2004年，青海油田公司在柴达木盆地东部德令哈地区开展了区域MT勘探，对该区域地质特征、中生界分布特征都提出一些认识。但当时的研究把石炭系作为褶皱基底来认识，没有分析石炭系未变质条件下的德令哈坳陷结构特征及石炭系残留分布情况。2007年，对德令哈地区石炭系的研究发现，石炭系大部分没有变质，且具有一定的生油能力，石炭系作为一套潜在烃源岩目的层引起了重视^[1-5]。由于德令哈坳陷地震勘探程度低，资料品质差，石炭系分布特征的解释结果不一致，部署钻井钻探结果与地震解释结果误差过大^[6]。该区域现存可利用的地球物理资料年代早、品质低，对柴达木盆地东部石炭系的宏观展布与构造特征难以识别。2013年，青海油田公司在柴东实施了2条MT剖面（8026、8027）勘查，对柴东地区的石炭系、侏罗系分布特征进行了研究，取得了一些新认识。为了深入分析、研究石炭系的分布特征，对2004年的MT资料进行了针对石炭系的重新处理（图 1），利用近年来钻遇石炭系的新钻井地质分层、电性特征，进行重新标定、解释。综合研究取得的新成果及认识，对下一步勘探具有重要指导作用。

图  1  2013年柴达木盆地东部地区MT勘探部署

Figure  1.  MT profile location in eastern Qaidam Basin in 2013

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1.   石炭系的电性特征及解释

1.1   石炭系的电性特征

（1）钻井揭示石炭系的电性特征

对德令哈及柴东地区钻遇石炭系的钻井电阻率测井资料进行重新处理，根据埃北1、霍参1和尕丘1井测井电阻率曲线对比分析（图 2），认为第四系及新近系上部电阻率比下伏地层高得多，达10~100Ω·m，形成一套表层高阻，埃北1井的古近系和新近系下部、霍参1井的新近系、尕丘1井的新近系上干柴沟组（N₁）和下油砂山组（N₂¹）与上下地层电阻率相比最低，只有3~30Ω·m，构成研究区的低阻标志层，中生界侏罗系（中下侏罗统（J_1-2）和上侏罗统（J₃））电阻率与古近系相比明显升高，平均电阻率达70Ω·m，形成古近系—新近系低阻层下部的一套次高阻层，这3口井都没有钻穿石炭系，石炭系电阻率变化大，一般20~20000Ω·m，各井石炭系平均电阻率都是200Ω·m，具有很好的一致性，石炭系形成第二套次高阻层。

图  2  探井电阻率曲线对比

Figure  2.  Resistivity logging correlation diagram

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（2）野外实测前中生界电性变化特征

为了确定钻井没有很好揭示的前中生界的电性特征，对近几年来在柴北缘红山和德令哈地区进行的野外物性资料实测结果进行了统计（表 1），分析认为前中生界电阻率变化具有一定的规律性：石炭系、二叠系电阻率较低，平均为191.32Ω·m，但二叠系分布比较局限；泥盆系电阻率明显高于石炭系，达272.09Ω·m，志留系电阻率较低，为134.8Ω·m，但志留系主要分布在北部宗务隆山前，在盆地内分布比较局限；下古生界寒武系、奥陶系电阻率较高，为466.09Ω·m；前震旦系变质岩电阻率更高，达652.64Ω·m；花岗岩电阻率最高，为1226.17Ω·m。这种地层电阻率的变化特征是划分时代地层和岩性解释的重要依据^[7]。

表  1  柴北缘野外实测地层电阻率数据

Table  1.  Field survey stratigraphic resistivity data in Qaidam Basin

时代	岩性	标本数/件	电阻率/((Ω·m-1)
			地层	综合
P1by	石灰岩、砂岩、砾岩	45	140.17
C2	石灰岩、砂岩	65	237.40	191.32
C1	石灰岩、砂岩、泥岩	55	196.39
D3m	凝灰质砾岩、凝灰岩	40	272.09	272.09
S2+3	石灰岩、砂岩	55	134.8	134.8
O1	石灰岩	50	443.04
∈2-3	石灰岩	40	405.51	466.09
∈1	白云岩	40	549.72
Jx	花岗片麻岩	40	649.94
Zqb	石灰岩、石英片岩	40	606.54	652.64
Pt1dk	花岗片麻岩	40	701.44
Y4	花岗岩	30	1226.17	1226.17
注：P1by—下二叠统巴音河群；C2—上石炭统；C1—下石炭统；D3m—上泥盆统牦牛山组；S2+3—中上志留统；O1—下奥陶统；∈2-3—中上寒武统；Jx—蓟县系；Zqb—震旦系全吉群；Pt1dk—古元古界达肯达板群；γ4—海西期花岗岩

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从电阻率测井和野外露头标本实测资料分析看，研究区地层电阻率在纵向上变化具有很好的规律性：第四系和新近系上部存在一套表层高阻层，古近系和新近系下部构成研究区的低阻标志层，侏罗系为第一套次高阻层，石炭系为第二套次高阻层，前石炭系构成基底高阻层，这为侏罗系和石炭系的电法剖面解释提供了分层基础。

1.2   电性层的标定解释

（1）利用MT剖面或其附近的钻井分层资料进行标定解释

临近8026剖面线主要有埃北1井、德页1井、德参1井3口钻井，其中埃北1井、德页1井2口井基本在测线上，德参1井离测线稍远，5~6km。

埃北1井位于8026测线102号点位置，是2010年完钻的探井，根据埃北1井的电性、岩性特征与德参1、德科1井及地面露头岩性特征，综合对比划分了本井的地层。结果显示，该井未钻遇中生界侏罗系和白垩系，由古近系904m直接进入石炭系（表 2）。

表  2  德令哈地区部分钻井分层数据

Table  2.  Stratified data of typical wells in DLHA region

井号	井深/m	补心海拔/m	Q1+2	N23	N22	N21	N1	E3	K	J3	C	基岩
德参1	4456.7	2866.71	96	799	1926	2366	3107	3935	4242	4456.73▽
德科1	3000	2982.57				1160	2550	2880	3000▽
埃北1	1319	2889.20					328	906			1319V
德页1	1306			508	769	894	1120					1306▽
注：C—石炭系；J3—上侏罗统；K—白垩系；E3—古近系下干柴沟组；N1—新近系上干柴沟组；N21—新近系下油砂山组；N22—新近系上油砂山组；N23—新近系狮子沟组；Q1+2—第四系七个泉组；▽—未见底

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德页1井是2013年新完钻的页岩气井，钻井显示该区没有石炭系和中生界，由新近系直接进入基岩（表 3）。德参1井是1985年在德令哈构造钻探的深探井，设计井深4500m，实际井深4456.73m，完钻层位为侏罗系。由于当时钻机负荷能力有限，未能钻穿中生界，具体分层见表 3，德参1井位于MT04-L3测线上（图 3）。

图  3  德令哈地区MT04-L3测线综合解释剖面

N₂³-Q—新近系狮子沟组-第四系；N₂¹-N₂²—新近系油砂山组；E-N₁—古近系-新近系上干柴沟组；M_z—中生界；C—石炭系

Figure  3.  Comprehensive interpretation section along MT04-L3 survey line in DLHA region

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（2）利用电性分层特征进行标定解释

根据上述电性规律总结认为，古近系—新近系形成一套低阻层，中生界为一套次高阻层，石炭系为第二套次高阻层。对反演剖面结合电性变化特征进行电性层的推断解释。

1.3   剖面的综合解释

（1）参考地震资料综合解释

收集与MT测线重合或邻近的地震剖面，对部分品质较好的测线进行了对比解释。主要目的有三方面：①参考地震资料的起伏形态对剖面进行推断解释，根据地震测线位置与MT测线位置关系，根据相应位置对应好坐标，对比MT剖面的起伏形态和地震剖面的起伏形态是否一致，若一致则说明MT剖面处理已经到位，能够反映研究区构造起伏特征；②检验地震剖面的解释层位是否可靠、依据是否充分，若可靠则可标定MT测线，反之则需要据MT资料来确定；③进行深度换算，推断相应地质层位的厚度和埋深，对MT剖面进行辅助解释。

（2）参考剩余重力异常综合解释

剩余重力异常反映了沉积岩的厚度变化或基底顶面的起伏形态^[8-14]，主要检验MT剖面的起伏形态与剩余重力异常的隆坳关系是否一致，若一致则说明剩余重力异常真实地反映了研究区的隆坳格局，反之则要结合MT剖面电阻率异常、磁力异常等分析原因，查验是否与花岗岩等侵入岩体的分布有关。

2.   柴东地区剖面电性结构及德令哈坳陷南部中生界、石炭系分布特征

2.1   柴东MT剖面结构特征

通过对DLH13-8026、8027两条MT剖面的处理和综合解释，获得2条地质剖面，结果显示2条剖面具有相似的电性结构特征（图 4、图 5），电性分层可划分为古近系—新近系低阻层、中生界次高阻层、石炭系第二套次高阻层及基底高阻层。根据剖面的构造、沉积岩分布特征，结合柴东地区构造单元的划分，2条剖面由南到北可划分为昆仑山隆起、霍布逊凹陷、埃姆尼克凸起、埃北凹陷、欧龙布鲁克凸起、德令哈凹陷、宗务隆山隆起等2个一级构造单元和三凹两凸5个二级构造单元，这些构造单元均受基底断层控制。

图  4  DLH13-8026测线综合解释剖面

K_z—新生界；M_z—中生界；C—石炭系

Figure  4.  Comprehensive interpretation section along DLH13-8026 survey line

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图  5  DLH13-8027测线综合解释剖面

K_z—新生界；M_z—中生界；C—石炭系

Figure  5.  Comprehensive interpretation section along DLH13-8026 survey line

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2.2   德令哈坳陷南部中生界和石炭系分布特征

昆仑山隆起:仅有DLH13-8026测线南部进入昆仑山隆起，测线1~8号点元古宇直接出露地表，昆仑山与盆地之间为高角度逆冲断裂接触，在其北部斜坡上发育薄层中生界和石炭系，中生界底面最大埋深1400m，最大厚度500m，石炭系底面最大埋深1800m，最大厚度400m。

霍布逊凹陷：为一不对称箕状凹陷，北深南浅，北陡南缓，受埃南断层控制，中生界、石炭系厚度北厚南薄，8026测线综合解释中生界底面最大埋深7800m，最大厚度1500m，石炭系底面最大埋深9000m，最大厚度1700m，在靠近埃姆尼克凸起处中生界、石炭系埋藏变浅、厚度变小。8027测线中生界、石炭系埋深和厚度明显减小，中生界最大埋深6000m，最大厚度1200m，石炭系底面最大埋深7300m，最大厚度2200m，中生界向南逐步超覆尖灭，石炭系向南减薄。

埃姆尼克凸起：受埃南和埃北断层控制形成背冲凸起构造，DLH13-8026测线揭示，中生界底面最大埋深3500m，最大厚度1100m，两翼厚、中间薄，石炭系缺失。DLH13-8027测线显示，中生界厚度800m，凸起上厚度无明显变化，石炭系具有一定厚度，底面最大埋深4500m，最大厚度1000m，横向上厚度无明显变化，埃姆尼克凸起石炭系在DLH13-8026测线的缺失是后期构造运动的改造、剥蚀引起的，而不是没有沉积，区域地面地质图也显示，在埃姆尼克山石炭系不整合覆盖在泥盆系之上。

3.   德令哈坳陷中生界分布特征

结合克鲁克地区地震资料解释结果，对2004年完成的7条MT剖面与DLH13-8026测线针对中生界和石炭系进行了重新解释，编制了柴达木盆地德令哈地区非地震勘探中生界厚度图（图 6），显示德令哈地区中生界构造和分布特征，描述如下。

图  6  柴达木盆地德令哈地区中生界厚度图

Figure  6.  Thickness of Mesozoic strata in DLHA region of Qaidam Basin

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埃北凹陷：中生界最大厚度1800m，向西向北减薄，向北呈超覆特征，向东受断层控制缺失，向西延出测区。欧龙布鲁克凸起：中生界在凸起中部埃北1井区剥蚀尖灭，向两侧厚度逐步增加，最大厚度1800m。德令哈凹陷：中生界厚度主体呈近东西走向，最大厚度2000m，西厚东薄，向东逐步剥蚀尖灭。宗务隆山隆起：绝大部分地区缺失中生界沉积，只有局部地区有不足800m的中生界分布^[15]。

4.   德令哈坳陷石炭系分布特征

4.1   石炭系顶面埋深特征

德令哈地区石炭系顶面埋深图显示，石炭系顶面埋深起伏较大，北西向隆坳相间展布，由南到北划分为埃北坳陷、欧龙布鲁克凸起、德令哈凹陷和北部的宗务隆山隆起（图 7），按构造单元分别概述如下。

图  7  德令哈地区非地震勘探石炭系顶面埋深图

Figure  7.  Buried depth of Carboniferous strata surface of non-seismic exploration in DLHA region

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埃北凹陷：受埃北断层控制，形成南深北浅的箕状凹陷，石炭系顶面最大埋深5200m，最小埋深2200m，主体呈北西走向，向西延出测区，最大埋深大于4000m。

欧龙布鲁克凸起：受欧南、欧北背冲断层控制形成凸起构造，在研究区呈近东西走向，向西转为北西走向，石炭系顶面埋藏中部浅、两侧深，中部埋深1000m左右，向东德科1井区石炭系顶面最大埋深达5000m，向西克鲁克构造埋藏较浅，只有3500m，最大埋深达6000m。

德令哈凹陷：北西西走向，向东逐渐变窄，向西延出测区，有2个凹陷中心，最大埋深7400m，总体呈南陡北缓的不对称凹陷特征，在怀头他拉北部还有一个凹陷，向西延出测区，最大埋深7000m。

4.2   石炭系厚度分布特征

非地震勘探石炭系厚度图显示，德令哈地区石炭系分布呈明显的东西向厚薄相间展布的特征，改变了构造单元北西向隆坳相间的展布格局，受宗务隆山前断层控制，宗务隆山石炭系缺失。德令哈凹陷石炭系呈近东西走向，有2个厚度中心，一个在怀头他拉南部，最大厚度2000m，另一个在怀头他拉北部，最大厚度1800m，向北逐渐减薄。欧龙布鲁克凸起石炭系厚度较薄，埃北1井区石炭系厚度小于600m，德科1、巴中1井区石炭系厚度不足1000m，向西明显增厚，达1400m，而乌中1井区存在一个近东西向的石炭系厚度中心，最大厚度2000m，略呈向北凸的弧形，南部与埃北凹陷相连。埃北凹陷石炭系最大厚度在中部达2000m，向东西两侧逐步减薄（图 8）。

图  8  德令哈地区非地震勘探石炭系厚度图

Figure  8.  Thickness of Carboniferous strata of non-seismic exploration in DLHA region

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5.   讨论

5.1   MT资料处理和综合解释方法的可靠性

根据德令哈地区MT勘探资料针，对石炭系进行处理^[16]，剖面结构特征与新处理地震及钻井资料吻合，在石炭系电性特征详细分析的基础上，对石炭系进行了标定解释，取得了新的成果及认识，方法技术成熟、解释依据充分，是德令哈地区石炭系地震资料采集或重新处理解释取得重大突破之前的重要补充，但受大地电磁（MT）方法精度限制^[16]，可靠性还有待于进一步证实。

从电性层划分角度看，低阻标志层可靠程度高，中生界为第一套次高阻层，石炭系为第二套次高阻层，石炭系的分辨率和可靠性较低，另外德令哈坳陷MT勘探测网稀，也影响石炭系、侏罗系的解释精度和可靠性。

5.2   石炭系、侏罗系地层预测的准确性

野外地质调查显示，石炭系在德令哈地区为一套海相和海陆交互相灰岩、碎屑岩为主夹煤层沉积^[15]，累计厚度约2102m，自下而上划分为下石炭统阿姆尼克组、穿山沟组、城墙沟组，上石炭统克鲁克组和扎布萨尕秀组，最新一轮地震资料解释，石炭系最大厚度2000m，钻井只有埃北1井、乌中1井钻遇石炭系，未穿，最大厚度413m，综上所述，各种石炭系已知资料与MT资料解释石炭系厚度分布吻合，说明MT资料解释石炭系的可靠性比较高。

6.   结论

（1）石炭系电阻率与上伏中生界及下部泥盆系地层电阻率相比，电性差异明显，形成第二套次高阻层，以岩石电性特征为基础，对柴东地区MT资料开展针对石炭系的资料处理解释，结合钻井、地震及重力资料进行综合解释，确定石炭系的存在及分布是可靠的。

（2）从剖面结构及德令哈坳陷石炭系分布特征分析，柴东地区石炭系沉积分布较广，厚度较大，最大残余厚度2000m，现今的厚度分布是多期构造运动改造的结果。

（3）在地震对石炭系难以获得有效反射的条件下，利用非地震勘探资料进行石炭系研究是一次有效的尝试，石炭系存在及分布预测对于德令哈坳陷石炭系研究及综合评价具有重要指导意义。