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。     

蚀变对中基性火山岩储层的控制作用:以松辽盆地徐家围子断陷下白垩统营城组为例

利用岩芯、薄片和扫描电镜等资料,综合分析松辽盆地徐家围子断陷下白垩统营城组火山岩储集空间类型和火山岩蚀变控制因素。依据化学蚀变指数(CIA)、黏土矿物测试和岩石矿物特征,将蚀变程度划分为弱蚀变(CIA50)、中蚀变(50CIA60)、强蚀变(CIA60)三种。与蚀变作用有关的成岩作用类型包括:脱玻化作用、溶蚀作用及充填作用。研究结果表明,随着蚀变程度提升,基质脱玻化作用和岩石黏土矿化作用越强,次生孔隙越发育;脱玻化作用和溶蚀作用具明显改善储层物性特征,充填作用虽然降低储层物性,但黏土矿物充填物中存在晶间微孔,仍具有一定储集性能。     

松辽盆地营城组火山岩储层成因及储集性能演化过程

在岩心观察基础上,通过应用全岩主量元素分析、显微镜下常规与铸体薄片观察鉴定和定量统计、图像孔喉分析、物性测试、X-射线衍射分析、包裹体荧光分析、均一温度与激光拉曼探针成分分析等多种手段,研究了松辽盆地营城组火山岩岩性和火山岩储层成因; 结合成岩作用与储集空间特征研究,分析了火山岩储层孔隙演化过程。结果表明,火山岩经历了冷却成岩作用、岩浆期后热液作用、风化淋滤剥蚀作用以及埋藏成岩作用等4个成岩作用阶段。火山岩储层的形成、孔隙演化和储集性能的改善主要与火山岩在浅埋A期后期—深埋成岩B期成岩过程中的断裂、不整合面及构造裂缝的发育以及热液流体沿断层、不整合面和构造裂缝流动的过程中对火山岩产生溶蚀作用密切相关,营城组火山岩属于构造—岩性火山岩气藏。     

九台营城煤矿区珍珠岩特征、成因及储层地质意义

九台营城煤矿区珍珠岩类型多样、种类繁多：按珍珠岩成分和组构可分为强蚀变珍珠岩、流纹构造珍珠岩、流纹构造与珍珠构造互层珍珠岩、含斑晶珍珠岩和硅化珍珠岩;根据珍珠岩蚀变阶段和蚀变产物又可分为未蚀变（正常）珍珠岩、弱蒙脱石化珍珠岩、强蒙脱石化珍珠岩和硅化-蒙脱石化珍珠岩。本区珍珠岩为熔岩喷出地表后,直接进入水中,发生塑状玻璃的水化作用冷凝固结形成。其蚀变过程是在碱性水介质参与下完成的。本区珍珠岩具有随蚀变程度加强而储集性能大大降低的特征。     

松辽盆地东南隆起区营城组柱状节理流纹岩特征和成因

松辽盆地东南隆起区下白垩统营城组出露柱状节理流纹岩。柱状节理属于原生构造节理,岩相为火山通道相次火山岩亚相-侵出相,柱体排列方式为近水平式、倾斜式、近直立式,截面为不规则的四方柱、五方柱、六方柱,柱体规模属于中小型,流纹岩中常发育隐爆角砾结构。通过对柱状节理流纹岩成分及结构构造的研究,表明本区的流纹岩柱体直径与其对应的显微组构斑晶大小成正比例相关。柱状节理的成因是熔岩冷却收缩形成的,由于受到种种内外因素制约,形成的柱状节理形态各异。     

松辽盆地东南隆起区营城组珍珠岩斑晶矿物研究

松辽盆地早白垩世营城组火山岩系含有丰富的珍珠岩,为松辽盆地重要的油气勘探目的层位。在松辽盆地边缘东南隆起九台地区出露有比较新鲜的珍珠岩,内部斑晶保存完好,裂隙发育;斑晶矿物主要有斜长石、黑云母、角闪石,还有镁铁质的单斜辉石和斜方辉石。对含斑晶珍珠岩和剔除斑晶后的珍珠岩玻璃质分别进行地球化学分析,斑晶矿物进行单矿物电子探针成分研究。其结果表明：该珍珠岩属于酸性高钾钙-碱性系列,微量和稀土元素特征显示与上部地壳相似;斑晶矿物单斜辉石为斜紫苏辉石和次透辉石,斜方辉石为紫苏辉石,均显示变质成因,属于捕虏晶;与珍珠岩相邻层位玄武岩的斑晶斜长石为拉长石,单斜辉石为铁次透辉石,属于岩浆成因。这些特征表明,珍珠岩原岩可能来自于上部地壳,其辉石等捕虏晶为岩浆上侵运移过程与围岩发生混染作用的结果。     

松辽盆地营城组两类酸性火山岩地球化学特征与成因

松辽盆地断陷期营城组发育一套厚层火山岩,钻井岩心及薄片观察发现,火山岩以流纹岩、英安岩、流纹质凝灰岩及熔结凝灰岩等酸性火山岩为主,中基性岩相对较少。在对样品精细挑选基础上,开展了岩石主量元素、微量元素及Sr-Nd同位素测试分析。结果显示,该套酸性火山岩依据TiO2含量可明显分为两类,其中高Ti酸性火山岩(TiO2>0.45%),规模较小,SiO2含量介于64.87%～68.79%之间,其主量元素、微量元素与亚碱性中基性岩呈连续变化趋势且具有相似的Sr-Nd同位素组成;低Ti酸性火山岩(TiO2<0.4%)SiO2含量为68.93%～76.69%,该类岩石为营城组酸性火山岩主体,与碱性基性岩呈双峰式组合,元素含量及同位素比值变化范围较大。研究表明,两类酸性火山岩的形成都与晚中生代东北地区受古太平洋板块俯冲引起的岩石圈拆沉减薄软流圈上涌有关。在板块俯冲影响下,被富集的亏损地幔源区发生部分熔融,在岩浆演化过程中经历了一定分离结晶作用形成了少量高Ti酸性火山岩岩浆。与此同时,在底侵作用下新生地壳与下地壳物质发生混合熔融,受上地壳不同程度混染后形成了大规模的低Ti酸性火山岩岩浆。     

基于岩浆汇聚区和上升通道特征的火山岩分布规律——以松辽盆地长岭断陷下白垩统营城组为例

关于断陷尺度火山岩充填规律的全面认识,需要从深部岩浆汇聚区开始,到输导体系,再到其喷发分散,进行统一分析;但在研究过程中往往还是以单项分析为主,导致火山岩分布规律的认识不够全面。为了深入分析断陷盆地火山岩分布的规律,利用钻井、地震资料和已有的深部结构研究成果,开展松辽盆地长岭断陷下白垩统营城组火山岩岩浆汇聚区和上升通道对火山岩分布特征的控制作用分析。取得如下认识:营城组火山岩在平面上呈现东西分带和南北分块的特征,在中央洼陷带集中分布;水平断距是火山岩是否发育的敏感参数,垂直断距对火山岩厚度影响更显著;断裂仅是火山岩发育的必要条件,非充分条件;火山岩分布还受软流圈上拱和地壳伸展减薄区域的约束;断陷盆地火山岩充填往往与沉降中心对应,当火山岩体积较小时烃源岩可以与火山岩组成好的生储组合,而当火山岩体积过大时会显著减少细粒沉积岩的沉积空间,不利于烃源岩在空间上延伸。     

松辽盆地白垩系营城组火山岩孔缝单元类型和特征

目前火山岩储层评价的主要依据是储集空间类型和孔渗参数,但储集空间类型与物性参数之间的关系尚不明确。为此,依据松辽盆地全取心井(营一D1井和营三D1井)开展营城组火山岩孔缝单元类型研究及其与孔渗参数关系的分析,取得如下主要认识。首先,研究区火山岩主要发育5种原生孔隙、3种次生孔隙、3种原生裂缝和3种次生裂缝;根据发育过程、分布排列特征的相似性,把储集空间归并为7种孔隙类和2种裂缝类;将上述孔隙类与裂缝类划分为7种组合类型,即7型孔缝单元,分别为①型离散气孔类-次生裂缝类组合型、②型定向气孔类-脱玻化类-次生裂缝类组合型、③型离散粒间孔类-溶蚀孔类组合型、④型离散粒间孔类-溶蚀孔类-原生裂缝类组合型、⑤型离散粒间孔类-溶蚀孔类-次生裂缝类组合型、⑥型定向粒间孔类-溶蚀孔类-次生裂缝类组合型和⑦型裂缝类组合型。其次,对比按孔隙单元拟合孔渗关系与按整体拟合孔渗关系的函数斜率,7型孔缝单元可划分为3组,即,略低于总体拟合函数(A组)的①型和②型孔缝单元,略高于总体拟合函数(B组)的③型、④型、⑤型和⑥型孔缝单元,远远高于总体拟合函数(C组)的⑦型孔缝单元。第三,除②型单元和⑦型单元之外的其他5型单元的储层物性较好;各型孔缝单元的孔喉分选系数随孔喉半径均值增大而增大,储层非均质性变强;多数孔缝单元具有复杂的岩性-岩相组合;孔缝单元分布与火山机构类型和相带关系密切。第四,依据孔缝单元的孔渗条件和孔渗相关拟合函数可知,应该依据孔缝单元进行储层评价分析,即使赋存于相同岩性的①型、②型单元也需要分别对待。     

陆上与水下喷发火山岩的区别及其对储层的影响——以松辽盆地营城组为例

陆上与水下喷发火山岩在岩性、结构构造、蚀变特征、产状、与下伏地层接触关系、孔隙和裂缝发育特点等6方面有显著区别。陆上喷发火山岩包括各种熔岩、碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩;熔岩流纹构造发育,火山碎屑岩除发育常见层理外,还可见反丘构造;同生蚀变弱;与下伏地层多呈角度不整合接触,古风化壳常见,常含有陆相植物;主要储集空间为原生孔隙和冷凝收缩节理缝、次生溶蚀孔、矿物解理缝和构造裂缝。水下喷发火山岩多为具玻璃质结构的熔岩和含晶屑玻屑的层/沉凝灰岩、膨润土/伊利石岩/蒙脱石岩/沸石岩;常具枕状、球状构造,水平层理、粒序层理、变形层理;蚀变强烈;水下熔岩呈穹隆状、透镜状,凝灰岩为层状,近火山口的膨润土/伊利石岩/蒙脱石岩/沸石岩呈松散团窝状并夹有火山弹;与下伏地层呈整合、假整合或侵蚀接触;原生气孔、杏仁体内溶蚀孔和炸裂纹,岩球岩枕间孔和粒间孔,基质和斑晶蚀变孔缝,后期构造缝是主要储集空间。松辽盆地营城组陆上、水下喷发火山岩均有发育。其陆上喷发火山岩的典型标志为流纹构造、柱状节理,含炭化木/硅化木,与下伏地层呈角度不整合接触。水下喷发火山岩典型标志为珍珠岩、玻璃质结构、枕状构造、纹层状凝灰岩和膨润土。松辽盆地营城组的储层火山岩以陆上喷发火山岩为主;水下喷发火山岩中侵出相内带亚相珍珠岩为优质储层。     

松辽盆地营城组古火山机构的剖析——以东南隆起区三台珍珠岩山为例

三台地区下白垩统营城组一段岩石类型有隐爆角砾岩、角砾熔岩、熔结角砾岩、珍珠岩、流纹岩和凝灰岩,所属岩相为火山通道相、侵出相、喷溢相、爆发相。厘定古火山口位置的依据主要是通过分析隐爆角砾岩和珍珠岩的岩性岩相及其分布。整个火山机构划分为中心相组、近源相组和远源相组。中心相组即火山口相,主要包括火山通道相和侵出相,近源相组主要包括喷溢相,远源相组主要包括爆发相。相序（以火山口为基点）为火山通道相隐爆角砾岩亚相-侵出相中带亚相-侵出相内带亚相-喷溢相下部亚相-喷溢相中部亚相-爆发相热碎屑流亚相。近源相组较中心相组储层物性优越。其中喷溢相上部亚相是储层物性最好的岩相带。     

松辽盆地北部营城组火山岩地球化学特征及地质意义

松辽盆地北部早白垩世营城组发育一套以流纹岩为主的中酸性火山岩,其具有高硅、铝,富碱和低镁、铁的特征,不同类型火山岩均具有轻稀土富集、重稀土亏损、轻重分异严重的特征。其中：酸性流纹岩表现为富集Pb、U、Th、Ta、Hf和Zr等元素,亏损Sr、Ba、Eu等元素;中性安山岩、粗安岩和基性玄武岩则亏损不明显;中酸性英安岩介于两者之间。地化特征分析表明,营城组岩浆来源于亏损地幔,是地幔底侵导致地壳部分熔融,并受到地幔物质的混染,酸性岩喷出前经历了较强的岩浆分异作用。构造判别图解指示营城组火山岩形成于板内伸展环境,具有与板块俯冲作用有关的、发育于活动陆缘或岛弧的火山岩类似的演化特征。结合中国东部构造环境演化特征,认为松辽盆地北部早白垩世火山活动可能是古太平洋板块北北西方向高速俯冲导致地壳岩石圈减薄、地幔物质上涌的产物。     

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。     

Chronological and Geochemical Characterisitics of Volcanic Rocks of the Yingcheng Formation in the Southern Songliao Basin: Constraints on the Early Cretaceous Evolution of the Songliao Basin

The discoveries of oil and gas reservoirs in the volcanic rocks of the Songliao Basin(SB) have attracted the attention of many researchers. However, the lack of studies on the genesis of the volcanic rocks has led to different opinions being presented for the genesis of the SB. In order to solve this problem, this study selected the volcanic rocks of the Yingcheng Formation in the Southern Songliao Basin(SSB) as the research object, and determined the genesis and tectonic setting of the volcanic rocks by using LA-ICP-MS zircon U-Pb dating and a geochemical analysis method(major elements, trace elements, and Hf isotopes). The volcanic rocks of the Yingcheng Formation are mainly composed of rhyolites with minor dacites and pyroclastic rocks. Our new zircon U-Pb dating results show that these volcanic rocks were erupted in the Early Cretaceous(113–118 Ma). The primary zircons from the rhyolites have εHf(t) values of +4.70 to +12.46 and twostage model age(TDM2) of 876–374 Ma. The geochemical data presented in this study allow these rhyolites to be divided into I-type rhyolites and A-type rhyolites, both of which were formed by the partial melting of the crust. They have SiO2 contents of 71.62 wt.%–75.76 wt.% and Al2 O3 contentsof 10.88 wt.% to 12.92 wt.%. The rhyolites have distinctively higher REE contents than those of ordinary granites, with obvious negative Eu anomalies. The light to heavy REE fractionation is not obvious, and the LaN/YbN(average value = 9.78) is less than 10. The A-type rhyolites depleted in Ba, Sr, P, and Ti, with relatively low Nb/Ta, indicating that the rocks belong A2 subtype granites formed in an extensional environment. The adakitic dacites are characterized by high Sr contents(624 to 1,082 ppm), low Y contents(10.6 to 12.6 ppm), high Sr/Y and Sr/Yb ratios, and low Mg# values(14.77 to 36.46), indicating that they belong to "C" type adakites. The adakitic dacite with high Sr and low Yb were likely generated by partial melting of the lower crust under high pressure conditions at least 40 km depth. The I-type rhyolites with low Sr and high Yb, and the A-type rhyolites with very low Sr and high Yb, were formed in the middle and upper crust under low pressure conditions, respectively. In addition, the formation depths of the former were approximately 30 km, whereas those of the latter were less than 30 km. The geochemical characteristics reveal that the volcanic rocks of Yingcheng Formation were formed in an extensional environment which was related to the retreat of subducted Paleo-Pacific Plate. At the late Early Cretaceous Period, the upwelling of the asthenosphere mantle and the lithosphere delamination caused by the retreat of the subducted Paleo-Pacific Plate, had resulted in lithosheric extension in the eastern part of China. Subsequently, a large area of volcanic rocks had formed. The SB has also been confirmed to be a product of the tectonic stress field in that region.