柴北緣馬海東地區(qū)路樂(lè)河組物源分析

◇中石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 張俊鋒

古近系路樂(lè)河組是柴北緣馬海東地區(qū)的主要勘探目的層，但對(duì)其沉積和物源體系認(rèn)識(shí)不清。為了明確該地區(qū)路樂(lè)河組的物源體系，本文通過(guò)礫石成分、巖屑成分、石英陰極發(fā)光、重礦物等多種方法開(kāi)展綜合分析，認(rèn)為馬海東地區(qū)路樂(lè)河組的物源區(qū)為其北東方向的祁連山下古生界低級(jí)變質(zhì)巖夾火山巖分布區(qū)，與鄰區(qū)存在明顯的差異。物源的差異導(dǎo)致該地區(qū)凝灰?guī)r、云母等軟巖屑含量較高，既反映了沉積體系的差異，也對(duì)儲(chǔ)層成巖演化和儲(chǔ)層物性等產(chǎn)生了不利的影響。

馬海東地區(qū)位于柴達(dá)木盆地北緣中段馬北凸起東翼，東鄰綠梁山，地表為平頂山背斜構(gòu)造，為典型的山前帶。路樂(lè)河組處于新生界構(gòu)造旋回的最底部，具有填平補(bǔ)齊的特征。馬海東西部相鄰的馬北凸起缺失路樂(lè)河組，長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為馬海東地區(qū)同樣缺乏路樂(lè)河組。自2017年首次在馬海東地區(qū)揭示路樂(lè)河組并獲得工業(yè)油流以來(lái)，多口井在該層系鉆遇油層，使之成為了馬海東地區(qū)的主要勘探目的層。

物源分析是盆地分析的重要組成部分，有助于明確源區(qū)和沉積區(qū)的關(guān)系，對(duì)明確沉積體系具有重要的意義[1-6]，物源的遠(yuǎn)近和母巖差異也會(huì)導(dǎo)致碎屑巖成分差異，進(jìn)而影響后期的成巖演化過(guò)程，特別是對(duì)壓實(shí)作用有較大的影響[7]。付玲[5]等（2013）從全盆地的角度研究了柴達(dá)木盆地路樂(lè)河組的重礦物特征，將柴北緣劃分為了5個(gè)區(qū)域，鄰近馬海東地區(qū)的有西部的馬海-南八仙區(qū)、南部的北陵丘-南極星區(qū)，由于缺乏馬北凸起以東的資料支撐，馬海-南八仙區(qū)域?qū)嶋H上代表的是馬西-南八仙區(qū)域。邵鵬程[6]等（2015）通過(guò)碎屑成分、重礦物、古流向等明確了馬海凸起下干柴溝組的古物源方向?yàn)楸睎|方向，綠梁山尚處于隱伏狀態(tài)。

前人對(duì)馬海東地區(qū)路樂(lè)河組物源尚缺乏研究。本文通過(guò)研究區(qū)及周緣路樂(lè)河組碎屑巖礫石和巖屑成分分析、石英陰極發(fā)光、重礦物分析能資料，對(duì)馬海東地區(qū)路樂(lè)河組物源進(jìn)行了分析，初步明確了其物源區(qū)，并探討了沉積物源對(duì)該地區(qū)沉積體系和儲(chǔ)層成巖演化的影響。

1 祁連山南緣母巖類(lèi)型

柴達(dá)木盆地新生代湖盆被祁連山、阿爾金山和昆侖山圍限并向盆地提供物源。馬海東構(gòu)造帶及周緣處于柴達(dá)木新生代湖盆的北緣，遠(yuǎn)離阿爾金山和昆侖山，物源毫無(wú)疑問(wèn)來(lái)自于祁連山。而作為柴北緣新生界地層的主要物源區(qū)，祁連山南緣地層呈現(xiàn)出明顯的分段性。祁連山西段物源區(qū)以變質(zhì)巖為主，內(nèi)部也存在一定的差異，路樂(lè)河-九龍山（魚(yú)卡凹陷）北部為元古界中高級(jí)變質(zhì)巖，而其兩側(cè)的路樂(lè)河西北部和魚(yú)卡東北部以下古生界低級(jí)變質(zhì)巖及火山巖為主。中段大柴旦鎮(zhèn)以北以花崗巖為主。東段以下古生界的變質(zhì)砂巖、千枚巖、噴發(fā)巖、結(jié)晶灰?guī)r為主，元古宇石英巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、白云巖和中生界的花崗巖為次要部分。馬海東地區(qū)的北東方向，正處于祁連山西段與中段過(guò)渡區(qū)域。

2 物源分析

2.1 礫石成分分析

路樂(lè)河地區(qū)古近系礫巖礫石成分復(fù)雜，主要為片麻巖、混合巖，也見(jiàn)糜棱巖、花崗巖、灰?guī)r等。從E1-2l、E3g下的礫石礫徑對(duì)比來(lái)看，路樂(lè)河北翼明顯大于路樂(lè)河南翼，表明北部更接近物源區(qū)。馬海尕秀地區(qū)古近系礫石巖性主要為石英巖、灰?guī)r、片麻巖等。這些露頭與其北東方向的祁連山物源區(qū)巖性都具有較好對(duì)應(yīng)關(guān)系。馬海東地區(qū)路樂(lè)河組發(fā)育沖積扇相，山前鼻狀帶的山2井E1-2l含礫砂巖、砂礫巖中見(jiàn)火山巖礫石，魚(yú)卡凹陷東北部的魚(yú)東1孔也見(jiàn)有大量的火山巖礫石，表明古-始新世，綠梁山尚未隆起，馬海東與魚(yú)東地區(qū)連為一體，馬海東地區(qū)的物源主要來(lái)自更遠(yuǎn)的祁連山物源區(qū)。

2.2 砂巖成分分析

馬海東地區(qū)、馬北地區(qū)、路樂(lè)河地區(qū)、馬海尕秀地區(qū)古近系砂巖均以巖屑長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，石英含量在20%～75%之間，反映這些地區(qū)距物源區(qū)較近。其中馬海東E1-2l石英含量34%～44%，平均值36%（20個(gè)樣品），E3g下石英含量40%～72%，平均值60%（12個(gè)樣品），反映E1-2l成分成熟度明顯低于E3g下，更靠近物源區(qū)。從砂巖巖屑成分來(lái)看，山古1井、山3側(cè)、山2井路樂(lè)河組1砂組砂巖巖屑以凝灰?guī)r為主，火山巖組分含量高，見(jiàn)少量變質(zhì)巖。此外，山2井路樂(lè)河組2砂組砂巖陰極發(fā)光表明，石英及石英巖屑發(fā)棕色光為主，少量發(fā)深藍(lán)色光，表明其物源以低級(jí)變質(zhì)巖為主，少量發(fā)深藍(lán)色光的石英可能來(lái)自于火山巖。因此，馬海東地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層以北東方向的OS火山巖為主要物源，與其他地區(qū)存在明顯差異。馬北3井處于兩類(lèi)物源區(qū)交界處，兼具火山巖、變質(zhì)巖兩類(lèi)巖屑。

2.3 重礦物分析

古近系-新近系各露頭主要沉積時(shí)期重礦物組合相近，表明路樂(lè)河、馬海尕秀、大紅溝等地區(qū)在不同沉積時(shí)期的物源是大體相同的，具有較好的繼承性，但搬運(yùn)距離存在差異。這些露頭整體以超穩(wěn)定重礦物含量低，石榴子石含量高為特點(diǎn)。重礦物ZTR總體較低，均不超過(guò)0.4，反映近物源的沉積。Gzi為0.5～1，反映物源區(qū)主要為中高級(jí)變質(zhì)巖?？傮w上看，ZTR值呈現(xiàn)出大紅溝＞馬海尕秀＞路樂(lè)河的特點(diǎn)，GZI值與ZTR值呈負(fù)相關(guān)，反映大紅溝、馬海尕秀、路樂(lè)河等露頭與物源的距離由遠(yuǎn)到近。其中，路樂(lè)河地區(qū)和大紅溝地區(qū)距離研究區(qū)較遠(yuǎn)，而馬海尕秀露頭與研究區(qū)鄰近。馬海尕秀地區(qū)古近系重礦物以石榴子石、綠簾石組合為主，含電氣石、鋯石、榍石、磷灰石等，Gzi值較高（0.5～0.9），Ati值變化大（0.2～0.9），反映物源區(qū)巖性以高級(jí)變質(zhì)巖和低級(jí)變質(zhì)巖為主，其次為各類(lèi)巖漿巖，物源主要來(lái)自東北部元古界中高級(jí)變質(zhì)巖夾酸性巖區(qū)與Pz低級(jí)變質(zhì)巖夾酸性火山巖交界區(qū)。馬海東地區(qū)位于馬海尕秀東南方向，盡管未做重礦物分析，但其薄片中可見(jiàn)鋯石、簾石等重礦物，為低級(jí)變質(zhì)巖常見(jiàn)礦物，與礫石成分和巖屑成分分析結(jié)果一致，物源區(qū)顯然已轉(zhuǎn)變?yōu)镻z低級(jí)變質(zhì)巖夾酸性火山巖區(qū)。

3 物源區(qū)對(duì)儲(chǔ)層的影響

多種物源分析方法從不同角度證明，馬海東地區(qū)路樂(lè)河組的物源區(qū)為其北東方向的祁連山下古生界低級(jí)變質(zhì)巖夾火山巖分布區(qū)（今魚(yú)卡河上游地區(qū)），與路樂(lè)河、馬海尕秀等露頭以及馬北地區(qū)的高級(jí)變質(zhì)巖物源區(qū)存在明顯差異。物源的差異，說(shuō)明馬海東地區(qū)與周緣的各個(gè)剖面的沖積扇歸屬于不同的扇體。同時(shí)也側(cè)面印證了路樂(lè)河組沉積時(shí)綠梁山處于隱伏狀態(tài)，來(lái)自祁連山的低級(jí)變質(zhì)巖和火山巖物源可直接為馬海東地區(qū)提供碎屑物。

馬海東地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層物性較差，一般為中低孔低滲特低滲儲(chǔ)層。分析認(rèn)為物源對(duì)儲(chǔ)層物性變差存在重要的影響。不同于馬北地區(qū)以剛性的變質(zhì)巖巖屑為主，馬海東地區(qū)儲(chǔ)層巖屑以凝灰?guī)r為主、部分儲(chǔ)層還同時(shí)含有較多的云母，缺乏剛性巖屑，軟巖屑含量較高。這就導(dǎo)致該地區(qū)路樂(lè)河組壓實(shí)作用較強(qiáng)，顆粒接觸關(guān)系以點(diǎn)-線接觸為主，部分甚至達(dá)到了線-凹凸接觸，進(jìn)而造成儲(chǔ)層孔隙減小，喉道縮小，極大地破壞了儲(chǔ)集物性和孔隙結(jié)構(gòu)。