瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組堿湖云質(zhì)巖儲(chǔ)層成巖作用

呂正祥，廖哲淵，李岳峰，宋修章，李 響，何文軍，黃立良，卿元華，3

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，成都 610059；2.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000；3.成都師范學(xué)院史地與旅游學(xué)院，成都 610021）

0 引言

準(zhǔn)噶爾盆地是我國(guó)重要的含油氣盆地，瑪湖凹陷為盆地內(nèi)的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元?，敽枷蒿L(fēng)城組的沉積環(huán)境為堿性湖泊環(huán)境［1］，相對(duì)淡水環(huán)境而言，具有膠結(jié)作用強(qiáng)、生烴早等特點(diǎn)，鹽湖中細(xì)粒沉積巖的成巖演化比較復(fù)雜。在鹽湖成巖作用早期，膠結(jié)作用比較發(fā)育，形成的膠結(jié)物占據(jù)了部分粒間孔，抑制了后期的壓實(shí)作用，保留了大量原生孔隙，此外碳酸鹽礦物在后期發(fā)生溶蝕，可以有效改善儲(chǔ)層物性［2］。黃成剛等［3］對(duì)鹽湖儲(chǔ)層中成巖作用的實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究表明，部分鹽類礦物的沉淀占據(jù)了部分粒間孔，使喉道變細(xì)或堵塞，成巖流體中富含的部分陽離子抑制了溶蝕作用，不利于次生溶蝕孔隙的形成。因此，鹽湖沉積環(huán)境總體上不利于儲(chǔ)層的發(fā)育。Macquaker 等［4］對(duì)巴西Campos 盆地鹽下湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層成巖作用機(jī)制的研究表明，鹽下湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的生物碎屑和鎂硅酸鹽會(huì)發(fā)生溶解、交代，且埋藏成巖蝕變與通過斷裂系統(tǒng)運(yùn)移的熱流體有關(guān)，熱液促進(jìn)了白云石化、硅化和溶蝕作用的發(fā)生。

在瑪湖凹陷風(fēng)城組發(fā)現(xiàn)多種指示堿性環(huán)境及熱液作用的礦物，這一沉積特征與美國(guó)綠河組堿湖沉積及現(xiàn)代堿湖沉積特征十分相似，因此眾多學(xué)者認(rèn)為瑪湖凹陷風(fēng)城組為堿湖沉積［5-7］，而目前對(duì)于堿湖沉積中礦物的形成時(shí)期存在較大爭(zhēng)議。張志杰等［6］通過元素分析認(rèn)為，堿性礦物的形成主要與2期熱液活動(dòng)有關(guān)，富硅硼鈉石巖類的沉積時(shí)間與沉積范圍受火山活動(dòng)伴生的熱液作用控制；王力寶等［7］根據(jù)現(xiàn)代堿湖不同溫度下堿性礦物類型的差異特征，認(rèn)為瑪湖凹陷風(fēng)城組碳鈉鈣石可能由蒸發(fā)濃縮形成，也可能是由早期的單斜鈉鈣石等礦物在埋藏之后轉(zhuǎn)化而成；秦志軍等［8］基于古沉積的地貌、氣候、水深、鹽度和水溫等特征分析，認(rèn)為堿性礦物形成于堿湖相對(duì)干旱時(shí)期，碳?xì)溻c石和碳鈉鎂石是典型的高溫礦物，形成于溫度較高的水體中；余寬宏等［9］研究指出，火山活動(dòng)對(duì)瑪湖凹陷風(fēng)城組沉積時(shí)期堿性礦物的沉淀起決定性的作用；李威等［10］通過與全球堿湖沉積實(shí)例對(duì)比分析，認(rèn)為瑪湖凹陷風(fēng)城組碳?xì)溻c石和碳鈉鈣石經(jīng)成巖作用形成，鈉硅酸鹽礦物和特征礦物與火山活動(dòng)及熱液作用有關(guān)。早二疊世構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與火山活動(dòng)頻繁，形成了大量的白云石和鹽類礦物［11］。研究表明，瑪湖凹陷風(fēng)城組發(fā)育較好的前陸堿湖高效烴源巖，其有機(jī)質(zhì)豐度較高，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ型干酪根為主，成熟度中等［12］。普遍的白云石化作用使瑪湖凹陷風(fēng)城組巖石中的白云石較為發(fā)育，筆者將白云石體積分?jǐn)?shù)超過10%的巖石統(tǒng)稱為云質(zhì)巖，且風(fēng)城組儲(chǔ)層分布與白云石特征關(guān)系密切。

通過典型薄片偏光與熒光顯微觀察，結(jié)合掃描電鏡與能譜分析、X 射線衍射分析、微區(qū)原位碳氧同位素分析、流體包裹體分析等方法，對(duì)瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖的主要成巖作用特征與成巖演化序列進(jìn)行研究，并分析風(fēng)城組云質(zhì)巖成儲(chǔ)與油氣充注成藏的耦合特征，以期為該區(qū)云質(zhì)巖領(lǐng)域致密油氣的勘探開發(fā)提供指導(dǎo)。

1 地質(zhì)概況

瑪湖凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地中央凹陷西北部，其西側(cè)為克百斷裂帶，北側(cè)為烏夏斷裂帶，東側(cè)為英西凹陷和夏鹽凸起，東南和西南分別為達(dá)巴松凸起和中拐凸起［13］（圖1a），區(qū)域構(gòu)造作用強(qiáng)烈［14］。準(zhǔn)噶爾盆地于石炭紀(jì)末期進(jìn)入前陸盆地演化階段，早石炭世—早二疊世盆地發(fā)生劇烈的周緣碰撞［15］，從早二疊世至早侏羅世整體持續(xù)沉降?，敽枷菔桥璧氐某两抵行?，在三疊紀(jì)末期基本消亡［1］，燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使瑪湖凹陷整體抬升［16］。瑪湖凹陷西北緣地層發(fā)育較為完整，從石炭紀(jì)（C）到白堊紀(jì)（K）均有分布，二疊系地層由老到新為下二疊統(tǒng)佳木河組（P1j）、風(fēng)城組（P1f）和中二疊統(tǒng)夏子街組（P2x）、下烏爾禾組（P2w）。研究區(qū)目的層風(fēng)城組為一套以咸化湖相黑色頁(yè)巖與火山碎屑巖為主的沉積，自下而上劃分為風(fēng)一段（P1f1）、風(fēng)二段（P1f2）和風(fēng)三段（P1f3），其中風(fēng)一段頂部及風(fēng)二段和風(fēng)三段下部巖性以云質(zhì)巖為主［6］（圖1b）。

圖1 瑪湖凹陷區(qū)域構(gòu)造位置（a）與二疊系巖性地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Regional tectonic location（a）and stratigraphic column of Permian（b）in Mahu Sag

2 巖石學(xué)特征

瑪湖凹陷風(fēng)城組為一套典型的古老堿湖沉積，巖石類型多樣，包括陸源沉積的砂（礫）巖、粉砂巖、泥巖，火山活動(dòng)形成的火山熔巖、火山碎屑巖和熔結(jié)凝灰?guī)r，以及堿湖沉積形成的鹽質(zhì)巖。近年來瑪湖凹陷的油氣勘探在風(fēng)城斷鼻處發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)工業(yè)油流，主要的甜點(diǎn)儲(chǔ)層為含白云石的火成巖［17-18］。研究區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖可劃分為云質(zhì)火成巖類、云質(zhì)砂（礫）巖類和云質(zhì)泥巖—粉砂巖類，其中云質(zhì)火成巖類的占比最高，達(dá)81.3%，包括云質(zhì)凝灰?guī)r、云質(zhì)沉凝灰?guī)r和云質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，以云質(zhì)凝灰?guī)r和云質(zhì)沉凝灰?guī)r為主，占比分別為43.2%和50.5%。分布最廣的云質(zhì)沉凝灰?guī)r中的陸源組分粒徑較細(xì)，主要為粉砂，其次是細(xì)砂和泥質(zhì)；顆粒組分以長(zhǎng)石為主，其次是石英；凝灰質(zhì)組分主要為火山玻璃、玻屑和火山塵，其次是長(zhǎng)石晶屑，分選性較差（圖2a，2b）。云質(zhì)凝灰?guī)r的凝灰質(zhì)組分與云質(zhì)沉凝灰?guī)r類似，但其晶屑含量略高（圖2c）。

圖2 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組主要云質(zhì)巖巖石學(xué)特征Fig.2 Petrological characteristics of main dolomitic rocks of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

根據(jù)全巖X 射線衍射分析數(shù)據(jù)（表1），瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖中的礦物組分以斜長(zhǎng)石為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要為5.0%～20.0%，平均為31.0%；其次是白云石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要為5.0%～25.0%，平均為23.8%；石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為22.6%；鹽類礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為7.6%，其中非鈣鎂碳酸鹽等鹽類礦物以天然堿為主，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6%，其次為碳?xì)溻c石、石鹽、碳鈉鈣石和針鈉鐵礬等。這些鹽類礦物的發(fā)育表明瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖沉積時(shí)氣候干熱，因此沉淀了暖相的堿性礦物和廣溫相鹽類礦物［19］。

表1 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 Mineral composition of dolomitic rocks of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

3 成巖作用特征

3.1 脫?；饔?/h3>

脫玻化作用是由火山噴出時(shí)巖漿在快速冷卻和凝結(jié)過程中形成的火山玻璃，在溫度、壓力和外部環(huán)境的改變下，由于水介質(zhì)的存在，其部分物質(zhì)經(jīng)過重結(jié)晶作用而形成微小晶體的作用［20］。脫?；饔檬乾敽枷菽?guī)r中主要的成巖作用之一，主要表現(xiàn)為火山玻璃、玻屑、火山塵等結(jié)晶形成長(zhǎng)石、沸石、微晶石英等［21］（圖3a，3b），在脫?；^程中由于固體體積縮小形成較多的納米級(jí)微孔（圖3c—3e），部分孔隙中有油氣充注，發(fā)草綠色熒光（圖3f）。

圖3 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖中的脫?；饔肍ig.3 Devitrification in dolomitic rocks of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

3.2 成巖礦物析出

瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖在同生期和埋藏期形成了多種類型的自生礦物。根據(jù)X 射線衍射、巖心觀察、薄片鑒定和能譜分析，研究區(qū)風(fēng)城組自生礦物具有以下幾類：碳鈉鈣石、碳?xì)溻c石、碳鈉鎂石、天然堿、蘇打石等重碳酸鹽礦物，石鹽、氯碳鈉鎂石、硬石膏、針鈉鐵釩、硅硼鈉石等鹽類礦物［22］（圖4a—4c），鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、沸石等鋁硅酸鹽礦物，白云石、方解石等鈣鎂碳酸鹽礦物，以及蛋白石、石英、燧石等硅質(zhì)礦物，石英主要表現(xiàn)為加大石英和充填石英（圖4d）。其中尤以白云石最為發(fā)育，其次是方解石，根據(jù)晶型可分為它形、半自形、半自形—自形、自形等（圖4e，4f）。

圖4 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖中析出的主要成巖礦物特征Fig.4 Main diagenetic mineral characteristics precipitated from dolomitic rocks of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

3.3 溶蝕作用

溶蝕作用在瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖中普遍發(fā)育，溶蝕的礦物類型較多，可分為以下幾類：①鈣鎂碳酸鹽礦物的溶蝕，主要為白云石和方解石的溶蝕（圖5a，5b），該類溶蝕較常見，但溶蝕程度有限。②鋁硅酸鹽礦物的溶蝕，主要為鈉長(zhǎng)石沿解理溶蝕形成粒內(nèi)孔，其次是沿裂縫附近發(fā)生的沸石膠結(jié)物溶蝕（圖5c，5d）。長(zhǎng)石溶孔是研究區(qū)風(fēng)城組巖石中最常見，也是對(duì)儲(chǔ)層孔隙貢獻(xiàn)最大的一類溶孔。③非鈣鎂碳酸鹽礦物的溶蝕，主要包括天然堿、碳?xì)溻c石、碳鈉鈣石等的溶蝕，也偶見石鹽等的溶蝕（圖5e—5h），巖心上常表現(xiàn)為大的孔洞。④硅質(zhì)礦物的溶蝕，主要為石英、蛋白石和燧石的溶蝕（圖5i），其分布較為局限。

圖5 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖中的溶蝕作用Fig.5 Dissolution in dolomitic rocks in Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

3.4 破裂作用

研究區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖發(fā)育多種類型的裂縫。①收縮縫：為沉積物干裂收縮而形成，主要呈網(wǎng)狀分布，且具有不定向性，常被瀝青充填（圖6a，6b），在火山玻璃發(fā)育的云質(zhì)巖中尤為常見，推測(cè)為噴出的熔漿沉積后發(fā)生脫氣收縮而形成，也有部分發(fā)育在泥質(zhì)巖中，因氣候干燥而形成。②成巖縫：主要表現(xiàn)為巖石在較大的地層壓力下受壓溶作用而形成的縫合線，常充填黃鐵礦和瀝青（圖6c）。③構(gòu)造縫：研究區(qū)風(fēng)城組沉積埋藏后經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了多期構(gòu)造裂縫（圖6d，6e），常見構(gòu)造裂縫切割早期的收縮縫和縫合線，其充填方式分為未充填、半充填和全充填（圖6f）。

3.5 壓實(shí)、壓溶作用

研究區(qū)風(fēng)城組埋深一般大于4 000 m，壓實(shí)作用是破壞風(fēng)城組孔隙的主要成巖作用。塑性物質(zhì)如云母、玻屑等受擠壓變形的現(xiàn)象較為常見，多數(shù)層段因發(fā)生壓溶作用而產(chǎn)生了縫合線［23］（圖6c）。較強(qiáng)的壓實(shí)和壓溶作用使得殘余粒間孔的數(shù)量極少，嚴(yán)重?fù)p失了云質(zhì)巖的孔隙。

圖6 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖中發(fā)育的裂縫Fig.6 Fractures developed in dolomitic rocks of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

3.6 油氣充注作用

通過薄片熒光觀察，發(fā)現(xiàn)瑪湖凹陷風(fēng)城組具有多期油氣充注的特征，且油氣充注特點(diǎn)與其發(fā)育的堿湖優(yōu)質(zhì)烴源巖相關(guān)，主要有如下幾種油氣充注痕跡：①第1 期油氣充注表現(xiàn)為殘余炭質(zhì)瀝青和膠質(zhì)瀝青（圖7a），無熒光顯示，主要分布在收縮縫和殘余粒間孔中，為第1 期充注的油在后期的成巖作用過程中受到破壞而蝕變?yōu)楣腆w瀝青；②第2 期油氣充注表現(xiàn)為自生礦物在生長(zhǎng)過程中沿解理捕獲的成帶狀或球狀分布的橙黃色熒光包裹體，以及伴隨自生白云石生長(zhǎng)期充注的油氣，使白云石晶體顯示出環(huán)帶熒光（圖7b，7c）；③第3 期油氣充注表現(xiàn)為孔隙和裂縫中的草綠色熒光或在某些自生礦物中捕獲的綠色熒光包裹體，為輕質(zhì)油充注（圖7d—7f）。

圖7 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組儲(chǔ)層中充注油氣的微觀熒光顯示特征Fig.7 Microscopic fluorescence display characteristics of hydrocarbon charged reservoirs of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

4 成巖演化序列

4.1 成巖階段

瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組泥巖的鏡質(zhì)體反射率（Ro）為0.56%～1.14%，平均值為0.8%，處于成熟演化階段，對(duì)應(yīng)中成巖B 期［16］。烴源巖巖石熱解峰值Tmax為435～450 ℃的樣品超過60%，說明絕大部分的有機(jī)質(zhì)演化程度已經(jīng)達(dá)到了成熟階段，對(duì)應(yīng)中成巖A 期［24］。同時(shí)，根據(jù)自生礦物包裹體測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，包裹體最大溫度為122.8 ℃，處于中成巖A 期。由此判斷瑪湖凹陷風(fēng)城組大部分儲(chǔ)層處于中成巖A期，少量樣品已進(jìn)入中成巖B 期。

4.2 成巖現(xiàn)象的微觀特征

瑪湖凹陷風(fēng)城組典型樣品的薄片鑒定與掃描電鏡分析結(jié)果顯示：①脫?；⒖字谐涮顬r青，瀝青為第1 期油氣充注的產(chǎn)物（圖8a），且可見脫?；⒊涮钣谠缙谛纬傻陌自剖чg孔隙（圖8b），表現(xiàn)出從早期到晚期經(jīng)歷它形—半自形白云石形成→脫?；? 期油氣充注，脫?；碛谠缙谧陨自剖缬诘? 期油氣充注。②自生白云石縫合線中充填瀝青（圖8c），具環(huán)帶橙黃色熒光的半自形—自形白云石（圖8d），以及環(huán)帶草綠色熒光半自形—自形白云石（圖8e），均被草綠色熒光的構(gòu)造裂縫切割，因此縫合線早于第1 期油氣充注，自生白云石明顯早于構(gòu)造裂縫，構(gòu)造裂縫形成后仍有輕質(zhì)油充注。③具有3期油氣充注，第1 期為殘余黑色瀝青，第2 期發(fā)橙黃色熒光，第3 期發(fā)草綠色熒光，其中第3 期分布最為廣泛（圖8d—8g）。④湖盆咸化初期沉淀出早期白云石和方解石，隨著堿湖咸化程度的升高，Mg2+和Ca2+濃度降低，Na+與HCO3-結(jié)合并形成碳?xì)溻c石、天然堿等鹽類礦物［25-26］，鏡下可見碳?xì)溻c石包裹白云石，而石鹽包裹碳?xì)溻c石，還可見氯碳鈉鎂石交代碳?xì)溻c石（圖8h，8i），因此鹽類礦物從早期到晚期的沉淀序列為：早期白云石→碳鈉鈣石→碳鈉鎂石→碳?xì)溻c石→氯碳鈉鎂石→石鹽。

圖8 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組儲(chǔ)層中的成巖現(xiàn)象共生關(guān)系Fig.8 Symbiotic relationship of diagenetic phenomena in reservoirs of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

4.3 主要成巖礦物形成時(shí)期

根據(jù)成巖礦物中包裹體均一溫度和微區(qū)同位素分析測(cè)得的氧同位素，確定了瑪湖凹陷風(fēng)城組主要成巖礦物的形成時(shí)期（表2）。研究區(qū)自生白云石共有3 個(gè)不同的溫度區(qū)間，其中有熒光顯示的白云石溫度分別為94.2～97.4 ℃和120.9～122.8 ℃，沒有熒光顯示的白云石溫度為68.0 ℃，硅硼鈉石（橙黃色熒光包裹體）、石英（綠色熒光包裹體）和方解石（有橙黃色熒光包裹體）捕獲的包裹體溫度分別為94.2～97.4 ℃，111.4 ℃和85.6～88.0 ℃。根據(jù)上述特征，推測(cè)第2 期油氣充注時(shí)的古溫度為80.0～100.0 ℃，此時(shí)風(fēng)城組烴源巖也正處于生油窗；第3期油氣充注的溫度高于110.0 ℃，屬于風(fēng)城組烴源巖的排烴高峰期。根據(jù)溫度特征，大量的具有熒光和無熒光的白云石形成于中成巖A 期，自生石英和最后2 期油氣充注也主要發(fā)生在中成巖A 期。通過激光微區(qū)采樣測(cè)得氧同位素值，利用同位素地質(zhì)溫度計(jì)反演出遇酸或遇水易溶的鹽類礦物如碳?xì)溻c石、天然堿、氯碳鈉鎂石、碳鈉鈣石、碳鈉鎂石等形成時(shí)的溫度為24.40～27.90 ℃，這一溫度區(qū)間接近風(fēng)城組沉積時(shí)期的古地表溫度，因此這些鹽類礦物的形成時(shí)期主要為同生期，與堿湖水體的高度濃縮有關(guān)。

表2 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組包裹體均一溫度及同位素反演古溫度數(shù)據(jù)Table 2 Data of inclusion homogenization temperature and isotopic inversion of paleotemperature of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

4.4 成巖演化序列

根據(jù)瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖的成巖階段分析、主要成巖現(xiàn)象的微觀特征以及典型礦物的形成古溫度等，明確了該區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖的成巖演化序列特征（圖9）：①脫玻化作用發(fā)育于早成巖A 期；②白云石的形成可分為3 期，其中最主要的為早成巖B期；③遇酸或遇水易溶的鹽類礦物主要形成于同生期；④發(fā)生了3 期溶蝕作用，自早成巖晚期到中成巖B 期均有溶蝕作用發(fā)生，其中第2 期溶蝕作用最強(qiáng)；⑤存在3 期油氣充注，其中第1 期充注時(shí)期較早，為早成巖B 期，中成巖階段發(fā)育2 期油氣充注，且充注持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

圖9 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組成巖演化序列特征Fig.9 Characteristics of diagenetic evolution sequence of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

5 云質(zhì)巖成儲(chǔ)與油氣充注成藏耦合特征

瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組主要為堿湖環(huán)境中的細(xì)粒巖沉積，巖石普遍致密，但發(fā)育厚度大、生烴能力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)烴源巖，且具有較好的封蓋能力，因此其成藏的關(guān)鍵主要取決于儲(chǔ)層的發(fā)育狀況。風(fēng)城組中發(fā)育較為致密的云質(zhì)巖儲(chǔ)層，其烴源巖在演化過程中排出的油氣即可進(jìn)入儲(chǔ)層中形成致密油氣藏。勘探開發(fā)成果表明，風(fēng)城組儲(chǔ)集性相對(duì)較好的云質(zhì)巖是瑪湖凹陷致密油聚集的主要場(chǎng)所，主要以互層或透鏡體狀分布于烴源巖中（圖10）。

圖10 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組成藏模式Fig.10 Reservoir accumulation model of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖經(jīng)歷的成巖作用比較復(fù)雜，不同類型的云質(zhì)巖成儲(chǔ)與油氣充注具有不同的耦合特征。根據(jù)云質(zhì)巖孔隙的形成時(shí)期與油氣充注特征等，建立了瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖成儲(chǔ)與油氣充注成藏耦合模式圖（圖11）。研究區(qū)風(fēng)城組沉積時(shí)火山噴發(fā)頻繁，且以酸性熔漿為主，噴出物中具有較多的火山玻璃基質(zhì)、玻屑等，其沉積后因堿湖干旱氣候發(fā)生收縮形成大量的網(wǎng)狀縫，并在淺埋藏過程中由于溫度、壓力和流體性質(zhì)等的變化，發(fā)生脫?；饔?，形成較發(fā)育的微孔，為隨后的第1期油氣充注貢獻(xiàn)了儲(chǔ)集空間，形成與脫?；饔孟嚓P(guān)的油氣藏。堿湖也因?yàn)楦啕}度，在同生期沉淀碳?xì)溻c石、天然堿、小蘇打、碳鈉鈣石等而形成鹽殼，有效保護(hù)了淺埋藏脫?；饔眯纬傻奈⒖住＿@些鹽類礦物多數(shù)遇酸或遇水易溶，為后期云質(zhì)巖發(fā)生溶蝕提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。早成巖末期—中成巖A 期，云質(zhì)巖分布在風(fēng)城組堿湖優(yōu)質(zhì)烴源巖中，且堿湖烴源巖具有生烴早、生排烴高峰持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特征，因此，排出了豐富的酸性流體，導(dǎo)致云質(zhì)巖中的長(zhǎng)石、鹽類礦物等發(fā)生溶蝕，為第2 期和第3 期油氣充注提供了良好的儲(chǔ)集空間，并形成了與烴源巖演化排出的酸性流體導(dǎo)致的溶蝕作用相關(guān)的另一類油氣藏。中成巖B 期，瑪湖凹陷在構(gòu)造作用下形成了較廣泛分布的裂縫，裂縫發(fā)育區(qū)云質(zhì)巖中的鹽類礦物、長(zhǎng)石等發(fā)生溶蝕后形成儲(chǔ)集空間或進(jìn)一步提高了儲(chǔ)集性，同時(shí)也為第3 期油氣充注提供了良好的運(yùn)移通道，為油氣成藏創(chuàng)造了良好的條件，形成與構(gòu)造裂縫疊加溶蝕相關(guān)的一類油氣藏。由此可見，瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖因其復(fù)雜多樣的成儲(chǔ)模式與多階段的油氣充注，形成了廣泛分布于凹陷不同位置的多種致密油氣藏。

圖11 瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖成儲(chǔ)與油氣充注成藏耦合特征Fig.11 Coupling characteristics of dolomitic reservoir formation and hydrocarbon charging of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag

6 結(jié)論

（1）瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組云質(zhì)巖主要包括火成巖類、砂（礫）巖類、泥巖—粉砂巖類等三大類，其中云質(zhì)火成巖類中的云質(zhì)凝灰?guī)r和云質(zhì)沉凝灰?guī)r最為發(fā)育。

（2）研究區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖成巖作用復(fù)雜，尤以脫玻化作用、多種成巖礦物析出、多期油氣充注最具特色。析出的成巖礦物主要有鈣鎂碳酸鹽礦物、與堿湖環(huán)境相關(guān)的非鈣鎂碳酸鹽易溶鹽類礦物、長(zhǎng)石和沸石等鋁硅酸鹽礦物及硅質(zhì)礦物；溶蝕作用廣泛發(fā)育，其中鋁硅酸鹽礦物的溶蝕和非鈣鎂碳酸鹽鹽類礦物的溶蝕最為發(fā)育；除構(gòu)造形成多期裂縫外，還發(fā)育較多的收縮縫。

（3）研究區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖儲(chǔ)層大多數(shù)處于中成巖A 期，部分進(jìn)入中成巖B 期。脫?；饔眯纬捎谠绯蓭rA 期，并形成了較多的納米級(jí)微孔；發(fā)育早、中、晚3 期白云石，主要發(fā)育于早成巖B 期；非鈣鎂碳酸鹽鹽類礦物主要形成于同生期，為后期溶蝕作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)；發(fā)育3 期溶蝕作用，以第2 期溶蝕作用為主；存在3 期油氣充注，其中第2 期和第3期油氣充注間隔時(shí)間短，且第3 期充注持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

（4）研究區(qū)風(fēng)城組云質(zhì)巖成儲(chǔ)的多樣性與油氣充注的多期性具有多種耦合特征，形成了不同類型的致密油氣藏，擴(kuò)大了瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)巖致密油勘探領(lǐng)域。