孫先達(dá)，李宜強(qiáng)，崔永強(qiáng)，張民志，殷 嬌

（1．中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京昌平 102249； 2．中國(guó)石油大學(xué)（北京）提高采收率研究院，北京昌平

102249； 3．大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712； 4．大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江大慶 163414）

海拉爾—塔木察格盆地凝灰質(zhì)儲(chǔ)層次生孔隙及堿交代作用

孫先達(dá)1，2，3，李宜強(qiáng)2，崔永強(qiáng)3，張民志3，殷 嬌4

（1．中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京昌平 102249； 2．中國(guó)石油大學(xué)（北京）提高采收率研究院，北京昌平

102249； 3．大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712； 4．大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江大慶 163414）

海拉爾—塔木察格盆地凝灰質(zhì)儲(chǔ)層次生孔隙成因?yàn)閴A交代作用和流體致裂作用．堿交代作用以大規(guī)模堿性流體堿解和堿交代為核心特征；流體致裂作用包含構(gòu)造流體壓裂作用、流體泵壓、引張溶蝕非平衡動(dòng)力學(xué)作用．該地區(qū)經(jīng)過(guò)多年勘探未發(fā)現(xiàn)常規(guī)砂巖儲(chǔ)層，但在主體勘探目的層南屯組以下發(fā)現(xiàn)凝灰質(zhì)類(lèi)儲(chǔ)層，在1 400～1 900m的次生孔隙儲(chǔ)集空間主控油氣藏，次生孔隙比例為40%～80%，在2 000m以下的次生孔隙比例大于90%，儲(chǔ)集作用及空間格局與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層完全不同，溶蝕格局在常規(guī)砂巖中未見(jiàn)．伴隨次生孔隙形成，凝灰質(zhì)儲(chǔ)層中發(fā)生大規(guī)模堿性溶解和交代現(xiàn)象，形成大量堿性成因標(biāo)型礦物組合，如柯綠泥石、鈉板石、碳鈉鋁石、方沸石、綠磷石、鈰褐簾石、鐵綠泥石等，呈現(xiàn)大規(guī)模堿性作用的次生孔隙成因控制格局，與此同時(shí)，發(fā)生天然構(gòu)造流體致裂作用形成微裂縫．

堿性溶解；堿交代作用；凝灰質(zhì)儲(chǔ)層；成因礦物學(xué)；凝灰質(zhì)；海拉爾—塔木察格盆地

0 引言

堿交代現(xiàn)象在礦床研究中受到地質(zhì)研究者關(guān)注［1］，指在大量堿質(zhì)（主要是鈉和鉀，有時(shí)還有鋰、銣、銫）及酸性揮發(fā)分共同參與下，巖石發(fā)生堿增量，并使巖石陽(yáng)離子集團(tuán)的原子價(jià)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生歧化和空間再分配的一種熱液作用［2］．杜樂(lè)天研究金屬、非金屬和稀土礦床資料，認(rèn)為它們的地質(zhì)成礦作用可統(tǒng)稱(chēng)為富堿熱流體作用［2］．堿交代作用包含幾十種親氧、親硫元素的礦化類(lèi)型成礦的基本規(guī)律，是熱液作用成礦的主體，還是一系列內(nèi)生成巖作用（如花崗巖、混合巖、堿性巖、內(nèi)生碳酸巖和細(xì)碧角斑巖等），以及與地幔脫氣、脫水、脫堿熱流體有關(guān)的地殼深部交代作用的重要機(jī)制［3］．地幔流體即烴堿流體，是發(fā)生在地幔和地殼堿交代作用的根本原因，烴和堿在地幔流體中共存．基于堿交代作用分析，認(rèn)為勝利油田油氣與膠東熱液金礦具有統(tǒng)一的烴堿來(lái)源［4］．

烴堿流體地球化學(xué)在地球化學(xué)層面統(tǒng)一礦床學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)，在石油地質(zhì)和金屬、非金屬地質(zhì)研究之間建立聯(lián)系．邱隆偉等研究泌陽(yáng)凹陷堿性成巖作用及其對(duì)儲(chǔ)層的影響，指出原始沉積環(huán)境和沉積物特征決定泌陽(yáng)凹陷主體部位儲(chǔ)層的埋藏成巖作用，是一種總體以堿性地層水為背景的堿性成巖作用，在堿性成巖作用的作用下，儲(chǔ)層中次生孔隙的發(fā)育特征和經(jīng)典成巖作用有較大不同［5］，進(jìn)而將堿性流體和堿交代作用引入油氣領(lǐng)域．

張民志等研究海拉爾盆地柯綠泥石和鈉板石特征及其地質(zhì)意義，指出海拉爾盆地以柯綠泥石和鈉板石為代表的次生礦物，形成于富鈉和活性鋁的堿性流體成巖環(huán)境，是大規(guī)模堿交代作用的結(jié)果；在柯綠泥石和鈉板石共生的碳鈉鋁石發(fā)育帶，發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)意義的幔源CO2氣藏，證實(shí)烴堿流體地球化學(xué)中堿烴并存理論［6］．

含油氣盆地對(duì)應(yīng)大規(guī)模上地幔和軟流層隆起，地幔烴堿流體上升進(jìn)入含油氣盆地．烴堿流體與含油氣盆地的關(guān)系包括碳硅泥巖系與烴源巖的關(guān)系、基底巖石（火山巖）堿交代作用、堿性地層水來(lái)源、油氣的來(lái)源，以及碎屑巖儲(chǔ)層演化規(guī)律等．

海拉爾—塔木察格盆地（簡(jiǎn)稱(chēng)海—塔盆地）地處東經(jīng)115°30′～120°00′、北緯46°00′～49°00′，橫跨中蒙邊界，為松遼盆地外最大的中、新生代陸相含油氣沉積盆地，總面積約為70．480×103km2．盆地基底為古生界和前古生界褶皺地層，屬于中亞—蒙古拗拉槽的一部分，沉積巖最大厚度為6km，由古生界至白堊系地層構(gòu)成，主要儲(chǔ)層為白堊系南屯組和銅缽廟組，巖石類(lèi)型主要為砂巖、凝灰質(zhì)砂礫巖、凝灰?guī)r及基巖風(fēng)化殼等，具有多物源、近物源、相變快，斷裂系統(tǒng)復(fù)雜的特點(diǎn)，構(gòu)造上多期盆地疊加，使儲(chǔ)層受多期流體改造，地層中普遍含有堿性凝灰質(zhì)．凝灰質(zhì)在堿性條件下被大規(guī)模溶解交代形成大量次生孔隙，同時(shí)，天然構(gòu)造流體致裂作用形成微裂縫．該現(xiàn)象既與傳統(tǒng)的酸性流體次生孔隙成因假說(shuō)不同，也與常規(guī)砂巖中局部堿性成巖作用造成小規(guī)模石英和巖石溶解的巖石礦物地球化學(xué)現(xiàn)象不同，有其獨(dú)特地域性．2001年，對(duì)貝10井盆地基底布達(dá)特群儲(chǔ)層深度1 935．0～1 956．0m進(jìn)行壓裂后抽汲，獲得39．769t／d的高產(chǎn)工業(yè)油流，之后在興安嶺群火山巖儲(chǔ)層也獲得突破性進(jìn)展，這些勘探成果是酸性次生孔隙模式難以預(yù)測(cè)的．筆者分析海—塔盆地次生孔隙及自生礦物成因，建立次生孔隙成因模式，研究凝灰質(zhì)儲(chǔ)層次生孔隙成因及其與堿交代作用關(guān)系，為海拉爾盆地深部勘探提供理論依據(jù)．

1 堿交代作用及次生孔隙成因

?！璧匕讏紫的贤徒M、銅體廟組和侏羅系興安嶺群的凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)泥巖、沉凝灰?guī)r和凝灰?guī)r儲(chǔ)層統(tǒng)稱(chēng)為凝灰質(zhì)儲(chǔ)層，是盆地主要產(chǎn)層．油氣儲(chǔ)集空間以次生孔隙為主，在深度1 400～1 900m次生孔隙占總孔隙體積的40%～80%，在深度2 000m以下次生孔隙占總孔隙體積的90%以上．存在大量堿性成因標(biāo)型礦物組合，如柯綠泥石、鈉板石、碳鈉鋁石、方沸石、綠磷石、鈰褐簾石、鐵綠泥石等，證明伴隨次生孔隙形成，發(fā)生大規(guī)模堿性溶解和交代作用．晶屑、玻屑、長(zhǎng)石和黏土等填隙物均發(fā)生不同程度的溶解現(xiàn)象，廣泛發(fā)育于烏爾遜、貝爾、南貝爾、塔木察格凹陷凝灰質(zhì)儲(chǔ)層．

1．1 堿性成因標(biāo)型成巖礦物共生共存組合

巖心和薄片觀察分析表明，各類(lèi)凝灰質(zhì)類(lèi)巖石多具有密度較大、所含碎屑成分較單一（安山質(zhì)、英安質(zhì)等火山物質(zhì)占優(yōu)）、深度增加時(shí)破碎蝕變較強(qiáng)烈等特點(diǎn)，且凝灰質(zhì)和碎屑成分同時(shí)蝕變，區(qū)分難度很大，巖性特點(diǎn)介于火山碎屑和正常沉積巖之間，受流體作用的溶解和重結(jié)晶強(qiáng)烈．不整合面附近巖石受到多期強(qiáng)烈壓碎，產(chǎn)生大量張性裂隙，或形成片理化；沿裂隙受多期蝕變，主要蝕變形式包括柯綠泥石化和鈉板石化［6］、硅化（石英、玉髓、蛋白石等）、碳酸鹽化（方解石、白云石或菱鐵礦）、堿式碳酸鹽化即碳鈉鋁石化［8—9］、方沸石化、褐簾石化、黃鐵礦化等，斜長(zhǎng)石碎屑絹云母化和鈉長(zhǎng)石化，礦物顆粒被碳酸鹽、碳鈉鋁石、綠泥石、綠簾石或褐簾石交代后呈交代假像出現(xiàn)，許多堿性礦物以交代或孔隙中沉淀的方式存在，形成大量次生孔隙（見(jiàn)圖1、圖2）．形成次生孔隙的同時(shí)，發(fā)生大規(guī)模高嶺石溶解直至被溶盡的地球化學(xué)現(xiàn)象．

早期部分弱酸性條件形成的自生高嶺石和陸源碎屑高嶺石，在進(jìn)一步壓實(shí)的堿性流體條件下發(fā)生溶解即堿解作用，高嶺石在深度1 400～1 800m溶解普遍，深度2 000m以下趨于溶盡，堿性條件下顆粒及填隙物發(fā)生堿解及交代作用，共生形成堿性標(biāo)志性成因黏土礦物，如柯綠泥石、鈉板石、鐵綠泥石等，還有共生形成堿性成因標(biāo)志性黏土礦物，如碳鈉鋁石、方沸石、褐簾石、綠鱗石等，與早期殘留的酸性礦物混合共存，交代或溶解形成次生孔隙，次生孔隙在壓實(shí)過(guò)程中或壓實(shí)后形成．

凝灰質(zhì)堿性成因標(biāo)型礦物與儲(chǔ)層發(fā)育密切相關(guān)（見(jiàn)表1）．凝灰質(zhì)碎屑巖次生孔隙發(fā)育分布段均為堿性成因標(biāo)型礦物發(fā)育分布段，兩者具有密切對(duì)應(yīng)關(guān)系，柯綠泥石、鈉板石、方沸石、碳鈉鋁石、綠鱗石、鈰褐簾石等6種堿性成因標(biāo)型礦物形成時(shí)發(fā)生泛堿交代作用，碎屑高嶺石和自生高嶺石—迪開(kāi)石發(fā)生大量溶解作用，在南屯組和銅缽廟組地層形成大量次生孔隙，油氣主要在南屯組和銅缽廟組的成巖中晚期充注，并受次生孔隙儲(chǔ)集空間控制．

圖1 泛堿交代作用的堿交代標(biāo)型信息與次生孔隙成因解釋圖版ⅠFig．1 Explanatory diagramⅠof Alkaline metasomatism typomorpHic mineral information and secondary porosity causes

圖2 泛堿交代作用的堿交代標(biāo)型信息與次生孔隙成因解釋圖版ⅡFig．2 Explanatory diagramⅡof Alkaline metasomatism typomorpHic mineral information and secondary porosity causes

1．2 堿金屬元素礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、流體pH堿性和堿性次生孔隙分布

堿金屬元素Na和K為苛性堿的控制元素，具有形成堿性條件和堿苛性溶蝕能力，在弱堿性條件下，硅酸鹽可以發(fā)生堿解作用．烏爾遜和貝爾地區(qū)的儲(chǔ)層巖石堿金屬元素礦物（K2O+Na2O）質(zhì)量分?jǐn)?shù)、流體pH堿性和堿性次生孔隙隨深度分布見(jiàn)圖3．由圖3可見(jiàn)，K2O+Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)、流體pH堿性和堿性次生孔隙分布具有較高對(duì)應(yīng)性．凝灰質(zhì)碎屑巖中堿金屬元素礦物為堿性蝕變提供物質(zhì)基礎(chǔ)，使成巖流體形成持續(xù)的堿性pH條件；斷裂等構(gòu)造作用使流體能量增加，為儲(chǔ)集層泛堿交代作用提供地球化學(xué)條件．在南屯組以下凝灰質(zhì)儲(chǔ)層中，因?yàn)閮?chǔ)集層泛堿交代作用形成堿性標(biāo)型礦物的成巖共生序列（見(jiàn)圖1），伴隨大量次生孔隙形成，在銅缽廟和南屯組凝灰質(zhì)碎屑巖中發(fā)育大規(guī)模非常規(guī)油氣藏．

表1 ?！璧啬屹|(zhì)堿性標(biāo)型礦物與油氣藏儲(chǔ)集空間次生孔隙分布控制Table 1 The tuffaceous basic standard type of mineral and oil and gas reservoirs reservoir space secondary porosity distribution control in Hailar—Tamsag basin

圖3 烏爾遜和貝爾地區(qū)K2O+Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)、流體pH堿性和次生孔隙隨深度分布Fig．3 The distribution of K2O+Na2O，pH and secondary porosity in Wuerxun and Beier area

堿金屬元素（Na和K）礦物的第一重堿交代作用是?！璧卮紊紫冻梢蜃钪匾牡厍蚧瘜W(xué)基礎(chǔ)和流體成分條件．

1．3 堿金屬與堿土金屬元素礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布

海—塔盆地銅缽廟和南屯組凝灰質(zhì)碎屑巖主要常量標(biāo)志性堿金屬元素礦物（K2O+Na2O）和堿土金屬元素礦物（CaO+MgO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布特征見(jiàn)圖4．由圖4可見(jiàn)，堿金屬和堿土金屬元素礦物演化分布整體上具有相關(guān)性，與鐵元素礦物的分布也具有相關(guān)性．常量標(biāo)志性堿性元素鈉、鉀、鈣、鎂礦物呈現(xiàn)堿金屬和堿土金屬礦物的雙重堿交代作用特征，鈉、鉀發(fā)生堿金屬元素礦物交代，鈣、鎂發(fā)生堿土金屬元素礦物交代，并有很多鐵元素礦物參與交代作用，前者為堿性黏土化和廣泛的鈉質(zhì)交代溶解作用提供物質(zhì)基礎(chǔ)，后者為菱鐵礦和鐵方解石的碳酸鹽化堿交代作用提供物質(zhì)基礎(chǔ)．

圖4 烏爾遜和貝爾凹陷儲(chǔ)層標(biāo)志常量元素礦物鈣、鎂、鈉、鉀、鐵的氧化物隨深度分布Fig．4 Wuerxun and Beier sag the reservoir logo macroelements calcium，magnesium，sodium，potassium iron oxide vertical maps

堿金屬元素礦物交代形成鈉板石、柯綠泥石、碳鈉鋁石、方沸石和鈉長(zhǎng)石等標(biāo)志性堿性成因黏土和非黏土礦物，堿土金屬元素礦物交代和鐵元素礦物交代形成綠鱗石、鈰褐簾石、菱鐵礦、鐵方解石、鐵白云石和白云石等堿性成因礦物．

凝灰質(zhì)碎屑巖對(duì)成巖流體提供的鈉、鉀、鈣、鎂等堿金屬和堿土金屬元素礦物，在第一重堿金屬元素礦物交代基礎(chǔ)上，疊加堿土金屬元素礦物的第二重堿交代作用，為次生孔隙成因提供更為充分的元素地球化學(xué)條件．

2 次生孔隙成因地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)模式

2．1 構(gòu)造流體和物質(zhì)條件

?！璧厣畈堪l(fā)育莫霍面隆起，莫霍面深度為41～43km，盆地外部大興安嶺地區(qū)最深達(dá)48 km［10］．盆地?cái)嘞菔纺M表明，自晚侏羅紀(jì)到第三紀(jì)盆地發(fā)育分為5個(gè)階段：斷陷孕育階段（興安嶺群）、斷陷強(qiáng)烈拉張階段（銅體廟組）、斷陷快速沉降階段（南屯組）、斷陷穩(wěn)定拉張階段（大磨拐河組）和斷陷萎縮階段（伊敏組）．興安嶺群發(fā)育局部含煤火山碎屑巖，其凝灰質(zhì)火山事件及后續(xù)熱流體影響波及主要含油目的層白堊系銅缽廟組至南屯組的沉積地層，不穩(wěn)定的火山物質(zhì)易于受構(gòu)造流體影響發(fā)生蝕變作用．

盆地的堿性成巖礦物共生序列，如碳鈉鋁石、方沸石、鈰褐簾石、綠磷石、柯綠泥石和鈉板石分布均與火山物質(zhì)有關(guān)，尤其是火山凝灰?guī)r和沉凝灰?guī)r曾被認(rèn)定為泥巖和砂巖．它們?yōu)槟屹|(zhì)類(lèi)碎屑巖，不穩(wěn)定的堿性凝灰質(zhì)類(lèi)碎屑巖是堿性交代蝕變的主要巖石學(xué)因素．

海拉爾盆地三疊系基底布達(dá)特群地層廣泛發(fā)育鐵白云石脈和石英脈．礦物流體包裹體均一溫度測(cè)定表明：鐵白云石脈的均一溫度為122～190℃，石英脈的均一溫度為99～211℃，而裂變徑跡顯示海拉爾盆地古地溫梯度為4．65℃／hm．布達(dá)特群埋深為1 700～2 500m，相應(yīng)的古地溫為79～111℃，遠(yuǎn)低于鐵白云石脈、石英脈的流體包裹體均一溫度，反映盆地地幔熱液流體發(fā)育．有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)體反射率的測(cè)定反映盆地深部受熱液流體作用影響［11］．

海拉爾盆地流體在中晚期呈現(xiàn)堿性特征，隨深度增加堿性作用加強(qiáng)，說(shuō)明深部來(lái)源的烴堿流體為盆地提供堿源．海拉爾盆地現(xiàn)今地層水平均pH值為8．5，最大值為11．9，表明盆地流體為堿性或強(qiáng)堿性環(huán)境．

2．2 次生孔隙儲(chǔ)層成因模式

通過(guò)對(duì)凝灰質(zhì)類(lèi)碎屑巖巖石學(xué)、黏土礦物、成巖作用和次生孔隙成因綜合研究可知，凝灰質(zhì)巖性地層油氣藏是次生孔隙發(fā)育儲(chǔ)層，其次生孔隙成因?yàn)榇嬖诖笠?guī)模堿交代作用，多期堿性成巖后生構(gòu)造流體疊加早于酸性作用，控制次生孔隙油氣藏分布格局．

?！璧剌^深部凹陷帶、斜坡帶和構(gòu)造高點(diǎn)的碎屑巖的次生孔隙形成，經(jīng)歷廣泛的堿交代作用，尤其是深度2 000m以下的長(zhǎng)石全部發(fā)生堿交代作用，深度1 300～2 000m長(zhǎng)石具有堿強(qiáng)酸弱的酸堿疊加作用特征．盆地凝灰質(zhì)碎屑巖（含潛山帶）次生孔隙（縫、孔、洞）儲(chǔ)層成因模式，即地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)模式見(jiàn)圖5．

圖5 ?！璧卮紊紫冻梢虻厍蚧瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)模式Fig．5 Geochemical kinetics mode of fifth secondary pore evolution of of Hailar—Tamsag basin

次生孔隙成因建立在非平衡作用基礎(chǔ)［12—13］之上，即為由構(gòu)造變動(dòng)和流體作用形成的瞬間開(kāi)放體系［14］．對(duì)海—塔盆地黏土礦物和成巖作用的研究可知，?！璧貥?gòu)造流體的非平衡作用發(fā)育，并非封閉、孤立系統(tǒng)，而是動(dòng)態(tài)開(kāi)放、非平衡的復(fù)雜系統(tǒng)，具備熱流體耗散結(jié)構(gòu)作用機(jī)理，發(fā)育自組織結(jié)晶學(xué)現(xiàn)象（各類(lèi)有序混層）［12—13］，堿性成巖后生熱流體的物質(zhì)和能量脈沖式參與盆地內(nèi)一系列反應(yīng)．在海—塔盆地儲(chǔ)層復(fù)雜的開(kāi)放系統(tǒng)條件下，在成巖作用中不斷進(jìn)行物質(zhì)輸運(yùn)、能量傳遞和耗散等一系列變化．熱流體具備擴(kuò)散循環(huán)和對(duì)流機(jī)制，表現(xiàn)為：成巖物質(zhì)在短距離內(nèi)的遷移以擴(kuò)散、滲濾方式進(jìn)行；熱流可能遷移很長(zhǎng)的距離，在一定范圍內(nèi)，熱流的遷移以對(duì)流方式存在．堿性流體成巖作用強(qiáng)烈，凝灰質(zhì)儲(chǔ)層比較致密，但構(gòu)造斷裂可以造成異常高壓，多級(jí)斷裂和流體作用使壓實(shí)期和壓實(shí)后的儲(chǔ)層開(kāi)啟，由堿解和堿交代作用形成次生孔隙．

?！璧貎?chǔ)層的控制巖性基本為凝灰質(zhì)碎屑巖，復(fù)雜的斷裂作用使熱液作用非常強(qiáng)烈，貝爾潛山帶凝灰質(zhì)儲(chǔ)層存在明顯的不整合面，沿不整合面的后生熱液作用更為強(qiáng)烈．總體上，次生孔隙成因地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)模式規(guī)律為：

（1）儲(chǔ)層控制巖性以凝灰質(zhì)碎屑巖為主，碎屑巖儲(chǔ)層經(jīng)歷過(guò)強(qiáng)烈的酸堿疊加作用，堿性實(shí)際貢獻(xiàn)率為95%；

（2）不整合面附近發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈構(gòu)造流體的非平衡作用（多期熱液，見(jiàn)圖2（a）、（c）），將風(fēng)化氧化標(biāo)志完全改造；

（3）潛山儲(chǔ)層縫孔洞發(fā)育（見(jiàn)圖2（a）、（c）、（f））是在酸性作用后，堿性流體和構(gòu)造共同作用的結(jié)果，為典型次生孔隙成因（見(jiàn)圖1、圖2）；

（4）次生孔隙成因由構(gòu)造—流體非平衡作用造成，該作用是儲(chǔ)層油氣聚集的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，也是儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)基礎(chǔ)；

（5）構(gòu)造流體的非平衡（如壓實(shí)期和壓實(shí)后的斷裂形成超壓流體）作用于儲(chǔ)層，形成開(kāi)啟作用，產(chǎn)生地質(zhì)條件的混沌或準(zhǔn)混沌現(xiàn)象，即無(wú)序的非平衡．超壓釋放時(shí)，由混沌向有序演化，形成自組織動(dòng)力學(xué)體系，在自組織結(jié)晶動(dòng)力學(xué)條件下，形成大量規(guī)則間層黏土礦物，如柯綠泥石和鈉板石；

（6）由于凝灰質(zhì)蝕變的能量蓄積和斷裂構(gòu)造的增益作用，堿性流體具有高能性，此模式下可以發(fā)生斷裂—流體—堿交代的三重致裂溶蝕現(xiàn)象（見(jiàn)圖1、圖2）；

（7）天然的構(gòu)造流體致裂作用［15］、流體泵壓、引漲溶蝕在?！璧乜陀^存在，是大量微裂縫、溶蝕微裂縫、溶蝕裂縫洞形成的地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)因素．

2．3 堿作用相的儲(chǔ)集成藏貢獻(xiàn)

堿作用相指包括地表天然弱堿性淋濾及成巖早、中和晚期多期的堿性的作用環(huán)境．天然弱堿性淋濾和早期堿性水化流體的標(biāo)志是形成蒙皂石和早期沸石；長(zhǎng)石也發(fā)生堿解作用，但成巖溫度較低，貢獻(xiàn)有限．

隨著成巖演化的深入，在中期堿性熱液流體階段，海—塔盆地產(chǎn)生強(qiáng)烈的非平衡作用，以堿性作用為主，形成大量次生孔隙，沿有利構(gòu)造流體作用域次生增容明顯．

堿性非平衡流體階段的主要作用標(biāo)志為：次生孔隙成因形成系列標(biāo)型礦物，包括柯綠泥石、鈉板石、碳鈉鋁石、綠鱗石、鈰褐簾石和鐵綠泥石，向深部演化時(shí)高嶺石和迪開(kāi)石趨于溶盡［16］．

柯綠泥石和鈉板石化等堿性成巖化的初始動(dòng)力學(xué)環(huán)境是遠(yuǎn)離平衡的瞬間（相對(duì)）開(kāi)放環(huán)境，即地層條件下的“準(zhǔn)混沌”，沿有利構(gòu)造流體作用域在凝灰質(zhì)碎屑巖中形成次生孔隙，堿性條件下早期高嶺石溶解，長(zhǎng)石大量堿性溶解，是海—塔盆地堿作用相的特征性標(biāo)志．晚成巖后生階段，晚期和后生期脫水、繼承性構(gòu)造、晚期構(gòu)造開(kāi)啟與逆向水化階段，也是堿性流體主要作用階段，其主要標(biāo)志為：全壓實(shí)階段后，可以形成后生構(gòu)造開(kāi)啟，沿有利構(gòu)造流體作用域的凝灰質(zhì)碎屑巖發(fā)生堿解作用，高嶺石溶解殆盡，可留殘晶，長(zhǎng)石及填隙物大量堿性溶解，次生孔隙發(fā)育，形成次生孔隙有利儲(chǔ)層，是深度2 000m以下次生孔隙的主導(dǎo)性控制因素．

在成巖中晚期堿作用相形成過(guò)程中，油氣藏主要儲(chǔ)層段幾乎都是堿作用相發(fā)育段．在深度2 000m以上，堿作用對(duì)油氣藏的主導(dǎo)控制比例達(dá)到40%～90%；在深度2 000m以下，堿作用對(duì)油氣藏的主導(dǎo)控制比例達(dá)到95%以上．綜合考慮，堿作用對(duì)次生孔隙和油氣藏的貢獻(xiàn)大于90%（見(jiàn)圖6）．

圖6 巴斜2井堿作用相的儲(chǔ)集成藏與次生孔隙成因評(píng)價(jià)Fig．6 Ba x2wells alkali effect the integrated storage pools and the secondary pore evolution evaluation phase

3 結(jié)論

（1）凝灰質(zhì)儲(chǔ)層次生孔隙是堿交代作用和流體致裂作用的結(jié)果．?！璧啬屹|(zhì)巖性地層油氣藏是次生孔隙發(fā)育儲(chǔ)層，隨深度增加，1 800m以下次生孔隙比例達(dá)到90%以上，次生孔隙成因以堿性溶解、堿交代作用、流體壓裂和自組織有序化為核心作用特征，并控制次生孔隙分布格局，主導(dǎo)控制儲(chǔ)層的油氣儲(chǔ)集成藏作用，沿著有利構(gòu)造流體作用域形成大規(guī)模非常規(guī)儲(chǔ)層油氣藏．構(gòu)造、巖性、成巖后生流體控制是勘探預(yù)測(cè)三要素，堿性標(biāo)型礦物與有利儲(chǔ)層分布具有密切相關(guān)關(guān)系．

（2）有利構(gòu)造流體作用域的特征為：繼承性及后生期斷裂等構(gòu)造控制成巖后生期流體作用范圍，多期復(fù)雜作用對(duì)壓實(shí)區(qū)產(chǎn)生開(kāi)啟作用，產(chǎn)生遠(yuǎn)離平衡的非平衡作用，釋放后形成自組織有序化動(dòng)力學(xué)體系，流體可以產(chǎn)生順層“走滑式”擴(kuò)張、縱向擴(kuò)張、網(wǎng)狀斷裂擴(kuò)張，大規(guī)模堿性控制在壓實(shí)的凝灰質(zhì)儲(chǔ)層中形成大規(guī)模次生孔隙儲(chǔ)集空間，在次生孔隙形成的低勢(shì)區(qū)產(chǎn)生油氣充注，形成油氣藏．

（3）次生孔隙堿交代研究拓寬儲(chǔ)層研究的視野．海—塔盆地次生孔隙成因機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，證明（有機(jī)等）酸作用不是次生孔隙形成的唯一原因，該作用機(jī)制對(duì)剩余資源勘探預(yù)測(cè)理論具有重要意義．

（4）堿性流體加構(gòu)造流體致裂作用可形成大規(guī)模有利儲(chǔ)層，不僅有助于解決?！璧貎?chǔ)層孔隙成因研究和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等問(wèn)題，也為海—塔盆地巖性地層油氣藏和構(gòu)造流體油氣藏研究提供新思維模式．

（5）次生孔隙成因與深部斷裂、深部流體、地幔脫氣的關(guān)系有待進(jìn)一步研究，其意義在于為尋找新剩余資源勘探領(lǐng)域提供一種適用的儲(chǔ)層演化研究模式．

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TE122．14

A

2095—4107（2013）05—0032—10

DOI 10．3969／j．issn．2095—4107．2013．05．005

2013—05—14；編輯：張兆虹

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51374221）

孫先達(dá)（1973—），男，博士，高級(jí)工程師，主要從事儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)后微觀剩余油評(píng)價(jià)方面的研究．

李宜強(qiáng)，E—mail：lyq89731007＠163．com