沙特阿拉伯侏罗系深水碳酸盐岩的成因研究

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1、引言

沙特阿拉伯的侏贝拉组上部和阿拉伯D 油层基米里支阶下部主要为层间泥岩-粒泥灰岩、颗粒岩-泥粒灰岩和漂砾灰岩-砾状灰岩。砾状灰岩/漂砾灰岩层通常出现侵蚀基面和垂直粒径分异,表明主要为低能量、泥岩为主的沉积环境发生了突然扰动事件。事件沉积岩含核形-内碎屑-骨架砾状灰岩-漂砾灰岩,颗粒岩至泥粒灰岩基质。

事件沉积岩可以反映扰动事件的影响程度,其中大家最认可风暴岩和浊积岩,当然内部岩也逐渐被认可。事件沉积岩是扰动事件的产物,事件沉积岩的物源经历了2 个过程:①侵蚀阶段,这从底部侵蚀面可以反映出来;②后续沉积阶段,反映突然扰动事件在减弱。扰动过程的不同特征以及其关联的沉积构造引起事件沉积岩之间的差异。海面风暴波(SSW)及相关海流侵蚀大陆架的海岸和浅层,导致被侵蚀泥砂优先朝主风方向运移。朝海方向近底层流也可能在局部形成与风暴有关的滨面,在近海岸背景下产生泥砂侵蚀和悬扬,可能导致更深环境中形成风暴岩。Fain 等人(2007 年)认为,低能海域泥砂运移主要沿大陆架和浅层水域发生,含有少量交叉边缘运移;而高能环境中,泥砂再悬浮和运移主要受较强烈的沉降流影响。当风力减小及引起的流动减弱,泥砂将沿大陆架沉积。粗粒泥砂在具有侵蚀特征的位置发生沉积,而细粒泥砂在减弱的风暴潮能量不足以引起侵蚀的位置发生沉积。

2、地质背景

沙特阿拉伯上侏罗系阿拉伯组(Arab Formation)在1938 年发现原油,是世界上产量最大的油层组。阿拉伯D 段灰岩的上侏罗系纯颗粒岩是阿拉伯板块许多特大型油气田的主要产油层。阿拉伯D 段的孔隙性和渗透性非常好,夹在下部侏罗系哈尼法组(Hanifa)和吐外克山组(Tuwaiq Mountain)富含有机质泥岩和上部阿拉伯组和希斯组(Hith)非渗透硬石膏遮挡之间。侏罗系源岩-储层-遮挡的三明治构造具有良好的横向延伸性,是阿拉伯板块油气系统独一无二的原因。阿拉伯侏罗系原油分布在广阔的构造圈闭中,如世界最大油田的加瓦尔(Ghawar)油田的恩那拉(En Nala)背斜和沙特阿拉伯第二大陆上油田库莱斯的库莱斯-布尔干背斜,它们被大范围的烃源岩所充注。这些构造的特征表现为倾角平缓,不易受破碎作用的影响,盖层硬石膏更加有效。

之后介绍了哈尼法组(Hanifa Formation)、 侏贝拉组(Jubaila Formation)、阿拉伯组(Arab Formation)、希斯组(Hith Formation)。

3、阿拉伯D 油层

展开描述了前人的工作,之后介绍了岩相,沙特阿拉伯中部的库莱斯复合体的阿拉伯D 油层的沉积相序列包含4 个垂直叠加段,基本上与以前学者划分的加瓦尔和库莱斯相组合重合。这4 个段自下而上分别为:①含砾状灰岩-漂砾灰岩夹层的泥岩为主的岩相;②阿拉伯D 油层中部层孔虫和珊瑚为主的微生物粘结灰岩;③上部含枝状体层孔虫属的浅水岩相;④硬石膏,组成阿拉伯D 油层上部盖层。

最下部地层包含在盆地背景下沉积的韵律夹层富泥和富晶体层段;富晶体层段表现出内部构造的差异,类似于经典的浊积岩鲍玛序列。表面波之下的摩擦和改造作用是地层组成、粒径、形状、分选、沉积构造和沉积物分散的控制因素。油层的中间层含微生物-珊瑚-层孔虫粘结灰岩,反映具有部分生态调节功能的暗礁环境下的沉积。油层的上部层段包含多种岩石结构,主要的组成为球形、浅水骨架晶体(绿藻、枝状体层孔虫属、有孔虫)和鲕粒。构造形态包括颗粒岩、颗粒为主至泥岩为主的泥粒灰岩,反映了遭受或未遭受表面波能量影响的情况(如沉积障积、底形屏蔽)。

4、结论

事件沉积岩的下部为内碎屑砾状灰岩-漂砾灰岩,中部为颗粒岩-泥粒灰岩,上部泥岩不发育。中部相带为微生物-珊瑚-层孔虫组合。上部相带包含浅水岩相,如枝状体层孔虫属、绿藻类、有孔虫、球粒形、鲕粒状颗粒岩、鲕粒隐微生物泥岩和颗粒岩。
侏贝拉组的内部岩叠加样式显示不同内波活动的交替周期,即密度跃层的强度和水深位置不同,浅海灰泥间歇生成和堆积。这一解释改变了以前的解释(浊积岩和风暴岩),对油气藏沉积过程的认识,以及堆积岩相划分小层序和层序的标准具有重要意义。

 

 

 

 

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