鄂尔多斯盆地镇北地区延长组长4+5致密油层成岩作用及成岩相

鄂尔多斯盆地镇北地区含凝灰质的延长组长4+5致密油层勘探潜力巨大,但因成岩作用研究薄弱,相对高孔高渗储层成因机理和分布规律认识不清,使该区勘探开发进程受到明显的制约。综合应用铸体薄片、扫描电镜、电子探针、阴极发光、显微荧光、X射线衍射、流体包裹体、高压压汞和常规物性等方法,对镇北地区的长4+5储层成岩作用及成岩相带进行了研究。研究结果表明:研究区长4+5储层主要处于中成岩阶段A期,石英自生加大等硅质胶结作用和铁白云石等碳酸盐胶结作用是造成储层低孔特低渗的根本原因;绿泥石膜胶结作用和早期油的充注抑制了机械压实作用和胶结作用,保护了储层孔隙;长石碎屑的溶蚀作用扩大了储集空间。划分出机械压实相、碳酸盐胶结相、绿泥石膜胶结相和长石溶蚀相四类主要成岩相,其中长石溶蚀相常形成相对高孔高渗储层发育区,一般面孔率大于6.0%,孔隙度大于14.0%,渗透率大于1.30×10-3 μm2,主要分布在辫状河三角洲前缘亚相水下分流河道微相砂体中部。综合研究表明,沉积作用和成岩作用共同控制着相对高孔高渗储层的分布。     

湖相烃源岩中的火山—热液深源物质与油气生成耦合关系研究进展*

陆内湖相烃源岩系是中国含油气盆地广泛发育的一类组分复杂且富含有机质的细粒沉积岩。随着非常规油气资源需求量日益增加,该岩系被作为致密油或页岩油层系受到广泛关注。然而,其极细的粒度增加了精细岩石学、矿物学研究难度,使它长期被简单视为陆源沉积岩。研究发现,该岩系中发育丰富的火山喷发及热液喷流产生的深源物质,并与油气的生成和富集表现出了极强的耦合关系。因此,探索深源物质如何参与烃源岩形成并影响油气生成亟待深入研究。作者详细总结并探讨了国内外近年来关于湖相烃源岩成因以及火山—热液活动带来的深源物质与油气形成关系的现阶段新发现与认识。并结合笔者研究团队基于新疆三塘湖盆地二叠系芦草沟组烃源岩的新发现,采用精细的岩石学、矿物学方法,结合无机和有机地球化学等方法,初步开展了该耦合关系的机理研究。认为火山—热液深源物质参与了烃源岩的沉积与成岩作用,并与正常湖相沉积物共同影响着油气的形成。建议重新认识湖相烃源岩的物质组成,从而拓展陆相生油理论,同时为同类型非常规油气资源勘探开发提供理论指导。     

凝灰岩型含油层系特征与成因分析--以准噶尔盆地火烧山油田二叠系平地泉组为例

新疆准噶尔盆地火烧山油田的中二叠统平地泉组（对应芦草沟组）是一套典型的黑色含油层系,长期被认为是裂谷盆地（或岛弧盆地）中富含生烃母质的深湖相泥岩。通过矿物学、岩石学等方面的综合分析认为:平地泉组的岩石碎屑主要来源于地幔碱性-过碱性的超基性岩浆岩（以碳酸岩为主）和中酸性岩浆岩（以安山岩和流纹岩为主）的喷爆物和溢流物,以出现碱性-过碱性的碱性长石、富铝石英、岩浆方解石、霓石、锂云母、硅钡钛石、蛇纹石等超基性岩浆矿物和以碱性-过碱性的碱性长石、石英等中酸性岩浆矿物为特征。上述喷爆的矿物碎屑与基质在富含地幔流体的滨湖-沼泽-热泉环境中发生热液蚀变,最终形成富含幔源岩浆矿物及热液矿物的凝灰质沉积系列,并参与生烃过程。凝灰物质提供的热及丰富的营养物质促进了滨湖-沼泽-热泉中藻类、微生物等生烃母质勃发,并导致液态烃早生成;凝灰岩类中丰富的原生粒间孔和方沸石溶蚀孔是烃类的主要储集空间。凝灰岩层厚度差异较大,多与正常沉积岩互层或夹于厚层沉积岩中。     

新疆哈尔里克山石城子地区钠铁闪石花岗斑岩岩墙的发现及构造背景示踪

在新疆哈尔里克山石城子地区新发现了一套侵位于晚古生代后碰撞二长花岗岩中的钠铁闪石花岗斑岩岩墙群。该类岩墙具斑状,斑晶以条纹长石和反条纹长石为主,基质矿物组成为正长石、钠长石、石英、钠铁闪石和霓石,为钠铁闪石花岗斑岩。主量元素特征显示为高硅、高碱,低铝、低镁和低钙;稀土元素总量较高,轻重稀土分馏明显,显著富集轻稀土元素;稀土元素配分模式曲线呈明显右倾的"V"型,Eu亏损强烈;微量元素特征显示为高10~4 Ga/Al、Zr和Zr+Nb+Ce+Y,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti,富集Th、U、Zr和Hf;岩石学、地球化学特征显示其为碱性A型花岗岩。正ε_(Nd)(t)(4.13~4.75)和年轻的Nd模式年龄(t_(DM2)),指示其源区为亏损地幔来源的新生陆壳物质。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果显示岩墙的结晶年龄为晚二叠世(259.7±4.5Ma),围岩中捕获的老锆石年龄集中在2168~2635Ma和1677~1973Ma两个峰期,说明哈尔里克山地区可能存在前寒武纪古老基底,但已被新生陆壳物质改造。结合区域地质背景认为,哈尔里克山地区晚石炭世-早二叠世,为后碰撞伸展阶段;晚二叠世,进入陆内伸展阶段。     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

塔里木盆地西南缘浅变质岩的时代确定及其地质意义

根据新发现的晚泥盆世标准化石,把塔里木盆地西南缘原归属于元古界、志留系—中泥盆统、上寒武统—中奥陶统的一套浅变质岩的原岩时代重新确定为晚泥盆世。浅变质岩的物质组成、空间分布和区域地质特征表明,其原岩在沉积之后不久就受到低温动力变质作用改造,动力变质作用与北昆仑造山带在志留纪—泥盆纪期间的碰撞造山作用相关。上泥盆统浅变质岩的确定为北昆仑碰撞造山作用提供了新的时代约束。     

含凝灰质致密油层成岩作用与原油充注特点:以鄂尔多斯盆地西北部长４＋５段为例

鄂尔多斯盆地西北部含凝灰质的延长组长４＋５致密油层勘探潜力巨大,但因成岩作用研究薄弱,相对高孔高渗储层成因机理认识不清,使该区勘探开发进程受到明显的制约。反射光识别、铸体薄片、扫描电镜、电子探针、微束荧光光谱、盐水包裹体测温等研究结果表明,研究区长４＋５油层发育一类不含玻屑的凝灰岩和凝灰质岩,成岩阶段处于中成岩 Ａ 晚期,经历了酸碱交替的成岩过程,早成岩 Ａ 期碱性环境下绿泥石薄膜的胶结作用和早期油的充注有效抑制了机械压实作用和胶结作用,是储层孔隙得以保存的主要原因;中成岩 Ａ 期酸性条件下,长石溶蚀孔、高岭石晶间孔扩大了储集空 间;中 成 岩 Ａ 晚期成岩环境逐渐向碱性转变,铁方解石等碳酸盐胶结作用使储层进一步致密。盆地西北部长４＋５油层存在２期原油充注事件,均不遵循正常有机质热演化;早期油充注发生在早成岩 Ａ期,油包裹体发绿色荧光,伴生的盐水包裹体均一温度介于６０～７０℃间;晚期原油充注主要发生在中成岩 Ａ早期,原油成熟较早,成熟度差异较大,油包裹体发绿色、蓝绿色和亮蓝色荧光,具有交替充注的特点,伴生的盐水包裹体均一温度介于８０～１３０℃间。综合研究表明,凝灰质沉积促进了相对高孔高渗储层的发育,而且对烃源岩成熟排烃也具有促进作用。      

东昆仑清水泉辉绿岩脉地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

结合地质、地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究表明,东昆仑清水泉地区辉绿岩脉的主元素以低TiO₂(0.68%~1.24%)和较低的MgO(4.96%~7.25%)及K₂O(0.51%~1.03%),贫P₂O₅(0.09%~0.16%), Na₂O＞K₂O为特征,∑REE总量较高, LREE明显富集。与原始地幔相比,明显富集Rb、Ba、Th、U和Sr,高场强元素分异明显,出现Nb、Ta亏损和Th富集特征,结合Nb/La、Hf/Ta、La/Ta、Ti/Y、Zr/Y和Th/Nb等比值综合分析认为岩浆来源于富集地幔,源区曾受不同程度的俯冲带流体交代作用的影响,应形成于活动大陆边缘环境;岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为436.4±1.2Ma（MSWD=0.37）,代表清水泉辉绿岩脉的结晶年龄,为早古生代晚期东昆仑洋消减俯冲的弧后拉张裂解的形成时限提供了约束。     

北祁连乌鞘岭蛇绿混杂岩地球化学特征及其构造环境

乌鞘岭蛇绿混杂岩位于北祁连造山带东段,具有相对完整的蛇绿岩序列,包括：变质地幔橄榄岩单元（蛇纹岩＋辉橄岩）,镁铁质一超镁铁质堆晶岩单元（橄辉岩＋辉石岩）,镁铁质侵入岩单元（辉长岩）,及基性火山岩单元（玄武岩）。依照TiO,的含量,本文从乌鞘岭蛇绿混杂岩中分出两类玄武岩,即：低n玄武岩（Ti02=0．55％～0．76％）和高Ti玄武岩（Ti02=1．35％-1．99％）。低Ti玄武岩大离子亲石元素含量波动较大,具明显n负异常,LREE呈略富集的配分模式,整体上具有弧火山岩的特征;高Ti玄武岩大离子亲石元素含量在小范围内变化,未见Nb、Ti负异常,LPtEE呈略亏损的配分模式,具有典型N—MORB的性质。在构造环境判别图上,低n玄武岩和高Ti玄武岩分别落入陆缘弧和大洋中脊环境。高Ti玄武岩是鸟鞘岭蛇绿混杂岩的一部分,源于亏损地幔的部分熔融,与陆缘弧型低rri玄武岩构造混杂在一起。乌鞘岭蛇绿混杂岩大概于中一晚奥陶世形成于北祁连造山带老虎山一毛毛山弧后盆地。     

新疆准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组云质岩地球化学特征

研究区芦草沟组云质岩主要包含泥晶白云岩、凝灰质白云岩和白云质凝灰岩等类型,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组广泛发育的云质岩进行详细的地球化学研究,分析了芦草沟组云质岩的物质来源和沉积环境。云质岩的c(Mg)/c(Ca)比值0.03～1.44,磷含量262×10~(-6)～17283×10~(-6),Th/U比值0.58～2.00,V/(V+Ni)比值0.60～0.89,V/Cr比值1.25～6.38,Sr/Ba比值0.55～8.25,反映了云质岩形成于生物繁盛的还原性咸水湖泊环境,Mg离子主要来源于深部岩浆热液。碳、氧同位素研究反映芦草沟组主要形成于温度较高的咸水环境中,且由早至晚芦草沟组沉积期具有温度升高而盐度降低的趋势。温度的升高引起的蒸发量增大并没有带来湖水盐度的增加,这种碳酸盐碳、氧同位素反向变化关系可能由于芦草沟组沉积后期不断有外源淡水的输入造成。