袁天晶, 金廷福,2

（1.成都理工大學(xué), 四川成都 610059； 2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院, 北京 100083）

1 研究現(xiàn)狀

凝塊石一詞，最早由Aitken提出，稱thrombolite，其命名依據(jù)加拿大南部落基山寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)巖石，系指與疊層石相關(guān)的隱藻組構(gòu)，但缺乏紋層，以宏觀/中觀凝塊結(jié)構(gòu)為特征的一類巖石［1］。發(fā)育時(shí)代不同的凝塊石差異明顯，主要表現(xiàn)于：①始現(xiàn)于中元古代，為微生物（白云石化嚴(yán)重，缺乏藍(lán)細(xì)菌/隱藻證據(jù)）捕捉、粘結(jié)沉積物為特征［2-4］；②廣泛發(fā)育于晚寒武世至早奧陶世，主要為表附菌、葛萬(wàn)菌捕捉、粘結(jié)沉積物為特征［5-10］。關(guān)于前寒武系凝塊石的成因，震旦系燈影組、蘭花組和里菲系凝塊石可能為微生物活動(dòng)或鈣化作用所形成的原生凝塊石［11-12］。而中元古界各種形狀的凝塊石，是由于水動(dòng)力條件、波浪、潮汐的變化，使得瀉湖中的原生凝塊石近源搬運(yùn)、拉長(zhǎng)、定向排列而形成［13］。

在凝塊石類型劃分上，主要以巨觀、宏觀/中觀結(jié)構(gòu)、構(gòu)造為依據(jù)。Parcell將smackover組凝塊石按微生物生長(zhǎng)形式及其結(jié)構(gòu)分為五種類型：層狀凝塊石，網(wǎng)絡(luò)狀/雜亂狀凝塊石，樹枝狀凝塊石，疊層石包殼和核形石［14］。國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)詳細(xì)的研究魯西寒武系張夏組凝塊石特征研究后，將該組微生物巖中凝塊進(jìn)一步分為斑塊狀、樹枝狀以及網(wǎng)狀［5］，而在華北地區(qū)，曾有學(xué)者對(duì)霧迷山組中凝塊石有所提及，但針對(duì)凝塊石的詳細(xì)研究仍相對(duì)少，凝塊石類型劃分仍沒(méi)有統(tǒng)一。

現(xiàn)代凝塊石形成的水深一般大于疊層石，常發(fā)育于淺潮下帶環(huán)境。據(jù)此推測(cè)，古老的凝塊石也可能具有相似的形成環(huán)境［10］。Mancini E A等對(duì)美國(guó)阿拉巴馬州中上侏羅統(tǒng)凝塊石礁進(jìn)行詳細(xì)研究，建立了凝塊石建造為內(nèi)緩坡邊緣向深水外緩坡形成的相關(guān)沉積模式［15］。而對(duì)華北地區(qū)霧迷山組凝塊石的研究，雖然以往有所涉及，但考慮到該組巖石中凝塊石類型豐富，凝塊石類型仍然需要進(jìn)一步細(xì)分，相對(duì)應(yīng)的沉積環(huán)境模式還需建立［3］。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

華北地區(qū)霧迷山組屬中元古代中期沉積形成，沉積厚度1030m～5400m。研究區(qū)天津薊縣則處于燕遼裂陷槽強(qiáng)烈坳陷中心地帶，沉積厚度可達(dá)3300m以上［10，16］。此外，據(jù)先前華北油田資料，霧迷山組由下至上可細(xì)分為12段。本次研究選取霧迷山組的下、中、上段（分別為王莊子2段、狐貍峪8段、小嶺子11段）中凝塊石白云巖進(jìn)行研究。

3 凝塊石白云巖類型

3.1 疊層狀凝塊石白云巖

3.1.1 層狀凝塊/凝塊質(zhì)層狀疊層石白云巖

霧迷山組下、中、上典型段剖面中均見(jiàn)有產(chǎn)出，巖石的顏色從淺至深色均有，厚度從薄層狀至塊狀不等。疊層由亮、暗紋層組成，大致呈水平狀，連續(xù)性較強(qiáng)。其中，亮紋層主要由晶粒白云石構(gòu)成，暗紋層主要由微生物捕捉的泥晶白云石、凝塊構(gòu)成（圖1-b）。

3.1.2 凝塊質(zhì)層紋石白云巖

霧迷山組中下部局部層位可見(jiàn)，如王莊子2段中，其巖石的厚度小。發(fā)育的疊層由亮、暗紋層組成，大致呈水平狀，連續(xù)性較強(qiáng)。其中，暗紋層主要由微生物捕獲的泥晶白云石構(gòu)成，亮紋層主要由顯微凝塊和晶粒白云石構(gòu)成（圖1-d）。

3.1.3 錐狀凝塊疊層石白云巖

主要發(fā)育于霧迷山組中部，即狐貍峪8段，厚度約4.7m。巖石的顏色為深灰色、厚度呈塊狀。疊層由亮、暗紋層組成，呈錐狀，高度范圍為20cm～30cm（圖1-c）。其中暗紋層主要由砂級(jí)凝塊（0.5mm～2mm）定向排列構(gòu)成，亮紋層則由晶粒白云石構(gòu)成。該巖石中，發(fā)育的儲(chǔ)集空間類型主要為凝塊之間的溶蝕孔、溶蝕縫以及構(gòu)造縫，且在華北地區(qū)廣泛發(fā)育，厚度較大，可成為規(guī)模性的有效儲(chǔ)集體。

3.1.4 柱狀凝塊疊層石白云巖

霧迷山組中部可見(jiàn)，即狐貍峪8段，厚度約2.6m，巖石的顏色為深色、厚度呈塊狀（圖1-e）。疊層由亮、暗紋層組成，呈柱狀，高度范圍為20cm～37cm，其生長(zhǎng)方向大致垂直巖層面向上。其中，亮紋層為微-中晶白云石構(gòu)成，暗紋層為中-粗粒凝塊及粉晶白云石所構(gòu)成。

3.2 非疊層狀凝塊石白云巖

3.2.1 微生物包殼狀凝塊/砂屑白云巖

見(jiàn)于霧迷山組頂部，即小嶺子11段中，發(fā)育的總厚約3.4m。巖石的顏色為淺色、厚度呈塊狀?？梢?jiàn)微生物紋層圍繞一個(gè)或多個(gè)砂級(jí)凝塊、砂屑不規(guī)則的生長(zhǎng)呈隨機(jī)、均勻分布于微生物包殼狀凝塊/砂屑白云巖中，微生物包殼之間為泥-中晶白云石構(gòu)成。其中，微生物包殼形狀呈圓狀、橢圓狀甚至不規(guī)則狀，大小為0.2cm～3cm不等。此外，微生物包殼又由亮暗紋層所組成，亮紋層往往由晶粒白云石構(gòu)成，局部也可見(jiàn)少量溶蝕孔、洞；暗紋層則是由微生物捕獲的泥晶白云石所構(gòu)成（圖1-f）。該巖石中，儲(chǔ)集空間類型主要為微生物包殼內(nèi)的溶蝕孔。

3.2.2 雜亂狀凝塊石白云巖

霧迷山組下、中、上部均見(jiàn)有發(fā)育，厚度相對(duì)大，約22m。巖石的顏色為深色、厚度從中層-塊狀均有，且以凝塊呈隨機(jī)或均勻分布在巖石中為特征。凝塊呈圓狀、橢圓狀、集合狀甚至呈不規(guī)則凝塊集合狀，一般大于0.25cm，最大可達(dá)2cm。該巖石中可見(jiàn)儲(chǔ)集空間類型主要為溶蝕孔、洞。

4 凝塊石沉積環(huán)境

華北地區(qū)薊縣霧迷山組凝塊石白云巖為陸表海碳酸鹽巖潮坪沉積產(chǎn)物，鑒于該組凝塊石微生物巖類型豐富，各自所表現(xiàn)的沉積環(huán)境具分帶性、相標(biāo)志詳細(xì)如下：

圖1 天津薊縣霧迷山組疊層狀凝塊石白云巖宏觀特征Fig.1 The characteristics of clotted dolomite of the Wumishan Formation in Jixian,Tianjin.

（1）潮間帶：巖性主要為淺-深色層狀凝塊疊層石白云巖。判別標(biāo)志主要為：紋層呈斷續(xù)狀、常發(fā)育硅質(zhì)紋層。

（2）潮下瀉湖：巖石所表現(xiàn)出的顏色較深，巖石類型有凝塊質(zhì)層狀疊層石白云巖、層狀凝塊疊層石白云巖、凝塊石白云巖以及兩者之間的伴生組合，且構(gòu)成疊層的亮暗紋層往往呈水平狀，連續(xù)性好，沉積構(gòu)造厚層-塊狀為特征。此外，形成時(shí)的水動(dòng)力條件不同，凝塊形狀也有差異，例如集合體狀凝塊較單一圓狀和橢圓狀凝塊形成時(shí)的能量高。

（3）潮下高能帶（微生物礁灘）：以凝塊微生物巖石類型較多為而明顯區(qū)別于其它帶。據(jù)凝塊石白云巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征研究，該帶中水體能量從低至高，由凝塊和白云石所構(gòu)成的微生物紋層形狀有一定規(guī)律，表現(xiàn)出呈雜亂狀、包殼狀、小柱狀、錐狀依次變化的特征。

5 沉積環(huán)境意義

對(duì)于凝塊石白云巖的孔隙發(fā)育和展布。凝塊與微生物疊層石伴生、凝塊定向排列形成的疊層石白云巖中，孔隙主要沿微生物紋層的邊界分布，儲(chǔ)集空間類型以凝塊間的溶蝕孔最為發(fā)育，小柱狀凝塊疊層石間的溶蝕孔次之。微生物包殼狀凝塊/砂屑白云巖中，以微生物包殼內(nèi)的溶蝕孔發(fā)育為特征。構(gòu)造縫/溶蝕縫的發(fā)育相對(duì)而言，不具規(guī)律。

野外宏觀露頭觀測(cè)和鏡下鑒定分析比較，孔徑小于8mm的凝塊石白云巖，為凝塊石原生孔隙易受次生溶蝕，在凝塊形成的紋層界面附近與紋層呈大致平行的孔、洞層。溶蝕洞穴，孔徑為0.8cm～20cm者，分布不均，宏觀上呈水平分布，微觀上難以測(cè)定和展現(xiàn)，初步推測(cè)受古潛水面升降控制。

本文在霧迷山組凝塊石白云巖孔隙研究方面，手段較為單一，主要為直觀性觀察、統(tǒng)計(jì)、分析，認(rèn)識(shí)不夠全面，只能初步判定霧迷山組微生物白云巖儲(chǔ)層為孔洞縫型，有效儲(chǔ)集體發(fā)育于潮下瀉湖-微生物礁灘相。儲(chǔ)集空間發(fā)育主要受凝塊石自身結(jié)構(gòu)、沉積相帶控制。

6 結(jié)論

明確了霧迷山組凝塊石白云巖為潮坪沉積，類型上，可劃分為疊層狀凝塊石白云巖和非疊層狀凝塊石白云巖兩大類型，六個(gè)亞類。明確了構(gòu)成儲(chǔ)層的巖石主要包括凝塊與微生物紋層伴生/組合的白云巖和凝塊定向排列形成的紋層狀白云巖，其儲(chǔ)集巖石中主要的儲(chǔ)集空間類型有粒間溶蝕孔、溶蝕孔縫、粒內(nèi)溶蝕孔。