王騰飛,程日輝,沈艷杰

吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061

松遼盆地東南緣營(yíng)城組流紋巖類型及其在火山巖地層分析中的意義

王騰飛,程日輝,沈艷杰

吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061

松遼盆地深層火山巖已經(jīng)成為油氣勘探的重要目的層位，研究火山巖在地層分析中的作用具有一定意義。盆地東南緣九臺(tái)營(yíng)城組出露區(qū)的流紋巖是本次的研究對(duì)象。可以根據(jù)巖石中發(fā)育的原生構(gòu)造將流紋巖劃分為流紋構(gòu)造流紋巖、氣孔流紋巖、石泡流紋巖、塊狀流紋巖4種基本類型，它們具有不同的成因機(jī)制，并可以從野外露頭、手標(biāo)本以及巖石薄片對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。流紋巖作為流動(dòng)單元的組成要素，其理想序列從下至上依次為氣孔流紋巖-石泡流紋巖-流紋構(gòu)造流紋巖-塊狀流紋巖-流紋構(gòu)造流紋巖-石泡流紋巖-氣孔流紋巖，但實(shí)際中常有缺失。根據(jù)流紋巖序列確定的流動(dòng)單元可以作為火山巖地層研究的基本單位。

松遼盆地；營(yíng)城組；流紋巖；巖石構(gòu)造；火山巖地層分析；地層學(xué)

0 引言

松遼盆地是我國(guó)重要的油氣產(chǎn)區(qū)之一，其傳統(tǒng)主力油層均是位于盆地中淺部的碎屑巖層位[1-3]。在盆地深部，埋深加大，碎屑巖儲(chǔ)層的物性已變差。然而火山巖儲(chǔ)集層受埋深影響較小[4]，在一定條件下可以形成較有利的油氣藏。松遼盆地深層油氣勘探即火山巖油氣勘探已經(jīng)取得突破[5-6]，并展示出廣闊的前景。

對(duì)于松遼盆地深層油氣藏，晚侏羅世-早白堊世的一套暗色泥巖與煤層是較好的源巖[7]，深部非生物成因氣也可能成為重要?dú)庠碵8-9]，盆地?cái)嘞輰又谢鹕綆r與碎屑巖地層多次縱向重疊構(gòu)成了有利的生儲(chǔ)蓋組合，尋找有效的儲(chǔ)層就成為火山巖油氣勘探的核心問題?；鹕綆r儲(chǔ)層的有效儲(chǔ)集空間由原生孔隙、次生孔隙和裂縫3大類有機(jī)構(gòu)成，這些儲(chǔ)集空間的發(fā)育與地層分布和火山巖相密切相關(guān)[10-11]。合理的地層劃分是相分析的基礎(chǔ)，同時(shí)也是有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。

流紋巖是一種典型的酸性熔巖，其中又包含許多類型，這不僅反映在礦物成分上，同時(shí)在巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上也有所反映。這些不同構(gòu)造的流紋巖具有不同的形成條件或形成機(jī)制[12-15]。具有不同構(gòu)造的流紋巖對(duì)儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)是不同的，氣孔構(gòu)造是流紋巖最重要的儲(chǔ)層空間[10-11]。建立火山巖地層格架，并據(jù)此進(jìn)行各種類型流紋巖空間分布規(guī)律和有利儲(chǔ)集空間預(yù)測(cè)對(duì)于火山巖油氣勘探具有一定意義。

松遼盆地營(yíng)城組由一套火山巖與火山碎屑巖構(gòu)成，營(yíng)城組一段流紋巖發(fā)育。本次以松遼盆地東南緣露頭區(qū)營(yíng)城組一段為例，探討流紋巖類型與形成條件，特殊巖性的組合與賦存機(jī)理，并進(jìn)行火山巖地層學(xué)分析，以期對(duì)松遼盆地火山巖油氣藏勘探提供參考。

1 營(yíng)城組一段基本特征

營(yíng)城組是一套發(fā)育于早白堊世早期的一套火山巖地層，廣泛分布于盆地內(nèi)部的各獨(dú)立斷陷內(nèi)。營(yíng)城組可劃分為4個(gè)巖性段(圖1)，自下而上依次為一段(K1y1)、二段(K1y2)、三段(K1y3)、四段(K1y4)。一段以酸性火山巖及火山碎屑巖為主，偶夾復(fù)成分礫巖，厚度20～630 m；二段以碎屑巖、凝灰質(zhì)碎屑巖為主，夾凝灰?guī)r和煤層，厚度92～640 m；三段以中基性火山巖及火山碎屑巖為主,頂部為酸性與中性火山巖互層，厚度85～347 m；四段以凝灰質(zhì)礫巖夾泥巖為主，厚度10～400 m[16]。營(yíng)城組一段和營(yíng)城組三段是火山巖發(fā)育層位，其中，流紋巖主要集中發(fā)育在營(yíng)城組一段。

營(yíng)城組在松遼盆地東南緣大量出露，九臺(tái)市石場(chǎng)村剖面較為典型。營(yíng)城組一段厚1 566.78 m，其中火山碎屑巖413.85 m，熔巖1 152.93 m，碎屑巖與熔巖厚度比為0.36。對(duì)熔巖樣品進(jìn)行的全巖主量元素地球化學(xué)分析顯示(表1，取樣位置見圖1)，其具有高w(SiO2)(77.24%～80.24%，平均值79.18%)、低w(CaO)(0.07%～0.09%，平均值0.08%)、低w(MgO)(0.05%～0.08%)的特征。在全堿-二氧化硅(TAS)圖上的投點(diǎn)落入流紋巖范圍(圖2)。根據(jù)低w(TiO2)特征(0.10%～0.11%)，其屬于低Ti流紋巖類[17]。堿度率為2.38～13.92，屬堿性-弱堿性系列。

2 流紋巖類型

營(yíng)城組一段流紋巖劃分為流紋構(gòu)造流紋巖、氣孔流紋巖、石泡流紋巖、塊狀流紋巖4種基本類型。流紋巖的各種原生構(gòu)造是相互伴生的，并非絕對(duì)獨(dú)立存在。劃分的依據(jù)是流紋巖中發(fā)育的同生構(gòu)造,根據(jù)巖石中是否發(fā)育數(shù)量占優(yōu)勢(shì)的氣孔或石泡構(gòu)造，可以區(qū)別氣孔或石泡流紋巖。如果巖石是塊狀，而無其他構(gòu)造類型，則為塊狀流紋巖。如果巖石中流紋構(gòu)造占優(yōu)勢(shì)，而其他構(gòu)造類型較少,則為流紋構(gòu)造流紋巖。

2.1 流紋構(gòu)造流紋巖

流紋構(gòu)造是噴出巖中因熔巖流動(dòng)由不同顏色、不同成分的隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì),以及拉長(zhǎng)氣孔等的定向排列形成的構(gòu)造，流紋指示當(dāng)時(shí)熔巖流動(dòng)的方向[12,18]。流紋構(gòu)造是流紋巖中最常見的原生構(gòu)造類型(圖3)。

1.泥巖；2.粉砂質(zhì)泥巖；3.粉砂巖；4.泥質(zhì)粉砂巖；5.砂巖；6.砂礫巖；7.礫巖；8.凝灰質(zhì)礫巖；9.煤；10.凝灰?guī)r；11.流紋巖；12.安山巖；13.玄武巖；14.流紋質(zhì)角礫巖；15.流紋質(zhì)凝灰角礫巖；16.玄武質(zhì)角礫熔巖；17.膨潤(rùn)土；18.珍珠巖。圖1 松遼盆地營(yíng)城組特征(據(jù)文獻(xiàn)[16]修編)Fig.1 Charactertics of Yingcheng Formation in Songliao basin(modified from reference[16])

樣號(hào)wB/%SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5燒失量總計(jì)堿度率K1Y1-177.240.1112.640.790.100.050.080.072.595.470.020.88100.042.38K1Y1-279.080.1110.650.780.100.070.050.083.784.610.020.3699.695.77K1Y1-380.240.1010.330.720.100.060.080.092.864.370.020.4799.443.43K1Y1-479.880.109.980.740.050.080.050.084.004.270.020.1999.448.77K1Y1-579.480.119.980.890.050.090.050.094.364.420.010.3599.8813.92

注：樣品采用X-射線熒光光譜儀測(cè)定，由吉林大學(xué)測(cè)試中心完成。

OI.標(biāo)準(zhǔn)礦物橄欖石;Q.標(biāo)準(zhǔn)礦物石英。圖2 松遼盆地東南緣營(yíng)城組一段流紋巖TAS圖Fig.2 TAS classification diagram of the rhyolites of the 1st member of Yingcheng Formation, Southeastern Songliao basin

流紋構(gòu)造流紋巖最顯著的特點(diǎn)是顏色不同的條帶相間排列構(gòu)成的流紋構(gòu)造。這些條帶顏色差異可能比較明顯，也可能僅僅是顏色深淺或明暗的少許變化。條帶的厚度可能變化較大，最細(xì)與最粗相差10倍以上，也可能十分均勻地分布。圖3a中的流紋構(gòu)造流紋巖，為青紫色條帶與黃綠色條帶相間，條帶厚度變化較大，從0.3～25.0 mm不等。圖3b為灰白色與青灰色條帶相間的流紋構(gòu)造流紋巖，條帶細(xì)密，厚度較均勻，為2.0～3.0 mm。圖3c為土黃色與淡粉色條帶相間的流紋構(gòu)造流紋巖，條帶厚度最大者25.0 mm，最小者小于1.0 mm。圖3d中條帶寬度為1～7 cm，顏色均為肉紅色，僅僅是深淺發(fā)生了變化。條帶顏色的不同是成分差異造成的，亦即顏色分帶是成分分帶的一種表現(xiàn)形式。以圖3a為例，青紫色的條帶為透明的硅質(zhì)條帶，而黃綠色條帶為隱晶質(zhì)成分構(gòu)成的條帶。

顏色分帶、成分分帶是流紋構(gòu)造最典型的特征，而流紋構(gòu)造流紋巖就是流紋構(gòu)造占優(yōu)勢(shì)的流紋巖。流紋構(gòu)造流紋巖中并非不發(fā)育氣孔、石泡等特殊結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，要么是因其個(gè)體較小，被包含于條帶當(dāng)中，要么因其數(shù)量較少，不影響流紋構(gòu)造的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。圖3c中土黃色與淡粉色條帶均含有直徑1.0～2.0 mm的氣泡，這些微小的氣泡作為顏色條帶的組成要素而存在。圖3e中，零星分布若干杏仁體，并不影響總體,即由直徑為0.5～0.8 cm的球粒組成的白色條帶，與青灰色硅質(zhì)條帶、灰白色和粉色隱晶質(zhì)條帶疊置而成的流紋構(gòu)造。

鏡下觀察流紋構(gòu)造，則通過：1)成分、顏色、結(jié)晶程度等差異性分帶；2)晶體或其他成分的定向性表現(xiàn)。圖3g中，土黃色條帶與棕褐色條帶相間構(gòu)成流紋構(gòu)造，土黃色條帶結(jié)晶程度較高，棕褐色條帶則基本為隱晶質(zhì)。圖3h和圖3i中，羽狀的雛晶定向排列，構(gòu)成流紋構(gòu)造。圖3k和圖3l則展示了由斑晶-隱晶質(zhì)-球粒3種條帶疊置排列構(gòu)成的流紋構(gòu)造。

圖3g中，流紋構(gòu)造在斑晶附近發(fā)生擾動(dòng)，表明流紋構(gòu)造形成后基質(zhì)仍處于塑形狀態(tài)，流動(dòng)并在斑晶周圍發(fā)生變形。流紋構(gòu)造的形成與巖漿的流動(dòng)作用密切相關(guān)，而流紋構(gòu)造又可以反映巖漿的流動(dòng)方向。圖3f與圖3l分別為露頭上與顯微尺度的流動(dòng)核心，其尖端指向流動(dòng)的方向。巖漿從火山口溢出后，沿火山坡下流，其本身的壓力與重力作用是巖漿流動(dòng)的動(dòng)力，而黏度是巖漿流動(dòng)的阻力[19]。隨著巖漿流動(dòng)，不同的成分發(fā)生相對(duì)的分異而分帶。以礦物晶體為例，巖漿中本就攜帶晶體顆粒[20]，而在流動(dòng)過程中伴隨著成分分異也會(huì)析出微晶或者雛晶。這些晶體相對(duì)聚集，使得黏度相對(duì)增大[21]，從而流速相對(duì)基質(zhì)變緩，而這又進(jìn)一步促進(jìn)了晶體的聚集而分層分帶流動(dòng)。隨著溫度降低，巖漿的黏度增大至與驅(qū)動(dòng)力相當(dāng)，巖漿停止流動(dòng)，流動(dòng)相關(guān)的構(gòu)造也停止發(fā)育。成分不同的條帶冷卻并最終保存下來，即構(gòu)成了流紋構(gòu)造，并可能導(dǎo)致條帶顏色的差異。

a.青紫色硅質(zhì)條帶與黃綠色隱晶質(zhì)條帶相間的流紋構(gòu)造流紋巖，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)營(yíng)城銀礦山營(yíng)城組一段剖面；b.灰白色條帶與青灰色條帶相間的流紋構(gòu)造流紋巖，營(yíng)城組一段，吉林九臺(tái)石場(chǎng)村；c.土黃色條帶與淡粉色條帶相間的流紋構(gòu)造流紋巖，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面；d.深淺不同的肉紅色條帶相間的流紋構(gòu)造流紋巖，營(yíng)城組一段，吉林九臺(tái)石場(chǎng)村；e.硅質(zhì)條帶、球粒條帶、隱晶質(zhì)條帶、氣孔相間的流紋構(gòu)造流紋巖，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)營(yíng)城銀礦山營(yíng)城組一段剖面，經(jīng)過簡(jiǎn)單的拋光處理；f.對(duì)稱的流紋構(gòu)造核心，指示流動(dòng)方向由右向左，營(yíng)城組一段，吉林九臺(tái)石場(chǎng)村；g.流紋構(gòu)造在斑晶附近發(fā)生擾動(dòng)，單偏光，視域?qū)挾燃s6.0 mm，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面；h，i.流紋構(gòu)造流紋巖中定向排列的羽狀雛晶，分別為單偏光、正交偏光展示同一視域，視域?qū)挾燃s2.5 mm，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面；j，k.斑晶、隱晶質(zhì)、球粒3種條帶相間排列構(gòu)成的流紋構(gòu)造，視域?qū)挾燃s9.0 mm，Y1D1井35.50 m；l.對(duì)稱的流紋構(gòu)造核心，指示流動(dòng)方向從左到右，單偏光，視域?qū)挾燃s9.0 mm，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面。圖3 松遼盆地營(yíng)城組一段流紋構(gòu)造流紋巖照片F(xiàn)ig.3 Field photographs, spicemen photographs and micrographs of rhyolitic structure rhyolites from the 1st member of Yingcheng Formation, Songliao basin

2.2 氣孔流紋巖

氣孔構(gòu)造是火山巖中常見的一類構(gòu)造，是因熔巖噴出時(shí)壓力突然降低使得氣體從熔漿中溢出而形成。氣孔可為圓形或橢圓形，也可形成管狀。氣孔構(gòu)造不僅在火山巖中出現(xiàn)，在某些次火山巖、超淺成的侵入巖中也可見[18]。氣孔被次生礦物充填可形成杏仁構(gòu)造。

圖中的野外照片均拍攝于九臺(tái)營(yíng)城石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面。a.土黃色氣孔流紋巖，氣孔直徑一般為5～10 cm；b.肉紅色氣孔流紋巖，氣孔直徑約4 cm；c.大量氣孔定向排列，長(zhǎng)軸方向可指示流動(dòng)方向；d.氣孔流紋巖，單偏光，視域?qū)挾燃s12.5 mm，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)營(yíng)城銀礦山營(yíng)城組一段剖面；e.氣孔坍塌導(dǎo)致基質(zhì)發(fā)生擾動(dòng)，單偏光，視域?qū)挾燃s6.0 mm，標(biāo)本采自吉林九臺(tái)營(yíng)城銀礦山營(yíng)城組一段剖面；f.淺肉紅色石泡流紋巖，石泡密集且大小均勻，直徑約8.0 mm；g.淺肉紅色石泡流紋巖，石泡散落于塊狀基質(zhì)中，照片左側(cè)的石泡直徑達(dá)2.4 cm；h,i.石泡流紋巖中的石泡，半徑約12.0 mm，核心位于照片最右側(cè)中部，分別為單偏光、正交偏光展示同一視域，視域?qū)挾燃s14.0 mm，Y1D1井41.40 m；j,k.分別為單偏光、正交偏光展示h,i中石泡圈層結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，視域?qū)挾?.0 mm；l.淺肉紅色塊狀流紋巖。圖4 松遼盆地營(yíng)城組一段氣孔流紋巖、石泡流紋巖以及塊狀流紋巖照片F(xiàn)ig.4 Field photographs and micrographs of vesicular/lithophysa/massive rhyolites from the 1st member of Yingcheng Formation, Songliao basin

對(duì)于流紋巖，根據(jù)氣孔與流紋構(gòu)造的伴生關(guān)系，可將氣孔分為4種情況進(jìn)行討論：1)發(fā)育流紋構(gòu)造的巖石中，氣孔具一定數(shù)量，但個(gè)體較小，包含于流紋構(gòu)造的條帶之內(nèi)，不影響流紋構(gòu)造的優(yōu)勢(shì)地位，將其歸為流紋構(gòu)造流紋巖(圖3b)；2)流紋構(gòu)造發(fā)育，偶見若干較大氣泡，其直徑超出流紋構(gòu)造的條帶厚度，因其數(shù)量較少仍不影響整體的流紋構(gòu)造，故將其歸為流紋構(gòu)造流紋巖(圖3e中零星分布若干的杏仁體)；3)流紋巖中發(fā)育流紋構(gòu)造與氣孔構(gòu)造，氣孔體積較大，其直徑遠(yuǎn)超流紋構(gòu)造條帶的厚度，且具有一定的數(shù)量，這時(shí)，流紋構(gòu)造成為背景構(gòu)造，將這種流紋巖劃歸氣孔流紋巖(圖4a中，發(fā)育大量氣孔，直徑一般為5～10 cm，而流紋構(gòu)造條帶寬度為1.0～3.0 mm，氣孔構(gòu)造占優(yōu)勢(shì))；4)流紋巖中單獨(dú)發(fā)育的大量氣孔，而流紋構(gòu)造不發(fā)育，同樣歸為氣孔流紋巖(圖4b)。

氣孔構(gòu)造是巖漿中氣體相析出而形成的。高溫狀態(tài)的巖漿從火山口噴出時(shí)，其壓力突然下降，導(dǎo)致氣體的溶解度急劇降低從而析出。壓力的突然大幅下降是氣體析出的重要原因,若這個(gè)降幅小于一定幅度，氣孔不會(huì)大量產(chǎn)生[22]。同時(shí)，巖漿流動(dòng)、冷卻過程中溫度也會(huì)相應(yīng)下降，這點(diǎn)也可能導(dǎo)致氣體的析出。氣體體積是可壓縮的，巖漿流動(dòng)和壓力作用使氣孔拉長(zhǎng)，拉長(zhǎng)方向可以指示巖漿的流動(dòng)方向，如圖4c中，拉長(zhǎng)的氣孔長(zhǎng)軸方向?yàn)檠貙用娴淖笥曳较?，表示巖漿的流動(dòng)方向也是左右方向?；|(zhì)在氣孔周圍的變形指示出氣孔形成后隨流動(dòng)而發(fā)生的形狀變化(圖4d)，同時(shí)這種變形亦即氣體的可壓縮性也會(huì)對(duì)巖漿流動(dòng)產(chǎn)生影響[23]。氣孔析出后伴隨著遷移與垮塌(圖4e)，氣孔垮塌導(dǎo)致了基質(zhì)的擾動(dòng)。最終氣孔構(gòu)造伴隨著巖漿的冷卻固結(jié)而保存下來。

2.3 石泡流紋巖

石泡構(gòu)造是由多層礦物與空腔相間而成的同心球狀體，內(nèi)部具有多個(gè)圈層是石泡的重要鑒別特征[12,18]。石泡流紋巖就是石泡構(gòu)造占優(yōu)勢(shì)的流紋巖，其中石泡的大小與分布會(huì)有所差異。圖4f中的淺肉紅色石泡流紋巖，石泡直徑約8.0 mm，密集且均勻分布整個(gè)巖石中。圖4g中的淺肉紅色石泡流紋巖，石泡具有明顯的同心狀圈層結(jié)構(gòu)，直徑最小1.0 cm，最大達(dá)2.4 cm，零星散落于巖石中。

鏡下觀察石泡，圈層表現(xiàn)為同心排列、不同成分的環(huán)帶構(gòu)造。如圖4h-k，環(huán)帶有隱晶質(zhì)環(huán)帶、石英斑晶環(huán)帶、球粒環(huán)帶3種，圍繞由石英斑晶構(gòu)成的石泡核心排列。

圖5 冷卻單元內(nèi)理想流紋巖序列Fig.5 The ideal rhyolite sequence in a cooling unit

巖漿不混溶作用形成石泡。巖漿的分異作用導(dǎo)致了不混溶現(xiàn)象的發(fā)生。巖漿不混溶是指巖漿作用過程中，由于溫度、壓力、成分等物化條件的改變，使原來均一的巖漿分離成兩個(gè)共軛依存、成分和熔體性質(zhì)有差異的液相的作用[13,24]。不混溶作用分離出含量相對(duì)較少且與基質(zhì)巖漿具有一定成分差異的相，因需滿足表面能趨向最小而收縮呈球體狀，這些球體在適當(dāng)?shù)臈l件保存下來就會(huì)形成石泡。隨著石泡的冷卻，其內(nèi)部成分也會(huì)發(fā)生分異作用，不同的成分韻律性地析出，從而形成多圈層的結(jié)構(gòu)。如果有氣體析出，則會(huì)在石泡中形成空腔。石泡體與基質(zhì)巖漿的成分差異及圈層間隙的存在，使得石泡可能比較容易從巖體剝落。

2.4 塊狀構(gòu)造流紋巖

塊狀構(gòu)造是指巖石中各種成分、結(jié)構(gòu)均一。基本不具備氣孔、杏仁、水泡等特殊現(xiàn)象。塊狀流紋巖亦即整體為塊狀的流紋巖，但局部可能有微小、零星氣孔等特殊結(jié)構(gòu)、構(gòu)造(圖4l)。塊狀流紋巖是巖漿在穩(wěn)定、均一的條件下冷凝固結(jié)形成的，其中的礦物排列并無一定的規(guī)律性。

3 火山巖地層分析的意義

地層是具有一定的時(shí)間和空間涵義的層狀巖石的疊合。火山巖地層與沉積巖層上下疊置時(shí)，遵循地層層序律，即年代較老的地層在下，年代較新的地層疊覆在上?；鹕綆r形成受控于火山作用，火山巖層內(nèi)部雖然具有較好的成層性，但卻并不能就此判別其新老關(guān)系。這是因?yàn)椴煌?xì)層可能是巖漿流動(dòng)過程中同時(shí)形成并冷卻而保存下來的。

火山噴溢后停歇，熔巖流沿火山斜坡流動(dòng)侵位，構(gòu)成流動(dòng)單元，然后冷卻成巖而構(gòu)成冷卻單元。一個(gè)冷卻單元可由一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)單元構(gòu)成的[25]。在冷卻單元內(nèi)部，巖石上下堆疊，同時(shí)冷卻，因而不具有地質(zhì)意義上的新老關(guān)系。而冷卻單元上下堆疊，同沉積地層一樣具有新老順序。因此冷卻單元可以作為火山巖劃分、對(duì)比的基本單位。

對(duì)于流紋巖，作為一個(gè)獨(dú)立流動(dòng)的冷卻單元，其內(nèi)部條件是有差異的，而條件的差異就會(huì)使得特殊構(gòu)造呈有規(guī)律的排布，即不同類型的流紋巖上下疊置構(gòu)成一定的序列。一個(gè)完整的流紋巖序列從底至頂應(yīng)該是A氣孔流紋巖-B石泡流紋巖-C流紋構(gòu)造流紋巖-D塊狀流紋巖-C流紋構(gòu)造流紋巖-B石泡流紋巖-A氣孔流紋巖(ABCDCBA，圖5)。氣孔構(gòu)造是因一定溫度下壓力的驟然下降而形成的[22]，巖體的頂部與底部處于巖體的邊緣位置，對(duì)外界壓力變化更加敏感，反饋及時(shí)，所以氣孔流紋巖多發(fā)育在這兩個(gè)部位(圖5中A)。石泡作為一種特殊巖漿分異作用的產(chǎn)物，其形成需要特定的溫壓條件，相較于穩(wěn)定均一的巖體核心部位，圖5中B所示位置因更接近頂?shù)撞?，其溫壓變化范圍較大，可能更容易達(dá)到這些條件，從而使得石泡流紋巖在此發(fā)育。中心位置(圖5中D)因其遠(yuǎn)離巖體界面，溫壓條件相對(duì)穩(wěn)定，顯然更加有利于塊狀流紋巖的發(fā)育。流紋構(gòu)造流紋巖作為流紋巖中最普遍的類型，廣泛分布于以上類型流紋巖不發(fā)育的部位(圖5中C)，同時(shí)，流紋構(gòu)造也可作為背景構(gòu)造發(fā)育在各種類型的流紋巖中。

在實(shí)際工作中，這樣的序列可能只會(huì)出現(xiàn)其中或連續(xù)或間斷的一部分，缺失其中的某層或某幾層。流紋巖序列可以作為識(shí)別、劃分冷卻單元的重要依據(jù)。

以吉林九臺(tái)石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面為例，其地層序列如下[26]：

營(yíng)二段

-------- 平行不整合 --------

營(yíng)一段

厚度 1 566.78 m

29.灰白色膨潤(rùn)土

1.88 m

28.淺灰紫色含氣孔球粒流紋巖

46.27 m

27.灰白色氣孔石泡流紋巖

18.89 m

26.淺紫色石泡流紋巖

5.49 m

25.灰色含角礫氣孔流紋巖

8.00 m

24.灰紫色氣孔石泡流紋構(gòu)造流紋巖

19.21 m

23.灰白色膨潤(rùn)土

4.57 m

22.灰白色氣孔流紋巖，下部發(fā)育流紋構(gòu)造，向上氣孔逐漸變大

4.19 m

21.淺灰色石泡流紋巖，下部石泡較小，粒徑0.5～1 cm，向上石泡逐漸變大，粒徑達(dá)2～3 cm

40.83 m

20.灰色氣孔流紋巖

6.71 m

19.淺灰色含石泡氣孔流紋巖

7.53 m

18.灰紫色氣孔流紋巖，部分氣孔沸石充填，局部含石泡，氣孔、石泡直徑1～5 cm不等，最大14 cm，流紋構(gòu)造發(fā)育，明顯變形，氣孔沿流紋理分布，節(jié)理、裂縫發(fā)育

185.14 m

17.棕紅色石泡流紋巖，石泡2～4 cm，最大8 cm，流紋構(gòu)造發(fā)育，局部變形，氣孔沿流紋理分布

22.46 m

16.灰色含氣孔流紋構(gòu)造流紋巖，流紋構(gòu)造發(fā)育，局部變形，氣孔沿流紋理分布，拉長(zhǎng)

187.79 m

15.灰黑色蝕變珍珠巖，蝕變強(qiáng)烈，破碎嚴(yán)重

10 .00 m

14.灰白色氣孔流紋構(gòu)造流紋巖，氣孔發(fā)育，局部有沿裂縫充填的棕色巖汁

228.66 m

13.灰黑色蝕變珍珠巖，蝕變強(qiáng)烈，破碎嚴(yán)重

40.00 m

12.灰白色含氣孔流紋構(gòu)造流紋巖，向上流紋構(gòu)造逐漸發(fā)育，局部變形，氣孔沿流紋理分布，拉長(zhǎng)

101.99 m

11.灰白色含角礫晶屑凝灰?guī)r，風(fēng)化嚴(yán)重，角礫主要為黑色泥板巖礫石，最大直徑3～5 cm

308.27 m

10.灰白色熔漿膠結(jié)復(fù)成分礫巖，礫石主要為花崗巖、石英巖、流紋巖、泥板巖、石英綠泥片巖，粒徑1～30 cm，一般3～7 cm，次圓狀-次棱角狀，節(jié)理切割礫石

42.71 m

9.灰白色含角礫晶屑凝灰?guī)r，角礫為泥板巖礫石，晶屑主要為石英、長(zhǎng)石，蝕變較強(qiáng)

54.57 m

8.灰白色含氣孔流紋構(gòu)造流紋巖，流紋構(gòu)造發(fā)育，向上氣孔增多，發(fā)育2～3組節(jié)理，微裂縫發(fā)育

91.97 m

7.灰黑色流紋質(zhì)凝灰?guī)r，灰黑色、灰白色互層凝灰?guī)r夾含角礫晶屑凝灰?guī)r，有植物化石

23.44 m

6.淺黃褐色含氣孔球粒流紋巖

88.82 m

5.灰白色晶屑凝灰熔巖

11.10 m

4.灰白色流紋構(gòu)造流紋巖

1.48 m

3.灰白色石泡流紋巖

1.48 m

2.灰白色流紋質(zhì)角礫熔巖

1.48 m

1.灰白色膨潤(rùn)土

1.85 m

～～～～～～～～ 角度不整合 ～～～～～～～～

下二疊統(tǒng) 灰褐色玄武安山巖

圖6 九臺(tái)石場(chǎng)村營(yíng)城組一段剖面流紋巖冷卻單元的3種類型Fig.6 Three types of rhyolite cooling units from the 1st member of Yingcheng Formation in Shichangcun outcrop profile, Jiutai

對(duì)該剖面流紋巖冷卻單元進(jìn)行劃分，并簡(jiǎn)化為3種類型(圖6)。Ⅰ：層3為灰白色石泡流紋巖，層4為灰白色流紋構(gòu)造流紋巖，二者組合構(gòu)成一個(gè)流紋巖冷卻單元，序列為石泡流紋巖-流紋構(gòu)造流紋巖，相當(dāng)于完整序列的BC部分，其余層缺失。Ⅱ：層17為棕紅色石泡流紋巖，層18為灰紫色氣孔流紋巖，這兩層構(gòu)成了一個(gè)流紋巖冷卻單元，序列為石泡流紋巖-氣孔流紋巖，相當(dāng)于完整序列中的BA部分。Ⅲ：層19為淺灰色含石泡氣孔流紋巖，層20為灰色氣孔流紋巖，層21為淺灰色石泡流紋巖，層22為灰白色氣孔流紋巖，這4層構(gòu)成一個(gè)冷卻單元，序列為氣孔流紋巖-石泡流紋巖-氣孔流紋巖，石泡流紋巖于中心位置發(fā)育，相當(dāng)于完整序列中的ABA部分，同時(shí)缺少了理想序列中部的CDC這3層；層25為灰色含角礫氣孔流紋巖，層26為淺紫色石泡流紋巖，層27為灰白色氣孔石泡流紋巖，這3層構(gòu)成一個(gè)流紋巖冷卻單元，序列為氣孔流紋巖-石泡流紋巖-氣孔石泡流紋巖，相當(dāng)于ABA部分，同樣缺少了CDC這3層。

根據(jù)流紋巖構(gòu)造序列可以識(shí)別、劃分冷卻單元，但火山噴發(fā)的產(chǎn)物包括熔巖、火山碎屑巖及二者的過渡類型，相應(yīng)地，冷卻單元同樣存在熔巖型、火山碎屑巖型及其組合類型。如何對(duì)這些不同類型冷卻單元進(jìn)行劃分[26]，如何以冷卻單元為基本單位對(duì)區(qū)域地層進(jìn)行分析與對(duì)比將作為下一步的研究?jī)?nèi)容。

4 結(jié)論

1)根據(jù)原生的巖石構(gòu)造，松遼盆地營(yíng)城組流紋巖可以劃分為流紋構(gòu)造流紋巖、氣孔流紋巖、石泡流紋巖、塊狀流紋巖等4種基本類型。

2)完整的流紋巖序列從下至上依次為氣孔流紋巖-石泡流紋巖-流紋構(gòu)造流紋巖-塊狀流紋巖-流紋構(gòu)造流紋巖-石泡流紋巖-氣孔流紋巖。

3)根據(jù)流紋巖序列可以確定冷卻單元，并將其作為火山巖地層劃分對(duì)比的基本單位。

[1] 劉宗堡,馬世忠,孫雨,等.三肇凹陷葡萄花油層高分辨率層序地層劃分及沉積特征研究[J] 沉積學(xué)報(bào), 2008,26(3):400-406. Liu Zongbao, Ma Shizhong, Sun Yu, et al. High-Resolution Sequence Stratigraphy Division and Depositional Characteristics of Putaohua Reservoir,Sanzhao Depression[J].Acta Sedimentologica Sinica, 2008,26(3):400-406.

[2] 王國(guó)民,付廣,庚琪. 松遼盆地北部嫩一段泥巖超壓形成與演化[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2008,38(5):765-770. Wang Guomin, Fu Guang, Geng Qi. Formation and Evolution of Overpressure of K1n1Mudstone in the North of Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2008,38(5):765-770.

[3] 郭巍,劉招君,劉群,等. 松遼盆地南部高臺(tái)子油層成藏動(dòng)力學(xué)[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版, 2010,40(3):482-490. Guo Wei, Liu Zhaojun, Liu Qun, et al. Research on the Hydrocarbon Accumulation Dynamics of Gaotaizi Reservoir in the Southern Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2010,40(3):482-490.

[4] 王璞珺,馮志強(qiáng),劉萬洙,等.盆地火山巖:巖性·巖相·儲(chǔ)層·氣藏·勘探[M]. 北京:科學(xué)出版社,2008:1. Wang Pujun, Feng Zhiqiang, Liu Wanzhu, et al. Volcanic Rocks in Petroliferous Basins: Petrography·Facies·Reservoir·Pool·Exploration[M]. Beijing: Science Press, 2008:1.

[5] 馮志強(qiáng).松遼盆地慶深大型氣田的勘探前景[J].天然氣工業(yè), 2006,26(6):1-5. Feng Zhiqiang.Exploration Potential of Large Qingshen Gas Field in the Songliao Basin[J]. Natural Gas Industry, 2006,26(6):1-5.

[6] 侯啟軍. 南北輝映氣貫松遼-吉林油田公司長(zhǎng)嶺斷陷長(zhǎng)深1井發(fā)現(xiàn)紀(jì)略[J].中國(guó)石油企業(yè), 2006(3):45-46. Hou Qijun. Gas Through out the Songliao Basin: Discovery of Well CS1 in Changling Fault Depression of Jilin Oilfeild Company[J]. China Petroleum Enterprise, 2006(3):45-46.

[7] 馮子輝，印長(zhǎng)海，齊景順,等.大型火山巖氣田成藏控制因素研究：以松遼盆地慶深氣田為例[J].巖石學(xué)報(bào), 2010,26(1):21-32. Feng Zihui, Yin Changhai, Qi Jingshun, et al. Main Factors Controlling Hydrocarbon Acculation in Large Volcanic Gas Fields: A Case Study of the Qingshen Gas Field in the Songliao Basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 2010,26(1):21-32.

[8] 郭占謙,劉文龍,王先彬.松遼盆地非生物成因氣的成藏特征[J].中國(guó)科學(xué):D輯，1997,27(2):143-148. Guo Zhanqian, Liu Wenlong, Wang Xianbin. Reservoir Forming Festures of Abiogenic Gas in Songliao Basin[J]. Science in China:Series D, 1997,27(2):143-148.

[9] 付曉飛,宋巖. 松遼盆地?zé)o機(jī)成因氣及氣源模式[J]. 石油學(xué)報(bào), 2005,26(4):23-28. Fu Xiaofei, Song Yan. Inorganic Gas and Its Resource in Songliao Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2005,26(4):23-28.

[10] 吳顏雄,王璞珺,吳艷輝,等.火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間的構(gòu)成：以松遼盆地為例[J].天然氣工業(yè), 2011,31(4):28-33. Wu Yanxiong, Wang Pujun, Wu Yanhui, et al. Components of Volcanic Reservoir Space: A Case Study from the Songliao Basin[J]. Natural Gas Industry, 2011,31(4):28-33.

[11] 王璞珺,陳樹民,劉萬洙,等. 松遼盆地火山巖相與火山巖儲(chǔ)層的關(guān)系[J].石油與天然氣地質(zhì), 2003,24(1):18-23. Wang Pujun, Chen Shumin, Liu Wanzhu,et al. Relationship Between Volcanic Facies and Volcanic Reservoirs in Songliao Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2003,24(1):18-23.

[12] 王德滋,周新民.火山巖巖石學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1982:55-61. Wang Dezi, Zhou Xinmin. Volcanic Petrology[M]. Beijing:Science Press, 1982:55-61.

[13] 王加強(qiáng),劉萬洙,楊雙玲,等. 松遼盆地白堊系營(yíng)城組流紋巖中石泡構(gòu)造類型、特征及成因[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版, 2007,37(6):1266-1271. Wang Jiaqiang, Liu Wanzhu, Yang Shuangling, et al. Types,Characteristics and Genesis of Lithophysa in Rhyolite of Yingcheng Formation, Songliao Basin[J].Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2007,37(6):1266-1271.

[14] 李金龍,王璞珺,鄭常青,等. 松遼盆地東南隆起區(qū)營(yíng)城組柱狀節(jié)理流紋巖特征和成因[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版, 2007,37(6):1131-1138. Li Jinlong, Wang Pujun, Zheng Changqing,et al. Characteristics and Genesis of Rhyolite with Columnar Joints from the Yingcheng Formation in Southeastern Uplift of the Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2007,37(6): 1131-1138.

[15] 單玄龍,劉青帝,任利軍,等. 松遼盆地三臺(tái)地區(qū)下白堊統(tǒng)營(yíng)城組珍珠巖地質(zhì)特征與成因[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào): 地球科學(xué)版, 2007,37(6):1146-1151. Shan Xuanlong, Liu Qingdi, Ren Lijun, et al. Geological Characteristics and Genesis of Perlite in the Lower Cretaceous Yingcheng Formation in the Santai Area of the Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University:Earth Science Edition, 2007,37(6):1146-1151.

[16] 賈軍濤,王璞珺,邵銳,等.松遼盆地東南緣營(yíng)城組地層序列的劃分與區(qū)域?qū)Ρ萚J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版, 2007,37(6):1110-1123. Jia Juntao, Wang Pujun, Shao Rui, et al. Stratigraphical Sequence and Regional Correlation of Yingcheng Formation in the Southeast of Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2007,37(6):1110-1123.

[17] Riley T R, Leat P T, Pankhurst R J,et al. Origins of Large Volume Rhyolitic Volcanism in the Antarctic Peninsula and Patagonia by Crustal Melting[J]. Journal of Petrology, 2001,42(6):1043-1065.

[18] 《地球科學(xué)大辭典》編輯委員會(huì).地球科學(xué)大辭典:基礎(chǔ)科學(xué)卷[M]. 北京:地質(zhì)出版社, 2006:451-454. Editorial Board of Geoscience Dictionary. Geoscience Dictionary: Basic Sciences[M]. Beijing:Geological Publishing House, 2006:451-454.

[19] John V S.Structural Analysis of Flow-Related Textures in Lavas[J]. Earth-Science Reviews, 2002,57:279-297.

[20] 魏海泉,Melnik O ,劉永順,等.火山通道巖漿流動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型在天池火山噴發(fā)過程中的應(yīng)用[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2006,22(12):3007-3013. Wei Haiquan, Melnik O, Liu Yongshun, et al. Condult Modeling of Magma Flow Dynanics: A Case Study on the Eruptive Process at the Tianchi Volcano[J]. Acta Petrotogica Sinica, 2006,22(12):3007-3013.

[21] Lejeune A , Rechet P . Rheology of Crystal-Bearing Silicate Melts: An Experimental Study at High Viscosities[J]. Journal of Geophysical Research, 1995, 100:4215-4229.

[22] Gardener J E , Ketcham R A . Bubble Nucleation in Rhyolite and Dacite Melts: Temperature Dependence of Surface Tension[J]. Contrib Mineral Petrol, 2011, 162(5):929-943.

[23] Jaupart C.Effects of Compressibility on the Flow of Lava[J]. Bulletin of Volcanology, 1991：54:1-9.

[24] 譚勁,趙珊茸,莫宣學(xué),等. 巖漿不混溶對(duì)巖石成分和結(jié)構(gòu)的控制：川西鄉(xiāng)城地區(qū)玻鎂安山巖成巖特征探討[J].地球科學(xué)：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),1997,22(2):165-170. Tan Jin, Zhao Shanrong, Mo Xuanxue, et al. Magma Immiscible Controlling Rock Composition and Texture: Discussion on Boninite in Xiangcheng Area, Western, Sichuan Province[J]. Earth Science：Journal of China University of Geosciences, 1997,22(2):165-170.

[25] 謝家瑩.冷卻單元、流動(dòng)單元與堆積單元[J].火山地質(zhì)與礦產(chǎn),1994,15(1):75-76. Xie Jiaying. Chill Unit, Flow Unit and Accumulating Unit[J]. Volcanic Geology and Mineral Resources, 1994, 15(1):75-76.

[26] 程日輝,任延廣,沈艷杰,等. 松遼盆地營(yíng)城組火山巖冷卻單元及地層結(jié)構(gòu)分析[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版, 2012,42(5):1338-1347. Cheng Rihui,Ren Yanguang,Shen Yanjie，et al.Volcanic Cooling Unit and Analysis of Stratigraphic Architecture of Yingcheng Formation in Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University:Earth Science Edition, 2012,42(5):1338-1347.

下期要目

川中蓬萊地區(qū)須家河組須二段儲(chǔ)層成巖相與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)

賴錦，王貴文，陳陽陽，等

東北東部虎林盆地的構(gòu)造特征、成盆機(jī)制及敦-密斷裂帶北東段的形成時(shí)代

劉志宏，梅梅，高軍義，等

老撾南部帕萊通雙峰式火山巖鋯石U-Pb定年及巖石地球化學(xué)特征

劉書生，范文玉，羅茂金，等

平推式滑坡啟動(dòng)判據(jù)的修正

趙權(quán)利，尚岳全，支墨墨

基坑開挖對(duì)單樁及群樁回彈位移的影響

衛(wèi)凌云，秦勝伍，陳慧娥

吉林西部鹽堿水田區(qū)凍融期土壤水鹽運(yùn)移特征及酶活性變化

湯潔，梁爽，張豪，等

人工回灌物理堵塞特征試驗(yàn)及滲濾經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)

黃修東，束龍倉，崔峻嶺，等

中國(guó)降水混沌識(shí)別及空間聚類

危潤(rùn)初，肖長(zhǎng)來，張余慶，等

古龍南地區(qū)低阻油層m和n影響因素實(shí)驗(yàn)

宋延杰，姜艷嬌，宋楊，等

基于互相關(guān)函數(shù)對(duì)鉆孔雷達(dá)層析成像的改進(jìn)

朱自強(qiáng)，彭凌星，魯光銀，等

Classification of Rhyolite from Yingcheng Formation and Its Significance for Volcanic Stratigraphy Analysis in Southeastern Uplift of Songliao Basin

Wang Tengfei, Cheng Rihui, Shen Yanjie

CollegeofEarthsciences,JilinUniversity,Changchun130061,China

The vocanlic strata in deep of Songliao basin has been an important target for oil/gas exploration, study of vocanlic rocks is of some significance for strata analysis. In this paper, we focus on the rhyolite of Yingcheng Formation on outcrops in Jiutai, southeast margin of the Songliao basin. According to primary structure of rock, rhyolite is divided into four basic types:rhyolitic structure rhyolites, vesicular rhyolites, lithophysa rhyolites, and massive rhyolites. Each type has specific forming mechanism and can be identified at the scale of outcrops, hand specimens and thin sections. Rhyolite is constituent element of a cooling unit, and the ideal rhyolite sequence is vesicular rhyolites-lithophysa rhyolites-rhyolitic structure rhyolites-massive rhyolites-rhyolitic structure rhyolites-lithophysa rhyolites-visicular rhyolites, which is often incomplete in actual study. The cooling unit defined by the rhyolite sequence can be an elementary unit for volcanic strata analysis.

Songliao basin; Yingcheng Formation; rhyolite; structure of rocks; volcanic stratigraphy analysis; stratigraphy

10.13278/j.cnki.jjuese.201401105.

2013-06-17

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40972074)；國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2009CB219303)

王騰飛(1988-)，男，博士研究生，主要從事石油地質(zhì)方面研究，E-mail:wangtf88@qq.com

沈艷杰(1981-)，女，講師，主要從事沉積學(xué)和石油地質(zhì)研究，E-mail:shenyj@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401105

P588.14

A

王騰飛,程日輝,沈艷杰.松遼盆地東南緣營(yíng)城組流紋巖類型及其在火山巖地層分析中的意義.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2014,44(1):45-55.

Wang Tengfei, Cheng Rihui, Shen Yanjie.Classification of Rhyolite from Yingcheng Formation and Its Significance for Volcanic Stratigraphy Analysis in Southeastern Uplift of Songliao Basin.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):45-55.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401105.