柴北缘马海东地区路乐河组物源分析

◇中石化胜利油田分公司勘探开发研究院 张俊锋

古近系路乐河组是柴北缘马海东地区的主要勘探目的层，但对其沉积和物源体系认识不清。为了明确该地区路乐河组的物源体系，本文通过砾石成分、岩屑成分、石英阴极发光、重矿物等多种方法开展综合分析，认为马海东地区路乐河组的物源区为其北东方向的祁连山下古生界低级变质岩夹火山岩分布区，与邻区存在明显的差异。物源的差异导致该地区凝灰岩、云母等软岩屑含量较高，既反映了沉积体系的差异，也对储层成岩演化和储层物性等产生了不利的影响。

马海东地区位于柴达木盆地北缘中段马北凸起东翼，东邻绿梁山，地表为平顶山背斜构造，为典型的山前带。路乐河组处于新生界构造旋回的最底部，具有填平补齐的特征。马海东西部相邻的马北凸起缺失路乐河组，长期以来认为马海东地区同样缺乏路乐河组。自2017年首次在马海东地区揭示路乐河组并获得工业油流以来，多口井在该层系钻遇油层，使之成为了马海东地区的主要勘探目的层。

物源分析是盆地分析的重要组成部分，有助于明确源区和沉积区的关系，对明确沉积体系具有重要的意义[1-6]，物源的远近和母岩差异也会导致碎屑岩成分差异，进而影响后期的成岩演化过程，特别是对压实作用有较大的影响[7]。付玲[5]等（2013）从全盆地的角度研究了柴达木盆地路乐河组的重矿物特征，将柴北缘划分为了5个区域，邻近马海东地区的有西部的马海-南八仙区、南部的北陵丘-南极星区，由于缺乏马北凸起以东的资料支撑，马海-南八仙区域实际上代表的是马西-南八仙区域。邵鹏程[6]等（2015）通过碎屑成分、重矿物、古流向等明确了马海凸起下干柴沟组的古物源方向为北东方向，绿梁山尚处于隐伏状态。

前人对马海东地区路乐河组物源尚缺乏研究。本文通过研究区及周缘路乐河组碎屑岩砾石和岩屑成分分析、石英阴极发光、重矿物分析能资料，对马海东地区路乐河组物源进行了分析，初步明确了其物源区，并探讨了沉积物源对该地区沉积体系和储层成岩演化的影响。

1 祁连山南缘母岩类型

柴达木盆地新生代湖盆被祁连山、阿尔金山和昆仑山围限并向盆地提供物源。马海东构造带及周缘处于柴达木新生代湖盆的北缘，远离阿尔金山和昆仑山，物源毫无疑问来自于祁连山。而作为柴北缘新生界地层的主要物源区，祁连山南缘地层呈现出明显的分段性。祁连山西段物源区以变质岩为主，内部也存在一定的差异，路乐河-九龙山（鱼卡凹陷）北部为元古界中高级变质岩，而其两侧的路乐河西北部和鱼卡东北部以下古生界低级变质岩及火山岩为主。中段大柴旦镇以北以花岗岩为主。东段以下古生界的变质砂岩、千枚岩、喷发岩、结晶灰岩为主，元古宇石英岩、砂质页岩、白云岩和中生界的花岗岩为次要部分。马海东地区的北东方向，正处于祁连山西段与中段过渡区域。

2 物源分析

2.1 砾石成分分析

路乐河地区古近系砾岩砾石成分复杂，主要为片麻岩、混合岩，也见糜棱岩、花岗岩、灰岩等。从E1-2l、E3g下的砾石砾径对比来看，路乐河北翼明显大于路乐河南翼，表明北部更接近物源区。马海尕秀地区古近系砾石岩性主要为石英岩、灰岩、片麻岩等。这些露头与其北东方向的祁连山物源区岩性都具有较好对应关系。马海东地区路乐河组发育冲积扇相，山前鼻状带的山2井E1-2l含砾砂岩、砂砾岩中见火山岩砾石，鱼卡凹陷东北部的鱼东1孔也见有大量的火山岩砾石，表明古-始新世，绿梁山尚未隆起，马海东与鱼东地区连为一体，马海东地区的物源主要来自更远的祁连山物源区。

2.2 砂岩成分分析

马海东地区、马北地区、路乐河地区、马海尕秀地区古近系砂岩均以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主，石英含量在20%～75%之间，反映这些地区距物源区较近。其中马海东E1-2l石英含量34%～44%，平均值36%（20个样品），E3g下石英含量40%～72%，平均值60%（12个样品），反映E1-2l成分成熟度明显低于E3g下，更靠近物源区。从砂岩岩屑成分来看，山古1井、山3侧、山2井路乐河组1砂组砂岩岩屑以凝灰岩为主，火山岩组分含量高，见少量变质岩。此外，山2井路乐河组2砂组砂岩阴极发光表明，石英及石英岩屑发棕色光为主，少量发深蓝色光，表明其物源以低级变质岩为主，少量发深蓝色光的石英可能来自于火山岩。因此，马海东地区路乐河组储层以北东方向的OS火山岩为主要物源，与其他地区存在明显差异。马北3井处于两类物源区交界处，兼具火山岩、变质岩两类岩屑。

2.3 重矿物分析

古近系-新近系各露头主要沉积时期重矿物组合相近，表明路乐河、马海尕秀、大红沟等地区在不同沉积时期的物源是大体相同的，具有较好的继承性，但搬运距离存在差异。这些露头整体以超稳定重矿物含量低，石榴子石含量高为特点。重矿物ZTR总体较低，均不超过0.4，反映近物源的沉积。Gzi为0.5～1，反映物源区主要为中高级变质岩。总体上看，ZTR值呈现出大红沟＞马海尕秀＞路乐河的特点，GZI值与ZTR值呈负相关，反映大红沟、马海尕秀、路乐河等露头与物源的距离由远到近。其中，路乐河地区和大红沟地区距离研究区较远，而马海尕秀露头与研究区邻近。马海尕秀地区古近系重矿物以石榴子石、绿帘石组合为主，含电气石、锆石、榍石、磷灰石等，Gzi值较高（0.5～0.9），Ati值变化大（0.2～0.9），反映物源区岩性以高级变质岩和低级变质岩为主，其次为各类岩浆岩，物源主要来自东北部元古界中高级变质岩夹酸性岩区与Pz低级变质岩夹酸性火山岩交界区。马海东地区位于马海尕秀东南方向，尽管未做重矿物分析，但其薄片中可见锆石、帘石等重矿物，为低级变质岩常见矿物，与砾石成分和岩屑成分分析结果一致，物源区显然已转变为Pz低级变质岩夹酸性火山岩区。

3 物源区对储层的影响

多种物源分析方法从不同角度证明，马海东地区路乐河组的物源区为其北东方向的祁连山下古生界低级变质岩夹火山岩分布区（今鱼卡河上游地区），与路乐河、马海尕秀等露头以及马北地区的高级变质岩物源区存在明显差异。物源的差异，说明马海东地区与周缘的各个剖面的冲积扇归属于不同的扇体。同时也侧面印证了路乐河组沉积时绿梁山处于隐伏状态，来自祁连山的低级变质岩和火山岩物源可直接为马海东地区提供碎屑物。

马海东地区路乐河组储层物性较差，一般为中低孔低渗特低渗储层。分析认为物源对储层物性变差存在重要的影响。不同于马北地区以刚性的变质岩岩屑为主，马海东地区储层岩屑以凝灰岩为主、部分储层还同时含有较多的云母，缺乏刚性岩屑，软岩屑含量较高。这就导致该地区路乐河组压实作用较强，颗粒接触关系以点-线接触为主，部分甚至达到了线-凹凸接触，进而造成储层孔隙减小，喉道缩小，极大地破坏了储集物性和孔隙结构。