遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環(huán)境

趙麟天(遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010)

遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環(huán)境

趙麟天(遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010)

對于湖相碳酸鹽巖來說，其形成包括了重要的古環(huán)境、古氣候線索，特別是湖相白云巖的形成，是目前一個非常具有爭議性的研究話題。地質(zhì)歷史時期，在多個湖相盆地中，均發(fā)現(xiàn)了湖相白云巖沉積，例如二疊紀(jì)三塘湖與尕斯庫勒盆地、泌陽凹陷、古近紀(jì)東營以及遼河西部凹陷等。本篇論文以稀土元素、微量元素以及碳氧穩(wěn)定同位素等研究手段為基礎(chǔ)，對遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環(huán)境進(jìn)行了綜合性的分析。

遼河坳陷；西部凹陷；雷家湖相碳酸鹽巖；沉積環(huán)境

在遼河坳陷中，西部凹陷是最大的含油氣凹陷，其分布領(lǐng)域十分廣泛，且具有非常大的堆積厚度，是深層儲層中的一個重要組成部分。在西部凹陷地區(qū)，沙四上亞段屬于生烴層系，非常重要，其主要特點(diǎn)是以發(fā)育湖盆擴(kuò)張時期背景下的碎屑巖、油頁巖、層狀白云巖以及灰黑色泥巖這四種巖石互層。其中，白云巖的主要特征是其主體沿著坳陷的長軸方向分布、類型比較多樣。分析與研究雷家地區(qū)湖相白云巖沉積的形成環(huán)境，對該區(qū)致密油的開發(fā)與勘探工作有著非常重要的意義。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于沙四上亞段，屬燕遼臺褶帶。遼河坳陷自早元古代就已經(jīng)多次經(jīng)歷構(gòu)造運(yùn)動期，最終形成了目前的構(gòu)造格局。在地質(zhì)構(gòu)造上，雷家地區(qū)位于遼河盆地西部凹陷的中北部。雷家地區(qū)的北方靠近的是高升鼻狀隆起地帶，南方靠近的是冷家堡構(gòu)造帶，西方靠近的是西部凸起區(qū)，東方靠近的是中央凸起區(qū)。自下而上，對沙四上亞段研究區(qū)進(jìn)行細(xì)分，分為高升油層以及杜家臺油層，自下而上，對杜家臺油層進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分，共分為3個小層，即杜Ⅲ段、杜Ⅱ段以及杜Ⅰ段。

在沉積早期，杜家臺油層、高升油層就各自沉積了白云巖組合，在平面上來看，白云巖組合位于陳家洼陷西北地帶，在房身泡組玄武巖之上進(jìn)行沉積。對于高升油層來說，存在比較淺的湖盆水體，因此，主要發(fā)育了泥晶云巖、生屑云巖、鮞粒云巖；對于杜家臺油層來說，杜Ⅲ段發(fā)育了厚度比較大的含方沸石質(zhì)白云巖。本篇論文的主要研究對象就是杜Ⅲ段的白云巖。

2 遼河坳陷西部凹陷雷家白云巖的沉積環(huán)境

2.1 湖盆封閉性

對于咸化湖盆（以化學(xué)沉積為主）來說，湖盆水體開放性、封閉性的研究非常重要，稀土元素分析、碳氧穩(wěn)定同位素分析是湖盆封閉性研究比較常用的、也是較為有效的兩種方法。

2.1.1 稀土元素分析

對雷家白云巖進(jìn)行檢測，結(jié)果表明δEu值都大于1.0，出現(xiàn)這種異常情況的原因尚未明確，但是從另一個角度進(jìn)行分析，δEu并沒有跟隨著δCe的變小而變小，從而表明了該湖盆沒有混入外來水體。借助丁振舉等人在其研究文獻(xiàn)《碧口群古熱水系統(tǒng)發(fā)育的富鐵硅巖稀土元素地球化學(xué)證據(jù)》中設(shè)置的元素鑭（La）與鈰（Ce）的含量比值和元素銪（Eu）與釤（Sm）的含量比值關(guān)系圖版，對雷家白云巖樣品進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雷家白云巖全部樣品都集中在“r=0.01”線的左側(cè)，從而充分說明了其在進(jìn)行沉積的過程中，受湖水、熱流體的影響比較小。因此，可以判斷雷家白云巖的沉積環(huán)境是處于封閉狀態(tài)的。

2.1.2 碳氧穩(wěn)定同位素分析

經(jīng)碳氧穩(wěn)定同位素分析，結(jié)果顯示，雷家白云巖的碳氧穩(wěn)定同位素主要分布于第二象限，且有著良好的相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)（R2）為0.7726，根據(jù)這一現(xiàn)象，即可判斷雷家白云巖在進(jìn)行沉積時，是處于封閉性湖盆中的。

2.2 沉積水體的氧化還原條件

2.2.1 有機(jī)質(zhì)姥植比

對于沉積有機(jī)質(zhì)的氧化還原條件來說，飽和烴中存在的姥植比是一項比較常用的、也是比較有效的沉積環(huán)境評價指標(biāo)。若是極低的即小于0.8的姥植比，則可反映出咸水碳酸鹽巖的沉積特征、較強(qiáng)的還原條件。經(jīng)過對雷家白云巖的檢測，其姥植比的平均值是0.38，屬于較高的姥植比。據(jù)此，可以判斷雷家白云巖的沉積環(huán)境為咸水缺氧、較強(qiáng)還原條件環(huán)境。

2.2.2 特殊金屬元素比值

一般情況下，若金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量＞0.5,就說明沉積環(huán)境為厭氧環(huán)境；若0.45＜金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量＜0.60,就說明沉積環(huán)境為貧氧環(huán)境；若金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量＜0.45，就說明沉積環(huán)境為富氧環(huán)境。經(jīng)過對雷家白云巖的檢測，發(fā)現(xiàn)雷家白云巖中，金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量介于0.48到0.92之間，其平均值為0.73，根據(jù)上述判斷標(biāo)準(zhǔn)，可判斷雷家白云巖的沉積環(huán)境為厭氧環(huán)境，沉積水體為強(qiáng)還原條件環(huán)境。

3 結(jié)語

針對遼河坳陷西部凹陷雷家地區(qū)白云巖沉積的形成環(huán)境進(jìn)行分析與研究，對該區(qū)致密油的開發(fā)與勘探工作有著非常重要的意義，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)以及研究手段的不斷發(fā)展與完善，研究界對湖相白云巖沉積成因的認(rèn)識不斷深入。應(yīng)當(dāng)在此基礎(chǔ)上不斷加強(qiáng)對雷家地區(qū)湖相碳酸鹽巖沉積環(huán)境的重視與研究力度，以加強(qiáng)該地區(qū)石油勘探的準(zhǔn)確度，促進(jìn)石油開發(fā)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，

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趙麟天（1980-），四川省富順縣人，工程師，本科，主要從事油田開發(fā)地質(zhì)研究工作