鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組7段埋藏期熱液活動對頁巖油儲層的影響

王梓毅，付金華，劉顯陽，李士祥，張昌虎，梁新平，5，董琳

（1.北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；2.中國石油 長慶油田公司，陜西 西安 710018；3.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西 西安 710018；4.中國石油 長慶油田公司 勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018；5.北京大學(xué) 能源研究院，北京 100871）

熱液通常指來自于地殼深部或地幔的高溫流體，主要經(jīng)斷裂等通道涌至淺部，其溫度顯著高于圍巖的成巖域背景溫度［1-3］。眾多研究表明，熱液活動對沉積盆地中的油氣資源有不可忽視的影響，例如，熱液流體帶來的深部物質(zhì)可以促進沉積有機質(zhì)的富集［4-5］，熱液提供的熱能可以促進烴源巖演化和油氣運移［2，6］，熱液的溶蝕作用和熱液礦物的沉淀可以改變儲層的儲集性能［3，7］等。

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組7段（長7段）是中國最重要的頁巖油儲層之一，具有重大油氣勘探開發(fā)潛力，目前已實現(xiàn)頁巖油的規(guī)?；б骈_發(fā)［8］。近年來，長7段頁巖的熱液作用受到了越來越多的關(guān)注，眾多學(xué)者對延長期火山活動和深部熱液注入導(dǎo)致的“肥沃效應(yīng)”開展了廣泛研究［4-5，9-10］。研究表明，湖底熱液的注入是觸發(fā)生物勃發(fā)的關(guān)鍵因素之一，熱液流體不僅為沉積水體輸送了生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，還將水體溫度提高到更適宜生物生長的水平，進而促進了生物的繁盛和古生產(chǎn)力的提高；此外，熱液帶來的還原性物質(zhì)促進了湖底缺氧還原環(huán)境的形成，有利于沉積有機質(zhì)的保存［4-5，9-10］。目前這些研究主要聚焦于沉積期熱液作用，而熱液則主要來源于晚三疊世延長期的火山活動［11］。

事實上，除晚三疊世延長期外，鄂爾多斯盆地在早侏羅世延安期、中侏羅世直羅期和早白堊世東勝期也發(fā)生了火山活動［12］，因此，長7段在埋藏期同樣可能受到深部熱液的影響。埋藏階段的熱液活動對有機質(zhì)、成巖和孔隙演化均可能發(fā)揮關(guān)鍵作用［2-3，6-7］。然而，目前針對長7段埋藏期熱液作用的研究非常有限，對于熱液活動的期次、時代及其對頁巖油儲層的影響等方面，認識還不夠深入。本文聚焦長7段頁巖油儲層中的熱液黃鐵礦以及固相和流體包裹體，采用光學(xué)和電子顯微鏡觀測、電子探針分析、激光拉曼光譜分析、包裹體均一溫度分析、埋藏史-熱演化史模擬等手段，針對埋藏期熱液活動特征及其對頁巖油儲層的影響開展了研究，旨在為熱液成巖演化史和有機質(zhì)熱演化史的恢復(fù)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于中國華北板塊西部，是一個歷經(jīng)多旋回沉積-構(gòu)造演化的疊合盆地，也是中國最重要的含油氣盆地之一［13］。鄂爾多斯盆地發(fā)育于太古宙麻粒巖和古元古代綠片巖之上，中-新元古代斷裂活動強烈，盆地表現(xiàn)為裂谷盆地特征；古生代演化為穩(wěn)定克拉通盆地，沉積地層以海相碳酸鹽為主；中生代晚三疊世—早白堊世演化為殘延的內(nèi)克拉通盆地，發(fā)育碎屑巖沉積地層；晚白堊世—新生代，鄂爾多斯盆地周邊斷陷發(fā)育，盆地進入整體隆升的階段，最終形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局［13-15］。鄂爾多斯盆地可分為伊盟隆起、西緣逆沖帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶和渭北隆起共6個次級構(gòu)造單元（圖1a）［16-17］。

圖1 鄂爾多斯盆地長7段烴源巖和取樣井分布（a）以及延長組地層特征（b）（修改自文獻［16-17］）Fig. 1 The distribution of source rocks and sampling wells for the Chang 7 Member （a） and the stratigraphic column of the Yanchang Formation （b）， Ordos Basin （modified after references［16-17］）

鄂爾多斯盆地發(fā)生多次構(gòu)造熱事件，這主要受控于巖石圈深部強烈的熱活動，地幔的底侵作用、巖漿的侵入與噴發(fā)以及熱液活動促進了異常地溫場的形成［15］。鄂爾多斯盆地在中生代的熱液活動主要受4期火山活動的影響，分別發(fā)生于晚三疊世延長期、早侏羅世延安期、中侏羅世直羅期和早白堊世東勝期［11-12］。野外和鉆井資料表明，中生代4期火山活動均發(fā)生于盆地邊緣的造山帶附近；相比于盆緣，盆地內(nèi)部比較穩(wěn)定，其剛性的基底未發(fā)生火山活動［12］。盆地邊緣廣泛發(fā)育深大斷裂，溝通了中-下地殼與沉積蓋層，為深部熱液的垂向上涌提供了通道［12，18-19］。盡管盆地內(nèi)部相對穩(wěn)定，但其基底和蓋層也并非完全剛性的整體，也有斷裂分布［12］。這些斷裂與遍布盆地的不整合面為熱液流體的橫向運移提供了通道［19］。

鄂爾多斯盆地在晚三疊世演化為大型內(nèi)陸坳陷湖盆，在來自盆地周圍造山高地的物源供給下，盆內(nèi)形成了一套河湖-三角洲相沉積，即延長組建造［14，20］。延長組自上而下可分為長1段—長10段共10個地層單元（圖1b），其中長7段為本文的主要研究層段。長7段沉積于鄂爾多斯盆地中生代最大湖泛期，該期湖泊熱流體作用強烈，藻類和浮游生物繁盛，古生產(chǎn)力高，盆內(nèi)沉積了一套以黑色頁巖和暗色泥巖為主的富有機質(zhì)生油巖系［21］。長7段自上而下可進一步分為長71、長72和長73亞段，其中長71亞段和長72亞段主要為粉-細砂巖與泥頁巖互層，長73亞段以黑色頁巖為主，部分層段夾有薄層砂巖［16］。

2 實驗樣品與方法

本文中的實驗樣品為鄂爾多斯盆地長7段巖心，采自圖1a所示的10口井中，并由巖心樣品制備巖石薄片600余張。薄片的顯微觀測基于光學(xué)和電子顯微鏡。電子顯微鏡型號為FEI Quanta 650 FEG，觀測時，采用25 kV的加速電壓對樣品進行二次電子和背散射電子成像，并通過能譜分析關(guān)鍵組分的元素組成，推斷巖石組分類型。包裹體均一溫度測試基于Linkam THMS600型冷熱臺，設(shè)備測溫范圍為-196 ～ 600 ℃，測試精度為±1 ℃；在實驗過程中，當(dāng)流體包裹體接近均一時，升溫速率控制在1 ℃/min以內(nèi)。碎屑顆粒中的不透明固相包裹體鑒定基于顯微激光拉曼光譜分析，設(shè)備型號為Renishaw inVia Reflex，激發(fā)波長為532 nm，物鏡放大倍數(shù)為100倍。有機質(zhì)成熟度的測定基于TIDAS MSP400分光光度計，測試方法遵循中國石油天然氣行業(yè)標準SY/T 5124—2012。為確定長7段頁巖中各類黃鐵礦的成因，本次還采用JXA 8100型電子探針對黃鐵礦進行了顯微元素分析，加速電壓為25 kV，束流為60 nA，分析束斑直徑為1 μm。

3 結(jié)果與討論

3.1 熱液黃鐵礦形態(tài)、分布特征和地球化學(xué)證據(jù)

前人研究表明，鄂爾多斯盆地長7段頁巖油儲層中發(fā)育多種熱液礦物，如螢石、重晶石和閃鋅礦等［22-24］，證明了長7段確實曾受到熱液作用的影響。值得注意的是，儲層中還發(fā)育了多種類型的黃鐵礦，其中有些黃鐵礦也可能是在熱液作用下的產(chǎn)物，它們的形態(tài)和分布特征可能為熱液活動的研究提供重要依據(jù)，因此，本次對長7段頁巖中的熱液黃鐵礦進行了系統(tǒng)研究。

光學(xué)和電子顯微鏡觀測結(jié)果表明，長7段頁巖油儲層中的黃鐵礦主要為草莓狀黃鐵礦（圖2a）和自形微晶黃鐵礦（圖2b），這兩類黃鐵礦在富有機質(zhì)泥頁巖中非常發(fā)育，前人對此已有較多的研究，認為其形成主要與硫酸鹽還原細菌的活動有關(guān)［25-27］。除草莓狀和自形微晶黃鐵礦外，長7段中還可觀察到其他類型的黃鐵礦，包括脈狀或團塊狀黃鐵礦（圖2c）、透鏡狀黃鐵礦（圖2d）、他形-半自形散布狀黃鐵礦（圖2e）和半自形-自形斑塊狀黃鐵礦（圖2f）等。為確定其成因，本文對其形態(tài)、分布和地球化學(xué)特征進行了分析。

圖2 鄂爾多斯盆地長7段頁巖中不同顯微特征的黃鐵礦Fig. 2 Pyrite with different microscopic characteristics in the Chang 7 shale， Ordos Basina.草莓狀黃鐵礦，瑤頁1井，埋深224.0 m，掃描電鏡照片；b.自形微晶黃鐵礦，瑤頁1井，埋深224.0 m，掃描電鏡照片；c.脈狀和團塊狀黃鐵礦，黃269井，埋深2492.4 m，反射光照片；d.充填頁巖層間縫的透鏡狀黃鐵礦，可觀察到其核部上覆紋層較薄，兩翼上覆紋層較厚，耿347井，埋深2368.7 m，反射光照片；e.散布于頁巖基質(zhì)之間的他形-半自形黃鐵礦，正40井，埋深1437.6 m，反射光照片；f.斑塊狀黃鐵礦（Py），多為半自形-自形晶相互嵌合的集合體，可見黃鐵礦切割儲層瀝青（OM）脈的現(xiàn)象，瑤頁1井，埋深238.4 m，掃描電鏡照片

脈狀或團塊狀黃鐵礦主要充填于溶蝕孔縫，其形態(tài)受原始孔隙空間限制，自形程度較低（圖2c），這類黃鐵礦常見于碳酸鹽礦物含量較高的層段，表明熱液流體對儲層具有強烈的溶蝕作用。透鏡狀黃鐵礦主要存在于頁巖的層間縫中，同樣具有較低的自形程度（圖2d）。他形-半自形散布狀黃鐵礦多見于泥頁巖中，主要充填基質(zhì)孔隙，偶見其交代長石的現(xiàn)象（圖2e）。斑塊狀黃鐵礦多為半自形-自形晶相互嵌合的集合體，主要充填于碎屑巖的孔隙中，對長石等碎屑礦物的交代作用十分強烈（圖2f）。黃鐵礦中的Co/Ni元素含量比值常用來指示其成因，Co/Ni比值小于1一般指示與沉積作用、大氣降水、地層水有關(guān)的黃鐵礦，而在火山或巖漿熱液成因的黃鐵礦中， Co/Ni比值通常大于1［28-29］。電子探針分析表明，上述4類黃鐵中的Co/Ni比值均大于1（部分結(jié)果列于表1），測試結(jié)果支持其為熱液作用的產(chǎn)物。

表1 鄂爾多斯盆地長7段頁巖中不同類型熱液黃鐵礦的Co和Ni元素含量Table 1 Co and Ni contents in different types of hydrothermal pyrite in the Chang 7 shale， Ordos Basin

根據(jù)鄂爾多斯盆地的熱液活動背景［11-12］，上述熱液黃鐵礦可能為不同時期熱液活動的產(chǎn)物?；邳S鐵礦與圍巖之間的關(guān)系，可以推測其大致的形成階段。透鏡狀黃鐵礦核部上覆紋層相對較薄，兩翼上覆紋層相對較厚（圖2d），這表明其形成于強烈壓實作用之前，推測此類黃鐵礦主要為成巖階段早期的產(chǎn)物。在下伏于黑色頁巖的粉砂巖中，可見大量熱液黃鐵礦，且越接近頂部的巖性界面，黃鐵礦含量越高，然而在頂部頁巖中卻未見熱液礦物（圖3a，c），這表明頂部頁巖較為致密，起到了良好的蓋層作用，熱液未能注入其內(nèi)部。黑色頁巖裂縫的頂、底兩側(cè)均發(fā)育散布狀黃鐵礦，隨著到裂縫距離的增大，黃鐵礦含量逐漸減少（圖3b，d—f），這表明熱液通過裂縫注入頁巖，并在頁巖內(nèi)部運移了一定距離。根據(jù)黃鐵礦呈散布狀充填基質(zhì)孔的特點（圖3d—f），推測熱液流體注入發(fā)生于成巖階段早期，頁巖未經(jīng)歷強烈壓實，原始孔隙度高，孔隙連通性好；而當(dāng)熱液活動發(fā)生于相對較晚的成巖階段，頁巖在強烈的壓實作用下變得致密（圖3c），熱液流體難以注入。前人研究表明，頁巖在早成巖階段初期的孔隙度較高，其致密化主要發(fā)生于早成巖階段末期—中成巖階段初期（鏡質(zhì)體反射率Ro=0.40 % ～ 0.55 %［30］），因此，圖3d中的黃鐵礦更可能形成于準同生-早成巖階段初期，而圖3c中的黃鐵礦更可能形成于早成巖階段末或更晚的時期。

圖3 鄂爾多斯盆地長7段熱液黃鐵礦在黑色頁巖和粉砂巖中的分布顯微照片F(xiàn)ig. 3 Distribution of hydrothermal pyrite in black shale and siltstone in the Chang 7 Member， Ordos Basina.薄片掃描，瑤頁1井，埋深214.2 m；b.薄片掃描，莊233井，埋深1824.1 m；c.黑色頁巖中未見熱液黃鐵礦，粉砂巖中可見大量斑塊狀黃鐵礦，其含量自巖性界面向下逐漸減少，反射光，拍攝位置見圖a；d.黑色頁巖中可見大量斑點狀黃鐵礦，其含量從裂縫向頂、底兩側(cè)逐漸減少，反射光，拍攝位置見圖b；e.距裂縫較近處黃鐵礦含量高，反射光，拍攝位置見圖d；f.距裂縫較遠處黃鐵礦含量低，反射光，拍攝位置見圖d

由此可見，鄂爾多斯盆地長7段在埋藏期可能至少存在兩期熱液活動。同時也表明，在開展長7段熱液沉積作用的研究時，有必要識別和排除埋藏期熱液作用對地質(zhì)和地化指標的潛在干擾，對熱液礦物及其與圍巖的關(guān)系進行顯微分析可能是排除數(shù)據(jù)干擾的有效手段之一。

3.2 黃鐵礦包裹體與伴生鹽水包裹體特征及其指示意義

礦物在生長的過程中，可以捕獲外來的氣、液、固相物質(zhì)，形成包裹體。長7段碎屑夾層中可見不透明的固相包裹體（圖4a），顯微激光拉曼光譜測試結(jié)果表明其主要為黃鐵礦包裹體。分析結(jié)果顯示，黃鐵礦包裹體的拉曼光譜同時具有石英（宿主礦物）和黃鐵礦的特征峰（圖4a—c）。這些黃鐵礦包裹體既有可能是宿主礦物在成巖階段的生長過程中所捕獲的，也有可能先前就存在于陸源輸入的碎屑顆粒中。為確定其成因，定量分析了黃鐵礦膠結(jié)物與黃鐵礦包裹體發(fā)育程度之間的關(guān)系。如圖5所示，在不同顯微視域中，黃鐵礦膠結(jié)物面積的百分比與含黃鐵礦包裹體的碎屑顆粒占總顆粒數(shù)的百分比具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，尤其是在缺乏黃鐵礦膠結(jié)物的視域中，黃鐵礦包裹體也十分罕見。由此可以推斷，黃鐵礦包裹體是成巖階段的產(chǎn)物，因此其特征可以用來指示成巖過程。

圖4 鄂爾多斯盆地長7段黃鐵礦包裹體、宿主石英和黃鐵礦膠結(jié)物的顯微拉曼光譜分析位置及結(jié)果Fig. 4 Micro-Raman spectrum analysis position and results of pyrite inclusions， host quartz and pyrite cement in the Chang 7 Member， Ordos Basina.測試位置（A點）為黃鐵礦包裹體，透射光顯微照片；b.測試位置（B和C點）為宿主石英和黃鐵礦膠結(jié)物，反射光顯微照片；c.拉曼光譜分析結(jié)果

圖5 鄂爾多斯盆地長7段黃鐵礦膠結(jié)物與黃鐵礦包裹體發(fā)育程度之間的關(guān)系Fig. 5 Relationship between the development of pyrite cements and pyrite inclusions in the Chang 7 Member， Ordos Basin（在長7段碎屑巖夾層中，含黃鐵礦包裹體的碎屑顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的比值與黃鐵礦膠結(jié)物的面積占比具有正相關(guān)關(guān)系，缺乏黃鐵礦膠結(jié)物的視域同樣不發(fā)育黃鐵礦包裹體，證明黃鐵礦包裹體是成巖階段的產(chǎn)物。）

前人研究表明，分布在同一條愈合縫中的烴類和鹽水包裹體極有可能為同期伴生包裹體，其中鹽水包裹體的均一溫度常用來反映烴類包裹體的最小捕獲溫度［31-32］，這一思想同樣可以應(yīng)用到儲層固相包裹體的研究中。長7段中常見分布于同一條愈合縫的串珠狀黃鐵礦包裹體（圖6a），一些愈合縫中可見與黃鐵礦包裹體伴生的鹽水包裹體（圖6b，c），其均一溫度可以指示黃鐵礦包裹體的最小捕獲溫度。在瑤頁1井中，與黃鐵礦伴生的鹽水包裹體均一溫度為150.7 ～270.5 ℃（n=14）。根據(jù)前人對鄂爾多斯盆地古地層剝蝕量的研究［33］，瑤頁1井在早白堊世末期的埋深達到最大值（約1700 m），結(jié)合古地溫資料［15，34］，瑤頁1井長7段達最大埋深時的古地溫約為91 ℃，顯著低于鹽水包裹體均一溫度，進一步印證了黃鐵礦為熱液成因。包裹體均一溫度還表明，侵入長7段的熱液溫度最高可達270.5 ℃以上。該結(jié)果與區(qū)域熱液活動背景相符，例如，前人對熱液白云石的研究顯示，注入鄂爾多斯盆地馬家溝組的熱液溫度可達300 ℃以上［35-36］。

圖6 鄂爾多斯盆地長7段黃鐵礦包裹體及其伴生鹽水包裹體顯微照片F(xiàn)ig. 6 Pyrite inclusions and associated aqueous inclusions in the Chang 7 Member， Ordos Basin shown in micrographsa.同一條石英愈合縫中的串珠狀黃鐵礦包裹體，瑤頁1井，埋深225.8 m ，透射光；b，c.同一條石英愈合縫中的黃鐵礦包裹體和伴生鹽水包裹體，瑤頁1井，埋深214.2 m，透射光

3.3 長7段頁巖埋藏史-熱演化史恢復(fù)

在探討埋藏期熱液活動對長7段頁巖油儲層的影響前，需要首先明確未經(jīng)熱液強烈改造下的埋藏史和熱演化史。鄂爾多斯盆地中生代的熱液流體主要形成于4期火山活動，均發(fā)生于盆地邊緣的造山帶附近，熱液流體主要沿盆緣的深大斷裂向上運移并注入沉積蓋層［11-12，18-19］，因此盆地邊緣的地層可能受到了熱液作用更強烈的影響。白522井遠離盆地邊緣，受熱液影響相對較小，且基本位于頁巖分布區(qū)的中部（圖1a），在研究區(qū)內(nèi)具有一定的代表性。因此，本次針對白522井開展埋藏史-熱演化史研究。根據(jù)鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化史分析，研究區(qū)整體發(fā)生了4期剝蝕事件，分別開始于三疊紀末、中侏羅世末、侏羅紀末和白堊紀末，白522井區(qū)各不整合面的剝蝕厚度為96 ～ 910 m［33］。根據(jù)地層的剝蝕量，結(jié)合白522井地層分層、巖性組成及鄂爾多斯盆地南部的古地溫資料［15，17，34］，應(yīng)用Basinmod軟件對白522井進行埋藏史-熱演化史模擬，結(jié)果如圖7a所示，有機質(zhì)成熟度的模擬結(jié)果與現(xiàn)今實測Ro相符，證明模擬結(jié)果可靠。

圖7 鄂爾多斯盆地白522井埋藏史-熱演化史（a）和包裹體均一溫度直方圖（b）Fig. 7 Burial-thermal evolution history （a） and homogenization temperature histogram of aqueous inclusions （b） in well B522 in the Ordos Basin

在埋藏史-熱演化史研究的基礎(chǔ)上，長7段碎屑巖中流體包裹體的均一溫度進一步揭示了烴源巖對碎屑巖夾層的油氣充注史。圖7b為鹽水包裹體均一溫度的直方圖，全部鹽水包裹體以及與烴類包裹體伴生的鹽水包裹體均表現(xiàn)為雙峰特征，主峰位置基本一致，這指示了兩期硅質(zhì)膠結(jié)作用可能與油氣充注密切相關(guān)，其中的硅質(zhì)可能來源于有機酸對長石的溶蝕作用［37］。埋藏史-熱演化史表明（圖7a），長7段頁巖大約在早白堊世早期進入成熟階段（Ro＞0.5 %），碎屑巖夾層中的兩期油氣充注主要發(fā)生于早白堊世早期和早白堊世中末期。

3.4 熱液活動對頁巖油儲層的影響

熱液作用對有機質(zhì)熱演化和油氣的勘探開發(fā)均具有重要意義。在早成巖階段，熱液提供的熱能可以促進未熟有機質(zhì)的成熟。在中成巖階段，熱液作用一方面可以提高烴源巖的生烴強度，其升溫作用和攜帶的CO2和H2S等揮發(fā)組分可以促進原油黏度和油水界面張力的降低［2］，有利于頁巖油氣的開發(fā)；另一方面也可能會使原油在高溫下發(fā)生熱蝕變［38-39］，導(dǎo)致油品變差。有機質(zhì)熱演化可以看作一個主要受控于溫度和時間的動力學(xué)過程［40］，不同時期注入的熱液可以對有機質(zhì)熱演化產(chǎn)生不同的影響。例如，在較早的成巖階段，較低的地層溫度只能促使有機質(zhì)熱演化中低活化能反應(yīng)的發(fā)生，如果此時有熱液的注入，迅速升高的溫度可能會促進低活化能的化學(xué)反應(yīng)迅速發(fā)生，甚至反應(yīng)完全；當(dāng)熱液活動結(jié)束之后，地層溫度降低至成巖域背景溫度，即使地層溫度在隨后的埋藏過程中逐漸升高，有機質(zhì)熱演化也可能在相當(dāng)長的時間內(nèi)趨于停滯。因此，確定熱液活動的時代對恢復(fù)有機質(zhì)熱演化史具有重要意義。

對于常規(guī)儲層，根據(jù)油氣充注史以及熱液礦物與儲層瀝青的伴生或穿插關(guān)系，可以推測熱液活動的年代［11］。然而，該方法并不適用于自生自儲的頁巖儲層。熱液衍生石油（hydrothermal petroleum）的研究表明，處于未成熟階段的有機質(zhì)可以在熱液作用下，快速裂解成油［41-42］。盡管圖2f顯示出熱液礦物與儲層瀝青存在穿插關(guān)系，但長7段作為生油層段，其中的原油既有可能是成熟階段干酪根裂解形成的，也有可能是未熟有機質(zhì)在熱液作用下快速誘導(dǎo)形成的，因此，要推測熱液活動發(fā)生的年代，還需要有其他證據(jù)。如前文所述，瑤頁1井中的泥頁巖對熱液流體起到了良好的蓋層作用（圖3c），這指示熱液流體注入時，頁巖已在壓實作用下完成了致密化，熱液黃鐵礦可能形成于早成巖階段末或更晚的時期。結(jié)合瑤頁1井的埋藏-熱演化模擬結(jié)果（圖8）和研究區(qū)熱液活動背景［11-12］推斷，上述黃鐵礦可能是早白堊世東勝期的熱液作用產(chǎn)物。

圖8 鄂爾多斯盆地瑤頁1井埋藏-熱演化模擬結(jié)果Fig. 8 Simulation results of burial and thermal evolution of well Yy1 in the Ordos Basin

瑤頁1井的埋藏史模擬基于現(xiàn)今的埋藏深度、前人恢復(fù)的古剝蝕厚度和古埋藏深度數(shù)據(jù)［33］，熱演化模擬基于鄂爾多斯盆地南部的古溫度數(shù)據(jù)（圖8），由于未考慮注入井區(qū)的熱液對熱演化的影響，模擬得到的現(xiàn)今最高成熟度（Ro′ = 0.57 %）低于實測最高成熟度（Ro= 0.70 %），表明熱液的升溫作用確實促進了有機質(zhì)的熱演化。但值得注意的是，注入瑤頁1井區(qū)的熱液流體最高溫度可達270.5 ℃以上，而現(xiàn)今Ro僅為0.70 %，這表明注入的熱液可能經(jīng)歷了較快的降溫過程，高溫階段維持的時間十分有限。對此，嘗試通過Easy%Ro動力學(xué)模型［40］計算不同溫度下熱液流體對有機質(zhì)熱演化的影響。

根據(jù)前人對鄂爾多斯盆地早白堊世構(gòu)造熱事件的研究［15］，瑤頁1井中的熱液黃鐵礦可能形成于140 ～100 Ma（圖8）。為獲取熱液注入地層后降溫速率的下限，計算了熱液盡可能促進熱演化的極端情況，即熱液于140 Ma注入地層，地層快速升溫到270.5 ℃以上，隨后降溫至成巖域背景溫度（約65.8 ℃，圖8），這一過程促使Ro由0.41 %（圖8）升高至0.70 %。需要注意的是，地層溫度的降低過程是一個與時間有關(guān)的復(fù)雜非線性函數(shù)，直接計算地層的降溫速率是十分困難的，但仍可以通過一定的假設(shè)，計算地溫在特定范圍內(nèi)維持時間的上限。Easy %Ro模型計算結(jié)果表明，有機質(zhì)在恒溫270.5 ℃（地溫最高溫度下限）的環(huán)境中演化至目標成熟度（Ro= 0.70 %）的時間約為652 h，這證明了熱液注入后的地層溫度不可能長期處于較高水平，維持在高于270.5 ℃范圍內(nèi)的時間遠小于652 h。另外，有機質(zhì)在恒溫204.7 ℃（最高地溫與成巖域之間中值溫度的下限）的環(huán)境中演化至目標成熟度的時間約為0.0027 Ma，表明地溫降至中值溫度的時間遠小于0.0027 Ma。由此可見，注入瑤頁1井區(qū)的高溫?zé)嵋捍_實具有相對較快的降溫速率，這可能是頁巖有機質(zhì)熱演化程度較低的重要原因之一。鄂爾多斯盆地長7段的有機質(zhì)熱演化可能同時受到埋藏作用和熱液作用的影響，然而，長7段Ro一般在0.6 % ～ 1.2 %［24，43-44］，且Ro小于1.0 %的區(qū)域約占頁巖總分布區(qū)的90 %［24］。有限的成熟度表明，高溫?zé)嵋簩﹂L7段有機質(zhì)熱演化的影響可能整體不強，對此，有必要對盆地不同地區(qū)的熱液作用開展更加深入的研究。

4 結(jié)論

1） 鄂爾多斯盆地長7段中發(fā)育多種類型的黃鐵礦，其中，脈狀或團塊狀、透鏡狀、他形-半自形晶散布狀和半自形-自形晶斑塊狀黃鐵礦的Co/Ni元素含量比值大于1，指示其為熱液作用下的產(chǎn)物。

2） 長7段在埋藏期至少存在兩期熱液活動，其中一期可推斷為早白堊世東勝期，因此，在開展熱液沉積作用的研究時，有必要通過顯微觀測等手段，識別和排除埋藏期熱液作用對地質(zhì)和地化指標的潛在干擾。

3） 注入瑤頁1井區(qū)長7段的熱液最高溫度可達270.5 ℃以上，熱液提供的熱能對有機質(zhì)生、排烴起到了一定的促進作用。但是，相對較低的有機質(zhì)熱演化程度（Ro= 0.70 %）表明，熱液注入后可能經(jīng)歷了較快的降溫過程，地層溫度維持在高于270.5 ℃范圍內(nèi)的時間遠小于652 h，地層溫度降低至最高溫與成巖域之間中值溫度的時間遠小于0.0027 Ma。