劉凱 ，張新遠(yuǎn) ，李永軍，* ，李曉山 ，覃建華 ，王鑫 ，王韜

（1.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000；2.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054）

20 世紀(jì)初，人們已經(jīng)開始關(guān)注盆地內(nèi)火山巖作為儲(chǔ)層的現(xiàn)象（Powers et al.，1932；Lewis，1932）。隨著油氣勘探程度的不斷加深，火山巖油氣藏這一非常規(guī)油氣藏類型日益受到人們的普遍重視，目前多國(guó)的火山巖油氣藏?cái)?shù)量及產(chǎn)量不斷提升，如日本Minami Nagaoka 氣田、阿根廷Austral 和Neuquen 盆地的中生代火山巖油氣藏（Shimamoto et al.，1997；Sruoga et al.，2007）。中國(guó)自1957 年準(zhǔn)噶爾盆地克拉瑪依油田在石炭系火山巖中首次獲得工業(yè)油流后，相繼在盆地西北緣勘探出了30 余個(gè)火山巖油氣藏，彰顯出該區(qū)域石炭系巨大的油氣勘探潛力（潘建國(guó)等，2007；鄒才能等，2008；何登發(fā)等，2010）。

前人對(duì)井中石炭系火山巖的研究主要側(cè)重于通過測(cè)井曲線對(duì)火山巖巖性識(shí)別（張大權(quán)等，2015；胡雪冰，2016；靳軍等，2018），或是在剖析火山巖油氣藏儲(chǔ)層及蓋層基礎(chǔ)上分析油氣成藏特征與規(guī)律等方面（Chen et al.，2016；王輝等，2019），但對(duì)井下火山巖的時(shí)代和地層劃分與對(duì)比研究較少，使得井區(qū)內(nèi)層序關(guān)系混亂，地層格架不清（王韜等，2022；陳江新等，2022）。同時(shí)，石油鉆井往往因其巖心取心不連續(xù)，導(dǎo)致巖石地層記錄不全，多數(shù)地層界面接觸關(guān)系等關(guān)鍵記錄不清，使本來的“一孔之見”在疊加了這些不足后，加大了對(duì)井區(qū)地層劃分的難度，使得井間地層對(duì)比存在很多不確定性，造成了井中地層與山區(qū)建組剖面的地層（“盆-山”）對(duì)比難上加難。

如新疆百口泉油田百72 井1 182～2 937 m 井段油田公司僅依據(jù)巖性組合特征將其劃歸二疊系佳木河組，無鋯石等定年依據(jù)，且將火山角礫巖錯(cuò)劃為火山沉積礫巖，造成井中巖性與山區(qū)佳木河組不可對(duì)比。筆者通過LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 定年約束了該井段火山巖成巖時(shí)代，并通過巖心重新編錄，配套巖石薄片鑒定及測(cè)井曲線識(shí)別，重新建立了百72 井該井深段地層序列，通過巖石學(xué)、巖相學(xué)、地層層序等對(duì)比研究，提出了新的劃分方案和對(duì)比依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

百72 井位于克拉瑪依市烏爾禾區(qū)的百口泉油田內(nèi)，井口坐標(biāo)為x=5 094 485.0，y=15 382 530.1，其北西緊鄰扎伊爾山和哈拉阿拉特山（圖1）。據(jù)油田公司資料，該井0～1 182 m 為中生代陸相沉積，1 182 m 處為一不整合面，其下至2 937 m 的海相火山地層原劃歸二疊系佳木河組。

圖1 （a）研究區(qū)位置圖（據(jù)段豐浩，2016 修改），（b）西準(zhǔn)噶爾構(gòu)造格架圖（據(jù)王韜等，2022 修改）和（c）西準(zhǔn)噶爾地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 (a) Location map of the study area, (b) Tectonic frame work of the West Junggar and (c) Simplified geological map of the West Junggar

百72 井北西準(zhǔn)噶爾盆地西北緣山區(qū)出露的地層自下而上主要有：下石炭統(tǒng)以陸源碎屑沉積為主，下部為陸源細(xì)碎屑巖包古圖組（C1b），上部為陸源粗碎屑巖希貝庫拉斯組（C1x）（李永軍等，2010；寧文濤，2019）。上石炭統(tǒng)以火山巖-火山碎屑巖為主，間夾正常沉積巖類，由老到新依次為成吉思汗山組（C2c）、哈拉阿拉特組（C2h）和阿臘德依克賽組（C2al）（支倩，2018；李書領(lǐng)，2018），其中哈拉阿拉特組（C2h）可分為7 個(gè)巖性段（李甘雨等，2016）。上覆二疊系佳木河組（P1j）為一套陸相沖積扇-扇三角洲相磨拉石建造（李永軍等，2016），與上石炭統(tǒng)火山地層為角度不整合接觸。二疊系之上的中生代陸相建造與井中同時(shí)期地層總體可對(duì)比，劃分方案近同。

2 主要巖性及地層序列

依據(jù)本次巖心編錄，結(jié)合測(cè)井曲線、巖電模版識(shí)別，確立的主要巖性及恢復(fù)的1 182～2 937 m 井深段火山地層自下而上共分51 層6 個(gè)巖性段（圖2），代表性巖性見圖3。具體描述如下：

圖2 百72 井1 182～2 937 m 井段巖心綜合地層柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic histogram of 1 182～2937 m well section core of Bai 72 well

C2h1段（1～4 層）：巖性自下而上主要為杏仁狀玄武巖（圖3a～圖3b）、角礫玄武巖、玄武巖，頂部薄層含碳質(zhì)細(xì)砂巖是與C2h2段的分界標(biāo)志層。該井深段主體以基性火山巖和火山碎屑巖為主，杏仁狀玄武巖厚度大于48 m。

C2h2段（5～6 層）：巖性主要為含角礫玄武巖，頂部以含碳質(zhì)細(xì)砂巖分隔C2h3段玄武巖。

C2h3段（7～12 層）：自下而上主要為含角礫玄武巖、杏仁狀玄武巖（圖3c～圖3d）、碎裂化含角礫玄武巖，以頂部礫巖-粉砂巖分隔C2h4段。

C2h4段（13～22 層）：以熔巖與火山碎屑巖（圖3i）互層為特色，由玄武巖-安山巖-安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r-流紋質(zhì)凝灰?guī)r構(gòu)成多個(gè)噴發(fā)韻律層，頂部以玄武巖-玄武安山巖的結(jié)束為標(biāo)志層，可區(qū)分C2h5段幾乎無熔巖的大套火山碎屑巖段。

C2h5段（23～40 層）：以玄武、安山質(zhì)火山角礫（熔）巖（圖3e～圖3g）-安山質(zhì)、玄武質(zhì)角礫凝灰?guī)r（圖3h）為主，偶夾薄層火山熔巖。

C2h6段（41～51 層）：下部以較厚礫巖-砂巖為主，發(fā)育鮑馬序列（圖3i），與建組剖面的火山碎屑復(fù)礫石層位大致相當(dāng)，是C2h6段出現(xiàn)的標(biāo)志層（覃建華等，2022），之上為大套玄武、安山質(zhì)凝灰?guī)r、含角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖等。

總之，百72 井層序上總體以下部火山熔巖、上部火山碎屑巖為特色，劃分出的6 個(gè)巖性段間多以火山噴發(fā)間隙期陸源碎屑沉積為分隔，是分段的標(biāo)志層。

3 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡

文中用于測(cè)年分析的樣品為采自井中36 層（井深1 716.35 m）和8 層（井深2 485.73 m）的安山質(zhì)角礫熔巖（編號(hào)：B72-5-6TW）和杏仁狀玄武巖（編號(hào)：B72-9-9TW）。

3.1 樣品采集與處理

B72-9-9TW（圖3c～圖3e）為紫紅色蝕變杏仁狀玄武巖，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具間粒結(jié)構(gòu)，杏仁狀構(gòu)造。巖石由斑晶（1%）和基質(zhì)（94%）、杏仁（5%）組成。斑晶為斜長(zhǎng)石，呈半自形板狀，粒徑為0.8 mm × 0.3 mm～1.7 mm × 0.5 mm，聚片雙晶發(fā)育?；|(zhì)具間粒結(jié)構(gòu)，斜長(zhǎng)石之間分布了輝石、鐵質(zhì)。斜長(zhǎng)石呈半自形細(xì)板條狀，粒徑為0.02～0.38 mm，聚片雙晶發(fā)育，雜亂分布。輝石為粒狀，粒徑＜0.35 mm，均勻分布。杏仁石為圓形、不規(guī)則狀，大小為0.2～1.1 mm，內(nèi)充填皂石、綠泥石。

B72-5-6TW（圖3f～圖3g）為灰色安山質(zhì)角礫熔巖，角礫熔巖結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由角礫（60%）組成，之間被安山巖熔巖（40%）膠結(jié)。角礫為棱角狀，成分為安山巖巖屑，粒徑為0.7～13 mm，內(nèi)部具玻晶交織結(jié)構(gòu)。熔巖的斑晶為斜長(zhǎng)石，大小為0.56 mm ×0.4 mm～1.6 mm × 0.4 mm，半自形板狀、粒狀。其余為基質(zhì)，占熔巖的33%，具交織結(jié)構(gòu)，主要為細(xì)板條狀中長(zhǎng)石，粒徑小于0.4 mm ×0.12 mm，平行分布，間隙內(nèi)分布了部分脫玻隱晶簾石、長(zhǎng)英質(zhì)。巖石中含杏仁，大小為0.6～0.1 mm，內(nèi)部充填硅質(zhì)。

鋯石等單礦物分選由廊坊市誠(chéng)信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成。鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年分析在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。實(shí)驗(yàn)采用的激光剝蝕斑束直徑為25 μm。鋯石年齡采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500 作為外部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，元素采用NISTSRNI610 為外標(biāo)。采用Glitter（ver4.0，Macquarie University）對(duì)鋯石的同位素比值及元素含量進(jìn)行計(jì)算，最終年齡計(jì)算及諧和圖用Isoplot（ver3.0）完成（Ludwig，2003）。

3.2 百72 井火山巖地質(zhì)時(shí)代

B72-5-6TW 樣品共獲得16 個(gè)有效點(diǎn)的分析數(shù)據(jù)。鋯石顆粒粒徑為100～200 μm，多為長(zhǎng)柱狀、粒狀。部分具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶（圖4a）。鋯石Th/U 值為0.41～0.98，屬典型巖漿成因鋯石（Hoskin et al.，2000）。表面年齡值如表1，所有鋯石數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在諧和線上 及 附 近，206Pb/238U 加 權(quán) 平 均 年 齡 為（304.3±3.9）Ma（MSWD＝0.13，95%可信度）（圖5a～圖5b）。

圖4 百72 井安山質(zhì)角礫熔巖、杏仁狀玄武巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.4 Cathodoluminescence images of zircons from the andesitic breccia lava and amygdaloidal basalt in Bai 72 well

圖5 百72 井安山質(zhì)角礫熔巖、杏仁狀玄武巖鋯石U-Pb 諧和曲線年齡圖Fig.5 U-Pb age concordia plots of zircon from the andesitic breccia lava and amygdaloidal basalt in Bai 72 well

B72-9-9TW 樣品共獲得10 個(gè)有效點(diǎn)的分析數(shù)據(jù)，鋯石粒徑為50～150 μm，呈橢圓形—短柱狀。部分鋯石具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶（圖4b）。鋯石Th/U值為0.34～0.63，屬典型巖漿成因鋯石（Hoskin et al.，2000）。表面年齡數(shù)據(jù)見表1，所有鋯石數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在諧和線上及附近，206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為（306.6±5.1）Ma（MSWD＝0.10，95%可信度）（圖5c～圖5d）。

按照最新的國(guó)際年代地層表劃分方案，上述2 個(gè)樣品的成巖時(shí)代為石炭紀(jì)賓夕法尼亞亞紀(jì)，與哈拉阿拉特組建組剖面火山巖的形成時(shí)代一致（李甘雨等，2015）。

4 百72 井火山地層劃分與層型（建組）剖面（“盆-山”）地層對(duì)比

百72 井1 182～2 937 m 井段巖石組合上顯著有別于沖積扇-扇三角洲相磨拉石建造的二疊系佳木河組，也有別于以陸源碎屑沉積為主的下石炭統(tǒng)。依據(jù)同位素年齡，該井段形成時(shí)代大體與上石炭統(tǒng)阿臘德依克賽組、哈拉阿拉特組基本相當(dāng)，但層序與阿臘德依克賽組的“下陸源碎屑巖-上火山巖”組合不同，井中巖性下部以火山熔巖為主，上部以火山碎屑巖為主，且依據(jù)非火山巖夾層可細(xì)分出多個(gè)巖性段，因此只能劃歸哈拉阿拉特組（李永軍等，2021）。

百72 井1 182～2 937 m 井段火山巖巖石組合、火山巖層序、成巖時(shí)代等與井北緣哈山一帶哈拉阿拉特組C2h1～C2h6極易對(duì)比，因而成為井中（“盆”）與西北緣后山（“山”）地層“盆-山”對(duì)比的極好例證。

5 結(jié)論

（1）通過巖心編錄結(jié)合測(cè)井曲線巖電模版識(shí)別，百72 井1 182～2 937 m 井段C2h1～3段以火山熔巖為主，C2h4～6段以火山碎屑巖為主，多個(gè)巖性段間以火山噴發(fā)間隙期的砂巖-礫巖等為分界標(biāo)志層，與井北緣哈山一帶哈拉阿拉特組建組剖面可對(duì)比。

（2）百72 井36 層（井深1 716.35 m）安山質(zhì)角礫熔巖、8 層（井深2 485.73 m）杏仁狀玄武巖獲得LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 表面年齡加權(quán)平均值分別為（304.3±3.9）Ma 和（306.6±5.1）Ma，約束了成巖時(shí)代為石炭紀(jì)賓夕法尼亞亞紀(jì)晚期，佐證其與哈拉阿拉特組建組剖面火山巖成巖時(shí)代相當(dāng)。

（3）綜合百72 井1 182～2937 m 井段巖石組合、地層層序、成巖時(shí)代等與油井北緣哈山一帶哈拉阿拉特組C2h1～6段較好對(duì)比，為盆地井中（“盆”）與西北緣后山（“山”）地層“盆-山”對(duì)比提供了一個(gè)極好地例證。