黃玉龍，單俊峰，邊偉華，顧國(guó)忠，馮玉輝，張斌，王璞珺

（1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；2.中國(guó)石油遼河油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院）

遼河坳陷中基性火成巖相分類(lèi)及儲(chǔ)集意義

黃玉龍1，單俊峰2，邊偉華1，顧國(guó)忠2，馮玉輝1，張斌2，王璞珺1

（1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；2.中國(guó)石油遼河油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院）

根據(jù)巖心、巖屑觀察和薄片鑒定，結(jié)合測(cè)井相和地震相分析，建立渤海灣盆地遼河坳陷中基性火成巖相分類(lèi)體系和識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。遼河坳陷新生界中基性火成巖相包括6相16類(lèi)亞相：火山通道相（隱爆角礫巖、次火山巖、火山頸亞相），爆發(fā)相（火山碎屑流、熱基浪、空落亞相），溢流相（復(fù)合熔巖流、板狀熔巖流、玻質(zhì)碎屑巖亞相），侵出相（外帶、中帶、內(nèi)帶亞相），火山沉積相（再搬運(yùn)火山碎屑沉積、含外碎屑火山沉積亞相），侵入相（邊緣、中心亞相）。從火成巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖石組合、成因和物源、產(chǎn)狀與分布等4方面刻畫(huà)亞相特征和識(shí)別標(biāo)志?；鸪蓭r亞相決定原生儲(chǔ)集空間類(lèi)型及其組合，并影響后期構(gòu)造和溶蝕改造作用的方式和強(qiáng)度，從而控制儲(chǔ)集層的物性和有效性。溢流相復(fù)合熔巖流、侵出相外帶和侵入相邊緣亞相是東部凹陷新生界中基性火成巖儲(chǔ)集層發(fā)育的有利相帶，可作為重點(diǎn)勘探目標(biāo)。圖10表1參14

遼河坳陷；東部凹陷；中基性火成巖；巖相；火成巖儲(chǔ)集層；裂谷盆地

0 引言

火成巖相是指火山作用后的某一特定產(chǎn)物及其組合形式，綜合反映噴出物的噴發(fā)方式、就位環(huán)境、成巖過(guò)程及其在火山機(jī)構(gòu)中所處空間位置等[1-4]?；鸪蓭r相分析和解譯對(duì)于厘清火成巖時(shí)空分布、刻畫(huà)火成巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及闡明火山-沉積地層成礦機(jī)理[5-6]等具有重要意義。

火成巖油氣藏是一種以火成巖為儲(chǔ)集層的特殊類(lèi)型油氣藏，其儲(chǔ)集性能主要受巖相控制、與巖性無(wú)直接關(guān)聯(lián)[7]。由于不同噴發(fā)方式和成巖過(guò)程對(duì)火成巖的原生儲(chǔ)集空間形成具有決定性作用，因此火成巖相的合理劃分對(duì)于后續(xù)儲(chǔ)集層研究十分關(guān)鍵。在中國(guó)準(zhǔn)噶爾、松遼和渤海灣等盆地為代表的古生界—新生界地層中發(fā)現(xiàn)了不同規(guī)模的中基性火成巖油氣藏[8-9]，尤其在渤海灣盆地遼河坳陷新生界各地層中均發(fā)育規(guī)模不等的中基性火成巖，其發(fā)育層系、巖石類(lèi)型、就位環(huán)境和產(chǎn)狀分布等都具有復(fù)雜性和代表性[10]。

本次研究以鉆井巖心巖屑、測(cè)井、錄井和地震資料為依據(jù)，結(jié)合遼河坳陷新生界火成巖地質(zhì)特征，綜合考慮火成巖成因機(jī)制、就位環(huán)境和空間分布以及儲(chǔ)集性能等因素，建立中基性火成巖相分類(lèi)體系及其識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，并指出有利儲(chǔ)集層發(fā)育的優(yōu)勢(shì)亞相。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

遼河坳陷是中新生代發(fā)育的大陸裂谷盆地，呈北東—南西向展布，面積約為12 400 km2。其陸上部分由4個(gè)凹陷、3個(gè)凸起共7個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元組成（見(jiàn)圖1a），各二級(jí)構(gòu)造單元均為狹長(zhǎng)的條帶狀、呈北東向展布。受郯廬斷裂帶長(zhǎng)期活動(dòng)的影響，坳陷內(nèi)發(fā)育一系列北東或北北東向的斷裂系統(tǒng)（見(jiàn)圖1b）。

在郯廬斷裂多期活動(dòng)以及印度和太平洋板塊斜向俯沖的疊加作用下，遼河坳陷自中生代以來(lái)發(fā)生了多期巖漿活動(dòng)，尤其新生代火山活動(dòng)極為頻繁。古近系房身泡組—新近系館陶組共發(fā)育15期火成巖，以玄武巖、粗面巖和輝綠巖為主，兼具噴出和侵入、陸上與水下堆積特征的多層系、多類(lèi)型火成巖組合[11]。遼河坳陷東部凹陷新生界火成巖分布最為廣泛，自下而上在房身泡組、沙河街組、東營(yíng)組和館陶組中均有發(fā)育（見(jiàn)圖1c、1d）。

圖1 研究區(qū)平面位置及火成巖發(fā)育特征

遼河坳陷新生界先后經(jīng)歷了初始斷陷、強(qiáng)烈斷陷、持續(xù)斷陷和萎縮期4個(gè)演化階段[10]：初始斷陷階段（房身泡組沉積期），火山活動(dòng)以基性巖漿陸上裂隙式噴發(fā)為主；強(qiáng)烈斷陷期（沙三段沉積期），表現(xiàn)為大規(guī)模拉張裂陷背景下的快速沉降和多沉降-沉積中心，火山活動(dòng)以水下噴發(fā)為主，發(fā)育大套玄武巖和粗面巖，多與烴源巖互層構(gòu)成有利的油氣成藏組合；斷陷擴(kuò)展期（沙一段—東營(yíng)組沉積期），火山活動(dòng)中心向東部凹陷南北兩端遷移，以基性巖漿陸上間歇式噴發(fā)為主，東營(yíng)組沉積末期，未噴出地表的基性巖漿侵入沙一段和沙三段中，以輝綠巖侵入體形式產(chǎn)出；自館陶組沉積開(kāi)始進(jìn)入盆地萎縮期，火山活動(dòng)減弱，局部形成陸上溢流玄武巖。

2 中基性火成巖相分類(lèi)體系

總結(jié)和對(duì)比國(guó)內(nèi)外火成巖相分類(lèi)原則與分類(lèi)方案，結(jié)合坳陷東部凹陷新生界火成巖發(fā)育的地質(zhì)特征，通過(guò)鉆井巖心巖屑資料的精細(xì)描述，以及與國(guó)內(nèi)外典型實(shí)例的對(duì)比分析，歸納建立了遼河坳陷新生界以中基性火成巖為主、兼具噴出和侵入、陸相與水下噴發(fā)等特征的火成巖巖相分類(lèi)體系和識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1）。

表1 遼河坳陷新生界中基性火成巖相分類(lèi)及亞相特征

依據(jù)巖漿作用方式（爆發(fā)、溢流、侵出或侵入）和就位環(huán)境（封閉、半開(kāi)放、開(kāi)放和水域環(huán)境）的不同，同時(shí)考慮火山機(jī)構(gòu)不同部位物質(zhì)組成的差異，將中基性火成巖相劃分為火山通道相、爆發(fā)相、溢流相、侵出相、火山沉積相和侵入相6種類(lèi)型。進(jìn)一步結(jié)合巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖性組合及其縱向序列等基本地質(zhì)屬性所揭示的火成巖形成機(jī)制、產(chǎn)狀和空間分布等特征，總結(jié)歸納出16種亞相及其識(shí)別標(biāo)志。

參照分類(lèi)中的鑒定標(biāo)志可在剖面、巖心、巖屑和薄片尺度上識(shí)別出各種火成巖相及亞相，通過(guò)地質(zhì)屬性與地震、測(cè)井響應(yīng)分析，可解決火成巖測(cè)井和地震識(shí)別等問(wèn)題。此外，分析巖相與儲(chǔ)集空間和儲(chǔ)集層物性的關(guān)系，可在巖相和亞相識(shí)別基礎(chǔ)上初步評(píng)價(jià)火成巖儲(chǔ)集性能，明確儲(chǔ)集層控制因素和分布規(guī)律。

3 中基性火成巖相及亞相地質(zhì)特征和識(shí)別標(biāo)志

基于遼河坳陷東部凹陷105口井總長(zhǎng)47 700 m火山巖井段、1 110 m巖心和2 800余件薄片（巖心薄片850件、巖屑薄片1 800件、鑄體薄片150件）巖礦鑒定的巖相、亞相特征，總結(jié)出中基性火成巖6相16亞相的巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造類(lèi)型及其特征。結(jié)合鉆井巖性序列分析、測(cè)井相分析和地震相解譯等，分析了火成巖相和亞相的巖石組合及其縱向序列、產(chǎn)狀和空間分布（見(jiàn)表1）。

3.1 火山通道相

火山通道相包括火山頸、次火山巖和隱爆角礫巖3類(lèi)亞相，三者在空間上相互連接或呈穿切關(guān)系。鉆井揭示火山通道相在東部凹陷新生界火成巖井段中約占4.4%。火山通道相位于火山機(jī)構(gòu)主體下部和近中心部位，是巖漿向上運(yùn)移到達(dá)地表過(guò)程中，滯流和回填在巖漿主通道及其分支管道中形成的各種火成巖類(lèi)組合。

火山頸亞相指巖漿房之上、火山口之下，原位存留和回填在火山通道內(nèi)的火山噴出物共生組合體，產(chǎn)狀近于直立或呈傾斜狀，截面顯示為“上寬下窄”，呈漏斗狀、管狀和墻狀，多穿切圍巖。鑒別特征是不同巖性、不同結(jié)構(gòu)、不同顏色的熔巖與火山碎屑（熔）巖混雜，最明顯的標(biāo)志是在剖面、巖心和薄片尺度上呈現(xiàn)類(lèi)似混凝土的“堆砌結(jié)構(gòu)”（見(jiàn)圖2a、2b）。

圖2 火山通道相3類(lèi)亞相典型巖心及薄片顯微特征

次火山巖亞相指與其他巖相和圍巖呈指狀交切或呈巖脈形式嵌入，未噴出地表的巖漿于地下侵位形成的同期小型超淺成侵入體。次火山巖與噴出巖是同源、同期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，兩者巖石外觀相似（見(jiàn)圖2c、2d），但次火山巖結(jié)晶程度相對(duì)較好，基質(zhì)多為全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2d），且內(nèi)部分異、同化不強(qiáng)，呈塊狀構(gòu)造，成分比較均一，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分帶性不明顯，自巖體邊緣至中心呈均一過(guò)渡。平面上多形成于火山口附近，縱向上自火山口向下幾百米至1 500余米。

隱爆角礫巖亞相是由高壓流體地下隱伏爆炸、造縫/破碎、運(yùn)移、灌入/膠結(jié)等一系列作用對(duì)圍巖疊加改造的產(chǎn)物，形成于巖漿旋回的同期或準(zhǔn)同期，位于火山口附近或次火山巖體頂部，穿切其他巖相或圍巖。鑒別特征是在手標(biāo)本和薄片尺度上可識(shí)別出隱爆角礫結(jié)構(gòu)，即巖石被枝杈狀、網(wǎng)脈狀裂縫分割成角礫狀，角礫顏色和成分一致，位移不大、視域范圍內(nèi)茬口可拼接復(fù)原（見(jiàn)圖2e、2f）。

3.2 爆發(fā)相

爆發(fā)相指爆炸式火山噴發(fā)作用產(chǎn)物的堆積組合體。研究區(qū)爆發(fā)相發(fā)育厚度約占9.8%，發(fā)育于周期性火山活動(dòng)的早期。根據(jù)火山碎屑的成因和搬運(yùn)機(jī)制不同，可細(xì)分為空落、熱基浪和火山碎屑流3類(lèi)亞相，可依據(jù)碎屑物粒度、分選以及層理等特征加以辨識(shí)。

空落亞相亦稱墜落亞相，指爆炸飛濺到空中又因重力墜落到地表或水底的火山噴出物堆積體。主要巖性為含塑性（火山彈）和剛性巖塊（集塊）的粗面質(zhì)/玄武質(zhì)凝灰?guī)r，發(fā)育塊狀層理和粒序?qū)永?，分選較好（見(jiàn)圖3a、3b）。局部可見(jiàn)火山彈或浮巖塊墜落其中擾動(dòng)形成的“墜石構(gòu)造”。

熱基浪亞相指火山碎屑涌浪沉積過(guò)程中由載屑蒸氣流極快速搬運(yùn)-沉積的火山碎屑堆積物，分選中等，層理極為發(fā)育。熱基浪亞相的堆積物順古地形呈幔狀覆蓋，低洼處堆積物厚度明顯大于高部位。巖屑和晶屑含量較高（見(jiàn)圖3c、3d），宏觀尺度上可見(jiàn)各種層理構(gòu)造，局部可見(jiàn)砂丘或逆行砂丘。

火山碎屑流亞相指爆炸式火山噴發(fā)產(chǎn)生的各種火山碎屑物快速搬運(yùn)-沉積后形成的堆積物復(fù)合體，主要由噴發(fā)柱崩塌形成的高密度氣體-固體混合物擴(kuò)散，進(jìn)而沿地表快速搬運(yùn)形成重力流堆積，也包括由熔巖穹丘或熔巖流外/表層在重力或爆發(fā)作用下崩塌破碎后形成的碎屑流堆積。巖石分選差，以粗?；鹕剿樾紴橹鳎ㄒ?jiàn)圖3e、3f），含塑性玻屑、漿屑，具“焊接”特征。單層內(nèi)部通常不發(fā)育層理，可見(jiàn)正粒序，多個(gè)冷卻單元疊加時(shí)顯示出粗—細(xì)韻律層理。

圖3 爆發(fā)相3類(lèi)亞相典型巖心及薄片顯微特征

3.3 溢流相

溢流相是洪泛式熔巖流經(jīng)過(guò)流動(dòng)、冷凝、堆積、疊加的復(fù)合體。溢流相在本區(qū)最為發(fā)育（占62.6%），新生界各個(gè)層系中均有分布，發(fā)育于各期火山活動(dòng)的主噴發(fā)期。根據(jù)噴發(fā)機(jī)制和就位環(huán)境不同，分為玻質(zhì)碎屑巖、板狀熔巖流和復(fù)合熔巖流3類(lèi)亞相，可據(jù)致密、氣孔和角礫化熔巖的組合及其相對(duì)比例予以辨別。

玻質(zhì)碎屑巖亞相是巖漿于水下就位的典型代表，廣泛發(fā)育于沙三段（強(qiáng)烈斷陷、湖盆最大擴(kuò)張期）。特征巖性是具淬碎角礫結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)和角礫狀構(gòu)造的角礫化玄武巖（見(jiàn)圖4a、4b），鉆井顯示其上下多發(fā)育厚層暗色泥巖。其巖性單一，測(cè)井特征為呈低幅微齒化的平滑曲線（見(jiàn)圖5a）。玻質(zhì)碎屑巖亞相既可由巖漿于水下噴出、就位形成，亦可由陸上噴出的巖漿沿地表流入湖盆之中形成。

板狀熔巖流亞相是指厚層平板狀橫向擴(kuò)展熔巖流，單層厚度數(shù)米至幾十米，橫向連續(xù)性好，延伸可達(dá)數(shù)千米。單層熔巖內(nèi)部具有典型的氣孔垂向分帶性，表現(xiàn)為上部和下部氣孔發(fā)育，而中間氣孔少或呈致密塊狀（見(jiàn)圖4c、4d）。相鄰兩層板狀熔巖流之間常發(fā)育數(shù)米厚的沉積巖夾層。氣孔發(fā)育段呈高聲波時(shí)差、低密度和低電阻率特征，而致密段呈低聲波時(shí)差、高密度、高電阻率特征（見(jiàn)圖5b）。

復(fù)合熔巖流亞相指多期薄層交織狀熔巖流疊加形成的堆積復(fù)合體。單層橫向延伸范圍小、連續(xù)性差，常見(jiàn)于小規(guī)模、低黏度的玄武質(zhì)熔巖中，主要由單次噴發(fā)量相對(duì)較少的高頻火山噴發(fā)形成，由多個(gè)單層厚度介于數(shù)十厘米至數(shù)米的小型辮狀流動(dòng)單元組成，單層內(nèi)部由含管狀氣孔-杏仁體的底殼、塊狀構(gòu)造核部和氣孔-杏仁構(gòu)造上部外殼組成（見(jiàn)圖4e、4f）。由于連續(xù)噴發(fā)而形成的多個(gè)流動(dòng)單元之間往往難以確定明顯的界線，因此其內(nèi)部氣孔-杏仁構(gòu)造玄武巖和致密玄武巖互層，或多孔與少孔玄武巖互層，二者累計(jì)厚度比約為4∶5～10∶7，表明氣孔帶與少孔/致密帶厚度相當(dāng)或略厚。測(cè)井特征為聲波時(shí)差、密度、補(bǔ)償中子和電阻率等曲線呈指狀疊加（見(jiàn)圖5c），每個(gè)指狀單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)熔巖流動(dòng)單元。

圖4 溢流相3類(lèi)亞相典型巖心及薄片顯微特征

圖5 溢流相3類(lèi)亞相測(cè)井響應(yīng)特征

溢流相3類(lèi)亞相就位環(huán)境和空間分布存在差異：①就位環(huán)境不同，玻質(zhì)碎屑巖亞相為水下就位產(chǎn)物，板狀和復(fù)合熔巖流亞相為陸上就位產(chǎn)物；②平面分布位置不同，三者在橫向上距離火山口由近及遠(yuǎn)依次為復(fù)合熔巖流、板狀熔巖流和玻質(zhì)碎屑巖。

3.4 侵出相

侵出相指較黏稠的巖漿（溫度較低、硅質(zhì)含量較高、揮發(fā)分含量較少），自火山通道中被“擠牙膏”式推舉出地表而形成的熔巖穹丘，形成于火山噴發(fā)中后期，堆積在火山機(jī)構(gòu)上部。在新生界火成巖中約占13.1%，主要分布在沙三段中亞段，巖性為粗面巖類(lèi)。

侵出相屬于非層狀噴出相，中心式噴發(fā)形成熔巖丘，裂隙式噴發(fā)形成熔巖脊。高度為幾十米至數(shù)百米，一般為100～300 m；直徑幾百米到千余米，以2 000～4 000 m為主；縱橫比高，多大于1/8，以1/3～1/2為主。富含斑晶，具有聚斑、碎斑結(jié)構(gòu)，斑晶含量可達(dá)30%以上?；|(zhì)結(jié)晶程度具分帶性，即外部/邊緣為玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，中部/過(guò)渡帶為霏細(xì)質(zhì)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為顯微粒狀結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖6）。根據(jù)侵出相結(jié)構(gòu)構(gòu)造的差別，由內(nèi)而外劃分為內(nèi)帶、中帶和外帶3類(lèi)亞相。

內(nèi)帶亞相位于侵出巖穹的核部，代表巖性為塊狀構(gòu)造粗面巖，巖石富含斑晶（含量可達(dá)30%以上），具粗面、多斑、聚斑、碎斑結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖6a、6b），塊狀構(gòu)造，發(fā)育柱狀和板狀節(jié)理。

中帶亞相位于侵出巖穹的中部，距火山口相對(duì)較遠(yuǎn)，有一定流動(dòng)距離，流動(dòng)構(gòu)造是其與內(nèi)帶亞相的重要區(qū)別之處。中帶亞相代表巖性為玻璃質(zhì)粗面巖和微晶粗面巖，巖石特征介于內(nèi)帶和外帶之間，以基質(zhì)微晶結(jié)構(gòu)和霏細(xì)結(jié)構(gòu)為標(biāo)志（見(jiàn)圖6c、6d）。

外帶亞相位于侵出巖穹的外部，且多與溢流相呈過(guò)渡關(guān)系，常見(jiàn)強(qiáng)烈塑變的流動(dòng)構(gòu)造。代表巖性為具淬碎角礫結(jié)構(gòu)或自碎角礫結(jié)構(gòu)的粗面質(zhì)角礫熔巖和角礫化粗面巖。熔巖在內(nèi)部膨脹、自身重力和淬火等作用下形成原位角礫，具有暗化或淺化邊緣，基質(zhì)多為隱晶質(zhì)—玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖6e、6f）。

圖6 侵出相3類(lèi)亞相典型巖心及薄片顯微特征

3.5 火山沉積相

火山沉積相為原生火山碎屑物（或熔漿）初始就位后，經(jīng)再次或多次搬運(yùn)-沉積而成的、以火山碎屑為主的沉積復(fù)合體，在研究區(qū)新生界火成巖地層中約占9.4%?；鹕匠练e相與火成巖共生，與其他巖相呈側(cè)向相變或夾層形式產(chǎn)出，巖性主要為火山碎屑含量占10%～90%的火山碎屑沉積巖和沉火山碎屑巖。碎屑成分包括火山碎屑和外來(lái)碎屑，根據(jù)兩者相對(duì)比例、磨圓度、分選性以及層理特征等劃分為含外碎屑火山沉積亞相和再搬運(yùn)火山碎屑沉積亞相。

含外碎屑火山沉積亞相是原始噴發(fā)火山碎屑物（或熔漿）初次就位或冷凝固結(jié)，后經(jīng)風(fēng)化剝蝕形成的碎屑物，與外來(lái)碎屑相混堆積而成的巖體。代表巖性為見(jiàn)有層理的、火山碎屑含量在10%～50%的火山碎屑沉積巖，包括凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)砂巖和凝灰質(zhì)礫巖（見(jiàn)圖7a、7b）。碎屑磨圓度和分選好、非火山碎屑含量大于50%是其主要鑒定標(biāo)志。

再搬運(yùn)火山碎屑沉積亞相是在火山作用同期或準(zhǔn)同期內(nèi)，由熔巖穹丘或熔巖流外緣的崩塌物以及未固結(jié)成巖的火山碎屑物經(jīng)水流及風(fēng)力作用再次或多次搬運(yùn)，于火山機(jī)構(gòu)的低部位堆積和壓實(shí)而形成的巖體。搬運(yùn)過(guò)程中可有少量外碎屑加入（含量少于10%）。其主要由角礫級(jí)和凝灰級(jí)火山碎屑組成，常見(jiàn)層理構(gòu)造，如水平層理沉凝灰?guī)r層等（見(jiàn)圖7c、7d）；具有一定的磨圓度，分選中等或差，具水平層理、外碎屑含量少是其主要鑒定標(biāo)志。

圖7 火山沉積相兩類(lèi)亞相典型巖心及薄片顯微特征

3.6 侵入相

遼河油田近年在小型層狀侵入體與圍巖界面附近發(fā)現(xiàn)多個(gè)工業(yè)油藏，表明后期巖席/巖脈也是重要的儲(chǔ)集巖類(lèi)。東部凹陷沙三段和沙一段發(fā)育具一定規(guī)模的東營(yíng)組沉積期輝綠巖，形成時(shí)間晚于所就位的地層時(shí)代，且部分具明顯的穿層性，據(jù)此可確定為侵入成因。依據(jù)圍巖接觸關(guān)系，可分為整合侵入體和不整合侵入體兩類(lèi)（見(jiàn)圖8）。侵入巖與圍巖相比密度較大，地震反射特征為強(qiáng)振幅（地震剖面上顯示為“強(qiáng)軸”），沿?cái)鄬觾蓚?cè)分布，遠(yuǎn)離斷層方向逐漸尖滅（見(jiàn)圖8），自斷層向兩側(cè)延伸幾百米至幾千米。

從火成巖儲(chǔ)集層研究角度，按侵入巖體與圍巖接觸面距離由近到遠(yuǎn)，將侵入相劃分為邊緣亞相和中心亞相。二者在結(jié)晶程度、蝕變情況與裂縫發(fā)育特點(diǎn)等方面有明顯差別（原生與次生孔縫組合及其發(fā)育程度不同）。

圖8 基性侵入體的地震相特征

中心亞相分布于侵入巖體內(nèi)部，在外層的保溫下冷卻速度相對(duì)緩慢，巖石粒度較粗，多呈等粒結(jié)構(gòu)或似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。厚層巖體（大于50 m）內(nèi)部的巖石呈全晶質(zhì)中—粗粒結(jié)構(gòu)，輝石和長(zhǎng)石晶體直徑普遍大于1 mm，呈自形—半自形，具輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、輝綠—輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖9a、9b）。

邊緣亞相分布在侵入巖體邊部，厚度數(shù)米，與圍巖直接接觸，因此處巖漿冷卻速度快，故巖石多呈細(xì)粒結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)沿侵入方向的流動(dòng)構(gòu)造和串珠狀氣孔群，可見(jiàn)圍巖捕虜體（見(jiàn)圖9c、9d），其發(fā)育與巖體和圍巖接觸面平行的原生層節(jié)理。邊緣亞相厚度雖小于中心亞相，但儲(chǔ)集意義重大，已發(fā)現(xiàn)的與侵入巖相關(guān)的油氣藏主要賦存在邊緣亞相及其與圍巖接觸帶中，與界面附近次生溶蝕改造作用密切相關(guān)。

圖9 侵入相兩類(lèi)亞相典型巖心及薄片顯微特征

4 火成巖相的儲(chǔ)集意義

火成巖儲(chǔ)集空間由原生和次生兩部分構(gòu)成，不同火成巖亞相的成巖方式?jīng)Q定原生孔隙和裂縫的類(lèi)型、組合及空間分布[12]，并影響火成巖次生改造作用的方式和強(qiáng)度，最終導(dǎo)致不同亞相儲(chǔ)集空間的構(gòu)成存在差異，從而間接控制火成巖儲(chǔ)集層的有效性和空間分布。

火成巖相與儲(chǔ)集層物性密切相關(guān)[13]，而儲(chǔ)集層物性的差異直觀體現(xiàn)為有效儲(chǔ)集空間的發(fā)育程度。除了受火成巖礦物次生蝕變影響外，儲(chǔ)集層主要由不同火成巖亞相原生儲(chǔ)集空間的發(fā)育特征和后期界面改造兩因素決定。不同巖相和亞相的原生儲(chǔ)集空間類(lèi)型、組合方式和發(fā)育程度具有顯著差異，原生孔隙和裂縫不僅直接構(gòu)成油氣的儲(chǔ)集空間，而且還可為火成巖的次生改造提供流體運(yùn)移的通道。巖心觀察和鑄體薄片分析可直觀確定孔隙和裂縫的發(fā)育情況，結(jié)合取心段巖樣常規(guī)物性測(cè)試的孔隙度和滲透率及孔隙度測(cè)井曲線特征，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)16種火成巖亞相中，溢流相復(fù)合熔巖流亞相、侵出相外帶亞相和侵入相邊緣亞相的儲(chǔ)集空間最為發(fā)育（見(jiàn)圖10）。一方面，這3類(lèi)亞相的原生孔隙和裂縫發(fā)育，為后期溶蝕改造提供了先期條件，其中，復(fù)合熔巖流亞相玄武巖發(fā)育原生氣孔和收縮縫，外帶亞相粗面巖發(fā)育礫間縫和收縮縫，邊緣亞相輝綠巖發(fā)育收縮縫和少量原生氣孔（見(jiàn)表1）；另一方面，火成巖地層內(nèi)部各級(jí)界面附近的火成巖受到的溶蝕改造最為強(qiáng)烈，如復(fù)合熔巖流亞相內(nèi)部發(fā)育多個(gè)流動(dòng)單元界面，外帶亞相和邊緣亞相分別處于侵出相和侵入相巖體與其他火成巖相或者沉積地層界面處，這3類(lèi)亞相普遍發(fā)育大量溶蝕孔（見(jiàn)圖10）。

圖10 東部凹陷新生界火成巖有效儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間（深藍(lán)色和淺藍(lán)色部分均為有效孔隙中注入的鑄膠）

相比較而言，次火山巖亞相、板狀熔巖流亞相、內(nèi)帶亞相和中心亞相在相序上位于所屬巖相的下部或內(nèi)部，主體上由厚層均一的致密塊狀火成巖構(gòu)成，原生儲(chǔ)集空間相對(duì)不發(fā)育，以冷凝收縮縫為主，巖石后期溶蝕改造程度弱。盡管在相同構(gòu)造應(yīng)力下，裂縫易于形成和保存，但總面孔率較低，因此這幾類(lèi)亞相巖石儲(chǔ)集能力相對(duì)較差，對(duì)儲(chǔ)集層貢獻(xiàn)不大。

5 結(jié)論

遼河坳陷東部凹陷新生界發(fā)育粗面巖、玄武巖和輝綠巖3大類(lèi)火成巖，具有噴出與侵入、水下與陸上并存的特點(diǎn)，其火成巖相包括火山通道相、爆發(fā)相、溢流相、侵出相、火山沉積相和侵入相6種，進(jìn)一步細(xì)分為16類(lèi)亞相。根據(jù)巖心和薄片反映的火成巖巖石成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等內(nèi)在地質(zhì)屬性，結(jié)合測(cè)井相分析和地震相解譯，總結(jié)出遼河坳陷新生界中基性火成巖6相16亞相的發(fā)育特征和識(shí)別標(biāo)志。

此分類(lèi)適用于以中基性火成巖為主的盆地埋藏火成巖相的識(shí)別和劃分，可用于火成巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)刻畫(huà)、火成巖儲(chǔ)集層形成機(jī)理和分布規(guī)律的研究。相較而言，以四川、準(zhǔn)噶爾和塔里木盆地為代表的古生界中基性火成巖受蝕變和風(fēng)化作用改造的特征更為明顯[14]，因此其火成巖相分析需重點(diǎn)對(duì)經(jīng)歷蝕變、風(fēng)化作用改造后的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造加以辨識(shí)。

溢流相復(fù)合熔巖流亞相、侵出相外帶亞相和侵入相邊緣亞相是東部凹陷新生界中基性火成巖儲(chǔ)集層發(fā)育的有利相帶。火成巖相對(duì)儲(chǔ)集層的控制作用主要體現(xiàn)在原生儲(chǔ)集空間和次生改造兩方面：原生儲(chǔ)集空間是火成巖儲(chǔ)集層發(fā)育的必要基礎(chǔ)條件；后期與界面相關(guān)的次生改造作用是決定儲(chǔ)集層有效性的關(guān)鍵因素。

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（編輯 林敏捷 繪圖 劉方方）

Facies classification and reservoir significance of the Cenozoic intermediate and mafic igneous rocks in Liaohe Depression,East China

Huang Yulong1,Shan Junfeng2,Bian Weihua1,Gu Guozhong2,Feng Yuhui1,Zhang Bin2,Wang Pujun1
(1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China;2.Research Institute of Exploration and Development,PetroChina Liaohe Oilfield Company,Panjin 124010,China)

The facies classification and corresponding features of the Cenozoic intermediate and mafic igneous rocks are studied by analyzing drilling cores,cuttings and corresponding thin sections,as well as well-loggings and seismic profiles related to the boreholes in Liaohe Depression of Bohai Bay Basin.Six facies and sixteen sub-facies are classified:volcanic conduit facies (diatreme,crypto-explosive breccia and post-intrusive sub-facies),explosive facies (pyroclastic flow,surge,and fall deposits sub-facies),effusive lava flow facies (compound flow,tabular flow,hyaloclastite sub-facies),extrusive dome facies (outer zone,intermediate zone,and inner zone sub-facies),volcaniclastic facies (resedimented volcaniclastics,epiclast-bearing volcanogenic deposits sub-facies),and intrusive facies (margin,core sub-facies).The characteristics and recognition of these sixteen volcanic sub-facies are described and summarized in detail concerning their primary volcanic textures,structures,lithologic assemblages,genesis and material source,spatial occurrence and distribution.Volcanic sub-facies is the primary controlling factor on volcanic reservoir spaces and their configurations.They constrain the styles and degrees of subsequent tectonic fracture and secondary dissolution of the volcanics,thus determining the porosity,permeability,and efficiency of volcanic reservoirs.Three favorable reservoir facies belts in the Cenozoic intermediate and mafic igneous rocks in Eastern Sag of Liaohe Depression are compound lava flows,outer zone of extrusive dome,and margin of intrusive sub-facies.They should be taken as the major exploration targets of the volcanic reservoirs.

Liaohe Depression;Eastern Sag;intermediate and mafic igneous rock;lithofacies;volcanic reservoir;rift basin

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目（2012CB822002）

TE122

：A

1000-0747(2014)06-0671-10

10.11698/PED.2014.06.04

黃玉龍（1982-），男，江蘇六合人，博士，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院講師，主要從事油氣儲(chǔ)集層地質(zhì)和大山地質(zhì)方面的研究與教學(xué)工作。地址：吉林省長(zhǎng)春市建設(shè)街2199號(hào)，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，郵政編碼：130061。E-mail：long@jlu.edu.cn

2013-12-16

2014-09-15