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。     

松辽盆地东南隆起区营城组一段熔浆胶结复成分砾岩特征及其成因分析

对野外剖面实际测量及室内薄片鉴定等资料研究表明,松辽盆地营城组一段复成分砾岩共有4种胶结成岩类型：熔浆胶结、灰泥球胶结、凝灰质胶结和砂泥质胶结。其中以熔浆胶结发育最为广泛。砾岩中砾石成分复杂,以基底花岗岩及二叠系变质岩为主,原地火山岩次之。砾石整体分选性差,磨圆度中等-好,以次圆状-次棱角状最为发育。自基底向火山活动中心,砾岩中外来砾石逐渐减少,原地火山岩砾石逐渐增多。基质成分由底部的砂泥质向上过渡为凝灰质并最终完全过渡到熔浆质胶结。砾岩是冲积扇或辫状河等沉积环境下已经堆积但未固结或半固结的砂砾质沉积物,在火山活动期被火山碎屑流或熔浆流再搬运,这种碎屑流、熔浆流和水介质构成的多相混合物通过岩浆冷凝和压实复合成岩作用而形成的岩石,实质是爆发相热碎屑流亚相的另一种表现形式。由于该类砾岩主要见于断陷盆地边缘火山岩序列下部靠近基底一侧,说明其形成与构造-岩浆活动密切相关,是火山旋回早期所特有的产物。     

松辽盆地东南隆起区白垩系营城组二段沉积相分析及层序划分

依据吉林九台的野外地质勘察资料,通过分析营城组二段内部建筑结构、岩性、岩相等地质特征,运用层序地层学的理论和研究方法,对松辽盆地营城组二段砾岩进行精细的层序地层研究和层序划分对比。野外砾岩露头精细解剖揭示以辫状水道沉积最为发育,厚层砾岩由多期辫状水道垂向切叠而成,可划分为三级基准面旋回层序（1个长期、3个中期、8个短期）。     

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。     

松辽盆地东缘下白垩统营城组二段火山碎屑沉积的过程、相和结构

松辽盆地东缘六台地区营城组露头地质调查和实验室分析显示,貌似正常碎屑岩的营二段是一套复杂的火山熔岩和沉积岩之间的过渡岩性。这套岩性包括了碎屑熔岩、凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质碎屑岩和正常碎屑岩,显示了它们形成于火山—沉积盆地的过渡环境,即火山斜坡过渡到冲积平原和湖泊环境。与火山作用有关岩相有4种端元的火山碎屑岩相:弹射坠落爆发空落相、喷射降落爆发空落相、热碎屑流相和热基浪相。火山物质堆积在火山斜坡以及前方的冲积平原上,往往以火山碎屑岩相或者冲积扇相、辫状河相保存;它们堆积在湖泊中则为三角洲相、扇三角洲相、较深水相和沼泽相。这些相的空间组合反映了火山喷发—碎屑堆积的过程。根据旋回发育营二段可以区分出3种类型的充填序列:沉积—火山充填序列、沉积充填序列和火山充填序列。较为完整的序列为粗碎屑岩—火山岩和火山碎屑岩—细碎屑岩,对应着裂谷类盆地断裂作用—火山作用—沉积充填的过程,记录在特定的地层结构中。     

松辽盆地东缘下白垩统营城组二段火山碎屑岩的发育特征

通过精细的野外剖面测量,发现松辽盆地东缘营城组二段中发育熔岩、凝灰岩和凝灰质砂岩。凝灰岩包括熔结凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩、灰球泥粒凝灰岩和角砾凝灰岩。这表明作为火山活动间歇期的营城组二段沉积期依然存在一定规模的火山活动,其沉积作用具有独特的火山和沉积双重控制的特点,区别于正常的沉积作用。营城组二段是一套介于火山岩和陆源碎屑岩之间的过渡岩性,物源既有来自同期火山喷发,也有来自营城组一段和营城组下段以及更老的地层的风化剥蚀。由于存在火山物质和陆源剥蚀物质的双重物源及存在火山物质堆积和沉积作用的双重机理,这套岩石在类型上具有特殊性。存在特殊的火山-沉积作用类型,主要为冲积平原上热碎屑流河道沉积、冲积平原泛滥盆地上热基浪沉积、冲积平原泛滥盆地上空落火山灰云沉积。     

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。     

松辽盆地松科2井下白垩统营城组火山-沉积序列精细刻画

中国白垩纪大陆科学钻探松科2井连续获取营城组岩心365.32m,岩心直径为214mm,岩心收获率达98.47%,是迄今直径最大,收获率最高且保存最为完整的营城组岩心,这些宝贵资料为营城组研究提供了前所未有的机遇。营城组时期与Aptian-Albian对应。通过对松科2井营城组岩心的精细描述,揭示了营城组火山-沉积序列及其建造过程。营城组主要包括沉积岩与火山岩两大岩类,共计17种岩石类型,其中沉积岩9种(砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩,含角砾凝灰质砂岩、凝灰质砂岩)、火山岩类8种(流纹岩、流纹质角砾集块岩、流纹质角砾集块熔岩、流纹质熔结凝灰熔岩、流纹质含角砾熔结凝灰熔岩、隐爆角砾岩、安山质集块熔岩与凝灰岩)。沉积相为扇三角洲相,具体分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相与前扇三角洲亚相,分流河道微相、扇间沼泽微相,水下分流河道微相、河口砂坝微相与静水泥质沉积微相。火山岩相包括爆发相和喷溢相,具体分为空落亚相、热碎屑流亚相、喷溢相中部亚相和上部亚相。沉积岩与火山岩交替出现于营城组中,主要发育3期沉积岩与3期火山岩,自下而上形成3个完整的沉积-火山旋回,即沉积岩Ⅰ-火山岩Ⅰ、沉积岩Ⅱ-火山岩Ⅱ和沉积岩Ⅲ-火山岩Ⅲ。这一发现对于重新认识营城组时期构造-火山-盆地充填规律,可能具有重要启示。文中精细的描述资料为今后相关的深入研究提供了迄今最精准的基本地质素材。     

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。     

梨树断陷营城组沉积特征

梨树断陷营城组沉积时期主要发育辫状河三角洲和湖相沉积。营一段沉积时期,断陷湖盆大范围扩张,水体变深。营二段沉积时期,梨树北部地区开始隆升,湖盆范围开始缩小。营三段、营四段沉积时期继承营二段沉积特征,主要发育南、北两斜坡的辫状河三角洲沉积,在西侧桑树台深洼带发育湖相沉积。     

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。     

松辽盆地东南缘营城组地层序列的划分与区域对比

从营城组沿革分析入手,立足于九台市城子街镇斜尾巴沟-官马山-团结村营城组地表标准剖面的研究,综合运用岩性地层对比、生物地层对比、同位素年代对比和气候事件对比的综合性地层对比方法,对比了松辽盆地东南缘与盆地北部徐家围子断陷20个营城组典型剖面。营城组可划分为5个岩性段,结合地层序列特征和应用习惯,自下而上划分为下段（K₁y^下）,一段（K₁y¹）,二段（K₁y²）,三段（K₁y³）和四段（K₁y⁴）。下段以中基性火山岩夹碎屑岩和薄煤层为主,厚度60~478 m,以营城煤矿343孔为标准剖面;一段以厚层流纹岩夹珍珠岩、流纹质火山碎屑岩为主,偶夹复成分砾岩,厚度20~630 m;二段以碎屑岩为主,夹凝灰岩、偶夹流纹岩,含煤层,厚度92~640 m;三段以中基性火山岩、火山碎屑岩为主,顶部为中性、酸性火山岩互层,厚度85~346.5 m;斜尾巴沟－官马山－团结村剖面可作为一段至三段的标准剖面;四段以凝灰质砾岩为主,夹泥岩,仅发育在徐家围子断陷,厚度10~400 m,徐深1井可作为标准剖面。     

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。     

松辽盆地梨树断陷营城组沉积微相特征及意义

松辽盆地梨树断陷营城组是一套以碎屑岩沉积为主的地层,其主要岩性为正常碎屑沉积岩,火山碎屑沉积岩居次。砂岩在所有岩性中所占比重最大,主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。砂岩的成分特征与酸性火成岩一致,反映火山岩物源的特点。营城组可以分为4 个砂组,充填序列显示营城组主要由两个大的旋回组成: ①营Ⅱ砂组和营Ⅰ砂组; ②营Ⅳ砂组和营Ⅲ砂组。营Ⅱ末期和营Ⅳ末期分别为这两个大的旋回的最大湖泛面,识别出的沉积微相有14 种类型,包括静水泥质沉积、浊流沉积、临滨砂坝、浊积水道、泥石流、辫状河道、片流沉积、分流间湾、河口坝、重力河口坝、水下河道、重力水下河道、远砂坝和席状砂。扇三角洲的重力河口坝和重力水下河道以及水下扇的浊积水道较为发育,是构造活动背景下沉积和再搬运的产物。这3 种类型的砂体也是十屋油田重要的油气储层。     

松辽盆地营城组火山岩定量储层地质模型及其精细描述

储层地质模型指火山岩的岩性岩相和储层物性的空间分布。通过对营城组火山岩剖面的详细研究,结合2口钻井的岩心资料,详细划分对比储层单元,定量刻画火山岩储层。研究区火山岩相呈喷溢相→爆发相→喷溢相+侵出相→火山沉积相→爆发相→火山通道相＋喷溢相的序列特征。爆发相、喷溢相规模最大,各亚相侧向延伸在400～4 000 m,单层厚度为2～130 m;火山通道相、侵出相和火山沉积相的规模较小,侧向延伸为110～1 500 m,单层厚度为3～85 m。营下段为Ⅰ类、Ⅲ类储层,营一段为Ⅰ类、Ⅱ类储层夹Ⅳ类储层,营二段为Ⅰ类储层,营三段为互层的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类储层夹薄层Ⅳ类储层。上部亚相、火山颈亚相、内带亚相是最好储层,下部亚相、隐爆角砾岩亚相为较好储层,爆发相为中等储层,中部亚相、火山沉积相为差储层。火山熔岩类物性随埋深增加变化小,火山碎屑岩类物性随埋深增加变化大,低孔、低渗岩石的物性随埋深增加变化小。     

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。     

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。