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

第30卷　第1期

成都理工大学学报(自然科学版)

V ol.30N o.1　2003年2月

JOURN AL OF CHEN GDU U NIVERSIT Y OF T ECHNOL OGY (Scienc e &T echnolo gy Edition)

F eb.2003　

[文章编号]1671-9727(2003)01-0001-08

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

[收稿日期]2002-09-18

[作者简介]郑荣才(1950-),男,教授,博士生导师,沉积学与石油地质学专业.

郑荣才1,王成善1,朱利东1,刘红军1

方国玉2,杜文博2,王崇孝2,汪满福

2

(1.成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,成都610059;

2.中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院)

[摘要]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,探讨了此类白云岩在油气藏勘探与开发工程中的研究意义。[关键词]酒西盆地;下白垩统;深湖相喷流岩;热水矿物组合;热水沉积白云岩[分类号]P 588.245 [文献标识码]A

1　研究概况

位于北祁连与阿尔金两构造带交汇处的酒西盆地青西凹陷下沟组(K 1g ),发育有一套厚度巨

大,但分布范围主要限于深凹陷内的深—半深湖相暗色“白云质泥岩”和“泥质白云岩”夹泥岩组合。其中“白云质泥岩”和“泥质白云岩”的物质组分非常特殊,主要由纹层状分布的微—隐晶质长英质矿物与铁白云石、伊利石和有机质纹层相间组成,并含有重晶石、方沸石和黄铁矿等矿物。这一物质组分的特殊性最早由玉门油田勘探开发研究院的王培坤(1998)所发现,之后有较多地质学家对此两类岩石的物质组分和结构构造特征进行了详细研究,均提出“火山凝灰物质经沉积-成岩改造而成”的观点

[1],[2]

。作者在承担“酒泉盆地下

白垩统沉积特征与层序地层学研究”项目的工作中,依据近千片岩石薄片的鉴定结果,以及前人和本项研究的分析化验资料,发现此两类岩石中除

含有大量铁白云石和长英质矿物组分外,重晶石、方沸石、地开石的含量局部亦较高,并含有微量闪锌矿、黄铜矿和方铅矿等热液成因的矿物。结合此类岩石中常发育有正常沉积岩或凝灰岩中难以解释的特殊结构构造,沉积厚度大,但分布范围主要限于深凹陷内,展布方向明显受北东向基底断裂控制等特征,认为其成因与湖底热水沉积作用有关,为一类特殊成因类型的湖相“白烟型”喷流岩(喷流型热水沉积白云岩)。

喷流岩的类型划分[3]～[7],如按热水矿物组合特征通常被划分为“白烟型”和“黑烟型”两种类型,前者以非晶质或隐晶质的硅质、铝硅酸盐及碳

酸盐岩矿物组合为主,次为石膏和重晶石等硫酸

盐矿物,含少量铁的氧化物和氢氧化物,金属硫化物稀少;后者除了在“白烟型”中常见的非金属矿物外,以含有大量金属硫化物矿物为显著特征,如黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等;如按喷流岩形成时的地理环境和产状特征,可划分为陆表泉华型、盆地沉积型和脉状充填型三类[4],[5],其中盆地沉积型又可分为海相喷流岩与陆相喷流岩。有关海相“白烟型”和“黑烟型”喷流岩的研究成果国内外报道众多,湖相的“黑烟型”喷流岩也屡见报道,典型实例为东非裂谷坦噶尼喀湖的现代湖底热液喷流型块状金属硫化物沉积[8],古代实例以云南三叠系湖相“黑烟型”金顶铅锌矿和白牛厂银多金属矿为代表[5]。以硅华和钙华为代表的陆表泉华型喷流岩于中国第四纪火山活动区普遍发育,如滇西腾冲地区广泛发育的含金、铀和黄铁矿的陆表钙华型喷流岩[5],[7]。而湖相“白烟型”喷流岩经国内外文献资料检索尚未见有报道,因而酒西盆地青西凹陷下沟组中此类喷流岩的发现,可初步确定为首例,在基础地质理论研究和油气藏勘探与开发工程中均具有极其重要的意义。

2　喷流岩的产出状况

酒西盆地青西凹陷下沟组中以“白云质泥岩”和“泥岩白云质”为代表的喷流岩累计厚度一般为300～400m,最大可达500m以上。垂向剖面上,“白云质泥岩”和“泥质白云岩”与暗色页岩不等厚互层,富含结核状、透镜状和条带状菱铁矿,偶夹湖底浊积扇外扇亚相的薄—中层状粉—细砂岩。在旱峡一带,在相当喷流岩最发育层位的下沟组中上部,夹有2层杏仁状或枕状碱性拉斑玄武岩,厚度变化很大,为5～200m。平面上,喷流岩的分布主要限于青西凹陷的深—半深湖相沉积区(图1),以凹陷中心部位的厚度为最大。有意义的是,按下沟组的地层旋回性,可划分出5个可进行等时对比的中期旋回层序,若按25m间距编制各中期旋回层序中的“白云质泥岩”和“泥质白云岩”等厚图,于各层序的等厚图中不仅都出现此两类岩石的分布范围随湖盆扩大和水体加深而扩展加厚的沉积演化特点,以相当下沟组最大湖泛期沉积的MSC3和M SC4两层序的分布范围为最广,平均厚度为最大,同时在各层序中都出现了高值

沉积区(>100m)与低值沉积区(25～75m)呈北

图1　酒西盆地青西凹陷下白垩统下沟组

喷流岩发育位置示意图

Fig.1　Diagr am show ing t he distr ibutio n of ex halat ive ro ck developed fro m the L ow er Cr etaceous Xia go u

F or matio n in Q ingx i sag,Jiux i basin

1.喷流岩主要发育区;

2.油田;

3.二级构造单元边界;

4.逆断层和构造单元边界;

5.正断层和构造单元边界

图2　青西凹陷K1g M SC3层序“白云质泥岩”等厚图F ig.2　I so pach map o f lacustrine laminat ed dolomitic

mudstones of M SC3sequence o f the L ow er

Cr etaceous Xiag ou F or matio n in Q ingx i sag

东向相间条带状展布的沉积格局(图2和3),与基底中的北东向断裂构造展布方位和活动范围相一致。此特征表明以“白云质泥岩”和“泥质白云岩”为代表的湖相喷流岩系的沉积作用,主要受基底中的北东向张性活动断裂控制,基底断裂很可能为地下热水系统的线型喷流带。

3　喷流岩的矿物学和岩石学特征

在前人的研究成果中,认为“白云质泥岩”和“泥质白云岩”中均发育有隐约可见的残余凝灰结构,因而将两类岩石中丰度很高的微粒长英质和

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