酒西盆地下沟组湖相白烟型喷流岩岩石学特征

酒西盆地下白垩统下沟组首次发现的湖相白烟型喷流岩,以其复杂的矿物组分和丰富的沉积构造业已引起众多地质工作者的重视。本文通过深入系统的岩石学研究,按物质组分的组合特征,从此类喷流岩中划分出6种热水矿物组合,分别为钠长石-铁白云石或铁白云石-钠长石组合、石英-钠长石-铁白云石组合、石英-重晶石-钠长石-铁白云石组合、石英-方沸石-钠长石-铁白云石组合、地开石-铁白云石组合和单一铁白云石组合,根据热水矿物组合和结构构造特征,可将下沟组喷流岩划分成4种成因类型,分别为脉状充填型、水爆角砾型、盆地沉积型和区域扩散型,不同成因类型的喷流岩具有不同的热水矿物组合特征和热水沉积地质意义,在此基础上,建立了下沟组湖相白烟型喷流岩热水沉积模式,

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识(一)——基本石油地质条件及生油潜力

酒西盆地已有半个多世纪的勘探历程 ,发现了 6个油田 ,探明石油储量约 1× 10 8t。但是对该盆地石油地质特征的认识仍然不高。通过对酒西盆地最新地震资料的解释发现 ,青西坳陷不是以往认为的整体坳陷 ,内部可划分为 3个次一级构造单元 ,两凹 (青南凹陷和红南凹陷 )夹一凸 (青西低凸起 )是其基本构造特征。青西坳陷下白垩统烃源岩主要形成于半深湖—深湖沉积环境下发育的湖侵体系域 ,虽然分布面积不大 ,但厚度很大 (在青南凹陷和红南凹陷均超过 2 5 0 0m) ,主要烃源岩赤金堡组和下沟组及中沟组是很好的烃源岩 ,有机质丰度高 ,平均有机碳含量为 1%～ 2 % ,平均热解生油潜量达 6～ 8mg/g ,氯仿沥青“A”和总烃的含量分别为 1.5‰和 0 .9‰ ,有机质类型以Ⅱ型和Ⅰ型为主 ,显微组分组成中富氢显微组分含量高 ,具有高的成烃潜力。青西低凸起西北侧的红南凹陷是生油凹陷 ,构造位置十分有利 ,青西坳陷中部应是酒西盆地深入勘探的主要目标区。图 4表 3(王孝陵摘 )

酒西盆地首例湖相“白烟型”喷流岩──热水沉积白云岩的发现及其意义

酒西盆地青西凹陷下沟组中广泛发育的纹层状“白云质泥岩”和“泥质白云岩”,以其富含铁白云石、钠长石和方沸石等特殊的矿物组分和优越的油气地质条件 ,引起众多石油地质工作者的重视。以往的研究成果中 ,认为此两类岩石的成因均与火山作用有关。在该项研究中 ,依据此两类岩石的空间展布规律与北东向基底断裂的拉张活动密切相关 ,岩石的矿物组合和结构、构造特征主要显示热水沉积性质 ,并含有大量重晶石、地开石和出现微量闪锌矿、黄铜矿和方铅矿等特征的热液矿物 ,认为此两类岩石均属于湖相“白烟型”喷流岩 ,识别出各以铁白云石、钠长石、重晶石、方沸石和地开石为主的 6种热水矿物组合类型。在此基础上 ,划分出脉状充填型、水爆角砾型、盆地沉积型和区域扩散型 4种成因类型的喷流岩。文中首次提出喷流型热水沉积铁白云岩成因类型 。

酒西盆地早白垩世沉积特征及原型盆地恢复

通过对盆地下白垩统各组古流向、砾岩砾石成分等沉积特征的综合分析,结合玉门油田地震、测井、钻井资料,证明早白垩世赤金峡山、黑山并未隆起成山;宽滩山凸起(宽滩山为其一部分)只在下沟组沉积早期露出水面遭受剥蚀。由于规模较小,且呈长轴状沿北东-南西向展布,不足以隔断酒西地区(现今酒西盆地所涵盖的区域)同花海凹陷的联系。酒西盆地早白垩世为一受北西-南东向伸展作用控制的断陷盆地。盆地演化经历了断陷初始阶段、断陷扩展阶段及盆地萎缩消亡阶段,分别对应于下白垩统赤金堡组、下沟组和中沟组沉积时期。

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识(三)——油气运移、成藏规律与勘探方向

酒西盆地的白垩系与第三系构成一个完整的油气系统 ,白垩系发育油源层和储集层、盖层 ,第三系主要发育储集层和盖层。由柳沟庄、鸭儿峡、老君庙到石油沟 ,烷烃含量逐步增加 ,原油中的芳烃、非烃与沥青质含量逐渐降低 ,异胆甾烷、Ts、C2 9Ts含量略有增高 ,原油密度、含蜡量、凝固点降低。这些原油物性特征反映了油气运移的地质色层效应和运移方向 ,表明油气总体由西向东运移。青西坳陷的构造埋藏史控制了主要烃源岩(下白垩统赤金堡组和下沟组下部 )在晚第三纪晚期—第四纪才达到生油高峰期 ,目前仍处于成熟—高成熟阶段 ,因此以生油为主 ,主要形成油藏。该含油气系统的关键时刻是晚第三纪末至第四纪 ,圈闭形成期与油气生成运移期相匹配。喜马拉雅运动期的断裂活动提供了油气运移的通道 ,促进了油气的运移 ,油气可以在多种类型圈闭聚集成藏。油气资源潜力再评价的结果表明 ,青西坳陷总油气聚集量可达 2 .5× 1 0 8～ 4.0× 1 0 8t,仍然有 2× 1 0 8～ 3× 1 0 8t剩余油气资源 ,具有很大的勘探潜力。青西低凸起位于很有生油潜力的青南凹陷和红南凹陷之间 ,构造位置非常有利 ,是油气运移的主要指向目标区 ,油源供给很充足 ,且储集层、盖层发育 ,可能有多种类型的圈闭 。

距今40-30Ma时期青藏高原北缘酒西盆地沉积物重矿物分析和构造意义

活动造山带地区形成的沉积物包含极其丰富的构造信息。位于青藏高原北缘阿尔金断裂和北祁连断裂交汇处的酒西盆地在早新生代时期受到强烈的构造活动，于盆地内形成了巨厚的早新生代沉积物，全面记录了盆地周边的构造运动和隆升过程。对酒西盆地火烧沟剖面和红柳峡剖面早新生代沉积物重矿物分析表明，40-30Ma沉积物中重矿物组合、形态和特征指数ATi、GZi及ZTR具明显的规律性变化，自下而上划分为4个不同阶段：①不稳定矿物阶段（骟马城段，40．2～37．9Ma），②较稳定矿物阶段（乔家段，37．9～35．3Ma），③不稳定矿物阶段（红柳峡段，35．3～33．4Ma），④极不稳定矿物阶段（白杨河组，33．4～30Ma）。结合大量沉积学特征可清楚表明，酒西盆地在40-30Ma期间经历了4个阶段：①构造活动阶段（40．2～37．9Ma），②构造稳定阶段（37．9～35．3Ma），③逆冲走滑阶段（35．3～33．4Ma），④强烈逆冲阶段（33．4～30Ma）。

酒西盆地青西油田白垩系泥云岩裂缝油藏特征和裂缝形成的控制因素

酒西盆地青西油田深层泥云岩裂缝性油藏是一种罕见的油气藏类型。在该油藏特低孔、特低渗泥云岩储层中发育的裂缝是油、气等流体的渗流通道和主要储集空间并形成了"自生自储"的富油成藏组合,具有井间产能相差悬殊、初产递减快和弹性产率变化大、酸化改造效果不一等特点。控制裂缝形成的地质因素复杂,主要有构造、岩性和成岩作用等,岩性特征是控制裂缝发育的基础,构造作用是控制裂缝发育的关键因素,成岩作用是影响裂缝发育的重要条件。

银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷早白垩世火山岩对阿尔金断裂研究的科学意义

通过对银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷火山岩进行39Ar-40Ar同位素测年得到该套火山岩年龄值为(105.55±4.03)^(112.71±2.06)Ma,为早白垩世喷发物。对苏红图火山岩与位于阿尔金断裂周缘的酒西盆地红柳峡火山岩的年龄及地化特征进行了对比研究,认为红柳峡火山岩及苏红图火山岩均为阿尔金—恩格尔乌苏断裂断裂在早白垩世(106~113 Ma)重新活动的产物,但它们来自于不同幔源区。更为重要的是,这可能说明了从阿尔金断裂开始活动到红柳峡火山岩及苏红图火山岩喷发的这些时间里,阿尔金断裂北东方向的范围至少延伸到了苏红图地区。

新生代酒西盆地沉积特征及其与祁连山隆升关系的研究

酒西盆地普遍缺失上白垩统—始新统 ,在渐新世晚期开始接受沉积 ,并形成厚约 3 9km的中下第三系—第四系河流相沉积约 ,不整合覆盖于下白垩统上。渐新统火烧沟组仅在盆地北部出露 ,往盆地南部尖灭 ,古流向向南 ,其物源区应在北部 ,可能和阿尔金断裂的活动有关。白杨河组全盆均有分布 ,北祁连山中也有沉积。山中—盆内沉积相由山麓相转变为河湖相 ,变化明显 ;古流向大致向北 ,说明当时祁连山开始隆升 ,成为白杨河组的物源区。对酒西盆地中、新生界的重矿物进行了系统分析 ,白杨河组重矿物绝对含量的脉动增加明显 ,显示白杨河组沉积物源发生变化 ,原因可能是北祁连山开始隆升 ,酒西盆地的沉积物源由北转向南侧的祁连山。重矿物的相对含量以及ATi,GZi和ZTR特征值也指示了白杨河组时期矿物成熟度低 ,构造活动强烈 。

酒西盆地青西凹陷下沟组湖相喷流岩稀土元素地球化学特征

酒西盆地青西凹陷下白垩统下沟组中广泛发育的湖相“白烟型”喷流岩,为一类富含铁白云石和钠长石的、非常罕见的湖相“白烟型”喷流岩。在喷流岩地质背景、物质组分、岩石学特征研究的基础上,进一步探讨下沟组湖相“白烟型”喷流岩的稀土元素地球化学特征及其与热水沉积环境的关系,并发现下沟组喷流岩具备LREE>HREE的热水沉积建造的基本特点,其高丰度的ΣREE和δC e为正异常而δEu为负异常,虽然有悖于海相喷流岩,但其稀土配分模式与δC e和δEu的异常分布特征与同层位的碱性拉斑玄武岩非常一致,说明下沟组喷流岩与同层位的玄武岩有很强的亲缘关系,从喷流岩REE总量在空间上的分布具有从热水喷口向外逐渐减少的变化趋势显示,可能与湖底热水对流循环有关。

柳沟庄—窟窿山油藏储集层裂缝类型及特征

根据岩心描述、薄片观察、X CT扫描以及钻井、测井等资料 ,研究了酒西盆地青西坳陷柳沟庄—窟窿山油藏裂缝性储集层的类型及特征 ,分析了控制裂缝发育的地质因素及裂缝对油气的控制作用 ,认为储集层裂缝有 3种基本类型 ,即构造裂缝、构造溶蚀缝和饼状破裂 ,主要受构造应力场及构造位置等因素的控制。根据裂缝形态、充填特征及其相互关系 ,裂缝的形成主要有 3个期次 ,其中喜马拉雅运动晚期形成的第三期裂缝对油气运移和聚集最有效。研究结果表明 ,裂缝是柳沟庄—窟窿山油藏主要的储集空间和控制油气富集的因素。图 6表 2参

酒西盆地南缘旱峡早白垩世火山岩地球化学特征及其构造意义

酒西盆地旱峡和红柳峡等地有基性火山岩产出 ,它们曾一度被认为是新生代构造运动的产物。旱峡火山岩作为夹层产于早白垩世新民堡群下沟组地层中 ,火山岩气孔、杏仁构造发育 ,局部发育枕状构造 ,具明显的水下喷发特征。旱峡火山岩SiO2 相对较低 ,K2 O +Na2 O不高 ,但钾相对较高。稀土总量为 (2 11.875～ 2 37.4 5 4)× 10 - 6 ,轻稀土富集 ,(La/Yb) N 为 12 .4 7～ 13.79;稀土配分曲线右倾、平滑 ,Ce为弱的负有异常 ,无Eu异常。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上 ,各元素均表现为相对富集 ,大离子亲石元素富集程度最高 ,有Nb ,Ta槽 ,但相对于原始地幔不亏损 ;曲线表现为整体上隆的特征 ,表明其源区为富集地幔。旱峡火山岩与红柳峡粗玄质熔岩的稀土和微量元素的配分模式几乎完全相同 ,表明它们同源同期。运用多个玄武岩大地构造环境判别图解 ,最终确定酒西盆地早白垩世火山岩形成于大陆拉张环境。这与酒西盆地及其周围地区 (酒泉盆地群 )下白垩统构造特征和盆地群热演化特征一致。对酒西盆地火山岩形成构造背景的研究 。

河西走廊西端黑山断裂运动学特征及其在构造转换中的意义

河西走廊西端北侧的黑山断裂不仅构成了河西走廊重要组成部分——酒西盆地的北部边界,同时也是青藏高原北部边界重要断裂——阿尔金断裂东端构造组成和转换的重要部分。通过对黑山断裂野外调查、典型断错地貌面的测量以及年代测定,获得了黑山断裂晚更新世以来的逆冲滑动速率为每年（0.26±0.06）mm,同时证实该断裂为一条以高角度逆冲为主要运动特征的断裂,其运动性质与阿尔金断裂存在明显的不同。结合对阿尔金断裂东端部运动学特征的讨论,总结前人在河西走廊西端酒西盆地内NW向断裂定量研究成果,得到河西走廊西端这些NWW向逆冲断裂和褶皱在平行于阿尔金断裂走向上的缩短速率总和为每年1.4~2.4mm,这与阿尔金断裂东端部每年1~2mm水平走滑速率相当,由此推断阿尔金断裂东端的左旋走滑被活动的逆冲断裂、第四纪褶皱隆起引起的地壳缩短吸收和转换了,阿尔金断裂在其东端部水平滑动速率逐步降低,断裂终止于河西走廊西端的宽滩山一带,而河西走廊西端酒西盆地北侧的黑山断裂与其走向上相联接的磴磴山断裂、金塔南山断裂可能共同构造了青藏高原朝NE向扩展的最前缘。

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识(二)──烃源岩成烃演化与主力油源确认

酒西盆地各生油凹陷生油门限差异较大，下白垩统烃源岩的成熟度与上第三系和第四系沉积密切相关。可溶有机质转化率、镜质体反射率、热解、生物标志物特征等参数表明：青南凹陷中部的下白垩统烃源岩生油门限深度为４０００ｍ（相应的镜质体反射率为 ０ ６５％），埋深 ４０００— ４４００ｍ为低成熟阶段，埋深 ４４００一５２００ｍ为成熟生油高峰阶段，因此中沟组烃源岩未成熟，下沟组上部烃源岩低成熟，下沟组下部和赤金堡组上部烃源岩处于成熟生油高峰阶段，赤金堡组下部烃源岩处于高成熟的凝析油－湿气阶段，目前尚无烃源岩达过成熟干气阶段。石北凹陷生油门限深度为３０００ｍ，只有凹陷内埋藏较深的赤金堡组烃源岩达到成熟生油阶段。烃源岩埋藏和演化历史分析揭示，下白垩统烃源岩在白垩纪末期埋藏均较浅，主要的生油期是晚第三纪以来，目前赤金堡组上部和下沟组下部烃源岩正处于生油高峰期，地质历史上只有一次生、排烃高峰。酒西盆地各油田原油十分相似，原油碳同位素和生物标志物特征等表明，下白垩统的水生有机质是形成石油的主要有机先质，赤金堡组是主要烃源岩，而下沟组是相对次要的烃源岩。图５（陈建平搞）

酒西盆地老君庙构造带油气来源的探讨

酒西盆地自从发现鸭儿峡、老君庙、石油沟及柳沟庄等油气田以来 ,大多数学者认为油气来自青南凹陷。经过对原油物性、含氮化合物、山前推覆体构造、已发现油气储量占油气资源的比例及近几年油气勘探进展的分析 ,认为老君庙与石油沟的油气中的较大部分应是山前推覆体之下掩埋的下白垩统烃源岩所生成。图 3表 1参

酒西盆地青西凹陷下白垩统沉积特征与有利勘探区预测

酒西盆地青西凹陷下白垩统已钻获多口中、高产工业油井,显示具备优越的油气地质条件。受来自西部、北西部、南部、东部4个物源方向控制,青西凹陷下白垩统主要发育扇三角洲、湖泊和湖底扇沉积体系,自盆缘至凹陷中心形成扇三角洲—湖泊—湖底扇展布的二级扇沉积模式。在沉积体系特征分析基础上,结合测井、岩芯及地震资料,对青西凹陷未投入或投入很少勘探工作量的区域进行了有利区块预测,最终确定最有利勘探区2个、有利勘探区3个,并分别进行了详细的区块评价,为进一步滚动勘探提供借鉴和地质依据。

青藏高原北缘新生代早期构造运动——来自酒西盆地始新世-渐新世的沉积学约束

位于青藏高原北缘的酒西盆地,出露有完整的晚始新世地层,真实地记录了周缘构造的运动,使其成为研究高原北缘新生代构造活动的最佳场所之一。基于酒西盆地11条沉积剖面的沉积相、重矿物和古水流研究,建立了火烧沟组-白杨河组高精度的沉积格架,识别出盆地在晚始新世主要为走滑盆地,沉积形态主要受阿尔金断裂左行走滑作用控制。阿尔金断裂强烈的走滑作用受到北部阿拉善地体的阻挡,在酒西盆地北部形成一个前锋带。随后,高原内部强烈的南-北向挤压作用沿酒西盆地的刚性基底向南传递到北祁连断裂,形成了新近纪早期酒西前陆盆地的雏形。

酒东、酒西盆地的异同与油气勘探

酒东盆地和酒西盆地（曾合称为酒泉盆地）都是祁连褶皱系的山前盆地，在同一区域构造应力场控制下发育，有很多相似性。酒西盆地自30年代以来发现了一批浅层油气藏，酒东盆地多年勘探却无重大突破。分析二者的异同，认为：①盆地边界条件不同，导致局部应力作用方式有别，酒西盆地逆冲-褶皱变形强烈，酒东盆地构造变形微弱，中、浅层断裂少；②主要油源层都是深部下白垩统赤金堡组的成熟─高成熟烃源岩；③酒西盆地的深部油气以断裂为通道，运移至中、浅层圈闭聚集成藏，而酒东盆地的油气纵向运移条件差，一般在深部形成自生自储式油气藏。据此提出：酒东盆地主要勘探目的层是黑梁断裂以东深部的下白垩统，营尔凹陷东部的长沙岭构造、下河清构造和黑梁断裂东侧地带是近期的主要勘探目标区；酒西盆地仍有勘探潜力，其西部的青西低凸起有形成志留系潜山裂缝型油藏和白垩系的构造型及地层一不整合型油藏的有利条件，建议钻科学探索井进行评价。

1785年玉门惠回堡地震的震灾特点与发震构造

对1785年玉门惠回堡地震的历史资料考证和现场考察表明:本次地震的重破坏区位于玉门惠回堡至赤金堡之间,集中在火烧沟一带,其震级可达63/4级,震中烈度Ⅸ度左右。在构造上震区位于河西走廊西端的酒西盆地内,其内发育了新民堡、阴洼山和玉门等多条全新世活动断层,性质以逆断为主。其中新民堡断层和阴洼山的位置和走向与1785年地震的等震线长轴方向最为接近,至今仍保存有部分地震形变带遗迹。综合分析认为1785年惠回堡地震应与该区的新民堡断层和阴洼山断层的最新活动有关。

甘肃酒西盆地青西凹陷下白垩统下沟组湖相喷流岩物质组分与结构构造

甘肃酒西盆地青西凹陷下白垩统下沟组广泛发育的暗色纹层状细粒岩,以其富含铁白云石、钠长石、重晶石、方沸石、黄铁矿和有机质,局部含有微量萤石、透闪石、石盐和呈碎屑状、浸染状产出的微量闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等矿物组分吸引着众多沉积地质学家和石油地质学家的高度关注。在以往的研究中,大多数研究者认为此类细粒岩的成因与火山活动有关,将其确定为火山物质蚀变作用的产物。通过地质背景、物质组分、岩石结构构造、包裹体和地球化学特征的研究,提出此类细粒岩属于新型的湖相"白烟型"喷流岩,可识别出6种热水矿物组合、3种主要结构类型和4种常见的原生沉积构造。6种热水矿物组合包括:Ⅰ钠长石—铁白云石(或铁白云石—钠长石)组合,Ⅱ重晶石—钠长石—铁白云石组合,Ⅲ石英—重晶石—钠长石—铁白云石组合,Ⅳ石英—方沸石—钠长石—铁白云石组合,Ⅴ地开石—铁白云石组合,Ⅵ单一铁白云石组合。3种主要结构类型包括:(1)泥晶—微晶结构,(2)内碎屑结构,(3)石盐假晶结构。4种常见的原生沉积构造包括:ⅰ纹层状和条带状构造,ⅱ网脉状充填构造,ⅲ旋涡状喷管结构,ⅳ同生变形层理结构。在物质组分和岩石结构分析的基础上,划分出网脉状充填型、水爆型、盆地沉积型和区域扩散型4种喷流岩产状类型,建立了下沟组湖相喷流岩分带性沉积模式,探讨了喷流岩研究意义。