朱洪建，琚宜文，孫 巖，黃 騁，馮宏業(yè)，Ali Raza，余 坤，喬 鵬，肖 蕾

(1.中國(guó)科學(xué)院 計(jì)算地球動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100049；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 地球與行星科學(xué)學(xué)院，北京 100049；3.燕山大學(xué) 車(chē)輛與能源學(xué)院，河北 秦皇島 066000；4.南京大學(xué) 內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210093；5.南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210093)

中國(guó)南方上揚(yáng)子區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，下古生界海相頁(yè)巖層系經(jīng)歷了印支期以來(lái)的抬升以及燕山期和喜馬拉雅期等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈擠壓、隆升和疊加改造，褶皺、斷裂、抬升及剝蝕作用強(qiáng)烈，頁(yè)巖氣賦存和保存條件復(fù)雜，給海相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)增加了難度[1-2]。在四川盆地及其周緣，先后發(fā)現(xiàn)了涪陵和長(zhǎng)寧等高產(chǎn)頁(yè)巖氣田[3]，然而在盆外至今還沒(méi)有取得大規(guī)模的商業(yè)性頁(yè)巖氣發(fā)現(xiàn)，揭示了四川盆地廣大外圍區(qū)域頁(yè)巖氣富集和成藏的復(fù)雜性，也表明中國(guó)南方頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)還存在許多特殊地質(zhì)問(wèn)題需要解決。

近年來(lái)，關(guān)于富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖微-納米孔裂隙結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)集類(lèi)型、運(yùn)移能力、儲(chǔ)層物性、吸附性和含氣性等相關(guān)研究受到了廣泛重視[4-6]。其中，孔裂隙結(jié)構(gòu)是評(píng)估儲(chǔ)層質(zhì)量、總含氣量以及研究頁(yè)巖氣賦存、運(yùn)移和富集機(jī)理的重要參數(shù)，也是當(dāng)前非常規(guī)致密儲(chǔ)層研究的重點(diǎn)[5]。前人研究表明，富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中含有豐富的微-納米級(jí)孔隙和少量的微裂隙，孔隙是頁(yè)巖氣的主要儲(chǔ)集場(chǎng)所，而微裂隙是氣體分子重要的運(yùn)移通道，它們受構(gòu)造-沉積演化、成巖作用、熱演化和巖石組分等控制，其中構(gòu)造應(yīng)力作用是其重要的外部影響因素之一[7-10]。然而，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)構(gòu)造變形作用對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層微-納米結(jié)構(gòu)控制的研究并不多見(jiàn)，多是從宏觀角度去描述儲(chǔ)層的構(gòu)造樣式、頁(yè)巖氣富集模式和保存條件等[1-3]，尚未從微觀角度系統(tǒng)地討論構(gòu)造變形作用下頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)的演化特征及其對(duì)儲(chǔ)層的改造作用。在外部構(gòu)造應(yīng)力的影響下，頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)和礦物結(jié)構(gòu)受到改造，繼而影響孔隙和裂隙的結(jié)構(gòu)特征，從而使頁(yè)巖氣的賦存和運(yùn)移產(chǎn)生相應(yīng)變化[7-10]。本文以川東南下志留統(tǒng)龍馬溪組及川東北下寒武統(tǒng)魯家坪組等潛力海相頁(yè)巖為研究對(duì)象，對(duì)不同構(gòu)造類(lèi)型和不同變形機(jī)制頁(yè)巖進(jìn)行了掃描電鏡、低溫氣體吸附和壓汞實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比與分析，探討了構(gòu)造應(yīng)力對(duì)富有機(jī)質(zhì)海相頁(yè)巖微-納米孔裂隙結(jié)構(gòu)演化的影響。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

揚(yáng)子陸塊是中國(guó)3大古老的板塊之一，其在新元古代末晉寧運(yùn)動(dòng)中形成了穩(wěn)定的基底，可分為上揚(yáng)子、中揚(yáng)子和下?lián)P子3個(gè)部分[11]，其中上揚(yáng)子主體位于四川盆地及其周緣，是目前中國(guó)海相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的主要區(qū)域[12-14](圖1)。晚三疊世以來(lái)，在強(qiáng)弱交替的水平擠壓作用下，上揚(yáng)子區(qū)域受到多期次構(gòu)造疊加和構(gòu)造改造作用[15]。印支運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致全區(qū)抬升，構(gòu)造格局和性質(zhì)均發(fā)生了巨大變化，使整個(gè)上揚(yáng)子出現(xiàn)海-陸過(guò)渡和轉(zhuǎn)換，由于強(qiáng)烈的構(gòu)造反轉(zhuǎn)以及前陸造山作用，其總體地貌呈現(xiàn)為被周緣山系所圍限的四川“菱形”盆地[16]。在燕山期，該區(qū)處于強(qiáng)烈的擠壓性構(gòu)造環(huán)境，表現(xiàn)為差異性的升隆運(yùn)動(dòng)，而在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)后由于更加強(qiáng)烈的擠壓變形，形成了更復(fù)雜的褶皺和斷裂組合，進(jìn)入了陸內(nèi)復(fù)合造山與前陸盆地的新一階段的構(gòu)造演化事件[17]。

圖1 中國(guó)南方上揚(yáng)子區(qū)域構(gòu)造綱要示意圖

川東南從川東至湘鄂西接近400km的寬闊褶皺-沖斷帶由一系列被斷層切割改造的復(fù)向斜和復(fù)背斜相間構(gòu)成[18]。以齊岳山斷裂為界，可進(jìn)一步劃分出川東隔擋式褶皺帶與湘鄂西隔槽式褶皺帶2個(gè)不同的構(gòu)造區(qū)(圖1，圖2a)。川東北位于上揚(yáng)子板塊東北緣，跨越揚(yáng)子板塊和秦嶺造山帶2個(gè)大的構(gòu)造和沉積單元，整體為一向南西凸出的弧形構(gòu)造帶[7]。該地區(qū)區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，在印支期秦嶺碰撞造山帶南緣前陸盆地的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷了多期構(gòu)造疊加而形成了沖斷褶皺帶[19](圖2b)。

圖2 四川盆地及其周緣地質(zhì)剖面

2 樣品采集與研究方法

2.1 樣品采集

本次研究為了初步量化構(gòu)造應(yīng)力的大小、機(jī)制以及復(fù)合疊加等特性，在野外巖石露頭剖面分別采集了不同構(gòu)造類(lèi)型以及不同變形機(jī)制的頁(yè)巖樣品，因而能從多角度和多層次來(lái)細(xì)化構(gòu)造變形作用這一綜合概念，從而能夠系統(tǒng)地揭示構(gòu)造應(yīng)力對(duì)頁(yè)巖結(jié)構(gòu)演化的控制作用。

不同構(gòu)造類(lèi)型樣品采自重慶市秀山石耶鎮(zhèn)剖面(圖1，紅色五角星指示)，該剖面出露一套完整的頁(yè)巖滑脫層構(gòu)造樣式，由于層滑構(gòu)造的存在，頁(yè)巖層表現(xiàn)出明顯的構(gòu)造變形特征(圖3a)。樣品為下志留統(tǒng)龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，類(lèi)型包括單斜巖層未變形頁(yè)巖、褶皺部位頁(yè)巖和斷層部位頁(yè)巖。2塊樣品采自褶皺的翼部，為單斜巖層，距離褶皺核心部位較遠(yuǎn)，變形程度較弱，顯微尺度上未見(jiàn)變形結(jié)構(gòu)特征(圖3b)；6塊樣品位于褶皺2個(gè)連續(xù)背斜和向斜構(gòu)造的軸部，為褶皺部位頁(yè)巖，變形程度較強(qiáng)，顯微尺度上可見(jiàn)強(qiáng)烈的揉皺變形特征(圖3c)；4塊樣品位于一個(gè)逆沖斷層內(nèi)部，為斷層部位頁(yè)巖，變形程度較強(qiáng)，顯微尺度上可見(jiàn)強(qiáng)烈的顯微裂隙及脈體發(fā)育，基質(zhì)被切割成多個(gè)碎片(圖3d)。從野外剖面中可以看出所采單斜巖層頁(yè)巖所受變形作用較弱，巖石層理結(jié)構(gòu)完整，而褶皺部位和斷層部位頁(yè)巖所受變形作用較強(qiáng)，巖石層理結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞。

脆性和韌性變形的頁(yè)巖樣品分別采自重慶市城口河魚(yú)和修齊剖面(圖1，黃色五角星指示)，為下寒武統(tǒng)魯家坪組頁(yè)巖。脆性變形頁(yè)巖采自城口河魚(yú)剖面(圖3e)，剖面斷層和節(jié)理十分發(fā)育。較大規(guī)模的斷裂與巖層夾角超過(guò)50°，切穿了巖層層理，按照距主斷裂的距離以及裂縫/節(jié)理密度，依次采集了5塊頁(yè)巖樣品，脆性變形程度由弱變強(qiáng)。脆性變形序列頁(yè)巖宏觀上表現(xiàn)為巖石較堅(jiān)硬、斷口清晰平直，顯微尺度上表現(xiàn)為多組裂隙發(fā)育，以脆性破裂構(gòu)造為主(圖3f)。韌性變形頁(yè)巖采自城口修齊鎮(zhèn)剖面(圖3g)，頁(yè)巖地層呈緊閉復(fù)雜褶皺，按照從褶皺翼部到核部的順序，依次采集了5塊頁(yè)巖樣品，韌性變形程度由弱變強(qiáng)。韌性變形序列頁(yè)巖宏觀上表現(xiàn)為強(qiáng)烈韌性流變變形，巖石較松軟，顯微尺度上表現(xiàn)為基質(zhì)組分定向排列，具有強(qiáng)化面理、線理或流動(dòng)構(gòu)造(圖3h)，頁(yè)巖可被劈理化和糜棱巖化，頁(yè)巖的原生結(jié)構(gòu)完全遭到破壞。

圖3 四川盆地周緣海相頁(yè)巖樣品采樣地質(zhì)剖面與顯微尺度結(jié)構(gòu)特征

2.2 研究方法

本文的研究方法有：巖石薄片觀察、聚焦離子束掃描電鏡(FIB-SEM)二維觀測(cè)、低溫氣體吸附實(shí)驗(yàn)以及壓汞法測(cè)試，依次用于頁(yè)巖顯微變形結(jié)構(gòu)、孔裂隙形貌和類(lèi)型、孔徑分布等定性表征或定量計(jì)算。

巖石薄片的制作按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5913—2004標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。具體的巖石制片方法遵循如下步驟：取樣、膠固、磨平面、粘片、磨片、蓋片以及貼標(biāo)簽。巖石薄片的觀察采用萊卡DMLP偏光顯微鏡與萊卡DFC450C相機(jī)系統(tǒng)，測(cè)試分析在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院顯微鏡實(shí)驗(yàn)室完成。

FIB-SEM二維觀測(cè)在FEI公司生產(chǎn)的Helios 600型聚焦離子束掃描電鏡(型號(hào)為：FEI Helios NanoLabTM600 DualBeamTMFIB-SEM)上完成，儀器最大分辨率小于1 nm，樣品制備及觀測(cè)分析均在哈爾濱工業(yè)大學(xué)分析測(cè)試中心完成。制樣和觀測(cè)程序如下：沿垂直于露頭或巖心樣品層理方向?qū)㈨?yè)巖樣品切割成較薄光片，尺寸在0.5 cm×0.5 cm，然后依次進(jìn)行機(jī)械磨平和氬離子拋光處理。將拋光好的樣品表面再進(jìn)行噴金處理以增加其導(dǎo)電性，最后將其用導(dǎo)電膠固定在樣品臺(tái)上進(jìn)行觀測(cè)。

低溫氣體吸附實(shí)驗(yàn)使用美國(guó)康塔公司生產(chǎn)的Autosorb IQ全自動(dòng)比表面積及孔徑分析儀，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 21650.3—2011，測(cè)試地點(diǎn)為北京市理化分析測(cè)試中心。首先，頁(yè)巖樣品粉碎為60～80目，在110 ℃條件下進(jìn)行12 h的抽真空預(yù)處理；然后，在0 ℃(273.1 K)條件下升高壓力，測(cè)得頁(yè)巖樣品在不同相對(duì)壓力下的二氧化碳吸附量；最后，獲得吸附曲線，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。液氮吸附實(shí)驗(yàn)以純度大于99.999%的氮?dú)庾鳛槲劫|(zhì)。頁(yè)巖樣品(60～80目)經(jīng)110℃真空脫氣12 h，去除樣品中存在的水分和具有揮發(fā)性物質(zhì)，在低溫-195.8 ℃(77.3 K)液氮中進(jìn)行等溫吸附、脫附測(cè)定?；谖綌?shù)據(jù)，利用DFT(Density Function Theory)方程分別計(jì)算了樣品微孔(<2 nm)和中孔(2～50 nm)的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)。

壓汞法測(cè)試執(zhí)行中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 5336—2006《巖心常規(guī)分析方法》和SY/T 5346—2005《巖石毛管壓力曲線的測(cè)定》。實(shí)驗(yàn)儀器為AutoPore Ⅳ 9505壓汞儀，樣品測(cè)試前在105 ℃下烘干至恒重，壓汞實(shí)驗(yàn)包括加壓進(jìn)汞、減壓退汞過(guò)程，最高實(shí)驗(yàn)壓力200 MPa。

本文采用低溫二氧化碳吸附法來(lái)確定微孔的分布特征，通過(guò)低溫液氮吸附法測(cè)定中孔的分布特征，利用壓汞法測(cè)定大孔(>50 nm)的分布特征，以此來(lái)獲取頁(yè)巖全孔徑的孔隙結(jié)構(gòu)特征。

3 不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)特征

近年來(lái)有關(guān)構(gòu)造煤微-納米孔裂隙結(jié)構(gòu)與瓦斯賦存耦合關(guān)系的研究較多[20-22]，為研究頁(yè)巖構(gòu)造變形與微-納米結(jié)構(gòu)演化帶來(lái)了重要啟示。前人研究表明，超過(guò)80%煤礦瓦斯突出的地點(diǎn)與斷層、褶皺、巖漿巖侵入以及煤層顯著增厚等地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型相關(guān)，它們均屬于地應(yīng)力或構(gòu)造應(yīng)力相對(duì)集中的地點(diǎn)，不同構(gòu)造部位發(fā)育的煤巖具有與原生結(jié)構(gòu)煤巖不同的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致這些構(gòu)造部位成為瓦斯突出的多發(fā)地帶[23]。在不同構(gòu)造部位，由于局部應(yīng)力分布的不均一性[24]，使巖石內(nèi)部孔裂隙的發(fā)育程度不同，從而對(duì)氣體的賦存和運(yùn)移產(chǎn)生較大影響。

3.1 孔裂隙類(lèi)型

國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)按照孔徑大小將巖石孔隙分為微孔(<2 nm)、中孔(2～50 nm)以及大孔(>50 nm)，其中微孔、中孔及部分大孔(50～1 000 nm)均屬于納米級(jí)孔隙的范疇。Loucks等(2012)以及Slatt和O’Brien(2011)根據(jù)頁(yè)巖中孔裂隙與礦物、有機(jī)質(zhì)的相互關(guān)系將頁(yè)巖儲(chǔ)集空間類(lèi)型分為有機(jī)質(zhì)孔、粒間孔、粒內(nèi)孔、微裂隙和微通道5類(lèi)[5-6]。因此，本文采用以上2種頁(yè)巖孔裂隙的分類(lèi)方案。

3.1.1 有機(jī)質(zhì)孔隙

在單斜巖層頁(yè)巖中，有機(jī)質(zhì)孔是最主要的孔隙類(lèi)型。有機(jī)質(zhì)孔在二維平面具有氣泡狀、球形和橢圓形等形態(tài)，孔徑在0.5～200 nm，圓度較好(圖4a)，基本上保持著熱演化形成后的初始形態(tài)。相比之下，褶皺或斷層部位頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)保存情況較差，孔隙尺寸較未變形頁(yè)巖大幅度減小(圖4b,c)，平均孔徑小于50 nm，且形態(tài)變化較大，“月牙狀”是最常見(jiàn)的孔隙形態(tài)(圖4b)，有機(jī)質(zhì)顆粒具有向內(nèi)縮聚的趨勢(shì)，有機(jī)質(zhì)孔隙平面孔隙度急劇減小，這可能是強(qiáng)烈構(gòu)造擠壓的結(jié)果。另外，在斷層部位頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)中可見(jiàn)微裂隙發(fā)育(圖4c)，可以較好地改善頁(yè)巖的儲(chǔ)層物性。

3.1.2 礦物孔隙

礦物粒間孔和粒內(nèi)孔在兩類(lèi)強(qiáng)烈構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖中發(fā)育較好，而在單斜巖層頁(yè)巖中發(fā)育較差，除了少量發(fā)育在長(zhǎng)石和方解石等礦物邊緣或內(nèi)部的分散、孤立狀溶蝕孔(圖4d)，幾乎不可見(jiàn)。褶皺或斷層部位頁(yè)巖中發(fā)育的粒間孔形態(tài)多樣，尺寸分布在幾十納米到幾微米，連通性較好，可以形成有效的孔隙網(wǎng)絡(luò)(圖4e,f)。褶皺部位頁(yè)巖中的粒間孔主要與韌性粘土礦物有關(guān)(圖4e)，孔徑變化較大，整體呈彎曲狀，局部可見(jiàn)微弱的孔隙定向，連通性較強(qiáng)，但保存情況不穩(wěn)定，易受壓實(shí)作用的影響。斷層部位頁(yè)巖中的粒間孔主要與剛性顆粒有關(guān)，孔徑較大，連通性更強(qiáng)(圖4f)，其保存情況相對(duì)穩(wěn)定。

粒內(nèi)孔是形成于礦物顆粒內(nèi)部的孔隙類(lèi)型，樣品中最常見(jiàn)的粒內(nèi)孔為礦物溶蝕孔，主要出現(xiàn)在方解石等礦物的內(nèi)部或顆粒邊緣，其大小在幾百納米到幾十微米之間。FIB-SEM數(shù)據(jù)表明：?jiǎn)涡睅r層頁(yè)巖中含有較完整的方解石等礦物顆粒，僅在礦物邊部發(fā)育少量的溶蝕縫(圖4g)。斷層或褶皺部位頁(yè)巖中則幾乎不可見(jiàn)結(jié)構(gòu)完整的方解石顆粒，礦物內(nèi)部及邊緣均發(fā)育了大量的溶蝕孔/縫，孔隙發(fā)育程度極高(圖4h,i)。

圖4 重慶秀山地區(qū)不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)特征(據(jù)文獻(xiàn)[10]修改)

在埋藏成巖以及熱演化過(guò)程中，從沉積物到沉積巖中的粒間孔和粒內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)發(fā)育規(guī)律是眾所周知的，這一系列復(fù)雜的過(guò)程可以嚴(yán)重破壞孔隙結(jié)構(gòu)，極大地降低沉積物孔隙度和滲透率[5]。然而，在構(gòu)造變形強(qiáng)烈的頁(yè)巖中，粒間孔和粒內(nèi)孔結(jié)構(gòu)并未因巖石組分和結(jié)構(gòu)受到應(yīng)力改造繼續(xù)減小，而是極大地改善了頁(yè)巖儲(chǔ)集性和滲透性。

3.1.3 裂隙結(jié)構(gòu)

前人研究表明，裂隙結(jié)構(gòu)(如微裂隙和微通道)多為構(gòu)造變形作用的產(chǎn)物，它們是頁(yè)巖中氣體重要的運(yùn)移通道和儲(chǔ)集空間[9,25]。與微裂隙相比，微通道結(jié)構(gòu)具有更小的尺寸和更強(qiáng)的局部連通性，是納米級(jí)的線性開(kāi)口[6]。單斜巖層樣品中幾乎沒(méi)有或僅發(fā)育少量的非構(gòu)造成因微裂隙(圖4j)，這些微裂隙分布相對(duì)集中，多為成巖作用(層理縫)、熱生烴或粘土失水等造成[25]。而在其他兩類(lèi)強(qiáng)變形的構(gòu)造部位，構(gòu)造成因或混合成因的微裂隙和微通道十分常見(jiàn)且發(fā)育程度較高，可呈現(xiàn)復(fù)雜的切割關(guān)系(圖4k,l)?；旌铣梢蛭⒘严兑话闶窃诔跏挤菢?gòu)造成因(如粘土失水)微裂隙的基礎(chǔ)上疊加了構(gòu)造成因微裂隙(圖4k)。

3.2 孔徑分布

由圖5可知，所有樣品的孔體積在微孔、中孔和大孔中均有發(fā)育，其共同點(diǎn)是普遍呈現(xiàn)出多峰值的特點(diǎn)，但不同類(lèi)型頁(yè)巖樣品在每一個(gè)分布區(qū)段又具有較大的差異，具體情況如下。

1)單斜巖層頁(yè)巖：微孔分布區(qū)段存在1個(gè)穩(wěn)定的主峰(0.4～0.5 nm)和3個(gè)次峰(0.3～0.4，0.5～0.6，0.8～0.9 nm)，主峰峰值較大，這些峰值所跨孔徑范圍較廣(0.3～1 nm)(圖5a1)。中孔發(fā)育區(qū)段同樣存在1個(gè)穩(wěn)定的主峰(2.5～3.5 nm)，且多個(gè)次峰發(fā)育，但峰值不明顯，主要集中在3.5～12 nm(圖5a2)。大孔發(fā)育，峰值不明顯(圖5a3)。從整體來(lái)看，單斜巖層頁(yè)巖中的微孔和中孔略占優(yōu)勢(shì)。

2)褶皺部位頁(yè)巖：微孔發(fā)育區(qū)段存在2個(gè)主峰(0.3～0.4 nm以及0.4～0.5 nm)，主峰峰值較單斜巖層頁(yè)巖更大，所跨的孔徑范圍更廣，表明微孔發(fā)育程度更高，數(shù)量更多，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(圖5b1)；中孔較發(fā)育，除了樣品X7和X8外(兩個(gè)樣品的主峰范圍在2.5～3.5 nm)，其余4個(gè)樣品的發(fā)育均差于單斜巖層頁(yè)巖，不存在明顯的主峰，次峰較多，峰值較小，且多集中分布在8nm以?xún)?nèi)(圖5b2)；大孔僅在部分樣品X4和X6中較發(fā)育，存在多個(gè)峰值較小的峰(圖5b3)。從整體來(lái)看，褶皺部位頁(yè)巖中的微孔略占優(yōu)勢(shì)。

圖5 重慶秀山地區(qū)不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖孔體積全孔徑分布

3)斷層部位頁(yè)巖：僅在樣品X9的微孔發(fā)育區(qū)段存在2個(gè)峰值較小的峰(0.3～0.4 nm以及0.4～0.5 nm)，其余樣品的微孔發(fā)育均較差(圖5c1)。中孔僅在樣品X9中大量發(fā)育，峰值和分布范圍均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他樣品，但是其余3個(gè)斷層部位頁(yè)巖的中孔發(fā)育較差，不存在明顯的主峰，且峰值和分布區(qū)間較小(圖5c2)；大孔極其發(fā)育，存在多個(gè)穩(wěn)定的主峰，峰值較大，所跨的孔徑范圍較廣，數(shù)量多(圖5c3)。從整體來(lái)看，斷層部位頁(yè)巖中的大孔占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

4 不同變形機(jī)制頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)特征

前人對(duì)構(gòu)造煤的研究中，認(rèn)為煤巖在構(gòu)造應(yīng)力尤其是剪切應(yīng)力作用下容易發(fā)生變形，可先后經(jīng)歷脆性變形、脆-韌變形和韌性變形3個(gè)重要階段，從而形成一系列結(jié)構(gòu)各異的構(gòu)造煤[26]。琚宜文等(2004)依據(jù)構(gòu)造變形機(jī)制將構(gòu)造煤分為脆性變形、脆-韌性變形和韌性變形3個(gè)變形序列的10類(lèi)煤[20]。前人成果可為富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖變形結(jié)構(gòu)研究提供重要參考。由于目前巖石脆-韌性變形轉(zhuǎn)換的邊界條件以及標(biāo)志性構(gòu)造特征存在較大爭(zhēng)議[27]，因此本文只考慮脆性變形和韌性變形2種變形序列。

頁(yè)巖脆性變形是頁(yè)巖巖體在低溫、快速應(yīng)變條件下發(fā)生破裂的過(guò)程，主要表現(xiàn)為頁(yè)巖中不同尺度和不同規(guī)模破裂構(gòu)造的形成，其原生結(jié)構(gòu)遭到一定程度的破壞，層理不清晰(圖3c)。頁(yè)巖韌性變形是在地質(zhì)構(gòu)造作用下，頁(yè)巖體發(fā)生流變的過(guò)程，主要表現(xiàn)為頁(yè)巖中不同尺度褶劈理、褶皺以及組分定向排列等構(gòu)造的形成和發(fā)育，具有強(qiáng)化面理、線理構(gòu)造，頁(yè)巖可被劈理化和糜棱巖化，頁(yè)巖的原生結(jié)構(gòu)完全遭到破壞，變形作用相對(duì)較強(qiáng)(圖3e)。在后期構(gòu)造改造過(guò)程中，隨著頁(yè)巖發(fā)生脆性和韌性變形作用，頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之發(fā)生顯著的變化。

4.1 孔裂隙類(lèi)型

脆性變形頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)保存較差，孔徑主要集中在50 nm以下(圖6a)，在有機(jī)質(zhì)與無(wú)機(jī)礦物的結(jié)合處偶見(jiàn)孔徑超過(guò)200 nm的大孔(圖6a，箭頭指示)。方解石等礦物內(nèi)部及邊緣發(fā)育大量的礦物溶蝕孔(圖6b)。前已述及，溶蝕孔在強(qiáng)烈構(gòu)造部位頁(yè)巖中廣泛存在，且發(fā)育程度較高。礦物粒間孔也十分發(fā)育(圖6c)，它們可以連接相鄰的孔隙和微裂隙，顯著改善頁(yè)巖的孔隙度和滲透率。圖6d展示了脆性變形頁(yè)巖中微裂隙和微通道的發(fā)育特征。微裂隙寬度一般大于0.5 μm，長(zhǎng)度普遍超過(guò)20 μm，而微通道的寬度和延伸相對(duì)較小，呈魚(yú)骨狀或鋸齒狀結(jié)構(gòu)，喉道狹窄，可與相鄰的孔隙和微裂隙相互連接和疊加，形成“孔隙+裂隙型”復(fù)雜微結(jié)構(gòu)(圖6d，箭頭指示)。

圖6 重慶河魚(yú)地區(qū)脆性變形頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)特征

韌性變形頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)孔隙的保存情況同樣較差(圖7a)，在有機(jī)質(zhì)顆粒與粘土礦物結(jié)合部位亦可見(jiàn)發(fā)育較好的有機(jī)-粘土粒間孔(圖7b)。同樣地，在韌性變形頁(yè)巖中可見(jiàn)發(fā)育較好的礦物溶蝕孔(圖7c)以及微裂隙和微通道(圖7d)。微通道具有較好的定向性(圖7d)。

圖7 重慶修齊地區(qū)韌性變形頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)特征

4.2 孔裂隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

二氧化碳吸附、液氮吸附和壓汞法聯(lián)合應(yīng)用的定量計(jì)算結(jié)果表明(表1)，隨著變形程度的增加，頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。

表1 不同變形機(jī)制頁(yè)巖孔體積和孔隙比表面積統(tǒng)計(jì)

在脆性變形序列頁(yè)巖中，總孔體積隨著脆性變形作用的增強(qiáng)而增加，孔體積值增加了1.2倍，而孔隙總比表面積變化不明顯。具體來(lái)看，微孔和中孔體積以及所占比例均隨脆性變形作用的增強(qiáng)而減少，而大孔體積和所占比例隨著脆性變形作用的增強(qiáng)而增加，大孔體積值增加近2倍。從樣品B1到B5，微孔比表面積值先增加后降低，中孔比表面積值及其占比隨脆性變形作用的增強(qiáng)而減少，表面積值降低了近20倍?？偪妆缺砻娣e值分別為14.529 0，20.130 0，11.334 0，14.399 0和11.374 0 m2/g，規(guī)律不明顯。從全孔徑分布圖中也可以看出(圖8)，隨著脆性變形作用的增強(qiáng)，頁(yè)巖樣品的孔體積在大孔中更為發(fā)育，微孔和中孔呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。由于大孔具有較小的孔隙比表面積，因而大孔數(shù)量和體積的增加，并不會(huì)導(dǎo)致孔隙比面積大幅度增加。因此，脆性變形序列頁(yè)巖中的孔隙比表面積變化并不明顯。結(jié)合FIB-SEM研究結(jié)果，認(rèn)為強(qiáng)脆性變形頁(yè)巖中大量發(fā)育的裂隙結(jié)構(gòu)和粒間孔是大孔體積和所占比例增加的主要原因，這會(huì)導(dǎo)致頁(yè)巖中氣體的吸附能力變?nèi)?，運(yùn)移能力增強(qiáng)。

圖8 重慶河魚(yú)地區(qū)脆性變形頁(yè)巖孔體積孔徑分布

在韌性變形序列頁(yè)巖中，總孔體積隨韌性變形作用的增強(qiáng)而減少，孔體積值降低了80%，而孔隙總比表面積隨韌性變形作用的增強(qiáng)而增加，其值增加了近1.5倍(表1)。具體來(lái)看，微孔體積值及其占比隨韌性變形作用的增強(qiáng)而增加，體積值增加了近1.6倍，中孔體積值和占比變化規(guī)律均不明顯，大孔體積值先減少后增加，但總的趨勢(shì)是減小，該值減小了2.4倍。5個(gè)樣品的微孔比表面積值隨韌性變形作用的增加而增加，其值增加了近1.5倍。中孔比表面積值變化規(guī)律不明顯?？偪妆缺砻娣e值隨著韌性變形作用的增強(qiáng)而增加，漲幅可達(dá)1.5倍。從孔徑分布圖來(lái)看(圖9)，隨著韌性變形作用的增強(qiáng)，頁(yè)巖樣品孔隙的孔體積在微孔中更為發(fā)育，中孔和大孔呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。結(jié)合FIB-SEM可視化數(shù)據(jù)，可以推測(cè)強(qiáng)韌性變形頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)孔和粘土礦物粒間孔是微孔體積和所占比例增加的重要原因，這會(huì)導(dǎo)致頁(yè)巖中氣體的吸附能力增強(qiáng)，運(yùn)移能力變?nèi)酢?/p>

圖9 重慶修齊地區(qū)韌性變形頁(yè)巖孔體積孔徑分布

5 構(gòu)造變形過(guò)程中頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)影響因素及其演化模式

下古生界海相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖是中國(guó)四川盆地及其周緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)層位，強(qiáng)改造頁(yè)巖層系的儲(chǔ)集物性是南方下古生界典型地質(zhì)特色的科學(xué)問(wèn)題[1-3,16]，但至今在全世界范圍內(nèi)尚缺乏系統(tǒng)的研究和可靠的結(jié)論。南方下古生界頁(yè)巖層系在地質(zhì)歷史時(shí)期受到復(fù)雜多期構(gòu)造的影響，在這種嚴(yán)峻的條件下，頁(yè)巖的孔裂隙結(jié)構(gòu)、巖石組成、儲(chǔ)層物性及含氣性等都與北美變形程度較弱的頁(yè)巖有很大的差別[9-10]。前人在構(gòu)造變形作用對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層改造等方面已做了相關(guān)的研究工作，發(fā)現(xiàn)構(gòu)造變形是影響頁(yè)巖微觀孔裂隙結(jié)構(gòu)、頁(yè)巖氣分布以及保存的重要因素之一。例如，Ma等(2015)在川東北城口斷裂帶附近的魯家坪組頁(yè)巖的基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了由粘土礦物夾有機(jī)質(zhì)顆粒組成的劈理域和糜棱結(jié)構(gòu)，其中可發(fā)育納米級(jí)粒間間隙-層片間隙集合體-孔隙網(wǎng)絡(luò)體系，這類(lèi)孔隙結(jié)構(gòu)具有較大的孔隙比表面積和氣體吸附能力[7]。Liang等(2017)利用氣體吸附和壓汞實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析了川東滑脫構(gòu)造變形強(qiáng)烈區(qū)域內(nèi)的五峰-龍馬溪組頁(yè)巖的孔隙結(jié)構(gòu)演化，認(rèn)為構(gòu)造應(yīng)力能夠?qū)紫侗缺砻娣e以及氣體吸附量產(chǎn)生較大的影響[8]。鄭益軍(2017)發(fā)現(xiàn)微裂隙的發(fā)育與頁(yè)巖的脆性礦物含量具有緊密的聯(lián)系，脆性礦物含量越高，頁(yè)巖滑脫層中的微裂隙越發(fā)育，孔隙度和滲透率越高[28]。張燦(2019)對(duì)不同構(gòu)造位置的頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明構(gòu)造強(qiáng)烈區(qū)頁(yè)巖由于受到構(gòu)造擠壓作用的影響，孔徑和孔體積急劇減小，孔體積下降可達(dá)50%[29]。

也有多位學(xué)者對(duì)四川盆地周緣涪陵(東緣)、長(zhǎng)寧(南緣)等高產(chǎn)頁(yè)巖氣田構(gòu)造變形類(lèi)型與孔裂隙結(jié)構(gòu)的改造關(guān)系及其控制因素等方面進(jìn)行了深入的討論。如，郭旭升等(2014)以涪陵焦石壩龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖為研究對(duì)象，基于FIB-SEM、液氮吸附和壓汞法等實(shí)驗(yàn)對(duì)該區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層的微觀孔隙和裂隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析，認(rèn)為焦石壩構(gòu)造主體以似箱狀斷背斜構(gòu)造特征為主，有機(jī)質(zhì)孔、粘土礦物孔和構(gòu)造裂隙(主要發(fā)育了礦物顆粒內(nèi)構(gòu)造裂隙和層間滑動(dòng)裂隙)是該區(qū)頁(yè)巖中發(fā)育最廣泛的3種孔裂隙類(lèi)型，對(duì)頁(yè)巖氣的賦存和運(yùn)移具有重要生產(chǎn)意義[30]。同時(shí)，他們也分析了斷背斜構(gòu)造背景下頁(yè)巖微觀結(jié)構(gòu)的主控因素，認(rèn)為有機(jī)質(zhì)豐度和熱演化程度為其主因[30]，以上結(jié)論與郭彤樓和劉若冰(2013)等學(xué)者的研究成果一致[31]。另一方面，長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)區(qū)位于川、滇和黔結(jié)合部，構(gòu)造部位屬于川南低緩褶皺帶與大涼山-大婁山斷褶帶之間的過(guò)渡區(qū)，具有不同方向上的多期構(gòu)造變形疊加特征[32]。盡管長(zhǎng)寧和焦石壩氣田在沉積地層、頁(yè)巖分布、地球化學(xué)和巖石組成等方面具有相似性，但在構(gòu)造背景、孔裂隙類(lèi)型與發(fā)育特征等方面存在顯著差異[33]。前人研究表明，長(zhǎng)寧區(qū)塊總體為一個(gè)大型寬緩向斜內(nèi)的馬鞍型構(gòu)造，下古生界平緩，富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖多發(fā)育層間裂隙，局部可見(jiàn)高角度裂隙，但通天斷層不發(fā)育，保存條件十分優(yōu)越[33]?；谕跤駶M等(2016)的研究結(jié)果，認(rèn)為長(zhǎng)寧地區(qū)頁(yè)巖氣產(chǎn)層孔隙類(lèi)型主體以基質(zhì)孔隙(礦物孔和有機(jī)質(zhì)孔)為主，盡管局部發(fā)育較大規(guī)模的微裂隙，但是發(fā)育程度相較于焦石壩區(qū)塊差，孔隙度和滲透率較低，儲(chǔ)集層物性在整體上略差于焦石壩氣田[33]。

關(guān)于頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)演化及構(gòu)造控制機(jī)理的爭(zhēng)論一直較多，總體來(lái)講，學(xué)者們普遍認(rèn)為頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)的發(fā)育和演化與有機(jī)質(zhì)、粘土和石英等組分的含量和微結(jié)構(gòu)等內(nèi)因有關(guān)[7-10]。構(gòu)造應(yīng)力，作為一種重要的外界因素，對(duì)頁(yè)巖微觀結(jié)構(gòu)具有重要的改造作用，內(nèi)因與外因共同控制了頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)的演化[8]。因此，本文認(rèn)為構(gòu)造變形作用對(duì)頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)演化的控制作用首先體現(xiàn)在對(duì)頁(yè)巖組分的影響，進(jìn)而控制孔隙和裂隙的演化，從而制約著頁(yè)巖氣的儲(chǔ)存和運(yùn)移。

5.1 巖石組分含量變化與結(jié)構(gòu)改造

1)石英礦物主要與礦物粒間孔、微裂隙和石英脈等的發(fā)育相關(guān)，在構(gòu)造應(yīng)力作用下石英礦物有利于產(chǎn)生大規(guī)模的礦物粒間孔和微裂隙，且在裂隙形成后，富含硅質(zhì)的流體可參與脈體充填和封閉等過(guò)程[25]。石英礦物在頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)演化過(guò)程中所扮演的角色與構(gòu)造變形作用緊密相關(guān)，變形作用越強(qiáng)，樣品中石英的含量越高(由于石英脈的發(fā)育)，礦物孔裂隙結(jié)構(gòu)越容易發(fā)育。

2)方解石和長(zhǎng)石等礦物主要參與礦物溶蝕孔/縫和部分脈體充填等過(guò)程。構(gòu)造變形作用導(dǎo)致裂隙結(jié)構(gòu)發(fā)育，創(chuàng)造了一個(gè)相對(duì)開(kāi)放的外部環(huán)境條件，這種開(kāi)放的孔裂隙體系可以潛在地傳輸有機(jī)質(zhì)在熱演化過(guò)程中排出的酸性流體以及外部富酸、富氧流體，從而發(fā)生礦物的溶蝕反應(yīng)，形成大量的溶蝕孔/縫[10,25]。此外，在裂隙形成后，富含鈣質(zhì)的流體亦容易參與脈體充填和封閉等過(guò)程。

3)有機(jī)質(zhì)和粘土礦物等塑性顆粒及其聚合體結(jié)構(gòu)極易受到構(gòu)造應(yīng)力的改造和破壞，導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)被重新改造，有機(jī)質(zhì)孔、粘土礦物孔、有機(jī)-粘土層間孔隙及裂隙結(jié)構(gòu)均受到強(qiáng)烈影響[9,34]。整體來(lái)看，在構(gòu)造變形過(guò)程中剛性礦物顆粒主要控制了微米級(jí)孔隙和裂隙的發(fā)育，而塑性的粘土和有機(jī)質(zhì)顆粒是納米級(jí)孔隙的主要發(fā)育載體。

5.2 孔裂隙結(jié)構(gòu)發(fā)育規(guī)律和演化模式

不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)的差異，可能是由于局部構(gòu)造應(yīng)力分布的不均一性所致，體現(xiàn)在不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖中孔裂隙結(jié)構(gòu)的發(fā)育程度和規(guī)模。隨著逐漸向強(qiáng)變形構(gòu)造部位推進(jìn)(圖10，紅色箭頭方向)，頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。褶皺部位頁(yè)巖微孔結(jié)構(gòu)增加較多，大孔增加較少，而中孔減少；斷層部位頁(yè)巖微孔和中孔結(jié)構(gòu)均減少，而大孔明顯增加。具體來(lái)看：當(dāng)頁(yè)巖層系受到強(qiáng)烈褶皺作用，孔裂隙結(jié)構(gòu)發(fā)生強(qiáng)烈改造和重建。微孔和大孔結(jié)構(gòu)占比逐漸增加，中孔結(jié)構(gòu)逐漸減少。這可能意味著先前發(fā)育的大多數(shù)孔隙結(jié)構(gòu)受到了擠壓收縮變形，一部分轉(zhuǎn)化為大孔(礦物粒間孔、溶蝕孔和裂隙結(jié)構(gòu))，一部分轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒖?有機(jī)質(zhì)孔受到壓縮變形)，而中孔結(jié)構(gòu)受改造的程度可能較微弱。其可能的演化過(guò)程為：①孔隙結(jié)構(gòu)受到破壞，發(fā)生“閉合改造”，逐漸被孤立，或轉(zhuǎn)化為部分微孔，或逐漸消失(圖11，模式a)；②也可能受到“聯(lián)合改造”，相鄰孔隙發(fā)生聯(lián)合和連接，重新發(fā)育為大孔(圖11，模式b)。同樣地，當(dāng)頁(yè)巖層系受到強(qiáng)烈斷層作用，孔隙結(jié)構(gòu)亦受到強(qiáng)烈改造，但結(jié)構(gòu)演化存在差異性。微孔和中孔結(jié)構(gòu)逐漸減少，大孔結(jié)構(gòu)逐漸增加。這意味著頁(yè)巖層在受到斷層作用之后，先前發(fā)育的微孔和中孔等結(jié)構(gòu)受到了破壞，發(fā)生相互聯(lián)合、組合，相鄰的多個(gè)孔隙相互連通，形成孔徑更大的大孔或微裂隙結(jié)構(gòu)(圖11，模式b)。

圖10 重慶秀山地區(qū)不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖中孔隙含量和分布模式

圖11 構(gòu)造變形過(guò)程中頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育模式

脆性和韌性2種變形序列頁(yè)巖中孔裂隙結(jié)構(gòu)演化的差異，可能是由于頁(yè)巖層受不同作用方式和不同作用機(jī)制的構(gòu)造應(yīng)力所致[35-36]。本文建立了脆性變形和韌性變形2種變形序列中頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)的改造演化模式(圖12)。不同構(gòu)造變形機(jī)制能夠使頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)發(fā)生重要變化，使頁(yè)巖孔隙和裂隙趨向單一化，結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性降低。具體來(lái)看：

圖12 重慶城口地區(qū)不同變形機(jī)制控制的頁(yè)巖微觀結(jié)構(gòu)演化模式(據(jù)文獻(xiàn)[9]修改)

脆性變形序列：脆性變形作用導(dǎo)致頁(yè)巖中微米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)和裂隙結(jié)構(gòu)大量發(fā)育。越靠近巖體破碎帶(節(jié)理和宏觀裂縫密度增加)，有機(jī)質(zhì)孔隙、孔隙比表面積和微孔體積呈減小趨勢(shì)，但是大孔(剛性礦物粒間孔、溶蝕孔、微裂隙和微通道)及總孔體積是增加的，導(dǎo)致巖石整體的儲(chǔ)集性和滲透性增強(qiáng)，改善了氣體的運(yùn)移能力(圖12)。這種孔隙結(jié)構(gòu)的變化將會(huì)引起斷裂破碎帶中吸附態(tài)頁(yè)巖氣向游離態(tài)頁(yè)巖氣轉(zhuǎn)化，氣體發(fā)生解吸作用，被快速的釋放，從而極大地減弱了吸附能力。此外，這種脆性變形活動(dòng)的干擾，可能會(huì)導(dǎo)致初期生成的頁(yè)巖氣發(fā)生遠(yuǎn)距離運(yùn)移而被耗散[37-40]。

韌性變形序列：韌性變形作用對(duì)頁(yè)巖中納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要的影響。越靠近巖體復(fù)雜褶皺帶(擠壓變形程度增加)，有機(jī)質(zhì)孔隙、孔徑以及孔體積由于連續(xù)擠壓呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)(圖12)。在整體上，韌性礦物粒間微孔、微通道和微孔比表面積是增加的，且儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性和滲透性?xún)H在頁(yè)巖基質(zhì)的局部被增強(qiáng)。這種孔隙結(jié)構(gòu)的變化將會(huì)引起強(qiáng)烈褶皺帶中游離態(tài)頁(yè)巖氣向吸附態(tài)頁(yè)巖氣轉(zhuǎn)化，氣體發(fā)生強(qiáng)烈的吸附作用，從而被快速的封存。這種韌性變形活動(dòng)的干擾，有利于頁(yè)巖氣的吸附賦存和富集，使頁(yè)巖氣減少可能的運(yùn)移傳輸路徑，從而避免大量散失[38]。

6 結(jié)論

1)構(gòu)造變形作用是影響富有機(jī)質(zhì)海相頁(yè)巖孔裂隙結(jié)構(gòu)演化的重要外部因素之一，變形作用越強(qiáng)，孔裂隙結(jié)構(gòu)的改造越強(qiáng)烈。構(gòu)造應(yīng)力首先對(duì)頁(yè)巖基質(zhì)組分進(jìn)行改造，進(jìn)而控制孔裂隙的演化，最終制約著頁(yè)巖氣的儲(chǔ)存和運(yùn)移。

2)局部構(gòu)造應(yīng)力分布的不均一性是導(dǎo)致不同構(gòu)造類(lèi)型頁(yè)巖孔裂隙類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特征具有差異性的主要因素。相對(duì)于其他2個(gè)強(qiáng)烈構(gòu)造部位，構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的單斜巖層頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)保存較好，而褶皺和斷層部位頁(yè)巖則發(fā)育較多的礦物孔隙和裂隙結(jié)構(gòu)。構(gòu)造穩(wěn)定性對(duì)有機(jī)質(zhì)孔隙的保存較為明顯，而構(gòu)造應(yīng)力對(duì)連通性較強(qiáng)的礦物孔裂隙發(fā)育和改造的控制作用較為突出。

3)脆性變形作用和韌性變形作用對(duì)有機(jī)質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)的改造十分強(qiáng)烈，且多為負(fù)效應(yīng)，而對(duì)頁(yè)巖中連通性較強(qiáng)的礦物溶蝕孔、粒間孔、微裂隙和微通道的控制作用多為正效應(yīng)，有利于改善儲(chǔ)層質(zhì)量。頁(yè)巖總孔體積(主要為大孔體積)隨脆性變形作用的增強(qiáng)而增加，孔體積值增加了1.2倍，孔隙總比表面積變化不明顯，而隨韌性變形作用的增強(qiáng)而減少，孔體積值降低了80%，而孔隙總比表面積(主要為微孔比表面積)隨韌性變形程度的增強(qiáng)而增加，其值增加了近1.5倍。