韓國(guó)猛，王麗，肖敦清，樓達(dá)，徐牧月，趙勇剛，裴眼路，郭小文，滕建成，韓元佳

（1.中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津 300280；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430074）

0 引言

隨著油氣勘探工作的不斷深入，熱液流體在含油氣盆地內(nèi)的活動(dòng)逐漸引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注[1-9]。一般將由地球深部向淺部運(yùn)移的、且比所經(jīng)圍巖地層溫度高5 ℃以上的地質(zhì)流體稱為熱液流體[10]。前人對(duì)熱液流體活動(dòng)的識(shí)別標(biāo)志及其地質(zhì)意義進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，熱液流體活動(dòng)區(qū)常見(jiàn)螢石、重晶石、黃鐵礦、黃銅礦、葉綠泥石、沸石、硬石膏、片鈉鋁石等特征礦物[1,4]，并伴隨 F、Ba、S、Fe、Mg、Sr、Ce、Eu 等元素的異常富集[5,8-9]，與此同時(shí)熱液礦物的原生流體包裹體均一溫度也常高于正常的地層溫度[3,7]。熱液流體與其流經(jīng)圍巖之間的水-巖相互作用還可以改善油氣儲(chǔ)集層物性[5]。在渤海灣盆地黃驊坳陷，針對(duì)熱液流體活動(dòng)的研究主要集中在歧口凹陷。歧口凹陷古近系熱液活動(dòng)不僅改善了儲(chǔ)集層物性，同時(shí)也提高了烴源巖的成熟度。侯中帥等[1]研究了歧口凹陷的熱液流體活動(dòng)對(duì)不同類型油氣儲(chǔ)集層物性的影響。楊揚(yáng)等[9]也認(rèn)為熱液流體活動(dòng)對(duì)歧口凹陷沙河街組湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)集層有明顯改造作用。相較之下，滄東凹陷熱液流體活動(dòng)的研究則鮮有實(shí)例報(bào)道。

滄東凹陷是黃驊坳陷第 2大富油凹陷，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)棗園、王官屯、烏馬營(yíng)等 7個(gè)油田，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.87×108t，其中位于孔店構(gòu)造帶的棗園油田為超億噸級(jí)大油田[11]。近年來(lái)，滄東凹陷GD1701H井和GD1702H井在古近系孔店組二段（簡(jiǎn)稱孔二段）實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖油勘探重大突破[12]，滄東凹陷孔二段富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖隨即成為新的勘探與研究熱點(diǎn)[12-14]。但與一般湖相泥巖不同的是，滄東凹陷孔二段泥巖中富集了大量紋層狀、基質(zhì)分散狀以及孔隙充填狀的方沸石，其平均含量約為15%，最高超過(guò)50%[15]。沸石礦物常由火山礦物或火山玻璃蝕變而來(lái)[16]。已有研究報(bào)導(dǎo)，遼河坳陷古近系沙河街組四段的湖相泥質(zhì)白云巖發(fā)育紋層狀方沸石，方沸石白云巖的稀土元素配分曲線與同層位及其下伏的玄武巖相似，為玄武巖礦物蝕變和湖底熱液作用共同形成的熱液沉積巖[17]。方沸石是一種典型的脆性礦物，方沸石的富集不僅可以增加泥頁(yè)巖的脆性，其粒間孔隙也被認(rèn)為是頁(yè)巖油的有效儲(chǔ)集空間[14]。此外，沸石礦物還可以作為生烴裂解反應(yīng)的催化劑，有利于烴源巖在未成熟—低成熟階段的生烴演化[18]，其成因研究具有重要的理論意義和勘探價(jià)值。

本文以滄東凹陷Z56井為例，通過(guò)普通薄片、電子探針、流體包裹體均一溫度檢測(cè)、激光拉曼光譜分析、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜等技術(shù)手段，對(duì)孔二段的熱液流體活動(dòng)進(jìn)行了識(shí)別，并與同一凹陷內(nèi)西南約20 km處的G108-8井進(jìn)行對(duì)比，探討巖漿熱液流體與孔二段沸石礦物之間的成因聯(lián)系。

1 地質(zhì)背景

滄東凹陷位于渤海灣盆地黃驊坳陷西南部（見(jiàn)圖1a），是在中生代坳陷基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新生代斷陷湖盆的區(qū)域沉降中心[19]。滄東凹陷整體沿北東40°方向展布，西北緣為滄縣隆起，東南緣為徐黑凸起，面積約1 760 km2（見(jiàn)圖1b）。研究井Z56井位于孔店潛山構(gòu)造帶，該構(gòu)造帶是由滄東鏟式斷層和徐西鏟式斷層共同控制的雙向滑脫背斜帶[20]，是研究區(qū)較有利的油氣聚集帶。

自始新世以來(lái)，滄東凹陷古近系依次沉積了孔店組（Ek）、沙河街組（Es）和東營(yíng)組（Ed）?？椎杲M自下而上可劃分為孔三段（Ek3）、孔二段（Ek2）和孔一段（Ek1）。其中，孔二段富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖為閉塞湖盆沉積，厚度為400～600 m，是研究區(qū)內(nèi)最主要的生油巖系[15]。Z56井孔二段現(xiàn)今埋深為2 274.5～2 774.5 m，巖性以深灰色泥巖和褐灰色油頁(yè)巖為主，夾淺灰色泥質(zhì)粉砂巖、中細(xì)砂巖、炭質(zhì)泥巖以及灰黑色玄武巖。鉆/測(cè)井資料（見(jiàn)圖1c）顯示，棗園油田Z56井孔二段泥巖發(fā)育5套玄武巖夾層，累計(jì)厚度約37 m。

圖1 滄東凹陷區(qū)域位置（a）、孔二段烴源巖成熟度等值線（b）及Z56井孔二段測(cè)/錄井巖性柱狀圖（c）（據(jù)文獻(xiàn)[13]、[15]修改）

黃驊坳陷新生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，由早到晚發(fā)育 6期，依次為孔店組沉積期、沙三段（Es3）沉積期、沙一段（Es1）沉積期、東一段（Ed1）沉積期、館陶組（Ng）沉積期和明化鎮(zhèn)組（Nm）沉積期，對(duì)應(yīng)產(chǎn)出了多套廣泛分布的火成巖[21]。前人研究表明，黃驊坳陷古近系各期玄武巖全部為幔源原生巖漿演化而來(lái)，在上升和結(jié)晶過(guò)程中未受到地殼物質(zhì)的強(qiáng)烈混染[22]。其中，孔店組的火成巖屬于堿性玄武巖系列，形成于板塊內(nèi)構(gòu)造環(huán)境[23]。來(lái)自于深部幔源的巖漿主要靠深大斷裂提供運(yùn)移通道[9]，伴隨熱液流體向淺層運(yùn)移，影響盆地內(nèi)能量和物質(zhì)的重新分配[6]，造成了火成巖分布區(qū)有機(jī)質(zhì)成熟度的局部異常[3]，并伴隨熱液流體沉淀了螢石、重晶石、方解石、白云石、黃鐵礦、硬石膏、片鈉鋁石、沸石等特征礦物[1]。

2 實(shí)驗(yàn)樣品和方法

本研究Z56井孔二段泥巖巖心上發(fā)育一條邊緣較平直的高角度裂縫脈體（見(jiàn)圖2a），裂縫開(kāi)度1～2 cm，延伸長(zhǎng)度達(dá)2 m。裂縫內(nèi)充填黑色脈狀焦瀝青和白色礦物晶體，例如重晶石、鈉沸石、方沸石、方解石等（見(jiàn)圖 2b、圖 2c）。脈狀瀝青條帶與圍巖以及礦物之間界線分明，瀝青條帶內(nèi)發(fā)育網(wǎng)狀收縮縫并被方解石膠結(jié)（見(jiàn)圖2c）。裂縫伴生兩組多條高角度縱向發(fā)育的節(jié)理（見(jiàn)圖2d），節(jié)理開(kāi)度小于2 mm，并可見(jiàn)黃鐵礦和沸石礦物生長(zhǎng)于節(jié)理面（見(jiàn)圖2e）。另外，此次研究還選取了3塊G108-8井孔二段泥巖樣品用于沸石成因的對(duì)比研究。

圖2 Z56井孔二段巖心照片

電子探針成分分析由備有 4道波譜儀的 JEOL JXA-8230測(cè)試完成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓設(shè)定為15 kV，電流為20 nA，束斑直徑為1 μm或5 μm。峰位的計(jì)數(shù)時(shí)間為10 s，前后背景值的計(jì)數(shù)時(shí)間均為5 s。將巖樣制成雙面拋光的流體包裹體薄片，采用Axio Scope A1型顯微鏡，配備MDSG600冷熱臺(tái)和相應(yīng)的冷熱系統(tǒng)，對(duì)Z56井孔二段泥巖裂縫脈體中的礦物包裹體進(jìn)行顯微測(cè)溫。在室溫25 ℃條件下，使用JY-Horiba LABRAM HR800拉曼系統(tǒng)收集瀝青樣品的激光拉曼光譜，配備了輸出激光功率為14 mW的雙頻反射率的釔鋁石榴石激光（532.06 nm）。利用拋光硅片的520.7 cm－1波段定期校準(zhǔn)拉曼峰位置?；瘜W(xué)成分測(cè)試在激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（LA-ICP-MS）上完成。激光剝蝕過(guò)程中采用 He作為載氣，測(cè)試時(shí)選用的標(biāo)準(zhǔn)樣品為NIST610（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 熱液礦物組合

研究區(qū)Z56井孔二段泥巖裂縫脈體內(nèi)發(fā)育多種與焦瀝青共生的熱液礦物（見(jiàn)圖 3）。其中，焦瀝青占據(jù)裂縫兩壁形成脈狀焦瀝青（見(jiàn)圖2b），脈狀焦瀝青發(fā)育收縮縫并被方解石和綠泥石等礦物膠結(jié)（見(jiàn)圖 3a—圖3d）。方解石的結(jié)晶較好，單晶尺寸普遍超過(guò)50 μm，可見(jiàn)聚片雙晶、珍珠暈彩，富含包裹體、連晶式膠結(jié)等特征（見(jiàn)圖 3a—圖 3b）。綠泥石單偏光下為灰綠色鱗片狀晶體（見(jiàn)圖3c），正交偏光下呈“鐵銹色”異常干涉色（見(jiàn)圖3d）。在瀝青與礦物過(guò)渡區(qū)域可見(jiàn)綠泥石垂直瀝青邊緣生長(zhǎng)所形成的環(huán)邊（見(jiàn)圖3e），環(huán)邊外圍被重晶石嵌晶式膠結(jié)，內(nèi)嵌瀝青-綠泥石復(fù)合體殘余，局部放大后發(fā)現(xiàn)兩者具有明顯的交互共生關(guān)系（見(jiàn)圖3f）。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果表明（見(jiàn)表1），裂縫脈體內(nèi)的綠泥石在元素組成上與富硅、少鋁、低含鈣的鐵鎂質(zhì)葉綠泥石種屬較為接近。

圖3 Z56井孔二段泥巖脈體顯微照片

表1 電子探針元素分析結(jié)果

裂縫中央主體區(qū)域的礦物主要為鈉沸石和方解石（見(jiàn)圖3g—圖3i），偶見(jiàn)重晶石殘晶（見(jiàn)圖3g）。柱狀鈉沸石在正交偏光下呈一級(jí)黃白干涉色（見(jiàn)圖3g），晶體自形程度較高，為早期熱液流體結(jié)晶的產(chǎn)物，后期遭受溶蝕被方解石膠結(jié)（見(jiàn)圖 3h—圖 3i）。裂縫中央?yún)^(qū)域的方解石晶體較為干凈透徹，以不含云霧狀包裹體的特征區(qū)別于瀝青收縮縫內(nèi)的方解石膠結(jié)物（見(jiàn)圖 3a）。

孔二段泥巖節(jié)理縫及紋層內(nèi)均發(fā)育方沸石礦物（見(jiàn)圖3j—圖3l），方沸石元素成分與鈉沸石十分接近（見(jiàn)表1），但前者為光性均質(zhì)體礦物，在正交偏光下全消光（見(jiàn)圖3j—圖3k），明顯區(qū)別于鈉沸石的一級(jí)黃白干涉色（見(jiàn)圖3g）。方沸石節(jié)理脈被順泥巖紋層方向的滑移變形作用而剪切錯(cuò)斷，表明脈體形成時(shí)孔二段泥巖的埋藏較淺，尚處在早期壓實(shí)成巖作用階段。方沸石微晶同時(shí)還賦存于纖維狀綠泥石與黃鐵礦復(fù)合體區(qū)域內(nèi)（見(jiàn)圖 4）。綠泥石在單偏光下具黃色—淺棕黃色多色性（見(jiàn)圖3j），正交偏光下呈一級(jí)灰白干涉色（見(jiàn)圖3k）。綠泥石晶簇整體為透鏡狀，其單晶垂直泥巖紋層生長(zhǎng)，并可延伸至黃鐵礦集合體內(nèi)與其交互共生（見(jiàn)圖3j、圖3k、圖4）。此外，綠泥石晶簇中還賦存少量斑點(diǎn)狀暗色礦物（見(jiàn)圖3j），經(jīng)電子探針鑒定為黃銅礦（見(jiàn)圖4）。由此可見(jiàn)，方沸石、綠泥石、黃鐵礦和黃銅礦具有明顯的共生關(guān)系，推測(cè)為巖漿熱液與泥巖進(jìn)行水-巖反應(yīng)的產(chǎn)物。

前人研究表明，孔二段主要為半深水—深水低能環(huán)境下沉積的富有機(jī)質(zhì)湖相泥頁(yè)巖[13]。根據(jù)玄武巖為高溫熔融的巖漿噴發(fā)或溢流至地表后而冷卻成巖的特性可知，研究井孔店組玄武巖噴發(fā)溢流時(shí)孔二段的埋深或僅有十幾米，泥質(zhì)沉積物尚未壓實(shí)成巖，極易產(chǎn)生裂縫、節(jié)理和順層滑移等同沉積變形（見(jiàn)圖2—圖4），巖漿后期熱液亦可繼承早期的破裂和滑移面進(jìn)行流體活動(dòng)，與孔二段泥巖進(jìn)行水-巖相互反應(yīng)，形成重晶石、綠泥石、鈉沸石、方沸石、黃鐵礦和黃銅礦等熱液礦物組合。

圖4 Z56井孔二段泥巖紋層視域電子探針能譜掃描結(jié)果（b、c圖能譜掃描視域如圖3j、圖3k）

3.2 熱液流體的溫度

近年來(lái)，關(guān)于含鐵熱液流體在巖漿噴發(fā)過(guò)程中的作用研究常見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)[24-26]。其中，黃鐵礦可在溫度高于 250 ℃的低氧還原熱液通道中形成[27-28]，而黃銅礦也是巖漿熱液成礦作用的重要產(chǎn)物[29]，綠泥石也是熱液蝕變、中低溫變質(zhì)等成礦作用的常見(jiàn)含鐵礦物[30]。根據(jù)前人研究成果，綠泥石形成時(shí)的溫度不同，離子間的相互置換關(guān)系及空間占位能力不同，因此可以作為地質(zhì)溫度計(jì)[31]。本文利用 Nieto[32]修正的 Rausell-Colom等[33]提出的公式：

綠泥石的化學(xué)結(jié)構(gòu)式按14個(gè)氧原子計(jì)算，首先將面網(wǎng)間距計(jì)算出來(lái)，隨后根據(jù)綠泥石面網(wǎng)間距與形成溫度之間的計(jì)算公式[34]計(jì)算出綠泥石的形成溫度：

由表 2可見(jiàn)，Z56井孔二段泥巖綠泥石形成溫度在124～166 ℃，明顯高于孔二段最大埋深時(shí)期即現(xiàn)今的地層溫度（2 404 m處約為88 ℃，見(jiàn)圖5），結(jié)合上文分析可知綠泥石的形成與巖漿熱液流體活動(dòng)關(guān)系密切。

表2 綠泥石溫度計(jì)的計(jì)算結(jié)果

除綠泥石溫度計(jì)外，熱液礦物的原生流體包裹體均一溫度也可以反映礦物結(jié)晶沉淀時(shí)的流體溫度。原生流體包裹體是在礦物結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程中被包裹在礦物晶格缺陷或穴窩內(nèi)、且至今仍與宿主礦物保留相界線的地質(zhì)流體[35]。與此對(duì)應(yīng)，次生流體包裹體是在宿主礦物后期重結(jié)晶、次生加大和裂縫愈合等過(guò)程中被捕獲的地質(zhì)流體。包裹體的均一溫度是氣液兩相流體變?yōu)榫幌嗔黧w時(shí)的溫度，一般認(rèn)為礦物捕獲包裹體時(shí)的地質(zhì)流體是均一相態(tài)流體，故可以用來(lái)反映地質(zhì)流體的活動(dòng)期次和溫度。Z56井孔二段脈體礦物的流體包裹體均一溫度檢測(cè)結(jié)果表明（見(jiàn)圖 5），鈉沸石普遍發(fā)育孤立狀產(chǎn)出的原生流體包裹體，均一溫度為 80～196 ℃；方解石內(nèi)常見(jiàn)條帶狀產(chǎn)出的次生包裹體群，均一溫度為 60～189 ℃；而重晶石則普遍發(fā)育具明顯定向拉長(zhǎng)的次生包裹體，均一溫度為84～109 ℃。不同礦物包裹體的均一溫度明顯不同，表明Z56井孔二段泥巖可能經(jīng)歷了兩期以上的熱液流體活動(dòng)，這與取樣點(diǎn)上覆十余米地層內(nèi)發(fā)育多套玄武巖夾層也可以較好吻合（見(jiàn)圖1b）。

圖5 Z56井埋藏史與重晶石、方解石、鈉沸石礦物的流體包裹體均一溫度測(cè)試結(jié)果

此外，激光拉曼光譜是研究固體有機(jī)質(zhì)的有效手段。Beyssac等[36]認(rèn)為，拉曼光譜可以作為干酪根、焦瀝青、石墨等含碳物質(zhì)的地質(zhì)溫度計(jì)，并提出計(jì)算公式：

其中R2=D1/（G+D1+D2）

對(duì)Z56井脈體瀝青的拉曼光譜進(jìn)行分峰擬合計(jì)算（見(jiàn)圖 6），可得瀝青形成溫度為 324～354 ℃（見(jiàn)表3）。相比而言，Z56井孔二段現(xiàn)今（即最大埋深時(shí)）的地層溫度僅88 ℃（見(jiàn)圖5），324～354 ℃的異常高溫下形成的焦瀝青明顯與巖漿熱液流體活動(dòng)成因相關(guān)。

表3 激光拉曼光譜的分峰擬合溫度計(jì)算結(jié)果

圖6 Z56井脈體瀝青的拉曼光譜

根據(jù)綠泥石地質(zhì)溫度計(jì)、重晶石、方解石、鈉沸石流體包裹體均一溫度和瀝青拉曼分峰擬合計(jì)算溫度綜合分析可知，研究井孔二段泥巖可能經(jīng)歷了多期次巖漿熱液流體活動(dòng)，各期熱液流體的溫度分別為124～166，84～109，68～189，89～196，324～354 ℃。然而重晶石和方解石次生流體包裹體均一溫度多小于現(xiàn)今地層溫度（88 ℃），或?yàn)檎５貙恿黧w的成巖產(chǎn)物，又或者可能是一次巖漿熱液活動(dòng)從高溫到低溫的先后結(jié)晶充填產(chǎn)物，即焦瀝青→鈉沸石→綠泥石→重晶石→方解石；其中，焦瀝青、鈉沸石和綠泥石則明顯為巖漿熱液流體與孔二段泥巖之間水-巖相互作用的產(chǎn)物。

3.3 熱液礦物的來(lái)源

眾所周知，巖漿冷卻過(guò)程中揮發(fā)份或水等從巖漿房中分離出來(lái)的熱液流體常伴隨重晶石、沸石、綠泥石、黃鐵礦、黃銅礦、螢石、硬石膏、片鈉鋁石等特征礦物的結(jié)晶沉淀[1,4,37]，尤其對(duì)于重晶石而言，主要元素鋇和硫通常來(lái)自于巖漿熱液，巖漿-流體轉(zhuǎn)換過(guò)程早期的高氧逸度環(huán)境使得硫以SO42－離子形式存在[38]，便于與鋇結(jié)合形成重晶石，其粗晶脈狀充填裂縫的產(chǎn)出形式（見(jiàn)圖3e、圖3f）也常被認(rèn)為是熱液成因的標(biāo)志[1,39]。鉆井資料顯示，Z56井孔二段泥巖取樣點(diǎn)上約十余米處發(fā)育多套玄武巖（見(jiàn)圖1b），具備巖漿熱液流體活動(dòng)的地質(zhì)背景和物質(zhì)基礎(chǔ)。激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜結(jié)果顯示，重晶石具輕稀土富集特征和明顯的銪正異常（見(jiàn)圖7）。

圖7 研究井的熱液礦物與黃驊坳陷的玄武巖稀土元素配分曲線

稀土元素通過(guò)類質(zhì)同像置換進(jìn)入礦物晶格，因此離子半徑是其主要制約因素之一。隨著原子序數(shù)的增加，稀土元素的離子半徑逐漸變?。?.086 1～0.103 2 nm）[40]。重晶石礦物Ba2+離子半徑（0.135 nm）與稀土元素的離子半徑相差較大，使得稀土元素難以進(jìn)入重晶石晶格，導(dǎo)致重晶石的稀土元素豐度較低[40]。銪是稀土元素中可以指示氧化還原條件的靈敏指標(biāo)，在高溫環(huán)境下，Eu2+離子容易被氧化為較為難溶的 Eu3+離子而發(fā)生相對(duì)富集，銪的正異?？梢宰鳛闊嵋夯顒?dòng)的標(biāo)志[41]。由圖 7可知，Z56井孔二段泥巖裂縫內(nèi)的粗晶脈狀重晶石可能是從巖漿熱液中直接結(jié)晶沉淀的產(chǎn)物。

根據(jù)Melka[42]的綠泥石分類標(biāo)準(zhǔn)，Z56井孔二段泥巖和裂縫脈體中的綠泥石屬于鐵葉綠泥石—葉綠泥石—高硅葉綠泥石變種系列（見(jiàn)圖 8）。脈體內(nèi)放射狀的綠泥石的硅質(zhì)含量明顯高于泥巖基質(zhì)內(nèi)的纖維狀綠泥石，這種綠泥石的硅質(zhì)含量隨圍巖向脈體內(nèi)逐漸增加的現(xiàn)象系巖漿熱液流體活動(dòng)的特征之一。同時(shí)，放射狀高硅葉綠泥石的特殊晶形也是巖漿熱液流體成因的標(biāo)志[43]。由此可知，Z56井孔二段泥巖和裂縫脈體中綠泥石、黃鐵礦以及黃銅礦復(fù)合體的形成與巖漿熱液關(guān)系密切。此外，綠泥石在 pH值為 8～10時(shí)穩(wěn)定存在，沸石在pH值為7～10時(shí)穩(wěn)定存在[44]，兩者的共存以及脈體內(nèi)石英膠結(jié)的缺失等現(xiàn)象均表明，Z56井孔二段的熱液流體為富含鐵、鎂等金屬元素的堿性流體，這與研究區(qū)內(nèi)孔店組火成巖屬于堿性玄武巖也較為吻合[23]。

圖8 Z56井孔二段泥巖和裂縫脈體中綠泥石類型（據(jù)Urubek等[43]修改）

激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測(cè)結(jié)果顯示，放射狀綠泥石表現(xiàn)出輕稀土元素弱富集和明顯的銪正異常（見(jiàn)圖 7），指示綠泥石與熱液流體的成因聯(lián)系。然而，綠泥石的稀土元素配分曲線與鈉沸石以及孔店組玄武巖稀土元素的配分曲線均不類似，表明綠泥石的成礦物質(zhì)并不直接來(lái)自于巖漿熱液流體。結(jié)合上文有關(guān)綠泥石元素和結(jié)晶特征的相關(guān)分析認(rèn)為（見(jiàn)圖3、圖 4），Z56井孔二段泥巖和裂縫脈體中的綠泥石形成于熱液流體與泥巖基質(zhì)之間的交代作用。

在熱液來(lái)源的重晶石和綠泥石充填裂縫、交代泥巖的同時(shí)，巖漿熱液與孔二段泥巖之間的水-巖反應(yīng)還產(chǎn)生了鈉沸石和方沸石兩種沸石礦物（見(jiàn)圖3、圖4）。沸石是一種含水的架狀鋁硅酸鹽礦物，通常為火山玻璃質(zhì)長(zhǎng)石、似長(zhǎng)石的蝕變產(chǎn)物或者是玄武巖氣孔、裂縫、晶洞中的晚期熱液填充物。已有實(shí)驗(yàn)證明：在堿性熱液流體中，當(dāng)溫度為200～300 ℃時(shí)，可以從熱液中結(jié)晶沉淀出鈉沸石和方沸石[45-46]。根據(jù)電子探針成分計(jì)算出 Z56井孔二段泥巖中沸石 Si/Al值為 1.97～2.18，這與從堿性熱液直接結(jié)晶沉淀出來(lái)的沸石成分極為接近[47-48]。

激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測(cè)結(jié)果顯示，鈉沸石具有輕稀土弱富集和較弱的銪正異常特征（見(jiàn)圖 7）。鈉沸石稀土元素與孔店組玄武巖稀土元素的配分曲線模式相似，但是與中生界玄武巖貧乏重稀土元素的配分曲線模式不同，指示鈉沸石物質(zhì)來(lái)源于孔店組玄武巖巖漿熱液。結(jié)合上文相關(guān)結(jié)晶特征分析認(rèn)為（見(jiàn)圖 3、圖 4），Z56井孔二段泥巖裂縫和節(jié)理縫中的自形鈉沸石和脈狀方沸石晶體可能直接形成于巖漿后期熱液流體的結(jié)晶沉淀。

值得注意的是，滄東凹陷孔二段頁(yè)巖油儲(chǔ)集層亦富含方沸石礦物[14]。G108-8井孔二段頁(yè)巖中類似于Z56井泥巖中的紋層狀方沸石（見(jiàn)圖3）更是普遍發(fā)育，局部方沸石含量甚至可超過(guò) 50%[15]。激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜顯示，G108-8井孔二段紋層狀方沸石輕稀土富集且僅有一個(gè)樣品具有較弱的銪正異常特征（見(jiàn)圖9）。

圖9 Z56井熱液成因鈉沸石與G108-8井紋層狀方沸石稀土元素配分模式圖

G108-8井方沸石的稀土配分曲線與Z56井鈉沸石的稀土配分曲線十分一致，基本上是以后者為基線上下波動(dòng)，這一方面反映出G108-8井方沸石與Z56井鈉沸石具有很好的親緣性，另一方面也反映出G108-8井的方沸石受到了一定程度的成巖作用改造（例如重結(jié)晶作用、交代作用等）或者是混入了雜質(zhì)礦物。相比而言，Z56井鈉沸石較為穩(wěn)定的稀土元素配分曲線也符合前文有關(guān)其來(lái)自熱液流體結(jié)晶沉淀的推斷?？傮w而言，G108-8井紋層狀方沸石和Z56井自形鈉沸石與孔店組玄武巖具有較為一致的親緣性，基于紋層狀結(jié)構(gòu)是沉積巖典型標(biāo)識(shí)的前提，推測(cè)孔二段紋層狀方沸石的火山物質(zhì)來(lái)源或有 2種，一是由同層或下伏的孔店組火山巖物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化后沉積形成，二是由孔店組玄武巖同源的巖漿在湖底噴發(fā)或者經(jīng)熱液噴流的方式提供 Na+、Al3+、Si2+等離子，與正常湖水沉積物混合而形成熱液噴流-混積巖。但上述推測(cè)存在2個(gè)疑點(diǎn)：①孔店組雖普遍發(fā)育火山噴發(fā)巖，但是孔店組沉積時(shí)期地層持續(xù)沉降，不具備早期噴發(fā)的火山巖（例如孔店組三段的玄武巖）大規(guī)模風(fēng)化的地質(zhì)條件；②孔二段火成巖雖然規(guī)模較大，然而在巖性上或是以淺成侵入的輝綠巖為主，可能不具備巖漿在湖底持續(xù)噴發(fā)的地質(zhì)基礎(chǔ)。最后，與孔店組玄武巖同源的巖漿熱液的湖底噴流或可提供一些沸石類物質(zhì)，但是否由其主導(dǎo)形成孔二段泥巖中大量賦存的方沸石礦物尚有待商榷。

湖底巖漿噴發(fā)或者熱液噴流作用形成的巖漿熱液礦物與正常湖水沉積物混合沉積巖，即孔二段富方沸石混積巖，同時(shí)也是滄東凹陷的主力烴源巖。其中，由巖漿熱液所攜帶的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)勢(shì)必會(huì)對(duì)生物初始生產(chǎn)力以及湖水化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生作用，從而影響到孔二段的礦物組成和烴源巖品質(zhì)。與一般的湖相泥巖不同，滄東凹陷孔二段泥巖中方沸石的平均含量約為 15%，最高可達(dá) 50%[15]。與此同時(shí)，孔二段烴源巖有機(jī)質(zhì)含量豐富，總有機(jī)碳含量為 1.2%～8.4%，最高可達(dá)12.9%[13]?？锥瓮瑫r(shí)富含方沸石和有機(jī)質(zhì)的雙重特征不僅增加了泥巖的脆性（可壓裂性），同時(shí)也增加了泥巖的含油氣性，有利于頁(yè)巖油的勘探開(kāi)發(fā)。

4 結(jié)論

滄東凹陷Z56井孔二段泥巖含多套玄武巖夾層，巖漿熱液流體活動(dòng)特征顯著。在礦物組合上，可見(jiàn)重晶石、方解石、綠泥石、黃鐵礦和黃銅礦、鈉沸石、方沸石等熱液特征礦物。在流體溫度上，綠泥石溫度計(jì)、鈉沸石原生包裹體均一溫度以及瀝青拉曼光譜溫度計(jì)算結(jié)果反映孔二段泥巖經(jīng)歷的熱液流體活動(dòng)的溫度變化較大，但都高于正常地溫。在稀土成分上，重晶石和綠泥石的銪正異常以及鈉沸石與孔店組玄武巖稀土元素配分曲線的相似性等證據(jù)，均指示孔二段存在與玄武巖巖漿同源的熱液流體活動(dòng)。結(jié)合礦物結(jié)晶特征分析認(rèn)為，Z56井泥巖裂縫內(nèi)的鈉沸石直接來(lái)自于孔店組玄武巖巖漿熱液流體的結(jié)晶沉淀。根據(jù) Z56井熱液鈉沸石和G108-8井紋層狀方沸石的稀土元素配分曲線的一致性，可知兩者具有相同的物質(zhì)來(lái)源——孔店組玄武巖巖漿，初步推測(cè)湖底巖漿噴發(fā)或熱液噴流可能是孔二段富含沸石礦物的原因之一。

符號(hào)注釋：

d——綠泥石晶體的面網(wǎng)間距，nm；D1、D2、D3、G——分峰擬合面積，無(wú)因次；GR——自然伽馬，API；R2——峰面積之比，無(wú)因次；RLLD——深側(cè)向電阻率，Ω·m；T——溫度，℃；nAl——依據(jù)綠泥石電子探針結(jié)果，以14個(gè)氧原子數(shù)為基準(zhǔn)計(jì)算得到的4次配位的鋁原子數(shù)，無(wú)因次；nFe——依據(jù)綠泥石電子探針結(jié)果，以14個(gè)氧原子數(shù)為基準(zhǔn)計(jì)算得到2次配位的鐵原子數(shù)，無(wú)因次。