作为世界大型盆地的重要油气生产层段,碳酸盐岩-蒸发岩系的研究一直是地质学家关注的焦点和热点。本文以中国典型克拉通盆地——塔里木盆地的寒武系碳酸盐岩-蒸发岩系为例,基于对盆地大地构造背景、气候条件及古海平面升降等碳酸盐岩-蒸发岩系的宏观形成要素进行解析,利用岩矿鉴定、元素与同位素地球化学等手段,分析碳酸盐岩-蒸发岩系的岩石学特征、沉积古地理演化等,探讨碳酸盐岩-蒸发岩系形成演化机制及蒸发岩系的分布规律。在此基础上,开展碳酸盐岩-蒸发岩系储层及烃源岩特征的研究,探讨“盐储关系”与“盐-源沉积关系”,建立源储组合模式,评价预测油气有利区。塔里木盆地中下寒武统主要发育蒸发岩、碳酸盐岩以及泥岩等岩石类型,发育碳酸盐岩缓坡、碳酸盐岩-蒸发岩台地、台地边缘、斜坡及盆地等沉积相。其中台地包括开阔台地、局限台地及蒸发台地。克拉通盆地碳酸盐岩-蒸发岩系是构造-海平面变化-气候三要素共同作用的产物。其中,古海平面周期性上升-停滞的波动过程是控制克拉通盆地碳酸盐岩-蒸发岩系沉积序列的主要条件。塔里木盆地寒武纪古海平面上升阶段的海侵期主要发育碳酸盐岩沉积,古海平面上升和停滞间歇性交替的高位期主要发育碳酸盐岩与蒸发岩互层沉积,古海平面上升停滞阶段的高位末期以及海退期主要发育蒸发岩沉积。古海平面波动、台缘礁滩对广海的障壁作用及古地形等因素共同限制了蒸发岩的空间分布范围。现代海水蒸发析盐的研究表明,整合古海水环境指标及碳酸盐岩-蒸发岩岩性序列,克拉通盆地碳酸盐岩-蒸发岩系形成的盐度区间可进一步细分即,以碳酸盐岩如石灰岩、准同生白云岩、膏质白云岩等为主的中高盐度区间;以膏盐岩为主的高盐度区间,以及以石盐岩为主的特高盐度区间等。在碳酸盐岩-蒸发岩系岩石学研究的基础上,分析了碳酸盐岩-蒸发岩系的储集岩类型、储集空间、成岩演化及储层物性分布等及其与蒸发岩的分布的耦合关系,明确了克拉通盆地碳酸盐岩-蒸发岩系的储层形成受控于沉积相、成岩作用、构造以及蒸发岩分布等因素。研究发现,与蒸发岩互层或邻近的白云岩受各成岩期次溶蚀作用的影响,容易形成蒸发矿物的铸模孔或与之相关的各类型溶孔、溶缝等。相邻的断裂体系也会因蒸发矿物而充填堵塞或再次溶解疏通。结合古海水盐度区间划分,表明碳酸盐岩-蒸发岩系储集相带主要包括发育于中等盐度区间的局限台地颗粒滩以及中高盐度区间的蒸发台地云坪等环境。在碳酸盐岩-蒸发岩系沉积相的约束下,将塔里木盆地中下寒武统烃源岩进一步分为台地型烃源岩和非台地型烃源岩。非台地型烃源岩主要为形成于低盐度-中低盐度的缓坡、斜坡及深水盆地相的泥岩;台地型烃源岩主要为形成于中高盐度的局限台地或蒸发台地的与蒸发岩互层的泥质碳酸盐岩与膏质泥岩等。对台地型烃源岩进行烃源岩评价参数及主微量元素分析发现显示,塔里木盆地中下寒武统碳酸盐岩-蒸发岩系的台地型烃源岩主要显示Ⅲ型干酪根,有机质含量一般。台地型烃源岩受古盐度、古氧化还原环境以及古海水深度等因素的综合控制。其中,高位早期海平面的频繁波动,使得台地区水体在低盐度区间与中高盐度区间波动,更有利于有机质的富集与保存。综合以上研究成果,结合与典型克拉通盆地的碳酸盐岩-蒸发岩系的对比分析,对塔里木盆地中下寒武统碳酸盐岩-蒸发岩系进行了源储组合分析。以沉积相、本层或邻层烃源岩厚度、本层或邻层膏岩和膏质岩厚度、断裂带分布以及源储组合等为主要参考因素,建立三类油气有利区划分标准。对肖尔布拉克组、吾松格尔组以及阿瓦塔格统组进行了油气有利区预测。其中,Ⅰ类有利区分布于阿瓦塔格组、吾松格尔组的盐盘沉积区及肖尔布拉克组巴楚及塔中大部分区域;Ⅱ类有利区主要分布于Ⅰ类有利区外围及塔北地区;Ⅲ类有利区主要分布于台地型烃源岩分布的边缘区域。