吳慶勛 王粵川 韋阿娟 吳昊明 趙弟江 高坤順 付 立

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回劃分及與油氣的關(guān)系*

吳慶勛 王粵川 韋阿娟 吳昊明 趙弟江 高坤順 付 立

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

吳慶勛,王粵川,韋阿娟，等.渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回劃分及與油氣的關(guān)系[J].中國海上油氣，2017,29(2)：18-26.

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渤海海域中生代火山巖分布廣泛，但其空間疊置關(guān)系復(fù)雜，制約了火山巖油氣藏勘探?；诖罅裤@井取心、壁心、薄片、測井、鋯石U-Pb測年以及地震資料，綜合運用地質(zhì)分析、地球物理分析以及巖石年代學(xué)分析等方法對研究區(qū)火山巖噴發(fā)旋回進行了劃分，建立了渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回序列。渤海海域中生代火山巖可以劃分為3個噴發(fā)旋回，分別為侏羅紀(jì)(旋回Ⅰ)、早白堊世早中期(旋回Ⅱ)、早白堊世晚期至中生代末(旋回Ⅲ)。旋回Ⅱ又可細(xì)分為3個亞旋回Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3，噴發(fā)時間分別為128～122、122～118、117.8～114.4 Ma，巖性由基性向酸性演變，其中Ⅱ1亞旋回以溢流相中基性火山巖為主，沿深大斷裂呈裂隙式噴發(fā)，分布廣泛；Ⅱ3亞旋回酸性火山巖沿郯廬走滑斷層成“串珠狀”零星分布，多為中心式噴發(fā)；Ⅱ2亞旋回介于兩者之間。在此基礎(chǔ)上，研究了火山巖噴發(fā)旋回與油氣的關(guān)系，認(rèn)為沿郯廬斷裂帶分布的Ⅱ2和Ⅱ3亞旋回中酸性火山巖優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育，靠近生烴凹陷，具有良好的油氣輸導(dǎo)和聚集條件，是渤海海域火山巖油氣藏勘探的有利目標(biāo)。本文研究對類似地區(qū)中生代火山巖噴發(fā)旋回劃分具有一定的借鑒意義。

渤海海域；中生代；火山巖；噴發(fā)旋回；鋯石U-Pb測年

目前渤海海域共有140多口探井鉆遇中生代地層，其中有106口井鉆遇火山巖,廣泛分布的中生代火山巖為中生界潛山油氣勘探提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代至今，渤海油田相繼發(fā)現(xiàn)了428W、錦州20-2、渤中22-2、秦皇島30-1等多個火山巖油氣藏或含油氣構(gòu)造[1]。但是由于火山活動的多期性，火山巖空間疊置關(guān)系復(fù)雜，橫向變化快，儲層發(fā)育規(guī)律認(rèn)識不清，制約了火山巖油氣藏勘探。

針對火山巖油氣藏，許多國外學(xué)者從火山機構(gòu)、噴發(fā)模式以及噴發(fā)期次等方面進行了研究[2-4]。國內(nèi)不同學(xué)者也對盆地內(nèi)充填的火山巖進行了旋回、期次的劃分[5-8]?；鹕絿姲l(fā)旋回是指火山噴發(fā)過程中巖漿成分和噴發(fā)強度等規(guī)律性變化階段[5]?；鹕絿姲l(fā)旋回劃分有利于火山巖儲層的精細(xì)刻畫與對比[9-10]。然而，對渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回的研究目前基本空白，尚未建立起研究區(qū)火山巖地層格架。

本文采用旋回-亞旋回-期次三級劃分方案，綜合運用地質(zhì)分析、地球物理分析、鋯石U-Pb測年分析對研究區(qū)火山巖噴發(fā)旋回進行了劃分，建立了渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回序列，對下一步火山巖油氣藏勘探具有一定的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

渤海海域位于渤海灣盆地東部，東鄰膠遼斷隆區(qū)，西為黃驊坳陷的延伸，南與濟陽坳陷相連，北與下遼河坳陷相連，是渤海灣盆地的重要組成部分，其大地構(gòu)造位置屬華北板塊的東部，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造廣泛發(fā)育，著名的郯廬斷裂貫穿該區(qū)整個東部，同時存在NW向張家口-蓬萊斷裂帶。中生代受揚子板塊碰撞擠壓以及伊澤奈崎板塊俯沖作用影響，區(qū)內(nèi)相繼發(fā)生多次巖漿活動，尤其是晚侏羅世至早白堊世出現(xiàn)了強烈的火山活動[11]。火山巖漿沿深大斷裂呈裂隙式或中心式噴發(fā)，火山巖分布廣泛(圖1)。目前鉆遇的火山巖巖石類型有玄武巖、玄武安山巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r、安山巖、安山質(zhì)角礫熔巖、安山質(zhì)凝灰熔巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、粗安巖、粗面巖、英安巖、流紋巖、霏細(xì)巖、流紋質(zhì)凝灰熔巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r等，探井揭示的巖性大多數(shù)為基性、中性火山巖，酸性火山巖較少。

圖1 渤海海域中生代火山巖分布略圖Fig .1 Distribution map of the Mesozoic volcanic in the Bohai sea

2 火山巖噴發(fā)旋回劃分及展布模式

2.1 旋回劃分方法

2.1.1 地質(zhì)分析

1) 沉積夾層。一般來說，沉積夾層的頂面即為當(dāng)時的原始地層表面，通常將沉積夾層劃歸早期旋回，作為早期旋回的頂面[12-14]。在測井曲線響應(yīng)特征上，沉積夾層與上下圍巖具有明顯差異(圖2)。

2) 風(fēng)化殼。風(fēng)化殼是火山噴發(fā)間歇期火山機構(gòu)接受風(fēng)化剝蝕形成的，通常將風(fēng)化殼作為早期旋回的頂面[12-14]。風(fēng)化殼與下部基巖相比在易活動組分、惰性成分、放射性物質(zhì)含量上產(chǎn)生了明顯變化[15]。在測井曲線上，與下部基巖相比風(fēng)化殼往往表現(xiàn)為“三高兩低”的特點，即自然伽馬、中子孔隙度、聲波時差升高，深側(cè)向電阻率、密度降低(圖3)。

3) 巖性組合分析。巖性界面也是識別(亞)旋回的重要依據(jù)，鉆井取心資料是識別巖性最直觀的第一手資料，然而海上鉆井取心成本昂貴，取心有限，可以利用測井曲線響應(yīng)特征進行火山巖巖性研究。巖性界面處往往表現(xiàn)為自然伽馬曲線的突變，基性火山巖自然伽馬一般小于50 API，酸性火山巖自然伽馬往往大于110 API，中性和中酸性火山巖自然伽馬介于50～110 API。電阻率、密度、中子孔隙度、聲波時差測井對不同類型的火山巖也有不同的響應(yīng)特征[16]。

圖2 BH1井沉積夾層測井響應(yīng)特征(井口位置見圖1)Fig .2 Logging response characteristics of sedimentary intercalation for Well BH1(well position shown in Fig.1)

圖3 BH8井風(fēng)化殼測井響應(yīng)特征(井口位置見圖1)Fig .3 Logging response characteristics of weathering crust for Well BH8(well position shown in Fig.1)

以BH13井為例，該井鉆穿中生界但并未取樣進行巖石年代學(xué)分析。該井中生界底部為碎屑巖沉積，其上為低平自然伽馬段，平均自然伽馬為55 API，為黑色或灰色基性玄武巖；向上自然伽馬突變，平均自然伽馬為90 API，為褐色安山巖、粗安巖以及灰綠色熔凝灰?guī)r；再往上巖石顏色變化，由褐色安山巖轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑置鎺r，平均自然伽馬為97 API，反映了巖漿由基性向酸性的演化過程。頂部自然伽馬變低，平均自然伽馬為60 API，巖性為黑色玄武巖、藍灰色安山巖、深灰色凝灰?guī)r互層。曹光躍 等[17]對郯廬斷裂內(nèi)不同地點的粗面巖、粗面-英安巖、流紋巖樣品進行了鋯石U-Pb同位素年代學(xué)測試，結(jié)果表明3種巖石屬同期噴發(fā)產(chǎn)物，噴發(fā)時間在118 Ma左右。綜合分析認(rèn)為BH13井粗面巖和BH1井流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r(117.8 Ma)為同亞旋回火山巖。

2.1.2 地球物理識別

在地震反射特征上不同亞旋回也具有明顯的差異性。以BH13井區(qū)為例，底部Ⅱ1亞旋回玄武巖在剖面上呈中高頻、強振幅、連續(xù)反射；中部Ⅱ2亞旋回為安山巖和粗安巖，由于厚度較薄反射特征不明顯，Ⅱ3亞旋回為粗面巖，在地震剖面上呈中振幅、弱連續(xù)反射特征；頂部旋回Ⅲ為安山巖，呈中強振幅、連續(xù)反射(圖4a)。利用密度曲線進行擬波阻抗反演，可見亞旋回間差異明顯(圖4b)。另外噴發(fā)不整合也是劃分旋回的重要依據(jù)，在地震剖面上可見同相軸削截現(xiàn)象。

圖4 BH13井區(qū)火山巖體地震反射剖面(a)與擬波阻抗 反演剖面(b)Fig .4 Seismic reflection profile(a)and quasi impedance inversion profile(b)of volcanic of BH13 well area

2.1.3 巖石年代學(xué)分析

以往渤?；鹕綆r測年數(shù)據(jù)多由K-Ar法、U-Pb稀釋法或Rb-Sr法得到。不同方法所得的測年數(shù)據(jù)差別很大，無法使用。本次研究采用目前火山巖測年最有效和可靠的鋯石U-Pb同位素法[18-19]，測得12塊火山巖樣品年齡，樣品所處井點位置BH1—BH12見圖1。樣品以巖心樣為主，少數(shù)為巖屑樣。鋯石的制靶和CL照相工作由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所完成，鋯石U-Pb同位素分析在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室開展，測試儀器為激光電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICPMS)—激光取樣系統(tǒng)New Wave 213 nm與Agilent 7500a ICP-MS的聯(lián)機。

從鋯石測年結(jié)果來看，測得的樣品年齡主要分布在128～114 Ma，其中基性火山巖噴發(fā)時間主要集中在128～122 Ma，中性火山巖噴發(fā)時間主要集中在122～118 Ma，中酸性—酸性火山巖噴發(fā)時間為117.8～114 Ma，呈現(xiàn)了火山巖旋回內(nèi)部巖漿由基性向酸性演化的過程；108 Ma左右火山再次活動，以中基性火山巖為特征(圖5)。通過巖性對比發(fā)現(xiàn)白堊紀(jì)火山巖自下而上具有基性—中性—中酸性—中基性的變化特征(圖6)，這也跟鋯石測年由老到新的巖性變化規(guī)律一致，表現(xiàn)出2個噴發(fā)旋回的特征。

圖5 渤海海域中生代火山巖鋯石U-Pb測年數(shù)據(jù)分析圖Fig .5 Analysis chart of the Mesozoic volcanic zircon U-Pb dating in the Bohai sea

2.2 渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回序列

結(jié)合盆地構(gòu)造活動特征，考慮到侏羅系與白堊系間的構(gòu)造不整合以及巖石類型的變化，綜合上述方法，將中生代火山巖劃分為3個旋回：旋回Ⅰ、旋回Ⅱ和旋回Ⅲ，時代上分別對應(yīng)侏羅紀(jì)、早白堊世早中期、早白堊世晚期至白堊紀(jì)末；其中旋回Ⅱ又可細(xì)分為Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3等3個亞旋回(圖7)。

旋回Ⅰ。侏羅紀(jì)時期揚子板塊與華北板塊的碰撞擠壓逐漸減弱，西太平洋區(qū)板塊開始活動，整個渤海灣盆地以沉積充填為主，少數(shù)地區(qū)見火山巖。目前渤海海域侏羅紀(jì)火山巖鉆遇較少，僅在石臼坨凸起西部、歧口斷階帶以及沙壘田凸起東北部鉆遇。因鉆井有限，暫將侏羅紀(jì)火山巖歸為1個旋回，其巖石類型以安山巖、火山碎屑巖和沉火山碎屑巖為主，多期噴發(fā)。以QK1井為例，該井鉆遇凝灰質(zhì)砂巖，其組成為火山碎屑物質(zhì)(占30%)、陸源的長石和石英顆粒，部分顆粒磨圓較好，填隙物為火山塵和泥質(zhì)(圖8a)。

旋回Ⅱ。早白堊世早中期為火山活動集中期，該時期太平洋區(qū)板塊活動取代了揚子板塊、西伯利亞板塊活動對華北地區(qū)構(gòu)造演化的控制地位，依澤奈崎板塊的NNW向俯沖使得NNE向郯廬斷裂發(fā)生大規(guī)模左旋走滑，同時伴隨著軟流圈隆升，渤海海域進入大規(guī)模的裂陷或斷陷盆地發(fā)育階段并伴有強烈的火山活動。旋回Ⅱ發(fā)育較完整，其底部為基性玄武巖，中部為中性火山巖，上部為酸性火山巖，故將旋回Ⅱ又分為Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3等3個亞旋回。

Ⅱ1亞旋回。主要為基性玄武巖，噴發(fā)時間大約為128～122 Ma，巖層厚度在15～418 m，平均136 m。該亞旋回主要分布在渤東低凸起及遼東灣地區(qū)的郯廬斷裂帶內(nèi)，至少存在6期噴發(fā)。BH2井鉆遇該亞旋回玄武巖，鏡下可見斑狀結(jié)構(gòu)，見斜長石和輝石斑晶，基質(zhì)為細(xì)、微晶斜長石 (圖8b)。

Ⅱ2亞旋回。該亞旋回熔巖類型主要為中性火山巖，包括安山巖、粗安巖；此外還有少量火山碎屑巖。噴發(fā)時間大約為122～118 Ma，巖石厚度在13～1 536 m之間，平均184 m。該亞旋回火山巖主要分布在錦州20-2構(gòu)造區(qū)、萊北低凸起南部以及石臼坨凸起，多期噴發(fā)。KL1井鉆遇該亞旋回安山巖，鏡下可見斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為中性斜長石和具暗化邊的黑云母；基質(zhì)具?；豢椊Y(jié)構(gòu)，成分主要為微晶斜長石和玻璃質(zhì)；黑云母有鐵質(zhì)浸染現(xiàn)象，長石斑晶有被鐵白云石交代現(xiàn)象(圖8c)。

Ⅱ3亞旋回。該亞旋回熔巖類型主要為中酸性火山巖，包括粗面巖、英安巖、流紋質(zhì)凝灰熔巖、霏細(xì)巖。噴發(fā)時間大約為117.8～114.4 Ma，巖石厚度在27～455 m之間，平均137 m。該亞旋回火山巖鉆遇較少，僅鉆遇7口井，且都分布在郯廬斷裂帶內(nèi)靠近深大斷裂的地方，至少存在4期噴發(fā)。KL1井鉆遇該亞旋回英安巖，巖石成分主要為長石微晶、玻璃質(zhì)和少量石英，長石微晶雜亂分布，石英局部富集，玻璃質(zhì)多已脫?；D(zhuǎn)化為長石；巖石內(nèi)見多條略具定向分布的裂縫，縫寬在0.02～0.40 mm之間，可見被黃鐵礦和鈦鐵質(zhì)完全充填(圖8d)。BH1井鉆遇該亞旋回流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，鏡下可見凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，部分晶屑被方解石交代，巖屑較少，見假流紋構(gòu)造(圖8e)。

圖7 渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回綜合柱狀圖Fig .7 Comprehensive histogram of the Mesozoic volcanic rock eruption cycle in the Bohai sea

旋回Ⅲ。早白堊世晚期至白堊紀(jì)末，渤海灣盆地整體處于隆升剝蝕狀態(tài)，該旋回巖石類型主要為中基性火山巖類，如：玄武巖、安山巖、安山玄武巖、玄武安山巖、粗安巖等。噴發(fā)時間大約為108 Ma，巖石厚度在17.4～532.5 m之間，平均181.6 m。受火山活動范圍和剝蝕作用影響，該旋回火山巖鉆遇井較少，主要分布在石臼坨凸起東傾沒端以及郯廬斷裂帶渤東段和遼東灣段。BH5井鉆遇該亞旋回安山質(zhì)火山角礫巖，巖石主要由大小不等的火山角礫和充填于角礫間的凝灰質(zhì)組成，火山角礫棱角分明，角礫成分主要為安山巖巖塊(圖8f)。

注：a.旋回Ⅰ，凝灰質(zhì)砂巖，QK1井，2 180 m(-)；b.Ⅱ1亞旋回，玄武巖，BH2井，2 398 m(+)；c.Ⅱ2亞旋回,安山巖，KL1井，2 780 m(+)；d.Ⅱ3亞旋回，英安巖，KL1井，2 745 m(+)；e.Ⅱ3亞旋回，流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，BH1井，2 495.5 m(-)； f.旋回Ⅲ，安山質(zhì)火山角礫巖，BH5井，2 975.7 m(+)。

圖8 渤海海域中生代各旋回火山巖鏡下特征

Fig .8 Microscopic features of each volcanic cycle of the Mesozoic in the Bohai sea

2.3 旋回展布模式

利用鉆井和地震資料對渤?；鹕綆r分布特征進行研究，結(jié)果表明旋回Ⅰ主要分布在歧南斷階帶、沙壘田凸起東北部以及石臼坨凸起西部；Ⅱ1亞旋回主要分布在埕北低凸起、萊北低凸起、石臼坨凸起、渤東低凸起、廟西北凸起西斜坡以及遼西和遼東北段；Ⅱ2亞旋回主要分布在郯廬走滑斷裂帶附近、石臼坨凸起以及遼西凸起北段；Ⅱ3亞旋回主要分布在郯廬走滑斷裂帶內(nèi)；旋回Ⅲ分布廣泛，萊北低凸起、沙壘田凸起東南部、石臼坨凸起東傾沒端、渤東低凸起南部等均有鉆遇(圖1)。重點對巖漿演化序列較為完全的旋回Ⅱ進行了研究，結(jié)合旋回分布特征，考慮到巖漿演化特點，建立了渤海中生界火山巖旋回Ⅱ展布模式(圖9)。Ⅱ1亞旋回(旋回早期)基性巖漿沿著基底深大斷裂或走滑斷裂呈“裂隙式”噴發(fā)，由于基性巖漿溫度高、黏度相對較小，巖漿溢流范圍廣，溢流相發(fā)育，往往沿著斷裂帶連片分布；Ⅱ3亞旋回(旋回后期)隨著巖漿的不斷演變，巖漿酸度變大，溫度變低，黏度變高，巖漿溢流能力變?nèi)?，進而造成中酸性火山巖分布范圍相對較小，沿著斷裂帶呈“串珠狀”零星分布，爆發(fā)相和噴溢相都較為發(fā)育；Ⅱ2亞旋回介于兩者之間。

圖9 渤海海域中生代火山巖旋回Ⅱ展布模式Fig .9 Spread mode of the Mesozoic volcanic rock eruption cycleⅡ in the Bohai sea

3 火山巖噴發(fā)旋回與油氣的關(guān)系

為了進一步研究火山巖旋回與油氣的關(guān)系，對研究區(qū)所有火山巖鉆遇井錄井含油氣性、測試情況進行了統(tǒng)計。錄井油氣顯示統(tǒng)計表明：Ⅱ3亞旋回具有油氣顯示的概率最高，為57%；Ⅱ1亞旋回、Ⅱ2亞旋回、旋回Ⅲ具有油氣顯示的概率相同，都為39%；旋回Ⅰ具有油氣顯示的概率最低，為14%。從地層測試(18口探井)情況來看，Ⅱ2和Ⅱ3亞旋回測試產(chǎn)能較高，最高折算日產(chǎn)原油達300 m3以上，Ⅱ1亞旋回次之，旋回 Ⅲ和旋回Ⅰ產(chǎn)能較低。綜合來看，Ⅱ2和Ⅱ3亞旋回含油氣性較好，旋回間巖石類型的不同可能是造成旋回含油氣性差異的主要原因，統(tǒng)計顯示中酸性火山巖的孔隙度明顯高于基性火山巖的孔隙度(圖10)，中酸性火山巖中長石溶蝕作用可能有效地改善了火山巖儲層的儲集物性(圖11)。KL1井成像測井資料顯示，中酸性火山巖在郯廬斷裂張扭作用影響下裂縫更加發(fā)育，裂縫數(shù)量多于同井相近深度的基性火山巖，并且基性火山巖裂縫充填現(xiàn)象嚴(yán)重(成像測井圖像上呈亮白色正弦曲線)，而中酸性火山巖中的裂縫多為半充填或未充填(圖12)，可見中酸性火山巖儲層在成藏上優(yōu)于基性火山巖。

前人研究表明郯廬斷裂控制著渤海海域古近系烴源巖的生成[20]，郯廬斷裂作為古近系控凹斷層，臨近生烴凹陷，可為Ⅱ2、Ⅱ3亞旋回火山巖成藏提供有利的烴源條件；同時郯廬斷裂及其派生斷裂溝通了油源，為油氣運移提供了良好的運移通道。中新世以來郯廬斷裂的伸展和走滑活動形成了大量的圈閉，為油氣在走滑帶內(nèi)聚集成藏提供了場所。因此，綜合前文所述，推測沿郯廬斷裂帶分布的Ⅱ2、Ⅱ3亞旋回中酸性火山巖為今后渤海海域火山巖油氣藏勘探的有利目標(biāo)。

圖10 渤海海域中生代火山巖不同旋回主要巖性的 平均孔隙度Fig .10 Average porosity of the main lithology in different cycles of the Mesozoic volcanic rock in the Bohai sea

圖11 BH1井掃描電鏡下長石溶蝕現(xiàn)象Fig .11 Feldspar dissolution phenomenon for Well BH1 in SEM

圖12 KL1井不同巖性中裂縫在成像測井圖像上的差異Fig .12 Differences of fractures in FMI picture from different lithologies in Well KL1

4 結(jié)論

1) 在鋯石U-Pb同位素測年結(jié)果的制約下，建立了渤海海域中生代火山巖噴發(fā)旋回序列。從老至新，分別為侏羅紀(jì)(旋回Ⅰ)、早白堊世早中期(旋回Ⅱ)、早白堊世晚期至中生代末(旋回Ⅲ)。旋回Ⅰ以中性安山巖為主，主要分布在石臼坨凸起西部主體部位以及歧口斷階帶；旋回Ⅱ又為3個亞旋回，巖性由基性向中酸性演變，分布廣泛，為中生代火山巖集中噴發(fā)期；旋回Ⅲ以中基性安山巖、玄武巖為主，噴發(fā)時間為108 Ma左右。

2) Ⅱ1亞旋回(旋回早期)以溢流相基性玄武巖為主，沿深大斷裂的呈裂隙式噴發(fā)，分布廣泛；Ⅱ3亞旋回(旋回后期)巖漿SiO2含量增高，黏度變大，火山巖多為中酸性，沿郯廬走滑斷層成“串珠狀”零星分布，多為中心式噴發(fā)，爆發(fā)相較為發(fā)育；Ⅱ2亞旋回介于兩者之間。

3) 沿郯廬斷裂帶分布的Ⅱ2和Ⅱ3亞旋回中酸性火山巖優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育，靠近生烴凹陷，具有良好油氣輸導(dǎo)和聚集條件，為渤海海域火山巖油氣藏勘探的有利目標(biāo)。

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(編輯：馮 娜)

Division of the Mesozoic volcanic rock eruption cycle and its relationship with oil and gas in the Bohai sea

WU Qingxun WANG Yuechuan WEI Ajuan WU Haoming ZHAO Dijiang GAO Kunshun FU Li

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300459,China)

The Mesozoic volcanic rocks in the Bohai sea distribute widely with complex spatial superimposition, which restricts the petroleum exploration in volcanic reservoirs. Based on extensive drilling cores, sidewall coring, thin section, logging, zircon U-Pb dating data and seismic data, the eruption cycles of Mesozoic volcanic rocks in the study area are established with integrated study of geological analysis，geophysical analysis and rock chronology analysis，and the Mesozoic volcanic eruption cycle sequence is set up in the Bohai sea. The Mesozoic volcanic eruption in the Bohai sea can be divided into such three cycles as the Jurassic (cycle Ⅰ), early and middle of the Early Cretaceous (cycles Ⅱ), late of the Early Cretaceous to the end of the Mesozoic (cycle Ⅲ). Cycle Ⅱ can be subdivided into three sub-cycles Ⅱ1, Ⅱ2and Ⅱ3, and the eruption time is 128～122, 122～118 and 117.8～114.4 Ma, respectively, with a lithology from the basic to acidic evolution. Ⅱ1sub-cycle widely distributes and mainly consists of intermediate-basic volcanic rocks of a flowing facies along the deep fault; Ⅱ3sub-cycle shows a “string beads” distribution along Tan-Lu strike-slip fault with central eruption; Ⅱ2sub-cycle is intermediate. On this basis, the relationship between volcanic eruption cycle and oil and gas is studied, it shows that Ⅱ2and Ⅱ3sub-cycles along Tan-Lu strike-slip fault developing middle-acid volcanic rock high quality reservoir close to hydrocarbon generating depression, it has good transportation and accumulation conditions, and are favorable targets for volcanic reservoir exploration in the Bohai sea. The study has a certain significance to divide the Mesozoic volcanic eruption cycle in the similar areas.

the Bohai sea; the Mesozoic; volcanic rock; eruption cycle; zircon U-Pb dating

吳慶勛，男，工程師，2013年畢業(yè)于成都理工大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲碩士學(xué)位，主要從事油氣勘探與綜合評價工作。地址：天津市濱海新區(qū)海川路2121號渤海石油管理局B座(郵編：300459)。E-mail：wuqx@cnooc.com.cn。

1673-1506(2017)02-0018-09

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.02.003

TE121.2

A

2016-09-07 改回日期：2016-12-16

*“十三五”國家科技重大專項“渤海海域勘探新領(lǐng)域及關(guān)鍵技術(shù)研究(編號：2016ZX05024-003)”部分研究成果。