遼西興城尖山白堊系義縣組熔巖儲(chǔ)層分布模式

摘要：渤海灣盆地中生界義縣組熔巖儲(chǔ)層好，但不同相結(jié)構(gòu)的熔巖儲(chǔ)層差異大，亟需建立適用于勘探早期的巖相與儲(chǔ)層的關(guān)系。本文以遼西興城尖山白堊系

義縣組熔巖為例開展研究，利用地質(zhì)調(diào)查、巖礦鑒定、主量元素分析、圖像分析等方法，開展巖性巖相、儲(chǔ)層類型和儲(chǔ)層控制因素等綜合研究。研究結(jié)果表明：根據(jù)火山巖幾何外形和巖石組構(gòu)，識(shí)別出侵出相水上熔巖穹丘亞相和噴溢相水上熔巖流亞相。侵出相水上熔巖穹丘亞相的儲(chǔ)層以裂縫為主，未見氣孔發(fā)育，儲(chǔ)層品質(zhì)中等，呈頂好下差、儲(chǔ)地比低、儲(chǔ)層層數(shù)少、分布范圍小的分布模式；噴溢相水上熔巖流亞相簡(jiǎn)單熔巖流微相的儲(chǔ)集空間以氣孔杏仁為主，儲(chǔ)層品質(zhì)好，呈上好下差、儲(chǔ)地比高、儲(chǔ)層層數(shù)多、分布范圍大的分布模式。研究區(qū)火山機(jī)構(gòu)的火山口—近火山口相帶熔巖穹丘和近源相帶簡(jiǎn)單熔巖流受到構(gòu)造作用和風(fēng)化作用的改造后，熔巖穹丘物性變化大，而簡(jiǎn)單熔巖流變化不明顯。綜上，在火山巖勘探遇到殘余熔巖類火山機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)將近源相帶中儲(chǔ)層物性較好的簡(jiǎn)單熔巖流作為首選目標(biāo)，火山口—近火山口相帶中儲(chǔ)層物性中等的熔巖穹丘作為次要目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：

熔巖；火山巖儲(chǔ)層模式；火山機(jī)構(gòu)；義縣組；白堊系；渤海灣盆地；遼寧

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240225

中圖分類號(hào)：P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

卞海越，唐華風(fēng)，吳斌，等.遼西興城尖山白堊系義縣組熔巖儲(chǔ)層分布模式.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2024，54（6）：21142127.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240225.

Bian Haiyue， Tang Huafeng， Wu Bin，et al. Distribution Model of Lava Reservoir in Cretaceous Yixian Formation of Jian-

shan， Xingcheng， Western Liaoning. Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2024，54（6）：21142127. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240225.

收稿日期：20240912

作者簡(jiǎn)介：卞海越（1999—），男，碩士研究生，主要從事火山儲(chǔ)層方面的研究，E-mail：bhy22@mails.jlu.edu.cn

通信作者：唐華風(fēng)（1979—），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事火山地層和火山巖儲(chǔ)層綜合方面的研究，E-mail：tanghfhc@jlu.edu.cn

基金項(xiàng)目：吉林省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（20230203107SF）；國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（41790453）

Supported by the Key Research and Development Program of Jilin Province （20230203107SF） and the National Natural Science Foundation of China （41790453）

Distribution Model of Lava Reservoir in Cretaceous Yixian Formation of Jianshan， Xingcheng， Western Liaoning

Bian Haiyue1， Tang Huafeng1， Wu Bin2， Shi Nuo2， Zhang Jinming1

1. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

2. CNOOC Research Institute Co.，Ltd.，Beijing 100028， China

Abstract：

There are favorable lava reservoirs in the Mesozoic Yixian Formation in the Bohai Bay basin， but lava reservoirs vary greatly in different phase structures， and there is an urgent need to establish the relationship between lithofacies and reservoirs applicable for early exploration. This study takes the lava of the Cretaceous

Yixian Formation in Jianshan， Xingcheng， western Liaoning as an example. Comprehensive research on lithology， lithofacies， reservoir types， and reservoir controlling factors has been conducted using geological surveys， rock and mineral identification， major element analysis， and image analysis. The research results indicate that， based on the geometric shapes and petrofabric characteristics of volcanic rocks， the subfacies of subaqueous lava dome within the extrusive facies and the subfacies of subaqueous lava flow within the effusive facies have been identified. In the aquatic lava dome subfacies of the intrusive facies， the reservoirs are dominated by fissures， with no vesicular development， and the reservoirs are of average quality， showing a distribution pattern of good in top layers and poor in lower layers， low reserve-to-strata ratio， few reservoir layers， and limited distribution range. In the aquatic lava flow subfacies of the extrusive facies， the reservoir space of the simple lava flow microfacies is dominated by vesicular amygdale， and the reservoir is of good quality， showing a distribution pattern of good in upper layers and poor in lower layers， high reserve-to-strata ratio， a large number of reservoir layers， and large distribution range. The lava domes in the caldera-near caldera facies belt and the simple lava flows in the near-source facies belt of the volcanic edifice in the study area have been modified by tectonics and weathering. The lava domes experience great changes in physical properties， while the simple lava flows do not change significantly. In conclusion， when encountering residual lava-like volcanic edifices in volcanic exploration， simple lava flows with good reservoir properties in the near-source facies belt should be the first target， and lava domes with average reservoir properties in the caldera-near-caldera facies belt should be the secondary target.

Key words：

lava; volcanic rock reservoir model; volcanic edifices; Yixian Formation; Cretaceous; Bohai Bay basin; Liaoning

0" 引言

近年來，渤海灣盆地中生代火山巖油氣藏勘探開發(fā)取得了一系列成果，發(fā)現(xiàn)多個(gè)火山巖高產(chǎn)油氣藏，如BZ83S、LK71和LD251等［15］，展示出了渤海海域中生代火山巖巨大的勘探潛力［69］。渤海海域中生代火山巖具有獨(dú)特的成儲(chǔ)過程，如義縣組火山巖在形成后經(jīng)受了長達(dá)50 Ma的改造時(shí)間后最終埋藏，其過程區(qū)別于持續(xù)埋藏的松遼盆地白堊紀(jì)火山巖和多次埋藏抬升的中國西部盆地石炭紀(jì)—二疊紀(jì)火山巖。亟需開展渤海地區(qū)中生代火山巖的儲(chǔ)層特征和分布規(guī)律研究。研究表明渤海地區(qū)中生代火山巖的熔巖儲(chǔ)層好于火山碎屑巖。但熔巖儲(chǔ)層也存在較大的差別，如在同一個(gè)構(gòu)造中遠(yuǎn)離火山通道的區(qū)域儲(chǔ)層好于近火山口相帶的區(qū)域，與之前認(rèn)識(shí)到的儲(chǔ)層分布規(guī)律存在一定的差異［10］，使得儲(chǔ)層研究遇到了新的問題。受限于鉆井實(shí)物資料數(shù)量少，難以全面系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層特征和分布模式。遼寧西部大面積出露的義縣組火山巖為開展儲(chǔ)層的相關(guān)研究提供了物質(zhì)保障，如遼寧興城尖山地區(qū)出露的義縣組熔巖揭示條件好。

熔巖的儲(chǔ)層分布規(guī)律研究結(jié)果應(yīng)用于火山巖早期勘探中，重要的環(huán)節(jié)是建立起儲(chǔ)層地質(zhì)屬性與地震屬性的對(duì)應(yīng)關(guān)系［1112］。這涉及到兩方面的問題：一是對(duì)于地層單元?jiǎng)澐址桨傅南到y(tǒng)性和科學(xué)性；二是儲(chǔ)層地質(zhì)屬性與地震屬性對(duì)應(yīng)的唯一性。解決這兩方面問題可以開展如下研究：前者往往依據(jù)火山巖相的研究，需要在系統(tǒng)性的火山巖相分類方案的約束下開展研究；后者是利用受采集處理方法影響小的幾何形態(tài)參數(shù)來開展地震相分析。

火山巖相分類方案有多種，均建立起了巖性與儲(chǔ)層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，指導(dǎo)了火山巖油氣勘探［13］。但鉆前預(yù)測(cè)的熔巖、巖相和儲(chǔ)層特征也存在符合率低的困境。按火山噴發(fā)方式、巖石組構(gòu)和就位環(huán)境等要素的火山巖相分類方案，可以將熔巖的巖相與儲(chǔ)層關(guān)系細(xì)劃，并可建立起幾何外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)層的關(guān)系［14］。

本文以遼西興城尖山熔巖為例，采用5相15亞相44微相的分類方案開展巖相幾何外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)層關(guān)系和儲(chǔ)層發(fā)育控制因素等研究，分析火山口—近火山口相帶的儲(chǔ)層比近源相帶差的原因，為殘余熔巖類火山勘探提供依據(jù)。

1" 地質(zhì)概況

遼西興城尖山地區(qū)大地構(gòu)造位于華北地臺(tái)北緣，燕山臺(tái)褶帶（構(gòu)造帶）東段，北鄰興蒙造山帶，東鄰渤海。研究區(qū)處于興城盆地內(nèi)，從地層特征和構(gòu)造特征的相似性來看，興城盆地與其西北部的小德營子盆地、新臺(tái)門盆地、暖池塘盆地均為阜新—義縣盆地的南延部分［15］（圖1a）。

研究區(qū)中典型組段包括下白堊統(tǒng)義縣組，該地層大多不整合于太古宙片麻狀花崗巖之上［ 17］，主要為一套中—基性的火山機(jī)構(gòu)（圖1b），火山碎屑沉積物以玄武質(zhì)、安山質(zhì)、粗安質(zhì)火山碎屑熔巖為主，有少量脈狀、不規(guī)則狀的正長斑巖、閃長玢巖、輝綠巖等小巖體伴隨產(chǎn)出［19］。興城尖山地區(qū)發(fā)生多次構(gòu)造演化［20］并伴隨多期次的火山噴發(fā)［2124］。遼寧興城地區(qū)義縣組的3個(gè)火山巖樣品鋯石UPb年齡分別為（131.5±1.4）、（126.0±1.2）和（129.2±1.0） Ma［15］。

義縣組發(fā)育種類齊全的火山巖，典型剖面為義縣馬神廟—宋八戶［25］。主要巖性為中基性、偏基性、中酸性以及偏酸性巖，包括流紋巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、黑曜巖、粗面巖、粗面英安巖、玄武質(zhì)粗面安山巖、玄武安山巖、玄武巖和粗面英安質(zhì)凝灰?guī)r等［26］。義縣組按照火山噴發(fā)期次大致可分為四個(gè)旋回：義縣組旋回一（起始階段），以中基性偏基性巖為特征，代表巖性組合為玄武巖、玄武安山巖、碧質(zhì)玄武巖［27］；義縣組旋回二（噴發(fā)主期），以中基性熔巖為主，上部發(fā)育少量酸性火山碎屑巖，

下部發(fā)育中基性火山巖，

代表巖性組合為杏仁玄武安山巖和玄武粗安巖；義縣組旋回三（噴發(fā)晚期），以中基性偏基性巖為特征，中下部代表巖性為玄武巖及玄武玢巖，上部為粗安巖及火山碎屑巖；義縣組旋回四（噴發(fā)末期），以中性、酸巖和偏堿性為特征，代表巖性為安山巖、流紋巖、英安巖［28］。

2" 巖性巖相特征

2.1" 巖性特征

遼西尖山地區(qū)熔巖可分為中基性熔巖和中酸性熔巖兩類。中基性熔巖包括玄武質(zhì)粗面安山巖、玄武安山巖、氣孔杏仁玄武巖和粗面玄武巖；中酸性熔巖包括粗面英安巖和粗面巖（圖2）。氣孔杏仁玄武巖：巖石表面呈黃褐色，風(fēng)化蝕變嚴(yán)重，發(fā)育大量氣孔杏仁構(gòu)造，直徑為0.03～10.00 mm，且上部氣孔杏仁相比下部較為密集，直徑較大；鏡下可見微小氣孔杏仁和冷凝收縮縫，基質(zhì)為黑褐色火山玻璃，礦物主要為斜長石、角閃石、輝石（圖2a、b）。角礫集塊熔巖：巖石呈灰色和紅褐色，具有塊狀結(jié)構(gòu)，表面發(fā)育被角礫所填充的氣孔杏仁；鏡下可見熔巖基質(zhì)為隱晶質(zhì)，

可見斜長石微晶，同時(shí)其中混雜有爆炸產(chǎn)生的火山碎屑，其中晶屑為堿性長石，黑云母多已暗化（圖2c、d）。玄武安山巖：黃褐色和紅褐色，呈棱角狀和次棱角狀，巖石表面裂縫帶較為發(fā)育，上部巖石致密，下部較為松散；鏡下可見交織結(jié)構(gòu)和大杏仁，基質(zhì)為隱晶質(zhì)，斑晶多為基性斜長石和少量角閃石，具有杏仁構(gòu)造（圖2e、f）。

采集尖山地區(qū)義縣組7件較為新鮮的火山巖樣品。本次測(cè)試在自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，使用日本理學(xué)ZSX PrimusⅡ型全自動(dòng)X射線熒光光譜儀進(jìn)行硅酸鹽和碳酸鹽全分析，并使用3件他人測(cè)試的樣品數(shù)據(jù)［15］。硅酸鹽和碳酸鹽全分析方法，主要針對(duì)SiO2、TiO2、Al2O3、MnO、MgO、CaO和P2O5等10種氧化物的測(cè)試，經(jīng)過與多輪的國際地質(zhì)分析測(cè)試協(xié)會(huì)能力測(cè)試比對(duì)，其w（SiO2）偏差為0.19%，w（TiO2）偏差為0.003%，w（Al2O3）偏差為0.06%， w（TFe2O3）偏差為0.01%，w（MnO）偏差為0.002 4%，w（MgO）偏差為0.001%，w（CaO）偏差為0.03%，w（Na2O）偏差為0.01，w（K2O）偏差為0.009%，w（P2O5）偏差為0.002%，燒失量偏差為0.38%［29］。

分析結(jié)果表明，w（SiO2）為49.57%～64.63%，屬于中基性中性偏酸巖石（表1）。w（Al2O3）為15.40%～18.69%，w（TiO2）為0.69%～1.57%，w（Fe2O3）為5.41%～8.81%，w（FeO）為0.04%～2.13%，w（CaO）為0.27%～4.69%，w（MgO）為0.47%～4.40%，w（K2O）為1.84%～3.53%，w（Na2O）為3.70%～7.66%，w（MnO）為0.05%～0.44%，w（P2O5）為0.05%～0.47%，燒失量為1.49%～5.62%。TAS圖解（圖3）顯示遼西尖山義縣組火山巖是以堿性系列為主的中基性中性偏酸熔巖。

2.2" 巖相特征

參照5相15亞相和44微相的巖相分類方案［14］，尖山地區(qū)熔巖劃分為侵出相水上熔巖穹丘亞相和噴溢相水上熔巖流亞相簡(jiǎn)單熔巖流微相兩種巖相模式（圖4）。其中：侵出相水上熔巖穹丘亞相的巖性為致密塊狀的中酸性

熔巖，巖石類型包括粗面安山巖、粗面巖、玄武質(zhì)粗面安山巖，

視厚度可達(dá)100 m，外形為穹丘狀、縱橫比大、地形坡度陡，發(fā)育豐富的不規(guī)則柱狀節(jié)理，少見斷層。噴溢相水上熔巖流亞相簡(jiǎn)單熔巖流微相的巖性為

中基性熔巖，巖石類型包括氣孔玄武巖、粗面巖、粗面玄武巖，宏觀和微觀冷凝收縮縫發(fā)育，外形為盾形、縱橫比小、地形坡度緩，單個(gè)熔巖流厚度約10 m［32］。在本區(qū)噴溢相與侵出相呈穿切接觸關(guān)系，前者早于后者形成（圖4）。

3" 儲(chǔ)層特征

3.1" 儲(chǔ)集空間類型

按照11類28型儲(chǔ)集空間分類方案［32］，在本區(qū)識(shí)別出6類10型孔縫，有氣孔（氣孔和杏仁體內(nèi)孔）、原生縫（冷凝收縮縫）、溶蝕孔（晶內(nèi)微孔、鑄模孔、篩狀孔和基質(zhì)溶蝕微孔）、構(gòu)造縫、溶蝕縫和風(fēng)化縫等（圖5）。下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

氣孔形態(tài)以圓球形和橢球形為主，巖石直徑在0.01～0.20 cm之間，呈離散分布（圖5a）。連通率與氣孔的孔隙度、裂縫發(fā)育程度呈正相關(guān)。杏仁體內(nèi)孔是指具有氣孔構(gòu)造的巖石，形態(tài)以圓球形和橢球形

底圖據(jù)文獻(xiàn)［3031］。Ir.鈣堿性與堿性的分界線。

為主，直徑在0.01 ～1.00 cm之間，呈離散分布（圖5b）。冷凝收縮縫發(fā)育于尖山地區(qū)底部槽模、熔巖流頂?shù)撞亢腿蹘r穹丘，形態(tài)成層和高角度發(fā)育（圖5c）。

晶內(nèi)微孔是指存在于晶體內(nèi)的溶蝕微孔，呈細(xì)小的海綿狀孔，具有較差的連通性，溶解作用弱，儲(chǔ)層物性較差（圖5d）。鑄模孔是指巖石中的礦物晶體被完全溶解產(chǎn)生的孔隙，連通性較好，溶解作用中

等（圖5e）。篩狀孔是指巖石中的礦物晶體部分區(qū)域被溶解產(chǎn)生的孔隙，比鑄?？椎膬?chǔ)層物性差，連通性較好，溶解作用中等（圖5f）。基質(zhì)溶蝕微孔是指巖石中的基質(zhì)被溶蝕產(chǎn)生的細(xì)小微孔，較差的連通性（圖5g）。構(gòu)造縫是指由于構(gòu)造作用形成的裂縫，尖山地區(qū)的構(gòu)造縫被充填（圖5h）。溶蝕縫是指巖石中的已有構(gòu)造縫在大氣水和地層流體作用下發(fā)生

溶蝕作用，使原有孔縫擴(kuò)大，連通性好，儲(chǔ)層物性好（圖5e）。風(fēng)化縫是指出露地表的巖石受到風(fēng)化作用的影響形成的裂縫，在本區(qū)可見層狀風(fēng)化縫（圖5i）。

利用32張鑄體薄片和野外照片進(jìn)行面孔率識(shí)別。結(jié)果表明，該區(qū)熔巖為孔隙裂縫型儲(chǔ)層，儲(chǔ)集空間類型以次生孔隙為主，次生孔隙最少為46.5%，最高可達(dá)81.2%，篩狀孔占比最高。

3.2" 儲(chǔ)層物性特征

野外新鮮巖樣在吉林大學(xué)巖石物理實(shí)驗(yàn)室測(cè)試完成。本次利用 AP608 儀器進(jìn)行了氦（He）注入的孔隙度和滲透率測(cè)試，相關(guān)流程執(zhí)行石油天然氣行業(yè)《巖心分析方法》標(biāo)準(zhǔn)（SY/T 53362006），得到10個(gè)火山巖樣品的孔滲度和滲透率測(cè)試結(jié)果。巖樣直徑為2.5 cm，長為4.0 cm，其孔隙度范圍在3.201%～11.478%之間，幾何均值為7.080%；滲透率范圍在0.002～0.352 mD①之間，幾何均值為0.018 mD。可知儲(chǔ)層多為低孔低滲和中孔低滲，儲(chǔ)層差異較大。

①毫達(dá)西（mD）為非法定計(jì)量單位，1 mD=0.987×10-3 um2，下同。

4" 儲(chǔ)層分布模式

4.1" 侵出相熔巖穹丘亞相儲(chǔ)層分布模式

本次研究采集的儲(chǔ)層樣品主要分布在內(nèi)核微相和斷層破碎帶，內(nèi)核微相還采集到了風(fēng)化和未風(fēng)化樣品。整體上熔巖穹丘為低孔低滲型儲(chǔ)層，與伊通火山群熔巖穹丘亞相類似［33］，分布模式為頂部好下部差、儲(chǔ)地比低，斷裂可顯著改善儲(chǔ)層物性（圖6）。儲(chǔ)層分布模式主要受風(fēng)化作用和構(gòu)造作用的控制［34］，裂縫對(duì)其儲(chǔ)層物性有影響［35］。該儲(chǔ)層分布模式與伊通火山群玄武質(zhì)熔巖穹丘亞相的分布模式具有一致性［33］。

4.1.1" 風(fēng)化作用控制垂向分帶

熔巖穹丘亞相在研究區(qū)地質(zhì)概況圖1b中1號(hào)剖面點(diǎn)處，其具有垂向分帶性，可劃分出風(fēng)化殘余帶、風(fēng)化溶蝕帶裂縫帶、母巖層3個(gè)帶（圖7）。

頂部風(fēng)化殘余帶，主要為砂礫層，厚10 cm左右，實(shí)測(cè)風(fēng)化指數(shù)達(dá)到65%。利用便攜Tiny Perm3 微型空氣滲透率儀器測(cè)得滲透率范圍為102.1～138.7 mD，幾何均值為120.4 mD；巖石強(qiáng)度范圍為20.0～30.0 MPa，幾何均值為23.0 MPa。

中部風(fēng)化溶蝕帶和裂縫帶，厚度為1～2 m，發(fā)育豐富的層節(jié)理，風(fēng)化指數(shù)為61%，孔隙度為5%～10%。利用便攜儀器測(cè)得滲透率為0.9～3.1 mD，幾何均值為2.0 mD，巖石強(qiáng)度范圍為41.0～52.5 MPa，幾何均值為45.0 MPa。

母巖層，未見明顯的風(fēng)化裂縫和溶蝕現(xiàn)象，風(fēng)化指數(shù)為53%，孔隙度在5%以下。利用便攜儀器測(cè)得滲透率范圍為0.030 8～0.184 3 mD，幾何均值為0.108 0 mD，巖石強(qiáng)度范圍為53.5～61.5 MPa，幾何均值為57.0 MPa（圖8）。

整體上看，風(fēng)化殼帶自上而下，巖石滲透率呈變小的趨勢(shì)（圖8a），巖石強(qiáng)度呈逐漸變大的趨勢(shì)（圖8b）。風(fēng)化作用控制了熔巖穹丘亞相的垂向分帶性。

4.1.2" 構(gòu)造作用控制熔巖穹丘巖相內(nèi)幕高孔滲帶

熔巖穹丘亞相受到構(gòu)造影響，形成斷層破碎帶，孔隙度為10%～15%，顯著高于內(nèi)核微相未風(fēng)化部分的孔隙度。斷層破碎帶發(fā)育有NE向和NW向

兩組近直立裂縫，前者產(chǎn)狀為332°∠81°和347°∠89°，后者產(chǎn)狀為243°∠83°和247°∠89°。

將破碎帶與圍巖進(jìn)行巖石物理特征對(duì)比可知：破碎帶的滲透率范圍為0.224 3～0.714 9 mD，幾何均值為0.469 6 mD（圖9a）;強(qiáng)度范圍為43.5～56.5 MPa，幾何均值為50.0 MPa（圖9b）；磁化率范圍為（0.071～0.082）×4π×10-3SI，幾何均值為0.079×4π×10-3SI（圖9c）。圍巖的滲透率范圍為0.030 8～0.184 3 mD，幾何均值為0.107 6 mD；強(qiáng)度范圍為53.5～61.5 MPa，幾何均值為57.0 MPa；磁化率范圍為（0.134～0.141）×4π×10-3SI，幾何均值為0.138×4π×10-3SI。

綜上，構(gòu)造作用產(chǎn)生的破碎帶使巖體的滲透率增大、強(qiáng)度變小和磁化率變小。

4.2" 噴溢相水上熔巖流亞相儲(chǔ)層分布模式

本區(qū)水上熔巖流亞相主要發(fā)育簡(jiǎn)單熔巖流微

相，在地質(zhì)概況圖1b中2號(hào)剖面點(diǎn)處，在剖面上可見兩個(gè)熔巖流亞相疊置。每個(gè)熔巖流亞相的儲(chǔ)層呈上好下差、儲(chǔ)地比高、分布范圍大和儲(chǔ)層品質(zhì)好的分布模式。簡(jiǎn)單熔巖流微相可劃分為上部氣孔帶和下部致密帶，上部的孔隙度范圍為10%～15%，下部的孔隙度范圍為5%～10%。

熔巖流Ⅰ下部為黃褐色安山巖，熔巖流Ⅱ上部為氣孔玄武巖，下部為致密玄武巖（圖10）。利用分帶滲透率、磁化率和強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)水上熔巖流簡(jiǎn)單熔巖流儲(chǔ)層物性特征進(jìn)行分析。熔巖流Ⅰ下部黃褐色安山巖的滲透率幾何均值為0.838 9 mD；強(qiáng)度

a. 野外剖面；b. 剖面儲(chǔ)層模式圖。

范圍為50.5～68.5 MPa，強(qiáng)度幾何均值為60.0 MPa；

磁化率范圍為（16.6～17.7）×4π×10-3SI，幾何均值為17.1×4π×10-3SI。熔巖流Ⅱ上層氣孔玄武巖的滲透率幾何均值為192.3 mD；強(qiáng)度范圍為14.0～31.0 MPa，強(qiáng)度幾何均值為19.0" MPa；磁化率范圍為（6.6～7.7）×4π×10-3SI，幾何均值為7.0×4π×10-3SI。熔巖流Ⅱ下層致密玄武巖的滲透率幾何均值為119.5 mD；強(qiáng)度范圍為40.0～58.5 MPa，強(qiáng)度幾何均值為49.0 MPa；磁化率范圍為（13.4～13.7）×4π×10-3SI，幾何均值為13.5×4π×10-3SI。整體上看，熔巖流Ⅰ下部黃褐色安山巖滲透率比熔巖流Ⅱ小，且在熔巖流Ⅱ中上下層巖石滲透率呈變小的趨勢(shì)（圖11a），表明不同的熔巖流中儲(chǔ)層物性不盡相同，原生孔隙會(huì)使儲(chǔ)層的物性發(fā)生改變，氣孔的發(fā)育會(huì)讓儲(chǔ)層物性變好。露頭剖面熔巖流Ⅰ下部的強(qiáng)度比熔巖流Ⅱ強(qiáng)度大，巖石強(qiáng)度呈變小的趨勢(shì)（圖11b）。氣孔的發(fā)育會(huì)破壞巖石結(jié)構(gòu)，使得巖石的強(qiáng)度變小。安山巖的磁化率比玄武巖磁化率大，氣孔讓巖石的磁化率減?。▓D11c）。

4.3" 熔巖火山機(jī)構(gòu)儲(chǔ)層分布模式

本文研究的熔巖屬于火山機(jī)構(gòu)的火山口近火山口相帶和近源相帶。前者標(biāo)志性巖相是水上熔巖穹丘亞相，后者標(biāo)志性巖相是噴溢相水上熔巖流亞相簡(jiǎn)單熔巖流微相［12］。

4.3.1" 儲(chǔ)集空間分布

根據(jù)32張鑄體薄片照片的孔隙類型分析可知，近源相帶簡(jiǎn)單熔巖流微相以氣孔、鑄?？缀秃Y狀孔為主，面孔率為1.6%；其中氣孔占面孔的43%，篩狀孔占比為20%，鑄模孔為19%（圖12a）。火山口近火

山口相帶熔巖穹丘亞相以基質(zhì)溶蝕微孔、構(gòu)造縫和篩狀孔為主，面孔率為0.21%；其中基質(zhì)溶蝕微孔占62%，篩狀孔占比為18%，構(gòu)造縫占比為18%（圖12b）。對(duì)比面孔率可知，近源相帶簡(jiǎn)單熔巖流的面孔率和大孔徑孔隙占比高于火山口—近火山口相帶熔巖穹丘的面孔率和大孔徑孔隙占比（圖12c）。

4.3.2" 儲(chǔ)層物性特征

在尖山地區(qū)取得10件義縣組火山巖巖石樣品，帶回進(jìn)行鉆柱，呈直徑為2.5 cm和長度為4 cm的小直徑巖柱，于吉林大學(xué)巖石物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試（圖13）。野外滲透率數(shù)據(jù)為利用Tiny Perm3 微型空氣滲透率儀器在野外剖面測(cè)試實(shí)測(cè)所得（圖14）。

火山口—近火山口相帶熔巖穹丘亞相孔隙度范圍為3.2%～11.2%，均值為5.9%（圖13）；滲透率范圍為0.03～0.71 mD，均值為0.17 mD（圖14）。近源相帶簡(jiǎn)單熔巖流亞相孔隙度范圍為5.6%～11.5%，均值為9.42%（圖13）；滲透率范圍為120～

196 mD，均值為154 mD（圖14）。綜上可知，在尖山地區(qū)火山口—近火山口相帶熔巖穹丘的儲(chǔ)層物性比近源相帶簡(jiǎn)單熔巖流差。

所以，在針對(duì)殘余熔巖火山機(jī)構(gòu)的勘探時(shí)，應(yīng)將近源相帶中儲(chǔ)層物性較好的簡(jiǎn)單熔巖流做為首選目標(biāo)，火山口—近火山口相帶中儲(chǔ)層物性中等的熔巖穹丘作為次要目標(biāo)。

5" 結(jié)論

1）遼西尖山地區(qū)的火山巖巖相按照5相15亞相和44微相方法進(jìn)行劃分，可分為水上熔巖穹丘亞相和水上熔巖流簡(jiǎn)單熔巖流微相兩種相模式。其中水上熔巖穹丘亞相的巖性呈中酸性，巖石類型包括粗面英安巖、粗面巖、玄武質(zhì)粗面安山巖，不規(guī)則和規(guī)則柱狀節(jié)理和斷層發(fā)育，儲(chǔ)層品質(zhì)中等。水上熔巖流簡(jiǎn)單熔巖流微相的巖性呈中基性，巖石類型包括氣孔玄武巖、粗面巖和粗面玄武巖，形成盾形、地形坡度角緩，可見規(guī)則狀節(jié)理和冷凝收縮縫，儲(chǔ)集空間以氣孔杏仁為主，儲(chǔ)層品質(zhì)好。

2）本地區(qū)識(shí)別出共4類10型孔隙，具體為原生孔（氣孔、杏仁體內(nèi)孔）、原生縫（冷凝收縮縫），次生孔（溶蝕孔，包括鑄模孔、篩狀孔、基質(zhì)溶蝕微孔和晶內(nèi)微孔）和次生縫（構(gòu)造縫、溶蝕縫和風(fēng)化縫）。熔巖穹丘亞相儲(chǔ)層以次生溶蝕孔（篩狀孔、鑄?？缀突|(zhì)溶蝕微孔）為主，水上熔巖流簡(jiǎn)單熔巖流微相儲(chǔ)層以氣孔和冷凝收縮縫為主。對(duì)比面孔率和滲透率可知，水上熔巖流簡(jiǎn)單熔巖流微相的儲(chǔ)層物性優(yōu)于熔巖穹丘亞相。

3）研究區(qū)火山機(jī)構(gòu)的火山口近火山口相帶熔巖穹丘和近源相帶簡(jiǎn)單熔巖流的儲(chǔ)層物性在受到構(gòu)造作用和風(fēng)化作用的影響后，明顯發(fā)現(xiàn)熔巖穹丘的儲(chǔ)層物性變化大，而簡(jiǎn)單熔巖流的儲(chǔ)層物性變化相對(duì)不明顯。故在進(jìn)行火山巖儲(chǔ)層勘探，遇殘余熔巖類火山機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)避免火山口近火山口相帶中的儲(chǔ)層物性中等的熔巖穹丘，選擇近源相帶中的儲(chǔ)層物性較好的簡(jiǎn)單熔巖流。

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