陳樹民，姜傳金，劉 立，初麗蘭，裴明波

1.大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712 2.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100034

松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖裂縫形成機(jī)理

陳樹民1，姜傳金1，劉 立2，初麗蘭1，裴明波1

1.大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712 2.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100034

松遼盆地徐家圍子斷陷是位于松遼盆地北部深層的半地塹型晚侏羅世--早白堊世伸展斷陷，火山巖發(fā)育。在已有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外露頭和巖心觀測及鏡下研究發(fā)現(xiàn)：本區(qū)火山巖構(gòu)造裂縫和溶蝕裂縫都比較發(fā)育，具有明顯的規(guī)律性，多數(shù)原生縫被后期的構(gòu)造應(yīng)力或溶蝕作用改造成次生縫。本區(qū)裂縫形成的控制因素較多，主要有應(yīng)力、構(gòu)造、巖性和巖相、溶蝕作用、風(fēng)化淋濾、構(gòu)造應(yīng)力場演化等，其中構(gòu)造應(yīng)力場演化、巖性和巖相及風(fēng)化溶蝕作用是控制裂縫形成的主要因素。構(gòu)造裂縫以高角度的張扭性和張性縫為主，多為半充填和無充填，具有多期、多方向、組合復(fù)雜等特點(diǎn)，是晚侏羅世至新近紀(jì)各種地質(zhì)作用相互疊加的結(jié)果。構(gòu)造通過控制不同構(gòu)造部位的局部應(yīng)力場分布來控制裂縫發(fā)育程度，沿?cái)嗔褞Т嬖诿黠@的應(yīng)力集中，形成裂縫發(fā)育帶，特別在正斷層上升盤、斷層端部、背斜軸部等應(yīng)力集中部位容易形成構(gòu)造裂縫。有效火山巖油氣儲層為各類原生孔隙與裂縫的有效組合。由于火山噴發(fā)多個旋回疊加，加之風(fēng)化剝蝕及不整合面的存在，造成裂縫在縱向上發(fā)育具有旋回性，溶蝕裂縫主要在不整合面附近發(fā)育。在平面上，裂縫主要發(fā)育在斷裂密集區(qū)、斷裂交匯部位和背形或向形構(gòu)造發(fā)育的地區(qū)。本區(qū)處于爆發(fā)相和溢流相火山巖的發(fā)育區(qū)，氣孔和裂縫最發(fā)育，特別是溢流相的流紋巖中，裂縫和氣孔均較為發(fā)育，是本區(qū)的優(yōu)質(zhì)儲層最發(fā)育區(qū)，也是天然氣富集區(qū)。

火山巖；裂縫；構(gòu)造應(yīng)力場；火山巖相；形成機(jī)理； 徐家圍子斷陷；松遼盆地

0 引言

松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖發(fā)育。前人在火山巖地質(zhì)特征[1-3]、成藏規(guī)律及控制因素[1-4]、火山巖儲層特征[5-10]、火山巖識別和預(yù)測[11-13]、火山巖地球化學(xué)特征[14]、裂縫預(yù)測[15]等方面做過大量工作。經(jīng)過勘探開發(fā)實(shí)踐證實(shí)該區(qū)具有廣闊的天然氣勘探前景，但各井的產(chǎn)量及儲量存在較大差異，研究發(fā)現(xiàn)這不僅與火山巖的分布有關(guān)，而且還與裂縫發(fā)育程度有關(guān)。眾所周知，由于火山噴發(fā)的不規(guī)律性，加之后期構(gòu)造和溶蝕作用的改造，火山巖類型復(fù)雜，裂縫分布不均衡，使火山巖地區(qū)的勘探難度更大，但由于增儲上產(chǎn)形勢的緊迫需要，尋找火山巖油氣藏仍然是現(xiàn)今油氣勘探的一個新領(lǐng)域。國內(nèi)外勘探實(shí)踐證明：火山巖儲層發(fā)育程度的好壞主要受裂縫發(fā)育程度的控制，特別是在低孔滲地區(qū)，由于構(gòu)造裂縫的存在，孔隙能夠連通，其滲透率會因構(gòu)造裂縫的存在大大改善；從大量次生孔隙形成的方式來看，多數(shù)是由裂縫和以構(gòu)造裂縫溝通為主的儲集空間。構(gòu)造裂縫分布廣、規(guī)律性較強(qiáng)、成組出現(xiàn)，可以將原生裂縫、早期構(gòu)造裂縫和其他孔隙連通起來，尋找構(gòu)造裂縫發(fā)育的火山巖儲層是找到火山巖油氣藏的關(guān)鍵。同時，裂縫的發(fā)育也不同程度受巖性和巖相及風(fēng)化淋濾作用的控制。因此，火山巖裂縫的形成機(jī)理研究具有重要的理論意義。由于本區(qū)火山巖發(fā)育、具有多旋回性，裂縫發(fā)育、形成機(jī)理復(fù)雜，前人沒有進(jìn)行過系統(tǒng)研究。本次研究旨在通過火山巖野外相似露頭區(qū)、鉆孔巖心及鏡下薄片的觀察和研究，明確本區(qū)火山巖裂縫的形成機(jī)理，為結(jié)合實(shí)際資料預(yù)測火山巖儲層裂縫發(fā)育區(qū)提供理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

徐家圍子斷陷是一個位于松遼盆地北部深層的半地塹型晚侏羅世--早白堊世伸展斷陷，近北北西向展布，西與古中央隆起帶以斷層相隔，東側(cè)與尚家、朝陽溝隆起帶呈斜坡過渡，是由3條斷裂控制的復(fù)式箕狀斷陷。該斷陷的主體發(fā)育于晚侏羅世，結(jié)束于早白堊世。這一時期，斷陷經(jīng)歷了3次較長時間的伸展作用和一次短暫的擠壓作用，這與濱太平洋構(gòu)造域板塊的運(yùn)動方式是相聯(lián)系的。該斷陷自南到北依次為安達(dá)斷陷、杏山斷陷、薄荷臺斷陷3個一級構(gòu)造單元(圖1)。地層平均厚度3 000 m，總面積5 300 km2，基底埋深1 800～8 800 m，包括火石嶺組、沙河子組和營城組。在斷陷發(fā)育期，火山巖噴發(fā)強(qiáng)烈，可劃分為3個火山巖噴發(fā)旋回，火山巖主體為白堊系營城組一段(Kyc1)、三段(Kyc3)。已在徐深1和徐深6等井火山巖中獲得工業(yè)氣流，顯示該區(qū)具有廣闊的天然氣勘探前景。多年勘探研究表明，旋回Ⅲ(營城組)火山巖是重要的儲集層，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了昌德、升平、興城等氣田。

圖1 徐家圍子斷陷構(gòu)造單元劃分Fig. 1 Division of Xujiaweizi fault depression tectonic units

2 火山巖裂縫類型

2.1 野外相似露頭區(qū)觀察

本次野外進(jìn)行了4個露頭點(diǎn)的裂縫觀測，均位于吉林省九臺市，大地坐標(biāo)分別為:44°22′37.0″N， 126°06′49.5″E； 44°22′37.7″N， 126°06′51.9″E； 44°23′13.5″N， 126°08′11.1″E； 44°23′14.5″N， 126°08′11.6″E。通過野外露頭觀測發(fā)現(xiàn)：相似露頭區(qū)火山巖為營城子組火山巖，巖性以流紋巖及安山巖為主，構(gòu)造裂縫發(fā)育，裂縫多數(shù)為剪性縫及壓扭性縫。裂縫具有成組、成帶分布的特征(圖2)，平面延伸方向?yàn)榻黃N、EW、NW及NE向。其中流紋巖構(gòu)造裂縫和氣孔最發(fā)育:裂縫傾角以高角度縫(>75°)為主，占66.67%；斜交縫(15° ～75°)次之，占30.77%；低角度縫(<15°)較少，占2.56%(圖3)。共軛剪切裂縫分期配套結(jié)果顯示本區(qū)火山巖裂縫可分為3期：最早期為近SN向和NNW--SSE向，中期為NW--SE向，晚期為近EW向。

2.2 鉆孔巖心裂縫觀察

鉆孔巖心觀測表明：徐家圍子地區(qū)營城組火山巖性主要以流紋巖、凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山巖為主，其次為英安巖、火山熔巖等，裂縫以中--高角度為主。裂縫按力學(xué)性質(zhì)有張性、張扭性、壓性、壓扭性和剪切裂縫(圖4)，以張性縫為主，張扭性縫次之，其余為壓性縫，壓扭性縫，剪性縫(圖3)。裂縫大部分呈半充填及完全充填，充填物多以硅質(zhì)、火山巖屑及碎屑巖脈為主；裂縫最大寬度為20.0 mm，主要以0.1～10.0 mm的中縫和小縫為主(約占76.00%)，小于0.1 mm微縫次之(約占14.29%)，大縫(>10.0 mm)較少發(fā)育(約占7.14%)。

2.3 顯微裂縫觀察

顯微裂縫觀測表明：本區(qū)主要發(fā)育有張性、張扭性構(gòu)造裂縫；其次發(fā)育晶內(nèi)、晶間、粒間及穿晶裂縫、冷凝收縮縫和炸裂縫等，裂縫以無充填為主。鏡下觀察最大縫寬為1.610 mm，縫寬主要區(qū)間為0.005～0.600 mm；以微縫(<0.100 mm)最發(fā)育(約占74.4%)，小縫(0.100～1.00 mm)次之(約占24.15%)，中縫(>1.000 mm)較少發(fā)育(約占0.97%)(圖5)。儲集空間的組合類型主要有原生孔隙+構(gòu)造裂縫型及次生孔隙+構(gòu)造裂縫型。

a.壓扭性裂縫，裂面光滑,其內(nèi)發(fā)育多條剪裂縫；b. 壓扭性裂面，長度約4 m，波狀彎曲，縫寬3～8 cm；c.3組剪切裂縫,無充填或半充填；d. 低角度張性構(gòu)造縫，裂面鋸齒狀，延伸大于10 m，寬度1～5 cm，縫內(nèi)無充填；e.2組壓扭性結(jié)構(gòu)面，具釘頭擦痕；f. 3組裂縫：垂直剪切裂縫，高角度壓扭裂面，低角度張性裂縫，鋸齒狀。圖2 徐家圍子斷陷野外火山巖裂縫觀測圖片F(xiàn)ig.2 Fracture observation of volcanic rocks outcrop of Xujiaweizi fault depression

圖3 徐家圍子斷陷裂縫觀測結(jié)果對比圖Fig.3 Comparison chart of fracture observations of Xujiaweizi fault depression

通過對火山巖野外相似露頭區(qū)、鉆孔巖心及鏡下薄片的裂縫觀察與描述發(fā)現(xiàn)：徐家圍子斷陷營城組火山巖裂縫按裂縫的形成時間可分為原生縫和次生縫，多數(shù)原生縫被后期的構(gòu)造應(yīng)力或溶蝕作用改造成次生縫；按力學(xué)性質(zhì)發(fā)育有張性、張扭性、壓性、壓扭性和剪裂縫，以張扭性縫為主，其次為張性縫；按充填情況有完全充填、半充填和無充填3種情況(圖3)，充填物多以硅質(zhì)、火山巖屑及碎屑巖脈為主。

3 火山巖裂縫形成機(jī)理

3.1 構(gòu)造裂縫形成與應(yīng)力場演化

松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖儲層發(fā)育的構(gòu)造裂縫，具有多期、多方向、組合復(fù)雜等特點(diǎn)，是晚侏羅至新近紀(jì)各種地質(zhì)作用相互疊加的結(jié)果。根據(jù)本區(qū)裂縫形成時期和構(gòu)造應(yīng)力場分析，裂縫主要在早白堊世構(gòu)造伸展期和晚白堊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)期形成，其中以晚白堊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用為主。晚侏羅世--早白堊世時期，整個松遼盆地處在以東西向張扭應(yīng)力為主的應(yīng)力場中，在營城組火山巖固結(jié)成巖后，持續(xù)的拉伸破裂機(jī)制使部分南北向裂縫伴隨著主斷裂的形成，晚白堊世構(gòu)造作用最強(qiáng)，應(yīng)力場逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴号ば再|(zhì)，且越來越強(qiáng)烈，構(gòu)造應(yīng)力值最大，對該區(qū)裂縫的形成起主導(dǎo)作用。在白堊紀(jì)早期的伸展構(gòu)造時期，主要形成近南北向裂縫。在晚白堊世的反轉(zhuǎn)構(gòu)造時期，在近北西向擠壓應(yīng)力作用下，主要形成近北西向張裂縫和北西西及近南北向的剪切裂縫。在古近紀(jì)，又經(jīng)歷了一次張扭-壓扭的應(yīng)力旋回，巖層受共軛剪切作用形成北東向與北西向兩組共軛縫。新近紀(jì)以來， 應(yīng)力又轉(zhuǎn)變?yōu)閴号橹?，多?shù)東西向裂縫在此時期擠壓破裂生成，為有效裂縫(圖6)。

a.達(dá)深401井，3 183.99 m，灰白色流紋巖，剪切縫，裂縫傾角80°；b.徐深11井，3 783.30 m，英安巖，張性縫；c.宋深102，3 177.79 m，灰白色凝灰?guī)r，網(wǎng)狀縫，碎屑巖脈充填；d.汪深101井，3 088.54 m，灰色流紋巖，張性縫；e.肇深12井，3 508.98 m，火山角礫巖，張性縫；f.達(dá)深3井，3 242.86 m，安山巖，發(fā)育高角度75°張扭性裂縫；g.宋深102井，3 178.39 m，灰白色凝灰?guī)r，網(wǎng)狀縫；h.汪深101井，3 090.04 m，灰色流紋巖，發(fā)育85°～90°張扭性裂縫。圖4 松遼盆地徐家圍子斷陷典型巖心裂縫描述Fig.4 Typical core fracture description of Xujiaweizi fault depression

圖5 徐家圍子斷陷鏡下顯微裂縫寬度頻率圖Fig.5 Percentage of microfracture width of Xujiaweizi fault depression diagram

圖6 徐家圍子不同時期應(yīng)力場與裂縫形成機(jī)制關(guān)系圖Fig.6 Relationship diagram of fracture formation mechanism and different periods of stress field of Xujiaweizi fault depression

3.2 與斷層相關(guān)的裂縫

斷裂是控制火山巖儲層裂縫發(fā)育的重要因素，它通過控制不同構(gòu)造部位的局部應(yīng)力場分布來控制其裂縫發(fā)育程度。由于斷層活動造成的應(yīng)力擾動作用，沿?cái)嗔褞Ь哂忻黠@的應(yīng)力集中現(xiàn)象，擾動帶寬度大致為斷層斷距的1/2，遠(yuǎn)離斷層，裂縫密度呈遞減的趨勢，通常形成與斷層平行的一組張裂縫和與斷層斜交的兩組剪切裂縫(圖7)。在斷層的端部等部位，通常是應(yīng)力的集中區(qū)，是裂縫的發(fā)育區(qū)。本區(qū)正斷層是控制裂縫形成與分布的主要因素，上盤較下盤裂縫更發(fā)育，上盤裂縫指數(shù)比斷層下盤高，裂縫指數(shù)隨深度增加逐漸減小(圖7)。逆斷層是構(gòu)造反轉(zhuǎn)時的壓扭性應(yīng)力作用形成的，通常規(guī)模很小，在逆斷層的端部由于應(yīng)力集中通常形成裂縫密集發(fā)育區(qū)(圖7)。

圖7 徐家圍子斷陷與斷層相關(guān)的裂縫形成機(jī)制圖Fig.7 Fault-related fractures formation mechanism of Xujiaweizi fault depression

3.3 與褶皺相關(guān)的裂縫

與褶皺相關(guān)的裂縫包括與縱彎和橫彎褶皺有關(guān)的裂縫。與縱彎褶皺有關(guān)的裂縫的巖層在受到擠壓力之前，先形成一組直立的共軛剪切裂縫(平面X型裂縫)，以及與最大擠壓應(yīng)力方向平行的一組橫張裂縫(追蹤張裂縫)，垂直或平行褶皺軸線的為張裂縫，斜交褶皺軸線的為剪裂縫，多以共軛形式出現(xiàn)。與橫彎褶皺有關(guān)的裂縫的產(chǎn)生與巖層之間的錯動有關(guān)，往往在層面上形成張裂縫和放射狀裂縫。本區(qū)火山巖氣藏以構(gòu)造-巖性復(fù)合氣藏為主,在構(gòu)造高部位聚集(升深2-1斷背斜油氣藏)。低幅背斜-巖性復(fù)合氣藏(升深6，徐深9)[1]則是本區(qū)火山巖氣藏特有的一種氣藏類型,它是火山噴發(fā)過程中形成的一種特殊的背斜構(gòu)造。背斜巖層的變形強(qiáng)度通常較大，在背斜軸部附近形成裂縫發(fā)育帶。

3.4 巖性的控制作用

原生孔隙是火山巖儲集空間形成的基礎(chǔ),其發(fā)育情況受巖性和巖相的控制。巖性決定了原生孔隙的類型，巖相(亞相)則決定了原生孔隙的發(fā)育狀況[5]。

巖性是影響裂縫發(fā)育的最基本的因素。影響裂縫發(fā)育的巖性因素包括巖石成分、顆粒大小及物性等。由于不同巖性的巖石成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不同，巖石力學(xué)性質(zhì)各異，在相同構(gòu)造應(yīng)力作用下，裂縫的發(fā)育程度不一致。強(qiáng)硬致密巖層通常表現(xiàn)為脆性，裂縫一般比軟弱巖石更發(fā)育，構(gòu)造裂縫發(fā)育程度與儲集層巖石致密、性脆呈正相關(guān)關(guān)系。徐家圍子地區(qū)主要發(fā)育高角度縫和斜交縫，低角度縫相對不發(fā)育。流紋巖中裂縫最發(fā)育，特別是高角度縫發(fā)育，超過30%，斜交縫占15%左右，其次為英安巖、凝灰?guī)r、安山巖等。凝灰?guī)r與英安巖中斜交縫比高角度縫發(fā)育(圖8)。

3.5 巖相的控制作用

圖8 研究區(qū)巖心觀察裂縫分布頻率與巖性關(guān)系直方圖Fig.8 Fracture distribution frequency and lithologic relationships histogram by core observing in study area

本區(qū)發(fā)育爆發(fā)相、溢流相、次火山巖相、火山通道相、火山沉積相(圖9)。儲層孔隙和裂縫的發(fā)育與火山巖相密切相關(guān)：與爆發(fā)作用相關(guān)的各種裂縫十分發(fā)育，有火山角礫巖粒間縫、炸裂縫等。由于火山爆發(fā)相一般都處于古侵蝕高地，容易遭受風(fēng)化淋濾作用，因此溶蝕孔(洞)和溶蝕裂縫發(fā)育，為復(fù)合型孔隙系統(tǒng)，是有利儲集相帶(圖9)。溢流相的火山巖頂?shù)讓右蕴妓釒r化為主，造成溢流相的火山巖頂?shù)椎膸r石脆性大，有利于裂縫的產(chǎn)生(圖10)；中部以綠泥石化為主，伴有絹云母化、蛇紋石化，泥質(zhì)含量較高，使巖石塑性增加，巖石脆性小，裂縫相對不發(fā)育?；鹕揭缌飨嘀械腦型剪切節(jié)理型構(gòu)造裂縫，是火山溢流相中最發(fā)育、最重要的裂縫，多與柱狀節(jié)理和層面節(jié)理組成網(wǎng)狀裂縫(圖9)?？紫对诨鹕揭缌飨嘀幸嗾加兄匾匚?，但要有裂縫相連才能成為有效孔隙。次火山巖相構(gòu)造裂縫在火山口附近裂縫最為發(fā)育，其次是近火山口處，遠(yuǎn)源的裂縫最不發(fā)育，主要原因是火山口附近的隱爆角礫巖礫間縫十分發(fā)育，圍巖中的網(wǎng)狀裂縫、垂直張裂縫也十分發(fā)育?；鹕匠练e相一般位于噴發(fā)主體的邊緣，火山巖層薄，多為凝灰質(zhì)火山巖或沉積凝灰?guī)r，原生氣孔不發(fā)育，加之位于古侵蝕低洼地帶，風(fēng)化裂縫不發(fā)育，儲集層一般較差，但在構(gòu)造應(yīng)力作用下，產(chǎn)生構(gòu)造裂縫，也可能成為好的儲集層。

3.6 風(fēng)化淋濾的控制作用

火山巖巖體形成之后,其原生氣孔大多是互不連通、獨(dú)立存在的,或連通性很差[14]；而構(gòu)造裂縫的發(fā)育和晚期的風(fēng)化淋濾作用起到了溝通裂縫和孔隙的作用，從而提高了火山巖儲層的孔、滲性,是形成天然氣高產(chǎn)區(qū)的重要因素。風(fēng)化作用主要是指物理風(fēng)化過程和化學(xué)風(fēng)化過程。物理風(fēng)化使一些小尺度隱性裂縫發(fā)展為顯性裂縫，提高了裂縫的發(fā)育程度，密度加大，貫通性變好。其主要是具有化學(xué)活動性的流體對先形成的裂縫所進(jìn)行的溶解交代等的改造，但水-巖反應(yīng)處于地下較深部位相對封閉的成巖環(huán)境而不易被帶出，沉淀于原來的孔隙之中[13]，使得裂縫被充填，影響了貫通性。先期裂縫是溶蝕裂縫形成的基礎(chǔ)，如興城地區(qū)徐深8井區(qū)發(fā)育早、中、晚3期構(gòu)造裂縫，其中以晚期NEE向構(gòu)造裂隙為主，溝通了原生氣孔，沿裂縫具有明顯的溶蝕作用，加上沙河子組烴源巖進(jìn)入過成熟演化階段，有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化時發(fā)生脫羧作用，形成的CO2使地下流體變?yōu)樗嵝?，流體沿裂隙進(jìn)入儲層，形成了大量溶蝕孔隙。構(gòu)造裂縫與酸性流體的良好配置，有利于儲集空間溶蝕作用的發(fā)生，進(jìn)一步改造儲層的性能。

4 火山巖裂縫形成模式

圖9 徐家圍子斷陷不同火山巖相裂縫發(fā)育模式Fig.9 Fracture development mode of difference volcanic facies of Xujiaweizi fault depression

圖10 徐家圍子斷陷裂縫形成機(jī)制模式Fig.10 Xujiaweizi fault depression fracture formation mechanism mode

火山機(jī)構(gòu)可劃分為火山口-近火山口、近源、遠(yuǎn)源和火山沉積帶[6]?；鹕綆r儲層裂縫形成的控制因素較多，主要有構(gòu)造、巖性、巖相、構(gòu)造應(yīng)力場演化、溶蝕作用、風(fēng)化淋濾等，其中構(gòu)造應(yīng)力場演化、巖性和巖相、風(fēng)化淋濾是控制裂縫形成的主導(dǎo)因素。構(gòu)造應(yīng)力場演化通過控制不同構(gòu)造部位的局部應(yīng)力分布來控制其裂縫發(fā)育程度。在斷層附近，由于斷層活動造成的應(yīng)力擾動，沿?cái)嗔褞Ь哂忻黠@的應(yīng)力集中，造成裂縫發(fā)育。在背斜或低幅背斜的軸部，是裂縫發(fā)育帶。不同巖性的巖石成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不同，巖石力學(xué)性質(zhì)各異，因而在相同構(gòu)造應(yīng)力作用下，裂縫的發(fā)育程度不一致?；鹕奖l(fā)強(qiáng)度越大，巖石越破碎，與爆發(fā)作用相關(guān)的各種裂縫越發(fā)育；近火山口相裂縫連通，儲層更好?；鹕揭缌飨嗟目紫断到y(tǒng)為復(fù)合型網(wǎng)狀孔隙，溢流相火山巖頂?shù)撞扛鞣N節(jié)理發(fā)育，是溢流相亞相中構(gòu)造裂縫最發(fā)育的。溶蝕作用主要發(fā)生在火山巖頂部、不整合面附近及裂縫和酸性流體發(fā)育區(qū)(圖10)。由于多個火山噴發(fā)旋回疊加，加之風(fēng)化剝蝕及不整合面的存在，造成在縱向上裂縫發(fā)育程度的旋回性。以不整合面為界，隨著深度增加，一般在不整合面下0～10 m帶，溶蝕網(wǎng)狀縫或高角度縫發(fā)育，形成較高的溶蝕裂縫孔隙度；往下構(gòu)造縫相對發(fā)育。原生孔隙和次生孔隙的聯(lián)合作用形成本區(qū)的裂縫系統(tǒng)，控制著火山巖儲層的有效性。

5 結(jié)論

1)徐家圍子斷陷營城組火山巖構(gòu)造裂縫發(fā)育，以中--高角度、張扭性縫為主，具有多期疊加的特點(diǎn)。有效縫至少分3期形成：最早形成裂縫近南北向，其次為近北西--南東向的裂縫，近東西向裂縫形成最晚。風(fēng)化淋濾及溶蝕裂縫也比較發(fā)育，主要分別發(fā)育在不整合面附近及地下酸性流體充足的部位。

2)徐家圍子地區(qū)火山巖儲層裂縫形成的控制因素較多，構(gòu)造應(yīng)力場演化、巖相和巖性及風(fēng)化溶蝕作用是控制裂縫形成的主要因素。火山巖有效油氣儲層為各類原生孔隙與裂縫的有效組合；組合類型有原生孔隙-構(gòu)造裂縫型、次生溶蝕孔-構(gòu)造裂縫型，裂縫充填以半充填有效裂縫為主。

3)在斷裂密集區(qū)、斷裂交匯部位、構(gòu)造發(fā)育帶及不整合面附近，特別是處于爆發(fā)相和溢流相裂縫火山巖的部位，裂縫和氣孔均發(fā)育，是最有利的火山巖儲層發(fā)育區(qū)，也是天然氣富集區(qū)。

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Fracture Formation Mechanism of Volcanic Rocksin Xujiaweizi Fault Depression of Songliao Basin

Chen Shumin1,Jiang Chuanjin1，Liu Li2，Chu Lilan1，Pei Mingbo1

1.Daqing Oil Field Co.，Ltd. Company Exploration & Development Institute，Daqing 163712 ，Heilongjiang, China 2. Strategic Research Center of Oil and Gas Resources Ministry of Land & Resources，Beijing 100034，China

Xujiaweizi fault depression is a Late Jurassic-Early Cretaceous deep half-graben type extensional fault depression in northern Songliao basin, and volcanic rocks developed. The article is mainly based on macro and micro studies on outcrops, cores and thin sections. Tectonic fractures and corrosion fractures are well developed, and show apparent regularity. Most of primary fractures are transformed into secondary fractures by later tectonic stress or dissolution. Fractures formation are controlled by several factors, for instance, regional tectonic stress and its evolution, structure, lithology, lithofacies, dissolution, weathering. Among these, tectonic stress field evolution, lithology and lithofacies, weathering and dissolution are dominant factors. Most of tectonic fractures are characterized by high angle, tensional and torsional, part filled or unfilled, multi-period, and multi-directional, which is the results of the superposition of various geological and tectonic role from Late Jurassic to Neogene. Local development of fractures are controlled by local stress field distribution. In general, since obvious stress concentration, fault systems are fracture development zone. Local stress are especially concentrated in the hanging wall of normal fault, the end of normal and reverse fault, and anticline axis, where tectonic fractures are abundant. The effective hydrocarbon reservoirs in volcanic rocks are controlled by combination of primary pore spaces and structural fractures. The fracture development shows vertical cyclicity because of multi-eruption, weathering and unconformable surface. The dissolution fractures develop near unconformity. In plane, the fractures mainly developed in fault-concentrated area, faults intersection, anticline and syncline. Pores and fractures is the most developed in explosive and effusive facies, especially in effusive rhyolite. The rhyolite is the most advantageous reservoir and high yield gas production area.

volcanic rocks；fracture；tectonic stress field；volcanic facies；formation mechanism; Xujiaweizi fault depression; Songliao basin

10.13278/j.cnki.jjuese.201406110.

2014-02-21

國家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2009CB219307)

陳樹民(1962--)，男，教授級高級工程師，博士，主要從事油氣地質(zhì)、地震勘探方向研究，E-mail:chenshm @petrolchina.com.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201406110

P618.13

A

陳樹民，姜傳金，劉立，等. 松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖裂縫形成機(jī)理.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2014,44(6):1816-1826.

Chen Shumin,Jiang Chuanjin，Liu Li ,et al.Fracture Formation Mechanism of Volcanic Rocks in Xujiaweizi Fault Depression of Songliao Basin.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(6):1816-1826.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201406110.