阿曼Daleel地区早白垩纪Shuaiba段碳酸盐岩沉积相模式摘要:上Shuaiba段(USH)是阿曼北部Daleel地区主要的含油层;在纵剖面上分为A,B,C,D,E5层,D层和E层是主要的层面.随着Daleel含油地区勘探研究的发展,为了满足更进一步的勘探研究的需求,对于他们内部组成的沉积方式、范围分布的研究及USH的沉积模式的确定变得更加必要和重要。我们根据地质、地震、古生物方面的资料,并运用了碳酸盐岩沉积系统的分析方法,研究了USH段的岩石相组合及沉积环境。在D层中,浅滩内低洼亚相(水深10-15m)和浅滩沉积亚相(水深不超过10M)缺失,在E1层中发现了风暴沉积和浅滩内低洼沉积亚相。在文章中,我们分析了沉积亚相与沉积环境的特征,并确定了其沉积模式:发育于浅海的开阔地之下的碳酸岩盐浅滩内低洼相,在早白垩纪,该地区经常发生风暴事件。关键词:碳酸岩盐,沉积模式,早白垩纪,Daleel地区。前言:Daleel地区位于阿曼盆地的西北部,位于阿曼首都Muscat西南450KM。(图1)该地区是块状岩储油层;它大约有15km长4km宽共60km2。该地区发育一个西南高东北低倾角绝对值大约为2°–5°的单斜层。发育许多断层,特别是发育在单斜层中的小断层。普通断层的走向大多是东北-西南,由北到南分布的6个地段A,B,C,D,E和F,被这些断层分开。因此,该地段的纵剖面显示地垒与地堑成互层的结构特征。图1.Daleel含油盆地位置上Shuaiba段(USH)是该地区最好的储层;它在该地区分布广泛且稳定。他的厚度大约有30-50m。储层掩埋深度为1500-1700m;它南部埋藏浅,北部埋藏深。根据导电性,USH可以被分为A,B,C,D,E5层。此外,B层可以被再分为3部分:B1,B2,B3;E层可以被再分为E1,E2。主要的生产地层是D,E1以及B1,B3。D层和E1层是主要的储层,其中D层是最好的,但是C层,B2层,A层基本是不渗透层。微相类型岩性特征和岩相分析岩性特征基于颗粒特征(大小、形状等),基岩类型,结构特征等,利用Flugel对碳酸岩盐岩相的研究(1982),Dunham对于碳酸盐岩的结构分类(1962)以及普通相带中碳酸岩盐微相的分类(Wilson,1975),USHd层中9类岩石被识别出来,它们是生物碎屑岩P/F(SMF5),生物碎屑岩W(SMF9),生物碎屑岩G(SMF11),包裹生物碎屑岩P(SMF12),鲕粒生物碎屑岩P(SMF15),球状灰岩(SMF16),球状藻类有孔虫岩P/G(SMF18),球状灰岩M(SMF19),以及纯石灰岩M(SMF23)(图2、3)。组分特征、古生物学及岩相特征都在研究中被思考到。岩相分析基于岩石类型,特征以及岩石分布,3个岩相组合被确定:岩相A(SMF9.SMF16.SMF18),岩相B(SMF5.SMF11.SMF12.SMF15),岩相C(SMF5.SMF11.SMF18.SMF19.SMF23)(图3a)。(1)岩相A:圆锥虫粒泥灰岩和球状圆锥虫粒泥灰岩/泥粒灰岩/圆锥虫粒状灰岩/球状灰岩/球状藻类有孔虫岩P/G。图2.Daleel含油盆地岩石类型及D层岩相分布图3.Daleel含油盆地USH层岩相和亚相分布。(a)岩相分布;(b)亚相分布。岩相A是最重要的岩相包括储层,它分布在B层区域北部及D-E区域中部;主要的岩石是粒泥灰岩和泥岩;主要的古生物类型是圆锥虫。生物碎屑岩包括海棉,石灰质球,棘皮动物,有孔虫和海藻灰,内碎屑很少(Wray,1975)。主要的成岩作用是重结晶,溶解作用和填充作用。数量较多且分布相对广泛有规律并被完整保存的圆锥虫说明沉积环境是低能水动力环境。这种发育于浅滩后并限制于低能环境的岩相叫做浅滩中低洼相,该相中水深大约10-15m。E1层和D层都是在这种沉积相中沉积并形成最好的储层的。(2)岩相B:圆锥虫包层球状泥粒灰岩/鲕粒生物碎屑泥粒灰岩/栗孔虫圆锥虫粒状灰岩/生物碎屑球状石灰质浮蛋白石。它分布于东部和西部,主要的岩石是粒状灰岩和鲕粒泥粒灰岩,某些生物粘结灰岩和浮蛋白石也出现在C段和E段区域,生物骨骼粒状灰岩出现的不多。概率不超过20%。主要的古生物类型是栗孔虫,它的体型要比岩相A中出现的小一些,此外,普通鲕粒较为常见。根据栗孔虫和圆锥虫的有规律分布和完整的保存,我们可以认为沉积环境是在几米深的水中的中等水动力条件(Wilson,1975)。这种发育于碳酸岩浅滩环境的沉积相受控制于海潮,水深大约有几米。(3)岩相C:在该区域中岩相C可以被分为2种类型。岩相C-1发育在D层中,岩相C-2发育在E1层中。岩相C-1:栗孔虫和圆锥虫粒泥灰岩/石灰质泥岩/圆锥虫粒状灰岩。这种岩相广泛分布于岩相A和岩相B之前的区域;主要的岩石是栗孔虫和圆锥虫粒泥灰岩,组成它的颗粒主要为圆锥虫、球状粒及绿藻与栗孔虫的组合。球状灰泥岩、纯灰泥岩、球状海藻有孔虫颗粒岩在一些地区也会出现。这种岩相发育于受限制的泻湖或浅滩环境,在这种环境中水动力相对较低。岩相C-2:球状岩P/球状生物碎屑岩P/鲕粒球状生物碎屑岩P。这种岩相只发育在E-F区域的E1层中,在这一层中圆锥虫分布广泛,所有球状岩及生物碎屑岩都保存完整,这说明E1层同样发育于受限制的低能水动力后浅滩环境,浅滩中低洼相,但是一些区域中鲕粒的出现则指示在给定的时间范围内有中能水动力条件出现。这种岩相发育于受限制的浅滩中低洼相或分布于浅滩与低洼相之间的低能水动力斜坡环境。在USH的D层中存在4种主要的储层岩石,它们是泥粒灰岩,粒泥灰岩,颗粒灰岩和泥岩。粒泥灰岩和泥岩分布北部B区域的中部以及D-E区域的中部。主要由球状岩,圆锥虫,生物碎屑和一些薄皮鲕粒(图4a,4b,4c,4d),一些包层球状岩(图4a),黄铁矿(图4b),这些黄铁矿表明能找到缺氧沉积环境。粒泥沙岩和泥岩的基质是微晶方解石。球状粒在潮下带或潮间带环境等低能水动力闭合海岸环境(Dunham,1962)。球装粒来源于海藻粒或渣滓形成的球粒或有光滑表面及均匀结构的假球粒;含有这种球状粒及薄皮鲕粒只形成于具有一系列生命模式的低能水动力环境及比这种环境还要水动力还低的环境(Wilson,1975)。鲕粒薄层的厚度及数量是谁动力强度的标志:鲕粒表层越薄数量越少,沉积时沉积环境的水动力条件越低。因此,薄层鲕粒仅形成于适应的低能水动力环境(图4d),厚表层鲕粒仅形成于一个相对高能的适应的环境中(Mertmann,1987;WinlandandMetthews,1974)(图4e)。一些植物沿着层的表面沉积指示了沉积过程中的低能水动力(图4c)。所有这些都指示了沉积环境限制在相对水深较深水动力较低的环境;同时,丰富的基质表明了沉积环境沉积环境是封闭的,水流阻塞(Jiangetal.,2006).图4.Daleel地区USH段岩相与古地理特征。(a)包层球状粒泥粒灰岩;(b)岩礁间洼处古地质特征;(c)沿层表面沉积的植物碎屑;(d)泥粒灰岩薄层鲕粒;(e)颗粒岩厚层鲕粒;(f)鲕状球粒圆锥虫G;(g)生物碎屑球状粒石灰岩浮蛋白石;(h)泥粒灰岩中的栗孔虫和圆锥虫颗粒岩大致分布在东部和西部。最主要的是颗粒,最主要的颗粒类型是鲕粒,大生物颗粒(栗孔虫更多而圆锥虫很少)和内碎屑(图4F,4G).只能形成于相适应的高能水动力环境的厚表层鲕粒经常出现;某些骨骼颗粒灰岩,生物粘结灰岩及浮蛋白石也会出现在E段区域等。生物粘结灰岩经常发育在潮间带或很浅的潮下带的范围内,在这些范围内潮汐活动比较强。所有这些都指示这个区域中浅水及中等或相对较强的水动力环境(图2)。泥粒灰岩是这个地区D层及E-F段E1层的主要岩石,它在这个区域粒泥灰岩,泥岩,颗粒岩的范围内分布比较广。颗粒同样是主要的,栗孔虫和圆锥虫是颗粒的主要类型(图4H),某些内碎屑同样可见。生物碎屑被强烈破碎,并且碎片的大小不同。大部分生物碎屑边缘微晶化;沿着较大颗粒的微晶化边缘厚度大约为0.03mm并组成了包层颗粒(图4a),较小的颗粒微晶化完全并转化成Baham球状颗粒(Purdy,1963)。Tucker(1985)把这种泥晶化包层颗粒作为区别透光带的标志。微晶化同样发生于被藻类挖掘的然后被微晶方解石填充的孔洞中(Bathurst,1996)。与被这种过程所引起的微晶化相适应的水深为20-40m(Swinchatt,1969)。由此可以看出泥粒灰岩的形成沉积环境有着多样生命形式且水深介于粒泥灰岩及颗粒灰岩形成的深度之间,并且水动力强度大于形成粒泥灰岩及泥岩的强度,但小于颗粒灰岩形成时的强度(Jiangetal.,2005)。在这个区域中最好的储层是USH,而D层是最好的生油床;由岩性特征分布分析可以看出泥粒灰岩和粒泥灰岩是位于A-E段的D层的主要岩性,泥粒灰岩同样是位于E-F段的E1层的主要岩性。古生物学特征基于对应岩心、薄片、以及古生物学的分析,我们可以得出这样的结论:有孔虫是USH的主要古生物(图5)。这种物种是非常独特的;圆锥虫和栗孔虫是有孔虫的主要主要类别;第二个组成部分是球状粒,残渣球粒等。多种其他颗粒像鲕粒、生物碎屑、珊瑚及包层颗粒或碎屑等同样可以被确定。因为球粒和碎屑球粒只能指示强烈的水动力环境,只有栗孔虫和圆锥虫能指示水深(图5)。栗孔虫和圆锥虫的大小、品位及与其他生物碎屑的伴生关系能为我们提供沉积环境中水深的精确变化(vanBuchemetal.,2002)。在盐度轻微上升、营养不充足的浅台地限制环境中栗孔虫是典型的生物(图5)。圆锥虫的生命延伸范围要比栗孔虫大,圆锥虫可以生活在水深范围由几米至50m并且在50m深度的水中也能勉强存活(参考与VenninandAurell,2001)。他们个体大小可以反映沉积环境的不同。在含钙较高的石灰岩地层,圆锥虫更小且与栗孔虫及双列有孔虫伴生;这种伴生关系指示了水深较浅,营养不充足的环境(Hottinger,1983)。与高钙生物(如二叠钙藻类)及棘皮动物共存的体形较小的栗孔虫指示搬运和再沉积曾经发生。但是,在含有较多泥质岩的石灰质岩层中高含量的大体积形状圆滑的圆锥虫指示在更多的水深(小于50m)中营养供给充足,生物扰动发生频繁。图5.USH段古生物与水深之间的关系(Davies和Casey,2002)在这个区域中,独特的生物类型(主要是圆锥虫和栗孔虫),贫乏的分选颗粒及狭盐性生物的缺乏指示了一种含盐量异常的限制性的水体。我们可以推测粒泥灰岩及泥岩形成于限制性的水深大约为10-15m的低能水动力浅滩内低洼相。圆锥虫普遍体形较大且外形圆滑含量较高,这表明在这种环境中随着水深的增加(低于50m),营养供给越来越充足,生物扰动频繁发生。根据圆锥虫的广泛分布我们可以得到如下推论:在给定的时间内,该区域位于透光带;充足的氧气为圆锥虫提供了一个良好的生存环境。类别的贫乏及狭盐性生物的缺失表明了限制性的低水动力含盐性异常环境。地震反映及导电性研究总体上来说,Shuaiba地层的地震反映特征是中等振幅,中等频率,中等持续。总体来说,由于断层的存在,地震反映的性质并不好。USH的地震反映特征是高度多孔状不规则主体。USH的顶层是一个平缓的凹槽,广阔度不好;在地震反应中中Shuaiba的顶部几乎是一个强大的反映。USH的地质特征,比如局部平行不整合,顶起隆升,削蚀,超覆等,总是会有异常反射,并且可以通过反射的连续性与不连续性来分辨。USH的顶底面在电性特征上是十分明显的;覆盖在USH之上,在USH及NahrUmr地层之间一个清楚的截断或接头十分明显。在NahrUmr层的底面上发育了一组灰色泥岩。总体上来说,泥岩有如下电性特征:大范围的SP正电性异常,高GR,低RHOB,低稠密度以及低中子孔隙率。与灰色泥岩相比,作为储层在UHS中发育了一组浅灰色石灰岩;它的电性特征为大范围SP负电性异常,低GR,高RHOB,高中子电性,高中子孔隙性,高强度。电性特征的强度,中子孔隙率以及SP同样被用于区分USH亚类。在USH下面发育了一组浅灰色钙质泥岩(5-8m);除了范围更小,它的电性特征与NahrUmr层底部的灰