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1、 40 9 地质论评 G E O L O G I C A L R E V I E W V O 1 5 4 N O 5 S e p t 2 0 0 8 库车坳 陷晚 白垩世地层存在 的证据和沉积相分析 郭 宪 璞 叶 留 生 丁 孝 忠 苏 新 1 中 国地 质科 学 院地 质研 究所 北京 1 0 0 0 3 7 2 中国石 油化工集 团石油勘 探开发 研究 院西 部分 院 乌鲁 木齐 8 3 0 0 0 1 3 中 国地 质大学 北 京 1 0 0 0 8 3 内容提要 库 车坳 陷是我 国重要 的能源基地之一 白垩 系是其主要储层 长 期以来 该 坳陷 白垩 系的地层划 分 存在较大争议
2、其中是否存在上 白垩统是争议问题焦点之一 笔者等根据发 现的晚 白垩世钙质超 微化石 证 实了库 车坳陷 巴什基奇克组 上部地层属于晚白垩世 并存在海 相沉 积 根据 前人在库 车坳陷及塔东 北井下发 现的 晚自垩世 介形虫 轮藻等化石 证实了这些地 区也 同样存在 上 白垩统 古城 组是其 晚白垩世陆相 沉积 的代 表 若干露头 剖面 和井下岩芯晚 白垩世钙质超微化石 的发现 表 明特提斯 海水 曾侵 进到该 盆地 该坳陷及塔 东北地 区晚 白垩世存 在 海相和陆相两类沉积体系 关键词 晚白垩世地层 巴什基奇 克组 古城组 沉积相 库车坳 陷 新疆 库 车坳陷位 于天 山南 麓 塔里 木 盆
3、地北 缘 南 天 山古生代 地层 超 覆 其边 缘 之 上 是 我 国重 要 的 能源基地 之一 特别 是克拉 大 型油气 田 的发 现 使 该 坳 陷成 为 国家西气东 输 的西部 源头之 一 该 坳 陷 的 油气 主要来 源于三 叠 系 和侏 罗 系 暗 色河 湖 相 泥 页 岩 其 主要储层 为 白垩 系 白垩 系 的碎 屑岩 极 为 发 育 为油 气储存 提 供 了 良好 空 问 和 条件 有 关 该 坳 陷在 白垩纪 的构造 演 化 沉积 特 征 前 人 已有 大 批 研 究 成果 问世 林 畅松 等 2 0 0 4 张 明 山等 1 9 9 6 贾 进 华 2 0 0 0 朱玉 新
4、等 2 0 0 0 但 是 一些 研究 缺少 可靠 的地层 时代划分 依 据 有些 基 本 地 层 问题 尚待 深 入 研 究和分 析 长期 以 来 该 坳 陷 白垩 系 的时 代 划 分 由于缺少可靠化石证据存在较大争议 其 中是否存 在 晚 白垩世 地层 为争议 问题 焦点 之一 这个 问题 涉 及 两个方 面 一是 坳 陷 内是 否存在 晚 白垩世地 层 二 是关 于 巴什 基奇 克 组 的 时代 归 属 第 一方 面 很 多 人认 为 晚 白垩世 是该坳 陷隆 升时期 根 据裂 变经迹 定 年法 南 天 山库 车 坳 陷地 区在 晚 白垩 世 发 生构 造 隆升事件 表 现 为 全 区
5、范 围 内缺 失 晚 白垩 世 地 层 周宇章等 2 0 0 2 这一隆升过程不仅造成 了库 车 坳 陷全区缺 失晚 白垩 世 地层 而且 也 导 致 了 库 车坳 陷构造变 形 的雏 形 贾 承 造等 2 0 0 3 第 二方 面 近 年 来 由于在 巴什基 奇克组 先后发 现 了介形 虫 轮藻 孢 粉等化 石 认 为该 组 主体 的时 代 属于 早 白垩 世 中 期 由此 而认 为库 车 地 区缺 失 晚 白垩 世 沉 积 陈 丕 基 2 0 0 0 王启 飞 等 2 0 0 1 那 么 库 车 坳 陷究 竟 有 无 晚 白垩 世地层 巴什基奇 克组是 否就是 早 白垩世 中期 的地 层
6、呢 这不 仅涉及 该坳 陷 白垩纪 基本 的地 层层 序划 分和 时代 格架 而且 关 系 到对 坳 陷 白垩 纪 构造格局的认识 如果存在晚白垩世沉积 那么究竟 有什 么样 的沉积 类 型呢 笔 者等认 为有必 要依据 笔 者等的工作并综合前人的一些证据对上述问题作一 探讨 以期 引起各 方 面的重视 和讨论 图 1 1 巴什基奇克组钙质超微化石的 发现及时代厘定 巴什基 奇克组 的岩性 总体 上为一 套 巨厚 层 的碎 屑岩沉 积 下部 为 褐 红色 厚 层一块 状 砾 岩 含砾 砂 岩 上部为浅褐红色中一细粒砂岩夹同色砂砾岩 泥 质粉砂 岩及 泥岩 厚 约 7 O 2 7 0 m 该组
7、从 区域 展布 上 沿 卡普沙 良河一克 拉 苏 河一库 车河 一 线厚 度 较 大 展布稳定 往东至依南 2井 往西至阿瓦特河 北 注 本文为国家重点科技攻关项 目 编号 9 6 1 1 1 0 2 一 o l 一 0 1 9 9 1 1 1 一 O l 一 0 2 0 7 中石化前瞻性及基础性项 目 编号 W2 7 o 4 4 及 国家地质调查 局资助项 目 编号 1 2 1 2 0 1 0 6 1 1 7 0 2 的成 果 收稿 日期 2 0 0 8 0 3 2 8 改 回日期 2 0 0 8 0 6 1 2 责任编辑 章雨旭 作者简介 郭宪璞 男 1 9 4 9 年 出生 博士 研究员
8、 从事生物地层 学和微体古生物等研 究 E ma i l g u o x i a n p u c a g s n e t c n 地质论评 回s e c t i o n s a n d d r超il l微h o 化 l ef 右 ou n d K2 n a n n of os s i l s 团 d r i1 l h o l e s in陆 w 相 h i 地 c h 层 f o un d 回b 塔 un d 东 ar 北 yo 白 f 垩 t he 系 C 分 r e t 布 ac 边 界 e ou s i n c o n t i n e n t aI s t r a t a no r t
9、h e a s t e r n Ta r i m ba s i n 图 1 塔里木盆地东北部发现 晚白垩世地层 剖面和钻井位置 图 底 图据王智等 1 9 9 9 Fi g 1 Sh o wi ng t h e po s i t i o n o f s e c t i on s a n d dr i l l hol e s f o und t he La t e Cr e t a c e o us s t r a t um i n NE Ta r im Ba s i n 1 一塔拉克剖面 2 一 小库孜拜剖面 3 一大j E 2井 4 一克拉苏河剖面 5 一库车河剖面 1 一 Ta l a k
10、 s e c t io n 2 Xi a o k u z b a i s e c t i o n 3 一 Da b e i 2 d r i l l h o l e 4 Ke l a s u Ri v e r s e c t i o n 5 一 Kuq a Ri v e r s e c t i o n 至天山前地带减薄尖灭 往南逐渐增厚 明显不 同 于库车拗陷侏罗系 白垩系总体展布趋势 可能反映 一 次重大构造变革 该组为黄汲清先生 1 9 4 7年创建命名 时代定为 晚白垩世 Hu a n g T K e t a 1 1 9 4 7 该组以前所产 化石较少 随着工作的深入 相继发现 了介形虫
11、轮 藻和孢粉等化石 新疆区域地层表 1 9 8 1 根据这 些化石将其 时代定 为晚 白垩世 中国 的白垩 系 1 9 8 6 认为该 组既有代表晚 白垩世 的典 型化 石分 子 又有早 白垩世 的某 些分 子 因产 出层 位 关系不 确 切 故暂将该组的时代归属中一晚白垩世 之后又相 继在该组发现了介形虫 轮藻和孢粉化石的新组合 认为这些组合 的时代为早 白垩世 中期 王启 飞等 2 0 0 0 近年来 笔者等在该组之上部灰绿色砂质泥 岩 中首次发 现 了以五 边石类 型 为主 的 1 O属 1 5种钙 质超 微 化 石 见 图 版 它 们 是 A 口 7 2 g P z s 尼 P z z
12、 口 c y mb i f o r mi s Na n n o c o n u s mu l t i c a d u s Q u a d r u m ga r t n e r i Q g o t h i c u m Q s p 1 Q s p 2 M i c u l a c o n c av e Cal c ul i t e s o b s c ur us C s p Cyc l age l o s pha e r a mar ge r e l i i Bi s c ut um s p Pe r v i l i t hus v a r i u s Br 乜口 r 0 口 乜 b i ge l
13、o wi i B t u r b i n e a Wa t z n a u e r i a s p 时代分布为晚 白 垩世 这是一个重要发现 不但在库车河 克拉苏 塔拉克 小库孜拜等露头剖面发现了这一化石组合 而且在大北 2井钻孔 中也发现 了该组合分子 本组 合之钙质超微化石均系海相化石 而且是欧洲一些 晚 白垩世钙 质超 微化 石研 究 的经典 剖 面和地 区中早 已发现和报道过的 郝诒纯等 2 0 0 0 苏新等 2 0 0 3 郭 宪璞 等 2 0 0 2 有趣 的是 库车坳陷巴什基奇克组上部发现 的 钙质超微化石与昆仑山前的塔西南地区海相上 白垩 统库克拜组和乌依塔克组的钙质超微化石
14、完全可以 对 比 库车坳陷该组的属种除个别外均是塔西南地 区两岩组所发现的 2个钙质超微化石组合 的分子 其 中 Q u a d r u m g r a t n e r i 是第一组合 的主要代表分 子 两地化石的区别在于库车盆地的化石较少 仅 为 1 O属 1 5种 而塔西南 地区有 2 4属 3 O种之 多 说 明两者为同期产物 郝诒纯等 1 9 8 8 全 球 晚 白垩 世 的海 进 在 特 提 斯 区反 映 尤 为 明 显 有人推测当时海平面上升幅度达数百米之多 欧 第 5期 郭宪璞等 库车坳 陷晚白垩世地层存在 的证据和沉积相分 析 洲 中南 部 中东 北 美西 南部 中亚地 区 我
15、 国西藏 及 塔里木盆地西南地区等广大地区均有大范围的海水 分布 因此 塔里 木 盆地 北 部 的库 车 坳 陷 发现 海 相 化石 是这次 大规模 海 进 的 反 映 从 目前 资 料看 它 距 离广 海较远 故而 化石 多样度较 低 保 存稍 逊 超微化 石 自 Hu x l e y 1 9 5 8 首 次发 现 以来 由于 它 的极端 丰富 浮游 的本 性 及 其骨 架 从 侏 罗纪 至 今 的迅 速演化 对远 距 离 的生 物 地层 对 比具 有非 常 重 要 的价值 因此 在库 车坳 陷寻找 和发现 这类化 石 对 于解决 中 新生 代 地层 具 有 重要 的地 层 意义 和 古 环
16、境 意义 钙质 超微 化 石 为 浮游 类 型 绝 大 多数 为 海生 只有 极少 数既 能适 应 半 咸 水 也 可适 应 淡 水 有些 生活 于近岸 水域 本次 发现 的这类 化石为 海相 化石 无淡水 类 型 至少 从 目前所 掌 握 的 文献 来 看 上述 化石在 世界 各地 的产 出地 层 均 为 海相 沉 积 未 见有 非海相 沉积 的记 录 钙质 超微 化石在 中新 生代 演化 迅速 数量 丰富 具 有对 比划分 地层 时代 的权 威 性 和准确性 这 次在 巴什基奇 克组 首次发 现钙 质超 微化 石被认 为是 一个 重 要 突破 它不 仅 为解 决 该 组 时代提供了依据 同时也对该组沉积相的认识提供 了新 的资料 即 晚 白垩 世 海水 曾到 达 库 车坳 陷 但 由于化石数量 较 少 属种 多样 性 较低 保 存 较 差 所 以仅 能指示 当 时为较浅 的滨浅 海环境 这 些含化 石 层很 薄 推测 海侵 或海泛 时 限较 短 根据 上 述发 现 无疑 确 定 了该 组 晚 白垩世 地 层 在库 车坳 陷的存 在 而 且 是海 相 地层 的存 在 本 次 工作 进
