扇三角洲的术语是 1965年 HOLMES在研究英格兰西海岸现代三角洲沉积时提出的^[1]，中外学者对扇三角洲开展了深入研究。例如 BRIAN 等对扇三角洲的含义进行了修订和充实，认为扇三角洲是由冲积扇提供物质并沉积在活动扇与静止水体分界面处的、全部或大部分位于水下的沉积体^[2]。吴崇筠等将扇三角洲分为靠山型与靠扇型2种类型^[3]。于腾飞等分别对扇三角洲沉积充填模式、近岸水下扇沉积特征以及陡坡扇储层进行了研究^[4-6]。

柴达木盆地阿尔金山前带紧邻红狮、小梁山 2 个富烃坳陷，发育扇三角洲沉积，源储条件优越，油气成藏较为有利。针对阿尔金山的研究历来都是地学研究的难点和热点，前人对阿尔金断裂的错距^[7-8]、走滑活动时间^[9-14] 等研究较多；仅有少数学者开展阿尔金山北麓晚新生代沉积特征^[15]、阿尔金西段侏罗系沉积特征^[16]、阿尔金斜坡地区上下油砂山组沉积相分析^[17]、阿尔金走滑构造域沉积盆地特征^[18]、柴达木盆地西部新生代沉积特征^[19]、以阿尔金断裂为边界的盆地斜坡带扇三角洲^[20]、柴达木盆地西部下干柴沟组下段碎屑岩储层物性差异主控因素^[21]、柴达木盆地七个泉地区渐新世沉积特征与隐蔽油藏预测^[22] 等方面进行了研究。经历几十年的勘探及研究，阿尔金山前带仅在七个泉、咸水泉、红沟子发现 3 个碎屑岩小型油气田，油气勘探无法规模扩展，存在的问题为有利沉积相带及优质储层分布认识不清，勘探方向不明确。近期钻探的柴10和阿探 1 井在古近系碎屑岩、柴 9 井在古近系碳酸盐岩储层中获得重要油气发现，打破了阿尔金山前带几十年沉闷的勘探局面，现阶段亟需进行沉积砂体精细刻画及储层特征研究，以期实现规模油气发现。

由于阿尔金山前带的地表和地下地质条件复杂、前期钻井揭示的层位以新近系为主、测试资料较少等原因，对该区古近系的物源方向、砂体展布、储层物性研究等欠深入，影响了有利靶区优选和勘探部署。基于大量的数据分析，补充了新的钻井资料，开展沉积物源深化研究，重新厘定 8 个扇体区，并结合野外露头、岩心、测井及地震资料，对不同扇体边界、砂体展布特征进行深入研究，提出储层物性受沉积相带控制。扇三角洲平原亚相泥质杂基含量高，物性差；扇三角洲前缘亚相分选中等、泥质杂基含量中等，物性好；滨浅湖薄层滩坝微相胶结作用强，物性差，厚层的滩坝砂岩储层物性好；自山前带向湖盆，物性表现为“差—好—差”的变化特征。油气自生烃坳陷向山前带运移，在构造高部位受扇三角洲平原亚相致密砂岩的遮挡，在扇三角洲前缘亚相河道中易于聚集成藏；而单层较厚的滨浅湖滩坝微相砂岩储层物性好，也易于油气聚集成藏。扇三角洲前缘河道及较厚层的滩坝砂岩是下步研究区油气勘探的有利方向。

1 地质概况

柴达木盆地位于青藏高原北部，周边被昆仑山、阿尔金山和祁连山环绕，盆地东西长为850 km，南北宽为 150～300 km，面积为 121 000 km² 。阿尔金山前带位于柴达木盆地的西北侧，面积为 2 000 km²（图1）。钻探资料（图2）揭示，阿尔金山前带发育基岩、中生界、新生界；其中新生界自下而上为古近系古新统—始新统路乐河组（E₁₊₂）及渐新统下干柴沟组下段（E₃ ¹）、下干柴沟组上段（E₃ ²），新近系中新统上干柴沟组（N₁）、上新统下油砂山组（N₂ ¹）、上油砂山组（N₂ ² ）、狮子沟组（N₂³），以及第四系更新统七个泉组（Q₁₊₂）。阿尔金山前带整体属于持续发育的盆缘隆起-斜坡区，山前带古近系地形坡度较陡、碎屑岩发育，为冲积扇、扇三角洲、水下扇及湖相沉积，邻近生烃坳陷，油气成藏条件有利，本次选取古近系下干柴沟组（E₃）作为研究目的层。

2 沉积物源厘定

沉积物源分析在盆地分析中具有重要意义，是分析沉积物源位置和性质、沉积物搬运路径及古环境恢复的重要依据。阿尔金山前带地形坡度较陡，发育多个物源的扇体，前期研究将山前带的扇体划为一个扇三角洲裙，为了将其分开进行物源精细研究，主要利用重矿物、砂岩含量资料进行物源研究。

2.1 重矿物组合

重矿物是指碎屑岩中相对密度大于 2.86 g/cm³ 的陆源碎屑矿物，在岩石中的含量一般不超过 1%，砂岩中的重矿物类型及其组合对沉积物搬运距离和岩性变化较敏感^[23]。阿尔金山前带及邻区古近系下干柴沟组 75 口井 235 个重矿物数据统计结果表明，砂岩中的重矿物组分以磁铁矿、锆石、石榴石、白钛矿、绿帘石、角闪石、硅灰石、辉石、榍石和电气石为主，平均占砂岩中重矿物总量的95%以上。研究区砂岩中的重矿物组合在平面上存在10个分区，其中阿尔金山前带古近系下干柴沟组有 8 个分区，指示山前带发育8个物源区（图3）。

七个泉物源

以不稳定的绿帘石为主，可见一定量的铁矿类、石榴石，高含量的不稳定重矿物与邻区扇体相区别，控制着七个泉地区的沉积（图3a）。

狮北物源

以稳定的锆石、白钛矿、铁矿类、石榴石为主，可见少量不稳定的绿帘石、角闪石，以锆石含量高与邻区扇体相区别，控制着七个泉东部、狮北等地区的沉积（图3b）。

干柴沟扇体

以稳定的锆石、白钛矿、铁矿类、石榴石为主，可见少量的硅灰石、角闪石，控制着干柴沟、咸水泉地区的沉积（图3c）。

咸水泉物源

以高稳定的白钛矿、锆石、铁矿类为主，控制着咸水泉咸10井区的沉积（图3d）。

咸东物源

为不稳定的角闪石及中等稳定的石榴石、铁矿类、硅灰石组合，以硅灰石含量高与邻区扇体相区别，控制着红沟子以西咸7井区的沉积（图3e）。

红沟子物源

为石榴石、铁矿类、锆石、白钛矿组合，控制着红沟子地区的沉积（图3f）。

索尔库里物源

为电气石、绿帘石、铁矿类、白钛矿组合，以电气石含量高与邻区扇体相区别，控制着月牙山地区月1井区的沉积（图3g）。

月牙山物源

为石榴石、白钛矿、铁矿类组合，控制着月牙山东部月 3 和阿探 1 井区的沉积（图3h）。

另外，在邻近山前带发育阿拉尔、牛鼻子梁2个物源。阿拉尔物源区近物源的重矿物以不稳定的绿帘石、角闪石为主，可见一定量的铁矿类（磁铁矿+褐铁矿的总量），盆地内以稳定的铁矿类、锆石、白钛矿、石榴石重矿物为主，控制着红柳泉、阿拉尔地区的沉积（图3i）；牛鼻子梁物源为硅灰石、白钛矿、铁矿类、锆石组合，以硅灰岩含量高与邻区扇体相区别，控制着尖顶山、小梁山、南翼山等地区的沉积（图3j）。

2.2 砂岩含量

岩相组合变化及砂岩含量可以较好地指示物源方向。基于砂岩含量的变化进行物源厘定，利用研究区30多口井的测井资料进行岩性统计，编制下干柴沟组上段砂砾岩、砂岩含量等值线图（图4）。整体上，由山前带向盆地内部，砂岩含量减小；平面上，山前带砂岩含量的变化与重矿物组合具有相似的特征，存在 8个变化区，代表8个物源区的扇体分布。七个泉地区的砂岩含量为 10%～40%，岩性为含泥（泥质）砾岩与灰色泥岩互层，砾岩分选差，泥质杂基含量高；狮北地区的砂岩含量为10%～50%，岩性为砾岩与灰色、褐色泥岩互层，砾岩分选中等—差，泥质杂基含量低—中等；干柴沟地区的砂岩含量为 10%～60%，岩性为砾岩与褐色、灰色泥岩互层，砾岩分选中等—差，泥质杂基含量低—中等；咸水泉地区的砂岩含量为 10%～50%，岩性为砾岩与灰色泥岩互层，砾岩分选差，泥质杂基含量中等— 高；咸东地区砂岩含量为10%～60%，岩性为砾岩与褐色、灰色泥岩互层，砾岩分选中等—差，泥质杂基含量低—中等；红沟子地区的砂岩含量为 10%～60 %，岩性为砾岩与褐色、灰色泥岩互层，砾岩分选中等—差，泥质杂基含量低—中等；索尔库里地区的砂岩含量为10%～60%，岩性为砾岩与褐色、灰色泥岩互层，砾岩分选中等—差，泥质杂基含量低— 中等；月牙山地区的砂岩含量为10%～60%，岩性为砾岩与褐色、灰色泥岩互层，砾岩分选中等—差，泥质杂基含量低—中等。

3 陡坡型扇体发育特征

3.1 古地形坡度特征

柴达木盆地中新生代经历了燕山和喜马拉雅2 期构造运动，燕山运动对盆地古近系古地形具有重要的控制作用，形成古近系盆缘隆起区、斜坡区及盆地坳陷区，盆缘隆起区发育陡坡区和缓坡区 2 种古地形。根据阿尔金山前带古近系钻井和地震等资料，利用井间地层厚度差（基于倾角资料进行厚度较正）及井间距离求取地形坡度，即视为沉积时期的古地形坡度。通过阿尔金山前带及邻近2个物源的相关参数计算相应的古地形坡度，结果（表1） 表明，阿尔金山前带古近系古地形坡度为3°～5°，而其邻近的红柳泉、柴西北区等地区的古地形坡度小于 1°，可见阿尔金山前带古近系具有陡坡型的古地形特征。

3.2 碎屑岩沉积相类型

阿尔金山前带古近系下干柴沟组取心较多，根据 12口井 320 m岩心描述结果，结合粒度及偏光显微镜下薄片鉴定岩矿组构特征等分析，认为山前带发育碎屑岩和湖相碳酸盐岩 2 类沉积物，其中碎屑岩的岩性包括泥质（砂）砾岩、砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、泥岩，发育冲积扇、扇三角洲和水下扇3种沉积相类型。

冲积扇相

以研究区干柴沟地区柴 11 井岩心为例（图5a，5b）。其岩性为泥质砾岩、砾状砂岩、不等粒砂岩，分选差，砾石大小混杂、排列杂乱、磨圆度差，多为棱角状-次棱角状；泥质含量较高，为 15%～25%，平均为 22%；单期碎屑岩表现为正粒序特征，底部可见冲刷面，层理不发育。

扇三角洲相

以研究区月牙山地区阿探 1井和红沟子地区沟7井岩心为例（图5c—5f）。其岩性为含砾砂岩、砾状砂岩、砂岩，分选中等—差，磨圆度中等—差，以次圆状-次棱角状为主；泥质含量中等— 低，为 5%～15%，平均为 8%；发育正粒序、反粒序，正粒序底部见冲刷面，少量岩心可见交错层理。扇三角洲相可进一步划分为平原和前缘 2 个亚相，扇三角洲平原亚相（图5c，5d）以含泥砂质砾岩、细砾岩为主，分选差，泥质含量中等—高，磨圆度中等— 差，以次棱角状-次圆状为主；扇三角洲前缘亚相（图5e，5f）以砾岩、砾状砂岩、不等粒砂岩为主，分选中等—好，泥质含量中等—低，磨圆度中等，以次圆状为主，砾石具有定向排列的特征。

水下扇相

以研究区七个泉地区七 6-5 和七 6-29 井岩心为例（图5g，5h）。其岩性为含泥砾岩、砾状砂岩、砂岩与灰色、深灰色泥岩互层，砾岩分选差，砾石大小混杂、排列杂乱，磨圆度差，以次圆状次棱角状为主；泥质含量较高，为 10%～25%，平均为 18%；单期砾岩表现为正粒序特征，底部可见冲刷面，层理不发育。

3.3 陡坡型扇体分布特征

阿尔金山前带西段古近系为陡坡型古地形特征，沉积相带变化较快。为精细刻画不同扇体的发育特征，通过连井沉积相对比、地震反射特征圈定边界等方法，深入研究山前带陡坡型扇体的分布特征。

在统一的地层格架内利用测井和录井资料，编制 8 条从山前带到盆地内部的沉积相对比剖面，据此确定沉积相带变化特征，以其中的月 3 井—梁 3 井和柴新 1井—狮 60井 2条剖面为例（图6）。从月 3井—梁3井沉积相对比剖面可以看出，近山前带发育扇三角洲相，较短的延伸距离（自扇三角洲平原亚相至扇三角洲前缘亚相末端距离为 15 km）内向盆地内部很快变为湖相沉积；从柴新 1井—狮 60井沉积相对比剖面来看，也具有同样的变化特征，近山前带发育扇三角洲相，较短的延伸距离（自扇三角洲平原亚相至扇三角洲前缘亚相末端距离为 17 km）内向盆地内部很快变为湖相沉积。

利用阿探1、红中6和月1井的录井和测井资料进行地震资料的地震相标定，根据地震反射特征的变化圈定沉积相带边界，共完成 8 条从山前带到盆地的地震剖面反射结构特征分析，以其中过阿探 1 井的 14090地震剖面为例（图7）。阿探 1井 E₃ ¹ 底部发育一套砾岩沉积，为扇三角洲平原亚相，地震剖面上表现为杂乱弱反射特征；N₁—E₃ ² 为砂岩、泥岩和薄层砾岩岩性组合，地震剖面上表现为较强振幅、相对连续的反射特征；N₁顶部—N₂ ¹ 底部为一套泥岩夹薄层砂岩沉积（厚度为200 m），为滨浅湖相，地震剖面上表现为中高频中强振幅连续反射；N₂ ¹ 为厚层砂砾岩发育段，地震剖面上表现为弱反射特征。

结合钻井及地震相研究结果，编制阿尔金山前带古近系下干柴沟组上段和下段沉积相平面图10 张，明确山前带陡坡型扇体平面分布特征，以其中的2张为例（图8）。在下干柴沟组下段沉积时期，阿尔金山前带发育 8 个陡坡型扇体（图8a）；其中七个泉扇体的古地形坡度较大，可达到 4.3°，形成冲积扇-水下扇-湖泊沉积体系，水下扇为冲积扇直接入湖形成的沉没于水下的扇体，其扇体形态呈舌形，延伸距离为7.2 km，分布面积为32 km²；狮北扇体的古地形坡度比七个泉扇体略缓，为 3.1°，形成冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系，扇体形态呈朵叶状，扇三角洲延伸距离为 7.3 km，分布面积为 100 km²；干柴沟扇体的古地形坡度比狮北扇体略陡，为3.4°，形成冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系，扇体形态呈朵叶状，扇三角洲延伸距离为 9.6 km，分布面积为 230 km²；咸水泉扇体的古地形坡度比干柴沟扇体陡，达到 4.5°，为山前带达肯达板群基岩风化残积物经较短距离搬运而沉没于水下，形成水下扇-湖泊沉积体系，扇体形态呈舌形，延伸距离为5 km，分布面积为 14 km²；咸东扇体的古地形坡度比咸水泉扇体略缓，为 3.2°，形成冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系，扇体形态呈朵叶状，扇三角洲延伸距离为 12.7 km，分布面积为30 km²；红沟子扇体的古地形坡度为3.5°，形成冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系，扇体形态呈朵叶状，扇三角洲延伸距离为 13.5 km，分布面积为 90 km²；索尔库里扇体的古地形坡度为 3.2°，形成冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系，扇体形态呈朵叶状，扇三角洲延伸距离为 12.5 km，分布面积为 80 km²；月牙山扇体的古地形坡度为3.1°，形成冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系，扇体形态呈朵叶状，扇三角洲延伸距离为 16.5 km，分布面积为 300 km²。在下干柴沟组上段沉积时期，阿尔金山前带继承性发育 8 个陡坡型扇体（图8b），具有明显的退积特征；七个泉水下扇的延伸距离为9.8 km，分布面积为50 km²；狮北扇三角洲的延伸距离为 4.6 km，分布面积为 31 km² ；干柴沟扇三角洲的延伸距离为 6.7 km，分布面积为 110 km²；咸水泉水下扇的延伸距离为 5.2 km，分布面积为 16 km²；咸东扇三角洲的延伸距离为 8.3 km，分布面积为53 km²；红沟子扇三角洲的延伸距离为 10.6 km，分布面积为 70 km²；索尔库里扇三角洲的延伸距离为8.8 km，分布面积为90 km²；月牙山扇三角洲的延伸距离为 12.8 km，分布面积为 190 km² 。

4 油气勘探方向预测

4.1 储层发育特征

阿尔金山前带古近系受取心、钻井资料的限制，铸体薄片及物性分析样品较少，本次研究对不同沉积相带取心井的测试资料开展储层填隙物及物性差异研究（表2）。冲积扇相以柴 11 井为例，其储层以泥质、含泥砾岩为主，泥质杂基含量为 15%～25%，平均为 22.1%；偏光显微镜下铸体薄片中未见原生粒间孔，仅在个别颗粒边缘见贴粒缝 （图9a），孔隙度为 5.47%～7.49%，平均为 6.12%。扇三角洲平原亚相以阿探1井为例，其储层为泥质、含泥砾岩、砾状砂岩，泥质杂基含量为4%～18%，平均为 9.8%，胶结物含量为 3%～20%，平均为 8.1%； 偏光显微镜下铸体薄片中未见原生粒间孔，仅在个别颗粒边缘见贴粒缝及颗粒破裂缝（图9b），孔隙度为 0.9%～4.52%，平均为 2.34%。扇三角洲前缘亚相以柴深 3、沟 7、七 102、七 29 井为例，其储层为砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩，泥质杂基含量为 0%～15%，平均为6.6%，胶结物含量为0%～11%，平均为 7.4%；偏光显微镜下铸体薄片中可见原生粒间孔和溶蚀孔（图9c—9f），孔隙度为 3%～21%，平均为1 0.85%。水下扇相以咸 10和七 6-5井为例，其储层为含泥（泥质）砾岩、砾岩、砂砾岩、含砾砂岩，泥质杂基含量为 0%～33%，平均为 13.41%，胶结物含量为 0%～21%，平均为 10.92%；偏光显微镜下铸体薄片中可见砾石颗粒的砾内溶孔、砾内缝（图9g，9h），孔隙度为 2.62%～16.4%，平均为 10.45%。滨浅湖滩坝微相以柴10井为例，其储层为灰质（膏质）细砂岩、粉砂岩，泥质杂基含量为 2%～20%，平均为 7.66%，胶结物含量为 3%～16%，平均为 7.5%；偏光显微镜下铸体薄片中见少量溶蚀孔（图9i），孔隙度为0.43%～7.76%，平均为3.45%。

冲积扇相、扇三角洲平原亚相的储层泥质杂基含量高，分选差，物性差；扇三角洲前缘亚相、水下扇相储层泥质杂基含量低，分选中等，物性相对较好；滨浅湖滩坝微相储层粒度细，单层厚度较薄的砂岩胶结作用强，物性差，而单层厚度较厚的砂岩储层物性好；整体上储层物性表现为“差—好—差” 的变化特征。由此可以看出，扇三角洲前缘亚相、水下扇相及厚层滨浅湖滩坝微相储层物性好，是有利的储集体。

4.2 油气勘探方向

前人研究成果揭示柴达木盆地古近系下干柴沟组发育优质咸化湖相烃源岩，邻近山前带主要有红狮、小梁山2个主力生烃坳陷，油源条件优越^[24-28]。根据阿尔金山前带古近系油气分布特征（图10）可以看出，油气主要分布在两类地区，一类是盆缘-斜坡区的碎屑岩储集体，形成近源、源外构造、构造-岩性、岩性油气藏；另一类是盆内坳陷区的碳酸盐岩储集体，形成源内、源上构造、岩性、页岩油气藏。整体上，山前带陡坡型扇体具有优越的油气成藏条件，主要表现为盆地发育古近系—新近系干柴沟组 2套优质烃源岩，山前带邻近红狮、小梁山两大主力生烃中心，油源条件优越；山前带发育多个物源扇体，扇三角洲前缘亚相、水下扇相储层物性好，储集性能优越；山前带陡坡型扇体向湖盆延伸距离远，直接入湖与优质烃源岩对接，源储配置优越；构造特征上表现为自盆地内部向山前带逐渐抬升，山前带是油气运移的指向区；在油气运移的上倾方向发育扇三角洲平原亚相、冲积扇相，泥质杂基含量高，储层相对较致密，对油气具有良好的封堵作用。近期钻探的月牙山地区阿探1井在古近系下干柴沟组上段扇三角洲前缘亚相获得工业油气流，干柴沟地区柴 10 井在古近系下干柴沟组下段扇三角洲前缘亚相获得工业油流，咸水泉地区咸10井在古近系下干柴沟组上段水下扇相砂体油气显示较好，同时在七个泉水下扇相、扇三角洲前缘亚相发现油田 （藏），由此可以看出扇三角洲前缘亚相和水下扇相砂体是有利的油气储集体。根据山前带陡坡型扇体分布的研究，预测古近系下干柴沟组下段扇三角洲前缘亚相、水下扇相砂体分布面积为 493 km²，古近系下干柴沟组上段扇三角洲前缘亚相、水下扇相砂体分布面积为261 km²，是山前带下步油气勘探的主要目标。

5 结论

阿尔金山前带古近系发育 8 个扇体，即七个泉地区冲积扇相-水下扇相-湖相、狮北地区冲积扇相扇三角洲相-湖相、干柴沟地区冲积扇相-扇三角洲相-湖相、咸水泉地区水下扇相-湖相、咸东冲积扇相-扇三角洲相-湖相、红沟子地区冲积扇相-扇三角洲相-湖相、索尔库里地区冲积扇相-扇三角洲相-湖相、月牙山地区冲积扇相-扇三角洲相-湖相等。

山前带古近系碎屑岩储层的岩性为砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩，分选中等—差，泥质杂基含量中等—高。物性受沉积相带控制，冲积扇相、扇三角洲平原亚相的泥质杂基含量高，物性差，孔隙度多小于 5%；扇三角洲前缘亚相、水下扇相分选中等，泥质杂基含量中等，物性好，孔隙度为 5%～21%，自山前带向湖盆储层物性表现为“差—好— 差”的变化特征。

阿尔金山前带古近系油气成藏条件优越，邻近红狮、小梁山 2 个主力生烃坳陷。陡坡型扇体入湖可以与烃源岩对接，形成良好的源储组合关系。自盆地内部向山前带为继承性发育的盆缘隆起-斜坡区，是油气运移的指向区，受构造高部位扇三角洲平原亚相、冲积扇相致密砂岩的遮挡，油气在扇三角洲前缘亚相、水下扇相中聚集成藏，扇三角洲前缘亚相、水下扇相砂体是下步油气勘探的有利目标，预测有利叠合面积为750 km²。研究成果对阿尔金山前带油气勘探具有重要的指导意义。

参考文献