張麗霞，柳益群，向輝，李紅，周鼎武，焦鑫，李哲萱，南云

1.新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠勘探開發(fā)研究所，新疆阜康 831511 2.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，西安 710069

1 構(gòu)造背景

新疆北部地區(qū)晚泥盆—早石炭世處于洋盆俯沖消減、陸—陸弱碰撞(軟碰撞)階段，在晚期疊加了后造山的伸展作用，形成區(qū)域殘余海盆發(fā)育、海相陸相盆地共存的古地理面貌[1-2]。晚石炭世—二疊紀(jì)(300～250 Ma)是新疆北部地區(qū)的早海西期洋盆閉合、陸陸碰撞造山形成統(tǒng)一地塊之后的強(qiáng)烈活化時(shí)期，突出表現(xiàn)在準(zhǔn)噶爾區(qū)塊形成若干個(gè)陸內(nèi)裂谷或斷陷盆地，有廣泛的火山噴發(fā)和深成巖漿侵入，包括堿性花崗質(zhì)巖漿和基性巖漿(巖墻)等，控制了區(qū)域成盆作用和成巖、成礦作用。就現(xiàn)有資料分析，石炭—二疊紀(jì)的陸內(nèi)伸展作用在整個(gè)新疆地區(qū)都有表現(xiàn)。這個(gè)階段的重要構(gòu)造事件包括博格達(dá)地區(qū)在晚石炭世中晚期—二疊紀(jì)裂谷盆地的形成、覺羅塔格裂谷盆地、伊寧裂谷盆地的形成以及準(zhǔn)噶爾盆地及鄰區(qū)的隆—坳(斷)相間的構(gòu)造格局，均為這個(gè)階段地殼擴(kuò)張作用的結(jié)果與產(chǎn)物。晚石炭世到中二疊世區(qū)域范圍不僅發(fā)生板內(nèi)伸展作用的顯著深成巖漿活動(dòng)和火山活動(dòng)，而且在北疆地區(qū)保存殘留海的背景下，形成近源快速的粗碎屑沉積和地幔熱液噴流沉積交替的沉積組合，成為準(zhǔn)噶爾盆地及相鄰地區(qū)資源、能源形成發(fā)育的重要時(shí)期。

火燒山油田位于準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起的二級(jí)構(gòu)造單元沙帳斷褶帶。該區(qū)塊北抵克拉美麗山，南接沙奇凸起，西臨五彩灣凹陷，東靠石樹溝凹陷，其周邊均以斷裂為界。區(qū)塊內(nèi)部可進(jìn)一步劃分為沙丘河背斜、火燒山背斜、火東向斜和帳篷溝背斜帶不同次級(jí)構(gòu)造單元。由控制區(qū)內(nèi)主要地層系統(tǒng)和構(gòu)造格架的北西向和北東向地震剖面可知，火燒山地區(qū)是在下石炭統(tǒng)褶皺基底上形成的一套自上石炭統(tǒng)至第四系較為齊全的沉積地層系統(tǒng)，地層均已顯著構(gòu)造變形，發(fā)育一系列褶皺和沖斷構(gòu)造。區(qū)內(nèi)發(fā)育近東西向(北西西向)和近南北向(北北東向)的兩組構(gòu)造線，前者形成于海西運(yùn)動(dòng)，主要表現(xiàn)為邊界斷裂和古隆起，對(duì)晚古生界沉積和構(gòu)造起控制作用；后者形成于印支一燕山運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為北北東向的二級(jí)構(gòu)造帶疊合在海西期近東西向構(gòu)造背景上，它們奠定了準(zhǔn)東地區(qū)現(xiàn)今凹、隆相間的構(gòu)造格局(圖1)。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地東部地質(zhì)略圖(據(jù)王淑芳，2013)Fig.1 A brief geological map of eastern Junggar Basin (after Wang, 2013)

2 平地泉組油層的巖性特征

研究區(qū)平地泉組呈紋層狀，縱向上整體含油，含油飽和度總體均較高(介于31.5%～88%)，但含油性差異較大。含油性明顯受凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)巖類(特別是凝灰質(zhì)白云巖)的控制，無(wú)明顯儲(chǔ)、蓋層界限。在好的含油層段，凝灰質(zhì)含量異常高，同時(shí)具有以下特征：1)平地泉組全井段全巖黏土礦物分析出現(xiàn)異常的垂直曲線*柳益群, 李紅, 周鼎武, 等. 準(zhǔn)東北部平地泉組致密油儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)與潛力分析. 中國(guó)石油新疆油田分公司準(zhǔn)東油田報(bào)告, 2015.，未見黏土含量和黏土礦物混層比發(fā)生變化，表明黏土礦物在早期成巖階段曾遭受較高溫度的影響，此后地層再未經(jīng)歷過(guò)更高溫度的影響，因而混層比未隨成巖階段的加強(qiáng)而發(fā)生變化；2)鏡質(zhì)體反射率(Ro，%)變化異常。一般情況下，Ro隨地層深度增加而增大，而在本區(qū)其Ro自地層淺部即高于正常值，且隨深度變化Ro整體變化不大*柳益群, 李紅, 周鼎武, 等. 吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油儲(chǔ)層成因及成巖相研究.中國(guó)石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院研究報(bào)告, 2014.,柳益群, 李紅, 南云, 等. 吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層成因及分布探討.中國(guó)石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院研究報(bào)告, 2015.，與正常沉積巖的成巖變化趨勢(shì)完全不同，喻示著成巖溫度的起點(diǎn)較高。

2.1 巖石類型

研究區(qū)內(nèi)中二疊統(tǒng)平地泉組為準(zhǔn)噶爾盆地東部重要的含油層系。前人認(rèn)為其主要巖性以黃綠及灰綠色砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、暗色泥巖、泥灰?guī)r為主，本文通過(guò)對(duì)23口鉆井巖芯共計(jì)800多個(gè)巖石薄片的綜合研究，識(shí)別出該組巖石主要是一套超基性凝灰?guī)r—中酸性凝灰?guī)r、巖漿噴爆—噴溢巖及熱液噴流巖等具有特征構(gòu)造—沉積意義的巖石組合。本文僅探討凝灰?guī)r類特征及其與油的關(guān)系。

根據(jù)凝灰物質(zhì)的含量分為凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)巖。根據(jù)其礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和地球化學(xué)特征又可分為超基性凝灰?guī)r和中酸性凝灰?guī)r。鉆井巖芯柱顯示含油層段集中在剖面下段，在該段具有豐富的滑塌構(gòu)造、變形層理和紋層狀凝灰?guī)r，同時(shí)還有反映濱淺湖沉積特征的蘆木化石和魚鱗化石(圖2)。

2.1.1 超基性(碳酸巖型)凝灰?guī)r類

超基性巖是一種SiO2含量小于45%、富K2O和Na2O的富鎂鐵巖漿巖，包括金伯利巖、霓霞巖，根據(jù)巖石的堿度指數(shù)分別歸為堿性系列和過(guò)堿性系列；碳酸巖雖然不屬于硅酸鹽類，但含較多堿性暗色礦物和似長(zhǎng)石，也歸入過(guò)堿性的超基性巖漿系列[3]。

碳酸巖是指巖漿成因的以碳酸鹽類礦物為主要礦物成分的巖石，它與沉積成因的碳酸鹽類在礦物形態(tài)、巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和產(chǎn)狀方面均有明顯差異[4-6]。碳酸巖一般為結(jié)晶粒狀巖石，多為白色至淡棕色，少數(shù)為黃色或棕色，其產(chǎn)狀多為巖脈、巖株、條帶及小型巖體。碳酸巖中碳酸鹽類礦物應(yīng)占80%以上，主要礦物有方解石、白云石、鐵白云石、堿性長(zhǎng)石、霓石、霓輝石、鈉閃石、橄欖石、金云母、霞石等。其次有菱鐵礦、菱鍶礦、菱錳礦等，還有硫化物、氧化物、鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽等礦物。副礦物常見磷灰石、磁鐵礦、獨(dú)居石、螢石、燒綠石、重晶石等。最明顯的鑒別特征是其通過(guò)的圍巖中發(fā)生霓長(zhǎng)巖化作用[7]。該類巖石多發(fā)生在陸內(nèi)裂谷環(huán)境中[8]。按照國(guó)際地科聯(lián)火成巖分類委員會(huì)(1989)及Kresten[9]的分類，將巖漿成因的碳酸巖按礦物成分劃分為：黑云碳酸巖和白云碳酸巖，為粗粒相；方解石碳酸巖和鎂云碳酸鹽，為細(xì)粒相。粗粒相位于雜巖體中心，呈巖株、巖墻、巖脈狀環(huán)形分布，并呈晶粥狀塑形侵位；細(xì)粒相呈切線和放射狀侵入巖體和圍巖，與非碳酸巖巖墻伴生。也有極少直接噴出地表的碳酸熔巖，如坦桑尼亞?wèn)|部的火山口噴出的碳酸熔巖規(guī)模巨大[10]。

圖2 火燒山油田平地泉組鉆井巖芯照片a.b.碳酸巖噴爆、變形，1 521.25～1 521.75 m，c.白色(碳酸巖)與黑色(含油泥巖)呈波狀層理，上部見泄水構(gòu)造，1 583.5 m；d.碳酸巖型凝灰?guī)r，白色顆粒為碳酸巖噴爆巖屑，1 522.50 m；e. 蘆木化石，1 437.75 m；f. 吐魯番鱈魚化石，只保留了部分魚鱗，1 419.2 m；g.順層分布的不同級(jí)別的旋渦構(gòu)造，1 510.1 m；h.變形構(gòu)造，1 534.7 m；下段為紋層巖，上段顯示泄水構(gòu)造，1 583.5 m；i.垂直裂縫發(fā)育，巖石變形、破碎強(qiáng)烈，1 594.1 mFig.2 Core images of Pingdiquan Formation, Huoshaoshan oilfield

(1) 粗粒碳酸巖相：黑云碳酸巖

與上述巖漿碳酸巖相比，火燒山油田平地泉組的碳酸巖具有兩種產(chǎn)狀，一種呈厚度介于3～5 cm的脈狀?yuàn)A于含油的泥晶碳酸鹽巖中，主要礦物為方解石、霓石、鋰云母，具有典型的巖漿巖鑲嵌粒狀結(jié)構(gòu)(圖3a，b)，屬于粗粒碳酸巖相(黑云碳酸巖)。粗粒相黑云碳酸巖在研究區(qū)分布最為廣泛，在顯微鏡下它們呈晶粥狀塑性侵位呈細(xì)脈狀，大多數(shù)細(xì)脈狀碳酸巖礦物呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，其中方解石呈異常鮮艷的玫瑰紅干涉色，電子探針定為富鍶方解石，表明它們噴出后經(jīng)歷了在熱液中的生長(zhǎng)過(guò)程(圖3c)；其共生礦物多為堿性的超基性巖礦物霓石、硅鋇鈦石和鋰云母，在透射光顯微鏡下觀察，霓石為藍(lán)綠色，長(zhǎng)柱狀或毛發(fā)狀，正高突起，兩組近于正交解理，具有黃色、淺褐色、綠色、藍(lán)綠色多色性且多色性明顯，干涉色二級(jí)—三級(jí)，但被自身較濃的綠色所掩蓋(圖3d)，在電子探針背散射圖像下呈灰黑色。硅鋇鈦石在單偏光鏡下為淺灰色—灰白色，高突起，無(wú)色，晶型多呈長(zhǎng)柱狀，橫切面呈正方形，具有正交的兩組解理，正交偏光下干涉色鮮艷，可達(dá)二級(jí)藍(lán)(圖3e)，常與鈉長(zhǎng)石伴生。鋰云母呈葉片狀集合體，干涉色可達(dá)鮮艷的二級(jí)紅，C∧Ng約為6°，光軸角較大(圖3b，f)。

圖3 火燒山油田平地泉組碳酸巖質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)ra.碳酸巖質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r中的碳酸巖巖屑(局部放大)，主要礦物為方解石(高級(jí)白干涉色)和霓石(二級(jí)藍(lán)干涉色)，H2井，1 835.11 m(-)；b.碳酸巖脈(局部放大)中的方解石(高級(jí)白干涉色)、鋰云母(片狀，玫瑰紅色、紫色，最高干涉色二級(jí)綠)和少量霓石，呈半自形粒狀鑲嵌式結(jié)構(gòu)，H2井，1 835.11 m (+)；c. 噴爆的碳酸巖巖屑，由于富含鍶而顯示鮮艷的干涉色，H263井，1 544.79 m(-)；d.巖漿碳酸巖脈，由粒狀方解石和霓石(柱狀，毛發(fā)狀，二級(jí)藍(lán)干涉色) 組成，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，HB1井，2 549.09 m (+)；e. 巖漿碳酸巖脈以及粗大的硅鋇鈦石斑晶，硅鋇鈦石具有正交解理，二級(jí)藍(lán)和一級(jí)黃干涉色，基質(zhì)為含油的泥晶碳酸鹽，HB1井，2 549.20 m(+)；f.兩期碳酸巖脈穿插，主要礦物為方解石，少量霓石，HB1井，2 548.30 m(+)；g.噴爆的碳酸巖巖屑散布在含油的碳酸質(zhì)基質(zhì)中，HB1井，2 550.16 m(-)；h.碳酸巖侵入地層中捕獲的含油泥巖捕擄體，HB1井，2 549.2 m(-)Fig.3 Carbonatitic ignimbrite in Pingdiquan Formation, Huoshaoshan oilfield

(2) 細(xì)粒碳酸巖相：方解石碳酸巖

方解石碳酸巖的礦物組成以粒度小于0.2 mm的方解石為主，表現(xiàn)為星散狀方解石碎屑或團(tuán)塊呈不連續(xù)的透鏡狀、蝶狀、團(tuán)塊狀和星散狀大致呈層分布在含油的泥晶紋層中(圖3g，h)，層厚介于0.3～0.7 mm，屬于細(xì)粒碳酸巖相。該類碳酸巖具有斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶中的礦物主要為方解石和鐵方解石，呈半自形粒狀，有些顆粒彼此鑲嵌組成集合體(巖屑)，基質(zhì)為細(xì)小的方解石、堿性長(zhǎng)石和黑云母等凝灰物質(zhì)，同時(shí)伴生少量黃鐵礦，顯示凝灰結(jié)構(gòu)和變形構(gòu)造。根據(jù)上述巖石、礦物學(xué)特征和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，認(rèn)為該類巖石應(yīng)來(lái)自碳酸巖的噴爆—噴發(fā)，屬于較少見的碳酸巖型凝灰?guī)r類。

2.1.2 中酸性(安山巖型)凝灰?guī)r類

中酸性凝灰?guī)r比較常見，主要指長(zhǎng)英質(zhì)火山碎屑物質(zhì)大于90%，且具有凝灰結(jié)構(gòu)的火山碎屑巖。該類巖石的碎屑基本不具磨圓度，分選很差，成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化很大，缺乏穩(wěn)定的層理，多呈斷續(xù)的紋層、透鏡狀、蝶狀等構(gòu)造，局部見濁積構(gòu)造和變形層理，不論在陸上還是在水下均有分布。按照凝灰物質(zhì)的含量及結(jié)構(gòu)可分為：

(1) 熔結(jié)凝灰?guī)r

熔結(jié)凝灰?guī)r的分布自火燒山背斜的北部到南部均有發(fā)現(xiàn)，在H201井、XQ104、H262井、H263井和火2井區(qū)最為發(fā)育。該類巖石具有明顯的熔結(jié)結(jié)構(gòu)和似流動(dòng)構(gòu)造(圖4)。

該類凝灰?guī)r中碎屑組成主要為晶屑和玻屑，少量巖屑，粒度介于0.1～0.01 mm。晶屑以鈉長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石和少量透長(zhǎng)石等堿性長(zhǎng)石和石英為主，多呈尖棱狀、次棱角狀、長(zhǎng)條狀、鐮刀狀等特殊形態(tài)，部分見港灣狀及破碎粒狀；偶見黑云母、角閃石、輝石單晶和巖漿巖巖屑，具有典型的凝灰結(jié)構(gòu)(圖4a～f)。多數(shù)碎屑顆粒新鮮干凈，幾乎無(wú)次生變化。長(zhǎng)石多(熔)溶蝕成港灣狀、殘留狀，石英也見到(熔)溶蝕現(xiàn)象。鑄體薄片顯示該類巖石原生粒間孔隙發(fā)育，其孔隙中僅星散狀分布著自形的鈉長(zhǎng)石板條(圖4g)，缺乏陸源雜基，有大量的剩余原生粒間孔(圖4h)，原生粒間孔均被油充填，喻示研究區(qū)可能是一種間歇性水動(dòng)力較強(qiáng)的安靜的環(huán)境，且有間歇性的硅、鈉、鉀等離子來(lái)源。由此推測(cè)，該區(qū)凝灰?guī)r可能為濱淺湖—沼澤—熱泉背景下巖漿和地幔熱液間歇性噴發(fā)—溢流作用的結(jié)果。

圖4 火燒山油田平地泉組安山質(zhì)晶屑巖屑熔結(jié)凝灰?guī)ra.晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，XQ104井，2 055.40 m(-)；b.杏仁狀巖屑晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，XQ104井，2 055.90 m(-)；c. 火山角礫巖，XQ104，2 053.62 m(-)；d.晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，XQ104井，2 083.37 m(-)；e.晶屑凝灰?guī)r，以晶屑為主，少量玻屑和巖屑，H262井，1 439.38 m(+)；f.晶屑巖屑凝灰?guī)r，可見較粗大的安山巖巖屑，XQ104井，2 050.50 m(-)；g.原生粒間孔中充填的自生板條狀鈉長(zhǎng)石雜亂分布，較新鮮，H262井，1 617.93 m(+)；h.巖屑凝灰?guī)r，巖屑以凝灰?guī)r為主，原生孔隙發(fā)育，雜基極少，H2井，1 593.7 m(-)，鑄體薄片，紅色為孔隙Fig.4 Andesitic crystal fragments, cuttings, ignimbrite of Pingdiquan Formation, Huoshaoshan oilfield

除新鮮的晶屑凝灰?guī)r外，研究區(qū)還含有大量玻屑凝灰?guī)r(圖5)，玻屑和晶屑呈撕裂狀、火焰狀，雞骨狀、不規(guī)則狀等(圖5a～f)，在部分巖石中呈“基底式”膠結(jié)(圖5g，h)，均勻分布。它們呈紋層狀與泥晶白云巖互層或呈透鏡狀分布在泥晶白云巖中。依據(jù)上述礦物學(xué)特征和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征確定上述礦物應(yīng)來(lái)自堿性的中酸性巖漿巖。是一種由近源火山噴發(fā)、溢流作用形成的火山碎屑巖。當(dāng)這類凝灰?guī)r含玻璃質(zhì)時(shí)，它們常常發(fā)生脫?；纬煞椒惺?，方沸石溶蝕后則形成較好的溶蝕粒內(nèi)孔，成為本區(qū)重要的儲(chǔ)油巖。

(2) 沉凝灰?guī)r

研究區(qū)此類巖石整體具有較好的紋層狀構(gòu)造，有些層段呈透鏡狀、不規(guī)則蛇曲狀或生物潛穴等構(gòu)造，變形強(qiáng)烈，表明它們沉積時(shí)受到較強(qiáng)烈的沉積擾動(dòng)和生物活動(dòng)的影響；局部可見濁流沉積，主要發(fā)育A段，具有粒序?qū)永怼?/p>

經(jīng)巖石薄片鑒定及電子探針分析并結(jié)合全巖X衍射分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)沉凝灰?guī)r中長(zhǎng)英質(zhì)含量變化較大。例如在H2井1 751.5 m處一層沉凝灰?guī)r，其長(zhǎng)石、石英的含量高達(dá)82.8%；而在1 735 m處則為云質(zhì)沉凝灰?guī)r，其長(zhǎng)英質(zhì)的含量為54.9%；總體上看長(zhǎng)石+石英平均含量為62.6%左右。由于此類巖石火山碎屑含量的變化較大，導(dǎo)致巖石孔隙度變化大，其含油性也有較大差異，但總體看含油性較差。

(3) 凝灰質(zhì)泥晶白云巖

凝灰質(zhì)巖中凝灰質(zhì)含量介于25%～50%之間。研究區(qū)多見凝灰質(zhì)泥晶白云巖，其長(zhǎng)英質(zhì)凝灰物質(zhì)均勻散落在泥晶或粉晶白云石之中。該類巖石對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)特征為低自然伽馬(GR)，低自然電位(SP)，高電阻率(RT/RI)。顯微鏡下可見凝灰質(zhì)泥晶白云巖中礦物組成以緊密鑲嵌的自形—半自形白云石為主，其次為斜長(zhǎng)石(以鈉長(zhǎng)石為主)、鉀長(zhǎng)石(以正長(zhǎng)石和透長(zhǎng)石為主)和石英，它們較均勻混合(圖6)。凝灰質(zhì)含量較多的部位同時(shí)含有較多的有機(jī)質(zhì)碎片，測(cè)井解釋結(jié)果顯示含油性較好。

凝灰質(zhì)泥晶白云巖類在研究區(qū)平地泉組分布廣泛，多呈薄層狀產(chǎn)出。該類白云巖較為致密，肉眼很難分辨出顆粒界限。正交偏光鏡下可見少量的泥晶級(jí)白云石，但在反射光下或電子探針背散射圖像中可以看到密集的自形—半自形白云石顆粒。在白云石顆粒之間常分布豐富的生物碎片，主要為藻類，常因含有豐富的油或?yàn)r青(激光拉曼驗(yàn)證)而呈黑色或灰黑色，極易被誤認(rèn)為“泥巖”。從含油性來(lái)看，此類泥晶白云巖出現(xiàn)的井段對(duì)應(yīng)的測(cè)井解釋含油性較好，如火2井、H2452井、H262井、H263井等位于背斜北部的鉆井。當(dāng)此類巖石未被油浸染時(shí)，巖石呈黃白色，為較純的泥晶白云巖。

(4) 含凝灰質(zhì)藻云巖

藻云巖在研究區(qū)平地泉組分布廣泛，多呈紋層狀或透鏡狀產(chǎn)出(圖6)。該類巖石粒度細(xì)小，由泥晶白云石、凝灰質(zhì)與藻類混合而成，膠結(jié)致密，肉眼很難分辨出顆粒界限。該類巖石常因富含石油而呈黑色或深灰色，因而容易被誤認(rèn)為泥巖。在白云石顆粒之間常見豐富的藻類(部分發(fā)生磷灰石化)，通常大于30%。部分藻間孔隙發(fā)育，藻間孔多含油，有時(shí)可被細(xì)小的霓石充填。在熒光顯微鏡下，這些藻類體在藍(lán)色光源激發(fā)下發(fā)黃色熒光，表明有機(jī)質(zhì)的演化程度較低，僅進(jìn)入低成熟到成熟階段。藻云巖多為好的烴源巖，主要分布在火燒山背斜上由北向南呈串珠狀分布的小型中心一帶，這些沉積中心可能由于富含巖漿活動(dòng)和地幔熱液流體而具備適合藻類生活的環(huán)境，從而使藻類勃發(fā)并成為重要的油源。藻云巖出現(xiàn)的井段對(duì)應(yīng)的測(cè)井解釋含油性較好，它們應(yīng)該是盆地內(nèi)主要的生烴母質(zhì)之一。

圖5 火燒山油田平地泉組安山質(zhì)玻屑凝灰?guī)ra.玻屑巖屑(白色)凝灰?guī)r，H021井，2 816.5 m(-)；b.為a.的正交偏光，巖屑主要為凝灰?guī)r，玻屑含量較高(+)；c.安山質(zhì)玻屑凝灰?guī)r，玻屑大小不一，順層分布(+)；d.晶屑玻屑凝灰?guī)r，H263井，1 572.42 m (-)；e.玻屑凝灰?guī)r，玻屑呈不規(guī)則狀(白色)，H262井(-)，1 471.9.1 m；f.e的正交偏光；g.玻屑凝灰?guī)r，玻屑(白色)呈基底式膠結(jié)，H262井，1 473.12 m(-)；h.為g的正交偏光Fig.5 Andesitic vitric tuff of Pingdiquan Formation, Huoshaoshan oilfield

圖6 火燒山油田平地泉組凝灰質(zhì)泥晶白云巖和含凝灰質(zhì)藻云巖a.凝灰質(zhì)泥晶白云巖，長(zhǎng)英質(zhì)巖屑約占20%，H2340井，1 601.55 m(+)；b.晶屑巖屑凝灰質(zhì)白云巖，長(zhǎng)英質(zhì)晶屑巖屑分布于軟變形的泥晶白云巖中，大7井，2 667.02 m (+)；c. 晶屑巖屑凝灰質(zhì)白云巖，凝灰質(zhì)不均勻分布，火2井，1 811.58 m(+)；d.含凝灰質(zhì)泥晶白云巖，H263井，1 556.08 m(-)；e.凝灰質(zhì)泥晶白云巖，新鮮的中酸性凝灰?guī)r屑散落在泥晶碳酸巖中(+)，HB1井，2 577.10 m；f.干凈的長(zhǎng)石板條被磷灰石化有機(jī)質(zhì)？包裹，HB1井，2 452.48 m(-)；g.含凝灰質(zhì)藻云巖圓形及半圓形的顆粒為中酸性凝灰?guī)r巖屑，紅色為藻類，D7井，2 643.17 m(+)；h.巨大的玄武質(zhì)凝灰?guī)r屑分布在泥晶白云巖中，HB1井，2 577.14 m(+)Fig.6 Tuffaceous micritic dolomite and algal dolomite of Pingdiquan Formation, Huoshaoshan oilfield

3 凝灰?guī)r對(duì)生烴的影響

蔣宜勤等曾對(duì)與火燒山油田相鄰的吉木薩爾凹陷的二疊系致密油做過(guò)研究[11]，提出凝灰物質(zhì)對(duì)致密油的形成具有重要的影響，并認(rèn)為致密油層段的深灰色、灰黑色的凝灰質(zhì)泥晶白云巖是最好的油頁(yè)巖(生儲(chǔ)一體)。與吉木薩爾凹陷相比，準(zhǔn)東火燒山油田的凝灰物質(zhì)更多，油更豐富，凝灰物質(zhì)與油的關(guān)系更清楚。

3.1 烴源巖中有機(jī)質(zhì)類型及生烴潛量

已有研究資料[12-15]表明，火燒山背斜(中二疊統(tǒng)平地泉組)一帶的烴源巖厚度為50～200 m?；馃接吞锏钠降厝M烴源巖的有機(jī)質(zhì)約占78%，有機(jī)質(zhì)為腐泥型(Ⅰ型)和腐殖腐泥型(Ⅱ1型)，干酪根H/C原子比為0.9～1.4，氫指數(shù)大于200 mg/gTOC的占50%，大于400 mg/gTOC的占28%，有機(jī)質(zhì)成熟度為低成熟—成熟階段。

42個(gè)凝灰質(zhì)白云巖的有機(jī)碳分析顯示該套烴源巖中總有機(jī)碳含量介于0.72%～13.9%之間，平均值為4.5%?？傆袡C(jī)碳大于1%的樣品占總樣品數(shù)的95%，并在1%～2%之間出現(xiàn)一個(gè)峰值。生烴潛量(S1+S2)介于0.1～77.41之間，差異極大；生烴潛量大于6.0的樣品占總樣品數(shù)的57%，平均值為21.23%，總體認(rèn)為平地泉組烴源巖為較好—好烴源巖。TOC-S2圖解可以看出有機(jī)碳含量與其生烴潛量有良好的匹配關(guān)系(圖7)，但是有機(jī)質(zhì)含量和分布極不均勻。

據(jù)周中毅等[16]對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地二疊系風(fēng)城組烴源巖的研究，認(rèn)為凝灰質(zhì)巖本身就是一種生油巖，其有機(jī)碳含量為1%～3%，干酪根類型為Ⅰ型或Ⅱ型，具有很高的產(chǎn)烴能力。正烷烴的主峰在C17～C20，富含類異戊二烯烴、甾烷含量高于萜烷，這都是藻類有機(jī)質(zhì)的特征。該類生油巖氯仿抽提瀝青“A”在0.1%以上。氫指數(shù)大多在300 mg/g以上。有效碳占總有機(jī)碳的比例很高，表明這類生油巖中的有機(jī)質(zhì)有利于向烴類轉(zhuǎn)化；S1+S2所代表的產(chǎn)油率很高，多數(shù)在4 kg/t以上，有些層段已高于9 kg/t，達(dá)到優(yōu)質(zhì)生油巖的標(biāo)準(zhǔn)。

圖7 平地泉組烴源巖TOC與S2關(guān)系Fig.7 The relationship of TOC and S2 of source rocks in Pingdiquan Formation

3.2 凝灰?guī)r對(duì)有機(jī)質(zhì)富集的影響

熒光薄片觀察結(jié)果表明，在藍(lán)色光源激發(fā)下平地泉組紋層狀烴源巖顯示較強(qiáng)的黃色熒光(圖8a～d)，表明較強(qiáng)的生油能力和較低的有機(jī)質(zhì)成熟度。同時(shí)顯示出油的較強(qiáng)的分布非均質(zhì)性。從油的分布狀況與巖石類型來(lái)看，高有機(jī)質(zhì)豐度的烴源巖與凝灰質(zhì)白云巖和沉凝灰?guī)r的分布深度一致，表明凝灰物質(zhì)與油的形成具有密切成因聯(lián)系。透射光顯微鏡、反射光顯微鏡和熒光顯微鏡的觀察均發(fā)現(xiàn)與凝灰物質(zhì)關(guān)系密切的藻類等微生物，如圖8e，f顯示出碳酸巖噴爆物與這些微生物的密切關(guān)系；而圖8g，h則展現(xiàn)了藻類與中酸性凝灰質(zhì)的依存關(guān)系?；鹕阶饔猛Ｖ购?，火山口附近形成熱泉，使藻類勃發(fā)并成為研究區(qū)重要的油源[17]。

3.3 油充注早，礦物被溶蝕擴(kuò)大了儲(chǔ)集空間，并抵抗了機(jī)械壓實(shí)作用

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，凝灰?guī)r類普遍為含油巖類。在反射光顯微鏡和電子探針下，可見凝灰?guī)r的原生粒間孔發(fā)育且其中并無(wú)充填物，大部分為顆粒支撐結(jié)構(gòu)。一般情況下，凝灰?guī)r分選好，碎屑顆粒多為點(diǎn)、線接觸，原生孔隙多。如果近源的熾熱的凝灰物質(zhì)與濱湖—沼澤—熱泉相的有機(jī)質(zhì)混合會(huì)瞬間生成液態(tài)烴，并就近充填到凝灰?guī)r類原生孔隙中。油的早期充注不但使儲(chǔ)層抵抗了上覆地層的重力，減弱了機(jī)械壓實(shí)作用，而且使原生孔隙被很好的保存下來(lái)；同時(shí)使長(zhǎng)石等碎屑被溶蝕，提高了巖石總孔隙度。另一方面，還可在鑄體薄片中清晰觀察到凝灰?guī)r類中豐富的原生粒間孔、粒內(nèi)孔以及強(qiáng)烈的方沸石溶蝕孔隙。該類巖石自淺到深其礦物組成和溶(熔)蝕作用具有相同強(qiáng)度，而且在相同深度上差異較大，也是正常埋藏成巖作用理論很難解釋的。

圖8 火燒山油田平地泉組烴源巖熒光特征a.紋層狀藻云巖在單偏光顯微鏡下顯示亮黃色的細(xì)紋層與淺褐色紋層,H263井，1 889.2 m(-)；b.為圖a的熒光片，顯示較強(qiáng)的熒光，成熟度較低，其中亮黃色細(xì)紋層的熒光更強(qiáng)；c.富含巖漿方解石的藻紋層在單偏光顯微鏡下顯示紅色,H263井，1 751.5m；d.為圖c的熒光片，在熒光顯微鏡下藻紋層顯示弱黃色熒光;e.巖漿碳酸巖層中夾淺褐黃色藻紋層(-)；f為e的熒光圖像，顯示藻紋層發(fā)黃色熒光，而碳酸巖層發(fā)綠色熒光,H262，1 644.1 m；g.淺褐色含凝灰質(zhì)碎屑藻云巖，碳酸巖質(zhì)碎屑呈紋層狀分布，層間被極薄的暗色層隔開, H263井，1 751 m；h.為g對(duì)應(yīng)的熒光圖像，含油的泥質(zhì)紋層發(fā)強(qiáng)烈黃色熒光，而碳酸巖質(zhì)碎屑不發(fā)熒光。注：本文熒光均為藍(lán)光光源激發(fā)Fig.8 The fluorescence features of source rocks in Pingdiquan Formation, Huoshaoshan oilfield

3.4 干酪根碳同位素的意義

火燒山地區(qū)平地泉組38塊烴源巖樣品的干酪根的碳同位素分析結(jié)果為δ13C介于-19.84‰～-28.74‰，平均為-24.8‰，顯示出不同于常規(guī)的有機(jī)質(zhì)生烴結(jié)果；另?yè)?jù)陳建平等[15]的研究，準(zhǔn)東地區(qū)平地泉組和博格達(dá)山南緣的蘆草溝組的碳同位素分別為-31.5‰和-19.5‰，多數(shù)小于-26‰，差異較大；原油碳同位素顯示五彩灣凹陷為-26‰，絕大多數(shù)大于-25‰。綜合上述并結(jié)合研究區(qū)沉積環(huán)境可以看出，研究區(qū)生烴母質(zhì)可能主要來(lái)自高鹽度的湖泊。但是也出現(xiàn)了一些偏重的碳同位素，表明研究區(qū)的原油可能遭受了生烴母質(zhì)(主要為微生物)的降解作用[18]，Lebedew實(shí)驗(yàn)?zāi)M微生物降解可使δ13C升高約2‰～5‰[18]。

4 結(jié)論

火燒山地區(qū)二疊紀(jì)時(shí)期發(fā)育與地球深部堿性—過(guò)堿性的超基性—中酸性巖漿—熱液活動(dòng)相關(guān)的陸內(nèi)裂谷盆地。該時(shí)期形成的兩類凝灰?guī)r作為研究區(qū)重要的石油儲(chǔ)集層，不僅具有巖漿和熱液活動(dòng)對(duì)烴源巖和儲(chǔ)集層的分布的控制作用特征，而且顯示出該類油藏具有獨(dú)特的生烴機(jī)理。深大斷裂和裂縫控制了巖漿和熱液流體的分布；碳酸巖漿及地幔流體提供的熱及豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)了濱湖—沼澤—熱泉環(huán)境中藻類、微生物等生烴母質(zhì)的繁盛；高豐度烴源巖快速形成但分布極不均勻；液態(tài)烴早期生成并進(jìn)入凝灰?guī)r中的原生粒間孔，抵抗了機(jī)械壓實(shí)作用；富含原生粒間孔的碳酸巖型凝灰?guī)r和富含方沸石溶蝕孔的安山巖型凝灰?guī)r控制了油的分布。