塔里木盆地西克尔地区古岩溶储层露头表征

始新世末,喜马拉雅运动引起柯坪—巴楚地区广泛的水平挤压和构造抬升,导致奥陶系碳酸盐岩古岩溶出露地表,为古岩溶储层研究提供了很好的露头表征条件。本次研究选取塔里木盆地西克尔剖面为重点研究对象,探讨了古岩溶储层发育特征和演化模式。指出不同碳酸盐岩岩石结构对岩溶响应表现出明显差异:一间房组礁滩体岩溶储层小型溶孔、溶洞分布广泛;以泥晶灰岩和砂屑灰岩为主的鹰山组,岩溶作用形成裂缝为主控因素的大洞大缝型,非均质性很强的孔隙体系。研究区内同样发现了热液作用形成的深成溶洞,但数量和规模均较小。因此,古岩溶作用及伴生的溶洞系统是储层预测的关键。

塔里木盆地西克尔地区古溶洞特征及主控因素

塔里木盆地西克尔地区碳酸盐岩古岩溶现象十分发育,经研究将西克尔背斜区分布的古溶洞细分为管状分支型、溶洞群型、板型和单一孤立型。管状分支型溶洞受控于地下暗河,为细长管道,可发育多个细长的分支,平面上多呈线性分布于西克尔背斜西北部地貌高部位,距离灰岩顶面常小于3 m;溶洞群型溶洞受潜水面和地下暗河双重控制,主要呈片状集中发育于背斜西北部和中北部高地貌区域,易被方解石、萤石充填;板型溶洞受层间水顺层溶蚀控制,主要分布在背斜中南部,或呈线性顺岩层分布于沟谷两侧岩壁中,地貌位置相对较低,距离灰岩顶面多大于10 m,被铁红色和浅绿色粉砂岩等碎屑岩充填;单一孤立型受断层和裂缝控制,横剖面可出现倒漏斗形和漏斗形,分布分散,处于西克尔背斜地貌较低位置。

塔里木盆地西克尔地区奥陶系溶洞系统特征及控制因素

基于大量露头实测和卫星影像资料,探讨了塔里木盆地西克尔地区奥陶系溶洞系统特征及主要控制因素。根据溶洞系统成群、成层状分布特征,提出了溶洞群的观点。并以溶洞充填物为主要依据,将研究区内溶洞群分成碎屑物质充填型和热液矿物充填型两大类。平面上,溶洞群是多个单一溶洞系统的组合,溶洞主体呈雁列式排列,溶洞系统中的缝、洞连片分布形成统一整体,其中,单个溶洞以岩溶管道和厅堂2种形态为主;纵向上,溶洞群由多个单一溶洞成层状有规律地分布,多级次裂缝沟通了不同溶洞主体,其中单个溶洞主体形状以圆形、椭圆形和扁豆状为主。在此基础上,综合溶洞系统宏观特征及分布特点、充填物岩石学特征、充填物碳、氧同位素和87Sr/86Sr值等多种因素,明确了研究区溶洞系统充填期次,得出溶洞系统的分布受控于古气候、溶蚀沟道和断裂系统,其中,古气候是溶洞系统发育的基础,而溶蚀沟道和断裂系统对溶洞发育的后期改造起重要作用,且以断裂系统控制为主。为此,提出了断裂系统控制下溶洞系统发育的2种过程模式,以期为塔北覆盖区溶洞型岩溶储层预测提供理论依据。