0 引言
准噶尔盆地自21世纪初发现玛湖三叠系百口泉组砾岩大油区以来，正式拉开了该盆地深层—超深层勘探序幕，相继在阜康、沙湾等地区二叠系获重大突破，油气成藏和富集不再局限在凸起区，“近源、下凹”逐渐成为主流研究方向［1-6］。相较而言，夏子街组虽然被2套优质烃源夹持，具备优越充注条件，但勘探步伐明显较风城组和乌尔禾组缓慢，等时层序地层格架内沉积体系演化模式认识不清是重要制约因素。导致该问题的原因主要有以下3点：一是前期研究多聚焦于盆地西北缘［7-10］，对盆地内夏子街组油气资源潜力整体认识和重视程度不足；二是准中地区夏子街组主体埋深大于6 000 m，高质量地震和钻井资料缺乏；三是盆地自晚海西期以来经历多期构造活动，边缘凸起区夏子街组遭受了不同程度地抬升剥蚀，地层保存有限，导致其地层等时对比和层序划分存在一定难度。
诞生于20世纪80年代的经典层序地层理论，在近40年里得到了不断发展和拓宽［11-13］，中国学者在此基础上建立了陆相层序地层学，明确了坳陷湖盆Ⅰ型和Ⅱ型层序特征［14-16］，并进一步提出在缺乏Ⅰ型层序边界的情况下，利用湖进—湖退（T-R）旋回可以更加直观地反映相对湖平面变化对沉积层序的影响［17-19］。准噶尔盆地的层序地层研究前期主要是围绕中浅层开展，部分学者率先在侏罗系建立了层序地层格架［19-22］；随着油气勘探向深层转移，二叠系、三叠系相关研究不断加强，鲜本钟等［23］、秦国省等［24］、张文文等［25］、王越等［26］应用Vail经典层序地层学模式，分别落实了西北缘百口泉组及盆地东部二叠系芦草沟组各层序单元的沉积特征；郭佳等［27］在成熟探区应用高分辨率层序地层方法，识别出上二叠统梧桐沟组发育多个中期旋回。总体来看，尽管前人在准噶尔盆地陆相层序等方面取得了许多成果，但中二叠统夏子街组始终缺乏系统研究，由于钻井零星分布，造成沉积体系类型与分布长期无法有效落实。
T-R旋回层序对比方法与Vail代表的传统地层学和Cross代表的高分辨率层序地层学相比，可以更为直观地反映夏子街沉积期构造变动频繁背景下，湖平面变化对陆相坳陷层序地层的影响，尤其在低勘探程度层系，以地震反射终止关系及其叠加样式分析为主，结合少量钻井资料标定，可以最大限度减少人为约束，逼近地下实际。本文研究选取有最新三维资料和最新深层钻井的盆1井西凹陷，从关键层序界面识别入手，建立了夏子街组T-R旋回层序地层划分方案，厘清了层序地层格架内沉积相类型及沉积体系演化模式，为精确厘定夏子街组有利相带提供了依据。
1 地质背景
2 关键层序界面识别
2.1 三级层序界面
根据岩性组合和测井曲线，以及地震反射终止关系，在盆1井西凹陷夏子街组可识别出3个三级层序界面，分别为地层底界SB1、地层内部界面SB2，以及地层顶界SB3。其中，SB1层序界面识别特征显著，在凹陷内部表现为界面之上较大规模超覆型反射终止，在凹陷边缘由于风城组整体缺失，石炭系火山岩与砂岩、泥岩直接突变接触；SB2和SB3层序界面在地震剖面上以削截型或下削上超型反射终止为主，凹陷内或斜坡沉积相对连续，钻遇砂岩—砂岩接触的岩性组合，向高部位方向，受抬升剥蚀作用夏子街组层序不完整发育，形成界面之下薄互层泥岩或泥质粉砂岩、界面之上厚层砂岩的突变接触，反映沉积间断和水体能量变化（图2）。
2.2 体系域转换面
三级层序界面限定了盆1井西凹陷夏子街组SQ1、SQ2共2套T-R旋回的发育，每套旋回由基准面相对上升到下降过程中形成体系域转换面，分别对应2期最大湖泛面mfs1、mfs2。根据地震同相轴中—强振幅、连续性较好特征，以及两侧的地震反射结构差异（该界面既是下部体系域平行—亚平行结构的顶部，也对应上部体系域前积结构的下超面），可以对盆1井西凹陷发育的mf1、mfs2进行追踪识别。另外，体系域转换面形成时期湖盆沉积环境最稳定，在多口钻井的录井岩性中为暗色泥岩段，测井曲线响应具有自然伽马高值的尖峰特征（图3）。
3 层序地层格架特征
3.1 层序划分与对比
3.1.1 湖进体系域（LTST）
夏子街组湖进体系域在SQ1、SQ2层序内均为向上变细的独立正旋回，旋回顶、底界面分别为mfs1、SB1和mfs2、SB2，准层序组内部岩性变化明显，底部以厚层粗碎屑与泥质粉砂岩薄夹层为主，与下部地层突变接触，向上过渡为连续发育的灰色泥岩，测井曲线也表现为齿化钟形；地震剖面上表现为双向上超反射结构（图4）。
3.1.2 湖退体系域（LRST）
3.2 层序地层格架
SQ1旋回整体展现西厚东薄、南厚北薄特征，差异剥蚀是造成这种厚度差异的主要原因，SB1和mfs1界面在ZS1井西南向SB2界面低角度削截，导致该层序横向中断；SQ1旋回内部LTST1体系域在湖盆中心与LRST1体系域厚度大致相当，向西部斜坡区逐渐超覆减薄至尖灭，mfs1界面超覆特征明显。SQ2旋回发育时期夏子街组沉积范围进一步扩大，覆盖了整个盆1井西凹陷及部分周缘地区，但该旋回具有较强不对称性特征，LRST2体系域明显占据主导，凹陷东部在SSQ5—SSQ8准层序发育时期沉积地层厚度超过300 m，凹陷西部近物源地区发育大规模前积型粗碎屑沉积；与之相比，研究区已钻井揭示的LTST2体系域最大沉积厚度仅为约60 m，mfs2界面在斜坡—凸起区超覆于SB2界面之上（图4）。
4 沉积相类型及特征
目前盆1井西凹陷内及周缘凸起区均有钻井揭示夏子街组［图1（b）］，本文综合钻井沉积序列、岩心特征和地震相解析，认为研究区夏子街组具有近源、水下快速堆积特征，沉积相类型主要为扇三角洲和湖泊，并可进一步划分出4类亚相及8种微相。
4.1 扇三角洲平原亚相
扇三角洲平原为扇三角洲沉积体系在湖面之上氧化环境的沉积，岩性以厚层杂色砂砾岩和不等厚棕褐色细粒岩为主，地震剖面表现出强振幅、强连续性、中等频率反射特征［图6（a）］，根据沉积序列和岩心特征可划分为分流河道和漫滩沼泽2种微相。
图6 准噶尔盆地盆1井西凹陷夏子街组沉积特征（部分修编自文献［9-10，37］）（i）砂砾岩，正粒序，含较多大块杂色滞流砾石和小块泥砾，MD2井，4 273.8 m；（ⅱ）含砾砂岩，正粒序，大型板状交错层理发育，见底部冲刷结构，MD2井，4 248.7 m；（ⅲ）含砾砂岩，正粒序，楔状交错层理发育，MS1井，6 543.8 m；（ⅳ）中—细砂岩，反粒序，粉砂岩段含泥质夹层MS1井，6 542.5 m；（ⅴ）半深湖—深湖泥，含非典型鲍马序列浊流，ZS1井，7 322.6~7 340.6 m；（ⅵ）递变层理砂砾岩，底部见冲刷结构，上部见粉—细砂岩平行纹层与片状炭屑，ZS1井，7 336.5 m；（ⅶ）块状粉砂质泥岩，ZS1井，7 334.1 m Fig.6 Sedimentary characteristics of Xiazijie Formation in Well Pen-1 West Sag， Junggar Basin（modified from Refs.［9-10，37］） |
4.2 扇三角洲前缘亚相
扇三角洲前缘是扇三角洲在湖面之下的主要组成部分，岩性包括灰色与灰绿色含砾砂岩、中—粗砂岩、粉—细砂岩、粉砂质泥岩等，地震相特征为中—弱振幅、中等连续性、中—高频反射，可进一步分为水下分流河道、水下分流间湾、河口坝等3种微相。
水下分流河道是扇体陆上部分的水下延伸，在整个扇三角洲体系里至关重要。沉积构造表现出明显牵引流特征，砂岩中楔状交错层理和平行层理极为发育，总体呈正韵律沉积，但底部冲刷砾石含量较低，反映水体能量与平原的分流河道相比有所减弱［图6（c）中（ⅲ）］；自然伽马曲线具有箱形或齿化箱形特征［图6（b）］。水下分流间湾分布在前缘水下分流河道之间，岩性为泥质砂岩、粉砂质泥岩等细粒沉积，为较安静水体还原环境下产物，缺少明显粒序特征。河口坝在扇三角洲沉积体系中规模较小，沉积粒序表现为反韵律，自下而上发育粉砂质泥岩、中—细砂岩、含砾砂岩，测井曲线呈漏斗形；岩心可见小型平行和交错层理，以及泥质夹层［图6（c）中（ⅳ）］。
4.3 湖泊相
湖泊相在盆1井西凹陷分布面积广阔，主要由灰色或深灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成，岩性变化较小，地震反射具有中等振幅、中—强连续性、中—低频特征［图6（a）］。根据水体深度可划分为滨浅湖和半深湖—深湖亚相，其中半深湖—深湖亚相可进一步划分为浊流和半深湖—深湖泥2种微相。
滨浅湖亚相在浅水环境下形成，陆源碎屑供应相对充分，由于研究区坳陷初期具有地形差异较大的沉积背景，夏子街组滨浅湖亚相范围局限，现阶段尚无钻井揭示其沉积特征。受断裂活动等因素控制，部分扇三角洲前缘的碎屑物质向远端大幅滑塌，在半深湖—深湖中可形成浊流，该微相为重力流成因，在盆1井西凹陷单层厚度介于5~10 m之间，自然伽马曲线呈锯齿状［图6（b）］；ZS1井钻遇了非典型鲍玛序列浊积岩，岩心段递变正韵律特征明显，底部发育颗粒支撑砾岩，砾石分选—磨圆度较低，向上砾石粒径逐渐变小，并开始出现含片状炭屑的平行纹层［图6（c）中（ⅴ）、（ⅵ）］。半深湖—深湖泥由块状暗色细粒沉积构成［图6（c）中（ⅶ）］，横向分布较为稳定，垂向沉积厚度大，自然伽马值变化幅度低，表现为微齿线形，反映水动力条件较弱。
5 沉积体系分布和演化
夏子街组为盆1井西凹陷二叠系首套坳陷型湖盆沉积，佳木河组至风城组沉积期较强构造活动形成了断陷或前陆结构，这种先存地形差异和中二叠世内幕式构造活动，对夏子街组物源供给和动能条件具有明显控制作用。目前研究区钻井已揭示出中拐、达巴松—夏盐、石西—莫北、莫索湾等4个夏子街组物源体系的发育；同时，由于该时期湖盆持续扩张，整体可容纳空间较大，扇三角洲沉积体系广泛发育，LTST1—LRST2层序格架控制了沉积相带平面展布和垂向演化规律。
图7 准噶尔盆地盆1井西凹陷夏子街组沉积体系分布（a）夏子街组LTST1沉积体系；（b）夏子街组LRST1沉积体系；（c）夏子街组LTST2沉积体系；（d）夏子街组LRST2沉积体系 Fig.7 Sedimentary system distribution of Xiazijie Formation in Well Pen-1 West Sag， Junggar Basin |
6 结论
（1）准噶尔盆地盆1井西凹陷二叠系夏子街组可识别出3个三级层序界面和2个体系域转换面，限定了SQ1、SQ2共2套三级层序以及SSQ1—SSQ8等8个准层序组的发育，其中SQ1、SQ2层序旋回内各发育一个湖进和一个湖退体系域。
（2）盆1井西凹陷二叠系夏子街组发育扇三角洲和湖泊沉积体系，由早到晚湖域面积不断扩大，先存地形差异和中二叠世幕式构造活动对T⁃R旋回层序格架内的沉积体系分布和演化具有明显控制作用。早期LTST1—LTST2构造环境相对稳定，在填平补齐基础上，主要由西侧中拐凸起提供物源并逐渐形成连片展布的扇三角洲沉积体系；随后区域挤压构造应力加强，造成SQ1层序差异剥蚀和“西厚东薄、南厚北薄”沉积格局；至STST2—LRST2沉积期，研究区再次经历整体沉降到局部抬升，东侧石西—莫索湾一带成为主要物源区，在SQ2层序内扇体前移并形成了厚层大型前积体，是寻找规模储集砂体的有利地区。
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