新疆北部地区二叠系幔源碳酸岩质喷积岩研究

新疆北部地区的二叠纪芦草沟期发育陆内裂谷型欠补偿湖盆,形成了中二叠统芦草沟组的重要烃源岩系。该烃源岩系中夹有一套以深源碎屑为特征的新型沉积组合,即薄层、纹层状地幔岩浆—热液喷流型沉积岩——喷积岩。本文报道的碳酸岩质喷积岩包括喷爆岩和喷溢岩2种类型。碳酸岩质喷爆岩厚0.5~4 cm,岩石以微粒晶质方解石矿物为碎屑,方解石碎屑颗粒呈大小不一、形态各异的角砾状,星散分布于黑色基质中,并显示粒序特征;碳酸岩质喷溢岩多呈2~4 mm厚的纹层和2~3 cm厚的薄层被夹于黑色含油沉凝灰岩、含油凝灰质泥晶白云岩等纹层岩中。纹层中的方解石具有典型的镶嵌粒状结构、环带结构。喷爆岩中方解石的流体包裹体测温高达435℃以上;C-O、Sr-Nd同位素显示碳酸岩质喷积岩中的方解石源自地幔,但受到湖水的较大影响。研究表明,本区的碳酸岩质喷积岩是一种源自地幔的碳酸岩质岩浆—热物质流体喷发、溢流入湖底,与湖水混合沉积而成的一类新型沉积岩。

火山—热液作用相关细粒沉积岩研究现状及前沿探索

陆相细粒沉积岩是中国含油气盆地中重要的烃源岩和致密油储集层。随着对烃源岩、致密油、页岩油-气勘探开发研究的不断深入,陆相细粒沉积岩取得了一系列重要进展并持续进行着前沿探索。作者论述了传统细粒沉积岩基本概念及演变,岩石、矿物组成特征、成因机制与分类方法。结合近年来在陆内裂谷盆地陆相细粒沉积岩中广泛分布的火山-热液物质的新报道及研究成果,认为火山物质、热液喷流物质不仅参与了陆相黑色细粒岩系的沉积和成岩作用,也与油气生成有密切关系。加强对陆相细粒沉积研究,探讨深源碎屑及热液流体的来源及其对细粒沉积过程的影响,既有利于丰富、完善沉积学和陆相含油气盆地生油理论,也有利于更好地指导致密油、页岩油-气的勘探开发。

三塘湖盆地二叠系芦草沟组喷爆岩岩石学、矿物学特征及相关问题探讨

在对新疆北东部三塘湖盆地二叠系芦草沟组黑色细粒岩系进行研究时发现,这套长期被当作由黑色泥岩、凝灰岩和碳酸盐岩组成的岩系里还发育一套既不同于陆源碎屑、内碎屑沉积岩,也不同于热水沉积岩(喷流岩)的岩石,认为是一套以夹层形式发育在纹层状泥/页岩中,由气、液、固三相共存的深源岩浆—热液物质流体上涌进入湖(海)底喷流通道,由喷口喷出后与热液流体或与湖(海)水混合沉积形成的沉积岩—喷爆岩。喷爆岩呈薄层—纹层状展布,矿物组成种类单一,以不稳定、次稳定矿物为主。晶质颗粒碎屑或团块均呈大小混杂、形态各异的棱角状,分选差,分布无规律。基于大量岩芯、岩石薄片观察,结合电子探针及相关数据,以构成岩石碎屑颗粒的主要组成矿物为依据,将喷爆岩分为方解石喷爆岩、白云石喷爆岩、透辉石喷爆岩及长英质喷爆岩四类,并详细论述了各类岩石学、矿物学特征。研究结果显示构成喷爆岩的碎屑颗粒不再是传统认识的来自周缘母岩风化搬运或热液沉淀,而是在陆内裂谷欠补偿湖盆背景下、源自地球内部不同深度、不同性质的岩浆—热液物质流体。在此基础上,对喷爆岩与碎屑沉积岩、火山碎屑岩及喷流岩区别进行讨论,认为喷爆岩分别在矿物组成、物质来源、分布规模、形成方式等方面有别于上述三者。

凝灰岩型含油层系特征与成因分析——以准噶尔盆地火烧山油田二叠系平地泉组为例

新疆准噶尔盆地火烧山油田的中二叠统平地泉组(对应芦草沟组)是一套典型的黑色含油层系,长期被认为是裂谷盆地(或岛弧盆地)中富含生烃母质的深湖相泥岩。通过矿物学、岩石学等方面的综合分析认为:平地泉组的岩石碎屑主要来源于地幔碱性—过碱性的超基性岩浆岩(以碳酸岩为主)和中酸性岩浆岩(以安山岩和流纹岩为主)的喷爆物和溢流物,以出现碱性—过碱性的碱性长石、富铝石英、岩浆方解石、霓石、锂云母、硅钡钛石、蛇纹石等超基性岩浆矿物和以碱性—过碱性的碱性长石、石英等中酸性岩浆矿物为特征。上述喷爆的矿物碎屑与基质在富含地幔流体的滨湖—沼泽—热泉环境中发生热液蚀变,最终形成富含幔源岩浆矿物及热液矿物的凝灰质沉积系列,并参与生烃过程。凝灰物质提供的热及丰富的营养物质促进了滨湖—沼泽—热泉中藻类、微生物等生烃母质勃发,并导致液态烃早生成;凝灰岩类中丰富的原生粒间孔和方沸石溶蚀孔是烃类的主要储集空间。凝灰岩层厚度差异较大,多与正常沉积岩互层或夹于厚层沉积岩中。

新疆哈尔里克山石城子地区钠铁闪石花岗斑岩岩墙的发现及构造背景示踪

在新疆哈尔里克山石城子地区新发现了一套侵位于晚古生代后碰撞二长花岗岩中的钠铁闪石花岗斑岩岩墙群。该类岩墙具斑状,斑晶以条纹长石和反条纹长石为主,基质矿物组成为正长石、钠长石、石英、钠铁闪石和霓石,为钠铁闪石花岗斑岩。主量元素特征显示为高硅、高碱,低铝、低镁和低钙;稀土元素总量较高,轻重稀土分馏明显,显著富集轻稀土元素;稀土元素配分模式曲线呈明显右倾的"V"型,Eu亏损强烈;微量元素特征显示为高10~4 Ga/Al、Zr和Zr+Nb+Ce+Y,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti,富集Th、U、Zr和Hf;岩石学、地球化学特征显示其为碱性A型花岗岩。正ε_(Nd)(t)(4.13~4.75)和年轻的Nd模式年龄(t_(DM2)),指示其源区为亏损地幔来源的新生陆壳物质。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果显示岩墙的结晶年龄为晚二叠世(259.7±4.5Ma),围岩中捕获的老锆石年龄集中在2168~2635Ma和1677~1973Ma两个峰期,说明哈尔里克山地区可能存在前寒武纪古老基底,但已被新生陆壳物质改造。结合区域地质背景认为,哈尔里克山地区晚石炭世-早二叠世,为后碰撞伸展阶段;晚二叠世,进入陆内伸展阶段。

热液衍生石油及其有机质研究

石油与天然气的成因长期存在有机成因和无机成因的争议。近年来,全球不同大洋洋底热液衍生石油的发现,为更进一步探索油气成因提供了新的思考。在回顾有机生油假说和无机生油假说基本理论和二者争论的基础上,重点介绍了热液衍生石油及其有机质的特点和研究进展。然后结合三塘湖盆地、鄂尔多斯盆地烃源岩中热液喷流沉积的研究取得了以下重要认识:①热液衍生石油的有机质来源于陆源高等植物和洋底低等生物,该生物是围绕热液喷口生活的嗜热、嗜毒、耐高温生物;②热液衍生石油不需要埋藏来持续提供热量,海底热液活动为其提供了物质和热量;③在有机质与深源热物质流体发生物理化学作用的过程中,有机质“瞬时”(时间很短)热解成油,部分转化为类似于石油的产品。热液衍生石油及其有机质的研究不仅能进一步深化人们对油气成因的认识,而且对非常规石油的勘探开发具有重要意义。

方沸石的成因分类综述

本文对常见的方沸石的成因进行了总结,将其成因分为六种:岩浆型方沸石(P型或I型)、转变型方沸石(X型或L型)、热液型方沸石(H型)、变质型方沸石(M型)、沉积型方沸石(S型)以及热水沉积型方沸石。

新疆吉木萨尔地区岩浆热液型方解石初探

通过对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组的岩心描述、镜下观察及各类分析测试研究,发现了与正常沉积不同的方解石,该类方解石为岩浆成因,形态结构、组构类型都不同于正常沉积中的方解石,此类方解石自形程度高,干涉色鲜艳,多以集合体的形式存在有机质中,与有机质关系密切,此外研究认为该类方解石的受到多期次流体的影响,与油气的储集有良好的对应关系,但是有其地球化学特征还需进一步研究。

湖相细粒沉积岩中的“斑状”深源碎屑--以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

在对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组暗色湖相细粒岩进行研究时,发现多套以夹层形式产出、矿物组成多为不稳定-次稳定矿物、碎屑颗粒呈斑块状且结构成熟度普遍较低的碎屑岩。构成岩石的晶质碎屑均呈大小混杂、形态各异的棱角状,分选差,分布无规律,单矿物常见高温熔蚀成因港湾状边缘。地球化学特征显示:构成岩石的矿物颗粒为深部来源,甚至可能有幔源物质加入。认为岩石样品的碎屑颗粒不再源自传统认识中的周缘母岩风化搬运或热液沉淀,而是在陆内裂谷欠补偿湖盆背景下、源自地球内部不同深度、不同性质的岩浆-热液物质流体。这些深源岩浆-热液物质流体上涌进入湖(海)底喷流通道,由喷口喷出后,随喷口距离远近,在不同机械搬运方式和驱动力下参与沉积过程。