火石嶺期火山巖盆地構(gòu)造環(huán)境研究

火石嶺期火山巖盆地構(gòu)造環(huán)境研究

火山巖形成的大地構(gòu)造環(huán)境1.fam分析法根據(jù)tas分類(lèi)和命名圖，晚侏羅世火山巖期的火山巖基本上以中性巖為主，基性巖和酸性巖很少。這一特征十分類(lèi)似于安第斯弧火山巖。在硅—堿圖解中(圖1)絕大部分落入亞堿性系列。在FAM圖解中(圖2)絕大部分無(wú)富鐵趨勢(shì),直接向富堿方向演化,為鈣堿性系列。而對(duì)K2O含量分析,主要為高鉀鈣堿性系列,類(lèi)似于低角度向大陸俯沖的安第斯型火山巖,不同于島弧型火山巖,并且它們屬于與造山帶環(huán)境有關(guān)的火山巖,相當(dāng)于Smith提出的弧內(nèi)盆地環(huán)境。但應(yīng)當(dāng)指出的是:松遼盆地屬于大陸火山弧內(nèi)盆地,與Smith的島弧內(nèi)盆地有所不同。后者為前弧基底,而松遼盆地主要為由晚古生代淺變質(zhì)巖組成的大陸基底。這種大陸弧內(nèi)盆地十分類(lèi)似于智利石炭紀(jì)弧內(nèi)盆地。2.火石嶺火山巖分布、分布與覆蓋物Smith(1998)將弧內(nèi)盆地劃分為:以火山為界的弧內(nèi)盆地、以斷層為邊界的弧內(nèi)盆地和二者結(jié)合的混合型盆地。以火山為邊界的弧內(nèi)盆地與火山和沉積碎屑裙相接,這些碎屑堆積在島弧臺(tái)地之上的火山間的低洼處,這些盆地僅有尚未嚴(yán)格的火山堆積成因的自然地理邊緣。在相對(duì)較高的大陸邊緣島弧臺(tái)地上很少有巨厚的火山成因的充填物(如Larue等,1991)。以斷層為邊界的盆地呈快速沉降,由于構(gòu)造誘導(dǎo)島弧臺(tái)地?cái)鄩K沉降而形成與島弧平行或垂直的盆地。用板塊構(gòu)造而非火山巖堆積地貌就可以解釋沿盆地邊緣的地形?；旌闲团璧?它既擁有以火山為邊界盆地的某些特點(diǎn),又具有以斷層為邊界的弧內(nèi)盆地的某些特點(diǎn),那些部分邊緣由正斷層、逆斷層或走滑斷層組成的海槽正是這類(lèi)混合型盆地的代表。由于弧內(nèi)盆地的構(gòu)造史是隨時(shí)間而變化的,這種構(gòu)造演化史可以在盆地的一定時(shí)間形成這三種不同類(lèi)型的盆地。從松遼盆地北部火山巖錐體分析來(lái)看,火山巖遍布松遼盆地各個(gè)地區(qū),關(guān)于火石嶺火山巖分布有兩種認(rèn)識(shí):①一種可能是和沙河子組一樣,火石嶺組的分布受緩斷面滑脫斷層控制,但其分布范圍比沙河子組略窄一些;②另一種可能是火石嶺組分布不受緩斷面正斷層控制,其分布范圍比沙河子組寬,可達(dá)東西兩側(cè)中央隆起和朝陽(yáng)溝隆起。如果按第一種方案解釋,則芳深3井和朝深1井下部(2984.5～3050m)的火山巖應(yīng)劃歸營(yíng)城組。如果按第二種方案解釋,則應(yīng)將芳深3井和朝深1井的火山巖劃歸火石嶺組。有利于第二種解釋方案的證據(jù)主要是:從徐家圍子斷陷看,火石嶺組分布范圍比沙河子組、營(yíng)城組要大,推測(cè)在西側(cè)隆起區(qū)分布的芳深3井火山巖與東側(cè)隆起區(qū)分布的朝深1井火山巖可能是火石嶺期火山噴發(fā)的產(chǎn)物。此外,莊深1井火山巖同位素年齡值為156Ma以及登樓庫(kù)直接覆蓋于火石嶺組之上也表明用第二種方案解釋比較合理,即火石嶺組火山巖系屬于伸展斷陷盆地期前大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)產(chǎn)物,目前斷續(xù)分布與后期抬升遭受剝蝕有關(guān)。在朝深1井,2830m深的沙河子組含泥含礫砂巖中,鏡下鑒定:含礫砂狀結(jié)構(gòu),礫石成分為長(zhǎng)石、石英及安山巖巖塊。說(shuō)明徐家圍子?xùn)|側(cè)隆起上過(guò)去有火石嶺期火山巖被剝蝕進(jìn)入斷陷。芳深5井,3212.0m深沙河子組含泥礫巖,鏡下鑒定:砂質(zhì)礫狀結(jié)構(gòu),砂礫成分為石英、長(zhǎng)石、千枚巖、片巖、酸性噴發(fā)巖等,說(shuō)明西部隆起上也有火山巖被剝蝕沉積到斷陷中。從松遼盆地徐家圍子地區(qū)深部地層對(duì)比可知,火石嶺火山巖直接和登樓庫(kù)地層接觸,不存在斷陷期的沙河子組和營(yíng)城組,說(shuō)明火石嶺不受斷陷控制。從梅里斯地區(qū)沙河子組—營(yíng)城組地層對(duì)比圖中可知富723井、富43井、江50井、江47井全部由火石嶺期火山巖組成,火石嶺遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙河子和營(yíng)城的分布范圍。特別是在梅里斯打的梅參1井打到了1800m厚的火山巖,主要為安山巖、安山玄武巖、灰綠色火山角礫巖、凝灰?guī)r夾火山間歇期的砂礫巖。結(jié)合前面的火山巖分析,推測(cè)在火石嶺期發(fā)育以火山巖為主的大陸島弧火山臺(tái)地,相當(dāng)于Smith(1987)劃分的以火山為邊界的弧內(nèi)盆地。火山體及中央相(1)根據(jù)盆地中的地震和磁法資料對(duì)松遼盆地北部地區(qū)火山錐體的分布進(jìn)行分析?；鹕綆r大致分三個(gè)條帶即三個(gè)火山弧帶(圖3),東部條帶界于哈爾濱—拜泉之間,呈北北東向展布;中部條帶從南部的肇源—大慶—克山,呈近南北向分布;西部條帶位于泰來(lái)—齊齊哈爾,呈北北西向分布,它們反映了松遼盆地島弧臺(tái)地的基本格架。(2)剖面上火山巖相特征:以大楊樹(shù)斷陷地震82線(xiàn)火山巖相剖面為例,可分為三套層序,一套為火石嶺組(龍江組)火山巖相沉積;一套為沙河子、組(九峰山組)火山間歇期湖相沉積;另一套為營(yíng)城組(甘河組)火山巖相沉積(圖4)?；鹗瘞X組:主要由兩個(gè)較大的火山盾和一些小的火山口組成。火山盾呈大型穹窿體,在地震剖面上反映為與正常沉積呈反?，F(xiàn)象,丘狀外形,頂面反射一般為強(qiáng)、中振幅。兩火山體之間存在小火山錐體和遠(yuǎn)端相。根據(jù)周邊地質(zhì)剖面分析,以中性火山巖、火山碎屑巖為主,夾流紋巖、流紋質(zhì)凝灰熔巖。中央相以灰綠色、灰黑色安山巖、灰黃色安山質(zhì)凝灰?guī)r為主?；鹕饺瓜酁榛易仙采綆r、灰白色安山質(zhì)凝灰角礫巖、黃褐色含礫凝灰熔巖,夾灰綠色灰質(zhì)細(xì)礫巖。沙河子組:為一套碎屑巖沉積,下部為灰白色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖夾礫巖。上部為大套灰黑色、黑色泥質(zhì)巖,含三尾擬浮游化石。鉆井鉆達(dá)400m厚。主要為火山間歇湖沉積,泥巖有機(jī)碳含量為1.4%～3.14%,總烴為0.01%～0.067%,屬好生油巖,母質(zhì)類(lèi)型為腐殖一腐泥型。根據(jù)火山巖盆地的特點(diǎn),泥巖的液態(tài)生油窗深度可能遠(yuǎn)小于正常沉積巖埋深,另外從野外地面露頭樣品所做的地化指標(biāo)Tmax為423～438℃,Cp為2.3%,Pg為9.65mg/g,也表明該套地層為較好生油巖。營(yíng)城組:在地震剖面反映低小的丘狀體。說(shuō)明甘河組火山小,但非常多,成層狀流動(dòng),因此,面積比較大。各火山中央相和其他火山的火山裙相相互交錯(cuò)。目前打到的4口井都為火山巖沉積。中央相為黑綠色、灰黑色玄武巖、安山巖?；鹕饺瓜酁榛鹕浇堑[巖、凝灰熔巖、凝灰質(zhì)粉砂巖。遠(yuǎn)端相深灰色、灰黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。巖性氣藏類(lèi)型弧內(nèi)盆地的生油巖主要靠遠(yuǎn)端相和火山間歇期的湖相沉積的灰黑色、黑色泥質(zhì)巖做為烴源巖。如大楊樹(shù)斷陷的沙河子組(九峰山組)泥巖生成的油在火山巖中被鉆到,其原油分析結(jié)果,顯示出原油保存條件好、油質(zhì)輕、主峰碳數(shù)低等特征,這也表明弧內(nèi)盆地所形成的油氣有自己的特點(diǎn)。通常人們認(rèn)為火山碎屑物是較差的儲(chǔ)油層,這是因?yàn)榛鹕轿镔|(zhì)和玻璃質(zhì)的高活動(dòng)性以及自生礦物占據(jù)了孔隙。但松遼盆地目前找到的火山巖為儲(chǔ)層的火山巖氣藏的孔隙度要比同深度的砂礫巖的孔隙度要高。因?yàn)?火山巖中骨架顆粒的溶解可能形成相當(dāng)大的次生孔隙,粘土礦物對(duì)顆粒邊界早期的膠結(jié)作用也可以形成堅(jiān)固的骨架,它通過(guò)后來(lái)的顆粒溶解在骨架中形成了孔隙。目前,松遼盆地深層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了汪家屯、升平、昌德等火山巖氣藏,主要有兩種類(lèi)型:一類(lèi)是有機(jī)天然氣藏,一類(lèi)是無(wú)機(jī)二氧化碳?xì)獠亍?1)有機(jī)天然氣藏:沿控陷深大斷裂發(fā)育的中酸性噴溢相火山巖,因位于生烴斷陷中而直接富集天然氣,形成沿控陷斷裂呈帶狀分布的火山巖巖性氣藏。沙河子組沉積末期和營(yíng)城組沉積末期斷層活動(dòng)劇烈,不僅產(chǎn)生了大量的早期斷層,同時(shí)在沙河子組和營(yíng)城組火山巖中產(chǎn)生大量的伴生裂縫,改善了火山巖儲(chǔ)集空間,同時(shí)為天然氣向儲(chǔ)集空間中運(yùn)移提供了通道條件。登婁庫(kù)組沉積開(kāi)始后斷層活動(dòng)停止,火山巖裂縫性圈閉隨之定型。這時(shí)沙河子—營(yíng)城組烴源巖開(kāi)始生烴,天然氣沿裂縫初次運(yùn)移進(jìn)入火山巖體。之后隨著烴源巖生烴量不斷增加,火山巖裂縫型圈閉逐漸充滿(mǎn)天然氣,烴源巖層內(nèi)溫、壓不斷增高,其內(nèi)的泥巖即可封