川東北龍崗東地區(qū)二疊系—三疊系熱液活動證據(jù)及意義

蔣裕強(qiáng)，谷一凡，劉均，鄧吉剛，張潔偉，張航，徐艷霞

1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610500 2.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院，成都 610041 3.中國石油川慶物探公司，成都 610213 4.中國石油西南油氣田公司川東北氣礦，四川達(dá)州 635000

0 引言

沉積盆地中的熱液活動不僅對盆地的溫壓條件、化學(xué)條件產(chǎn)生影響，更對盆地中流體與巖石相互作用、烴類形成、運(yùn)移和成藏具有重要影響[1]。所謂熱液，是指輸入或定位在主巖地層中的流體，其溫度明顯高于正常地溫梯度下的圍巖溫度(至少5 ℃)[2]，熱液流體對應(yīng)的熱液環(huán)境是碳酸鹽巖最為重要的成巖環(huán)境之一，相當(dāng)數(shù)量的白云巖儲層都具有熱液成因，并形成了商業(yè)性油氣田[3]。

目前關(guān)于四川盆地?zé)嵋毫黧w活動的研究基本集中在川東南地區(qū)、川中地區(qū)震旦系燈影組[4- 6]和川西北地區(qū)、川中地區(qū)的二疊系棲霞組、茅口組[7- 8]，如蔣裕強(qiáng)等[5]認(rèn)為川中地區(qū)震旦系燈影組基質(zhì)白云巖明顯受熱液流體的改造而可以形成相應(yīng)的儲滲空間；陳軒等[7]則認(rèn)為川中地區(qū)二疊系棲霞組發(fā)育受走滑斷裂控制的熱液白云巖，其所對應(yīng)的地震剖面呈“下凹”反射特征；舒曉輝等[9]將廣元峽溝煤礦剖面棲霞組頂部和茅口組底部白云巖成因歸結(jié)于熱液白云石化作用；黃思靜等[3]認(rèn)為中二疊世東吳運(yùn)動時，峨眉山玄武巖噴發(fā)所導(dǎo)致的熱效應(yīng)是川西地區(qū)棲霞組鞍狀白云石沉淀的直接誘因。然而目前對于川東北地區(qū)的熱液活動研究進(jìn)展明顯落后于四川盆地其他地區(qū)，本文以川東北龍崗東地區(qū)二疊系—三疊系碳酸鹽巖為研究對象，提出區(qū)內(nèi)存在熱液活動的證據(jù)，并初步分析熱液活動的運(yùn)移通道、活動時期以及對儲層形成的影響，對深入研究川東北地區(qū)熱液活動及其對儲層形成、油氣成藏的影響具有重要理論意義。

1 地質(zhì)背景與樣品采集

研究區(qū)位于四川盆地東北部，晚二疊紀(jì)—早三疊紀(jì)開江—梁平海槽(陸棚)西側(cè)，因距離四川盆地主要物源供給區(qū)(康滇古陸)較遠(yuǎn)，二疊紀(jì)—三疊紀(jì)期間沉積地層以碳酸鹽巖為主，夾有少量的泥質(zhì)巖、膏巖。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育齊全，上二疊統(tǒng)長興組與下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組呈整合接觸。長興組屬一套淺海碳酸鹽巖臺地相沉積地層，以泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、殘余生屑云巖、生物礁灰?guī)r發(fā)育為特征。地層縱向上發(fā)育多套生儲蓋組合，其中長興組儲層以殘余生屑云巖為主，飛仙關(guān)組以殘余鮞粒云巖為主(圖1)，前人研究認(rèn)為川東北地區(qū)長興組—飛仙關(guān)組油氣主要來源于五峰組—龍馬溪組，上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、大隆組三套優(yōu)質(zhì)烴源巖[10- 12]。

圖1 研究區(qū)長興組沉積相分布及地層剖面示意圖Fig.1 Sedimentary distributions of Changxing Formation and stratigraphic column of the study area

實(shí)驗(yàn)涉及的巖石樣品均磨制了三張配套薄片，分別用作鏡下鑒定和陰極發(fā)光、包裹體和激光拉曼測試，用濃度0.2%的茜素紅S、0.5%～1%的鐵氰化鉀和0.2%的稀鹽酸混合溶液對樣品薄片進(jìn)行染色后，進(jìn)行鏡下鑒定。剩余樣品選取新鮮面，盡量避免方解石脈，利用牙鉆鉆取后研磨至200目，用作微量元素、鍶同位素、稀土元素等測試。其中，稀土元素測試?yán)胣exion300X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀型完成，實(shí)驗(yàn)條件：20 ℃，濕度：45%，檢測下限(單位μg/g)分別為：Ce:0.05、Dy：0.02、Er:0.01、Eu:0.01、Gd:0.05、Ho:0.01、La:0.05、Lu:0.02、Nd:0.05、Pr:0.01、Sm:0.02、Tb:0.03、Tm:0.03、Yb:0.01；陰極發(fā)光測試、激光拉曼分析和流體包裹體均一化溫度測試分別利用中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心的CL8200MK5型陰極發(fā)光顯微鏡、雷尼紹激光共焦顯微拉曼光譜儀和THMSG600型地質(zhì)包裹體測量系統(tǒng)完成；Gd異常依據(jù)Webbetal.[13]提出的δGd=Gd/Gd*=GdSN/(0.33×SmSN+0.67×TbSN)計(jì)算；Y異常值計(jì)算方法則為Y/Y*=YSN/(0.5×Dy+0.5×Ho)SN[14]。

2 巖石學(xué)證據(jù)

2.1 鞍狀白云石

研究區(qū)長興組—飛仙關(guān)組在巖芯和鏡下薄片中均可見鞍狀白云石， 根據(jù)其產(chǎn)狀可劃分為充填型鞍狀白云石(圖2a)和交代型鞍狀白云石(圖2b)。充填型鞍狀白云石充填于構(gòu)造縫(圖2a)、格架孔(圖2e)等儲滲空間中，一般被認(rèn)為是熱液流體直接沉淀形成的。主要可為兩種形態(tài)，一種為宏觀上呈乳白色或青灰色齒狀，一般為中—粗晶，巖芯上也可達(dá)到巨晶，晶面明顯彎曲，此類鞍狀白云石內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可細(xì)分為內(nèi)核、環(huán)帶和外緣三部分，具有“霧心亮邊”結(jié)構(gòu)，即內(nèi)核單偏光下顏色較暗，環(huán)帶和外緣顏色較亮，陰極射線下可明顯觀察到分帶性，從外緣到內(nèi)核陰極發(fā)光強(qiáng)度均有所變化(圖2e)，表明在鞍狀白云石沉淀速率較慢，熱液流體中的Fe、Mn元素含量的交替性變化直接體現(xiàn)在晶體的生長過程中；另一種則為不具有晶粒結(jié)構(gòu)，晶體自形程度極低，呈“流云狀”，陰極射線下鞍狀白云石光亮發(fā)光，發(fā)光強(qiáng)度均一，未見環(huán)帶結(jié)構(gòu)，表明鞍狀白云石沉淀速率較快，沉淀過程中熱液流體成分未發(fā)生明顯變化；而方解石充填物和泥晶灰?guī)r基質(zhì)基本不發(fā)光，較好的保存了海水的低鐵、錳特征(圖2d)。

交代型鞍狀白云石的宏觀特征不明顯，在鏡下則可明顯觀察到中—粗晶結(jié)構(gòu)鞍狀白云石交代方解石，晶體自形程度中等(圖2b)，當(dāng)白云石化作用程度較高時，晶間孔發(fā)育，白云石在正交光下呈波狀消光(圖2h)。

2.2 熱液礦物組合

熱液活動所對應(yīng)的礦物類型包括鞍狀白云石(saddle dolomite，SD)、閃鋅礦(Sp)、方鉛礦(Gn)、黃鐵礦(Py)、重晶石(Brt)、螢石(Fl)、長石(Fsp)、方解石(Cal)以及石英(Qtz)。這些熱液礦物通常以特殊的組合形式出現(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明一個地區(qū)是否有熱液流體的活動[15- 16]，如塔里木盆地發(fā)現(xiàn)的與熱液活動相關(guān)的礦物組合主要有石英—螢石、閃鋅礦—方解石—綠泥石等[17]。區(qū)內(nèi)長興組—飛仙關(guān)組中熱液礦物組合主要為螢石—石英和鞍狀白云石—黃鐵礦，其中，黃鐵礦主要賦存于中晶鞍狀白云石中，反射光下呈亮黃色(圖2c)；螢石晶體呈立方體狀，正交光下全消光(圖2f)；石英晶體自形程度高，但由于包裹體片厚度大于普通薄片，因此正交光下干涉色鮮艷(圖2f)。

圖2 研究區(qū)二疊系—三疊系熱液活動巖石學(xué)證據(jù)a.灰色泥晶灰?guī)r(Lim)發(fā)育高角度構(gòu)造縫，縫內(nèi)充填乳白色鞍狀白云石，晶體呈齒狀彎曲(SD)，LH1井，飛仙關(guān)組，3 611.07～3 611.17 m；b.正交光下，中晶級鞍狀白云石波狀消光，交代方解石基質(zhì)(Cal)，LH1井，飛仙關(guān)組，3 611.12 m(+)；c.反射光下，中晶級鞍狀白云石內(nèi)部賦存的粒狀黃鐵礦(Py)呈亮黃色(如黃色圓圈所示)，LH1井，飛仙關(guān)組，3 611.12 m(反射光)；d.陰極射線下，“流云狀”鞍狀白云石(SD)光亮發(fā)光，方解石充填物(Cal)和泥晶灰?guī)r(Lim)則不發(fā)光，LH1井，飛仙關(guān)組，3 612 m(CL)；e.中晶級鞍狀白云石(SD)充填于生物礁灰?guī)r格架孔中，具“霧心亮邊”結(jié)構(gòu)，陰極射線下環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯，TS5井，長興組，3 157.64 m(-)；f.殘余生屑云巖中的溶洞內(nèi)充填方解石、瀝青、熱液礦物組合(石英(Qtz)-螢石(Fl))，由于樣品為包裹體片，正交光下螢石(Fl)全消光，石英(Qtz)則干涉色較為鮮艷，LH002- X2井，長興組，3 905.98 m(+)；g.交代型鞍狀白云石波狀消光，晶間孔極發(fā)育，孔徑約100～150 μm，被瀝青完全充填，TS5井，長興組，3 080.93 m(+)；h.殘余生屑云巖，晶間孔、晶間溶孔發(fā)育較好，QL8井，長興組，第103塊(-)；i.圖f的局部放大，鞍狀白云石呈波狀消光，晶體可達(dá)500～600 μm，晶間孔極發(fā)育，QL8井，長興組，第103塊(+)Fig.2 Petrological evidence of hydrothermal activity in Permian- Triassic strata in the study area

3 地球化學(xué)證據(jù)

3.1 稀土元素證據(jù)

稀土元素獨(dú)特的地球化學(xué)特性使其記載了成巖流體以及成巖環(huán)境的信息，是了解成巖流體及成因的重要窗口[14]，不同來源的流體具有截然不同的稀土元素配分特征[18]。為更好地表征區(qū)內(nèi)不同巖石類型的稀土元素特征，鑒于碳酸鹽巖成巖流體與海水的親緣性本文利用，本文利用Kawabeetal.[19]發(fā)表的海水的稀土元素含量對7組REE數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，由于海水REE含量非常低，在標(biāo)準(zhǔn)化之前，將海水的REE含量放大了10 000倍，測試結(jié)果列于表1中，各類樣品具有如下的特征。

3.1.1 ΣREE+Y含量

區(qū)內(nèi)長興組—飛仙關(guān)組不同巖石組構(gòu)的樣品ΣREE+Y含量的差異明顯，海相沉積的泥晶灰?guī)r和鮞?；?guī)rΣREE+Y含量最小值為1.484×10-6，最大值為22.019×10-6，平均含量11.577 ×10-6；殘余生屑云巖ΣREE+Y最小值為0.738×10-6，最大值為3.461×10-6，平均含量2.078 ×10-6，殘余鮞粒云巖ΣREE+Y最小值為1.695×10-6，最大值為5.391×10-6，平均含量3.164 ×10-6，而鞍狀白云石ΣREE+Y含量為3.25×10-6。除了原生沉積的泥晶灰?guī)rΣREE+Y含量較高外，其余樣品ΣREE+Y含量都低于6×10-6(表1)，總體上顯示海相碳酸鹽巖具有低的稀土元素含量特征[18]，表明它們具有很低且相似的ΣREE+Y含量且未受到或者較少受到陸源碎屑物質(zhì)的影響[14]，飛仙關(guān)組泥晶灰?guī)r中普遍發(fā)育的粒狀黃鐵礦是導(dǎo)致ΣREE+Y含量異常偏高的直接原因，直接表現(xiàn)為ΣREE+Y含量與Fe含量呈正相關(guān)關(guān)系(圖3)。

表1 研究區(qū)長興組—飛仙關(guān)組不同巖石組構(gòu)REE分析結(jié)果

注：所有數(shù)據(jù)單位均為10-6，低于檢測下限記為“—”。

圖3 研究區(qū)不同巖石組構(gòu)∑REE+Y與Fe含量交會圖Fig.3 Cross- plot of the(∑REE+Y)&Fe of different rock fabrics in the study area

3.1.2 Ce異常

Ce在水溶液和沉淀過程中由于對環(huán)境的氧化還原性敏感，常常與其他三價稀土元素發(fā)生分餾作用[20]。Ce3+在氧化條件下易被氧化成Ce4+，而Ce4+相對其他三價稀土元素來說是難溶的、在熱力學(xué)上更穩(wěn)定[21]。Ce4+的難溶性和優(yōu)先吸附在顆粒表面從而造成與其他稀土元素相分離[22]，這一過程導(dǎo)致了Ce的負(fù)異常，因此Ce異常與氧化還原環(huán)境有著很好的對應(yīng)關(guān)系[23]。鑒于海水和海相沉積物中大量的La異常會影響Ce異常的計(jì)算結(jié)果，本文利用Bau和Bauetal.[22]的方法判斷是否存在真正的Ce異常(圖4)。所有樣品Ce均出現(xiàn)不同程度的正異常，與海水的Ce負(fù)異常相呼應(yīng)，即經(jīng)過沉積—沉淀分異作用，更多的Ce進(jìn)入碳酸鹽巖而顯示出Ce正異常，相反海水則變?yōu)镃e負(fù)異常，呈現(xiàn)互相消長關(guān)系。同時，樣品中的輕稀土元素相對富集，相反海水則輕稀土元素相對虧損，以上特征均表明形成區(qū)內(nèi)長興組白云巖儲層的流體主要為海源流體。泥晶灰?guī)r及鮞?；?guī)rδCe介于5.271～8.068，平均值為6.822，殘余生屑云巖δCe介于5.481～17.215，平均值為9.043，殘余鮞粒云巖δCe介于8.001～9.017，平均值為8.292；鞍狀白云石充填物δCe為7.077。所有樣品的δCe都大于5(表2)，表現(xiàn)出不同程度的Ce正異常(圖4)。

圖4 不同巖石組構(gòu)Ce/Ce*和Pr/Pr*交會圖Fig.4 Cross- plot of (Ce/Ce*)&(Pr/Pr*)of different rock fabrics in the study area

3.1.3 Eu異常

研究區(qū)各類巖石樣品Eu呈現(xiàn)不同程度的異常。泥晶灰?guī)r和鮞?；?guī)rδEu介于0.182～4.545，平均值為1.122，表現(xiàn)出微弱負(fù)異?；蛭⑷跽惓?表2)。部分殘余鮞粒云巖和殘余生屑云巖樣品REE配分曲線波動較大，與鞍狀白云石配分曲線相似，表現(xiàn)出顯著的Eu正異常，顯示出受熱液改造的特征(表2)，解釋為熱液流體與白云巖發(fā)生水—巖反應(yīng)時，由于Eu2+與Ca2+具有相同的電價和相似的離子半徑，Eu2+會取代白云石中的Ca2+，從而導(dǎo)致巖石中出現(xiàn)正Eu異常。

3.2 流體包裹體證據(jù)

對LH002- X2井長興組儲層段巖芯樣品孔、縫、洞充填物螢石、石英、方解石中46個包裹體(圖5)進(jìn)行均一化溫度(圖6)和激光拉曼分析(圖7)，對LH1井、QL58井飛仙關(guān)組泥晶灰?guī)r、殘余鮞粒云巖構(gòu)造裂縫中充填的鞍狀白云石進(jìn)行包裹體均一化溫度分析(圖6)。鏡下鑒定表明，螢石中流體包裹體為以下四種類型：氣液兩相包裹體、單一液相包裹體、氣固兩相包裹體和氣液固三相包裹體，其中氣液固三相包裹體中，氣相部分以CH4為主，液相部分以鹽水為主，固相部分以瀝青為主(圖7a)，含瀝青包裹體的存在被認(rèn)為是先期捕獲的油包裹體在高溫的裂解產(chǎn)物[24]，因此該類型包裹體形成于長興組儲層油氣充注期，對應(yīng)氣液兩相均一化溫度分布范圍為170 ℃～203 ℃，平均值187 ℃；石英中包裹體類型則為氣液兩相包裹體和氣液固三相包裹體，氣相以CH4為主，少數(shù)含H2S，液相以鹽水為主，固相則以瀝青為主(圖7b)，對應(yīng)氣液兩相均一化溫度分布范圍為175 ℃～210 ℃，平均值195 ℃；方解石包裹體中均為氣液兩相包裹體，氣相部分以CH4、H2S、CO2為主，液相部分以鹽水為主，少數(shù)含H2S(圖7c)，對應(yīng)均一化溫度分布范圍為123 ℃～180 ℃，平均值148 ℃。區(qū)內(nèi)長興組螢石和石英的包裹體均一化溫度均顯著高于方解石，但根據(jù)三種充填礦物、瀝青間的占位關(guān)系可以判斷其形成的相對時間，螢石占據(jù)溶蝕孔洞中央，其次是石英充填在螢石周圍，最后方解石充填剩余的大部分儲滲空間(圖2f)，因此方解石充填時期晚于螢石和石英充填時期。而LH1井、QL58井飛仙關(guān)組構(gòu)造縫中充填的鞍狀白云石樣品的氣液兩相包裹體均一化溫度分布范圍為130 ℃～192 ℃，平均值175 ℃。

表2 研究區(qū)長興組—飛仙關(guān)組不同巖石組構(gòu)REE異常計(jì)算結(jié)果

圖7 不同孔、洞充填礦物流體包裹體拉曼光譜曲線(LH002- X2井，長興組)Fig.7 Raman spectrum curve of fluid- inclusions in different cements of cores or vugs(Well LH002- X2, Changxing Formation)

4 分析與討論

4.1 流體運(yùn)移通道

前人研究表明，熱液活動主要發(fā)育在拉張性大地構(gòu)造背景下[25]，而研究區(qū)恰好具備這一條件，盡管研究區(qū)所屬的上揚(yáng)子地臺發(fā)育的深大斷裂現(xiàn)今多為逆沖斷層，但在加里東期—印支早期受力以垂向升降和拉張作用為主，形成了大量通達(dá)基底的深大斷裂[26- 28]，這些深大斷裂活動時間較早，多數(shù)可以追溯到加里東期，有些還具有長期繼承性[29]，形成大量張性正斷層[26- 28]，在晚二疊世—早三疊世初期，這些張性斷裂正處于同沉積活動期，基底斷裂在晚二疊世處于張性正斷活動期[30]，晚二疊世峨眉山玄武巖的噴發(fā)是這次拉張作用達(dá)到高潮的標(biāo)志，在此期間，NW向基底斷裂的活動性強(qiáng)于臺內(nèi)的NE 向正斷活動[28]，不僅形成了臺、槽相間的沉積格局，控制著礁灘沉積的發(fā)育規(guī)律，同時也為熱液流體的活動提供了運(yùn)移通道。

4.2 大致活動時期

本次研究所選取的長興組、飛仙關(guān)組儲集巖類型分別為顆粒原始結(jié)構(gòu)保存較好的殘余生屑云巖和殘余鮞粒云巖，前人針對川東北地區(qū)這兩類儲集巖類型的具體成因提出了諸如混合水白云石化[31- 32]、淺埋藏白云石化[33- 34]、熱對流白云石化[35]、回流滲透白云石化[36- 37]等多種成因模式，但絕大多數(shù)研究者的觀點(diǎn)都一致認(rèn)為殘余生屑云巖和殘余鮞粒云巖的形成均發(fā)生在同生成巖階段—早成巖階段?；诖擞^點(diǎn)，長興組、飛仙關(guān)組儲集巖形成時期可限定在晚二疊世—早三疊世，而稀土元素特征表明這兩類儲集巖具有顯著Eu正異常特點(diǎn)，表現(xiàn)出熱液流體改造的典型特征，與儲集巖形成時期相匹配的熱液活動為晚二疊世—早三疊世初期的張性正斷裂活動[30]，由此引發(fā)的張性基底斷裂伴隨富鎂熱液流體，沿張性構(gòu)造縫對先期海源流體所形成的殘余生屑云巖、殘余鮞粒云巖做進(jìn)一步改造，因此將區(qū)內(nèi)第一期熱液活動時期為晚二疊世—早三疊世。

而第二期熱液活動表現(xiàn)為熱液流體直接沉淀形成的螢石、石英、鞍狀白云石等熱液礦物對長興組白云巖儲集巖和飛仙關(guān)組的充填作用。長興組儲層中普遍存在的瀝青和螢石中的含瀝青包裹體為古油藏和含油包裹體經(jīng)高溫裂解后的產(chǎn)物，因此長興組油氣充注時期有助于限定熱液活動時期。生物標(biāo)志化合物分析表明，長興組儲層瀝青與龍?zhí)督M烴源巖表現(xiàn)出強(qiáng)烈親緣性(圖8)，而龍?zhí)督M對應(yīng)生油高峰為晚三疊世[38- 39]，此時飛仙關(guān)組沉積物已基本固結(jié)成巖，熱液活動所形成的飛仙關(guān)組裂縫被鞍狀白云石部分充填(圖2a)，綜上認(rèn)為這一期熱液活動對應(yīng)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M生油高峰期，該時期區(qū)內(nèi)長興組正常地層溫度應(yīng)大致在110 ℃左右，而飛仙關(guān)組正常地層溫度大致在80 ℃～100 ℃[24]，遠(yuǎn)低于熱液礦物螢石、石英和鞍狀白云石所測得的均一化溫度平均值(圖6)。

圖8 長興組儲層瀝青與烴源巖異戊二烯烴三角圖Fig.8 Triangular chart of isoprene of bitumen in Changxing Formation reservoirs and source rocks

4.3 對儲集巖成因的影響

礁灘相白云巖作為區(qū)內(nèi)長興組—飛仙關(guān)組的主要儲集巖類型，其成因研究和發(fā)育規(guī)律直接促進(jìn)氣藏的勘探與開發(fā)。由于碳酸鹽巖礦物稀土元素組成特征主要受礦物沉淀時流體中稀土元素組成和流體物理化學(xué)條件的控制[40]，因此稀土元素特征有助于幫助我們判斷區(qū)內(nèi)儲集巖成因。根據(jù)配分曲線特征，所有儲層段白云巖樣品均繼承了海相灰?guī)r(鮞?；?guī)r、泥晶灰?guī)r)LREE富集、HREE虧損、Ce顯著正異常、Y顯著正異常的特點(diǎn)，配分曲線前半段總體相似，總體呈海源流體特征，但大部分殘余生屑云巖和殘余鮞粒云巖樣品在配分曲線后半段波動較大，具有與鞍狀白云石相似的REE配分曲線，具有Eu顯著正異常(圖9)，顯示出受熱液改造的特征，揭示了熱液流體對長興組白云巖儲層的改造作用，同時熱液活動所伴隨的地溫?zé)岙惓Ｒ灿欣诳朔自剖Y(jié)晶的動力學(xué)障礙，進(jìn)一步促進(jìn)海源流體的白云石化作用。鏡下薄片統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)殘余生屑云巖中的鞍狀白云石晶間孔大多見瀝青充填(圖2g)，也側(cè)面反映了白云巖經(jīng)熱液流體改造后可以成為烴類良好的儲集空間。

5 結(jié)論

(1) 巖石學(xué)證據(jù)和地球化學(xué)證據(jù)表明研究區(qū)二疊系—三疊系地層中曾存在熱液活動，表現(xiàn)為長興組—飛仙關(guān)組白云巖儲層中可見鞍狀白云石、黃鐵礦、螢石、石英等熱液礦物呈組合形式產(chǎn)出，其中螢石和石英的流體包裹體均一化溫度顯著高于埋藏成巖環(huán)境下形成的方解石充填物。長興組殘余生屑云巖和飛仙關(guān)組殘余鮞粒云巖均表現(xiàn)為不同程度的熱液改造特征，具有顯著Eu正異常。

(2) 晚二疊世—早三疊世初期活躍的張性深大斷裂可以為熱液流體的活動提供運(yùn)移通道，熱液活動可大致劃分為兩期，第一期對應(yīng)晚二疊世—早三疊世，作用方式為熱液流體對白云巖儲層的改造和促進(jìn)形成；第二期對應(yīng)晚三疊世，作用方式為鞍狀白云石、石英、螢石對儲滲空間的充填作用。

圖9 研究區(qū)長興組—飛仙關(guān)組不同巖石組構(gòu)REE配分曲線C樣品是樣品中REE含量，CSW是海水中對應(yīng)REE含量的104倍Fig.9 REE patterns of different rock fabrics in Changxing- Feixianguan Formation in the study area

(3) 一方面，熱液活動有利于海源流體的白云石化作用，促進(jìn)了白云巖儲層的形成，另一方面，其直接對海源流體所形成的殘余鮞粒云巖和殘余生屑云巖進(jìn)行改造，使其可以成為烴類良好的儲集空間，但同時存在熱液礦物充填作用導(dǎo)致的對儲滲空間的破壞性作用。

致謝 審稿專家與編輯老師提出寶貴建議，誠摯謝忱!

)

[1] 解習(xí)農(nóng)，李思田，董偉良，等. 熱流體活動示蹤標(biāo)志及其地質(zhì)意義：以鶯歌海盆地為例[J]. 地球科學(xué)—中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，1999，24(2)：183- 188. [Xie Xinong, Li Sitian, Dong Weiliang, et al. Trace marker of hot fluid flow and their geological implications- a case study of Yinggehai Basin[J]. Earth Science- Journal of China University of Geosciences, 1999, 24(2): 183- 188.]

[2] Davies G R, Smith L B Jr. Structurally controlled hydrothermal dolomite reservoir facies: An overview[J]. AAPG Bulletin, 2006, 90(11): 1641- 1690.

[3] 黃思靜，蘭葉芳，黃可可，等. 四川盆地西部中二疊統(tǒng)棲霞組晶洞充填物特征與熱液活動記錄[J]. 巖石學(xué)報，2014，30(3)：687- 698. [Huang Sijing, Lan Yefang, Huang Keke, et al. Vug fillings and records of hydrothermal activity in the middle Permian Qixia Formation, western Sichuan Basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 2014, 30(3): 687- 698.]

[4] 宋光永，劉樹根，黃文明，等. 川東南丁山—林灘場構(gòu)造燈影組熱液白云巖特征[J]. 成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2009，36(6)：706- 715. [Song Guangyong, Liu Shugen, Huang Wenming, et al. Characteristics of hydrothermal dolomite of Upper Sinian Dengying Formation in the Dingshan- Lintanchang structural zone, Sichuan Basin, China[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2009, 36(6): 706- 715.]

[5] 蔣裕強(qiáng)，陶艷忠，谷一凡，等. 四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)燈影組熱液白云石化作用[J]. 石油勘探與開發(fā)，2016，43(1)：51- 60. [Jiang Yuqiang, Tao Yanzhong, Gu Yifan, et al. Hydrothermal dolomitization in Sinian Dengying Formation, Gaoshiti- Moxi area, Sichuan Basin, SW China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2016, 43(1): 51- 60.]

[6] 劉樹根，黃文明，陳翠華，等. 四川盆地震旦系—古生界熱液作用及其成藏成礦效應(yīng)初探[J]. 礦物巖石，2008，28(3)：41- 50. [Liu Shugen, Huang Wenming, Chen Cuihua, et al. Primary study on hydrothermal fluids activities and their effectiveness on petroleum and mineral accumulation of Sinian system- Palaeozoic in Sichuan Basin[J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 2008, 28(3): 41- 50.]

[7] 陳軒，趙文智，劉銀河，等. 川西南地區(qū)中二疊統(tǒng)熱液白云巖特征及勘探思路[J]. 石油學(xué)報，2013，34(3)：460- 466. [Chen Xuan, Zhao Wenzhi, Liu Yinghe, et al. Characteristics and exploration strategy of the middle Permian hydrothermal dolomite in southwestern Sichuan Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2013, 34(3): 460- 466.]

[8] 汪華，沈浩，黃東，等. 四川盆地中二疊統(tǒng)熱水白云巖成因及其分布[J]. 天然氣工業(yè)，2014，34(9)：25- 32. [Wang Hua, Shen Hao, Huang Dong, et al. Origin and distribution of hydrothermal dolomites of the middle Permian in the Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2014, 34(9): 25- 32.]

[9] 舒曉輝，張軍濤，李國蓉，等. 四川盆地北部棲霞組—茅口組熱液白云巖特征與成因[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2012，33(3)：442- 448. [Shu Xiaohui, Zhang Juntao, Li Guorong, et al. Characteristics and genesis of hydrothermal dolomites of Qixia and Maokou Formations in northern Sichuan Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2012, 33(3): 442- 448.]

[10] 朱光有，張水昌，梁英波，等. 四川盆地高含H2S天然氣的分布與TSR成因證據(jù)[J]. 地質(zhì)學(xué)報，2006，80(8)：1208- 1218. [Zhu Guangyou, Zhang Shuichang, Liang Yingbo, et al. Distribution of high H2S- bearing natural gas and evidence of TSR origin in the Sichuan Basin[J]. Acta Geologica Sinica, 2006, 80(8): 1208- 1218.]

[11] 王銅山，耿安松，孫永革，等. 川東北飛仙關(guān)組儲層固體瀝青地球化學(xué)特征及其氣源指示意義[J]. 沉積學(xué)報，2008，26(2)：340- 348. [Wang Tongshan, Geng Ansong, Sun Yongge, et al. Geochemical characteristics of solid bitumen in reservoir and their implication for the origin of natural gas of Feixianguan Formation in northeastern Sichuan Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2008, 26(2): 340- 348.]

[12] 張水昌，朱光有，陳建平，等. 四川盆地川東北部飛仙關(guān)組高含硫化氫大型氣田群氣源探討[J]. 科學(xué)通報，2007，52(增刊1)：86- 94. [Zhang Shuichang, Zhu Guangyou, Chen Jianping, et al. A discussion on gas sources of the Feixianguan Formation H2S- rich giant gas fields in the northeastern Sichuan Basin[J]. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(Suppl.1): 86- 94.]

[13] Webb G E, Nothdurft L D, Kamber B S, et al. Rare earth element geochemistry of scleractinian coral skeleton during meteoric diagenesis: a sequence through neomorphism of aragonite to calcite[J]. Sedimentology, 2009, 56(5): 1433- 1463. ]

[14] 李小寧，黃思靜，黃可可，等. 四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組白云石化海相流體的地球化學(xué)依據(jù)[J]. 天然氣工業(yè)，2016，36(10)：35- 45. [Li Xiaoning, Huang Sijing, Huang Keke, et al. Geochemical characteristics of middle Permian Qixia Fm. dolomitized marine fluids in the Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2016, 36(10): 35- 45.]

[15] Stoffregen R E. Genesis of acid- sulfate alteration and Au- Cu- Ag mineralization at Summitville, Colorado[J]. Economic Geology, 1987, 82(6): 1575- 1591.

[16] Inoue A. Formation of clay minerals in hydrothermal environments[M]//Velde B. Origin and mineralogy of clays. Berlin: Springer- Verlag, 1995: 268- 329.

[17] 金之鈞，朱東亞，胡文瑄，等. 塔里木盆地?zé)嵋夯顒拥刭|(zhì)地球化學(xué)特征及其對儲層影響[J]. 地質(zhì)學(xué)報，2006，80(2)：245- 253. [Jin Zhijun, Zhu Dongya, Hu Wenxuan, et al. Geological and geochemical signatures of hydrothermal activity and their influence on carbonate reservoir beds in the Tarim Basin[J]. Acta Geological Sinica, 2006, 80(2): 245- 253.]

[18] 胡文瑄，陳琪，王小林，等. 白云巖儲層形成演化過程中不同流體作用的稀土元素判別模式[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2010，31(6)：810- 818. [Hu Wenxuan, Chen Qi, Wang Xiaolin, et al. REE models for the discrimination of fluids in the formation and evolution of dolomite reservoirs[J]. Oil & Gas Geology, 2010, 31(6): 810- 818.]

[19] Kawabe I, Toriumi T, Ohta A, et al. Monoisotopic REE abundances in seawater and the origin of seawater tetrad effect[J]. Geochemical Journal, 1998, 32(4): 213- 229.

[20] Mazumdar C, Alleno E, Sologub O, et al. Investigations of the structural, magnetic and Ce- valence properties of quaternary CeM 2 B 2 C Compounds (M: Co, Ni, Rh, Pd, Ir and Pt)[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2002, 339(1/2): 18- 25.

[21] Crozaz G, Floss C, Wadhwa M. Chemical alteration and REE mobilization in meteorites from hot and cold deserts[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2003, 67(24): 4747- 4741.

[22] Bau M, Dulski P. Distribution of yttrium and rare- earth elements in the Penge and Kuruman iron- formations, Transvaal Supergroup, South Africa[J]. Precambrian Research, 1996, 79(1/2): 37- 55.

[23] German C R, Elderfield H. Application of the Ce anomaly as a paleoredox indicator: the ground rules[J]. Paleoceanography, 1990, 5(5): 823- 833.

[24] 劉巖，鐘寧寧，陳踐發(fā)，等. 川東北長興—飛仙關(guān)組原油裂解型氣藏成藏史分析[J]. 中國科學(xué)：地球科學(xué)，2013，43(11)：1819- 1827. [Liu Yan, Zhong Ningning, Chen Jianfa, et al. Accumulation history of the Changxing- Feixianguan oil cracked gas reservoirs in northeastern Sichuan[J]. Scientia Sinica Terrae, 2013, 43(11): 1819- 1827.]

[25] 馮明友，強(qiáng)子同，沈平，等. 四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)震旦系燈影組熱液白云巖證據(jù)[J]. 石油學(xué)報，2016，37(5)：587- 598. [Feng Mingyyou, Qiang Zitong, Shen Ping, et al. Evidences for hydrothermal dolomite of Sinian Dengying Formation in Gaoshiti- Moxi area, Sichuan Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2016, 37(5): 587- 598.]

[26] 馮純江，張繼慶，官舉銘. 四川盆地上二疊統(tǒng)沉積相及其構(gòu)造控制[J]. 巖相古地理，1988(2)：1- 15. [Feng Chunjiang, Zhang Jiqing, Guan Juming. The upper Permian sedimentary facies in Sichuan Basin and their tectonic controls[J]. Lithofacies and Paleogeography, 1988(2): 1- 15.]

[27] 羅志立. 試從地裂運(yùn)動探討四川盆地天然氣勘探的新領(lǐng)域[J]. 成都理工大學(xué)學(xué)報，1983(2)：4- 16. [Luo Zhili. A discussion of new prospects for gas field exploration related to the Taphrogenic Movement in Sichuan Basin[J]. Journal of Chengdu University of Technology, 1983(2): 4- 16.]

[28] 羅志立，金以鐘，朱夔玉，等. 試論上揚(yáng)子地臺的峨眉地裂運(yùn)動[J]. 地質(zhì)論評，1988，34(1)：15- 28. [Luo Zhili, Jin Yizhong, Zhu Kuiyu, et al. On Emei Taphrogenesis of the upper Yangtze platform[J]. Geological Review, 1988, 34(1): 15- 28.]

[29] 童崇光. 四川盆地構(gòu)造演化與油氣聚集[M]. 北京：地質(zhì)出版社，1992：1- 128. [Tong Chongguang. Tectonic evolution and oil- gas accumulation of Sichuan Basin[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1992: 1- 128.]

[30] 譚秀成，羅冰，江興福，等. 四川盆地基底斷裂對長興組生物礁的控制作用研究[J]. 地質(zhì)論評，2012，58(2)：277- 284. [Tan Xiucheng, Luo Bing, Jiang Xingfu, et al. Controlling effect of basement fault on Changxing Formation reef in Sichuan Basin[J]. Geological Review, 2012, 58(2): 277- 284.]

[31] 唐洪，吳斌，張婷，等. 川東北鐵山—龍會地區(qū)長興組礁灘相儲層特征及主控因素[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，2013，27(3)：644- 652. [Tang Hong, Wu Bin, Zhang Ting, et al. Reef- beach reservoir features of Changxing Formation and its controlling factors in Tieshan- Longhui of northeastern Sichuan[J]. Geoscience, 2013, 27(3): 644- 652.]

[32] 黃可可，胡作維，李小寧，等. 川東北飛仙關(guān)組儲層結(jié)晶白云巖的形成機(jī)制與白云化模式[J]. 成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014(5)：612- 624. [Huang Keke, Hu Zuowei, Li Xiaoning, et al. Forming mechanism and dolomitization model of Triassic crystalline dolomite in northeast Sichuan Basin, China[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2014(5): 612- 624.]

[33] 鄭榮才，耿威，鄭超，等. 川東北地區(qū)飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)白云巖儲層的成因[J]. 石油學(xué)報，2008，29(6)：815- 821. [Zheng Rongcai, Geng Wei, Zheng Chao, et al. Genesis of dolostone reservoir of Feixianguan Formation in lower Triassic of northeast Sichuan Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2008, 29(6): 815- 821.]

[34] 田永凈，馬永生，劉波，等. 川東北元壩氣田長興組白云巖成因研究[J]. 巖石學(xué)報，2014，30(9)：2766- 2776. [Tian Yongjing, Ma Yongsheng, Liu Bo, et al. Dolomitization of the upper Permian Changxing Formation in Yuanba gas field, NE Sichuan Basin, China[J]. Acta Petrologica Sinica, 30(9): 2766- 2776.]

[35] 章宇路，文華國，鄭榮才，等. 川東北鐵山—雙家壩地區(qū)長興組白云巖成因[J]. 巖性油氣藏，2016，28(5)：34- 43. [Zhang Yulu, Wen Huaguo, Zheng Rongcai, et al. Genesis of dolomite of Changxing Formation in Tieshan- Shuangjiaba area, northeast Sichuan Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2016, 28(5): 34- 43.]

[36] 張建勇，周進(jìn)高，潘立銀，等. 川東北地區(qū)孤立臺地飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)儲層形成主控因素—大氣淡水淋濾及滲透回流白云石化[J]. 天然氣地球科學(xué)，2013，24(1)：9- 18. [Zhang Jianyong, Zhou Jingao, Pan Liyin, et al. The main origins of high quality reservoir in Feixianguan Formation in northeast Sichuan Basin: Atmospheric water eluviation and seepage- reflux dolomitization[J]. Natural Gas Geoscience, 2013, 24(1): 9- 18.]

[37] 孟萬斌，武恒志，李國蓉，等. 川北元壩地區(qū)長興組白云石化作用機(jī)制及其對儲層形成的影響[J]. 巖石學(xué)報，2014，30(3)：699- 708. [Meng Wanbin, Wu Hengzhi, Li Guorong, et al. Dolomitization mechanisms and influence on reservoir development in the upper Permian Changxing Formation in Yuanba area, northern Sichuan Basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 30(3): 699- 708.]

[38] 汪澤成，趙文智，張水昌，等. 成藏三要素的耦合對高效氣藏形成的控制作用：以四川盆地川東北飛仙關(guān)組鮞灘氣藏為例[J]. 科學(xué)通報，2007，52(增刊1)：156- 166. [Wang Zecheng, Zhao Wenzhi, Zhang Shuichang, et al. Control of coupling among three major factors for formation of high- efficiency gas reservoir- A case study on the oolitic beach gas reservoir in Feixianguan Formation in the northeast Sichuan Basin[J]. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(Suppl.1): 156- 166.]

[39] 馮沖，郭彤樓，鄒華耀，等. 川東北地區(qū)飛仙關(guān)組—長興組天然氣富集機(jī)制[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，2013(4)：907- 914. [Feng Chong, Guo Tonglou, Zou Huayao, et al. Enriched mechanism of natural gas in the Feixianguan- Changxing Formations in the northeast Sichuan Basin[J]. Geoscience, 2013(4): 907- 914.]

[40] Bau M, M?ller P. Rare earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite, magnesite and siderite[J]. Mineralogy and Petrology, 1992, 45(3/4): 231- 246.