日期: 2020-12-02 修回日期: 2021-09-15
基金项目: 国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”（2016ZX05004-002）; 中国石油科技重大专项“残留型海相盆地构造-岩相古地理重建技术研究”（2021DJ0501）
摘要

针对塔里木盆地寒武系盐下领域（上震旦统—中寒武统）源储分布不清的问题,利用最新采集/拼接处理的50余条地震大测线、三维地震数据体、22口钻井与周缘剖面等资料,开展以组为单元的构造-岩相古地理研究,落实规模性源储分布,评价有利勘探区带。结果表明：①该盆地经历了缓坡→深水富泥质缓坡→缓坡→弱镶边-强镶边台地演化序列,台内分异受前寒武系古裂陷控制;②罗南—玉北古裂陷控制下寒武统玉尔吐斯组烃源岩分布,与北部坳陷共同构成主力烃源岩区;③发育上震旦统奇格布拉克组、下寒武统肖尔布拉克组和吾松格尔组3套规模性储集层,古丘滩、早期白云石化及多级不整合控制储集层的发育;④评价出塔中北斜坡、麦盖提上斜坡、柯坪—温宿周缘及塔北南斜坡等4个有利区带,塔中北斜坡为勘探突破最现实领域,塔北南斜坡是探索上震旦统大型风化壳白云岩的最佳领域,麦盖提斜坡及柯坪—温宿周缘勘探潜力得到明显提升,值得加快探索。图8表1参28

关键词: 构造-岩相古地理; 成藏组合; 勘探区带; 晚震旦世—中寒武世; 塔里木盆地
中图分类号:TE122.1 文献标志码:A
Tectonic-lithofacies paleogeography, large-scale source-reservoir distribution and exploration zones of Cambrian subsalt formation, Tarim Basin, NW China
WEI Guoqi1, ZHU Yongjin1,2,3, ZHENG Jianfeng2,3, YU Guang1,2, NI Xinfeng2,3, YAN Lei1, TIAN Lei4, HUANG Lili1,2,3
1. Research Institute of Petroleum Exploration & Development, PetroChina, Beijing 100083, China
2. PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology (HIPG), Hangzhou 310023, China
3. Key Laboratory of Carbonate Reservoirs, CNPC, Hangzhou 310023, China
4. Research Institute of Petroleum Exploration & Development-Northwest (NWGI), PetroChina, Lanzhou 730020, China
Abstract

To predict the large-scale source rock and reservoir distribution in Cambrian subsalt formations (Upper Sinian to Mid-Cambrian) in the Tarim Basin, more than 50 2D seismic lines and 3D data volume acquired latest, 22 wells and some outcrops around this area were used to study the tectonic-lithofacies paleogeography, define the distribution of large scale source rocks and reservoirs, and sort out favorable exploration zones. (1) The basin experienced evolution from ramp to deep-water mud-rich ramp, gentle slope, weak rimmed to strong rimmed platform, and the differentiation in the platform was controlled by pre-Cambrian palaeo-rifts. (2) The Luonan-Yubei ancient rift controlled the distribution of source rocks in the Lower Cambrian Yuertusi Formation, and this rift together with the northern depression are the main source rock area. (3) There are three sets of large-scale reservoirs, the Upper Sinian Qigebulake Formation, the Lower Cambrian Xiaorbulake Formation and the Wusongger Formation, and shoal-mounds, early dolomitization and multi-levels of unconformities controlled reservoir development. (4) Four favorable exploration zones, the north slope of Tazhong, upper slope of Maigaiti area, Keping-Wensu periphery, and south slope of Tabei, were sorted out. Of them, the north slope of Tazhong is most likely to have exploration breakthrough; the south slope of Tabei is the best area for exploring the Upper Sinian large scale weathering crust dolomite; Maigaiti slope and Keping-Wensu periphery area improved in exploration potentials significantly, and are worth prospecting faster.

Keyword: tectonic-lithofacies paleogeography; source-reservoir assemblage; exploration zone; Late Sinian to Middle Cambrian; Tarim Basin
0 引言

寒武系盐下（上震旦统— 中寒武统）白云岩已成为塔里木盆地深层— 超深层油气勘探重要战略接替领域。继塔北震旦系桥古、雅克拉潜山型油气藏发现以来[1], 塔中隆起[2]、塔北轮南低凸起[3]及柯坪断隆[4]等多个构造单元相继获得重大突破。与此同时, 新和1、玉龙6等多口重点探井因构造-岩相古地理认识不足, 钻前规模储集层、烃源岩预测不准而失利, 面临有利区带评价难的局面。

针对塔里木盆地寒武系盐下白云岩构造-岩相古地理已开展多轮次攻关。贾承造、冯增昭、赵宗举等[5, 6, 7]开展了大地构造解析、“ 单因素分析多因素综合作图” 及层序岩相古地理等研究, 提出寒武纪塔里木板块具“ 两台夹一盆” 东西分异格局、南高北低地形差异、缓坡-强镶边的建造序列等。邬光辉、管树巍、朱永进等[8, 9, 10, 11]探索性开展了塔西台地内部地质结构及其对上覆碳酸盐台地沉积分异的控制, 提出和初步落实前寒武纪发育阿瓦提— 满加尔裂谷、早寒武世具“ 三隆两洼” 格局等。上述观点和认识为揭示塔西台地深层地质结构提供了重要指导, 有力推动了构造-岩相古地理及油气勘探评价研究。随着勘探进程的加快, 仍面临3个方面的不足或争议：①塔西南地区是否存在前寒武系古裂陷及其对下寒武统烃源岩和储集层的控制; ②塔北地区早寒武世构造古地理格局及有利储集相的分布; ③晚震旦世— 中寒武世塔西台地沉积分异与演化及现今盆内古隆之上源-储-盖组合类型与分布。本文利用最新处理采集/拼接处理的50余条地震大测线、三维地震数据体、22口钻井及周缘露头剖面等资料, 以塔西南地区深层地质结构与关键单元演化为切入点, 开展以组为单元的构造-岩相古地理重建及其演化等研究, 预测与评价规模烃源岩和储集层, 结合现今盆内古隆构造演化特点, 评价出有利区带, 以期为下一步油气勘探部署提供理论依据。

1 区域地质背景

塔里木盆地是一个前寒武纪古克拉通背景下的大型叠合复合盆地, 内部发育多个构造单元（见图1a）。新元古界— 下古生界碳酸盐岩作为塔里木板块结晶基底之上的第1套构造层序[3], 沉积充填和演化与罗迪尼亚超大陆裂解密切相关[12, 13, 14]。周缘露头群南华系— 震旦系均记录了与超大陆裂解相关的构造热事件, “ 双峰式” 火山岩、A型花岗岩、基性岩墙群、“ 下粗上细” 快速堆积碎屑岩组合等是直接证据[14, 15, 16]。南华系下部和震旦系下部获得两组误差范围内可对比的定年数据, 分别为距今760 Ma和距今615 Ma, 与超大陆初始裂解（距今740~820 Ma）和末期裂解（距今600~650 Ma）相对应[12]。结合周缘露头区裂谷特征, 利用重/磁/电/震等资料初步落实了板块内部古裂谷的展布, 识别出阿瓦提— 满加尔裂谷体系和塔西南裂谷体系[17, 18]。其中, 关于盆地北部的阿瓦提— 满加尔古裂谷已基本形成共识, 受伸展正断裂控制, 近东西走向, 宽100~200 km, 最大充填厚度超过2 000 m, 占现今盆地面积的30%[17, 18, 19]。

图1 塔里木盆地构造分区简图（a）、南北向构造-地层结构剖面（b）及地层综合柱状图（c）
AnZ— 前震旦系; Nh— 南华系; Z— 震旦系; — C1+2— 中下寒武统; — C3— 上寒武统; O1— 下奥陶统; O2+3— 中上奥陶统; S— 志留系; D— 泥盆系; C— 石炭系; P— 二叠系; T— 三叠系; K— 白垩系; E— 古近系; N1j— 新近系吉迪克组; N1k— 新近系康村组; N2k— 新近系库车组

塔里木板块两大前寒武系古裂谷的展布及纵向演化对上覆碳酸盐岩构造层序充填具明显控制作用。平面上, 塔里木板块由南至北被分割为塔西南裂谷区、中央基底古隆、阿瓦提— 满加尔裂谷区及塔北基底古隆, 构成了“ 两隆-两坳” 的古构造格局, 成为寒武系盐下（上震旦统— 中寒武统）古地理分异的背景基础。尽管震旦纪末遭受柯坪运动抬升改造形成沉积间断, 但并未明显改变隆-坳相间的宏观构造-古地理格局。至寒武纪, 塔里木盆地进入缓坡-镶边碳酸盐台地建造新阶段, “ 两隆-两坳” 古地理格局逐渐向“ 东西分异” 转变。纵向上, 南华系古裂谷具典型“ 裂-坳” 二元结构[16], 可识别出裂谷期、裂-拗转换期和裂后沉降-克拉通建造期等阶段, 控制了纵向岩性充填序列（见图1b、图1c）, 即南华系— 震旦系裂陷-坳陷碎屑岩、上震旦统— 下寒武统碳酸盐岩、中寒武统蒸发盐岩, 二者构成典型蒸发盐岩-碳酸盐岩组合, 为本文研究的目的层系。

2 晚震旦世— 中寒武世构造-岩相古地理
2.1 构造-沉积古格局与演化阶段

2.1.1 塔西南地区罗南— 玉北古裂谷

关于塔西南地区前寒武系古裂谷的认识争议颇多, 存在着截然相反的两种观点[14, 19]：①南华纪— 早寒武世麦盖提斜坡主体位于塔西南隆起; ②麦盖提斜坡早寒武世为斜坡— 陆棚环境, 以水下环境为主, 这直接制约了该区下步油气勘探潜力评价。从新藏公路剖面所揭示的南华系— 震旦系岩相组合来看, 发育典型的陆相→ 海相、断陷→ 坳陷的构造沉积序列, 基性岩墙和双峰式岩浆岩年龄为783~802 Ma, 表明塔西南地区具有与罗迪尼亚（Rodinia）超大陆裂解相匹配的伸展构造背景。第①种观点正是基于这一宏观构造背景得出的推论, 裂谷形成期产生的均衡效应使得塔西南地区整体处于隆起背景, 相对第②种观点更合理。然而, 塔西南隆起之上是否也发育古裂谷成为进一步争议的焦点。已有学者利用基底航磁异常、地震楔状体等进行探索性刻画, 受二叠系基性岩墙、地震多次波影响, 存在较多不确定性[14]。利用多次波压制处理技术对关键地震剖面进行重新处理及二/三维地震联合解释, 首次落实了塔西南地区南华系裂谷位置、几何参数及纵向结构[19]（见图2a、图2b）。塔西南裂谷位于玛扎塔格断裂带以南, 由北西— 南东向山前裂谷和南西— 北东向2个分支裂谷构成（见图2a）。依据所在位置将西部分支裂谷命名为罗南裂谷、东部分支裂谷命名为玉北裂谷, 其中罗南裂谷在群古1、和田2井区发育2个规模较小的次级分支裂谷, 呈北西— 南东向发育。塔西南裂谷区面积达5.37× 104 km2, 罗南裂谷轴向长180 km、宽59~172 km、面积1.9× 104 km2; 玉北裂谷轴向长152 km、宽21~39 km、面积0.9× 104 km2, 山前裂谷区面积2.57× 104 km2。罗南— 玉北裂谷边界发育多期次正断裂, 内部具堑-垒结构, 纵向上表现出典型的“ 裂-坳” 二元结构。晚震旦世之后具继承性发育特点（见图2c）。下寒武统厚度也进一步反映出“ 两隆夹一凹” 的特点, 群古1井区、和田2— 玉北1井区为厚度减薄区, 位于其间的巴探5— 罗斯2井区厚度逐渐增厚, 最大厚度超过240 m。

图2 塔西南地区罗南— 玉北裂谷平面分布图（a）、演化模型（b）与典型地震剖面（c）

2.1.2 构造-沉积演化阶段

以震旦纪末柯坪运动为界划分出晚震旦世裂-坳转换、震旦纪末抬升剥蚀、早— 中寒武世裂后沉降-克拉通建造等3个构造-沉积演化阶段[18, 19, 20, 21]。

至晚震旦世, 塔里木盆地由裂谷阶段（见图3a）进入古裂谷体系的裂-拗转换阶段（见图3b）, 除局部发育同沉积断裂外, 均以热沉降为主, 具“ 南隆北台、南高北低” 的分异特点。叠加早震旦世的填平补齐效应, 罗南— 玉北和阿瓦提— 满加尔两大古裂谷区已演化为地形相对平缓、水体深度较大的台内坳陷, 现今东南隆起以北至库鲁克塔格地区可见厚层暗色泥质沉积。原塔北基底古隆整体位于水下, 成为中高能微生物丘滩带发育有利区, 与中央基底古隆北斜坡丘滩带共同构成上震旦统奇格布拉克组高能相区。

图3 塔里木盆地南华纪— 中寒武世构造沉积演化示意图（剖面位置见图1a）

震旦纪末, 塔里木盆地受柯坪运动影响遭受整体抬升剥蚀, 奇格布拉克组顶部发育区域大型不整合[21]（见图3b）。柯坪运动对塔里木盆地构造古地理格局产生两个方面的影响：①原塔北基底古隆西侧柯坪— 温宿地区隆升幅度大于轮南地区, 奠定寒武系沉积期西高东低的古地形基础; ②中央基底古隆周缘遭受大面积剥蚀, 进一步扩大了早寒武世古隆区的范围。

早寒武世— 中寒武世, 塔里木盆地进入伸展背景的裂后沉降-克拉通建造阶段（见图3c）, 晚震旦世“ 南北分异、南高北低” 的分异特征继续保持, 同时也表现出“ 西高东低” 的新特点。早寒武世, 玉尔吐斯组、肖尔布拉克组和吾松格尔组以填平补齐方式, 依次由古裂谷分布区向邻近古隆区超覆发育。肖尔布拉克组沉积期形成了“ 三隆两洼” 的新格局[10], 塔南隆起、乌恰隆起、温宿低隆联合控制内— 中缓坡高能丘滩带的分布与规模。中寒武世, 古气候转变为干旱炎热, 强镶边台缘发育, 形成了大型蒸发潟湖, 沉积了大面积厚层膏盐岩。至中寒武世中晚期, 台地克拉通性质更加明显, 原隆-坳格局对台地控制逐渐减弱消失。

2.2 构造-岩相古地理特征

2.2.1 上震旦统奇格布拉克组

奇格布拉克组沉积期塔里木板块内部进入相对稳定的热沉降期[20], 发育微生物岩占主导的缓坡型台地, 台内分异具“ 南北分异、南隆北台” 的特点（见图4a）。中央基底古隆位于乌恰— 巴楚— 塔中地区, 呈北西— 南东向展布。由于柯坪运动造成的区域性剥蚀, 推测沉积期隆起面积比残余厚度图反映出的规模略小, 占盆地面积的1/3。自隆起向北依次发育内缓坡滨岸+潟湖→ 内缓坡微生物丘滩带→ 中— 外缓坡→ 盆地。内缓坡微生物丘滩带分布于中央基底隆起北侧和原塔北基底古隆区之上, 宽15~80 km, 东西延伸420 km, 面积达4.26× 104 km2。柯坪地区肖西沟剖面和塔北地区钻井取心表明, 内缓坡常见层状凝块石+泡沫绵层石、微波状叠层石+鲕粒、藻屑及凝块石等2类高频岩相旋回[19], 单旋回厚2~11 m。受次级断裂影响, 滩带内部进一步分异, 轮南地区最新识别出5个小型沟槽, 槽缘见弱丘状地震相。原阿瓦提— 满加尔裂谷区为水体相对较深的外缓坡— 盆地, 以暗色泥质白云岩、泥质岩为主。塔西南地区罗南— 玉北古裂谷区在晚震旦世持续沉降, 局部具发育丘滩的古地形。由古陆向南依次发育古陆— 内缓坡滨岸+潟湖→ 内缓坡丘滩, 新藏公路剖面见混积颗粒岩。

图4 塔里木盆地晚震旦世— 中寒武世构造-岩相古地理图

2.2.2 下寒武统玉尔吐斯组

目前已有星火1、轮探1、塔深5、旗探1、轮探3、新和1等6口探井和柯坪地区12个剖面点揭示出玉尔吐斯组沉积[22], 但全部分布在塔北地区; 巴楚— 塔中地区近20口探井均缺失该套地层; 塔西南地区尚无钻井揭示。综合分析认为, 下寒武统玉尔吐斯组沉积期为受控于前寒武系裂-坳体系持续沉降区控制的富泥质缓坡（见图4b）。中央基底隆起北侧以“ 南北分异” 为主, 依次发育3个相区：①内缓坡碎屑岩、混积潮坪等, 以老砖厂剖面及方1、舒探1等井为代表; ②中缓坡泥质（瘤状）灰岩、中薄层灰黑色泥页岩及泥质白云岩组合, 柯坪地区露头群多属于此相带, 除中央古隆北侧, 柯坪— 温宿地隆周缘和轮南地区亦有分布; ③外缓坡— 盆地相, 黑色泥页岩、硅质岩及硅质泥岩等组合为主, 以塔东地区塔东1、英东1等井为代表。柯坪露头群实测证实玉尔吐斯组垂向上可划分3段, 即富含硅质岩的下烃源岩亚段、与薄层灰岩/白云岩频繁互层的上烃源岩亚段、顶部白云岩亚段, 厚30~50 m, 黑色泥页岩累计厚10~15 m, 反映出沉积期海平面频繁震荡和沉积中晚期整体下降的趋势。

基于最新落实的罗南— 玉北古裂谷分布范围和沉积区内普遍存在与北部星火1井相类似的地震同相轴, 指出塔西南古裂谷沉降区发育玉尔吐斯组沉积, 厚10~50 m, 预测面积约6× 104 km2。

2.2.3 下寒武统肖尔布拉克组

肖尔布拉克组沉积期发育一套碳酸盐岩缓坡沉积（见图4c）, 内部分异受控于“ 三隆两凹” 古地理新格局, 即乌恰、塔南、柯坪— 温宿3大古隆与塔西南凹陷区、北部凹陷区。基于3大台内古隆周缘沉积物的差异, 识别出塔南隆起北缘颗粒滩为主坡坪式缓坡、柯坪— 温宿低隆丘滩复合体均斜型缓坡及乌恰古隆过渡型缓坡。塔南隆起北缘颗粒滩主坡坪式缓坡分布于塔中32— 楚探1井区, 古隆以北依次发育混积坪→ 内缓坡颗粒滩带→ 中— 外缓坡云灰坪/灰泥坪→ 盆地。内缓坡亚相以藻砂屑白云岩、鲕粒白云岩为主, 陆源碎屑丰富, 分布稳定, 滩带宽49~75 km, 厚25~71 m, 可见典型超覆、丘状和前积地震反射。乌恰古隆、柯坪— 温宿低隆相带分布与塔南古隆北缘相类似, 乌恰古隆起周缘内缓坡以藻丘与颗粒滩互层为主要特点, 柯坪— 温宿地区见“ 小丘大滩” 结构。塔南隆起与乌恰隆起之间地貌低缓, 预测发育大面积内缓坡丘滩带, 以丘滩共生过渡组合为主。总之, 3大台内隆起控制了肖尔布拉克组内缓坡丘滩带的分布与规模, 面积达10.6× 104 km2。塔北隆起新和— 轮南地区以中— 外缓坡低能相为主, 中厚层灰黑色泥质（晶）灰岩、含颗粒泥晶灰岩等岩性组合, 已被新和1、轮探1等探井证实。

2.2.4 下寒武统吾松格尔组

早寒武世晚期, 塔南、乌恰、柯坪— 温宿3大台内隆起依然存在并控制着台内分异, 但轮南水下低隆受海平面持续下降和北东向古洋流双重影响开始发育中高能相（见图4d）。传统观点认为吾松格尔组为1套富泥质、富陆源碎屑的潮坪相沉积[4], 不具备发育中— 高能相的背景。依据柯坪露头、柯探1（京能）、轮探1、轮探3、中寒1等新钻井、老井岩性复查及地震相等首次发现并刻画出吾松格尔组台缘, 沉积期为弱镶边型碳酸盐台地。吾松格尔组台缘为塔西台地寒武系第1套台缘建隆（见图5）, 标志着塔里木盆地“ 东盆西台” 格局的正式形成。东部台缘分布于轮南— 塔中32井区, 呈北西— 南东向分布, 宽15~30 km, 长310 km, 面积约7 080 km2; 北部台缘因受断裂和地层剥蚀等影响, 尚无法准确落实。但依据露头区→ 新和1井→ 轮探1井岩相的变化推测其位于新和1井以南。靠近台缘带发育多个面积不等的台内滩, 面积约3 200 km2。台地内部整体富泥质, 陆源碎屑比较丰富, 帐篷构造、类竹叶状角砾岩较为常见, 具有典型近古陆混合沉积特征, 靠近隆起区可见厚0.5~1.2 m薄层低能滩的发育, 如夏特、见必真木塔格等剖面。

图5 塔里木盆地下寒武统吾松格尔组台地边缘地震反射（剖面位置见图1a）
— C1y— 下寒武统玉尔吐斯组; — C1w— 下寒武统吾松格尔组; — C2s— 中寒武统沙依里克组; — C2a— 中寒武统阿瓦塔格组; — C3xq— 上寒武统下丘里塔格组; O1p— 下奥陶统蓬莱坝组

2.2.5 中寒武统

至中寒武世, 台内隆-坳分异已基本消失, 台地边缘进入快速建造阶段, 形成典型“ 桶状结构” , 叠加干旱炎热的古气候, 发育了蒸发潟湖占主导的强镶边型台地（见图4e、图4f）。与吾松格尔组沉积期台缘相比, 中寒武统台缘具分布范围更大、多期叠置的特点。南端由塔中32井区延伸至罗西台地[23]。以中部膏盐湖为中心, 向外依次发育膏云坪+台内滩→ 蒸发潮坪→ 泥云坪等亚（微）相。对比沙依里克组（见图4e）与阿瓦塔格组（见图4f）岩相古地理发现, 中寒武世早期至晚期, 膏盐湖呈扩大趋势, 面积增大约1/3, 至阿瓦塔格组沉积期已超过14.2× 104 km2, 膏盐岩厚度400~700 m, 周缘的膏云坪面积也达到5.1× 104 km2, 厚200~400 m。膏盐湖主要分布于原阿瓦提— 满加尔古裂陷区, 而塔南、乌恰、柯坪— 温宿、轮南等地区以发育膏云坪为主。

3 寒武系盐下规模烃源岩和储集层
3.1 规模烃源岩

3.1.1 玉尔吐斯组主力烃源岩

玉尔吐斯组的分布明显受控于前寒武系隆-坳相间古构造格局（见图5、图6a）, 中— 外缓坡亚相是烃源岩主要赋存相带。阿瓦提— 满加尔古裂谷持续沉降区和原塔北基底古隆区构成玉尔吐斯组核心分布区, 已被柯坪露头群、轮探1井、星火1井所证实[22], 面积达26× 104 km2。烃源岩的厚度受沉积期古地形控制明显, 自西向东厚度逐渐增大, 局部因古地形高地减薄。露头区黑色泥页岩厚10~14 m, 星火1井区增厚至30 m, 至塔东地区厚达55~99 m, 轮南地区因处于水下低隆区, 减薄为22 m。烃源岩品质也表现出类似的特点, 塔西台地区TOC值普遍大于3%, 最高可达16.5%, 东部盆地TOC值则以1%~3%为主, 反映了沉积相带对烃源岩品质的控制。目前尚无钻井或露头直接揭示塔西南地区发育玉尔吐斯组烃源岩, 但巴什托普、和田河、玉北等已发现油气藏地球化学指标显示油气来自下寒武统玉尔吐斯组[24], 结合古地理编图成果预测现今麦盖提斜坡玛南— 巴什托普地区发育烃源岩, 预测面积6× 104 km2, 厚10~50 m。

图6 塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组（a）与震旦系（b）烃源岩厚度等值图

3.1.2 震旦系潜在烃源岩

塔里木板块前寒武系古裂谷的发育和间冰期适合低等生物繁盛的古海洋环境使得南华系— 震旦系可能成为寒武系盐下新的油气来源。阿瓦提— 满加尔裂谷两侧, 即西北缘柯坪地区和东北缘库鲁克塔格地区已初步揭示出震旦系暗色泥岩具有一定的生烃潜力（见图6b）。柯坪地区什艾日克剖面震旦系暗色泥岩厚度为60 m, TOC值为0.3%~1.0%; 邻近的肖西沟剖面出露约50 m厚泥质岩, 已风化为土黄色, 断面为黑色, TOC值小于0.5%; 塔东北的库鲁克塔格南区震旦系泥岩厚60~80 m, TOC值为0.5%~1.8%, 浅钻样品TOC值可达1.8%~2.6%。以0.5%为有效烃源岩的标准, 可认定塔东北库鲁克塔格南区发育震旦系烃源岩, 品质良好。根据阿瓦提— 满加尔古裂谷的分布位置大致预测其主要分布在东部满加尔古裂谷区。

3.2 规模储集层

3.2.1 上震旦统微生物丘滩相白云岩

中央基底古隆北侧和原塔北基底古隆区规模发育了内缓坡微生物丘滩相（见图4a）, 构成了上震旦统奇格布拉克组规模性微生物丘滩相白云岩储集层重要载体。肖西沟剖面地质建模证实, 储集岩岩性以藻粘结砂屑白云岩、泡沫绵层石白云岩、叠层石白云岩、鲕粒白云岩及凝块石白云岩等为主, 顶部表生岩溶改造段还可见角砾状藻凝块白云岩。微生物格架（溶）孔、粒间（内）溶孔和溶蚀孔洞为主要的有效储集空间, 最大孔隙度达19.6%, 平均孔隙度3.6%, Ⅰ +Ⅱ 类储集层累计厚度为53.7 m, 储地比30.9%。依据储集岩岩相构成和主控因素的差异性, 纵向上划分出3个储集层段：下段以中薄层丘状叠层石为主, 夹中薄层鲕粒/藻屑白云岩, 陆缘碎屑沉积较发育, 储集层发育程度较差; 中段以中厚层微波状叠层石为主, 与鲕粒/藻屑及凝块石白云岩构成若干高频反旋回, 储集层较发育, 以Ⅰ +Ⅱ 类为主, 原始沉积相带和早期白云石化是控制储集层发育两大主控因素; 上段以若干厚层层状凝块石和泡沫绵层石白云岩复合为主, 储集层较发育, 表生岩溶改造是除具中段的两大主控因素外另一个重要因素[25]。3个储集层段在塔北地区均有不同程度的发育, 中、上段可全区对比[26]（见图7）, 具规模性。

图7 塔里木盆地上震旦统奇格布拉克组露头-钻井储集层对比剖面图（据文献[25]修改; RLLD— 深侧向电阻率; RLLS— 浅侧向电阻率）

3.2.2 下寒武统肖尔布拉克组藻丘滩白云岩

塔中— 巴东颗粒滩带、麦盖提斜坡— 巴楚丘滩— 藻屑滩带、柯坪— 温宿丘滩复合体构成了下寒武统肖尔布拉克组藻丘滩白云岩储集层发育的物质基础, 面积达10.6× 104 km2。柯坪— 温宿周缘露头地质建模证实储集层分布、品质和厚度与内缓坡丘滩体特征密切相关, 储集层厚度随丘滩体厚度的增大而增大, 主要分布在肖尔布拉克组中上段[27]。依据丘和滩的差异可划分出藻丘型和颗粒滩型两类白云岩储集层。储集空间以藻格架孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔等孔隙-孔洞为主, 139个样品的孔隙度为1.11%~10.80%, Ⅰ +Ⅱ 类储集层厚16~65 m, 储地比12.2%~41.2%。肖尔布拉克组内部与顶部均缺乏大型暴露不整合, 微生物丘滩相和与高频层序界面相关的准同生岩溶作用、早期白云石化是规模有效储集层发育和保存保持的3大主控因素, 埋藏期以先存孔隙调整破坏为主, 增孔效应不明显, 继承性大于改造性。

3.2.3 下寒武统吾松格尔组台缘丘滩

轮南— 塔中32井台缘带与台缘之后台内滩构成吾松格尔组储集层发育主要物质基础, 3大古隆周缘发育的潮坪相中低能滩亦有所贡献, 台缘带面积约7 080 km2, 西部台内滩面积约3 200 km2。钻井初步揭示轮南地区吾松格尔组台缘丘滩与储集层之间的关系。塔深1井钻遇吾松格尔组台缘, 发育Ⅱ 类储集层14 m/1层, Ⅲ 类储集层76.7 m/4层; 轮探1井钻揭台缘礁后砂屑滩相, 测井解释Ⅱ 类储集层11 m/2层, 储集岩岩性以残余颗粒白云岩为主, 孔隙度为3.1%~3.5%, 为裂缝-孔洞型储集层。轮南地区吾松格尔组储集层的发现拓展了寒武系盐下勘探新层系, 改变了吾松格尔组不能作为储集层的传统观点。至于吾松格尔组内部是否也具备发育规模性的丘滩相白云岩储集层的潜力尚不清楚, 对其评价是下一步工作的重点。

4 寒武系盐下有利勘探区带

两套规模烃源岩、3套规模有效储集层和中寒武统膏盐岩盖层构成了寒武系盐下包括上、下两套油气成藏组合。下组合为震旦系潜在烃源岩-上震旦统微生物丘滩相白云岩储集层-下寒武统玉尔吐斯组泥质岩盖层, 上组合为下寒武统玉尔吐斯组烃源岩-下寒武统肖尔布拉克组及吾松格尔组储集层-中寒武统膏盐岩盖层。两套成藏组合均已获油气发现。依据现今盆内隆起的构造稳定性及源-储新认识, 评价出寒武系盐下存在塔中北斜坡、塔北南斜坡、柯坪— 温宿周缘、麦盖提上斜坡4个有利勘探区带（见图8）。

图8 塔里木盆地寒武系盐下白云岩有利区带叠合图

4.1 继承型稳定古隆— — 塔中北斜坡

塔中北斜坡位于震旦系潜在烃源岩和下寒武统玉尔吐斯组主力烃源岩叠合区南缘, 具中央基底古隆和继承性古隆的双重背景, 上、下两套油气成藏组合均有发育且长期处于油气聚集的有利指向区（见表1）。两套成藏组合的分布具分带性, 下组合主要分布于塔中北斜坡西段; 上组合在全区均有发育, 但东段发育不完整, 缺失玉尔吐斯组, 仅发育肖尔布拉克组颗粒滩相白云岩储集层和中寒武统膏云岩盖层, 向中西段逐渐完整。现今埋深小于8 500 m的有利区面积为10 069 km2, 其中, 下组合为2 764 km2, 上组合为7 305 km2。塔中地区油气圈闭形成于早加里东期, 定型于海西期, 与油气主成藏期匹配良好[28], 截至2019年塔中北斜坡已完钻探井4口, 中深1C井在下寒武统测试获得15.8× 104 m3工业气流, 中深5井在中寒武统获低产油气流。基于中寒1井失利原因分析, 下一步勘探部署应优先在两套成藏组合更加落实和中晚加里东期— 早海西期走滑断裂破坏弱的中西段, 目前中寒2井已上钻。

表1 塔里木盆地寒武系盐下白云岩有利区带综合分析表
4.2 残余型古隆— — 塔北南斜坡

塔北南斜坡直接位于下寒武统玉尔吐斯组主力烃源灶之上和震旦系潜在烃源岩发育区的北侧, 奥陶系已发现哈拉哈塘、塔河、顺北等超大型油气田, 充分证实了源灶的有效性和规模性（见表1）。塔北南斜坡受塔北基底古隆和塔北残余型古隆双重控制, 上、下两套油气成藏组合均有发育。下组合在整个塔北地区普遍发育, 广覆的玉尔吐斯组泥页岩覆盖在奇格布拉克组规模微生物丘滩相白云岩之上, 侧向与震旦系潜在烃源岩对接。上组合仅分布在轮南地区, 中寒武统膏云岩覆盖在吾松格尔组台缘和礁后滩白云岩之上。现今埋深小于8 500 m的有利区面积为12 112 km2, 其中下组合为11 511 km2, 上组合为601 km2。塔北南斜坡经历了加里东期和海西期主成藏期, 燕山期和喜马拉雅期遭受较强构造运动影响, 断裂相对发育, 且盐上奥陶系近期发现油气多与沟通下寒武统烃源灶的大型走滑断裂有关, 寻找近源、断裂破坏弱和规模储盖组合发育区是下步评价关键。

4.3 残余型古隆— — 柯坪— 温宿周缘

柯坪— 温宿周缘位于下寒武统玉尔吐斯组主力烃源岩和震旦系潜在烃源岩叠合区之上, 油气原地垂向运移优势显著（见表1）。早寒武世位于温宿低隆起环境, 同时具备与主成藏期匹配的晚海西期古隆背景[28], 控制上下两套油气成藏组合的发育和油气聚集成藏。下组合主要分布于温宿低隆周缘, 向柯坪地区剥蚀尖灭, 奇格布拉克组微生物丘滩相白云岩储集层厚度大、品质优。上组合在全区均有发育, 靠近柯坪和温宿低隆核心区因缺乏玉尔吐斯组烃源岩而不完整。现今埋深小于8 500 m的有利区面积27 262 km2, 其中下组合682 km2, 上组合26 580 km2。柯坪— 温宿周缘因双重古隆背景使其油气勘探潜力得到整体提升, 但喜马拉雅期遭受强烈的构造改造, 寒武系盐下油气发生调整和重新聚集, 2019年京能集团柯探1井在上组合吾松格尔组获28× 104 m3高产工业气流印证了这一认识。寻找构造稳定区成为突破的关键。

4.4 迁移型古隆— — 麦盖提上斜坡

基于首次落实的罗南— 玉北古裂谷的裂-坳结构、被动大陆边缘演化模型及地震相类比等确立了塔西南坳陷麦盖提斜坡发育下寒武统玉尔吐斯组烃源岩, 夯实了油气勘探的资源基础（见表1）。麦盖提斜坡上倾方向位于塔西南古隆迁移和反转的枢纽区, 构造相对稳定, 是探索寒武系盐下原生油气藏的有利区带。现今埋深小于8 500 m的有利区面积为32 820 km2, 均为上组合, 下组合不发育。麦盖提斜坡发育早加里东期、晚加里东期— 早海西期和晚海西期— 喜马拉雅期3期断裂[24], 其中未断穿中寒武统膏盐岩盖层的晚海西期— 喜马拉雅期走滑断裂控制寒武系盐下圈闭发育和油气聚集, 已初步落实11个圈闭, 面积437.8 km2, 有望成为塔西南地区寒武系盐下获得油气发现的突破口。

5 结论

南华纪初形成的“ 两隆-两坳” 古构造格局在晚震旦世— 中寒武世持续调整, 经历了晚震旦世裂-拗转换、震旦纪末抬升剥蚀、早— 中寒武世裂后沉降-克拉通建造3个演化阶段, 控制了塔里木盆地南北分异向东盆西台转换、缓坡至强镶边台地的演化及台内有利相带的分布与规模, 发育了晚震旦世碳酸盐岩缓坡、早寒武世玉尔吐斯组沉积期富泥质缓坡、肖尔布拉克组沉积期碳酸盐岩缓坡、吾松格尔组沉积期弱镶边台地及中寒武世强镶边蒸发台地。

落实了塔西南罗南— 玉北古裂谷平面展布与裂坳结构, 基于被动陆缘模型和地震相类比研究预测裂谷沉降区发育下寒武统玉尔吐斯组烃源岩, 新增有效烃源岩面积近6× 104 km2。与北部坳陷共同构成寒武系盐下主力烃源岩分布区, 面积达32× 104 km2。

上震旦统奇格布拉克组微生物丘滩相白云岩、下寒武统肖尔布拉克组藻丘和藻屑滩相白云岩、吾松格尔组轮南— 古城台缘丘滩白云岩构成寒武系盐下3套规模性储集层, 主要分布于晚震旦世— 早寒武世台内古隆周缘或之上, 原始相带、早期白云石化和不同级次暴露不整合面控制储集层的分布与品质, 晚期埋藏期继承性大于改造性。

依据现今盆内古隆的构造稳定性及岩相古地理编图成果, 评价出塔中北斜坡、塔北南斜坡、柯坪— 温宿周缘、麦盖提上斜坡4个有利区带。塔中北斜坡是寒武系盐下近期取得突破的最现实领域, 塔北南斜坡是探索上震旦统风化壳白云岩的有利区带, 柯坪— 温宿周缘和麦盖提上斜坡勘探潜力明显得到提升, 值得加快探索。

（编辑 王晖）

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