火石嶺期火山巖盆地構(gòu)造環(huán)境研究_第1頁
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火石嶺期火山巖盆地構(gòu)造環(huán)境研究

火山巖形成的大地構(gòu)造環(huán)境1.fam分析法根據(jù)tas分類和命名圖,晚侏羅世火山巖期的火山巖基本上以中性巖為主,基性巖和酸性巖很少。這一特征十分類似于安第斯弧火山巖。在硅—堿圖解中(圖1)絕大部分落入亞堿性系列。在FAM圖解中(圖2)絕大部分無富鐵趨勢,直接向富堿方向演化,為鈣堿性系列。而對K2O含量分析,主要為高鉀鈣堿性系列,類似于低角度向大陸俯沖的安第斯型火山巖,不同于島弧型火山巖,并且它們屬于與造山帶環(huán)境有關(guān)的火山巖,相當(dāng)于Smith提出的弧內(nèi)盆地環(huán)境。但應(yīng)當(dāng)指出的是:松遼盆地屬于大陸火山弧內(nèi)盆地,與Smith的島弧內(nèi)盆地有所不同。后者為前弧基底,而松遼盆地主要為由晚古生代淺變質(zhì)巖組成的大陸基底。這種大陸弧內(nèi)盆地十分類似于智利石炭紀(jì)弧內(nèi)盆地。2.火石嶺火山巖分布、分布與覆蓋物Smith(1998)將弧內(nèi)盆地劃分為:以火山為界的弧內(nèi)盆地、以斷層為邊界的弧內(nèi)盆地和二者結(jié)合的混合型盆地。以火山為邊界的弧內(nèi)盆地與火山和沉積碎屑裙相接,這些碎屑堆積在島弧臺地之上的火山間的低洼處,這些盆地僅有尚未嚴(yán)格的火山堆積成因的自然地理邊緣。在相對較高的大陸邊緣島弧臺地上很少有巨厚的火山成因的充填物(如Larue等,1991)。以斷層為邊界的盆地呈快速沉降,由于構(gòu)造誘導(dǎo)島弧臺地斷塊沉降而形成與島弧平行或垂直的盆地。用板塊構(gòu)造而非火山巖堆積地貌就可以解釋沿盆地邊緣的地形。混合型盆地,它既擁有以火山為邊界盆地的某些特點,又具有以斷層為邊界的弧內(nèi)盆地的某些特點,那些部分邊緣由正斷層、逆斷層或走滑斷層組成的海槽正是這類混合型盆地的代表。由于弧內(nèi)盆地的構(gòu)造史是隨時間而變化的,這種構(gòu)造演化史可以在盆地的一定時間形成這三種不同類型的盆地。從松遼盆地北部火山巖錐體分析來看,火山巖遍布松遼盆地各個地區(qū),關(guān)于火石嶺火山巖分布有兩種認(rèn)識:①一種可能是和沙河子組一樣,火石嶺組的分布受緩斷面滑脫斷層控制,但其分布范圍比沙河子組略窄一些;②另一種可能是火石嶺組分布不受緩斷面正斷層控制,其分布范圍比沙河子組寬,可達(dá)東西兩側(cè)中央隆起和朝陽溝隆起。如果按第一種方案解釋,則芳深3井和朝深1井下部(2984.5~3050m)的火山巖應(yīng)劃歸營城組。如果按第二種方案解釋,則應(yīng)將芳深3井和朝深1井的火山巖劃歸火石嶺組。有利于第二種解釋方案的證據(jù)主要是:從徐家圍子斷陷看,火石嶺組分布范圍比沙河子組、營城組要大,推測在西側(cè)隆起區(qū)分布的芳深3井火山巖與東側(cè)隆起區(qū)分布的朝深1井火山巖可能是火石嶺期火山噴發(fā)的產(chǎn)物。此外,莊深1井火山巖同位素年齡值為156Ma以及登樓庫直接覆蓋于火石嶺組之上也表明用第二種方案解釋比較合理,即火石嶺組火山巖系屬于伸展斷陷盆地期前大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)產(chǎn)物,目前斷續(xù)分布與后期抬升遭受剝蝕有關(guān)。在朝深1井,2830m深的沙河子組含泥含礫砂巖中,鏡下鑒定:含礫砂狀結(jié)構(gòu),礫石成分為長石、石英及安山巖巖塊。說明徐家圍子?xùn)|側(cè)隆起上過去有火石嶺期火山巖被剝蝕進(jìn)入斷陷。芳深5井,3212.0m深沙河子組含泥礫巖,鏡下鑒定:砂質(zhì)礫狀結(jié)構(gòu),砂礫成分為石英、長石、千枚巖、片巖、酸性噴發(fā)巖等,說明西部隆起上也有火山巖被剝蝕沉積到斷陷中。從松遼盆地徐家圍子地區(qū)深部地層對比可知,火石嶺火山巖直接和登樓庫地層接觸,不存在斷陷期的沙河子組和營城組,說明火石嶺不受斷陷控制。從梅里斯地區(qū)沙河子組—營城組地層對比圖中可知富723井、富43井、江50井、江47井全部由火石嶺期火山巖組成,火石嶺遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙河子和營城的分布范圍。特別是在梅里斯打的梅參1井打到了1800m厚的火山巖,主要為安山巖、安山玄武巖、灰綠色火山角礫巖、凝灰?guī)r夾火山間歇期的砂礫巖。結(jié)合前面的火山巖分析,推測在火石嶺期發(fā)育以火山巖為主的大陸島弧火山臺地,相當(dāng)于Smith(1987)劃分的以火山為邊界的弧內(nèi)盆地?;鹕襟w及中央相(1)根據(jù)盆地中的地震和磁法資料對松遼盆地北部地區(qū)火山錐體的分布進(jìn)行分析?;鹕綆r大致分三個條帶即三個火山弧帶(圖3),東部條帶界于哈爾濱—拜泉之間,呈北北東向展布;中部條帶從南部的肇源—大慶—克山,呈近南北向分布;西部條帶位于泰來—齊齊哈爾,呈北北西向分布,它們反映了松遼盆地島弧臺地的基本格架。(2)剖面上火山巖相特征:以大楊樹斷陷地震82線火山巖相剖面為例,可分為三套層序,一套為火石嶺組(龍江組)火山巖相沉積;一套為沙河子、組(九峰山組)火山間歇期湖相沉積;另一套為營城組(甘河組)火山巖相沉積(圖4)?;鹗瘞X組:主要由兩個較大的火山盾和一些小的火山口組成?;鹕蕉艹蚀笮婉妨w,在地震剖面上反映為與正常沉積呈反常現(xiàn)象,丘狀外形,頂面反射一般為強(qiáng)、中振幅。兩火山體之間存在小火山錐體和遠(yuǎn)端相。根據(jù)周邊地質(zhì)剖面分析,以中性火山巖、火山碎屑巖為主,夾流紋巖、流紋質(zhì)凝灰熔巖。中央相以灰綠色、灰黑色安山巖、灰黃色安山質(zhì)凝灰?guī)r為主?;鹕饺瓜酁榛易仙采綆r、灰白色安山質(zhì)凝灰角礫巖、黃褐色含礫凝灰熔巖,夾灰綠色灰質(zhì)細(xì)礫巖。沙河子組:為一套碎屑巖沉積,下部為灰白色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖夾礫巖。上部為大套灰黑色、黑色泥質(zhì)巖,含三尾擬浮游化石。鉆井鉆達(dá)400m厚。主要為火山間歇湖沉積,泥巖有機(jī)碳含量為1.4%~3.14%,總烴為0.01%~0.067%,屬好生油巖,母質(zhì)類型為腐殖一腐泥型。根據(jù)火山巖盆地的特點,泥巖的液態(tài)生油窗深度可能遠(yuǎn)小于正常沉積巖埋深,另外從野外地面露頭樣品所做的地化指標(biāo)Tmax為423~438℃,Cp為2.3%,Pg為9.65mg/g,也表明該套地層為較好生油巖。營城組:在地震剖面反映低小的丘狀體。說明甘河組火山小,但非常多,成層狀流動,因此,面積比較大。各火山中央相和其他火山的火山裙相相互交錯。目前打到的4口井都為火山巖沉積。中央相為黑綠色、灰黑色玄武巖、安山巖。火山裙相為火山角礫巖、凝灰熔巖、凝灰質(zhì)粉砂巖。遠(yuǎn)端相深灰色、灰黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。巖性氣藏類型弧內(nèi)盆地的生油巖主要靠遠(yuǎn)端相和火山間歇期的湖相沉積的灰黑色、黑色泥質(zhì)巖做為烴源巖。如大楊樹斷陷的沙河子組(九峰山組)泥巖生成的油在火山巖中被鉆到,其原油分析結(jié)果,顯示出原油保存條件好、油質(zhì)輕、主峰碳數(shù)低等特征,這也表明弧內(nèi)盆地所形成的油氣有自己的特點。通常人們認(rèn)為火山碎屑物是較差的儲油層,這是因為火山物質(zhì)和玻璃質(zhì)的高活動性以及自生礦物占據(jù)了孔隙。但松遼盆地目前找到的火山巖為儲層的火山巖氣藏的孔隙度要比同深度的砂礫巖的孔隙度要高。因為,火山巖中骨架顆粒的溶解可能形成相當(dāng)大的次生孔隙,粘土礦物對顆粒邊界早期的膠結(jié)作用也可以形成堅固的骨架,它通過后來的顆粒溶解在骨架中形成了孔隙。目前,松遼盆地深層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了汪家屯、升平、昌德等火山巖氣藏,主要有兩種類型:一類是有機(jī)天然氣藏,一類是無機(jī)二氧化碳?xì)獠亍?1)有機(jī)天然氣藏:沿控陷深大斷裂發(fā)育的中酸性噴溢相火山巖,因位于生烴斷陷中而直接富集天然氣,形成沿控陷斷裂呈帶狀分布的火山巖巖性氣藏。沙河子組沉積末期和營城組沉積末期斷層活動劇烈,不僅產(chǎn)生了大量的早期斷層,同時在沙河子組和營城組火山巖中產(chǎn)生大量的伴生裂縫,改善了火山巖儲集空間,同時為天然氣向儲集空間中運移提供了通道條件。登婁庫組沉積開始后斷層活動停止,火山巖裂縫性圈閉隨之定型。這時沙河子—營城組烴源巖開始生烴,天然氣沿裂縫初次運移進(jìn)入火山巖體。之后隨著烴源巖生烴量不斷增加,火山巖裂縫型圈閉逐漸充滿天然氣,烴源巖層內(nèi)溫、壓不斷增高,其內(nèi)的泥巖即可封

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