塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算.pdf

第 44 卷 第 4 期2023 年 8 月OIL&GAS GEOLOGY塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算张坦，姚威，赵永强，周雨双，黄继文，范昕禹，罗宇（中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214126）摘要：古地貌的精确恢复对于寻找优质储层及烃源岩优势相带起着十分重要的作用，而剥蚀厚度计算又是古地貌恢复研究中的核心步骤。基于自然伽马曲线数据，利用频谱分析、连续小波变换和经验模态分解等技术手段，建立了塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组具有相对时间概念的“浮动”天文年代标尺和高精度的地层层序格架，并进一步精确计算了石炭系卡拉沙依组剥蚀厚度。结果显示：巴麦地区石炭系卡拉沙依组沉积时受天文轨道周期的控制，保存有完整的米兰科维奇旋回；经验模态分解方法得出的固有模态分量imf3与长偏心率（e1）控制下的地层旋回个数基本一致，据此建立了研究区具有相对时间概念的“浮动”天文年代标尺和高精度的地层层序格架；基于经验模态分解方法计算的结果，结合不同地区钻井缺失旋回数量和平均旋回厚度之间的关系，精确计算了研究区内石炭系卡拉沙依组剥蚀厚度；研究区内石炭系卡拉沙依组剥蚀厚度在0 390 m，剥蚀强度整体表现为“西强东弱”的特征，中部BT5井附近斜坡区域，易形成良好的储集体，是下一步有利的勘探区域。研究提出的思路和方法为类似地区高频地层层序格架的构建、“浮动”天文年代标尺的建立及地层剥蚀厚度的精细计算等提供了参考。关键词：连续小波变换；频谱分析；米兰科维奇旋回；“浮动”天文年代标尺；层序地层；卡拉沙依组；巴麦地区；塔里木盆地中图分类号：TE121.3 文献标识码：ATime scale and denudation thickness calculation of Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai area，Tarim BasinZHANG Tan，YAO Wei，ZHAO Yongqiang，ZHOU Yushuang，HUANG Jiwen，FAN Xinyu，LUO Yu（Wuxi Brach，Petroleum Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，Wuxi，Jiangsu 214126，China）Abstract：Restoration of paleogeomorphology plays a very important role in guiding the search for high-quality reservoirs and dominant source rocks of oil and gas，during which the calculation of denudation thickness is the vital step.In this study，the abundant GR curves together with the main frequency and astronomical time scale of the Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai area，Tarim Basin，were used to establish the“floating”astronomical chronological scale with relative time concept and high-precision stratigraphic sequence frame using spectral analysis，wavelet transform and EMD.The results show that a complete Milankovich cycle presents in the formation as a result of astronomical orbit control during the deposition of the formation；and the astronomical chronological scale and the stratigraphic sequence frame is based on the understanding that the imf3 component calculated by EMD method is basically consistent with the number of stratigraphic cycles under the control of e1.Based on the results of EMD method，the relationship between the number of missing cycles and the average cycle thickness revealed by drilling in different regions was used to accurately calculate the denudation thickness of the Carboniferous Kalashayi Formation.The erosion thickness of the Kalashayi Formation of the Carboniferous in the study area varies between 0 and 390 m with the overall denudation characterized by“intensive in the west and mild in the east”.The slope area near the BT5 well in the middle of the study area is suggested to be a potential exploration target for oil and gas.The ideas and methods proposed provide a reference for the construction of high-frequency stratigraphic sequence framework，the establishment of“floating”文章编号：0253-9985（2023）04-1054-13doi：10.11743/ogg20230420收稿日期：2022-12-12；修回日期：2023-03-27。第一作者简介：张坦（1994），男，工程师，构造与油气成藏。E-mail：。基金项目：中国石化科技部科技攻关项目（P21049-2，P22125）。astronomical chronological scales，and the precise calculation of formation erosion thickness in not only the study area，but also areas with similar geological settings.Key words：continuous wavelet transform，spectral analysis，Milankovitch cycle，floating astronomical time scale，sequence stratigraphic，Kalashayi Formation，Baimai area，Tarim Basin引用格式：张坦，姚威，赵永强，等.塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算 J.石油与天然气地质，2023，44（4）：1054-1066.DOI：10.11743/ogg20230420.ZHANG Tan，YAO Wei，ZHAO Yongqiang，et al.Time scale and denudation thickness calculation of Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai area，Tarim Basin J.Oil&Gas Geology，2023，44（4）：1054-1066.DOI：10.11743/ogg20230420.塔里木盆地石炭系是油气勘探的重点层系之一，多年的勘探实践表明，石炭系具有自生、自储和自盖的能力1。巴麦地区自石炭系卡拉沙依组油气发现以来，不断有新的发现。近年来，随着勘探程度的持续深入，人们对石炭系卡拉沙依组层序沉积、储层特征和烃源岩生烃潜力的研究愈加重视1-3，但地层格架建立的精度不够，限制了研究区内石炭系卡拉沙依组精细划分和对比。同时，沉积体系空间配置和烃源岩有利发育相带主要受控于沉积期古地貌的发育特征，古地貌直接决定了沉积相展布的区域差异性和平面展布特征，而剥蚀厚度的精确计算则成为恢复古地貌的一项重要的基础工作，并且地层剥蚀厚度也对恢复原型盆地、重建盆地沉积-构造演化格局和油气资源定量评价起着非常重要的作用4。近些年来，米兰科维奇（Milankovitch）提出地球轨道参数偏心率、斜率和岁差发生周期性变化，会引起地球表面日照量周期性变化，进而导致地球气候系统周期性变化。这种由地球轨道驱动造成的旋回性记录称为米兰科维奇旋回5，简称米氏旋回。旋回地层学就是通过研究天文轨道影响的地层，从而有效地识别米兰科维奇旋回，建立具有相对时间概念的“浮动”天文年代标尺和高精度的地层层序格架。随着人们对米兰科维奇旋回理论和应用方法的深入研究6，米兰科维奇旋回能够合理地解释更多地质学领域问题，使得不同地质历史时期海相、陆相地层的沉积特征能够被揭示出来7-8，被广泛应用于提高定年精度9、构建高频层序地层格架10-13和古环境、古气候14-15等方面的研究，同时该方法也被应用于恢复地层剥蚀厚度的研究。郭颖等16针对海相碳酸盐层的剥蚀特征提出了旋回分析法，精确地恢复了玉北地区东部中、下奥陶统鹰山组剥蚀厚度；赵军等17基于米兰科维奇天文旋回理论有效地分析了松辽盆地X油田青山口组剥蚀厚度，解决了盆地模拟中青山口组沉积时期构造演化问题。米兰科维奇理论的深入发展为地层剥蚀厚度的精确计算提供了一种有效的思路和方法，相较于其他方法，该方法可操作性强，适用范围较广，剥蚀厚度计算的精度较高。本次研究针对塔里木盆地巴麦地区以陆相碎屑岩沉积为主的石炭系卡拉沙依组为研究对象，运用频谱分析法和经验模态分解法（EMD）对石炭系卡拉沙依组进行米兰科维奇旋回分析，并利用连续小波变换法对主频选取的信号进行了合理性分析，最终依据固有模态（imf）分量与长偏心率（e1）之间的对应关系，重构了卡拉沙依组具有相对时间概念的“浮动”天文年代标尺。以405.00 kyr长偏心率（e1）为划分标准，建立了高精度的层序地层格架，并进一步探讨了不同地区钻井缺失旋回数量和平均旋回厚度之间的关系，精确计算了巴麦地区石炭系卡拉沙依组顶部地层剥蚀厚度，为古地貌的精确恢复奠定了坚实的基础。“浮动”天文年代标尺的建立、高精度层序地层格架的搭建及地层剥蚀厚度的精确计算，也为下一步的油气勘探提供了新的资料。1地质背景巴麦地区地处于塔里木盆地塘古巴斯坳陷的西缘和西南坳陷的东北部，包括巴楚隆起和麦盖提斜坡两个一级构造单元（图1a）。巴楚隆起主要受到色力布亚-玛扎塔格断裂与阿恰-吐木休克断裂的挟持作用，表现为典型的大型背冲断隆特征。麦盖提斜坡位于巴楚隆起的南部地区，喜马拉雅晚期造山运动使其最后定型为向南倾的单斜坡形态18。巴麦地区主要发育新生界和古生界，除了三叠系、侏罗系和白垩系普遍缺失外，其余地层较为发育。石炭系是继泥盆系填平补齐的砾岩粗碎屑岩沉积之后，在塔里木盆地构造运动平静期发育的一套稳定的碳酸盐岩-碎屑岩沉积组合19，主要包括巴楚组、卡拉沙依组和小海子组（图 1b），距今 358.90 298.90 Ma。卡拉沙依组由下而上可分为上泥岩段、砂泥岩段和含灰岩段，上泥岩段发育泥坪相，砂泥岩段发育三角洲-潟湖相，含灰岩段发育局限台地相，沉积厚度中心主要第 4 期张坦，等.塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算astronomical chronological scales，and the precise calculation of formation erosion thickness in not only the study area，but also areas with similar geological settings.Key words：continuous wavelet transform，spectral analysis，Milankovitch cycle，floating astronomical time scale，sequence stratigraphic，Kalashayi Formation，Baimai area，Tarim Basin引用格式：张坦，姚威，赵永强，等.塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算 J.石油与天然气地质，2023，44（4）：1054-1066.DOI：10.11743/ogg20230420.ZHANG Tan，YAO Wei，ZHAO Yongqiang，et al.Time scale and denudation thickness calculation of Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai area，Tarim Basin J.Oil&Gas Geology，2023，44（4）：1054-1066.DOI：10.11743/ogg20230420.塔里木盆地石炭系是油气勘探的重点层系之一，多年的勘探实践表明，石炭系具有自生、自储和自盖的能力1。巴麦地区自石炭系卡拉沙依组油气发现以来，不断有新的发现。近年来，随着勘探程度的持续深入，人们对石炭系卡拉沙依组层序沉积、储层特征和烃源岩生烃潜力的研究愈加重视1-3，但地层格架建立的精度不够，限制了研究区内石炭系卡拉沙依组精细划分和对比。同时，沉积体系空间配置和烃源岩有利发育相带主要受控于沉积期古地貌的发育特征，古地貌直接决定了沉积相展布的区域差异性和平面展布特征，而剥蚀厚度的精确计算则成为恢复古地貌的一项重要的基础工作，并且地层剥蚀厚度也对恢复原型盆地、重建盆地沉积-构造演化格局和油气资源定量评价起着非常重要的作用4。近些年来，米兰科维奇（Milankovitch）提出地球轨道参数偏心率、斜率和岁差发生周期性变化，会引起地球表面日照量周期性变化，进而导致地球气候系统周期性变化。这种由地球轨道驱动造成的旋回性记录称为米兰科维奇旋回5，简称米氏旋回。旋回地层学就是通过研究天文轨道影响的地层，从而有效地识别米兰科维奇旋回，建立具有相对时间概念的“浮动”天文年代标尺和高精度的地层层序格架。随着人们对米兰科维奇旋回理论和应用方法的深入研究6，米兰科维奇旋回能够合理地解释更多地质学领域问题，使得不同地质历史时期海相、陆相地层的沉积特征能够被揭示出来7-8，被广泛应用于提高定年精度9、构建高频层序地层格架10-13和古环境、古气候14-15等方面的研究，同时该方法也被应用于恢复地层剥蚀厚度的研究。郭颖等16针对海相碳酸盐层的剥蚀特征提出了旋回分析法，精确地恢复了玉北地区东部中、下奥陶统鹰山组剥蚀厚度；赵军等17基于米兰科维奇天文旋回理论有效地分析了松辽盆地X油田青山口组剥蚀厚度，解决了盆地模拟中青山口组沉积时期构造演化问题。米兰科维奇理论的深入发展为地层剥蚀厚度的精确计算提供了一种有效的思路和方法，相较于其他方法，该方法可操作性强，适用范围较广，剥蚀厚度计算的精度较高。本次研究针对塔里木盆地巴麦地区以陆相碎屑岩沉积为主的石炭系卡拉沙依组为研究对象，运用频谱分析法和经验模态分解法（EMD）对石炭系卡拉沙依组进行米兰科维奇旋回分析，并利用连续小波变换法对主频选取的信号进行了合理性分析，最终依据固有模态（imf）分量与长偏心率（e1）之间的对应关系，重构了卡拉沙依组具有相对时间概念的“浮动”天文年代标尺。以405.00 kyr长偏心率（e1）为划分标准，建立了高精度的层序地层格架，并进一步探讨了不同地区钻井缺失旋回数量和平均旋回厚度之间的关系，精确计算了巴麦地区石炭系卡拉沙依组顶部地层剥蚀厚度，为古地貌的精确恢复奠定了坚实的基础。“浮动”天文年代标尺的建立、高精度层序地层格架的搭建及地层剥蚀厚度的精确计算，也为下一步的油气勘探提供了新的资料。1地质背景巴麦地区地处于塔里木盆地塘古巴斯坳陷的西缘和西南坳陷的东北部，包括巴楚隆起和麦盖提斜坡两个一级构造单元（图1a）。巴楚隆起主要受到色力布亚-玛扎塔格断裂与阿恰-吐木休克断裂的挟持作用，表现为典型的大型背冲断隆特征。麦盖提斜坡位于巴楚隆起的南部地区，喜马拉雅晚期造山运动使其最后定型为向南倾的单斜坡形态18。巴麦地区主要发育新生界和古生界，除了三叠系、侏罗系和白垩系普遍缺失外，其余地层较为发育。石炭系是继泥盆系填平补齐的砾岩粗碎屑岩沉积之后，在塔里木盆地构造运动平静期发育的一套稳定的碳酸盐岩-碎屑岩沉积组合19，主要包括巴楚组、卡拉沙依组和小海子组（图 1b），距今 358.90 298.90 Ma。卡拉沙依组由下而上可分为上泥岩段、砂泥岩段和含灰岩段，上泥岩段发育泥坪相，砂泥岩段发育三角洲-潟湖相，含灰岩段发育局限台地相，沉积厚度中心主要1055第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质位于巴麦地区的东部地区，从东到西呈现逐渐减薄的趋势（图2），并可划分为9 11个三级层序20，包含有完整的沉积旋回序列。其中，巴麦地区在石炭纪末期发生了一次典型的构造抬升事件巴楚运动，整体表现为“西强东弱”的特征，造成了研究区内石炭系卡拉沙依组存在明显的剥蚀现象，形成了典型不整合界面21。2数据与方法的选择不同沉积数据序列蕴含着不同的地质信息，对于米兰科维奇旋回信号的响应也有差异。目前应用于米氏旋回周期理论研究的数据序列包括直观岩性数据、地球化学数据、地球物理数据和古生物数据。其中，以自然伽马（GR）测井数据为代表的地球物理数据能够敏锐地反映古环境、古气候等特征的变化趋势，被广泛地应用于旋回地层学分析中。自然伽马测井数据主要用于测量沉积物中伽马射线的强度，能够敏感地反映沉积物中泥质含量，进而反映古环境和古气候的微观变化11，高值对应富含黏土沉积物，低值对应砂岩、碳酸盐岩沉积物22。本次研究采用巴麦地区4口钻井的相关自然伽马测井数据，其中 YB1，YB8，HT1和 H3井分别位于巴楚隆起和麦盖提斜坡东部，地层残留厚度相对较大，保留有相对完整的沉积旋回序列，采样间隔为 0.125 m，GR数值范围为70 130 API，并且自然伽马数据纵向分辨率高，能够敏感地反映出岩性组合的旋回性变化。在开展米氏旋回周期分析之前，首先要对自然伽马测井数据进行数据的预处理，去除超低频和超高频信号，从而尽量地消除地层数据中的各种环境噪声23。对于频谱分析，主要采用 PAST（Paleonological Statistics）软件来加以实现24，选择显著水平大于95%置信度的峰值频率进行分析，对于90%95%置信度之间的数据结果选择性使用。天文年代标尺的建立，首先要搭建地层深度和沉积旋回之间的响应关系。在目前缺少连续地质取样定年数据的情况下，天文年代标尺的建立通常包括连续小波变换法、高斯带通滤波法和经验模态分解（EMD）等方法。近年来，越来越多的研究更倾向于使用经验模态分解（EMD）方法25，按照从高到低的频率分解模式从复杂信号中提取出若干个相对简单、平稳的固有模态函数，其核心思想是逐步剔除时间序列上、下包络的平均值来获得有限数量的imf分量。本次研究主要采用EMD方法，该方法的优点是能够根据数据自身的时间尺度特征来进行信号分解，无须预先设定任何基函数，相比其他方法，该方法更简单，能够保存更多的地质信息26。YB4麦盖提泽普皮山和田阿瓦提南坳陷西麦盖提斜坡塘巴斯坳古陷巴楚隆起卡 塔 克 隆 起阿 瓦 提 坳 陷 YB10 LN1 YB1 H3 H2 HT1 BD4 BT5 BK8Q5 J2 T1 BT6 H4F1 XH1 YB8PSB2柯坪断隆 YB9 BT4 K1 K2地名井位断裂泥质灰岩粉砂岩泥晶灰岩灰质泥岩细砂岩盆地边界040 kmab系组段岩性剖面沉积相石炭系小海子组巴楚组卡拉沙依组含灰岩段砂泥岩段上泥岩段 台地相三角洲 潟湖相潮坪相 泥坪相 潮坪相构造分区界线AA地层AA剖面位置泥岩和田 YB1-图1 巴麦地区构造位置（a）及石炭系卡拉沙依组地层综合柱状图（b）Fig.1 Tectonic location（a）and stratigraphic column（b）of the Carboniferous Kalashayi Formation in the Bamai area1056第 4 期张坦，等.塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算3米兰科维奇旋回识别3.1米兰科维奇轨道旋回周期的确定太阳系各星球会对地球产生一个叠加的引力场，这种引力场并不是一成不变的，而是发生准周期性变化，而这种变化产生的扰动会导致地球轨道参数周期性改变，从而进一步影响沉积物的产生、运移和累积等过程27，并记录在地层沉积的信息中。米兰科维奇旋回周期轨道参数通常包括偏心率（e）、斜率（o）和岁差（），其中偏心率指轨道偏离正圆的程度，变化频率较低、周期较长。斜率是地球公转轨道面和地球赤道面的夹角，变化的频率比偏心率高，周期相对较短。岁差是最高频率的周期变化，月球和太阳对地球赤道隆起部分的吸引，使地球自转轴的方向环绕与黄道面的垂直轴作缓慢的运动，从而产生岁差。在米兰科维奇轨道周期中，偏心率的周期比较稳定，共有 3 个周期长度，分别为 405.00 kyr（e1），125.00 kyr（e2）和95.00 kyr（e3），而斜率和岁差周期会随着地质时代的变迁而发生变化。1992年，Berger等计算了时间间隔50.00 Myr，共计11个时间节点的长斜率周期（o1）、短斜率周期（o2）、长岁差周期（1）和短岁差周期（2）。4个天文轨道周期随着地质时代的变化表现出很好的线性变化规律（图3）。根据前人研究成果，塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组的沉积时间为350.20 323.20 Ma20，选取沉积时间中值 336.70 Ma 作为石炭系卡拉沙依组沉积地质时限带入各天文轨道周期的线性方程，通过计算可得到对应的长斜率周期、短斜率周期、长岁差周期和短岁差周期分别为 41.39，33.28，20.34 和17.12 kyr。因此，研究区内石炭系卡拉沙依组沉积时期存在一组米兰科维奇旋回轨道周期参数，偏心率周期分别为405.00，125.00和95.00 kyr，斜率周期分别为 41.39 kyr 和 33.28 kyr，岁差周期分别为 20.34 kyr和17.12 kyr。000 A00K2井.ccc.N.NN .NN.N地层粉砂岩细砂岩泥质石灰岩白云质灰岩中砂岩粗砂岩含砾砂岩泥晶灰岩含泥灰岩长石砂岩炭质页岩页岩石膏质白云岩泥岩灰质泥岩粉砂质泥岩石灰岩煤层小海子组GR/API1502 6002 6502 7002 7502 8002 8502 9002 9503 000卡拉沙依组深度/m岩性剖面H3井 BT6井 BT4井 BK8井A地层小海子组卡拉沙依组巴楚组GR/API150岩性剖面深度/m4 4504 3504 4004 5004 5504 500岩性剖面地层小海子组巴楚组深度/mGR/API150地层地层小海子组小海子组GR/API150深度/m岩性剖面巴楚组GR/API150深度/m岩性剖面1 8001 8501 900巴楚组卡拉沙依组卡拉沙依组巴楚组卡拉沙依组NW图2 巴麦地区石炭系卡拉沙依组近东西向地层厚度连井对比剖面（剖面位置见图1a）Fig.2 Near east-west cross-well correlation of the Carboniferous Kalashayi Formation，Bamai area（see Fig.1 for the location）1057第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质3.2米兰科维奇沉积旋回分析3.2.1测井数据的主要频率分析从目的层自然伽马测井曲线数据中提取出沉积旋回的主要频率是旋回分析的关键29。通过频谱分析判断沉积地层中是否包含米兰科维奇旋回。频谱分析是一个时域的信号在频域下的表示方式，横坐标表示为频率能量，其是频率的函数，目的就是识别出信号中（准）周期性的成分。频谱曲线中，信号强度越大该频率出现的频率越高，这种频率被称为主频，主频数值越低，代表地层的沉积周期越长。常用的频谱分析方法有快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）、周期图 法（Periodogram）和 多 窗 谱 分 析 法（Multi-Taper Method，MTM）等，不同频谱分析方法的算法不同，各有优缺点，但计算结果基本一致22。本次研究使用Past 4.0软件基于多窗谱分析法进行统计分析，选择Spectral analysis 模块中的 Multi-taper 程序对 4 口井预处理后的自然伽马数据进行主频分析，规定置信度大于95%的频率作为主频信号（图4），需要注意的是，本次研究中岁差对应的主频明显小于置信度，未能被有效识别出来，其原因可能在于自然伽马测井曲线取样精度，也有可能在于相对短的沉积周期内，米兰科维奇轨道周期并不是沉积作用的主要控制因素。3.2.2包含米兰科维奇旋回周期主频的获取为了进一步确定哪些主频信号受米兰科维奇旋回周期的影响，需要建立单井高频旋回与米兰科维奇轨道周期之间的联系。根据前人大量的研究成果6，如果能在地层记录中找到可以与地球轨道三要素（偏心率、斜率、岁差）之间有相同比率关系的沉积频率或周期，就认为该段地层受米兰科维奇旋回的影响。通过前文对该地区米兰科维奇轨道旋回周期的确定，研究区内石炭系卡拉沙依组沉积时期的米兰科维奇旋回轨道周期参数为 405.00，125.00，95.00，41.39.00，33.28，20.34 和 17.12 kyr。首先计算出卡拉沙依组沉积时的7个天文轨道周期的频率比率关系（表1），随后计算每口井所有主频信号的比率关系，选取比率关系与天文轨道周期最接近的主频信号作为对应的米兰科维奇旋回周期。计算结果显示，4口井 YB1，YB8，HT1和 H3识别出的主频信号都能与米兰科维奇旋回中的长偏心率（e1）、中偏心率（e2）、短偏心率（e3）、长斜率（o1）和短斜率（o2）建立起联系（图3），轨道理论周期比值与多窗口法频谱分析图提取出来的频率比值基本接近（表2），如YB1井，从自然伽马数据多窗口法频谱分析图中可提取出一组频率为0.019 5，0.062 5，0.082 0，0.191 4和 0.234 4 m-1，通过频率和厚度的对应关系可得28，5个频率对应的旋回厚度分别为6.410，2.000，1.524，0.653 和 0.533 m，旋回厚度的比值为 12.03 3.75 2.86 1.23 1。从轨道周期比值表中可以发现，长偏心率、中偏心率、短偏心率、长斜率和短斜率对应的理论周期的比值分别为12.17 3.76 2.85 1.24 1，与频谱分析提取出来的频率比值基本相近。计算结果显示总体比率误差在 0 6.40%，可接受的平均误差为3.20%，对应关系较好，表明研究区在石炭系卡拉沙依组沉积时受天文轨道长周期的控制，保存有完整的米兰科维奇旋回，和前人的研究结果一致20。3.2.3米兰科维奇周期识别结果的合理性分析连续小波变换法能够将一维时间域测井信号转变为二维时频域，通过调整尺度因子的大小来确定不同尺度天文轨道周期对应的沉积旋回变化趋势，从而获得测井数据直观体现不出来的更多地质信息30。如图5所示，每口井中米兰科维奇循环对应的频段覆盖了更多的高能信号，表明米兰科维奇周期对应的主频具有代表性。为了分析单井米兰科维奇旋回周期的合理性，需要验证旋回对应的沉积速率是否能与巴麦地区石炭系卡拉沙依组整体的沉积速率变化范围相互吻合。黄太柱等对塔里木盆地西部海西中期巴楚运动的性质、动力010020030040050014192429343944495459y=-0.005 6x2-35.379x+53 938R2=0.999 5R2=0.999 7y=-0.007 5x2-20.27x+40 957R2=0.998 9y=-0.003x2-4.580 9x+19 006R2=0.999 3y=-0.004 7x2-6.209 3x+22 964长斜率短斜率长岁差短岁差年龄/Ma周期/kyr图3 米兰科维奇轨道周期斜率和岁差随时间变化趋势（据Berger，1992修改28）Fig.3 Periodic variation of obliquity and precession of the Milankovitch cycle with time（modified after 28）1058第 4 期张坦，等.塔里木盆地巴麦地区石炭系卡拉沙依组年代标尺及地层剥蚀厚度精细计算学背景和时空演化进行了探讨21，认为巴楚运动在研究区内影响范围极大，整体呈现“西强东弱”的特征，东部HT2 井和 H3 井附近遭受剥蚀作用最弱或没有经历剥蚀作用。前人确定的卡拉沙依组沉积时间大约为27.00 Ma，HT1井的地层沉积厚度为392.88 m，H3井地层沉积厚度为397.00 m，据此可以推断巴麦地区HT1井和H3井石炭系卡拉沙依组的整体平均沉积速率分别为1.455 cm/kyr和1.470 cm/kyr。根据多窗口法频谱分析可知，HT1井长偏心率、中偏心率、短偏心率、长斜率和短斜率对应的旋回厚度分别为 5.814，1.830，1.333，0.598和0.478 m。H3井长偏心率、中偏心率、短偏心率、长斜率和短斜率对应的旋回厚度分别为 5.814，1.827，1.362，0.60和0.474 m。结合米兰科维奇旋回周期，可计算出米兰科维奇轨道周期控制下的地层平均沉积速率分别为1.437 cm/kyr和1.443 cm/kyr，与地层实际沉积速率基本一致，表明主频信息的提取较为准确，能够代表米兰科维奇轨道周期对研究区石炭系卡拉沙依组沉积事件的响应。表1巴麦地区石炭系卡拉沙依组沉积时期地球轨道参数周期及比值关系Table 1Earth orbital parameter periodicities and their ratios during the deposition of the Carboniferous Kalashayi Formation，Baimai area参数偏心率斜率岁差e1e2e3o1o212理论周期/kyr405.00125.0095.0041.3933.2820.3417.12周期比值23.6577.3015.5492.4181.9441.188119.9126.1464.6712.0351.636112.1693.7562.8551.24419.7853.0202.29514.2631.31613.24010.81.62.43.24.04.85.66.4 b3.65.4 a4.24.8 c d000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.5000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.5002468021346957800.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50e1e1e2e2e3e3o1o1o2e1e2e3o1o2e1e2e3o1o2o2频率0.019 5/m,旋回厚度6.410 m频率0.019 5/m,旋回厚度6.410 m频率 0.021 5/m,旋回厚度 5.814 m频率0.021 5/m,旋回厚度5.814 m频率0.062 1/m,旋回厚度2.013 m频率0.062 5/m,旋回厚度2.000 m频率0.068 4/m,旋回厚度 1.827 m频率0.068 3/m,旋回厚度1.830 m频率0.074 2/m,旋回厚度1.685 m频率0.082 0/m,旋回厚度1.524 m频率0.091 8/m,旋回厚度1.362 m频率0.093 8/m,旋回厚度1.333 m频率0.191 4/m,旋回厚度 0.653 m频率0.191 4/m,旋回厚度0.653 m频率 0.207 0/m,旋回厚度0.604 m频率:0.209 0/m,旋回厚度0.598 m频率0.222 7/m,旋回厚度0.561 m频率0.234 4/m,旋回厚度0.533 m频率0.263 7/m,旋回厚度:0.474 m频率0.261 7/m,旋回厚度0.478 m能量/J能量/J能量/J能量/J3.02.41.81.20.6181614121095%置信曲线90%置信曲线频谱分析曲线95%置信曲线90%置信曲线频谱分析曲线95%置信曲线90%置信曲线频谱分析曲线95%置信曲线90%置信曲线频谱分析曲线频率/(1/m)频率/(1/m)频率/(1/m)频率/(1/m)图4 巴麦地区石炭系卡拉沙依组GR曲线多窗口法频谱分析图谱Fig.4 Multi-taper spectral analysis of GR curves of the Carboniferous Kalashayi Formation，Bamai areaa.YB1井；b.YB8井；c.HT1井；d.H3井1059第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质表2巴麦地区石炭系卡拉沙依组识别主频与对应米兰科维奇周期的比值Table 2Ratio of dominant frequency corresponding to Milankovitch cycle of the Carboniferous Kalashayi Formation，Bamai area井名YB1YB8HT1H3旋回参数e1e2e3o1o2e1e2e3o1o2e1e2e3o1o2e1e2e3o1o2主导频率/（1/m）0.019 50.062 50.082 00.191 40.234 40.019 50.062 10.074 20.191 40.222 70.021 50.068 30.093 80.209 00.261 70.021 50.068 40.091 80.207 00.263 7主导周期比值12.033.752.861.23111.433.593.001.16112.173.832.791.25112.273.862.871.271天文旋回周期比值12.173.762.851.24112.173.762.851.24112.173.762.851.24112.173.762.851.241单个旋回厚度/m6.4102.0001.5240.6530.5336.4102.0131.6850.6530.5615.8141.8301.3330.5980.4785.8141.8271.3620.6040.474误差率/%1.170.100.191.480.056.114.475.206.400.0501.862.260.680.000.792.650.632.4400501001502002503003506.04.53.01.500501001502002503003506.04.53.01.5005010015020025030