准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组含碱层段韵律特征及成因*

准噶尔盆地玛湖凹陷早二叠世风城组沉积时期为典型的碳酸盐型咸化湖盆,湖盆咸化过程中析出大量的碱矿(钠碳酸盐类矿物)。通过含碱层段主量元素、碳氧同位素分析,结合岩心宏观及微观矿物岩石特征,探讨了含碱层段韵律特征及形成机理。研究层段碱矿与沉凝灰岩互层,形成明暗相间的咸化韵律。浅色碱矿层质地较纯,主要为苏打和小苏打,主量元素表现为 Na₂O含量高,CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃含量低;暗色层段主要为含斑点状碳钠钙石的沉凝灰岩,主量元素表现为Na₂O含量低,CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃含量高。浅色碱矿层和暗色沉凝灰岩段碳氧同位素值均为正,表明其沉积水体具高盐度特征。浅色含碱层段具有更高的 δ¹⁸O 值,反映了碱矿层沉积时期强烈蒸发的气候条件。根据δ¹⁸O/δ¹³C值的波动将研究层段划分为炎热干旱和相对湿润的气候条件,并据此解释不同韵律层盐类矿物形成机理。暗色的沉凝灰岩沉积代表地表流水注入量大于蒸发量,沉凝灰岩中盐类矿物含量少或者呈斑点状从颗粒间的卤水中析出;随着蒸发量的增高以及古气候由温暖潮湿转变为干旱炎热,地表流水注入量急剧减少,强烈蒸发控制了碱矿的沉积,形成浅色质地较纯的碱矿层。气候的频繁交替形成了风二段碱矿与沉凝灰岩频繁互层的特征。     

现代碱湖对玛湖凹陷风城组沉积环境的启示

为了进一步了解玛湖凹陷下二叠统风城组沉积环境,通过现代碱湖和主要碱矿进行调研,系统梳理了现代碱湖沉积特征,并与风城组沉积特征进行了对比研究,提出了现代碱湖沉积对玛湖凹陷风城组沉积环境具有可对比性。研究结果表明:玛湖凹陷风城组沉积期为一大型碱湖盆地,与世界上典型碱湖特征基本相近,自生矿物、沉积组合与演化过程大致相同,为形成于半干旱气候环境的闭流盆地,含碱层段一般为浅水环境成因,是碳酸盐型湖水蒸发浓缩的产物,与碱层互层的暗色细粒岩石不全为深水沉积产物。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组凝灰岩储层特征及成因分析

玛湖凹陷风城组受火山活动的影响,在碱湖沉积背景下广泛发育了凝灰岩储层。为明确碱湖背景下的凝灰岩储层成因机理,基于玛湖凹陷15口典型井的209块岩心样品,通过岩心宏观和微观观察、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱分析和蒸发结晶实验、元素测试、原位碳氧同位素测试、包裹体测温等手段,总结了储层的基本特征,探讨了储层成因机理。研究认为：(1)凝灰岩储层岩性主要为凝灰岩和沉凝灰岩,储层富含火山碎屑物质和盐类矿物,储集空间类型主要包括晶间孔、溶孔和裂缝,尽管储层致密,但仍发育孔隙度大于6%、渗透率大于0.1×10^-3μm²的样品;(2)凝灰岩储层受控于成岩作用的发育,其中脱玻化作用、溶蚀作用、破裂作用和烃类充注是促进储层形成的主要因素;(3)火山碎屑的脱玻化作用发生时间早,形成的晶间孔有效的改善了储层的储集和渗流条件;(4)油气的早期且持续充注形成了异常高压,有效抑制了压实作用和自生矿物的充填,促进早期孔隙的保存;(5)风城组碱湖优质烃源岩持续排出的酸性流体形成了发育的溶蚀作用,并且破裂作用的发育促进了酸性流体的作用范围,溶作用和破裂作用共同促进了碱湖致...     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组碱湖岩石特征与成因

风城组作为准噶尔盆地下二叠统优质烃源岩,一直是盆地油气勘探的重点。但因其埋藏深、岩性复杂、全球可对比研究实例少,也一直是研究的难点。文中以精细的岩性研究为基础,利用岩心描述、薄片观察、SEM、X衍射、TOC含量测定、包裹体测温及地化分析等手段,深入分析玛湖凹陷风城组碱性矿物特征和地质背景,探讨了碱湖成因与形成过程,得出:(1)风城组岩石可细分为5种主要类型,其中碱性岩为碱湖标志性岩类,富硅硼纳石岩类与火山喷发或热液作用相关;(2)风城组存在5种主要的岩石组合类型,从近源区至湖区依次为:河流—冲积平原发育的组合类型Ⅴ、滨浅湖环境发育的组合类型Ⅲ与类型Ⅳ、深湖—半深湖环境发育的组合类型Ⅰ与类型Ⅱ,其中类型Ⅰ与类型Ⅲ为碱湖特有岩石组合,含优质烃源岩;(3)碱湖形成主要受火山活动和气候控制,前者为碱湖形成提供了Na+溶质,后者促进了淡水湖咸化,最终演化成碱湖。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统古老碱湖成因探究：来自全球碱湖沉积的启示

碱湖沉积在全球范围内均有分布,在特定的构造背景、火山活动、热液作用及气候条件下形成。我国准噶尔盆地玛湖凹陷风城组发育的碱湖沉积形成年代老且埋藏较深,在完整的沉积-成岩演化研究中具有独特优势。此外,风城组碱湖沉积的分布与页岩油藏的分布具有密切关系,其形成演化对碱湖页岩油藏研究提供重要支持。通过全球尺度下碱湖及碱湖沉积主要特征分析,总结碱湖沉积特征和成因,为准噶尔盆地玛湖凹陷风城组碱湖沉积成因分析提供借鉴。综合分析表明,同期火山活动和特定气候条件均可主控碱湖沉积的形成。此外,碱湖沉积形成需湖盆水文封闭、充足的溶质供给、低硫酸盐占比及强蒸发环境条件。汇总分析全球碱湖沉积矿物种类与埋深关系,发现成岩作用下矿物转变规律:单斜钠钙石随成岩作用增强依次转变为钙水碱、碳钠钙石,苏打石和天然碱转变为碳酸氢钠石。通过与全球碱湖沉积实例对比分析可知,玛湖凹陷风城组碱湖沉积中碳酸氢钠石和碳钠钙石经成岩作用形成,钠硅酸盐矿物和特征矿物与火山活动及热液作用有关。碳酸氢钠石生长形态及磁黄铁矿指示玛湖凹陷风城组碱湖沉积中心为高盐度分层且底部缺氧的常年生湖泊。下二叠统风城组碱湖沉积形成与周缘火山岩及同沉积火山活动密切相关,受气候、构造背景、火山活动和后期成岩作用的共同控制。     

火山—碱湖沉积岩中的燧石成因:以准噶尔盆地下二叠统风城组为例

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组是一套罕见的碱湖沉积,活跃的火山背景和高pH值湖水性质,使风城组发育了碱岩—白云岩—燧石岩—泥岩—砂岩—砾岩—火山岩等复杂岩性组合.其中燧石岩和富硅泥页岩在风城组具有良好的油气显示,但整体研究较为薄弱.本次研究通过岩心观察、微观矿物学研究和主量、微量、稀土元素综合分析,划分出不同产状类型...     

准噶尔盆地下二叠统风城组硅硼钠石发育特征及其富集成因探讨

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组沉积于火山—碱湖蒸发环境中,发育有厚层碱盐和优质烃源岩,同时还发育世界罕见的硅硼钠石,其富集程度居世界首位。本文基于岩芯、薄片、背散射图像观察及流体包裹体和硼同位素测试分析,试图探讨风城组富集硅硼钠石的原因。矿物学研究发现,硅硼钠石是成岩作用产物,以交代碳酸盐矿物为主,包括碳钠钙石、碳钠镁石、氯碳钠镁石、方解石、天然碱,甚至是极少见的钡方解石。风城组硅硼钠石中原生盐水包裹体均一温度为100 ℃~116 ℃,硅硼钠石的δ11B在0.33‰~2.13‰之间,结合前人硅硼钠石合成实验成果,认为硅硼钠石的B来源于原始沉积环境中的深部热液流体,受地表及浅埋藏过程中温度压力的限制,硅硼钠石主要形成于深部成岩环境中（>3 000 m）。玛湖凹陷风城组之所以较世界上其他新生代碱湖沉积物更发育硅硼钠石,一方面在于沉积过程中其岩浆热液活动更为强烈,另一方面在于成岩作用时间更为漫长,使硅硼钠石交代作用更为充分。     

准噶尔盆地下二叠统风城组致密碎屑岩储层发育特征

准噶尔盆地西北缘乌尔禾-夏子街地区下二叠统风城组发育了典型的致密碎屑岩储层。综合地质和地球物理资料, 研究了该区储层发育特征。结果表明风城组沉积早期和晚期扇体规模相对较大,零星分布有小规模的滑塌浊积扇和滩坝砂 体。风城组沉积中期,湖盆水体扩张,扇体不发育。滩坝砂岩物性好于扇三角洲前缘砂体,好于浊积扇。高成熟度的砂砾 岩为优质储层（岩相）。岩石组分中的火山物质影响储层的成岩演化,进而影响储层质量。塑性的凝灰岩屑降低抗压实能 力;凝灰岩屑在埋藏过程中水解、蚀变,析出不同自生矿物,破坏孔隙;长石、岩屑、基质和各种自生矿物溶蚀,一定程 度上增加孔隙。风城组碎屑岩储层整体为低孔、低渗的致密砂岩储层,“甜点”发育受多因素复合控制,包括沉积相带、岩 石组分、粒度、成熟度、溶蚀作用的发育程度等。     

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组硅质岩地球化学特征及成因

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组内的云质岩、硅质岩是致密油藏重要的储集岩,目前对云质岩和与之伴生的硅质岩成因存在较大争议。通过岩心观察和对硅质岩的主量、微量、稀土及硅同位素的综合研究,以期揭示硅质岩的成因。研究表明,风城组中的硅质岩SiO2含量变化范围为55.15%~85.61%,为不纯的云质硅质岩,其内含有较多热水沉积矿物和碱湖沉积成因的盐类矿物。云质硅质岩主要围绕热液喷口分布,它们常与白云岩呈纹层状、条带状互层。云质硅质岩中硼异常富集,硼含量介于90×10^-6~10000×10^-6之间,平均680×10^-6,与盐类矿物硅硼钠石有关,反映了碱湖沉积成因;Sr/Ba值均大于1,Th/U值多在0.62~2.06之间,Sm/Nd值多在0.20~0.24之间。云质硅质岩的稀土配分显示出Eu负异常、Ce负异常或弱正异常及轻稀土相对重稀土富集的特征。δ^30Si值介于0.39‰~1.88‰之间,其δ^30Si和微量元素特征不反映典型热水成因。云质硅质岩的地质产状和地球化学特征共同表明,风二段和风三段云质硅质岩主要为热水和碱湖的混合沉积成因。硅质岩形成受喷口的位置、热水喷流期和各喷口喷流热水的温度等多方面因素的控制,硅质岩形成时存在多个喷口,在相对封闭的高盐度—碱性还原环境下的热水喷流期,热水与碱湖湖水混合,混合水沉积形成硅质、盐类矿物及白云石,最终形成含盐的云质硅质岩;热水喷流间歇期形成碱湖成因的含盐云质岩。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中-上二叠统沉积相特征

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中-上二叠统由上芨芨槽子群、泉子街组、梧桐沟组组成．凹陷内中-上二叠统经历了低水位域→高水位域→低水位域的变化过程，其有利相带以扇三角洲和三角洲相为主，主要发育于东斜坡区的东北部及东南部以及凹陷南北两侧断裂下盘，在南北局部的乌拉泊组和梧桐沟组还发育浊积扇．油气显示集中于三角洲或扇三角洲相带内(芦草沟组、梧桐沟组)，凹陷腹部深湖-半深湖相内的扇三角洲和三角洲沉积区是凹陷内油气的最有利聚集区和保存区．     

准噶尔盆地乌—夏地区二叠系风城组云质岩特征及成因

云质岩储集层是准噶尔盆地乌—夏地区一套成因特殊的、富含油气的碳酸盐岩储集层。在分析乌—夏地区二叠系构造、沉积及火山活动等地质背景的基础上,根据风城组云质岩岩心宏观产状,将云质岩分为4种类型:波纹层状云质岩、团块状云质岩、丝絮状云质岩和星散状云质岩。镜下波纹层状云质岩晶粒细小,晶形差;团块状云质岩、丝絮状云质岩、星散状云质岩中白云石晶体以粉—细晶为主,普遍发育雾心亮边、环带交代残余结构。C、O同位素及微量元素等地化分析表明:白云岩化的成岩流体来自二叠系风城组半封闭湖湾的咸化沉积地层水以及下伏二叠系佳木河组、石炭系上涌的海相卤水。包裹体测温表明,蚀变方解石的形成温度为60～70℃,白云石的形成温度为85～105℃,白云石形成晚于蚀变方解石。波纹层状云质岩是准同生成因;团块状云质岩、丝絮状云质岩、星散状云质岩是后期成岩交代成因,交代的原岩是火山物质(凝灰岩)。成岩交代云质岩的成因机理是:火山凝灰物质中的火山玻璃容易发生水解蚀变,产物为蒙脱石、长石和石英;蒙脱石转化为伊利石、长石水解蚀变均可析出大量的Ca²⁺,结合CO₂或CO₃^2-形成蚀变产物方解石;方解石在富Mg²⁺流体交代下发生强烈白云岩化作用。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩储集层裂缝测井识别与有效性分析*

中国页岩油资源潜力巨大,裂缝的发育程度是影响页岩油产量高低的重要因素。以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩储集层为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、常规及成像测井方法总结归纳了研究区裂缝的发育特征,提出“常规+成像+岩心”的页岩储集层裂缝测井综合识别方法,建立了典型裂缝发育类型的测井综合识别图版。结果表明,玛湖地区天然裂缝在风三段密集发育,风一段次之,风二段中部几乎不发育。裂缝主要在长英质页岩、云质页岩和混合质页岩中发育,以高角度构造裂缝与低角度成岩裂缝为主,开启程度高,少数被碳酸盐矿物充填,走向主要为NW-SE向。基于裂缝参数定量计算结果,结合岩性及矿物组分和地应力等因素分析了储集层裂缝有效性。研究认为,脆性矿物组分含量高、走向平行于现今水平最大主应力的高角度未充填裂缝发育段对储集层有效性存在明显的控制作用,与产液资料较为吻合。此裂缝测井综合评价方法效果显著,可为页岩储集层裂缝识别与有效性评价提供方法支撑。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩储集层裂缝测井识别与有效性分析*

中国页岩油资源潜力巨大,裂缝的发育程度是影响页岩油产量高低的重要因素。以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩储集层为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、常规及成像测井方法总结归纳了研究区裂缝的发育特征,提出“常规+成像+岩心”的页岩储集层裂缝测井综合识别方法,建立了典型裂缝发育类型的测井综合识别图版。结果表明,玛湖地区天然裂缝在风三段密集发育,风一段次之,风二段中部几乎不发育。裂缝主要在长英质页岩、云质页岩和混合质页岩中发育,以高角度构造裂缝与低角度成岩裂缝为主,开启程度高,少数被碳酸盐矿物充填,走向主要为NW-SE向。基于裂缝参数定量计算结果,结合岩性及矿物组分和地应力等因素分析了储集层裂缝有效性。研究认为,脆性矿物组分含量高、走向平行于现今水平最大主应力的高角度未充填裂缝发育段对储集层有效性存在明显的控制作用,与产液资料较为吻合。此裂缝测井综合评价方法效果显著,可为页岩储集层裂缝识别与有效性评价提供方法支撑。     

准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组沉积相研究

近几年勘探表明,准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组具巨大勘探潜力,该组储层以云质类岩石为主。为查明该区风城组沉积环境、沉积微相的展布特征,通过岩心观察、薄片鉴定、测井和录井资料分析,对该区沉积相特征进行研究。结果表明,准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组主要发育云质岩类岩石,含少量砂岩类、泥岩类。通过沉积相研究,结合研究区的构造背景、气候特征和沉积环境,认为研究区物源主要有两个：西部F26井以西物源、北部FC011井以北物源。风城组沉积期,研究区主要发育半深湖亚相沉积,在靠近物源区发育扇三角洲前缘水下分流河道沉积物及席状砂沉积物。沉积体系研究表明,该区风城组云质岩类岩石主要形成于半封闭咸水湖湾沉积环境,沉积环境对储层物性有较明显的控制作用,并据此建立了研究区冲积扇-扇三角洲-湖泊相的沉积模式。     

古地理环境对火山喷发样式的影响:以准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组为例*

自然界中,火山的喷发样式常因岩浆或周围环境的变化而发生转换。为了探索沉积盆地古地理环境对古代火山喷发样式的可能影响,文中利用地震、钻测井及岩心资料,厘定准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组古地理环境及火山岩的分布;利用岩心和薄片观察、扫描电镜、元素地球化学、电子探针等技术,对取心段火山岩岩石类型、岩石组合和地球化学特征开展了研究。结果表明:(1)取心段火山岩发育4种岩石类型和3种岩石组合,射气岩浆喷发和岩浆喷发2种火山喷发样式类型;(2)射气岩浆喷发以发育熔积岩,具面包皮结构、熔结结构、熔结珍珠结构的熔结凝灰岩和增生火山砾为特征,而岩浆喷发以胶结增生火山砾而形成含增生火山砾熔岩为特征;(3)火山口古地理环境的演化控制着火山喷发样式的类型及其转换,进而影响喷发产物的特征:古地理环境为水下环境时,足量的水和上升的高温岩浆相互作用发生射气岩浆喷发;古地理环境变为陆上时,岩浆发生溢流式岩浆喷发。取心段古地理环境变化的主要原因可能是喷发产物在火山口附近的堆积或季节性气候变化引起的湖平面变化;(4)古地理环境对古代火山喷发的样式类型、喷发过程、喷发产物特征具有重要影响,这可以为盆地中火山岩成因分析和喷发过程重建提供新的视角,为火山岩油气藏的精细勘探开发提供新的思路。     

准噶尔盆地二叠系风城组白云岩储层特征及成因机理分析

准噶尔盆地云质岩勘探近年来持续获得重大突破,打开了全新的勘探领域。通过岩心观察、薄片观察和分析等方法,结合前人研究成果,初步归纳了盆地云质岩的定义,明确有效储集岩类型及其产出特征和成因机理。云质岩具有岩性独特和分布局限的特点,主要产出于西北缘乌夏地区二叠系风城组。研究表明,盆地白云岩有纹层状、均匀分布状和雪花状等7种产出类型,共有准同生白云化作用、混合白云化作用和埋藏白云化作用等5种成因机理。风城组有效云质岩类储层包括白云质粉砂岩、白云质泥岩、泥质白云岩等多种岩性,最主要的储集空间为微裂缝。裂缝和溶孔的发育程度及配置关系优劣对产能高低有重要影响。不同类型白云岩的微观和宏观分布特征存在差异,多种白云岩化作用的叠加效应共同控制了现今白云岩的整体面貌。     

乌尔禾—风城地区二叠系白云质岩类岩石学特征及成因分析

为了探讨准噶尔盆地西北缘乌尔禾—风城地区二叠系风城组白云质岩类的成因,利用岩矿鉴定技术,地球化学分析技术等手段,系统分析该套云质岩类的地球化学特征。研究表明,该区云质岩类有别于海相碳酸盐岩,受外物源的影响较大,成份复杂,多为过渡性岩类。以泥质白云岩和白云质泥岩和白云质粉砂岩为主,含有少量的凝灰质白云岩和白云质凝灰岩。岩石矿物学特征和地球化学分析数据均表明,研究区的云质岩类主要形成于水体安静、深度较大、盐度偏高的半封闭陆源近海湖湾环境。二叠系时期气候炎热,蒸发作用强烈与火山活动频繁,加之淡水补给相对匮乏,为该区的云质岩类形成提供了良好的镁离子来源和水动力条件。这时湖湾中沉积的富含文石或高镁方解石