哈拉哈塘一间房组古地貌及岩溶发育条件研究

张庆玉 ，梁彬 ，曹建文 ，淡永 ，李景瑞

（1.中国地质大学环境学院，湖北 武汉 430074；2.中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 541004）

哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩经历了3期岩溶的叠加改造作用，形成了不同岩溶期的古地貌组合形态，发育了大型缝洞体储层，主要储集空间类型有次生溶蚀孔洞、洞穴和裂缝3大类，具有顺层发育的特征。该地区奥陶系碳酸盐岩具有丰富的油气资源，是近期塔北油气勘探开发的重点［1-3］。由于不同古地貌特征控制发育着不同的古水动力场，并决定缝洞系统发育的差异性，因此形成不同的岩溶储层特征。本文针对哈拉哈塘地区加里东中期第一幕（一间房组）岩溶期岩溶古地貌及古水系特征进行刻画，为该区古潜山油气藏勘探开发提供依据［4-6］。

1 区域地质构造

哈拉哈塘凹陷位于塔里木盆地塔北隆起中部 （见图1），北为轮台凸起，南邻北部坳陷，西接英买力低凸起，东为轮南低凸起，是油气由低向高运移的指向区，区域位置十分有利，具有良好的油气勘探前景。

图1 塔北哈拉哈塘构造区划分及研究区位置

哈拉哈塘凹陷现今的构造面貌主要是受晚加里东—早海西期和印支期构造作用影响所形成的。燕山—喜山期，受库车坳陷整体沉降影响，塔北西部南倾加剧，形成现今形态，总体上区域构造作用形式单一，以南北翘倾为主；晚加里东期，由于区域不均衡的构造抬升作用，使轮南—哈拉哈塘—英买力地区形成一大型南倾斜坡；早海西期，由于北西—南东方向上的挤压运动，在大型斜坡的背景上形成了一个北东—南西走向的大型轮南背斜。由于寒武系盐岩挤压隆起形成的英买力凸起，与轮南背斜形成了哈拉哈塘凹陷的雏形，后期地层正常沉积直至库车凹陷沉降，地层逐渐形成南高北低的沉积特征，形成现今的哈拉哈塘凹陷［3，7-10］。

受多期构造运动的影响，塔北地区沉积古地貌不断发生演化，总体趋势向南部倾斜。由于晚加里东运动的强烈作用，哈拉哈塘北部地区奥陶系遭受强烈的剥蚀作用，桑塔木组地层局部缺失，底部良里塔格组地层也受到一定程度的剥蚀［11-16］。

2 古岩溶地貌恢复

2.1 古地貌恢复方法

哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩沉积地层分别为一间房组、吐木休克组、良里塔格组、桑塔木组，一间房组与吐木休克组、良里塔格组与桑塔木组、桑塔木组与志留系之间存在3期沉积间断，而桑塔木组、良里塔格组地层无泛海沉积存在，且吐木休克顶面数据较难获得；因此，采用印模法恢复古地貌在该岩溶期不可取。由于上覆地层吐木休克组和良里塔格组超覆沉积于一间房组之上，本次研究采取残余厚度与残余厚度趋势面结合的方法恢复一间房组顶面岩溶古地貌。

2.2 古地貌恢复步骤

利用地震解释数据，首先以蓬莱坝组底至一间房组沉积间断面的厚度作残余厚度，建立残余厚度趋势面及残余厚度趋势面的镜像面；然后利用残余厚度数据体及残余厚度趋势面镜像面的数据体，计算一间房组顶面沉积间断面的残差；最后结合残余厚度趋势面镜像面和残余厚度与残差，恢复加里东中期第一幕岩溶期的古岩溶地貌形态特征。

3 古岩溶地貌识别结果

哈拉哈塘地区加里东中期第一幕岩溶期古地貌具有明显的喀斯特地貌特征，古地貌形态呈现北高南低的趋势，地形高度Hs为800～900 m。根据现代岩溶理论，结合古岩溶地貌特点，该地区奥陶系一间房组顶面划分为上岩溶缓坡地、岩溶台地、下岩溶缓坡地3类二级地貌单元；根据微地貌组合特征可进一步划分为丘峰洼地、丘丛垄脊沟谷、峰丘洼地、微丘洼地、岩溶谷地、岩溶湖、微丘峰洼地、丘丛谷地8类三级微地貌单元（见图 2）。

图2 哈拉哈塘一间房组顶面古岩溶地貌特征

4 微地貌刻画及岩溶作用特征

所恢复的加里东中期第一幕岩溶地貌特征中，哈拉哈塘地区整体表现为北高南低的斜坡，局部发育台地。结合微地貌形态及岩溶沟谷的展布特点，分析岩溶作用条件及古水动力场特征。

4.1 上岩溶缓坡地

上岩溶缓坡地位于研究区北部，基本属奥陶系上统缺失区域。该区Hs大于900 m，位于区域大气降水补给区，地形、地势向南缓慢降低，具有明显地势坡降，坡降一般为1.5%～5.0%，地势整体向东南倾斜。地下水以垂直渗流为主，径流坡降相对较大，有利于丘丛、岩溶沟谷、洼地的形成，浅部岩溶发育，岩溶空间在后期不易被充填，但因降水滞留时间较短，岩溶作用时效相对较短，岩溶构造以垂向溶蚀裂缝、溶蚀孔洞及小规模溶洞为主，大规模溶洞发育条件较弱。

根据微地貌组合形态，将上岩溶缓坡地划分为丘峰洼地、丘丛垄脊沟谷2类三级地貌单元。

4.2 岩溶台地

岩溶台地位于研究区中北部地区，即奥陶系良里塔格组、桑塔木组尖灭线附近区域，面积约为190 km2。该区Hs为850～900 m，地势整体展布平缓，起伏较小，一般为10～30 m。地表岩溶发育，岩溶现象主要为微溶丘、洼地及局部发育地表水系统的岩溶谷地，该地区为古岩溶流域区域古水动力场补给、径流区，同时也属加里东中期第一幕古岩溶作用至海西早期一直裸露的岩溶区，地势平坦，具有较好的岩溶作用条件，岩溶作用时间较长，发育强度较大，具有潜山风化壳岩溶特点。

根据微地貌组合形态，将岩溶台地划分为峰丘洼地、微丘洼地、岩溶谷地、岩溶湖4类三级地貌单元。

4.3 下岩溶缓坡地

下岩溶缓坡地位于研究区南部地带，该区Hs小于850 m，具有明显地势坡降，坡降一般为1.5%～2.5%，山体不处于同一高程，地势整体向南东向倾斜，面积约380 km2。区域以错综复杂的微丘、丘丛、岩溶洼地、岩溶沟谷发育，地面高差10～15 m，沟谷走向多以南东向为主，且向南东方向倾斜，该类地貌区属于古水系径流排泄区，地下水位埋藏较浅，岩溶发育主要集中在地表至地下水位变动带附近，溶蚀孔洞、溶蚀裂缝较发育。

根据微地貌组合形态，将下岩溶缓坡地划分为微丘峰洼地、丘丛谷地2类三级地貌单元。

由于加里东中期第一幕岩溶相对第二幕和第三幕岩溶期暴露时间较短，因此在一间房组顶面裸露时，以发育幼年期岩溶形态组合地貌为主，岩溶多发育溶蚀孔洞、溶蚀裂缝及小规模溶洞，大型溶洞系统及地下河管道系统多为后期加里东中期第二幕、第三幕岩溶作用下顺层改造形成。

5 结论

1）利用残余厚度与残余厚度趋势面，结合地震、钻井等资料，对研究区加里东中期第一幕岩溶古地貌进行了恢复与刻画。结合现代岩溶特征及岩溶地貌分类法，将研究区从北往南划分为上岩溶缓坡地、岩溶台地、下岩溶缓坡地3类二级地貌单元。

2）应用现代岩溶理论，根据微地貌组合形态，在二级地貌类型的基础上，对三级地貌进行了精细刻画。上岩溶缓坡地可进一步划分为丘峰洼地、丘丛垄脊沟谷；岩溶台地可进一步划分为峰丘洼地、微丘洼地、岩溶谷地及岩溶湖；下岩溶缓坡地可进一步划分为微丘峰洼地、丘丛谷地。

3）加里东中期第一幕岩溶作用时间相对较短，岩溶地貌整体较为平缓，无大型深切河谷存在，决定了该岩溶期难以发育大型暗河管道系统，岩溶发育多以幼年期地貌组合为主，为该期岩溶储层发育特征研究提供理论依据。

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