魏翔宇 趙延朋 王璞珺 魏琴 陳曉鋒 印長海 高有峰
摘要:基于大量鉆井巖心、薄片、測井、同位素年齡和三維地震等資料,以營二段含煤火山碎屑沉積夾層為標(biāo)準(zhǔn)層,通過測井曲線識別火山地層界面,結(jié)合 ECS測井中獲取的Gd、Ti元素識別該火山地層界面的類型,建立松遼盆地北部徐家圍子斷陷營城組“三段六期次”火山地層序列。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)火山噴發(fā)期次界面特征,探討營城組火山巖分布與深大斷裂的關(guān)系。結(jié)果表明:營一段3個期次自下而上巖性分別為“中基性熔巖/砂礫巖→酸性(碎屑)熔巖/火山碎屑巖→酸性熔巖/火山碎屑巖”;營三段3個期次自下而上巖性分別為“酸性熔巖→中基性熔巖→酸性酸性(碎屑)熔巖/火山碎屑巖偶夾中基性熔巖”;期次間界面主要是風(fēng)化殼、巖性界面和再搬運堆積物夾層;期次內(nèi)地層界面通常是同巖性的小型風(fēng)化殼,風(fēng)化蝕變帶和火山碎屑夾層;徐東地區(qū)T4-1和T4界面之間發(fā)育兩套產(chǎn)狀明顯不同的火山巖是營一段不同期次火山噴發(fā)產(chǎn)物;營一段主要分布在徐東、徐西和升平-宋站地區(qū),安達(dá)地區(qū)不發(fā)育;從早期到晚期火山噴發(fā)中心從南向北遷移,依次受徐中斷裂→徐中斷裂和徐東斷裂南部→徐東斷裂南部控制;營三段主要分布在安達(dá)、升平-宋站和徐西地區(qū),徐東地區(qū)不發(fā)育;營三段火山巖在斷陷北部從早期到晚期依次受徐西斷裂→徐西斷裂和徐東斷裂→徐西斷裂和徐東斷裂控制;斷陷南部火山巖主要受徐中斷裂和徐西斷裂共同控制。
關(guān)鍵詞:松遼盆地北部徐家圍子斷陷; 下白堊統(tǒng)營城組; 元素俘獲譜測井; 火山地層; 期次劃分
中國分類號:P 588.14; P 618.13?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
引用格式:魏翔宇,趙延朋,王璞珺,等.松遼盆地徐家圍子斷陷營城組火山地層期次劃分及分布規(guī)律[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) ,2023,47(4):12-23.
WEI Xiangyu, ZHAO Yanpeng, WANG Pujun, et al. Division of volcanic eruption stages and distribution patterns of volcanic rocks in Yingcheng Formation of Xujiaweizi fault depression, Songliao Basin[J].Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science) ,2023,47(4):12-23.
Division of volcanic eruption stages and distribution patterns of volcanic rocks in Yingcheng
Formation of Xujiaweizi fault depression, Songliao Basin
WEI Xiangyu1,2, ZHAO Yanpeng2 , WANG Pujun1, WEI Qin3, CHEN Xiaofeng2, YIN Changhai3, GAO Youfeng1
(1.College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;
2.China Nonferrous Metals(Guilin) Geology and Mining Company Limited, Guilin 541004, China;
3.No.1 Middle School in Nanping, Nanping 353000, China;
4.Institute of Exploration and Development of Daqing Oilfield Company Limited, Daqing 163712, China)
Abstract:Based on extensive analysis of drilling cores, thin sections, well logs, isotopic ages and 3D seismic data, the second member of the Yingcheng Formation, characterized by the presence of coal-bearing pyroclastic sedimentary interlayers,serves as a reference for redividing the volcanic stratigraphic sequence of the Yingcheng Formation. The volcanic stratigraphic interfacesare identified using logging curves andthe enrichment of Gd and Ti elements obtained from ECS logging. The study establishes the "three sections and six phases" volcanic stratigraphic sequence of the Yingcheng Formation in the Xujiaweizi fault depression. Building upon the above work, this research summarizes the characteristics of volcanic eruption interfacesand discusses the relationship between the distribution of volcanic rocks in the Yingcheng Formation and deep faults. The research findings reveal that:the lithology of the three stages of the 1st member of Yingcheng Formation can be? classified from bottom to top as "medium basic lava/glutenite→acid (clastic) lava/volcanic clastic rock→acid lava/volcanic clastic rock." Similarly, the lithology of the 3rd member of Yingcheng Formation consists of? "acidic lava→intermediate basic lava→acidic acidic (clastic) lava/volcaniclastic rock with intermediate basic lava" . The inter-stage interfacesprimarily include weathering crusts, lithologic interfaces, and interlayers of re-transported deposits. The interfaces within each stage are usually small weathering crusts, weathering alteration zones, and volcaniclastic interlayersof the same lithology. The development of two sets of volcanic rocks with different occurrences between the T4-1 interface and the T4 interface in Xudong area is indicative of different stages within the first member of Yingcheng Formation. Specifically,? volcanic rocks of the 1st member of Yingcheng Formation are predominantly distributed in Xudong, Xuxi and Shengping-Songzhan areas, while Anda area eexhibits limited volcanic activity. The volcanic eruption centers shiftfrom south to north in the Xujiaweizi fault depression. The distribution of volcanic rocks iscontrolled from early to late stage by the Xuzhong fault→Xuzhong fault and Xudong fault south→Xudong fault south. Regarding the third member of the Yingcheng Formation, volcanic rocks are primarily distributed in the Anda, Shengping-Songzhan and Xuxi areas, with minimal development in the Xudong area. This distributionis controlled by Xuxi Fault →Xuxi Fault and Xudong Fault→Xuxi Fault and Xudong Fault. However, in the southern fault depression, volcanic rocks are mainly influenced by the Xuzhong fault and Xuxi fault.
Keywords:Xujiaweizi depression of north Songliao Basin; the Lower Cretaceous Yingcheng Formation; elementary capture spectroscopy logging; volcanostratigraphy; stage division
火山地層指源于地下的火山物質(zhì),在火山作用及其后期改造過程中形成的熔巖/碎屑堆積體?;鹕轿镔|(zhì)通常超過火山地層總體積的90%,其搬運和分散方式有巖漿流、碎屑流、空落堆積及其再搬運;火山地層形態(tài)常為層狀、似層狀、楔狀、透鏡狀、丘狀和塊狀,代表火山形成、發(fā)展、演化過程中不同階段和/或不同噴發(fā)方式的地質(zhì)記錄[1]。營城組火山地層是徐家圍子斷陷深層主要天然氣儲層和油氣勘探層,鋯石U-Pb年齡約103~115 Ma[2-4]。關(guān)于營城組劃分方案主要有兩種,分別為3個巖性段[5]和4個巖性段[6],其本質(zhì)區(qū)別在于營三段火山巖上覆砂礫巖的歸屬問題,前者認(rèn)為是拗陷期產(chǎn)物,即為登婁庫組,后者認(rèn)為是斷陷期產(chǎn)物,即營四段。在營城組精細(xì)刻畫中,黃玉龍等[7]通過盆緣剖面和盆內(nèi)鉆井,將松遼盆地營城組火山巖劃分為營一段中基性旋回、營一段酸性旋回、營二段火山沉積旋回、營三段基性旋回和營三段酸性旋回。楊帝等[8]采用“組—段—旋回—期次”的方案識別出松遼盆地營一段和營三段火山噴發(fā)6個旋回,18期次,為營城組劃分奠定了基礎(chǔ)。黃薇等[9]采用“組—段(旋回)—期次”劃分方案,將安達(dá)地區(qū)營三段劃分出3個火山期次。李笑梅[10]在宋站地區(qū)識別出營一段的酸性火山巖、營三段中基性和酸性火山巖。前人[7-10]雖然對營城組火山地層劃分做出重大貢獻(xiàn),但未對斷陷內(nèi)各組段、期次及其地質(zhì)界面特征進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié),對斷陷內(nèi)各期次火山巖分布規(guī)律及受控機(jī)制解釋不完整。筆者基于斷陷內(nèi)121口鉆井的巖心、薄片、測井曲線、鋯石U-Pb年齡、三維地震和元素俘獲譜測井(ECS)等資料,進(jìn)行“組內(nèi)劃段,段內(nèi)劃期次”,建立營城組火山噴發(fā)期次序列。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)營城組各段、各期次火山地層界面特征,探討徐家圍子斷陷營城組火山巖形成與演化及其與斷陷深大斷裂的關(guān)系。
1 地質(zhì)背景
松遼盆地包括徐家圍子斷陷在內(nèi),處在西伯利亞板塊、華北板塊和西太平洋板塊所夾持的東北亞大陸中部,位于中朝板塊和西伯利亞板塊構(gòu)造演化帶內(nèi),是一個大型的中新生代陸相含油氣沉積盆地[11]。盆地內(nèi)發(fā)育一系列NE、NW和近SN向的殼斷裂和基底斷裂,具有下斷上拗的雙層結(jié)構(gòu)。盆地可劃分為北部傾沒區(qū)、西部斜坡區(qū)、西南隆起區(qū)、開魯拗陷區(qū)、中央拗陷區(qū)、東北隆起區(qū)和東南隆起區(qū)7個一級構(gòu)造單元。徐家圍子斷陷位于中央拗陷區(qū)和東北隆起區(qū)交匯處(圖1(b)),是西斷東超復(fù)式箕狀的含氣斷陷。斷陷受斷裂和火山活動共同影響,形成了“兩凹夾一?。ㄐ煳靼枷?、徐東凹陷和古中央隆起)、東西分帶(西部斷階帶、中部凹陷帶、東部斜坡帶)和南北分塊”的構(gòu)造格局。斷陷可劃分為6個構(gòu)造單元:中央古隆起帶、徐西拗陷、徐東拗陷、安達(dá)—升平隆起帶、徐東斜坡帶、朝59—萬隆古隆起[12]。目前大慶油田等將斷陷分為安達(dá)地區(qū)、升平一宋站地區(qū)、徐西地區(qū)和徐東地區(qū)4個重點區(qū)塊(圖1(a))。主干斷裂有徐西斷裂、徐中斷裂和徐東斷裂,其中徐西斷裂總體走向NNW-SN,呈“蛇形”彎曲,控制斷陷形成、發(fā)展和改造過程[13];徐東斷裂帶是由一系列負(fù)花狀斷層組成;徐中斷裂是走滑斷層,在營城組時期錯斷徐西斷裂[14]。斷陷內(nèi)深層地層自下而上為火石嶺組(J3h)、沙河子組(K1sh)、營城組(K1yc)、登婁庫組(K1d)和泉頭組一、二段(K2q1-2),其中火石嶺組、營城組一段和營城組三段為火山地層;沙河子組、營城組四段下部、登婁庫組二段和三段是烴源巖層;蓋層主要是登婁庫組二段和泉頭組二段,共同形成了營城組等重要天然氣儲層(圖1(c))。
2 火山噴發(fā)期次劃分
通常一個完整的火山噴發(fā)自下而上巖相依次為火山通道相→爆發(fā)相→溢流相→火山沉積相,代表火山噴發(fā)由強(qiáng)到弱的過程記錄,一個火山噴發(fā)期次可以是一個或幾個巖相序列組合[9]。兩期火山噴發(fā)之間常常存在一定的時間間隔,可以表現(xiàn)為構(gòu)造不整合、噴發(fā)不整合或是具有一定厚度的沉積夾層。這些時間間斷面往往是火山巖有利相帶和儲層發(fā)育帶,也是火山地層劃分的關(guān)鍵所在[15-17]。本次火山地層期次劃分主要分3步實現(xiàn):首先,通過巖心資料識別營城組二段沉積夾層作為標(biāo)志層,開展井―震聯(lián)合對比,同時參考鋯石U-Pb年齡,劃分營城組各段;其次,結(jié)合鉆井巖心和測井曲線特征識別潛在的火山地層界面;最后,通過ECS測井獲取地層元素特征,識別潛在的火山地層界面類型,建立營城組各段火山噴發(fā)期次序列。
2.1 組段劃分
營二段是普遍含凝灰質(zhì)偶夾煤層的碎屑巖,主要巖性有砂礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)泥巖、沉凝灰?guī)r、泥巖和煤等。在T4 ~ T4-1地質(zhì)界面內(nèi),通過識別標(biāo)準(zhǔn)的營二段沉積夾層(Xs602井3 905~3 985.5 m),進(jìn)行井—震聯(lián)合對比,其上為中基性(碎屑)熔巖是營三段火山噴發(fā)產(chǎn)物,其下為營一段火山巖(圖2)。通過對4個重點地區(qū)井-震剖面聯(lián)合對比得出以下認(rèn)識:
(1)營一段底具有明顯削截和上超特征的區(qū)域性不整合,振幅強(qiáng)。營一段主要分布徐東、徐西和升平-宋站地區(qū),安達(dá)地區(qū)不發(fā)育。巖性變化具體表現(xiàn)為沙河子組沉積巖突變?yōu)闋I一段火山巖和/或復(fù)成分礫巖。
(2)營二段全區(qū)零星發(fā)育,在徐東地區(qū)呈現(xiàn)連續(xù)性好的強(qiáng)反射特征,其底局部可見削截和上超特征。徐東地區(qū)巖性由營一段火山巖過渡到營二段沉積巖;徐西地區(qū)和升平-宋站地區(qū)為沙河子組沉積巖或營一段火山巖突變?yōu)闋I二段沉積巖;安達(dá)地區(qū)為沙河子組沉積巖突變?yōu)闋I二段沉積巖。
(3)營三段主要分布在斷陷北部和西部,徐東地區(qū)不發(fā)育。營三段底面局部也出現(xiàn)削截和上超特征。營三段底面特征表現(xiàn)為在徐西地區(qū)和升平-宋站地區(qū)巖性由營二段沉積巖或營一段火山巖突變?yōu)闋I三段火山巖;安達(dá)地區(qū)巖性變化表現(xiàn)為營二段沉積巖或沙河子組沉積巖向上突變?yōu)闋I三段火山巖。
(4)營三段頂面具有明顯削截和上超的區(qū)域性不整合特征,振幅強(qiáng)。營三段頂面巖性變化表現(xiàn)為在徐東地區(qū)由營二段細(xì)?;鹕健练e巖突變?yōu)榈且欢紊暗[巖;徐西地區(qū)由營一段城組火山巖向上突變?yōu)榈且欢紊暗[巖;升平-宋站地區(qū)為營三段火山巖向上突變?yōu)闋I四段或登二段砂礫巖;安達(dá)地區(qū)為營三段火山巖向上突變?yōu)榈嵌渭?xì)粒砂泥巖。
2.2 火山噴發(fā)期次劃分
火山噴發(fā)期次劃分是建立在營城組段劃分基礎(chǔ)上,通過鉆井巖心和測井曲線特征識別大小不一的火山地層界面,在地層界面上下各選一套測井曲線相對穩(wěn)定的火山巖進(jìn)行Gd、Ti投點,結(jié)合李建華等[18]總結(jié)不相容元素(Gd和Ti)在巖漿形成、演化、噴出地表固結(jié)成火山巖的特點,識別地質(zhì)界面類型。例如,Xs902在3 950和4 100 m存在地層界面(圖3(a)),其中3 950 m測井曲線表現(xiàn)為高伽馬、低密度和低電阻,是典型的風(fēng)化殼。Gd-Ti圖解顯示,②段和③段流紋巖Gd、Ti元素富集程度相似且明顯區(qū)別于①段流紋巖,說明②段和③段流紋巖為同時期火山噴發(fā)產(chǎn)物(4 100 m為期次內(nèi)界面),①段流紋巖與②、③段流紋巖為不同時期噴發(fā)產(chǎn)物(3 950 m為期次間界面)。
2.3 營城組火山噴發(fā)期次序列
通過“組內(nèi)化段,段內(nèi)劃期次”的方式,建立徐家圍子斷陷早白堊世營城組3段6期次的火山地層序列(圖4,圖中U-Pb年齡數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[2]~[4],LLD和LLS為深、淺側(cè)向電阻率,圖例同圖2)。以營二段沉積夾層(圖5(a)~(c),圖中Px為輝石;Pl為斜長石;Kfs為鉀長石;Qtz為石英;Idn為伊丁石;Chl為綠泥石;Ser為絹云母)為標(biāo)準(zhǔn)層,其下營一段火山巖可劃分3期。營一段期次一發(fā)育噴溢相為主的中基性熔巖夾薄層的凝灰?guī)r和碎屑巖。營一段期次二與營一段期次三巖性相似,為噴溢相和爆發(fā)相為主的厚層酸性火山碎屑和火山熔巖(圖5(f)、(i)),鋯石U-Pb年齡分別為111.3~115.1 Ma和112.1~112.7 Ma;其地質(zhì)界面主要是酸性火山碎屑巖風(fēng)化后形成具高伽馬、低電阻、低密度的風(fēng)化殼。營二段之上是中基性火山巖為主的營三段,亦可分為3個期次,分別是營三段期次一噴溢相的酸性熔巖、營三段期次二噴溢相夾爆發(fā)相的的中基性巖(年齡105~109 Ma)和營三段期次三噴溢相和爆發(fā)相為主的酸性巖,偶夾中基性巖(年齡103.7~106.5 Ma)。由于營三段期次二為中基性火山巖(圖5(d)、(g)~(h)),明顯不同于期次一和三的酸性火山巖。理論上,巖性組合是劃分營三段各期次最便捷的手段,但由于營三段并非完整發(fā)育3個期次及營二段部分缺失,導(dǎo)致營三段和營一段同巖性火山巖直接疊置,增加火山地層期次劃分難度,有必要對ECS測井識別的地質(zhì)界面類型特征進(jìn)行總結(jié),以便更直觀識別營城組各期次火山巖。
3 期次界面的地質(zhì)—地球物理特征
營城組發(fā)育大規(guī)模、厚層火山巖是經(jīng)歷多期次火山噴發(fā)疊加的結(jié)果。通過識別風(fēng)化殼、火山灰、巖性組合、巖相韻律、沉積夾層等定性分析營城組地質(zhì)界面[9,16-17]。期次間界面是指不同期次之間的火山噴發(fā)間斷不整合面,火山長期(數(shù)年~數(shù)千年)間歇形成的,該類界面也可是不同巖漿房火山間歇噴發(fā)的產(chǎn)物。研究表明,徐家圍子斷陷營城組火山噴發(fā)期次間界面主要有風(fēng)化殼、巖性界面和再搬運堆積物夾層(圖6(a)、(c))。值得一提的是界面歸屬問題,風(fēng)化殼主要是下伏火山巖經(jīng)歷長期風(fēng)化剝蝕作用形成的,歸屬于下伏地層頂面;再搬運堆積物為當(dāng)時的原始地層表面,因此也將其歸為下伏地層頂面。期次內(nèi)界面一般是指同源巖漿房、同一時期內(nèi)火山間歇噴發(fā)所形成的界面,火山噴發(fā)沒有明顯時間間斷(數(shù)分鐘~數(shù)十年)。研究表明:期次內(nèi)地層界面通常是同巖性的小型風(fēng)化殼或風(fēng)化蝕變帶和火山碎屑夾層,可表現(xiàn)為噴發(fā)整合(圖6(b))和噴發(fā)不整合,局部發(fā)育噴發(fā)間斷不整合(表1)。
4 討 論
4.1 營城組劃分若干問題探討
關(guān)于徐東地區(qū)T4-1和T4界面之間發(fā)育兩套產(chǎn)狀明顯不同的火山巖歸屬問題。通過識別徐西Xs602井發(fā)育厚層沉積層的營二段為依據(jù),與徐東地區(qū)進(jìn)行井-震聯(lián)合對比,認(rèn)為徐東地區(qū)兩套不同產(chǎn)狀的火山巖均位于營二段之下,是營一段不同期次火山噴發(fā)產(chǎn)物。同時,丁日新等[3]在徐東地區(qū)Xs502井4 082.5 m處測得流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡為115.1±1.2 Ma,與陳崇陽等[19]認(rèn)為的營一段年齡111~116 Ma相耦合。該認(rèn)識與原大慶油田勘探開發(fā)研究院認(rèn)為這兩套火山巖分別為營一段和營三段產(chǎn)物有所不同(圖2)。
關(guān)于升平—宋站與徐東交界處(如宋深7井),地震剖面上位于T4-1不整合界面之上,營城組火山巖之下,存在一套砂礫巖的歸屬問題。該地區(qū)巖性主要為砂礫巖,曲線較穩(wěn)定,與沙河子組及營二段沉積巖明顯不同,通過成像測井表明該處的礫巖分選性和礫石定向性也遠(yuǎn)不如營四段好,又靠近營城組底部,綜合推測為熔漿膠結(jié)復(fù)成分礫巖。巖石形成于沖積扇或辮狀河等沉積環(huán)境下,在已經(jīng)堆積但未固結(jié)或半固結(jié)的砂礫質(zhì)沉積物,被火山碎屑流或熔漿流膠結(jié)再搬運的結(jié)果,是火山噴發(fā)旋回早期所特有的產(chǎn)物,因此將其歸屬到營一段的底部較合適。
關(guān)于徐深401井兩段低伽馬曲線巖性段認(rèn)識。徐深401井自下而上巖性序列為酸性火山角礫巖→中基性火山(碎屑)熔巖和火山碎屑巖→酸性熔巖→沉凝灰?guī)r→中基性火山(碎屑)熔巖和火山碎屑巖。原大慶油田勘探開發(fā)研究院認(rèn)為這兩套低伽馬中基性火山(碎屑)熔巖和火山碎屑巖均為營一段產(chǎn)物,本次通過識別兩套低伽馬火山巖之間存在的沉凝灰?guī)r符合營二段特征且區(qū)域上可追蹤對比,說明這兩套中基性火山巖是營城組不同段的噴發(fā)產(chǎn)物,依據(jù)本次劃分火山噴發(fā)序列特征,將其分別歸屬到營三段期次二和營一段期次一的火山噴發(fā)的產(chǎn)物。
4.2 徐家圍子斷陷營城組火山巖形成與演化
北方鄂霍茨克洋殼消減表明,中侏羅世開始本區(qū)由古亞洲構(gòu)造域向西太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)變[20]。一方面,北方蒙古-鄂霍茨克洋關(guān)閉和西伯利亞板塊與華北板塊之間的匯聚作用產(chǎn)生南北向的擠壓作用;另一方面,受西太平洋板塊俯沖作用,地慢上涌,莫霍面上隆,巖石圈拉伸減薄,巖漿沿構(gòu)造薄弱帶進(jìn)入地殼,大量的火山巖噴發(fā),形成火石嶺組。同時期,徐西斷裂活動控制了徐家圍子西斷東超的箕狀斷陷的雛形。145~130 Ma(沙河子組沉積時期),伊澤奈崎板塊向歐亞板塊東緣斜向俯沖,強(qiáng)烈的擠壓作用使得東部的郯廬斷裂發(fā)生左行壓扭走滑運動。此時徐家圍子斷陷進(jìn)入火山活動間歇期,但拉張作用持續(xù),斷陷伸展和裂陷作用強(qiáng)烈,斷陷內(nèi)處于欠補(bǔ)償特征,沉積了一套碎屑巖,是斷陷主要發(fā)育期和生油層發(fā)育階段[21]。130~110 Ma(營城組沉積時期),同沉積斷裂對斷陷內(nèi)沉降控制作用大幅度降低,東北地區(qū)已開始由擠壓隆升向走滑作用轉(zhuǎn)化。徐中斷裂和徐東斷裂開始大規(guī)模走滑、徐西斷裂持續(xù)生長,深切巖石圈,成為地殼薄弱帶,地慢熱流上涌,伴隨著大量火山噴發(fā),形成營一段和營三段火山巖[14]。在每期火山噴發(fā)后,都會進(jìn)入熱沉降過程,斷陷內(nèi)得到碎屑巖填平補(bǔ)齊,分別形成營二段和營四段。
4.3 營城組火山巖與斷陷深大斷裂的關(guān)系
營一段、營三段及其各期次火山巖分布規(guī)律與深大斷裂密切相關(guān)。研究表明,營一段火山巖主要分布在徐東、徐西和部分升平-宋站地區(qū),安達(dá)地區(qū)不發(fā)育營一段(圖7(a)),受徐東斷裂和徐中斷裂控制明顯。營一段期次一中基性火山巖,零星分布于徐西和徐東部分地區(qū),表現(xiàn)為沿著徐中斷裂中心式噴發(fā)(圖7(b))。營一段期次二和營一段期次三多表現(xiàn)為繼承性火山噴發(fā),分布在徐東和升平-宋站南部地區(qū),徐西零星發(fā)育(圖7(c)、(d))。地層邊界靠近徐西斷裂,可能與徐西斷裂西側(cè)是中央古隆起有關(guān)??偟膩碚f,營一段從早期到晚期火山噴發(fā)中心由南向北遷移,依次受徐中斷裂(營一期次一)→徐中斷裂和徐東斷裂南部(營一期次二)→徐東斷裂南部(營一期次三)控制演變,火山噴發(fā)規(guī)模逐步增大的特點。這與蔡周榮等[22]認(rèn)為營一段火山主要受徐中斷裂控制,火山活動由中部向南遷移有所差異。
營三段時期進(jìn)入斷拗轉(zhuǎn)換的末期,巖漿活動轉(zhuǎn)弱,巖漿房上侵的深度下降,導(dǎo)致斷陷內(nèi)營三段火山噴發(fā)規(guī)模總體比營一段小。營三段時期,火山沿著徐西斷裂和徐東斷裂北部中心式噴發(fā),主要分布于安達(dá)、升平-宋站和徐西地區(qū),徐東地區(qū)不發(fā)育,具有高位噴發(fā)向低位“楔形”充填的特征(圖7(e))。營三段期次一火山巖主要沿徐西斷裂呈串珠狀分布(圖7(f))。營三段期次二和營三段期次三地層分布基本一致(圖7(g)、(h)),主要在安達(dá)、升平-宋站地區(qū)和徐西地區(qū)。火山沿著徐西斷裂和徐東斷裂北部呈中心式噴發(fā)和局部裂隙式噴發(fā),就近凹陷堆積。在斷陷北部(安達(dá)和升平-宋站)營三段火山巖分布依次受徐西斷裂(營三期次一)→徐西斷裂和徐東斷裂(營三期次二)→徐西斷裂和徐東斷裂(營三期次三)控制,該認(rèn)識與張元高等[14]大連片地震解釋認(rèn)為升平-宋站凸起區(qū)及其以北營三段火山巖分布受徐東斷裂和徐西斷裂共同控制基本一致。火山噴發(fā)表現(xiàn)為從北西往南東遷移,火山活動強(qiáng)度由弱→強(qiáng)→較強(qiáng)。在斷陷南部(徐西地區(qū))受徐西斷裂和徐中斷裂共同控制,火山活動由弱→弱→較強(qiáng)。
營一段火山巖分布與營三段火山分布具有“互補(bǔ)”關(guān)系,在古凸起(升平-宋站)地區(qū)表現(xiàn)最明顯,營一段火山巖在古凸起的北部(安達(dá)地區(qū))不發(fā)育,營三段火山巖則在古凸起南部(徐東地區(qū))不發(fā)育,這可能與沙河子組沉積末期興城—升平隆起,阻隔了營一段和營三段巖漿相對流動,成為兩段火山巖的“收斂、尖滅、交疊”區(qū)[19,22]。在斷陷南部表現(xiàn)為以徐中斷裂為界,斷裂西側(cè)(徐西地區(qū))不發(fā)育營一段火山巖,斷裂東側(cè)(徐東地區(qū))不發(fā)育營三段火山巖,這可能與徐中斷裂走滑有關(guān)。總的來說,現(xiàn)今營城組火山巖分布格局可能受斷裂、古地形和火山噴發(fā)充填方式等共同控制。
5 結(jié) 論
(1)建立徐家圍子斷陷營城組“3段6期次”火山地層序列。營一段以酸性火山巖為主,自下而上3個期次為“中基性熔巖/砂礫巖→酸性(碎屑)熔巖/火山碎屑巖→酸性熔巖/火山碎屑巖”。營三段主體巖性為中基性火山熔巖,至自下而上3個期次為“酸性熔巖→中基性熔巖→酸性(碎屑)熔巖/火山碎屑巖偶夾中基性熔巖”。
(2)期次間界面主要有風(fēng)化殼、巖性界面和再搬運堆積物夾層;期次內(nèi)地層界面通常是同巖性的小型風(fēng)化殼或風(fēng)化蝕變帶和火山碎屑夾層。
(3)營一段底和營三段頂均具有明顯削截和上超特征的區(qū)域性不整合。營一段在安達(dá)地區(qū)不發(fā)育,營二段全區(qū)零星發(fā)育,營三段在徐東地區(qū)不發(fā)育。營一段火山巖分布與營三段火山分布具有明顯“互補(bǔ)”關(guān)系,可能與升平-宋站古隆起和徐中斷裂走滑有關(guān)。
(4)營一段沉積中心從早到晚,表現(xiàn)為由南向北遷移。營一段火山巖分布依次受徐中斷裂→徐中斷裂和徐東斷裂南部→徐東斷裂南部控制,火山噴發(fā)規(guī)模逐步增大的特點。營三段火山巖主要受徐西斷裂和徐東斷裂控制,火山噴發(fā)中心由西北往東南遷移,火山活動由弱→強(qiáng)→較強(qiáng)。徐西地區(qū)火山巖受徐西斷裂和徐中斷裂共同控制,火山活動由弱→弱→較強(qiáng)。
參考文獻(xiàn):
[1] 王璞珺,張功成,蒙啟安,等.地震火山地層學(xué)及其在我國火山盆地中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)報,2011,54(2):597-610.
WANG Pujun, ZHANG Gongcheng, MENG Qian, et al. Applications of seismic volcanostratigraphy to the volcanic rifted basins of
China [J]. Chinese Journal of Geophysics,2011,54(2):597-610.
[2] 黃清華,吳懷春,萬曉樵,等.松遼盆地白堊系綜合年代地層學(xué)研究新進(jìn)展[J].地層學(xué)雜志,2011,35(3):250-257.
HUANG Qinghua, WU Huaichun, WAN Xiaoqiao, et al. New progress of integrated chronostratigraphy of the Cretaceous in Songliao Basin [J].Journal of Stratigraphy, 2011,35(3):250-257.
[3] 丁日新,舒萍,紀(jì)學(xué)雁,等.松遼盆地慶深氣田儲層火山巖鋯石U-Pb同位素年齡及其地質(zhì)意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版),2007,37(3):525-530.
DING Rixin, SHU Ping, JI Xueyan, et al. SHRIMP Zircon U-Pb age and geological meaning of reservoir volcanic rocks in Qingshen Gas Field of the Songliao Basin, NE China [J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2007,37(3):525-530.
[4] 舒萍,丁日新,紀(jì)學(xué)雁,等.松遼盆地慶深氣田儲層火山巖鋯石地質(zhì)年代學(xué)研究[J].巖石礦物學(xué)雜志,2007(3):239-246.
SHU Ping, DING Rixin, JI Xueyan, et al. SHRIMP Zircongeochronology of reservoir volcanic rocks in the Qingshen Gas Field,Songliao Basin[J].Acta Petrologica Et Mineralogica,2007(3):239-246.
[5] 吉林省煤田地質(zhì)勘探公司二0三隊.吉林省九臺縣營城煤田九臺精查地質(zhì)報告[R].長春:吉林省地質(zhì)資料館,1975.
Team 203 of Jilin coalfield geological exploration company. Geological report of Jiutai fine survey in Yingcheng coalfield, Jiutai County, Jilin Province[R].Changchun: Jilin Provincial Geological Data Center,1975.
[6] 任延廣,朱德豐,萬傳彪,等.松遼盆地北部深層地質(zhì)特征與天然氣勘探方向[J].中國石油勘探,2004(4):12-18,22-23.
REN Yanguang, ZHU Defeng, WAN Chuanbiao, et al. Geological characteristics of deep layers in northern part of Songliao Basin and orientation for natural gas exploration[J].China Petroleum Exploration, 2004(4):12-18,22-23.
[7] 黃玉龍,王璞珺,門廣田,等.松遼盆地營城組火山巖旋回和期次劃分:以盆緣剖面和盆內(nèi)鉆井為例[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版),2007,37(6):1183-1191.
HUANG Yulong, WANG Pujun, MEN Guangtian, et al. Division of volcanic cycles and stages of the Yingcheng formation of the Songliao Basin:take the cross sections at the margin and the boring holes as examples[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2007,37(6):1183-1191.
[8] 楊帝,王璞珺,梁江平,等.松遼盆地白堊系營城組火山巖噴發(fā)旋回劃分[J].地層學(xué)雜志,2011,35(2):122-128.
YANG Di, WANG Pujun, LIANG Jiangping, et al. Volcanic eruption cycles of the cretaceous Yingcheng Formation in the Songliao Basin[J]. Journal of Stratigraphy,2011,35(2):122-128.
[9] 黃薇,朱映康,肖麗梅.火山巖期次劃分及分布預(yù)測方法:以松遼盆地徐家圍子斷陷安達(dá)凹陷為例[J].天然氣工業(yè),2015,35(5):1-7.
HUANG Wei, ZHU Yingkang, XIAO Limei. Methods of phase division and distribution prediction of volcanic rocks in the Xujiaweizi Fault Depression,Songliao Basin:a case study of the Anda Sag[J].Natural Gas Industry,2015,35(5):1-7.
[10] 李笑梅.宋站凸起營城組火山巖分布特征及氣藏分布規(guī)律[J].斷塊油氣田,2017,24(6):771-774.
LI Xiaomei. Distribution characteristics of volcanic and gas reservoir distribution regularities of Yingcheng Formation in Songzhan local uplift of Xujiaweizi fault-depression[J].Fault-Block Oil & Gas Fie1d,2017,24(6):771-774.
[11] ?WANG P J, CHEN C Y, LIU H B. Aptian giant explosive volcanic eruptions in the Songliao Basin and northeast Asia: a possible cause for global climate change and OAE-1a[J]. Cretaceous Research, 2016,62:98-108.
[12] 張爾華,姜傳金,張元高,等.徐家圍子斷陷深層結(jié)構(gòu)形成與演化的探討[J].巖石學(xué)報,2010,26(1):149-157.
ZHANG Erhua, JIANG Chuanjin, ZHANG Yuangao, et al. Study on the formation and evolution of deep structure of Xujiaweizi fault depression[J]. Acta Petrologica Sinica, 2010,26(1):149-157.
[13] 張軍龍,蒙啟安,張長厚,等.松遼盆地徐家圍子斷陷邊界斷裂生長過程的定量分析[J].地學(xué)前緣,2009,16(4):87-96.
ZHANG Junlong, MENG Qian, ZHANG Changhou, et al. A quantitative study on the growth of boundary faults of the Xujiaweizi faulting depression in the Songliao Basin[J].Earth Science Frontiers,2009,16(4):87-96.
[14] 張元高,陳樹民,張爾華,等.徐家圍子斷陷構(gòu)造地質(zhì)特征研究新進(jìn)展[J].巖石學(xué)報,2010,26(1):142-148.
ZHANG Yuangao, CHEN Shumin, ZHANG Erhua, et al. The new progress of Xujiaweizi depression characteristics of structural geology research[J].Acta Petrologica Sinica, 2010,26(1):142-148.
[15] 馮玉輝,于小健,黃玉龍,等.遼河盆地新生界火山噴發(fā)旋回和期次及其油氣地質(zhì)意義[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,39(5):50-57.
FENG Yuhui, YU Xiaojian, HUANG Yulong, et al. Eruption cycles and stages of Cenozoic volcanic rocks and their significance to hydrocarbon accumulations in Liaohe Basin[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2015,39(5):50-57.
[16] 衣健,王璞珺,唐華風(fēng),等.火山地層界面的地質(zhì)屬性、地質(zhì)內(nèi)涵和儲層意義:以中國東北地區(qū)中生代新生代火山巖為例[J].石油學(xué)報,2015,36(3):324-336.
YI Jian, WANG Pujun, TANG Huafeng, et al. Geological property,geological connotation and reservoir significance of boundary: a case study of the Mesozoic & Cenozoic volcanic rocks in volcanostratigraphic Northeastern China[J]. Acta Petrolei Sinica,2015,36(3):324-336.
[17] 魏翔宇,高有峰,魏琴,等.蝕變對中基性火山巖儲層的控制作用:以松遼盆地徐家圍子斷陷下白堊統(tǒng)營城組為例[J].世界地質(zhì),2017,36(2):541-551.
WEI Xiangyu, GAO Youfeng, WEI Qin, et al. Controlling of alteration on intermediate and basic volcanic reservoirs: a case study of Lower Cretaceous Yingcheng Formation of Xujiaweizi fault depression, Songliao Basin[J]. Global Geology,2017,36(2):541-551.
[18] 李建華,屈衛(wèi)華,趙然磊,等.地層元素測井(ECS)中不相容元素特征對薄層火山地層對比的約束:以松遼盆地南部王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組流紋質(zhì)火山巖為例[J].世界地質(zhì),2016,35(1):264-275.
LI Jianhua, QU Weihua, ZHAO Ranlei, et al. Constraint of incompatible elements in ECS to comparison of thin layer volcanostrata: a case study of rhyolitic volcanostrata of Huoshiling Formation in Wangfu fault depression,southern Songliao Basin, NE China[J]. Global Geology,2016,35(1):264-275.
[19] 陳崇陽,高有峰,張曉東,等.火山地層中的沉積層特征及其地層對比意義:以松遼盆地營城組為例[J].地球科學(xué),2018,43(3):812-826.
CHEN Chongyang, GAO Youfeng, ZHANG Xiaodong, et al. Sedimentary interlayer in volcano strata: characteristics and significance of stratigraphic correlation: taking Yingcheng Formation, Songliao Basin as an example[J].Earth Science,2018,43(3):812-826.
[20] 馮志強(qiáng),董立,童英,等.蒙古-鄂霍茨克洋東段關(guān)閉對松遼盆地形成與演化的影響[J].石油與天然氣地質(zhì),2021,42(2):251-264.
FENG Zhiqian, DONG Li, TONG Ying, et al.Impacts of the closure of eastern Mongolia-Okhotsk Ocean on formation and evolution of Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology,2021,42(2):251-264.
[21] 王志國.徐家圍子斷陷安達(dá)地區(qū)營城組火山巖噴發(fā)期次及其形成演化規(guī)律[J].世界地質(zhì),2014,33(2):247-254.
WANG Zhiguo. Volcanic eruption stages and formation evolutionary rule in Yingcheng Formation of Anda area in Xujiaweizi fault depression[J].Global Geology,2014,33(2):247-254.
[22] 蔡周榮,夏斌,郭峰,等.松遼盆地北部徐家圍子斷陷營城組火山巖受控機(jī)制分析[J].石油學(xué)報,2010,31(6):941-945,951.
CAI Zhourong, XIA Bin, GUO Feng, et al. Controlling mechanism on volcanic rocks of the Yingcheng Formation of the Xujiaweizi rift depression in the northern Songliao Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(6):941-945,951.
(編輯 修榮榮)