張靜蕾 曾偉 金民東 陳塵鐘 雨師

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500）

珠江口盆地珠一坳陷珠江—恩平組成巖相劃分

張靜蕾 曾偉 金民東 陳塵鐘 雨師

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500）

成巖相的劃分和命名至今尚無(wú)統(tǒng)一、明確的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)珠江口盆地珠一坳陷從淺層珠江組到深層珠海組、恩平組的成巖階段和成巖演化序列研究，首次以成巖階段（環(huán)境）、成巖作用種類、具體成巖作用類型對(duì)成巖相進(jìn)行相、亞相、微相劃分，指出了各成巖微相的特征、發(fā)育控制因素和分布規(guī)律。

儲(chǔ)層 成巖階段 成巖相 微相劃分

0 引言

珠江口盆地在經(jīng)歷20多年的勘探后，淺層有利勘探目標(biāo)已鉆探完畢，勘探重點(diǎn)轉(zhuǎn)向深層，但深層成巖作用強(qiáng)烈，儲(chǔ)層物性較差，如何劃分成巖相、如何在深層尋找有利儲(chǔ)層發(fā)育帶成為深層油氣勘探成功與否的關(guān)鍵。對(duì)于成巖相定義雖然不同研究者表述不一，但基本都涉及到成巖環(huán)境、成巖作用、成巖產(chǎn)物等內(nèi)容［1-3］，總的來(lái)看，認(rèn)識(shí)分歧不是很大。但對(duì)成巖相的劃分原則和命名至今尚無(wú)統(tǒng)一、明確的認(rèn)識(shí)，許多學(xué)者都提出了自己的意見(jiàn)和見(jiàn)解，集中看來(lái)可分為根據(jù)巖石礦物成分進(jìn)行劃分［4-5］、根據(jù)主要成巖事件進(jìn)行劃分［1，3，6-7］、根據(jù)成巖作用差異導(dǎo)致的現(xiàn)今孔滲條件進(jìn)行劃分［8］、根據(jù)成巖環(huán)境進(jìn)行劃分［2，9］。成巖相與沉積相一樣，應(yīng)該有亞相、微相的進(jìn)一步劃分，這方面的研究報(bào)道還比較少。筆者擬用成巖階段（環(huán)境）來(lái)命名成巖相，如早成巖相、中成巖相、晚成巖相等；以某成巖階段大的成巖作用類型來(lái)命名亞相，如溶蝕亞相、膠結(jié)亞相、壓實(shí)亞相等；用具體的成巖作用來(lái)命名微相，如顆粒溶蝕微相、方解石膠結(jié)物溶蝕微相、石膏膠結(jié)微相等。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珠一坳陷位于珠江口盆地北部坳陷帶中，為新生代古近紀(jì)開(kāi)始發(fā)育的單旋回?cái)嘞荨晗菖璧?，其中自下而上發(fā)育恩平組、珠海組、珠江組等地層，恩平組為河流—湖泊陸相碎屑巖沉積，巖性上部為深灰色、灰黑色泥巖為主與淺灰、灰色粉砂巖不等厚互層夾薄煤層；下部為灰色、灰白色砂巖、含礫砂巖夾灰色泥巖。珠海組和珠江組均為河控型三角洲—濱岸的海陸交互相碎屑巖沉積，珠海組上部以灰色砂泥巖互層為特征，下段以淺灰色砂巖為主；珠江組中上部為深灰色大段泥巖夾砂巖，中下部主要為淺灰色灰質(zhì)砂巖，下部為大套淺灰色砂巖。恩平—珠海組埋深一般大于3000m，稱為深層；珠江組埋深一般小于3000m，稱為淺層。

2 成巖階段劃分及成巖演化序列

2.1 成巖階段劃分

根據(jù)樣品分析，按照SY／T5477-2003看，珠江組儲(chǔ)層成巖階段大多處于早成巖B亞期，少數(shù)處于中成巖A亞期；珠海組儲(chǔ)層一般處于中成巖A亞期，少數(shù)處于早成巖B亞期；恩平組儲(chǔ)層大多處于中成巖A亞期，少數(shù)處于中成巖B亞期。

2.2 成巖演化序列

儲(chǔ)層中各成巖階段發(fā)生的主要成巖作用類型見(jiàn)圖1，在早成巖B亞期，壓實(shí)作用強(qiáng)烈，無(wú)鐵方解石膠結(jié)作用，綠泥石環(huán)邊和菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)作用發(fā)

育，有弱的石英加大。在中成巖A亞期，壓實(shí)作用減弱，壓溶作用增強(qiáng)。由于有機(jī)質(zhì)成熟，產(chǎn)生大量有機(jī)酸和CO2［10］，溶蝕作用強(qiáng)烈。該亞期晚期，高嶺石、石英和鐵方解石膠結(jié)物發(fā)育，并出現(xiàn)石膏膠結(jié)物。在中成巖B亞期，石膏膠結(jié)物發(fā)育，石英加大進(jìn)一步增強(qiáng)，高嶺石膠結(jié)物、鐵方解石膠結(jié)物繼續(xù)發(fā)育。

圖1 成巖作用階段劃分與成巖演化序列圖

3 成巖相劃分及特征

通過(guò)大量的巖心觀察和薄片鑒定，結(jié)合掃描電鏡、X—衍射、陰極發(fā)光、包裹體、有機(jī)地球化學(xué)等分析數(shù)據(jù)，研究層段儲(chǔ)層共劃分為兩種成巖相、6種成巖亞相、7種成巖微相，各成巖相的巖石學(xué)特征及孔隙特征見(jiàn)表1。

3.1 早成巖相

早成巖相發(fā)生在埋藏較淺的有機(jī)質(zhì)未成熟—半成熟的成巖環(huán)境中，可進(jìn)一步劃分為弱成巖、早期膠結(jié)和早期壓實(shí)3個(gè)亞相。

3.1.1 弱成巖亞相

成巖作用弱，巖石疏松，未成巖（圖2A）。鏡下觀察顆粒多為點(diǎn)接觸，偶見(jiàn)少量早期無(wú)鐵方解石膠結(jié)物斑塊，個(gè)別石英有微弱加大現(xiàn)象，零星見(jiàn)有鱗片狀高嶺石充填粒間，膠結(jié)物總量小于1%。儲(chǔ)層原生粒間孔隙很發(fā)育，面孔率為25.11%。

3.1.2 早期膠結(jié)亞相

可進(jìn)一步分為方解石膠結(jié)、綠泥石環(huán)邊膠結(jié)和菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)3個(gè)微相。

1）方解石膠結(jié)微相

成巖作用以強(qiáng)烈的早期方解石膠結(jié)作用為特征

（圖2B），方解石膠結(jié)物含量一般在25%左右。這種方解石膠結(jié)物不含鐵，在陰極射線照射下發(fā)亮紅光，形成時(shí)間早，5個(gè)樣品包裹體均一溫度小于70℃，并常見(jiàn)其夾于松散的弱成巖亞相之間。由于大量早期無(wú)鐵方解石膠結(jié)物對(duì)原生粒間孔隙的嚴(yán)重充填，儲(chǔ)層孔隙不發(fā)育，僅見(jiàn)有少量粒間孔、生物體腔孔和溶?？?，且連通性很差，平均面孔率為4.66%。

表1 成巖相劃分及特征表

2）綠泥石環(huán)邊膠結(jié)微相

主要成巖作用為綠泥石環(huán)邊膠結(jié)（圖2C、2D），其他成巖作用很弱，巖石較疏松，半固結(jié)。綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物含量一般在2%左右，偶見(jiàn)少量早期方解石膠結(jié)物斑塊，未被綠泥石環(huán)邊包裹的石英顆粒有出現(xiàn)加大的現(xiàn)象。環(huán)邊狀綠泥石膠結(jié)物一般為早成巖階段的產(chǎn)物，在顆粒接觸處仍有分布。它對(duì)原生粒間孔隙的保護(hù)有重要意義，因?yàn)樗苡行У胤乐故⒃錾?，延緩石英的膠結(jié)［11-12］，因此該成巖微相儲(chǔ)層孔隙較發(fā)育，平均面孔率為22.69%，以原生粒間孔隙為主，少見(jiàn)粒內(nèi)溶孔。

3）菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)微相

主要成巖作用為微晶菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)（圖2E），其他成巖作用很弱，巖石較疏松，半固結(jié)。微晶菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)物含量一般在3%左右，未被菱鐵礦包裹的石英顆粒有出現(xiàn)加大的現(xiàn)象。菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)物形成時(shí)間早，在顆粒接觸處仍有大量分布。與綠泥石環(huán)邊一樣，它也能阻止石英加大，保護(hù)原生粒間孔隙［11］，因此該成巖微相儲(chǔ)層孔隙也較發(fā)育，平均面孔率為21%，以原生粒間孔隙為主，少見(jiàn)粒內(nèi)溶孔。

3.1.3 早期壓實(shí)亞相

主要的成巖作用為壓實(shí)作用，其他成巖作用很弱（圖2F）。對(duì)于雜基或塑性巖屑含量高的巖石，早期壓實(shí)作用就能使原生粒間孔隙迅速減少，巖層很快處于封閉系統(tǒng)［13］，孔隙水交換能力弱，造成其他成巖作用很難發(fā)生或很微弱。由于泥質(zhì)雜基或塑性巖屑含量高，壓實(shí)作用強(qiáng)烈，儲(chǔ)層孔隙不發(fā)育，平均面孔率為6%，主要為雜基內(nèi)微孔。

3.2 中成巖相

中成巖相發(fā)生在埋藏較深的有機(jī)質(zhì)低成熟—高成熟的成巖環(huán)境中，可進(jìn)一步劃分為溶蝕、溶蝕—膠結(jié)和緊密壓實(shí)3個(gè)亞相。

圖2 珠一坳陷碎屑巖典型成巖相特征圖

3.2.1 溶蝕亞相

根據(jù)被溶蝕的物質(zhì)組分，可進(jìn)一步劃分為顆粒溶蝕、方解石膠結(jié)物溶蝕、雜基溶蝕等微相，研究層段主要為顆粒被溶蝕，因此僅劃分出顆粒溶蝕一個(gè)微相。顆粒溶蝕微相成巖作用以長(zhǎng)石顆粒的強(qiáng)烈溶蝕為特征（圖2G），膠結(jié)、充填物少，有少量的鐵方解石、高嶺石膠結(jié)物，含量小于1%，石英加大較弱，石英膠結(jié)物含量在1.5%左右。該微相儲(chǔ)層物性較好，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分別為8.98%和8.22%，總面孔率達(dá)17.2%。

3.2.2 溶蝕—膠結(jié)亞相

顆粒溶蝕作用較強(qiáng)烈，但石英、高嶺石、鐵方解石、硬石膏等晚期膠結(jié)物也較發(fā)育，根據(jù)膠結(jié)物類型，可進(jìn)一步劃分為顆粒溶蝕—硅泥質(zhì)膠結(jié)、顆粒溶蝕—硅鈣質(zhì)膠結(jié)和顆粒溶蝕—硅膏質(zhì)膠結(jié)3個(gè)微相。

1）顆粒溶蝕—硅泥質(zhì)膠結(jié)微相

成巖作用以長(zhǎng)石顆粒的溶蝕作用及石英和高嶺石的膠結(jié)作用為主（圖2H、2I）。長(zhǎng)石顆粒溶蝕后，如果孔隙水交換不暢，或埋深進(jìn)一步增加，很容易造成石英和高嶺石的沉淀，2個(gè)摩爾的長(zhǎng)石經(jīng)溶蝕后將產(chǎn)生1個(gè)摩爾的高嶺石和4個(gè)摩爾的石英［14-15］。根據(jù)189個(gè)石英膠結(jié)物樣品包裹體均一溫度數(shù)據(jù)，80%的樣品均一溫度為100～130℃，主要形成溫度與有機(jī)質(zhì)成熟或溶蝕作用溫度范圍一致，表明石英和高嶺石膠結(jié)的主要物質(zhì)來(lái)源為長(zhǎng)石的溶蝕。該成巖微相石英膠結(jié)物和高嶺石膠結(jié)物平均含量分別為4.6%和2.13%，儲(chǔ)層物性較差，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分別為5.94%和5.69%，總面孔率為11.63%。

2）顆粒溶蝕—硅鈣質(zhì)膠結(jié)微相

成巖作用以長(zhǎng)石顆粒的溶蝕作用及硅質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)作用為主（圖2J），溶蝕作用后出現(xiàn)了較強(qiáng)的石英加大，之后又有較多的鐵方解石膠結(jié)物。石英膠結(jié)物含量平均為3.73%，鐵方解石膠結(jié)物含量平均為4.13%。該微相儲(chǔ)層物性差，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分別為4.65%和4.85%，總面孔率為9.5%。

3）顆粒溶蝕—硅膏質(zhì)膠結(jié)微相

成巖作用以長(zhǎng)石顆粒的溶蝕作用及硅質(zhì)和膏質(zhì)膠結(jié)作用為主（圖2K），溶蝕作用后出現(xiàn)了較強(qiáng)的石英加大，之后又有較多的硬石膏膠結(jié)物。石英膠結(jié)物和硬石膏膠結(jié)物含量分別為4.65%和5.63%，其他膠結(jié)物少。該微相儲(chǔ)層物性差，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分別為5.42%和3.23%，總面孔率為8.65%。

3.2.3 緊密壓實(shí)亞相

主要的成巖作用為壓實(shí)作用，其他成巖作用很弱（圖2L）。相當(dāng)于早期壓實(shí)亞相的進(jìn)一步壓實(shí)壓溶，由于埋藏更深，壓實(shí)壓溶作用更強(qiáng)烈，巖石孔隙更不發(fā)育，平均面孔率為3.77%。這種成巖亞相主要見(jiàn)于雜基或塑性巖屑含量高的巖石中。

4 結(jié)論

1）根據(jù)成巖作用階段劃分標(biāo)準(zhǔn)，珠一坳陷珠江組儲(chǔ)層成巖階段主要處于早成巖B亞期，珠海組和恩平組儲(chǔ)層主要處于中成巖A亞期，少數(shù)處于中成巖B亞期。

2）淺層珠江組儲(chǔ)層主要為早成巖相，包括弱成巖、早期膠結(jié)和早期壓實(shí)3個(gè)亞相，早期膠結(jié)亞相又分為方解石膠結(jié)、綠泥石環(huán)邊膠結(jié)和菱鐵礦環(huán)邊膠結(jié)3個(gè)微相。深層珠海組和恩平組儲(chǔ)層主要為中成巖相，包括溶蝕、溶蝕—膠結(jié)和緊密壓實(shí)3個(gè)亞相，溶蝕—膠結(jié)亞相又分為顆粒溶蝕—硅泥質(zhì)膠結(jié)、顆粒溶蝕—硅鈣質(zhì)膠結(jié)和顆粒溶蝕—硅膏質(zhì)膠結(jié)3個(gè)微相。

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（編輯：盧櫟羽）

B

2095-1132（2014）03-0005-04

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.03.002

修訂回稿日期：2014－05－21

本文得到四川省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目“礦產(chǎn)普查與勘探”（編號(hào)：SZD0414）的資助。

張靜蕾（1987－），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槌练e與儲(chǔ)層地質(zhì)。E-mail：373545227@qq.com。