蔣裕強(qiáng)，陶艷忠，谷一凡，王玨博，強(qiáng)子同，江娜，林剛，蔣嬋（1. 四川省天然氣地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2. 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；. 中國(guó)石油西南油氣田公司勘探事業(yè)部）

四川盆地高石梯－磨溪地區(qū)燈影組熱液白云石化作用

蔣裕強(qiáng)1, 2，陶艷忠1, 2，谷一凡1, 2，王玨博1, 2，強(qiáng)子同1, 2，江娜1, 2，林剛1, 2，蔣嬋3
（1. 四川省天然氣地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2. 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；3. 中國(guó)石油西南油氣田公司勘探事業(yè)部）

摘要：基于四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)基本地質(zhì)條件、白云巖礦物組合及地球化學(xué)特征，研究該區(qū)震旦系燈影組熱液白云石化作用形成條件、存在證據(jù)、具體改造方式及作用時(shí)期。高石梯—磨溪地區(qū)是四川盆地?zé)粲敖M氣藏的重要勘探目標(biāo)，區(qū)域地質(zhì)上具備發(fā)生構(gòu)造控制熱液白云石化作用的基本條件：①拉張性基底斷裂活動(dòng)；②深埋藏?zé)嵋簝?chǔ)庫(kù)；③上覆地層的覆蓋和封堵。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)燈影組巖心樣品開(kāi)展巖相學(xué)研究和地球化學(xué)（微量元素，碳、氧、鍶同位素，包裹體均一化溫度等）測(cè)試分析，據(jù)密西西比谷型（MVT）礦物組合和地球化學(xué)特征，認(rèn)為區(qū)內(nèi)燈影組白云巖地層內(nèi)存在構(gòu)造控制熱液白云石化作用。區(qū)內(nèi)熱液白云石化作用主要是指熱液流體對(duì)基質(zhì)白云巖的改造，包括3種具體改造方式：①溶蝕與充填作用；②重結(jié)晶和新生變形作用；③水力壓裂作用。熱液白云石化作用推測(cè)存在多期，即晚震旦世—早寒武世、晚泥盆世和晚二疊世。圖12表4參27

關(guān)鍵詞：熱液白云石化作用；密西西比谷型礦物組合；地球化學(xué)特征；震旦系；燈影組；高石梯—磨溪地區(qū)；四川盆地

0　引言

沉積盆地中的熱液活動(dòng)不僅對(duì)盆地的溫度、壓力和化學(xué)條件產(chǎn)生重要影響，而且對(duì)盆地中流體-巖石相互作用及油氣的生成、運(yùn)移和聚集具有重要作用[1]。所謂熱液是指輸入或定位在主巖地層中的流體[2]，其溫度明顯高于圍巖溫度（至少5 ℃）。在北美地區(qū)關(guān)于沿構(gòu)造線分布的熱液白云巖儲(chǔ)集巖的勘探研究已長(zhǎng)達(dá)一百多年，而全球其他地區(qū)在最近25年才開(kāi)始逐漸關(guān)注受構(gòu)造控制的熱液白云巖（HTD）儲(chǔ)集巖，由此導(dǎo)致在許多沉積盆地中，需要重新對(duì)白云石化模型進(jìn)行評(píng)估，以便改進(jìn)勘探思路和提出新的勘探方針[2]。關(guān)于四川盆地震旦系燈影組熱液白云巖的研究目前僅局限在川東南地區(qū)，且主要針對(duì)熱液白云巖的地球化學(xué)及巖石學(xué)特征[3]。高石梯—磨溪地區(qū)是燈影組油氣藏的重要勘探目標(biāo)，但對(duì)該區(qū)熱液白云石化機(jī)理及相關(guān)問(wèn)題的研究極為匱乏，筆者基于高石梯—磨溪地區(qū)基本地質(zhì)條件、白云巖礦物組合及地球化學(xué)特征，研究該區(qū)熱液白云石化作用形成條件、存在證據(jù)、具體改造方式及作用時(shí)期。

1　研究區(qū)地質(zhì)概況

高石梯—磨溪地區(qū)位于四川盆地川中平緩構(gòu)造帶中部、樂(lè)山—龍女寺古隆起軸部的東部。區(qū)內(nèi)震旦系上統(tǒng)燈影組與下伏震旦系下統(tǒng)陡山沱組呈整合接觸，與上覆下寒武統(tǒng)筇竹寺組泥頁(yè)巖呈不整合接觸。根據(jù)巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化并結(jié)合電性特征，將燈影組自下而上劃分為四段，除燈三段為泥質(zhì)白云巖夾泥頁(yè)巖外，燈一、燈二、燈四段均為白云巖，且主要為泥晶藻疊層云巖、泥晶藻顆粒云巖（見(jiàn)圖1），區(qū)內(nèi)沉積相對(duì)較厚，向龍女寺—廣安地區(qū)逐漸減薄。

圖1　研究區(qū)位置及地層柱狀圖

2　形成條件

受構(gòu)造控制的熱液白云石化作用和熱液白云巖儲(chǔ)集層的形成應(yīng)具備3個(gè)基本條件：①拉張性基底斷裂活動(dòng)；②深埋藏?zé)嵋簝?chǔ)庫(kù)；③上覆地層的覆蓋和封堵[2]?；讛嗔鸦顒?dòng)使底部深埋藏?zé)嵋簝?chǔ)庫(kù)中的熱液流體沿?cái)鄬雍土芽p向上運(yùn)移，在上覆地層的封堵下，熱液流體沿碳酸鹽巖巖層中的孔隙-裂縫體系進(jìn)行白云石化作用，而不是向上逸散，從而形成一定規(guī)模的熱液白云巖。研究區(qū)具備以上地質(zhì)條件（見(jiàn)圖2）。

2.1拉張性基底斷裂活動(dòng)

三維地震資料表明高石梯—磨溪地區(qū)存在前震旦系裂谷，并發(fā)育深達(dá)基底的深大斷裂[4]。也有研究者認(rèn)為晚震旦世至早寒武世的“興凱運(yùn)動(dòng)”和中泥盆世至中三疊世的“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”均以拉張性為主[5‐8]，是重要的構(gòu)造-熱液事件[1]。此外，拉張性大地構(gòu)造活動(dòng)也可以表現(xiàn)為火山作用，區(qū)內(nèi)沉積地層中以?shī)A層方式發(fā)育的火山碎屑巖（包括凝灰?guī)r）就是火山作用的具體表現(xiàn)，如震旦系下部的火山碎屑巖、寒武系的凝灰?guī)r、二疊系的玄武巖。以上構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加，有利于基底斷裂活動(dòng)，為熱液白云石化作用的形成創(chuàng)造了一個(gè)有利的大地構(gòu)造條件。

2.2深埋藏?zé)嵋簝?chǔ)庫(kù)

最新地震資料表明：四川盆地大部分地區(qū)震旦系燈影組之下還發(fā)育巨厚的沉積巖，從地震剖面上來(lái)看主要為砂—礫質(zhì)碎屑巖，厚度在3 000～5 000 m，主要屬于南華系澄江組，也包括部分陡山沱組等層系[9]。這些碎屑巖層可以作為燈影組白云巖構(gòu)造-熱液作用的熱液流體的儲(chǔ)庫(kù)，在拉張性大地構(gòu)造環(huán)境下，深大斷裂活動(dòng)時(shí)，其中儲(chǔ)存的熱液流體可沿?cái)鄬蛹傲芽p向上運(yùn)移。

圖2　高石梯－磨溪地區(qū)燈影組熱液白云石化模式圖

2.3上覆地層的覆蓋和封堵

寒武系筇竹寺組沉積一套致密黑色頁(yè)巖，與燈影組頂部呈平行不整合接觸，致密的頁(yè)巖對(duì)于熱液流體是理想的封閉層，可以有效封堵熱液流體，使其長(zhǎng)時(shí)間停留在碳酸鹽巖層內(nèi)部進(jìn)行熱液白云石化作用，而不是繼續(xù)向上運(yùn)移而散失。

3　存在證據(jù)

3.1MVT型礦物組合證據(jù)

基底斷裂作用引起沉積低溫?zé)嵋夯顒?dòng)可以形成熱液白云巖及密西西比谷型（MVT）的鉛鋅硫化物礦化作用，主要指以熱液白云巖為母巖的礦化作用，是形成MVT鉛鋅礦床的主要因素，其中最常見(jiàn)的礦物是鞍狀白云石（SD）、閃鋅礦（Sp）、方鉛礦（Gn）、黃鐵礦（Py）、重晶石（Brt）、螢石（Fl）、長(zhǎng)石（Fsp）、方解石（Cal）以及石英（Qtz）。這些熱液礦物通常以特殊的礦物組合形式出現(xiàn)，由于這些礦物既有熱液成因也有非熱液成因，必須從礦物組合的角度才能比較可靠地說(shuō)明一個(gè)地區(qū)是否有熱液流體的活動(dòng)[10-11]，如塔里木盆地發(fā)現(xiàn)的與熱液活動(dòng)相關(guān)的礦物組合主要有石英-螢石、閃鋅礦-方解石-綠泥石等[12]。研究區(qū)燈影組基質(zhì)白云巖（MD，Matrix dolostones）中，熱液礦物主要充填在孔洞或裂縫中（見(jiàn)圖3），MVT型熱液礦物組合主要有鞍狀白云石-石英-硬石膏、鞍狀白云石-黃鐵礦-石英、鞍狀白云石-方鉛礦-螢石、鞍狀白云石-石英-閃鋅礦等。根據(jù)巖相學(xué)觀察，依照接觸關(guān)系（見(jiàn)圖4），認(rèn)為典型的熱液礦物存在一定的結(jié)晶次序，即石英—螢石—黃鐵礦—方鉛礦—閃鋅礦。

3.2地球化學(xué)證據(jù)

3.2.1碳、氧穩(wěn)定同位素特征

將白云巖樣品按照巖相學(xué)特征分為4種基本組構(gòu)，即泥晶基質(zhì)白云石、基質(zhì)重結(jié)晶白云石、充填孔縫的鞍狀白云石以及泥晶白云石角礫，分別進(jìn)行了取樣分析。測(cè)試結(jié)果（見(jiàn)表1）表明：泥晶基質(zhì)白云石δ13C值分布較集中，為-0.46‰～1.99‰，平均值為0.32‰；δ18O值分布范圍較寬，為-5.37‰～0.89‰，平均值為-2.44‰?；|(zhì)重結(jié)晶白云石δ13C值分布范圍為-1.93‰～0.84‰，平均值為-0.025‰；δ18O值分布范圍為-13.84‰～-5.92‰，平均值為-10.10‰?？卓p中充填的鞍狀白云石δ13C平均值為0.1‰；δ18O平均值為-13.42‰。有研究者認(rèn)為震旦系沉積期海水的δ13C值為4‰～6‰，δ18O值為-0.50‰（取陡山沱組沉積期最偏正的值），也有人認(rèn)為晚元古代海水的δ13C值為4.43‰，δ18O值為-0.62‰[13-14]，兩組數(shù)據(jù)差異較小，因此將前者作為該時(shí)期海水同位素組成標(biāo)準(zhǔn)值。相較于標(biāo)準(zhǔn)值，充填孔縫的鞍狀白云石的碳氧同位素值明顯偏負(fù)，說(shuō)明其并非在與海水有關(guān)的白云石化流體作用下形成；而泥晶基質(zhì)白云石碳氧同位素值與標(biāo)準(zhǔn)值差異較小，表明其白云石化流體屬于調(diào)整海水（Modified seawater）；基質(zhì)重結(jié)晶白云石的碳、氧同位素值也顯著偏負(fù)，解釋為泥晶基質(zhì)白云石在熱液流體的改造作用下發(fā)生重結(jié)晶，在高溫?zé)嵋涵h(huán)境下，氧同位素發(fā)生熱分餾，使得進(jìn)入白云石晶體中的18O急劇減少，而16O相對(duì)增多（見(jiàn)圖5）。

圖3　高石梯—磨溪地區(qū)燈影組熱液礦物組合微觀及宏觀特征

3.2.2鍶同位素

三峽地區(qū)的資料表明，震旦系灰?guī)r的87Sr/86Sr值為0.708 45～0.708 55，平均值為0.708 48，而燈影組泥晶基質(zhì)白云石的87Sr/86Sr值為0.708 90～0.708 92，平均值為0.708 91[13-14]。因此，震旦系原生灰?guī)r的87Sr/86Sr值較泥晶基質(zhì)白云石略低，更為接近晚古生代海水值（平均為0.708 30）[15]；而燈影組基質(zhì)重結(jié)晶白云石和鞍狀白云石的87Sr/86Sr值為0.709 7～0.713 2[3]，明顯高于泥晶基質(zhì)白云石的87Sr/86Sr值（見(jiàn)圖6），表明其形成流體屬于外來(lái)的富87Sr熱液流體，在熱液白云石化作用中有放射性87Sr的參與。

3.2.3流體包裹體均一化溫度和鹽度特征

流體包裹體是對(duì)原始流體的直接記錄，均一化溫度（Th）可以反映鞍狀白云石結(jié)晶時(shí)的溫度[16]。MX9井和GS16井鞍狀白云石包裹體的測(cè)試結(jié)果表明：Th值為136～214 ℃（見(jiàn)圖7），平均值為170 ℃；根據(jù)該地區(qū)古地?zé)崽荻龋?2.6～24.4 ℃/km）[17]及恒溫層溫度（11 ℃）[18]，當(dāng)熱液流體對(duì)基質(zhì)白云巖進(jìn)行改造時(shí)，燈影組的正常地層溫度遠(yuǎn)低于鞍狀白云石的Th值（見(jiàn)表2）。包裹體鹽度測(cè)試表明流體鹽度為8.0%～16.99%[19]，是正常海水鹽度（3.5%）的2～5倍。以上測(cè)試結(jié)果表明，形成鞍狀白云石的流體為高溫鹵水。

圖4　典型熱液礦物的接觸關(guān)系示意圖

表1　燈四段白云巖樣品碳、氧同位素值

圖5　燈影組白云巖樣品碳、氧同位素組成交會(huì)圖

圖6　鍶同位素變化示意圖

圖7　流體包裹體均一化溫度分布直方圖

表2　熱液作用時(shí)期燈影組正常地層溫度

3.2.4微量元素特征

利用白云石中Fe、Mn含量區(qū)分白云石化作用環(huán)境比利用Sr、Na含量更有效[20]，F(xiàn)e、Mn含量不同的白云石形成于不同的流體環(huán)境。充填縫洞的鞍狀白云石中Fe、Mn含量相較其他白云巖組構(gòu)明顯偏高，分別為351×10-6～1 882×10-6（平均值973×10-6）和579×10-6～852×10-6（平均值732×10-6）；泥晶基質(zhì)白云石中的Fe、Mn含量最低，平均值分別為73×10-6和152×10-6；基質(zhì)重結(jié)晶白云石的Fe、Mn含量介于上述兩種白云巖組構(gòu)之間，平均值分別為449×10-6和696×10-6。測(cè)試結(jié)果表明（見(jiàn)表3），形成泥晶基質(zhì)白云石的流體與形成鞍狀白云石的流體存在顯著差異，后者具有極高的Fe、Mn含量，符合熱液白云石化流體的基本特征；而基質(zhì)重結(jié)晶白云石的Fe、Mn含量介于上述兩者之間（見(jiàn)圖8），表明其是在泥晶基質(zhì)白云石的基礎(chǔ)上，受到熱液流體重結(jié)晶、新生變形作用改造而形成的；泥晶白云石角礫的Fe、Mn含量與泥晶基質(zhì)白云石相當(dāng)，而碳、氧同位素組成與泥晶基質(zhì)白云石差異明顯，筆者認(rèn)為，其原因在于：熱液流體改造后，白云巖角礫內(nèi)部發(fā)生了元素的熱分餾作用，即元素總體含量沒(méi)有改變，但具體原子種類(lèi)因分餾作用而發(fā)生變化，因此微量元素含量仍保留原始特征，但同位素特征已發(fā)生顯著變化，即角礫成分屬于受熱液流體改造的泥晶基質(zhì)白云石。

表3　燈影組白云巖樣品微量元素測(cè)試數(shù)據(jù)

4　具體改造方式

熱液白云石化作用的具體改造方式、橫向展布范圍和最終形成的巖石結(jié)構(gòu)通常取決于石灰?guī)r基質(zhì)的相特征，包括石灰?guī)r的原始沉積相和成巖相特征。熱液作用時(shí)，對(duì)巖石組構(gòu)的選擇性較強(qiáng)，優(yōu)先作用于礦物相不穩(wěn)定的組構(gòu)，如加拿大克拉克湖Slave point組熱液白云巖[2]。

圖8　燈影組白云巖樣品Fe、Mn微量元素含量交會(huì)圖

然而與全球其他地區(qū)的熱液白云石化作用不同的是，本區(qū)燈影組在經(jīng)歷熱液白云石化作用之前，就已經(jīng)形成了基質(zhì)白云巖，即熱液白云石化作用是在基質(zhì)白云巖基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，這類(lèi)白云巖不存在礦物穩(wěn)定性差異，其大多為泥晶藻云巖，孔滲極低。因此熱液白云石化流體只能以構(gòu)造斷裂形成的裂縫體系為主要流動(dòng)通道。巖心上清晰可見(jiàn)的宏觀裂縫和鏡下可見(jiàn)的微裂縫在區(qū)內(nèi)燈影組基質(zhì)白云巖中都較為發(fā)育。這些裂縫一般成群成組地呈網(wǎng)狀出現(xiàn)，為典型的構(gòu)造成因標(biāo)志。裂縫寬度變化范圍較大，從不到一毫米到幾毫米不等。裂縫邊緣平直或呈一定角度（見(jiàn)圖9），反映出構(gòu)造應(yīng)力成因特征。部分裂縫由于受熱液流體溶蝕擴(kuò)大，形成不規(guī)則的溶蝕邊緣（見(jiàn)圖9c），后期從熱液流體中直接沉淀出的鞍狀白云石或熱液礦物（如方鉛礦）部分或完全充填裂縫，未被完全充填的裂縫仍可以作為油氣運(yùn)移的有效通道，特別是在區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的微裂縫（見(jiàn)圖9b）。

圖9　燈影組白云巖裂縫特征

此外，桐灣期表生巖溶作用形成的縫洞體系也可以成為熱液流體的流動(dòng)通道，但只在燈二段和燈四段頂部大量發(fā)育。

熱液白云石化流體對(duì)基質(zhì)白云巖的改造作用可以細(xì)分為以下3種作用方式（見(jiàn)圖10）。

圖10　燈影組熱液白云石化作用具體作用方式微觀特征

4.1溶蝕作用與充填作用

熱液流體對(duì)基質(zhì)白云巖進(jìn)行的建設(shè)性改造主要表現(xiàn)為溶解基質(zhì)白云巖后形成大量非選擇性溶蝕孔洞，其內(nèi)部常見(jiàn)MVT型熱液礦物，如粗晶鞍狀白云石、石英、方鉛礦、黃鐵礦等；熱液的充填作用對(duì)儲(chǔ)集空間具有破壞性作用，主要表現(xiàn)為從熱液流體中直接沉淀出的鞍狀白云石或熱液礦物直接充填構(gòu)造縫（見(jiàn)圖9a）、溶蝕孔縫及表生巖溶形成的儲(chǔ)滲空間（見(jiàn)圖10a、10b），以中—粗晶鞍狀白云石（SD）的充填作用為主，對(duì)孔、洞、縫完全或未完全充填，未完全充填的孔、洞、縫中仍保留殘余晶間孔（RIP），仍是有效儲(chǔ)集空間（見(jiàn)圖10b、10c）。兩種成巖作用既可以共生（見(jiàn)圖10a），也可以獨(dú)立存在（見(jiàn)圖10b）。從接觸關(guān)系上看，熱液溶蝕作用略早于熱液充填作用，在鏡下和巖心上都可觀察到兩種成巖作用的基本特征。

4.2重結(jié)晶和新生變形作用

基質(zhì)白云石以泥晶為主，被熱液流體改造后，晶粒增大到50～300 μm，形成細(xì)—中晶白云巖甚至是鞍狀白云石，晶粒的增大可以產(chǎn)生大量的晶間孔、晶間溶孔（見(jiàn)圖10d—10f），有利于形成良好的儲(chǔ)集層。同時(shí)，隨著重結(jié)晶作用的進(jìn)行，基質(zhì)白云石的晶格內(nèi)部也發(fā)生變化，早期基質(zhì)白云石屬于一種有序度相對(duì)較低（0.64）的白云石（見(jiàn)表4），化學(xué)計(jì)量數(shù)上表現(xiàn)為富Ca、穩(wěn)定性較差。在熱液流體的改造作用下，變成了有序度較高（0.96）（見(jiàn)表4）、接近化學(xué)計(jì)量數(shù)、較穩(wěn)定的白云石，因此這一改造過(guò)程必然也包含新生變形作用。

表4　研究區(qū)燈四段白云石樣品有序度測(cè)試結(jié)果

4.3水力壓裂作用

當(dāng)巖層受突然的應(yīng)力作用而發(fā)生斷裂時(shí)，周?chē)黧w壓力急劇下降，在低滲透性基質(zhì)白云巖中孔隙流體壓力遠(yuǎn)大于周?chē)黧w壓力的地方，會(huì)產(chǎn)生“爆炸式破裂”，即水力壓裂作用（膨脹）[22‐23]，隨后熱液流體沉淀出的鞍狀白云石將產(chǎn)生的微裂隙或孔洞快速充填，形成斑馬狀結(jié)構(gòu)和膨脹角礫結(jié)構(gòu)。

4.3.1斑馬狀結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)于斷層附近，且越靠近斷層出現(xiàn)頻率越高；此外，還常見(jiàn)于剪切斷層之間，尤其是處于拉張環(huán)境的斷層下盤(pán)。該結(jié)構(gòu)記錄了瞬間的剪切應(yīng)力和孔隙流體壓力的釋放，可見(jiàn)于構(gòu)造熱液活動(dòng)有關(guān)的低滲透性基質(zhì)白云巖中，形成的雁列式裂隙被鞍狀白云石充填后形成深色、白色相間的條紋即是斑馬狀結(jié)構(gòu)[2]（見(jiàn)圖10g）。

4.3.2膨脹角礫結(jié)構(gòu)

形成機(jī)理與斑馬狀結(jié)構(gòu)相同，但形成的角礫明顯較前者大得多，角礫成分一般為低滲透性基質(zhì)白云巖，呈棱角狀“飄浮”在鞍狀白云石充填物之間，通常具有可以“拼接成一體”的效果（見(jiàn)圖10h、10i）。水力壓裂作用對(duì)于儲(chǔ)滲空間的形成都是有利的，但其形成后大多被鞍狀白云石所充填。未被完全充填的角礫間裂隙還可以保留有殘余礫間孔洞，可以作為良好的儲(chǔ)集空間。

5　熱液白云石化作用的發(fā)育時(shí)期

可以從兩方面來(lái)確定熱液白云石化作用時(shí)期：①四川盆地內(nèi)部及周緣發(fā)育以燈影組白云巖為賦礦層的MVT型鉛鋅礦床，如會(huì)東大梁子鉛鋅礦床[24]、會(huì)澤鉛鋅礦床[25]、會(huì)理天寶山鉛鋅礦床[26]等，考慮到形成這些礦床的MVT型礦化作用與熱液白云石化作用的密切關(guān)系，其成礦時(shí)代可以代表熱液白云石化作用的大致時(shí)期。其中閃鋅礦Rb-Sr法測(cè)定會(huì)澤鉛鋅礦床的成礦時(shí)代為距今（225.6±3.1）Ma[27]，而閃鋅礦Sr同位素法測(cè)定大梁子鉛鋅礦床成礦時(shí)代為距今（366.3±7.7）Ma[19]，兩次成礦時(shí)代分別對(duì)應(yīng)晚二疊世和晚泥盆世，與Davies提到的中國(guó)西南部MVT型熱液活動(dòng)時(shí)期一致[2]；②鏡下觀察到燈影組晶粒白云巖中存在含海綿骨針泥質(zhì)角礫（見(jiàn)圖11），呈棱角狀，巖性單一，與周?chē)Я０自茙r差異顯著。震旦系不發(fā)育含骨針泥質(zhì)巖，推測(cè)為震旦系沉積以后的拉張性斷裂活動(dòng)引起上部沉積物以角礫的形式掉落到燈影組中。晚震旦世—早寒武世發(fā)生的“興凱地裂運(yùn)動(dòng)”，可能使得早寒武世還沒(méi)完全固結(jié)的沉積物形成角礫掉塊。綜上，推測(cè)認(rèn)為區(qū)內(nèi)熱液白云石化作用存在多期，即晚震旦世—早寒武世、晚泥盆世和晚二疊世。

圖11　海綿骨針顯微照片（GS1井，4 956.0 m）

6　熱液流體對(duì)儲(chǔ)集層的影響

地球化學(xué)特征揭示，燈影組未受熱液改造的基質(zhì)巖性主要為泥晶藻云巖，其孔滲性較差，孔隙度一般為0.9%～2.3%。熱液活動(dòng)時(shí)，拉張性應(yīng)力作用總體上形成了大規(guī)模的網(wǎng)狀構(gòu)造縫，局部由于水力壓裂作用產(chǎn)生微裂縫，這些裂縫系統(tǒng)既為熱液流體提供了流動(dòng)通道，又增加了基質(zhì)白云巖的孔滲性?；?5個(gè)巖心樣品的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，熱液流體導(dǎo)致的重結(jié)晶作用形成大量晶間（溶）孔等，使泥晶基質(zhì)白云石的孔隙度增加1%～5%，平均增加1.2%；溶蝕作用形成大量溶蝕孔洞或溶縫，使孔隙度增加2%～10%；熱液礦物和鞍狀白云石的充填作用使得孔隙度下降約5%，由此，熱液改造作用使基質(zhì)白云巖的孔隙度平均增加2%（見(jiàn)圖12）。

圖12　受熱液改造的基質(zhì)白云巖孔隙度演化示意圖

7　結(jié)論

高石梯—磨溪地區(qū)震旦系燈影組具有發(fā)生構(gòu)造控制熱液白云石化作用的所有地質(zhì)條件，即：①拉張性基底斷裂活動(dòng)；②深埋藏?zé)嵋簝?chǔ)庫(kù)；③上覆地層的覆蓋和封堵。

據(jù)MVT礦物組合證據(jù)（鞍狀白云石‐石英‐硬石膏、鞍狀白云石‐黃鐵礦‐石英等）以及地球化學(xué)證據(jù)（流體為高溫鹵水），區(qū)內(nèi)白云巖中存在熱液白云石化作用。這種熱液白云石化作用主要是指熱液流體對(duì)基質(zhì)白云巖的改造作用，可分為以下3種具體改造方式：①溶蝕與充填作用；②重結(jié)晶及新生變形作用；③水力壓裂作用。其中溶蝕作用、重結(jié)晶及新生變形作用和水力壓裂作用對(duì)于儲(chǔ)滲空間的形成是有利的，而充填作用則反之。

MVT型礦化作用與熱液白云石化流體的活動(dòng)密切相關(guān)，MVT型礦物的成礦年代及含骨針泥巖角礫的微觀特征表明熱液白云石化作用存在多期，即晚震旦世—早寒武世、晚泥盆世和晚二疊世。

致謝：本文涉及的樣品分析測(cè)試由西南石油大學(xué)中國(guó)石油碳酸鹽巖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沉積-成藏研究室、化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心完成，在此表示感謝。

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聯(lián)系作者：陶艷忠（1961‐），女，云南騰沖人，西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事巖石礦物學(xué)及儲(chǔ)集層沉積學(xué)方面的研究工作。地址：四川省成都市新都區(qū)，西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，郵政編碼：610500。E‐mail: 871021531@qq.com

（編輯張朝軍）

Hydrothermal dolomitization in Sinian Dengying Formation, Gaoshiti-Moxi area, Sichuan Basin, SW China

JIANG Yuqiang1, 2, TAO Yanzhong1, 2, GU Yifan1, 2, WANG Juebo1, 2, QIANG Zitong1, 2, JIANG Na1, 2, LIN Gang1, 2, JIANG Chan3
(1. Key Laboratory of Natural Gas Geology, Chengdu 610500, China; 2. School of Geosciences and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China; 3. Exploration Division of PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chengdu 610041, China)

Abstract:The formation conditions, existence evidence, modification modes and timing of hydrothermal dolomitization in the Sinian Dengying Formation are studied based on the basic geological conditions, mineral assemblages in dolomites, and geochemical features of the Gaoshiti-Moxi area in the Sichuan Basin. The Gaoshiti-Moxi area is a significant exploration target of the Sinian Dengying Formation in the Sichuan Basin and has the basic conditions of regional geology for the occurrence of structurally controlled hydrothermal dolomitization: (1) activity of extensional basement-fault; (2) deep-burial hydrothermal reservoirs; (3) the overlying seal strata. Based on the petrographic analysis and geochemical tests (trace elements (Fe and Mn), stable isotopes (C, O, and Sr), homogenization temperature of fluid inclusions, etc.) of the core samples of the Dengying Formation in the study area, combing with the MVT mineral assemblages and geochemical characteristics, the study demonstrates that structurally controlled hydrothermal dolomitization exists in the Dengying Formation of the study area. This type of hydrothermal dolomitization refers to transformation of matrix dolomites by hydrothermal fluids and it consists of three modes: (1) dissolution and cementation; (2) recrystallization and neomorphism; (3) hydrofracturing. It is inferred that there exists multi period of hydrothermal dolomitization, namely, Late Sinian to Early Cambrian, Late Devonian and Late Permian.

Key words:hydrothermal dolomitization; MVT mineral assemblages; geochemical features; Sinian; Dengying Formation; Gaoshiti-Moxi area; Sichuan Basin

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-0747(2016)01-0051-10

DOI:10.11698/PED.2016.01.06

第一作者簡(jiǎn)介：蔣裕強(qiáng)（1963‐），男，四川安岳人，碩士，西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，主要從事非常規(guī)油氣地質(zhì)及復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)集層地質(zhì)方面的研究工作。地址：四川省成都市新都區(qū)，西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，郵政編碼：610500。E‐mail: xnsyjyq3055@126.com

收稿日期：2015‐08‐14修回日期：2015-12‐09