摘要：

為了進一步掌握珠江口盆地恩平凹陷西南部火山巖發(fā)育模式和分布控制因素，本次研究基于珠江口盆地恩平凹陷火山巖研究區(qū)塊及周邊各項資料，首先通過薄片鑒定結(jié)合測井識別了火山巖巖性和巖相特征，然后采用井震結(jié)合研究了火山機構(gòu)特征，再利用地球化學(xué)方法分析了火山巖成因。結(jié)果表明：恩平凹陷西南側(cè)發(fā)育以玄武巖為主的火山巖，通過鉆井資料，判別火山巖巖性4種，分別為玻質(zhì)碎屑巖、塊狀玄武巖、杏仁體玄武巖和火山隱爆角礫巖；研究區(qū)新生代火山巖可劃分為2相4亞相，分別為火山通道相隱爆角礫巖亞相，噴溢相板狀熔巖流亞相、辮狀熔巖流亞相和玻質(zhì)碎屑巖亞相；依據(jù)沉積巖沉積界面識別4個噴發(fā)期次，并按期次劃分了火山口近火山口、近源、中源和遠源4個相帶；火山巖儲層復(fù)雜，火山口近火山口—近源相物性較好；不同期次玄武質(zhì)巖漿由同源幔源巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用形成，巖漿房位于下地殼，經(jīng)歷了強烈的地殼同化混染作用。對于分布控制因素，本次研究根據(jù)地震資料，識別了研究區(qū)兩期活動斷裂，珠江組沉積期呈NEENE向斷裂，韓江組沉積期至今主要為NWWNW向斷裂；認為其巖漿來源與深部斷裂有關(guān)，NW向的左旋走滑分量使火山機構(gòu)相帶走向向左有微弱旋轉(zhuǎn)，且從帶狀逐漸過渡為反S形。

關(guān)鍵詞：

珠江口盆地；恩平凹陷；陽江—一統(tǒng)斷裂帶；火山巖相；火山機構(gòu)；地球化學(xué)；儲層

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240233

中圖分類號：TE122

文獻標(biāo)志碼：A

郝國麗，蔣迪婭，許風(fēng)光，等.珠江口盆地恩平凹陷西南部火山巖相和火山機構(gòu)特征及其分布控制因素.吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2024，54（6）：19511967. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240233.

Hao Guoli，Jiang Diya，Xu Fengguang，et al. Characteristics and Controlling Factors of Distribution of Volcanic Facies and Volcanic Edifice in" Southwestern Enping Sag， Pearl River Mouth Basin. Journal of Jilin University （Earth Science Edition），2024，54（6）：19511967. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240233.

收稿日期：20240928

作者簡介：

郝國麗（1982—），女，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事石油與天然氣成藏方面的研究，E-mail：haoguoli@jlu.edu.cn

通信作者：蔣迪婭（2000—），女，碩士研究生，主要從事礦產(chǎn)普查與勘探方面的研究，E-mail：jiangdy 23@mails.jlu.edu.cn

基金項目：申能油氣（深圳）有限公司油氣勘探項目（SZPCKT23004）；中國海洋石油有限公司“十四五”重大科技項目（KJGG20220302）

Supported by the Oil and Gas Exploration Project of Shenergy Oil and Gas （Shenzhen） Company Limited （SZPCKT23004） and the Major Science and Technology Project of CNOOC During the 14th FiveYear Plan Period （KJGG20220302）

Characteristics and Controlling Factors of Distribution of Volcanic Facies and Volcanic Edifice in" Southwestern Enping Sag， Pearl River Mouth Basin

Hao Guoli1，Jiang Diya1，Xu Fengguang2，Zhang Hao2，Jin Yan2，Liu Yang2

1. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

2. Shenergy Oil and Gas （Shenzhen） Company Limited， Shanghai 200041， China

Abstract：

In order to clarify the evolution model and controlling factors of distribution of volcanic rocks in the southwestern Enping sag， Pearl River Mouth basin， based on the datasets of the target area and adjacent area， the lithological and lithofacies characteristics are identified with thin section and logging firstly， then the volcanic edifice characteristics are identified with well and seismic datasets， finally， the genesis of volcanic rocks are identified with geochemical data. The results show that basalt-dominated volcanic rocks developed in southwestern Enping sag. Through drilling data， four types of volcanic rock are identified， namely hyaloclastite， massive basalt， amygdaloid basalt， and hydrothermal breccia. The Cenozoic volcanic rocks in the study area are divided into two kinds of lithofacies and four kinds of subfacies：Volcanic conduit facies （including hidden breccia subfacies）， effusive facies （including hyaloclastic rock subfacies， tabular lava flow subfacies， and braid lava flow subfacies）. At the same time， four eruption periods are identified based on sedimentary rock interfaces， and volcanic crater-near volcanic crater， proximal volcanic facies belts， middle-distance and distal volcanic facies belts are divided according to each period. Volcanic reservoirs are complex， and the physical properties of volcanic conduits-near volcanic crater and proximal volcanic facies belts are relatively good. The basaltic magma of different stages in the research area was formed by the separation and crystallization of homologous mantle derived magma. The magma chamber is located in the lower crust and has undergone strong crustal assimilation and mixing. According to the seismic data， it is identified that the fault in the study area is characterized by two phases of activity. The Pearl River Formation is NEENE trending in the sedimentary period， and the Hanjiang Formation is NWWNW trending in the sedimentary period up to now. The origin of the magma is associated with deep-seated faults. The NW sinistral strike-slip component induces a weak leftward rotation in the volcanic facies， gradually transforming its shape from a straight line into an inverse S-curve.

Key words：

Pearl River Mouth basin；Enping sag；Yangjiang-Yitong fault zone；volcanic facies；volcanic edifice；geochemistry；reservoirs

0" 引言

珠江口盆地新生代火山活動呈現(xiàn)多期次、多點頻發(fā)的特征。其中，早期火山噴發(fā)具有巖性多樣、東多西少、規(guī)模較小的特點，中晚期火山噴發(fā)成分單一，主要為基性巖，規(guī)模普遍較大，主要發(fā)育在盆地西南部［12］。我國東部及海域裂陷盆地是重要的火山巖油氣藏分布區(qū)，研究區(qū)位于南海珠江口盆地珠一坳陷恩平凹陷西南側(cè)，緊鄰恩平凹陷沉積中心和生烴洼陷，周邊油田已證實了其烴源巖的生烴能力。

陽江—一統(tǒng)斷裂帶新近系珠江組—粵海組沉積期巖漿活動較發(fā)育，揭示巖性主要為玄武巖夾凝灰?guī)r［3］，火山噴發(fā)規(guī)模大，范圍廣，呈現(xiàn)南早北晚、多期次遷移幕式活動的特征［4］。前人［45］研究認為，中生代—新生代時期火山巖為太平洋板塊俯沖后撤產(chǎn)生的區(qū)域伸展應(yīng)力使巖石圈上地殼壓力驟減，前期板塊碰撞壓力由深部向上釋壓，導(dǎo)致巖漿通過深部斷裂和薄弱地帶噴發(fā)而形成。白云凹陷西南端珠江組火山巖為板內(nèi)堿性玄武巖，推測為海南地幔柱上涌形成，也有陸殼成分混染［6］。

研究區(qū)2005年鉆探A井完鉆深度2 060 m，該井在珠江組上段—韓江組上段鉆遇厚約800 m的噴出巖，其主要由玄武巖與玻質(zhì)碎屑巖組成，未發(fā)現(xiàn)油氣顯示。目前對陽江—一統(tǒng)斷裂帶火山巖巖性、巖相、成因的研究不深入。本次研究基于珠江口盆地恩平凹陷火山巖研究區(qū)塊及周邊各項資料，通過火山巖巖性巖相識別和地球化學(xué)方法，利用井震結(jié)合開展了火山巖發(fā)育規(guī)模和火山機構(gòu)分布規(guī)律的研究，并進一步探討了火山巖成因及發(fā)育模式，以期為新生代火山巖油氣藏勘探和碎屑巖勘探中規(guī)避巖漿活動影響等方面提供依據(jù)。

1" 區(qū)域地質(zhì)概況

珠江口盆地位于南海北部華南大陸南緣，歐亞板塊、太平洋板塊、印度板塊、菲律賓板塊在不同地史時期的分離與拼合，形成了珠江口盆地內(nèi)部十分復(fù)雜的構(gòu)造演化特征［78］，總體上具有“三隆二坳、下陸上?！钡难莼瘹v史、“南北分帶、東西分塊”的構(gòu)造格局和“早期斷陷、后期坳陷”的雙層結(jié)構(gòu)（圖1a）。珠江口盆地基底為中生界火山巖和變質(zhì)巖，新生代

盆地演化經(jīng)歷了裂陷期和裂后期兩個階段，分別對應(yīng)湖泊—三角洲、淺海—半深海環(huán)境的兩大套巨厚沉積層系并伴隨巖漿活動。裂陷期以整體熱沉降形成大面積坳陷型盆地為特點［7］，經(jīng)歷了神狐運動、珠瓊

運動一幕、珠瓊運動二幕，自下而上發(fā)育古新統(tǒng)神狐組（Tg—T90），始新統(tǒng)文昌組（T90—T80）和恩平組（T80—T70）。裂后期包括坳陷期和構(gòu)造活化期，其中：坳陷期經(jīng)歷了南海運動和白云運動，發(fā)育漸新統(tǒng)珠海組（T70—T60），中新統(tǒng)珠江組（T60—T40）、韓江組（T40—T32）；構(gòu)造活化期經(jīng)歷了東沙運動，發(fā)育中新統(tǒng)粵海組（T32—T30）、上新統(tǒng)萬山組（T30—T20）以及第四系（圖1b）。

三維地震解釋發(fā)現(xiàn)珠一坳陷恩平凹陷西南側(cè)陽江—一統(tǒng)斷裂帶內(nèi)發(fā)育了一系列珠江、韓江、粵海組火山巖［4］，走向與陽江—一統(tǒng)斷裂帶走向一致（圖1a），其中唯一有鉆井揭示且規(guī)模最大的是韓江—粵海期火山巖體。南海北部新近紀(jì)巖漿來源于南海北部地幔上涌區(qū)的下地殼高速體減壓熔融，而斷裂帶上巖漿活動表現(xiàn)出的時空不均一性和幕式遷移性，可能與地幔上涌區(qū)向海傾斜特性及斷裂帶分段差異活動有關(guān)［4］。

2" 巖性和巖相特征

2.1" 巖性類型和識別特征

本次研究采集A井火山巖巖屑樣品28個，巖樣來自珠江組韓江組，所有樣品主微量元素和稀土元素測試均在中海油實驗中心完成。主微量元素分析分析發(fā)現(xiàn)，A井揭示火山巖為基性，TAS圖解（圖2a）顯示樣品為玄武巖、堿玄巖/碧玄巖、副長巖，Zr/TiNb/Y圖解（圖2b）顯示樣品為堿性玄武巖。

本次研究對約790.50 m火山巖段中的34個鑄體薄片進行鑒定，并進行了詳細定名。鑒定發(fā)現(xiàn)樣品巖性為玻質(zhì)碎屑巖、塊狀玄武巖、杏仁體玄武巖和火山隱爆角礫巖，厚層火山巖段中的薄層沉積巖夾層巖性為凝灰質(zhì)泥巖、生物礁灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖（圖3）。其中：玻質(zhì)碎屑巖（圖4a、b）由熔融的熔巖與水接觸后突然淬火而成，可見由大量深褐色火山玻璃組成的玻質(zhì)碎屑，少量均勻分布的不同方向斜長石和脫玻化微晶［1415］；塊狀玄武巖（圖4c、d）厚度較大，無氣孔杏仁體發(fā)育，較為致密，為斑狀結(jié)構(gòu)，可見基性斜長石斑晶、被蝕變長石斑晶和長石微晶等，基質(zhì)為間粒結(jié)構(gòu)；杏仁體玄武巖（圖4e、f）為斑狀結(jié)構(gòu)，杏仁狀構(gòu)造，杏仁體占20%～70%，外形變化較大且無規(guī)則，氣孔被綠泥石完全充填，極少為部分充填保留少量氣孔；火山隱爆角礫巖（圖4g、h）原巖為玻質(zhì)碎屑巖，具隱爆角礫結(jié)構(gòu)，巖石被不規(guī)則裂縫切割成角礫狀，角礫縫中充填紅色巖汁或熱液礦物。

2.2" 巖相類型和識別特征

根據(jù)7相21亞相劃分方案［16］，研究區(qū)火山巖劃分為2種巖相4種亞相，分別為火山通道相（隱爆角礫巖亞相）和噴溢相（板狀熔巖流亞相、辮狀熔巖流亞相、玻質(zhì)碎屑巖亞相）（圖3）。隱爆角礫

巖亞相巖石由原位角礫巖組成，不規(guī)則裂縫將巖石

切割成角礫狀，測井為中高密度，箱形，中等電阻，電阻較塊狀玄武巖低，聲波時差和自然伽馬較?。▓D3）；板狀熔巖流亞相，測井整體上為多個高聲波和低聲波的箱形組合，熔巖單元頂部發(fā)育少量氣孔，A井表現(xiàn)

a底圖據(jù)文獻［12］；b底圖據(jù)文獻［13］。

M2R1. 高分辨率列陣感應(yīng)電阻率，下標(biāo)代表不同探測深度；GR. 自然伽馬；DEN. 補償密度；DT. 聲波時差。

a. 1 351 m，玻質(zhì)碎屑巖（單偏光），b. 1 351 m，玻質(zhì)碎屑巖（正交偏光），可見深褐色火山玻璃組成的玻質(zhì)碎屑、不同方向斜長石和脫玻化微晶；c. 1 627 m，塊狀玄武巖（單偏光），d. 1 627 m，塊狀玄武巖（正交偏光），可見基性斜長石斑晶、被蝕變長石斑晶和長石微晶等；e. 1 297 m，杏仁體玄武巖，杏仁體被綠泥石充填；f. 1 29 7m，杏仁體玄武巖，杏仁體被綠泥石部分充填保留少量氣孔（單偏光）；g. 1 235 m，火山隱爆角礫巖，角礫縫中充填紅色巖汁或熱液礦物（單偏光）；h. 1 266 m，火山隱爆角礫巖，角礫縫中充填紅色巖汁或熱液礦物（單偏光）。Pl. 斜長石；Chl. 綠泥石。

為杏仁體發(fā)育，中部為厚層塊狀玄武巖，一般形態(tài)上呈現(xiàn)板狀；辮狀熔巖流亞相，

向熔巖流單元頂部，

電阻率、密度、聲波時差和自然伽馬均由高到低變化，測井曲線呈齒形或指形，測井表現(xiàn)為數(shù)個縱向間隔分布的基性熔巖單元疊加，氣孔或杏仁體分布呈韻律性特征，

向熔巖流單元頂部，氣孔和杏仁體數(shù)量

增加，一般形態(tài)上呈現(xiàn)辮狀；玻質(zhì)碎屑巖亞相，電阻率、聲波、密度曲線為齒形，反映巖石結(jié)構(gòu)縱向分異大，但角礫不均一。

基于火山地層學(xué)和其他盆地玄武巖體地震相特

征［17］，建立了識別圖版（圖5）?；鹕酵ǖ老嚯[爆角礫巖亞相是從巖漿房到火山口頂部的巖漿系統(tǒng)，位

TWT. 雙程旅行時。剖面A—A′位置見圖1。

于火山機構(gòu)的下部和中心位置，呈現(xiàn)低頻率、弱振幅的雜亂上凸反射特征［1820］。噴溢相是熔漿在后續(xù)噴出物和自身重力的作用下，沿地表流動過程中逐漸冷凝固結(jié)而成，受火山噴發(fā)期次和能量控制，熔巖噴出地表能量較強時，火山通道附近噴溢相厚度較大［21］。其中噴溢相板狀熔巖流亞相呈現(xiàn)中—高頻、連續(xù)、強振幅、席狀反射特征，縱橫比?。晦p狀熔巖流亞相呈現(xiàn)中—低頻、中振幅、中連續(xù)、席狀反射特征，縱橫比較??；玻質(zhì)碎屑巖亞相呈現(xiàn)低頻、弱振幅、差連續(xù)、席狀反射特征，縱橫比較小，反射雜亂。噴溢相3種亞相在頻率、振幅和連續(xù)性上有一定差異，從板狀熔巖流亞相到辮狀熔巖流亞相再到玻質(zhì)碎屑巖亞相頻率逐漸減小，連續(xù)性逐漸變差，振幅逐漸變?nèi)?；由火山通道外推至局部低頻、強振幅、平行較連續(xù)反射終止，與沉積巖中頻中弱振幅連續(xù)反射有明顯差異（圖6），可作為噴溢相邊界的識別標(biāo)志 ［2122］。

2.3" 巖性、巖相構(gòu)成

A井塊狀玄武巖和玻質(zhì)碎屑巖居多，其中塊狀玄武巖占比為40%，玻質(zhì)碎屑巖占比為33.0%，其余為杏仁體玄武巖及少量火山隱爆角礫巖和沉積巖。火山巖巖相主要為火山通道相和噴溢相，亞相中板狀熔巖流亞相占比為49.7%，玻質(zhì)碎屑巖亞相占比為32.8%，其余為辮狀熔巖流亞相和少量隱爆角礫巖亞相。巖性在縱向上分為珠江組中上段和韓江組下段兩部分：珠江組中上段表現(xiàn)為玻質(zhì)碎屑巖為主，中間夾部分辮狀及板狀熔巖流亞相；韓江組下段以板狀熔巖流為主，中間夾有部分辮狀熔巖流亞相及部分玻質(zhì)碎屑巖亞相?？梢娀鹕絿姲l(fā)初期為水下噴發(fā)，熔巖遇水快速冷卻后形成玻質(zhì)碎屑巖，隨水深的減小，火山噴發(fā)變?yōu)樗蠂姲l(fā)，形成上部塊狀玄武巖為主。薄層

剖面A—A′位置見圖1。

沉積巖為火山爆發(fā)間歇期水下沉積形成。

3" 火山噴發(fā)期次及相帶分布

3.1" 火山機構(gòu)相帶識別

3.1.1" 火山噴發(fā)期次及巖相演化

單井上，期次界面以噴發(fā)寧靜期為界，鉆遇沉積巖（泥質(zhì)粉砂巖、含粉砂泥巖夾薄層砂巖、凝灰質(zhì)泥巖等）時表明火山活動較弱，進入噴發(fā)寧靜期。地震上期次界面為強振幅—弱振幅過渡，連續(xù)—較連續(xù)反射，局部存在上超現(xiàn)象。結(jié)合ArAr測年結(jié)果可知，期次1—2、期次3和期次4噴發(fā)時間分別為18.56 Ma之前（珠江組沉積中晚期）、18.56～16.06 Ma（珠江組沉積中晚期—韓江組沉積早期）、15.04～13.58 Ma（韓江組早期—韓江組中期）。其中，由沉積巖夾層識別出的期次2巖層中樣品的測年結(jié)果（14.06 Ma）實驗數(shù)據(jù)誤差較大（圖3）。期次1—4整體頻率逐漸增加，振幅和連續(xù)性逐漸增強，從以玻質(zhì)碎屑巖為主，轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ｙ|(zhì)碎屑巖和塊狀玄武巖互層，再轉(zhuǎn)變?yōu)橐詨K狀玄武巖為主。推測火山噴發(fā)初期為水下噴發(fā)，形成玻質(zhì)碎屑巖較多，中間具有三個噴發(fā)間歇期發(fā)育沉積巖，之后隨水深的減小，火山噴發(fā)變?yōu)樗蠂姲l(fā)，上部塊狀玄武巖厚度較大（圖3）。

3.1.2" 火山巖相帶識別

火山機構(gòu)是指一定時間范圍內(nèi)，同源噴發(fā)物圍繞火山通道形成的具有一定形態(tài)和共生組合關(guān)系的堆積體［17］。在不同的火山機構(gòu)中，巖性、巖相分布非常復(fù)雜，預(yù)測難度大，一般情況下應(yīng)先識別火山口近火山口相帶，再基于巖相和亞相地震反射特征預(yù)測近源、中源和遠源相帶。據(jù)前人［2325］研究可知：火山口近火山口相帶一般具有刺穿特征，雜亂上凸反射，兩側(cè)同相軸傾向相對；近源相帶以噴溢相或爆發(fā)相為主，位于火山通道附近斜坡區(qū)，具低頻較連續(xù)高傾角反射特征；遠源相帶以平緩流紋構(gòu)造的噴溢相或火山沉積相為主，巖性由火山碎屑巖和致密塊狀玄武巖組成，氣孔、杏仁構(gòu)造不發(fā)育，厚度較薄，地震反射特征為較連續(xù)，中—強振幅、層狀（圖7）；中源相帶介于近源和遠源之間。如果研究區(qū)有足夠的鉆井支持，則可根據(jù)鉆遇不同相帶的地震反射特征先建立圖版，再對目標(biāo)區(qū)進行預(yù)測。本研究區(qū)僅有一口鉆井，且從巖相組合上看僅發(fā)育火山口近火山口相帶和近源相帶，因此中源和遠源相帶的識別依靠其他盆地的經(jīng)驗以及二者與火山口近火山口和近源相帶地震特征的差異。區(qū)內(nèi)火山口近火山口相帶的特征為雜亂上凸刺穿，具有丘狀反射

據(jù)文獻［25］修編。

特征，高傾角，發(fā)育有隱爆角礫巖，與斷裂有一定的伴生關(guān)系；近源相帶靠近火山通道兩側(cè)，地震屬性特征為中高頻，連續(xù)性差—中，中—弱振幅，中等傾角，辮狀熔巖流亞相、板狀熔巖流亞相和玻質(zhì)碎屑巖亞相均有發(fā)育；中源相帶介于近源和遠源相帶之間，地震屬性特征為中高頻率，較連續(xù)，中振幅，傾角較低，主要為辮狀熔巖流和板狀熔巖流復(fù)合體；遠源相帶地震屬性特征為低頻，較連續(xù)，中強振幅，低傾角，可見前積反射，對比邊部沉積巖振幅較強，熔巖遠距離流動后氣體耗盡，主要發(fā)育板狀熔巖流亞相和玻質(zhì)碎屑巖亞相?？傮w看，由火山口近火山口相帶至遠源相帶連續(xù)性、成層性增加，傾角逐漸減?。▓D7、8）。

3.2" 各期次火山機構(gòu)及相帶分布特征

根據(jù)外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，研究區(qū)火山機構(gòu)類型主要為噴溢類機構(gòu)，縱橫比低（lt;1∶50），盾狀，以噴溢相為主，垂向疊置多個熔巖流單元，熔巖流單元頂部發(fā)育大量杏仁體構(gòu)造。各期次火山機構(gòu)分布存在一定規(guī)律：期次1火山機構(gòu)呈NW向帶狀，通道發(fā)育和火山噴發(fā)范圍均較小，北部單獨發(fā)育一小型火山機構(gòu)；期次2火山通道大多為期次1的繼承性發(fā)育，噴發(fā)范圍擴大，北部火山機構(gòu)范圍縮?。黄诖?火山噴發(fā)范圍進一步擴大，北部小型火山不發(fā)育，在東部發(fā)育一小型火山；期次4火山相帶呈NWW向反S形，火山噴發(fā)范圍達到最大，出現(xiàn)火山口連片的現(xiàn)象。期次1—4火山噴發(fā)規(guī)模逐漸擴大，早期周圍發(fā)育有小型火山，后期被南部大型火山所覆蓋，火山口從分散型演化為連片型，火山相帶從帶狀演變?yōu)榉碨形（圖9）。各期次火山機構(gòu)具有相似的分布規(guī)律，火山沿斷裂多為中心噴發(fā)，沿NWW向呈條帶狀分布，火山通道與斷裂呈現(xiàn)一定的伴生關(guān)系（圖9），表明火山噴發(fā)可能與斷裂活動有關(guān)。

3.3" 火山巖物性特征

塊狀玄武巖孔隙度（φ）絕大多數(shù)小于3%，少量介于20%～30%之間，杏仁體玄武巖孔隙度介于15%～35%之間，玻質(zhì)碎屑巖孔隙度介于20%～40%之間，火山隱爆角礫巖孔隙度介于0～25%之間；砂巖包括粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，孔隙度非常低；凝灰質(zhì)泥巖孔隙度較高，火山巖中玻質(zhì)碎屑巖物性

最好（圖3）。噴溢相辮狀熔巖流亞相（杏仁體玄武巖為主）和玻質(zhì)碎屑巖亞相（玻質(zhì)碎屑巖為主）孔隙度均達到了Ⅰ類儲層標(biāo)準(zhǔn)［27］（φgt;15%）。壁心薄片顯示，期次1—3孔隙不發(fā)育，但發(fā)育粒緣縫，期次4物性較好，見原生氣孔（或杏仁體內(nèi)溶孔）和粒內(nèi)溶孔，發(fā)育張裂縫，各期次均在局部發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀張裂縫。其中期次4玻質(zhì)碎屑巖物性較好，為巖漿遇水淬火近源堆積的產(chǎn)物，因此推測火山口—近源相帶物性也較好。

4" 火山巖成因和分布主控因素

4.1" 巖漿來源及火山巖成因

在TAS圖解（圖2）中，火山巖樣品落入玄武巖堿玄巖/碧玄巖副長巖區(qū)域。從稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（圖10a）中可以看出，火山巖富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，稀土元素曲線為右傾

a—d分別代表期次1—4相帶分布圖，并疊合各期次底面斷裂多邊形。

a. 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖；b. 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖；c. Th/La判別圖；d. （La/Yb）NYbN圖解散點圖；e. La/Ybw（La）關(guān)系圖。

型，輕重稀土元素分餾相對明顯（（La/Yb）N=17.26～19.28），表明在巖漿演化過程中發(fā)生了一定的分離結(jié)晶作用。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖10b）中顯示弱的Nb、Ta正異常，具有很高的絕對Nb質(zhì)量分數(shù)（（46.5～77.0）×10-6）且具有較高的TiO2質(zhì)量分數(shù)，原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化La/Nb值（樣品中La/Nb與球粒隕石中La/Nb的比值）為0.69～0.75（＜2），為典型的高Nb玄武巖。此外，火山巖樣品具有高Sr（（7.26～90.00）×10-6）、低Y（（1.57～28.00）×10-6）和Yb（（0.17～3.05）×10-6）質(zhì)量分數(shù)的特點，Sr/Y值為16.43～28.95，不存在Nb、Ta負異常，為典型的陸內(nèi)裂谷環(huán)境成因［2829］。

前人［3031］研究表明，隨著演化程度的不斷增加，不同演化背景下的巖石的Th/La值有著明顯差異，原始地幔和球粒隕石的Th/La值約為0.12，而陸殼的Th/La值約為0.30。計算可知，研究區(qū)火山巖的Th/La值在0.50～0.90之間（圖10c），高于陸殼水平，表示其源區(qū)為陸殼。

珠江組上段—韓江組火山巖具有與現(xiàn)代埃達克巖石相似的地球化學(xué)特征，即高Sr、低Y和Yb，在（La/Yb）NYbN圖解（圖10d）中，所有樣品均落入埃達克巖區(qū)域。一般而言，埃達克巖不與玄武巖共生，但玄武質(zhì)巖漿的地殼混染和分離結(jié)晶作用、基性巖漿與酸性巖漿的混合和加厚或拆沉大陸下地殼的部分熔融等均可以形成埃達克質(zhì)巖石的地球化學(xué)成分特征。大部分樣品的K2O質(zhì)量分數(shù)較高，這種富K特征與下地殼來源的埃達克質(zhì)巖相類似［32］，且?guī)r樣MgO質(zhì)量分數(shù)低，Mg#（11.2～64.2）與下地殼來源的熔體一致。從La/Ybw（La）關(guān)系圖（圖10e）可以看出，La/Yb值不隨La質(zhì)量分數(shù)的增加而變

化，說明研究區(qū)巖體巖漿作用主要為分離結(jié)晶作用。另外與原始的高玄武質(zhì)巖漿w（MgO）=10%～15%相比，研究區(qū)火山巖SiO2和Al2O3質(zhì)量分數(shù)較高，MgO質(zhì)量分數(shù)較低（圖11），也表明它們經(jīng)歷了一定程度的分離結(jié)晶作用。因此，本研究對火山巖成因的分析同前人研究基本一致，傾向于認為研究區(qū)埃達克質(zhì)巖石來源于增厚下地殼的同化混染和分離結(jié)晶。

基性巖一般起源于巖石圈地?；蜍浟魅Φ蒯?，而大陸地殼常強烈虧損Nb、Ta等元素。如果幔源巖漿經(jīng)歷了一定規(guī)模的陸殼混染作用，往往會形成類似俯沖帶巖漿巖的特征［3334］，玄武質(zhì)巖漿自地幔源區(qū)侵位到淺表，不可避免地會受熱液交代、巖漿同化混染、結(jié)晶分異和熔體地幔相互作用影響，導(dǎo)致原巖元素質(zhì)量分數(shù)和比值發(fā)生改變。因此，討論玄武巖成因之前需要評估這些過程對地球化學(xué)成分的影響。鏡下觀察玄式巖樣品的蝕變程度較高，這一特征與全巖高燒失量一致，說明全巖地球化學(xué)成分受熱液蝕變和風(fēng)化作用影響。陸殼混染可以通過全巖同位素和微量元素進行鑒別［35］?；鹕綆rCe/Pb值（0.19～2.47）低于陸殼（3.19［35］），也指示陸殼混染對玄武巖微量元素具有一定的影響［36］。綜上，研究區(qū)不同期次玄武質(zhì)巖漿由來自下地殼的同源幔源巖漿經(jīng)過強烈的地殼同化混染和分離結(jié)晶作用而形成。

4.2" 火山巖分布主控因素

珠江組沉積之前，由于板塊之間碰撞，盆地內(nèi)部形成左旋走滑斷裂，疊加于之前右行走滑拉分盆地之上，主要受NE向斷裂控制。珠江組沉積至今，南海開始收縮，區(qū)域應(yīng)力場主要處于NNE—SSW向的拉張作用下，NW向的左旋走滑分量使NW向轉(zhuǎn)換帶在本區(qū)繼續(xù)加強，進入裂谷后被動大陸邊緣演化階段。除個別斷裂活動微弱外，大部分斷裂活動停止［3739］。

陽江—一統(tǒng)斷裂帶是陸架—陸坡區(qū)溝通深部巖漿的重要通道。研究［4］表明，陽江—一統(tǒng)斷裂帶新近紀(jì)巖漿來源于地幔上涌區(qū)的下地殼高速體減壓熔融，大陸架巖漿底侵程度強，持續(xù)時間長。新近紀(jì)，巖漿活動早期位于云開低凸起附近；珠江早期，開平東洼附近走滑斷裂活動與先存NE向斷裂交會處發(fā)育裂隙式火山；珠江晚期—韓江早期，斷裂帶南部斷層活動減弱，北部開始增強，巖漿活動沿著該斷裂帶北移，海南地幔柱與陽江—一統(tǒng)斷裂帶北段聯(lián)合作用導(dǎo)致了該期主要發(fā)育在珠三坳陷東部和恩平凹陷西部的多期火山噴發(fā)作用，形成了研究區(qū)的巨厚層狀玄武巖體?；鹕交顒右源笠?guī)模中心式噴發(fā)協(xié)同周緣裂隙式噴發(fā)為特征，噴發(fā)持續(xù)時間長，近NWW走向，與陽江—一統(tǒng)斷裂帶走向近一致，表明斷裂帶溝通了深部巖漿房［4］。

研究區(qū)火山噴發(fā)時，在NNESSW向

區(qū)域應(yīng)力場的拉張作用下，形成了NWW向斷裂體系和NEE向斷裂體系控制的古近紀(jì)盆地格局，大部分斷層在珠海組內(nèi)消失，少數(shù)發(fā)育于韓江組中上段，局部控制了火山巖的范圍。斷裂總體呈現(xiàn)兩期活動的特征：珠江組沉積期，NEENE向斷裂連續(xù)性變差、近EW向和部分NWWNW向斷裂開始活動；中新世韓江組沉積期至今，NEENE向主干斷裂趨于消亡，以NWWNW向斷裂活動為主。從珠江期至韓江期，斷裂從NEENE向轉(zhuǎn)變?yōu)镹WWNW向（圖9）?；鹕酵ǖ来蠖嘌財嗔殉蚀闋畎l(fā)育，剖面上火山通道呈株狀，部分火山通道與斷裂無關(guān)，但顯示其巖漿來源與深部斷裂有關(guān)。NW向的左旋走滑分量使得火山機構(gòu)相帶走向向左有微弱旋轉(zhuǎn)，且從帶狀逐漸演變?yōu)榉碨形。

5" 結(jié)論

1）研究區(qū)鉆井識別4種火山巖巖性（玻質(zhì)碎屑巖、塊狀玄武巖、杏仁體玄武巖和火山隱爆角礫巖），識別2種巖相4種亞相，包括噴溢相（板狀熔巖流亞相、辮狀熔巖流亞相、玻質(zhì)碎屑巖亞相）和火山通道相（隱爆角礫巖亞相）?？v向上，珠江組中上段為玻質(zhì)碎屑巖亞相為主夾辮狀及板狀熔巖流亞相，韓江組下段為板狀熔巖流亞相為主夾辮狀熔巖流亞相和玻質(zhì)碎屑巖亞相。推測火山噴發(fā)初期為水下噴發(fā)，后期變?yōu)樗蠂姲l(fā)，3個短暫的火山爆發(fā)間歇期為火山噴發(fā)期次界面。

2）從板狀、辮狀熔巖流亞相到玻質(zhì)碎屑巖亞相呈現(xiàn)頻率減小、連續(xù)性變差、振幅變?nèi)醯姆瓷涮卣鳌Ｓ苫鹕娇诮鹕娇谙鄮е吝h源相帶連續(xù)性、成層性增加，傾角逐漸減小。期次1—2、3和4噴發(fā)時間分別為18.56 Ma之前、18.56～16.06、15.04～13.58 Ma，整體呈現(xiàn)噴發(fā)規(guī)模擴大，火山口集中連片，火山相左旋為反S形的變化特征。研究區(qū)火山巖儲層復(fù)雜，火山口—近源相帶物性較好。

3）研究區(qū)埃達克質(zhì)巖石來源于增厚下地殼的部分熔融，陸殼混染對玄武巖微量元素質(zhì)量分數(shù)具有一定的影響，研究區(qū)不同期次玄武質(zhì)巖漿由來自下地殼的同源幔源巖漿經(jīng)過部分熔融和分離結(jié)晶作用形成，并經(jīng)歷了強烈的地殼同化混染作用。

4）NWW向條帶狀火山多為沿斷裂中心噴發(fā)，火山通道大多沿斷裂呈串珠狀發(fā)育，表明火山噴發(fā)可能與斷裂活動有關(guān)或其巖漿來源與深部斷裂有關(guān)。NW向的左旋走滑分量使得火山機構(gòu)相帶走向向左有微弱旋轉(zhuǎn)，且從帶狀逐漸過渡為反S形。

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