内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组热水沉积过程中矿物沉淀顺序及其控制因素*

基于岩心、岩石薄片及元素分析等资料,通过偏光显微镜、定量矿物扫描(QemScan)、电子探针、能谱和流体包裹体分析等技术手段,探讨了二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组热水沉积岩中热水沉积矿物的沉淀顺序。研究区热水沉积矿物主要为铝硅酸盐和碳酸盐,含少量黄铁矿、重晶石、萤石等矿物。这些矿物在空间上具有特定的先后关系或位置关系: (1)在纹层状岩层中,由下到上从铝硅酸盐过渡为碳酸盐。在铝硅酸盐矿物组合中,首先出现的是方沸石,其次是钠沸石,再次为钠长石;在碳酸盐矿物中,首先出现的是菱镁矿,其次是菱铁矿,再次为铁白云石,有时还可见到方解石,但其含量很低。(2)在凝絮状团块中,团块中心为黄铁矿,从中心向外依次过渡为方沸石、钠沸石、菱镁矿、菱铁矿,最外层为铁白云石。在纹层状岩层和凝絮状团块中,有时还能见到上述顺序的逆顺序。(3)在后期充填的裂缝中,边部为沸石或绿泥石等铝硅酸盐矿物,向中心逐渐过渡为铁白云石碳酸盐。综合研究区所有的矿物序列来看,最完整的序列应为黄铁矿—钾长石—方沸石—钠沸石—钠长石—菱镁矿—菱铁矿—白云石—方解石,但是这种完整的序列是不常见的,通常仅为其中某几种矿物的组合,然而不管是哪些矿物进行组合,其出现的顺序都不变。推测该矿物序列的类型受热液喷流和溢流阶段、时间、温度和热水化学性质控制,早期高温、高盐度条件下出现的铝硅酸盐矿物序列较多,而晚期主要形成碳酸盐矿物序列。     

二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组沉积相

根据岩心、电测曲线、录井、分析化验、地震等资料,研究了白音查干凹陷下白垩统腾格尔组沉积相类型和沉积特征,以及腾格尔组沉积相分布规律。结果表明,腾格尔组发育扇三角洲、辫状河三角洲、湖泊和浊积扇4种沉积相,扇三角洲分布在北部陡坡,辫状河三角洲分布南部缓坡,从盆地边缘到盆地中心,沉积相由扇三角洲、辫状河三角洲沉积渐变为半深湖—深湖相沉积,在三角洲侧翼发育滨—浅湖相沉积,在三角洲前缘以及前三角洲和半深湖中发育浊积扇,整体呈南北分异、东西分化,这种沉积格局受盆地周边断层和古地形控制。扇三角洲和辫状河三角洲前缘亚相带仍然是油气聚集的重要相带,而与断层相关的其前缘近岸浊积扇是岩性油气藏勘探的有利目标。     

热水沉积岩岩石学特征:以内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组为例

内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组—都红木组发育1套热水沉积岩。通过岩心观察、显微镜下鉴定、扫描电镜、全岩X衍射和电子探针分析等手段,对研究区热水沉积岩的矿物组成、结构与构造特征、矿物组合关系进行系统研究,在此基础上进行岩石分类与命名。研究表明:研究区热水沉积岩在岩心上表现为深灰色、灰色和灰褐色;其矿物组分复杂多样,以白云石和沸石(钠沸石和方沸石)为主要造岩矿物,黄铁矿、菱镁矿、菱铁矿、水镁铁石及重晶石为次要矿物,混有黏土矿物、石英、钾长石和斜长石等泥质陆源碎屑;热水沉积岩结构构造特征复杂多样,根据结构特征可以划分为热水内碎屑结构、泥晶结构和团块结构3种,依据构造特征可以划分为纹层状和条带状构造、网脉状构造、同生变形构造、角砾状构造、蝌蚪状构造、星散状构造、块状构造和韵律性构造8种构造类型;以主要的热水沉积矿物白云石、沸石及陆源的泥质物(黏土矿物、石英及长石)为三端元,以90%、75%、50%、25%、10%为界限,将研究区热水沉积岩划分为泥质白云岩、含沸石白云质泥岩及沸石岩,前两者是研究区的主要岩石类型。本区热水沉积岩岩石学特征的研究可为其他地区的热水沉积岩及其沉积模式研究奠定基础,可以进一步丰富现今的沉积学理论。     

内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统湖相热水沉积岩特征及成因*

内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统巴音戈壁组上段是中国高放废物黏土岩处置库重点预选区段。通过对该段沉积岩开展岩石学、矿物学和地球化学等研究,发现该热水沉积岩岩相呈深灰色、灰色,具有纹层/条带状、网脉状、同生变形、“斑状”、块状共5种典型构造,主要矿物组分为白云石、铁白云石、方沸石、伊利石、钠长石和黄铁矿。依据主要矿物组分,将热水沉积岩分为混积岩、泥质白云岩、泥质沸石岩及含白云石沸石泥岩4类。地球化学测试结果表明: 热水沉积岩中主量元素铁、锰富集;深源气液型微量元素Mo、Sb、Zn、As、Sr、Ba丰度相对较高;稀土元素总量变化范围大,平均值为119.85μg/g,轻稀土明显富集,重稀土亏损,δCe未见明显亏损(平均值0.99),δEu中等偏强的负异常(平均值0.62);δ¹⁸O值以负偏为主。根据氧同位素值计算出的热水沉积物形成温度介于40.41~64.87℃之间,Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)三角图解中热水沉积物均落入喷流沉积区。结合区域构造背景,认为该套热水沉积岩是在干旱的气候条件下,偏还原的半咸湖—咸湖湖水与深部岩浆热液相互作用形成的低温“白烟型”热水沉积岩,其中阿尔金断裂带在100—120Ma的活动是热水沉积岩形成的主控因素,其为白云化流体提供了运移通道。对巴音戈壁盆地下白垩统巴音戈壁组热水沉积岩的研究,有助于确定高放废物黏土岩地质处置库重点目标层位。     

内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统湖相白云岩成因*

早白垩世,白音查干凹陷处于强裂陷伸展环境,并具有高地热异常。在此背景下,该凹陷发育一套仅限于深湖—半深湖相的、富含铁白云石、钠沸石和泥级长石（钠长石、钾长石）等特殊矿物成分的白云岩。该套湖相白云岩受北东向同沉积断裂控制,主要分布于凹陷北部陡坡带和湖盆中央断裂带的下降盘处,沿断裂呈线性展布。白云岩中的白云石多以铁白云石为主,并与钠沸石、长石、重晶石、水镁铁石等低温热液矿物共生,其结构可分为泥晶结构、微晶结构和中—细晶斑块状结构（多元矿物组合）3种。此外,白云岩的岩石组构还具有明显热水沉积特征,包括纹层状构造、热水碎屑结构、星散状构造、同生塑性变形、网脉状构造。综合以上初步分析,认为研究区湖相白云岩为深部热液参与并发生沉积作用形成的,即热水沉积白云岩。     

内蒙古二连盆地白音查干凹陷热水沉积序列探讨

近年来在内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统发现一套夹于深-半深湖相泥岩中,富含泥级钠长石、铁白云石、钠沸石、水镁铁石、重晶石等特殊矿物成分的热水沉积岩。该套岩石测井曲线上显示出异常高的自然伽马（G_R=700~1 100 API）,为正常泥质岩自然伽马值的2~4倍,电阻率出现特高（2 000 Ω·m）-特低（0.2 Ω·m）的剧烈变化。根据热水沉积岩的岩石学特征,通过多口单井岩芯的详细解剖,结合相应的测井响应特征,可将腾格尔组-都红木组的热水沉积岩划分为四个旋回,每一旋回呈现低自然伽马值岩性段--尖峰状高自然伽马值岩性段特征,所对应的岩性序列可将热水沉积过程划分为三个阶段:初期为热液溢流期,主要在正常湖相泥岩中形成白云石及沸石纹层、条带或夹层,相应的岩石为低自然伽马的白云质沸石质泥岩;随后随着热液活动增强,出现喷流,使初期溢流形成的半固结白云石沸石纹层发生变形破碎,形成具有同生变形构造的白云质泥岩、白云石沸石内碎屑颗粒岩,测井曲线上仍然显示为低自然伽马特征;最后由于热液活动能量衰减,再次进入缓慢溢流阶段,形成高自然伽马泥质白云岩及部分白云质泥岩。     

二连盆地白音查干凹陷下白垩统层序地层研究

在总结钻井、测井、地震等各种资料的基础上,对白音查干凹陷层序地层进行了划分对比,将下白垩统地层划分为3个超层序,6个三级层序。对主要层序内部的岩性特征、沉积相构成、体系域发育状况、地层叠加样式等进行了分析。通过这些特征的研究,对层序的形成背景、沉积演化过程,以及生储盖层的发育条件和组合关系等有了清楚的认识,认为白音查干凹陷演化具有早期形成,继承性发育,晚期鼎盛的特点,凹陷经历三次湖泛,形成三套烃源岩,发育四种成因类型的砂体,存在三套储盖组合。     

二连盆地白音查干凹陷下白垩统都红木组沉积特征及演化

通过详细的岩芯观察、录测井资料分析,并结合区域地质资料和前人研究成果,对白音查干凹陷下白垩统都红木组的沉积相特征和沉积演化进行了深入研究。结果表明,白音查干凹陷主要发育扇三角洲相、辫状河三角洲相、浊积扇相和湖泊相4种沉积相类型。其中,扇三角洲和浊积扇在陡峭的北坡发育,辫状河三角洲在宽缓的南坡沉积,湖泊相分布在扇三角洲和辫状河三角洲的侧翼及凹陷的中心。都红木组沉积时期白音查干凹陷处于强裂陷向坳陷转化阶段。根据残留地层分布特征,其沉积演化可分为早、中、晚3个时期,从早期至晚期,扇三角洲和辫状河三角洲的面积不断缩小,分别后退了约3km和4-11km,湖泊沉积成为主体。     

二连盆地白音查干凹陷早白垩世腾格尔组沉积特征及物源探讨

根据岩芯、录测井、地震以及其它分析化验资料,对白音查于凹陷早白垩世腾格尔组的沉积特征、沉积相类型及其分布规律进行了详细研究.结果表明,腾格尔组发育扇三角洲、辫状河三角洲、湖泊和浊积扇4种沉积相类型,扇三角洲分布在北部陡坡带,辫状河三角洲分布在南部缓坡带,从盆地边缘到盆地中心,沉积相由扇三角洲、辫状河三角洲沉积逐渐转变为半深湖-深湖沉积,在三角洲侧翼发育滨-浅湖相沉积,在三角洲前缘、前三角洲以及半深湖中发育浊积扇沉积,整体呈东西洼凸相问、南北隆凹成带的格局,这种沉积格局受盆地周边断层和古地形控制.利用岩石组分和重矿物成分进行物源分析,认为白音查干凹陷沉积物丰要来自凹陷北部的巴音宝力格降起和凹陷南部的赛呼都格凸起方向,并具有多期次、阵发性、近物源的特点,母岩岩性主要为沉积岩,其次为岩浆岩,见少量变质岩.     

二连盆地白音查干凹陷下白垩统阿尔善组-都红木组层序地层

层序地层学是岩性-地层油气藏勘探研究的核心技术之一。为深入开展二连盆地白音查干凹陷岩性-地层油气藏勘探,在前人研究成果基础上,通过研究区200多口井的精细地层对比和33口井759.42 m岩心的详细观察及区域构造-沉积演化分析,综合运用构造、古生物、岩性、测井以及地震反射等5个方面的特征,对白音查干凹陷(主要是西部次凹)油气勘探的主要目的层下白垩统阿尔善组—都红木组的层序发育特征进行再认识,对层序界面的性质进行重新厘定。将白音查干凹陷下白垩统阿尔善组—都红木组划分为2个超长期层序(分别对应于阿尔善组—腾格尔组和都红木组)和5个长期层序(分别对应于阿尔善组一段、阿尔善组二段、腾格尔组、都红木组一段和都红木组二段~三段);提出白音查干凹陷下白垩统腾格尔组长期层序的底界面为一连续沉积的整合面,不能构成油气运移的良好通道,即在腾格尔组底部即使圈闭条件良好(如锡40井—锡43井区),但也会因缺乏良好的油气运移通道致使圈闭中供油不足而不能成藏。     

内蒙古二连盆地洪浩尔舒特凹陷白垩系火山岩储集层

内蒙古二连盆地火山岩分布极为广泛,在古生界（含变质岩） 及中生界的侏罗系和白垩系均有分 布。位于盆地内乌尼特坳陷的洪浩尔舒特凹陷发育有３套火山岩,主要分布在白垩系阿尔善组上段、阿尔善组 下段和腾格尔组一段,火山岩主要为安山岩,次为凝灰岩和少量火山角砾岩。火山岩储集空间类型主要为气孔 和火山灰溶孔,孔缝组合类型有孔隙型、裂缝-孔隙型、孔隙-裂缝型和裂缝型。储集层物性受火山岩岩相、 成岩作用和构造活动影响,以岩相影响最显著。储集层发育总体上中央洼槽中部和东部较好。     

二连盆地白音查干凹陷和乌里雅斯太凹陷岩石热导率测试与分析

岩石热导率是地热理论和应用研究中十分重要的参数,对于地热资源评估、大地热流分析、深部热状态及岩石圈热结构等相关研究提供了基础数据支撑。本文从二连盆地白音查干凹陷和乌利亚斯太凹陷采集了98块基本覆盖白垩系各地层的钻井岩芯样品,在实验室条件下对它们进行了岩石热导率测试,并收集了前人对31个样品的测试结果,进而结合孔隙度、钻孔实测温度和深度数据,对实验室条件下的测试数据进行了饱水校正和温压校正。测试样品包括泥岩、砂岩、砾岩、片岩和玄武岩,孔隙度在2%~20%之间,采样深度在117.8~3159.5m范围内,对应的温度和压力范围分别为13.5~118.6℃、2.89~77.41MPa。实测结果表明5种不同岩性岩石样品的热导率变化范围为0.89~4.91W/(m·K)。经过饱水和温压校正后,泥岩、砂岩、砾岩、页岩和玄武岩的平均热导率分别为2.08±0.36W/(m·K)、2.28±0.50W/(m·K)、2.53±0.44W/(m·K)、4.16±0.76W/(m·K)、1.33±0.09W/(m·K)。5种岩性中片岩平均热导率值最大,玄武岩平均热导率值最小,沉积岩介于两者之间,总体上具有随深度增大而增加的趋势。饱水、温度和压力校正后的热导率比干样热导率高。结合研究区内各个地层砂岩和泥岩所占比计算得到白音查干凹陷和乌里雅斯太凹陷白垩系地层热导率分别为2.00W/(m·K)和2.17W/(m·K)。结合钻孔测温数据,计算得到二连盆地大地热流值介于74~85mW/m^2,明显高于中国大陆地区平均热流值61.5mW/m^2。本文的研究成果对二连盆地以及华北北缘的地热资源,深部热状态和岩石圈结构都有意义。     

蒙古国塔南凹陷下白垩统铜钵庙组地震反射特征

铜钵庙组是塔南凹陷的重要含油气层位,精细研究其层序地层,有助于进一步对油气藏进行勘探和开发。主要利用地震反射特征,结合单井资料,对铜钵庙组进行了层序界面的识别,并首次在本区对层序内部体系域地震反射特征进行详细研究。铜钵庙组顶、底界面( T3、T5) 为区域不整合面,分别表现为高角度不整合和“上超下剥”的反射特征; 内部以T3--1 为界分为2 个三级层级( SQ1、 SQ2) 。T3--1 为局部不整合面,主要表现为上超。体系域在本区东次凹上部层序SQ2 中发育完整,被首次上超面、末次上超面和顶部的下超面分为LST、TST、HST 和RST。在此基础上分析了铜钵庙组的内部反射结构,认为本区存在5 种主要反射结构,其中,杂乱反射、楔状反射、前积反射地震相出现在山( 陆架) 前地区,代表扇三角洲沉积; 亚平行反射、波状反射代表滨浅湖沉积或三角洲平原沉积; 平行反射位于盆地地堑中心,代表半深湖、深湖沉积。