西准噶尔构造带包古图地层小区上泥盆统红山梁组的建立及地质意义

西准噶尔构造带包古图地层小区白碱滩北红山梁剖面上新发现一套晚泥盆世红色“硅质岩、粉砂质硅质岩、凝灰质硅质岩”海相沉积组合,与上覆包古图组深灰色—灰黑色含碳粉砂岩呈整合接触。经区域对比确认,该套地层显著有别于研究区乃至整个西准噶尔构造带地层分区已发现的全部上泥盆统各组岩石地层,符合“野外可识别、界面可区别、区域可对比、图面可表达”的原则,据此新建红山梁组。本次于红山梁组枕状玄武岩、玄武岩、安山岩中分别获得365.9±5.0Ma、370.6±7.4Ma和374.6±3.6Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,佐证其时代为晚泥盆世。红山梁组与包古图组连续沉积之确认,消除了包古图组老于希贝库拉斯组这一存疑,建立了完整的下石统地层序列,新增了包古图地层小区泥盆纪的沉积记录,为区域沉积与构造演化研究提供了新资料。

西准噶尔乌尔禾地区哈拉阿拉特组富斑碱性玄武岩年代学、地球化学及地质意义

新近于新疆乌尔禾之北的哈拉阿拉特组(后文简称“哈山组”)最底部发现的一套富斑玄武岩,斑晶含量高达30%~40%,成分全为斜长石,晶形粗大完好,聚片双晶发育,粒径8×0.3mm~18×3 mm。该富斑玄武岩总厚大于90m。如此厚度大、层位稳定且组构特殊的玄武岩在本区乃至整个新疆北部地区极为罕见,鲜有报道。本文研究表明,哈山组富斑玄武岩斑晶主要为浅红褐色、灰白色长石,其中浅红褐色长石电子探针分析其属钠长石和中长石;LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为306±2Ma,属晚石炭世晚期;地球化学显示属碱性钠质系列,岩石具低的SiO_( 2)含量(48.84%~49.63%),较高的Al _(2)O_( 3)(17.78%~18.78%)、MgO(4.59%~9.29%)和全碱(6.62%~7.11%)含量,富钠贫钾(K _(2)O/Na _(2)O比=0.16~0.20)。相对富集轻稀土而亏损重稀土;富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Th、U、Nb、Ta等高场强元素。具正的ε_(Hf)(t)值(9.94~14.86)和较年轻的二阶段Hf模式年龄(t _(DM2)=0.37~0.68Ga)。综上认为该富斑玄武岩具有N-MORB和弧岩浆系列的双重地球化学特征,是流体交代的亏损地幔源石榴石+尖晶石二辉橄榄岩部分熔融形成。富斑碱性玄武岩所具有的“Nb、Ta亏损Ti不亏损”这一“初始岛弧”的地球化学特征,表明包古图构造带进入晚石炭世后开启了一个新生弧-盆构造体系。哈山组最底部的新生初始弧富斑玄武岩与其之上的成熟弧埃达克质火山岩,记录了一个相对完整的增生弧火山岩形成与演化历史。

西准噶尔南部晚石炭世中-酸性火山岩成因机制及其对准噶尔洋闭合时限的约束

西准噶尔地区广泛分布石炭纪岩浆岩类,了解它们的成因和形成机制可为揭示准噶尔洋盆晚古生代构造格局和发展演化以及约束古大洋闭合时限提供重要依据。本文报道了西准噶尔南部哈拉阿拉特山地区晚石炭世中酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学以及地球化学特征。岩石学研究表明其岩性主要为安山岩、英安质安山岩、流纹英安斑岩和流纹岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明哈拉阿拉特山地区中酸性火山岩年龄为308~305 Ma,为晚石炭世中晚期。中酸性火山岩均相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,富钠贫钾,属于低钾拉斑中钾钙碱性系列岛弧火山岩。其中安山岩和英安质安山岩具有较高SiO_(2)(56.15%~66.13%)、Al_(2)O_(3)(16.03%~17.94%)、Na_(2)O(3.44%~5.59%)、Sr((364~576)×10^(-6))含量和Na_(2)O/K_(2)O(3.20~6.40)、Sr/Y(33.5~55.6)比值,贫MgO(1.59%~2.68%)、Y((10.0~16.0)×10^(-6))和Yb((1.08~1.83)×10^(-6))的特征,并且具有Eu正异常(δEu=1.09~1.22),属于典型的埃达克岩,是经俯冲的洋壳板片在石榴角闪岩相发生部分熔融而成,且熔融产生的埃达克质熔体在上升过程中未与上覆地幔橄榄岩发生明显交代作用;流纹岩和流纹英安斑岩具有高的SiO_(2)(69.59%~75.03%)和全碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)=7.81%~8.89%)、极低的TFe 2O 3(0.94%~1.57%)和MgO(0.12%~0.97%)含量以及弱负Eu异常(δEu=0.63~1.00)等特征,为准铝质I型流纹岩,是下地壳镁铁质岩石部分熔融的产物,很可能有少量幔源岩浆混入。综合本文数据并结合研究区大量前人已发表的岩浆岩类研究成果,认为西准噶尔南部地区在晚石炭世中晚期仍处于岛弧弧后盆地演化体系,准噶尔洋的闭合时限可能至少推迟至早二叠世早期之后。

克拉玛依克百断槽火山岩岩石组合、层位归属及地质意义:来自古66井的约束

克百断槽始于克拉玛依市北的克北断裂,NE向延伸并被大侏罗沟断裂、盆缘断裂、克-百断裂围限。火山岩储层是该断槽内的主要储层,其层位时代无据、层序不清、归属不明。笔者通过对克百断槽古66井242.14~800.18 m井段详细的岩心编录、测井曲线岩电识别及关键层位火山岩锆石U-Pb年代学研究,结果表明:古66井242.14~800.18 m井段是被两层陆源粗碎屑岩(标志层)分隔的3套火山岩建造,于玄武安山岩中获得(304±3)Ma和(303±2)Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,其岩石组合、时代、层序、地层厚度均与井北缘哈山一带哈拉阿拉特组建组剖面C_(2)h^(1)~C_(2)h^(3)岩段总体可对比。古66井所处的克百断槽是一个四周被断层围限的相对独立火山岩型储层断槽油气藏,这一油气藏新类型丰富了西准噶尔盆内油气藏类型。同时,该断槽具有向南西延伸的构造条件、储层类型和圈闭样式,因而是后续扩大油气勘探的新靶区。

西准噶尔乌尔禾地区哈拉阿拉特组火山碎屑复理石的发现及地质意义

火山碎屑复理石是组成以火山碎屑为主且具有鲍马层序的海相特殊沉积组合,是火山碎屑物经地震诱发和推动形成浊流后再堆积的产物。在新疆西准噶尔乌尔禾地区上石炭统哈拉阿拉特组新发现一套厚约638m的火山碎屑复理石建造,因火山喷发作用类型和成岩作用类型的多样性以及碎屑物经火山机构叠积的复杂性,其组成中常常近源、远源成分混生,火山熔岩与火山碎屑岩类混生,火山凝灰岩等细碎屑与火山角砾混生;其粒级悬殊,磨圆度较差,分选程度不一。较之经典陆源碎屑复理石,火山碎屑复理石总体厚度较小,分布有限,成分以火山碎屑为主,“三屑”齐全;胶结物多凝灰质,连续的多个序列间忽厚忽薄、渐变性差且多缺失E段;层理、层面构造不发育;砾石多继承和保留了原火山角砾岩外形,因而是其独有特征和有别于陆缘碎屑复理石的主要鉴别标志。这些重要地质特征为甄别火山碎屑复理石丰富了岩相学标志,也为盆山地层划分和储层精准对比提供了新的制约。

克拉玛依油田424井2140~3551.63 m井段层序、年代学新证及“盆−山”地层对比

井中地层层序的建立和时代确定,是岩石地层单位划分与对比的关键证据,对正确确立储层意义重大。新疆克拉玛依油田424井上部2140~3178 m井段以海相陆源碎屑岩为主,在井深3176.94~3178.44 m深灰色粉砂岩与灰黑色细砂岩互层中获得了匙叶粉Noeggerathiops−idozonotriletes等孢粉化石,指示其时代属晚石炭世早—中期(Bashkirian−Moscovian)的可能性最大;下部井段3178~3551.63 m以火山角砾岩间夹熔岩为主,在3340.50~3343.50 m杏仁状玄武安山岩获得306 Ma的LA−ICP−MS锆石U−Pb年龄;确认上部陆源碎屑岩与下部火山角砾岩二者为整合接触,二分性特征明显。据此,确认上部层位与424井之北哈拉阿拉特山区阿腊德依克赛组建组剖面下段总体可对比;下部层位与424井之北哈拉阿拉特组上部层位可对比。这一成果细分了424井中岩石地层单位,弥补了这2组在山区原建组剖面“原始接触关系不清,新老关系不明”之不足。

气孔杏仁状玄武岩有利储层划分方案初探——以新疆乌尔禾地区哈拉阿拉特组第一岩性段为例

气孔杏仁状玄武岩是准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区新确立的主要储层之一,已发现的火山岩型油气藏至少有一半产于哈拉阿拉特组火山岩中。该组第一岩性段气孔杏仁状玄武岩极为发育,占该段总厚度的78%以上,是研究火山岩储层的理想层位。杏仁体成分几乎全为易被水溶解的次生方解石,多呈圆状—次圆状,多数连通呈网状、树枝状和不规则状。经统计确认,井中水介质溶解杏仁体后,其孔隙度增加3.6~4.5倍,因而成为理想的储层岩类。设定气孔单位面积占比、连通性占比、杏仁体水解增孔占比这3个单项评价指标在同一件样品中均达优级时为优级储层,至少2项指标达优级时为良级储层。因此,保守估计110件样品中超过50%的样品可达良级及以上,总体显示出良好储集潜力。上述划分方案可以为建立气孔杏仁状玄武岩的储集性能综合评价方案提供参考。

准噶尔盆地西北缘晚泥盆世的岩浆作用及构造意义:来自红山梁组玄武岩的岩石地球化学证据

红山梁组是准噶尔盆地西北缘包古图构造带新发现的一套最老地层单位,时代为晚泥盆世,以红色硅质岩、凝灰质硅质粉砂岩、玄武岩、安山玄武岩为主。前人有关区内火山岩的岩石地球化学特征及构造演化研究仅限于石炭纪—二叠纪,而红山梁组玄武岩则提供了前石炭纪的重要信息。本组玄武岩可细分为拉斑玄武岩和碱性玄武岩两类。拉斑玄武岩普遍具有较低的TiO_(2)(0.30%~1.16%)、Al_(2)O_(3)(12.80%~18.46%)、较高的TFe_(2)O_(3)(8.97%~13.57%)含量以及Mg^(#)值(42.23~64.37),显示右倾的稀土模式,亏损Nb、Ta、Ti,具有N-MORB和IAT特征,是弧后盆地环境下经俯冲流体交代的尖晶石二辉橄榄岩,在亏损地幔源区发生5%~10%的部分熔融而成;碱性玄武岩普遍具有高TiO_(2)(1.74%~1.88%)、Al_(2)O_(3)(15.92%~18.07%),低TFe_(2)O_(3)(6.39%~7.62%)和Mg^(#)值(41.84~47.13)特征,无明显的Nb、Ta负异常,与OIB极为相似,是石榴子石+尖晶石二辉橄榄岩发生5%~10%部分熔融的产物,可能源自海山/洋岛环境。结合前人研究成果,本文认为准噶尔盆地西北缘在泥盆纪同时发育弧后盆地和海山/洋岛环境两类岩浆活动。