火山地层中的沉积层特征及其地层对比意义:以松辽盆地营城组为例

火山地层常具穿时和倒转现象,并且缺少化石资料,致使其地层序列划分和对比困难.营城组火山地层序列是松辽盆地火山岩油气勘探的基础和关键,火山岩中的厚层沉积夹层（营城组二段）在火山地层序列划分中可作为标志层,是营城组进一步分段的关键层位.从盆缘露头剖面入手,根据实测剖面、钻井、测井、地震、同位素年龄等资料,证实徐家围子断陷存在营二段地层,通过地层对比,总结其地层发育时限、岩性及序列特征、地层分布规律及其成因、地球物理识别标志,并将其作为标志层对火山地层进行准确划分和对比.结果显示:营二段形成于早白垩世Albian期（110~108 Ma）,沉积时限2~3 Ma;以富含凝灰质夹煤层为主要特征,其碎屑粒度自下至上呈现"粗-细-粗"的全韵律;断陷内营二段地层厚度变化大,平面上存在着两类沉积中心:（1）与营一段火山岩最大厚度中心重叠的火山期后热沉降中心;（2）继承性古地貌凹陷.不同成因地层其地球物理识别特征不同.以营二段为标志层可将徐家围子断陷营城组分为3段,其中一段和三段均以火山岩为主.而原分层中的营四段实属盆地不同充填期的两套地层:下部细粒砂泥岩段应为断陷期的营二段,上部粗粒砂砾岩段应为拗陷期的登娄库组一段.该方法可为其他地区火山地层划分与对比提供借鉴.      

松辽盆地东缘营城盆地层序地层划分与地层对比

营城盆地位于松辽盆地东缘,其地层可与松辽盆地地层对比。营城盆地层序（三级）地层应与松辽盆地Ⅰ-VI和IX、X层序（火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组和泉头组）地层相对应,营城盆地地层应该划分为侏罗系上统火石岭组（J3h）;白垩系下统沙河子组（k1sh）、营城组（k1y）、泉头组（k1q）;第四系（Q）。主要可采工业煤层产在沙河子组。     

松辽盆地东南缘营城组流纹岩类型及其在火山岩地层分析中的意义

松辽盆地深层火山岩已经成为油气勘探的重要目的层位,研究火山岩在地层分析中的作用具有一定意义。盆地东南缘九台营城组出露区的流纹岩是本次的研究对象。可以根据岩石中发育的原生构造将流纹岩划分为流纹构造流纹岩、气孔流纹岩、石泡流纹岩、块状流纹岩4种基本类型,它们具有不同的成因机制,并可以从野外露头、手标本以及岩石薄片对其进行区分。流纹岩作为流动单元的组成要素,其理想序列从下至上依次为气孔流纹岩-石泡流纹岩-流纹构造流纹岩-块状流纹岩-流纹构造流纹岩-石泡流纹岩-气孔流纹岩,但实际中常有缺失。根据流纹岩序列确定的流动单元可以作为火山岩地层研究的基本单位。     

松辽盆地营城组火山岩冷却单元及地层结构分析

火山岩冷却单元的识别是火山岩地层和岩相研究的重要环节。松辽盆地东南缘露头区和徐家围子断陷营城组火山岩剖面的剖析显示,冷却单元主要存在4种主要的单元类型:碎屑岩型、熔岩型、碎屑岩+熔岩型和熔岩+碎屑岩型。碎屑岩型和熔岩型是端元类型,分别反映蒸汽喷发和岩浆喷发的作用过程;碎屑岩+熔岩型是基本组合单元类型,反映蒸汽-岩浆喷发的连续作用过程;熔岩+碎屑岩型属于改造的或特殊机制的类型。冷却单元本身及其堆叠具有相的意义,是火山岩地层的基本成因地层单元,因此成为解释火山岩地层结构、了解形成与保存过程的重要基础。通过火山岩冷却单元识别与叠置分析,构建了松辽盆地徐家围子断陷营城组一段的地层结构。     

松辽盆地断陷期白垩纪营城组的时代归属

本文结合生物地层,同位素年代学,古地磁及地层序列的最新研究成果,探讨了松辽盆地断陷期营城组的时代归属。营城组孢粉组合多繁盛于白垩纪早—中期的Hauterivian期—Albian期;营城组同位素年龄分布表现出两个峰值135 ~ 120Ma和115 ~ 110Ma,结合采样层位及地层序列特征认为135~130Ma代表营城组下段中基性火山岩的年龄,130 ~ 120Ma代表营城组一段酸性火山岩的年龄,115~110Ma代表营城组三段基性火山岩及顶部酸性火山岩的年龄;古地磁研究表明在Hauterivian期底界偏上的135Ma发生过磁性的倒转以及松辽盆地的快速北移。这些特征表明营城组的时代为Hauterivian期—Albian早期,同位素年龄为135 ~ 110Ma。     

松辽盆地南部深层地层划分与对比北大核心CSCD

从营城组、沙河子组、火石岭组建组标准剖面分析入手,综合运用岩性地层对比、生物地层对比、同位素年代对比等综合性地层对比方法,总结了松辽盆地南部深层各组段地层特征。初步确立了地层划分对比标准,对生产起到了有力的支撑作用。     

松辽盆地梨树断陷十屋油田营城组层序地层及沉积体系

松辽盆地梨树断陷十屋油田营城组的岩心观察显示,其发育碎屑岩,局部发育安山岩、凝灰岩。营城组可划分为4 个三级层序: S7 ( 营四段) 、S8 ( 营三段) 、S9 ( 营二段) 和S10 ( 营一段) ,反映营城组时期湖平面发生过4 次较大规模的变化,层序发育较完整、连续性较好。层序7 属于深水型沉积,主要发育水下扇; 层序8 属于半深水型盆地边缘沉积,以发育三角洲和扇三角洲为特征; 层序9 和层序10 都属于浅水型沉积,发育棕褐色泥岩。以层序9 为例,区内主要发育的沉积体系类型为扇三角洲沉积体系、三角洲沉积体系和湖泊沉积体系,可进一步识别出扇三角洲前缘、三角洲前缘、三角洲平原、浅湖和半深湖等5 种亚相,水下重力河道、滑塌重力流、河口坝、间湾、水下扇和静水泥等19 种微相,以发育水下扇和水下重力河道沉积为特色。     

松辽盆地白垩系营城组火山岩喷发旋回划分

鉴于松辽盆地白垩纪营城组火山活动多中心、多旋回、火山物质运动方向多变、成分复杂等特征,依据火山旋回的三个基本要素,即共生序列、内在规律的外部结构表现、同源性,着重考虑对储层研究的指导作用,采用组内划段-段内划旋回-旋回内划期次的方案,定义火山旋回为火山活动强度由平静到强烈再到平静而构成的喷发周期内形成的一套火山岩组...     

松辽盆地东南隆起区下白垩统营城组三段火山岩岩性、岩相序列

通过大比例尺野外岩性岩相填图、掌子面二维岩性岩相描述和详细岩矿鉴定,研究营城组三段内幕。本区营三段自下而上岩性序列表现为2个中基性到中酸性的火山岩旋回：①下部为石英安山岩、安山岩、安山质集块熔岩、安山质集块岩、安山质角砾岩和安山质角砾凝灰岩,向上过渡为砂质凝灰岩和英安质凝灰熔岩;②上部为玄武安山岩和玄武质集块熔岩,向上过渡为英安岩、珍珠岩、英安岩、英安质凝灰熔岩、英安质沉凝灰岩和英安岩。旋回①岩相纵向序列：溢流相下部亚相、火山通道相火山颈亚相、爆发相空落亚相、火山沉积相再搬运亚相、爆发相热碎屑流亚相。旋回②岩相纵向序列：溢流相上部亚相和下部亚相、火山通道相火山颈亚相、溢流相下部亚相、侵出相内带亚相、溢流相下部亚相、爆发相热碎屑流亚相、火山沉积相再搬运亚相、溢流相下部亚相。营三段火山岩发育于松辽盆地断陷末期,是盆地断陷转为坳陷过程的重要岩石记录。     

松辽盆地营城组火山岩储层裂缝特征

松辽盆地营城组火山岩储层裂缝普遍发育, 但不同相带内裂缝的发育规模存在较大差异。通过对外围露头火山岩储层裂缝的实测数据及微观特征观察并结合钻井岩芯研究, 认为松辽盆地营城组火山岩储层裂缝可分为原生裂缝、次生裂缝和人为诱导裂缝3种成因类型。其中次生裂缝中的构造裂缝对油气运移及聚集起决定性作用; 喷溢相、侵出相和火山通道相是构造裂缝最发育的相带, 线密度分别为22条/m、18条/m和14条/m; 爆发相不发育, 线密度为4条/m。构造裂缝的形成期分为早白垩世营城组早期、营城组末期和晚白垩世嫩江组早期等3期, 裂缝主要形成于前两个时期; 裂缝走向以北东向最为发育, 占总量的50%以上, 其次为北西向、南北向和近东西向; 裂缝的整体充填程度低, 开启情况及有效性较好。研究成果与徐家围子断陷内裂缝的发育规律具有一定的可对比性。     

松辽盆地白垩系营城组流纹岩中石泡构造类型、特征及成因

通过大比例尺平面地质填图、剖面测量和显微组构分析,九台营城煤矿区流纹岩中石泡构造发育。根据成因、产状、宏观形态和显微特征,石泡构造可分为3类:膨润土中的独立石泡、层状流纹岩表面贴附的石泡和块状流纹岩内部的石泡。独立石泡大小不等,直径由几厘米至几十厘米,表面似葡萄状,平面上呈环带状分布于珍珠岩四周蚀变膨润土中,为富含挥发物质的岩浆遇水淬碎成球体,经结晶分异作用形成。层状流纹岩表面贴附的石泡,直径由几毫米至几厘米,表面形态与独立石泡相似,平面上呈环带状分布于独立石泡带外侧,形成机理与独立石泡相似,由于遇水量减少和岩浆喷发强度增大形成差别。块状流纹岩内部的石泡,直径由几毫米至几厘米,内部具多圈层结构,为含气液混合物的岩浆,气体逸出,液体中的矿物成分随温度下降,由外至内依次结晶形成。3类石泡赋存于喷溢相上部亚相,形成机理为等容降温、冷凝收缩。     

松辽盆地东南隆起区营城组火山岩相和储层的空间展布特征

松辽盆地东南隆起区营城组火山岩岩相类型涵盖5种岩相中的12种亚相。物性统计分析结果表明,喷溢相上部亚相、侵出相内带亚相、火山通道相隐爆角砾岩亚相的储层物性较好。将物性结果结合平面岩性岩相图,确定出裂缝面孔率高的区域主要集中在火山机构中心附近的火山通道相火山颈亚相和隐爆角砾岩亚相、侵出相内带亚相、爆发相热碎屑流和热基浪亚相、喷溢相下部亚相;气孔面孔率高的区域集中在距离火山口较近的斜坡处,亚相主要为喷溢相上部、中部亚相。最后根据有利储层的定义和种类,得出有利储层主要位于古火山口及其附近的山脊处,面孔率值向外呈环带状减少或单向减少。     

松辽盆地三台地区下白垩统营城组珍珠岩地质特征与成因

三台地区北山珍珠岩产于营城组一段,出露面积约0.62 km², 厚度超过30 m。野外掌子面可见珍珠岩与膨润土、隐爆角砾岩、流纹岩共生。研究区珍珠岩可分为枕状球状珍珠岩、具流纹构造（块状）珍珠岩、角砾状珍珠岩、珍珠质集块岩。珍珠岩中含角闪石和辉石斑晶,基质脱玻化明显,出现球粒结构和微晶(骸晶)结构。珍珠岩与其他岩石的序列关系为珍珠岩-膨润土-隐爆角砾岩-流纹岩。岩相序列关系为侵出相-火山通道相-喷溢相。研究区珍珠岩是水下快速冷却形成的,其形成可以分为3个阶段。第一阶段（塌陷火山湖-爆发阶段）,早白垩世在三台地区形成了陆相塌陷火山湖,并发生火山爆发,形成凝灰岩（水平层理发育）。第二阶段进一步分为3个亚阶段：水下侵出亚阶段,在断陷湖盆中发生火山喷发,由于盆地内水体的骤冷作用,形成大量的珍珠岩（火山玻璃质熔岩）和部分流纹质熔岩;隐爆亚阶段,形成流纹质隐爆角砾岩;喷溢亚阶段,形成流纹岩。第三阶段（部分膨润土化阶段）,在火山喷发间歇期由于大气降水补给的地下水,在碱性条件下对珍珠岩进行水化,但珍珠岩层处于相对封闭条件,没有充分的水介质活动,珍珠岩部分（表层、裂缝处）转化为膨润土。     

松辽盆地十屋油田营城组油气分布

应用试油与压裂测试分析法、流体组成成份分析法、生产动态分析法和物质平衡分析法对十屋油田营城组营Ⅰ、营Ⅱ、营Ⅲ和营Ⅴ油层组的油气分布进行了精细研究。结果表明, 气层发育在十屋逆断层的北部地区, 分布在八屋断裂的两侧; 营Ⅰ和营Ⅱ油层发育在十屋逆断层北部D3和B7井区; 营Ⅲ和营Ⅴ油层发育于十屋油田东部, 十屋逆断层两侧的A24、A25、A16及A11井区; 油气同层只在南部和北部的少数井区分布。     

松辽盆地徐家围子营城组流纹岩地球化学特征及构造指示意义

松辽盆地徐家围子营城组发育一套以流纹岩为主的中酸性火山岩。岩石薄片观察和主量、微量元素研究发现,后期热液蚀变、区域埋深及低温水合作用对流纹岩的Si、K、Rb等元素含量产生一定影响; 流纹岩明显富集Rb、Th、U、Pb等强不相容元素,Ba、Sr、Ti、Eu、P 负异常,暗示其经历了斜长石、磷灰石和钛铁矿分离结晶作用。流纹岩的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i(0.705265 ~ 0.711895)值变化范围较大,大多数ε_Nd(t)为正值(1.83 ~ 3.38),Pb同位素比值相对集中,(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i=18.09～18.32,(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i=15.50 ~ 15.54,(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i=37.80 ~ 38.10。研究表明,岩石的源区为大比例年轻成分与少量古老地壳的混合部分熔融,其演化过程中经历了不同程度的地壳混染。松辽盆地早白垩世火山岩为板内伸展环境喷发的产物,可能与太平洋板块俯冲导致的中国东部岩石圈减薄、软流圈上涌密切相关。     

松辽盆地东南缘六台地区下白垩统营城组二段砾岩沉积特征及成因模型

松辽盆地东南缘六台地区营城组二段发育一套冲积扇砾岩层。根据砾岩成因不同分为泥石流砾岩、河道砾岩和漫流砾岩等沉积类型,其中泥石流砾岩最为发育。通过研究泥石流砾岩的成分、结构成熟度和粒度分布特征,并运用经验公式最终判断其为再沉积的水上泥石流砾岩。河道砾岩和漫流砾岩沉积类型在本区保存较少,或许曾经在单个旋回中非常发育,但是被下个旋回猛烈的泥石流所改造。河道砾岩和漫流砾岩中层理的收敛方向及硅化木走向均表明本区古水流方向为近北西—东南向。根据古水流向等信息判断出本区砾岩的物源来自北西方向的北山,并在此基础上建立了本区砾岩冲积扇成因模型。     

松辽盆地东缘营城组节理构造特征、分布规律及其储层预测

首次较系统地统计了研究区节理产状、规模、开度、密度以及分布规律,阐述了其储层意义。根据节理产出层位、切割关系和区域构造背景分析,将研究区节理的形成期次划分为营城期、营城末期和晚白垩世晚期3个期次。利用共轭节理产状和节理面性质,计算出营城期具有近东西向伸展和挤压相互交替的构造应力场;营城组末期具有NE—SW向挤压构造应力场;晚白垩世晚期具有NW—SE向挤压构造应力场。营城组中的节理形成与分布主要与前两期挤压应力场有关。在此基础上,对徐家围子地区营城组节理分布规律进行了预测,为天然气储层分布规律研究提供可视化对比依据。