徐 微，蔡忠賢，林忠民，3，賈振遠(yuǎn)

（1中海油研究總院；2中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）；3中國石化西北油田分公司）

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏巖溶成因類型

徐 微1，2，蔡忠賢2，林忠民2，3，賈振遠(yuǎn)2

（1中海油研究總院；2中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）；3中國石化西北油田分公司）

塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段的阿克庫勒凸起上。該凸起自加里東中晚期到海西早期的多次構(gòu)造抬升運(yùn)動使奧陶系碳酸鹽巖地層長期出露于地表，受到強(qiáng)烈的大氣淡水淋濾溶蝕作用。該地區(qū)還經(jīng)歷了加里東中期海侵和石炭紀(jì)海侵以及二疊紀(jì)火山作用。以塔河油田主體區(qū)內(nèi)11口井的33份砂泥質(zhì)充填物為基礎(chǔ)樣本，作了硼、礬、鎵、銣等微量元素和包裹體分析等地球化學(xué)的研究，證實(shí)研究區(qū)內(nèi)以大氣淡水巖溶作用為主，存在后期的淡水-海水混合巖溶作用和熱水巖溶（溶蝕）作用。大氣淡水巖溶縱向上主要分為三個(gè)帶，溶洞充填物的伊利石K—Ar同位素定年揭示其呈上老下新的時(shí)序性。海水入侵所改造的為淺層第一、二個(gè)巖溶帶，熱水巖溶（溶蝕）改造的為深部第三個(gè)巖溶帶。

塔河油田；巖溶作用；成因類型；微量元素；同位素年齡測定

塔河油田位于新疆塔里木盆地北部沙雅隆起中段的阿克庫勒凸起上。該凸起上的奧陶系碳酸鹽巖地層受加里東中晚期到海西早期多次構(gòu)造抬升運(yùn)動的影響而長期出露于地表，受到強(qiáng)烈的大氣淡水淋濾溶蝕作用。同時(shí)，塔河地區(qū)還發(fā)生過加里東中期由北向南的海侵，繼而又發(fā)生過石炭紀(jì)由西向東的廣泛海侵以及二疊紀(jì)的火山作用。巖溶作用是塔河地區(qū)碳酸鹽巖儲集體形成的主導(dǎo)因素，所以對巖溶作用成因的研究也顯得至關(guān)重要。

關(guān)于塔河油田奧陶系巖溶作用發(fā)生的環(huán)境，曾有過一些不同的看法，例如存在大氣淡水巖溶、大氣淡水-海水混合巖溶、熱水巖溶（溶蝕）等多種觀點(diǎn)。隨著油氣勘探開發(fā)工作的開展和研究工作的不斷深入，對于塔河油田奧陶系內(nèi)不同成因巖溶的研究，也有了較為可喜的進(jìn)展，絕大多數(shù)研究學(xué)者和勘探家認(rèn)同該區(qū)巖溶作用主要發(fā)生于地表或近地表低溫氧化大氣水條件下。目前，利用地球化學(xué)方法中的碳氧同位素［1－3］、鍶同位素［3－4］、微量和稀土元素［5－6］和方解石包裹體測試分析數(shù)據(jù)對巖溶成因環(huán)境進(jìn)行判斷，可得出較為客觀合理的結(jié)果。

1 樣品采集及測試

筆者通過對塔河油田主體區(qū)及其周圍50多口巖心井溶洞充填相觀察［7］，選取11口典型溶洞充填井中的33份砂泥質(zhì)充填物為基礎(chǔ)樣本，作了微量元素、稀土元素、同位素定年和包裹體分析等地球化學(xué)特征研究，分析了巖溶作用的不同成因類型。所有的基礎(chǔ)樣本，在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室作了ICP—MS微量元素和稀土元素含量的測試；另選取了其中4個(gè)基礎(chǔ)樣本，在中國石油勘探開發(fā)研究院同位素實(shí)驗(yàn)室作K—Ar同位素定年的測試；選取了8個(gè)基礎(chǔ)樣本在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院石油系微觀烴類檢測實(shí)驗(yàn)室作了包裹體分析測試。

2 巖溶類型

2.1 大氣淡水巖溶

大氣淡水巖溶指碳酸鹽巖地層主要受大氣淡水的淋濾溶蝕而形成縫、洞的現(xiàn)象。塔河油田奧陶系碳酸鹽巖地層主要發(fā)生于地表或近地表地溫氧化大氣水條件下。其證據(jù)主要有以下五方面。

證據(jù)1 在巖心觀察中發(fā)現(xiàn)，塔河油田地區(qū)無論是有中—上奧陶統(tǒng)覆蓋的南部區(qū)，還是下奧陶統(tǒng)直接出露于海西早期不整合面的主體區(qū)域，奧陶系巖心上均可見到巖溶縫洞壁灰?guī)r因受氧化改造而形成的紫紅色暈圈。這揭示了塔河油田奧陶系碳酸鹽巖地層的巖溶作用主要發(fā)生于地表或近地表氧化條件下。

證據(jù)2 通過對研究區(qū)內(nèi)33個(gè)溶洞充填物樣品的微量元素及稀土元素中的地球化學(xué)響應(yīng)特征的分析，得出區(qū)內(nèi)大部分樣品為大氣淡水巖溶的沉積產(chǎn)物。主要運(yùn)用的微量元素有Sr、Ba、B、Ga、Rb、V、Ni以及稀土元素，采用的方法有V—B關(guān)系圖解（圖1），B—Ga—Rb三角關(guān)系圖解（圖2），Sr/Ba—V/Ni比值關(guān)系（圖3），微量元素Sc、Zr、Nb、Hf、Ta、Th、Cs含量高低，以及稀土元素配分模式等。

圖1 塔河油田奧陶系溶洞充填物區(qū)分海相—淡水相的V—B元素關(guān)系圖解①蔡忠賢，賈振遠(yuǎn)，徐微，等.塔河碳酸鹽巖油藏古溶洞系統(tǒng)研究［R］.中國石化西北油田分公司資料中心，2008.

圖2 塔河油田奧陶系溶洞充填物的Ga—B—Rb關(guān)系圖解

圖3 塔河油田奧陶系溶洞充填物的Sr/Ba—V/Ni比值關(guān)系圖

證據(jù)3 前人研究發(fā)現(xiàn)，塔河油田奧陶系碳酸鹽巖中巖溶縫洞方解石的氧、碳同位素（δ18O、δ13C）值變化范圍較寬，都顯偏負(fù)特征；其δ18O、δ13C值分布的范圍與Hudson提出的淡水方解石和土壤方解石的δ18O、δ13C值組成范圍接近，且較之本區(qū)中下奧陶統(tǒng)背景值低，表明其具有大氣淡水巖溶特征［3］。

證據(jù)4 碳酸鹽礦物中的Sr2+、K+、Na+離子含量可作為成巖介質(zhì)鹽度的指示劑，劉存革［8］對塔河地區(qū)巖溶產(chǎn)物所做的中子活化分析研究表明，區(qū)內(nèi)奧陶系碳酸鹽巖巖溶縫洞方解石具有Fe、Na、K、Ni、Zn、Rb、Sr、Ba等微量元素的含量均低的特征，特別是Na、K、Sr離子含量明顯較正常海相微晶灰?guī)r方解石的低，可低至1/2以下，從而有力地證實(shí)了縫洞方解石的沉淀作用和巖溶作用發(fā)生于大氣淡水條件下。

證據(jù)5 對研究區(qū)內(nèi)溶洞的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，溶洞多發(fā)育于不整合面附近60m處，其數(shù)量達(dá)到溶洞總數(shù)的53.3%。在塔河油田主體區(qū)，鉆井揭示大氣淡水巖溶層段形成達(dá)323個(gè)溶洞。由這些溶洞的縱向分布與海西早期古地貌之間的關(guān)系（即溶洞層距雙峰灰?guī)r?雙峰灰?guī)r在全區(qū)范圍內(nèi)分布較穩(wěn)定，沉積厚度較均一，可作為標(biāo)準(zhǔn)層頂?shù)木嚯x）（圖4）分析可知，大氣淡水巖溶在縱向上主要分為三個(gè)帶，分別距雙峰灰?guī)r的距離為20～120m、120～200m和200m以上。溶洞充填物的伊利石K—Ar同位素定年分析也揭示出，三個(gè)縱向巖溶發(fā)育帶基本呈上老下新的時(shí)序性（圖5，表1）。

2.2 淡水—海水混合巖溶

圖4 塔河油田奧陶系溶洞發(fā)育數(shù)量與距雙峰灰?guī)r頂距離的關(guān)系柱狀圖［9］

圖5 塔河油田T20井—T18井—T19井—T11井溶洞發(fā)育對比剖面（井號為化名）

混合巖溶，指碳酸鹽巖地層在大氣淡水與海水混合的共同作用下所產(chǎn)生的巖溶作用。塔河油田奧陶系巖溶作用以大氣淡水巖溶作用為主，但還存在有大氣淡水－海水混合巖溶。塔里木地區(qū)自加里東運(yùn)動之后基本上形成了以塔北和塔中隆起帶(水下)為格局的古地理背景。海西運(yùn)動早期這兩個(gè)地區(qū)完全上升成陸并遭受剝蝕。石炭紀(jì)初期，塔里木地區(qū)經(jīng)歷了一次由西向東的廣泛海侵，在這兩隆起帶的兩側(cè)均為海水侵進(jìn)的通道。因此，在隆起帶的邊緣與海平面相接觸的地帶深處形成一條狹長的淡水—海水混合水帶。在該帶中，CaCO3是未飽和的，從而發(fā)生CaCO3的溶解。Bogli［10］認(rèn)為，這樣的淡水—海水混合帶是CaCO3溶解最活躍的地方,是地下深處巖溶形成的主要方式之一。塔河油田奧陶系溶洞充填物中，絕大部分為淡水產(chǎn)物。前人研究認(rèn)為，該區(qū)可能存在古海岸線附近形成的侵入溶洞的海岸沉積，但這僅僅處于推測階段，沒有太確鑿的證據(jù)，筆者根據(jù)此次實(shí)驗(yàn)測試的微量元素，對該問題進(jìn)行了探索性的研究。本文主要運(yùn)用微量元素來區(qū)分海水相與淡水相。其證據(jù)有如下四方面：

證據(jù) 1 Potter［5］利用元素釩（V）和硼（B）的含量來區(qū)分海水相與淡水相。他采用的是統(tǒng)計(jì)學(xué)中的主成分分析的思路，對 B、Co、Cr、Cu、Ga、Ni、Pb、V 和Zn等9種元素進(jìn)行分析，結(jié)果得出V和B是最大的影響因子，其吻合度達(dá)到95%，據(jù)此建立了區(qū)分海水相和淡水相的V—B元素圖解模板。筆者根據(jù)此V—B圖板，將塔河區(qū)內(nèi)11口井33個(gè)樣品的V和B數(shù)據(jù)進(jìn)行了投點(diǎn)（圖1），得出區(qū)內(nèi)絕大部分為淡水相區(qū)的產(chǎn)物，僅有T11井的a1號樣品、T18井的 b1、b4和b5號樣品位于海水相區(qū)，T18井的b2、b3則位于分界線上。T11井的a1號樣品屬于搬運(yùn)礫巖相，可能存在有圍巖成分，所以其成因還需進(jìn)一步確定。而T18井的b1、b2、b3、b4和b5號樣品正好是厚度達(dá)10 m的鷹山組搬運(yùn)型砂巖相（5538.3～5548.3m）［9］，推斷其應(yīng)為海水入侵的產(chǎn)物。

表1 塔河油田奧陶系巖樣描述與不同粒級伊利石K—Ar同位素年齡測定結(jié)果表(據(jù)徐微等［9］，有修改)

證據(jù) 2 Degens［6］曾用 B、Ga、Rb 三種元素含量的關(guān)系來區(qū)分海水相和淡水相沉積巖，筆者依據(jù)此方法對塔河油田所取的33個(gè)溶洞充填物的樣品分析，繪制了B—Ga—Rb三角關(guān)系圖（圖2），劃分了海水相、淡水相和混合水相。由圖可見，區(qū)內(nèi)的溶洞充填物大部分為淡水相的產(chǎn)物，T21井的f1號樣品比較接近混合水相，僅有T21井的f2號樣品基本為海水相的產(chǎn)物。

證據(jù)3 用Sr/Ba值和V/Ni值的關(guān)系來判別海水相與淡水相，利用這一微量元素參數(shù)指標(biāo)也是較常用的一種方法。Sr和Ba是堿土金屬中化學(xué)性質(zhì)較相似的兩個(gè)元素，它們在不同沉積環(huán)境中由于其地球化學(xué)行為的差異而發(fā)生分離，因此，可以使用Sr/Ba值作為古鹽度的標(biāo)志。研究認(rèn)為，Sr的遷移能力比Ba強(qiáng)，當(dāng)?shù)c海水相混時(shí)，淡水中的Ba2＋與海水中的SO42－結(jié)合生成 BaSO4而沉淀；而SrSO4溶解度大，可以繼續(xù)遷移到遠(yuǎn)海，通過生物途徑沉淀下來。因此，Sr/Ba的質(zhì)量比值是隨著遠(yuǎn)離海岸而逐漸增大的，一般來講，淡水沉積物中Sr/Ba值小于1，而海相沉積物中的 Sr/Ba 值大于 1［11－12］。據(jù)我國海底樣品的研究結(jié)果，泥巖中的Sr/Ba值在0.8～1.0之間。鄂爾多斯盆地中生代陸相地層的研究表明，大多數(shù)泥巖的Sr/Ba值在0.54，有部分樣品在0.5～0.8之間，少數(shù)大于0.8。綜上所述，筆者把Sr/Ba值的臨界值定在0.8。張新建等［13］在給出判別海陸相的主要元素參數(shù)值中，海相泥巖的V/Ni值大于3，陸相泥巖的V/Ni值小于2。由于塔河油田所選的樣品多為粉砂巖或砂泥巖，泥質(zhì)成分相對少些，所以筆者采取折中的辦法，選取V/Ni值的臨界值為2.5。

綜合前人對于區(qū)分海水與淡水環(huán)境的微量元素特征的研究成果［13］，本文采用Sr/Ba值與V/Ni值之間的關(guān)系（圖3）來探索塔河油田奧陶系溶洞充填砂泥巖的沉積環(huán)境特征。

本次研究將Sr/Ba值作為此法判斷沉積環(huán)境的主因素，V/Ni值作為輔助因素，在兩者關(guān)系圖中，淡水相和不確定區(qū)A兩個(gè)區(qū)中分布的樣品點(diǎn)基本定為淡水相的產(chǎn)物，海水相和不確定區(qū)B中分布的樣品點(diǎn)被認(rèn)為是淡水—海水混合水相的產(chǎn)物。分布于海水相的樣品是T21井的f2號樣品，分布于不確定區(qū)B的三個(gè)樣品分別為T21井的f1、S5井的d1和T18的b6號樣品。

證據(jù) 4 Sc、Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、Th 等高場強(qiáng)元素以及部分大離子親石元素如Rb、Ga、Cs等，在探討海底沉積物的碎屑物源特征中發(fā)揮著重要作用。這些元素在巖石的風(fēng)化過程中很不活潑，往往被固體物質(zhì)吸附或者結(jié)合其中，隨顆粒物一起搬運(yùn)和沉積。此外，它們在海水中的含量往往極低，存留時(shí)間較短，在自生顆粒物質(zhì)中富集程度很低。所以在海底沉積物中，這些元素幾乎全部來自碎屑物質(zhì)，這反映了碎屑源區(qū)的地球化學(xué)特征。除了已分析過的Rb和Ga 元素，本文還利用了 Sc、Zr、Nb、Hf、Ta、Th、Cs含量的高低來分析碎屑物輸入量的大小，以判斷其為陸相成因或海相成因。

從溶洞充填物的微量元素組成表（表2）中可以看出：

（1）T21 井 f2 號樣品的 Sc、Zr、Nb、Hf、Ta、Th、Cs含量均較小，除表征陸源碎屑特征的微量元素Zr含量（404×10-6）外，基本與上面得到的海相產(chǎn)物是相符合的。結(jié)合上述論據(jù)2和3判斷的結(jié)果，該樣品應(yīng)為海水相產(chǎn)物；T21井f1號樣品中的Zr含量也是相當(dāng)高的（達(dá)到1246×10-6，高于其他的樣品幾倍到幾百倍），其他表征陸源碎屑特征的微量元素Sc、Nb、Hf、Ta、Th等均較高，但表征海水特征的B的含量也較高，結(jié)合論據(jù)2和3判斷的結(jié)果，該樣品屬于滲流充填相，說明此樣品可能為早期被海水入侵的海岸沉積物，后期受構(gòu)造運(yùn)動的抬升影響，又受地表巖溶水的滲流淋濾，帶入了大量的陸源碎屑物質(zhì)，所以應(yīng)為淡水—海水混合的產(chǎn)物。

（2）T18 井 b0、b1、b2、b3、b4、b5 和b6 號樣品均位于鷹山組搬運(yùn)型砂巖相（5 538.3～5 548.3 m），通過表2 中微量元素 Sc、Zr、Nb、Hf、Ta、Th、Cs 值的比較，位于頂部的b0號樣品和底部的b6號樣品，二者微量元素表現(xiàn)特征較為相似，即較之其他樣品的含量低；而位于中部的b1、b2、b3和b4號樣品，微量元素表現(xiàn)出來的特征很接近。在T18井的鷹山組（5 533.45～5 552 m段）的巖心觀察中，還發(fā)現(xiàn)其巖石碎屑成分基本上為碎屑石英，缺乏碳酸鹽巖砂和晶屑，碎屑顆粒分選性及磨圓度均較好，顯示出成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較高的特征，碎屑顆粒間主要為巨晶方解石膠結(jié)，明顯有別于塔河油田其他井的地下暗河沉積物。結(jié)合上述證據(jù)1和證據(jù)3，證明T18井的鷹山組（5 533.45～5552 m段）為早期地表巖溶發(fā)育形成的溶洞，又被后期的海水所侵入。

表2 塔河油田奧陶系鷹山組溶洞充填物的微量元素組成

綜上所述，采用V－B圖解、B－Ga－Rb三角關(guān)系、Sr/Ba—V/Ni關(guān)系、微量元素（Sc、Zr、Nb、Hf、Ta、Th、Cs）含量高低分析、稀土元素配分模式等方法，對研究區(qū)內(nèi)11口井的33個(gè)溶洞充填物樣品進(jìn)行分析，認(rèn)為大部分樣品為大氣淡水巖溶的沉積產(chǎn)物，僅有塔河油田T21井鷹山組5504.05～5542.64m段的溶洞和T18井鷹山組的5533.45～5552m段的溶洞存在海水—淡水混合巖溶。

郭建華［14］指出，位于塔河四區(qū)的LN15井與塔河油田外圍上奧陶統(tǒng)桑塔木組尖滅線附近的LN16井，均位于輪南潛山南坡邊緣，發(fā)育有海水侵入時(shí)的產(chǎn)物。錢一雄等［15］對塔河地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖及其膠結(jié)物方解石的地球化學(xué)特征及方解石晶體微形貌研究后認(rèn)為，S60井發(fā)育于埋深5433.20～5435m的巖溶角礫灰?guī)r屬于高度大于2m的大型古巖溶洞穴沉積；而埋深5 435 m晶洞中的方解石則是地表巖溶帶早中期的淡水與海水混合帶的產(chǎn)物。李國蓉②李國蓉.新疆塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲層古巖溶作用研究［R］.中國石化西北油田分公司資料中心,2003.通過巖心薄片觀察發(fā)現(xiàn)，塔河地區(qū)的S70井5 496～5 502 m段（第13次取巖心）砂巖和T18井5533.45～5560.01m段下奧陶統(tǒng)灰?guī)r中所夾砂巖在巖石學(xué)特征上具有相似性，巖石碎屑成分基本上為碎屑石英，缺乏碳酸鹽巖砂和晶屑，碎屑顆粒分選性及磨圓度均較好，顯示出成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較高的特征，碎屑顆粒間主要為連晶方解石膠結(jié)，明顯有別于塔河油田有關(guān)井段發(fā)育的地下暗河沉積物，而更像是海岸沉積。結(jié)合此砂巖段上下存在典型的洞穴沉積特征，他們認(rèn)為此類砂巖沉積的場所為先期形成的洞穴系統(tǒng)，上述高成熟度砂巖為隨著石炭紀(jì)海侵，伸入并充填先期洞穴系統(tǒng)的海岸沉積。

結(jié)合前人研究成果和筆者新得到的T21井資料，勾繪出塔河油田主體區(qū)及其周圍地區(qū)石炭紀(jì)初期發(fā)生的廣泛海侵的古海岸線，由西向東為T18—T21—LN15—S70—S60—LN16井一線。在恢復(fù)古地貌的情況下，經(jīng)古海岸線上 T18—T21—LN15—S70—S60—LN16井發(fā)育的混合型溶洞對比，得知被海水入侵的溶洞帶主要為早期形成的第一和第二溶洞帶（圖6）。

圖6 塔河地區(qū)T18—T21—LN15—S70—S60—LN16井混合型溶洞發(fā)育對比剖面

2.3 熱水巖溶（溶蝕）

塔河油田的熱水巖溶是指奧陶系古風(fēng)化殼深埋藏后,受燕山運(yùn)動構(gòu)造熱事件的影響,古地溫梯度明顯增高,呈承壓狀態(tài)向上運(yùn)移的具有溶蝕能力的深循環(huán)熱水對可溶巖所產(chǎn)生的溶蝕作用。熱水巖溶主要經(jīng)歷了深循環(huán)對流熱水形成—溶蝕與白云石化作用兩大階段，對油氣藏的形成具有建設(shè)性作用。塔河油田發(fā)現(xiàn)的熱水巖溶證據(jù)如下：

證據(jù)1 關(guān)于溶洞充填方解石包裹體分析，H.C.索比奠定了流體包裹體均一法測溫的理論基礎(chǔ)。他指出，礦物形成時(shí)所捕獲的流體呈均勻的單一相，并充滿整個(gè)包裹體空腔，隨著溫度和壓力的下降，包裹體中的流體收縮系數(shù)和主礦物的收縮系數(shù)不同，從而產(chǎn)生氣泡，包裹體內(nèi)原來為單一相態(tài)的流體體系變成兩相或三相體系，成了氣-液相包裹體。當(dāng)包裹體重新加熱時(shí)，隨著溫度的升高（同時(shí)內(nèi)壓加大），相態(tài)將發(fā)生變化，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，多相消失，變成了原來的單相流體。均一相轉(zhuǎn)變的瞬間的溫度稱之為均一溫度，這一溫度經(jīng)過壓力校正后可以得出近似的礦物形成溫度（捕獲溫度），通常均一溫度為礦物生長的溫度下限。前人對研究區(qū)內(nèi)包裹體的分析表明，區(qū)內(nèi)縫、孔洞中的方解石包裹體類型多樣，且單相水溶洞包裹體較為豐富。筆者選取溶洞中充填的方解石包裹體進(jìn)行分析。6口井不同溶洞充填方解石捕獲的165個(gè)鹽水包裹體，其均一溫度分布特征（圖7）說明溶洞中存在地表淡水巖溶的產(chǎn)物，但主要以熱水巖溶為主，峰值在80～130℃。其中S65井中5 732.24～5 733.21 m和S69井中5 696～5 700 m的包裹體均含有低溫小于50℃和163～187.8℃的包裹體，即存在地表大氣淡水巖溶、后期熱水巖溶兩種類型。而在其他井中,如S75井5 681.57～5 689.57 m之間的包裹體溫度均在67～187.2℃之間，以熱水產(chǎn)物為主。S69井5 696～5 700 m井段的溶洞被巨晶方解石充填夾黑色瀝青，且包裹體均一溫度達(dá)到187.8℃。

證據(jù)2 常見的熱水巖石學(xué)特征是熱褪色。熱褪色是巖石在熱液作用下局部或全部顏色由深變淺到白的現(xiàn)象。熱褪色一般沿著裂縫發(fā)育，這是由于熱流體沿?cái)嗔鸦顒佣c圍巖發(fā)生作用造成的。褪色作用常與螢石化伴生，如S87井在螢石交代方解石部位，其周圍的巖石或生物碎屑產(chǎn)生了褪色。

圖7 塔河油田中下奧陶統(tǒng)鹽水溶液包裹體均一溫度分布圖

證據(jù)3 熱水作用的主要表現(xiàn)為螢石化、綠泥石化作用。螢石化一般表現(xiàn)為交代結(jié)晶方解石或呈斑塊狀交代巖石，如S76井5580.72m可見螢石交代結(jié)晶鐵方解石，S85井5 874.42 m裂縫充填方解石被螢石交代；螢石中鹽水包裹體的均一溫度208.5～218.5℃，平均為213.6℃，而被交代裂縫方解石鹽水包裹體均一溫度為125.9～131.4℃。綠泥石化主要為交代棘屑及其共軸增長邊。S110井一間房組中發(fā)育的溶洞中發(fā)現(xiàn)有溶洞石英、溶洞重晶石、螢石等，且其包裹體的均一溫度90～130℃之間，平均為117℃。這些發(fā)現(xiàn)均證明了塔河地區(qū)熱水作用的存在。

縱觀存在熱水巖溶的井，它們大部分與斷裂有關(guān)。發(fā)育有熱水巖溶的井有S76井、S65井、S75井、S85井,且均發(fā)育在斷裂附近，而S75井5681.57～5689.57m、厚度達(dá)8 m的方解石充填溶洞和S65井5 732.24～5 733.21 m的方解石充填溶洞均為深部溶洞。所以，塔河地區(qū)熱水巖溶主要是發(fā)育在斷裂附近巖溶谷地中的深層溶洞。至于熱水來源、熱水巖溶發(fā)育規(guī)模到底有多大、發(fā)育模式如何等問題，由于資料有限，還不能預(yù)測。

3 結(jié) 論

（1）溶洞充填物樣品的地球化學(xué)分析證明，塔河油田奧陶系以大氣淡水巖溶為主，但也存在后期的淡水—海水混合巖溶和熱水巖溶（溶蝕）。

（2）大氣淡水巖溶縱向上主要分為三個(gè)帶。溶洞充填物的伊利石K—Ar同位素定年揭示出三個(gè)縱向巖溶發(fā)育帶基本呈上老下新的時(shí)序性。

（3）淡水—海水混合巖溶改造多位于淺層的第一、第二巖溶帶；熱水巖溶（溶蝕）改造多位于深部的第三溶洞帶。

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Karst Genesis Classification of Ordovician Carbonate Reservoir in Tahe Oilfield,Tarim Basin

Xu Wei,Cai Zhongxian,Lin Zhongmin,Jia Zhenyuan

Tahe Oilfield locates in the margin of Akekule uplift in north Tarim Basin.It underwent several times of tectonic uplifts during middle Caledonian to early Hercynian epochs,which led to Ordovician carbonate formations being exposed perennially to the surface and suffering from intense meteoric fresh-water weathering,leaching and dissolving.At the same time,it also went through wide marine transgression from north to south during Mid-Caledonian movement,wide marine transgression from west to east during Carboniferous period,and volcanic events during Permian period in Tahe aera.Geochemical analysis of trace elements including B,V,Ga,Rb,etc.and analysis of fluid inclusions are taken for 33 basic samples of argillite-fillings in karst caverns from 11 wells in the main area of Tahe Oilfield.It is proved that the meteoric water karstification is predominant in this area,succeeding by reconstructing the mixed marine/meteoric water karstification and hydrothermal water karstification.There are three karstification zones in vertical in this area.The isotopic element dating of K-Ar in illite samples from the cavern fillings reveals the karstification chronogenesis that is later in the upper and earlier in the lower.The first and second karstification zones in shallow were reconstructed by marine water transgression and the third karstification zone in deep was by hydrothermal water transgression.

karstification;Genetic classification;Trace element;Isotopic dating;Tahe Oilfield;Tarim Basin

TE111.23

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2012.01.010

1672-9854(2012)-01-0066-07

2011-01-28；改回日期：2011-11-03

本文為中國石化西北油田分公司勘探研究基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號KY-S2006-031）部分成果

徐 微：女，1981年生，碩士，工程師。石油地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事層序、沉積、儲層方面的研究工作。通訊地址：100027北京市東直門外小街6號海油大廈；電話：（010）84525420

趙國憲

Xu Wei：female,Master,Engineer.Add:CNOOC Research Institute,6 Dongzhimenwai Xiaojie,Beijing,100027 China