古氣候與古海洋對碳酸鹽巖儲集層發(fā)展的控制

于泗海(遼河油田分公司西部油田項目管理部，遼寧 盤錦 124010)

古氣候與古海洋對碳酸鹽巖儲集層發(fā)展的控制

于泗海(遼河油田分公司西部油田項目管理部，遼寧 盤錦 124010)

以中國四大盆地的M2CO3巖石重點層系為例，探究在古氣候、古生物環(huán)境共同作用下海相M2CO3巖積聚層發(fā)育的機(jī)理，以及對海相M2CO3巖積聚和積聚層產(chǎn)生來講，古氣候大致上有燥熱與濕潤之別；寒武紀(jì)第四紀(jì)海水的地球化學(xué)組成曾經(jīng)發(fā)生顯著的周階段性改變，石灰石海與文石海交替出現(xiàn)在我國四大盆地的石油天然氣勘察探明說明，海相M2CO3巖范圍積聚層的孔洞種類與發(fā)育特質(zhì)顯著受制于其積聚時的古氣候背景與古生物環(huán)境燥熱，古氣候背景下的文石海環(huán)境最有益于產(chǎn)生孔洞一孔洞型石英巖積聚層。

古氣候背景；古生物環(huán)境；M2CO3巖；石英石化

通過對我國四大盆地震帶系、寒武系以及三疊系等M2CO3地層系的幾十個野外露出剖面、幾百口鉆井巖心展開了比較系統(tǒng)的積聚層產(chǎn)生機(jī)理分析。經(jīng)過一系列的野外觀察描述及實驗分析后發(fā)現(xiàn)，古氣候背景對M2CO3積聚、巖積聚層發(fā)育有著十分關(guān)鍵的影響，燥熱、濕潤背景下，積聚層發(fā)育特質(zhì)差別十分巨大。

1 古海洋環(huán)境

“歷史比較法”的思維方法使得積聚分析探索者曾經(jīng)認(rèn)為古時候海水的化學(xué)組成和現(xiàn)代海水相同，該論點直到上個世紀(jì)七八十年代才廣受詬病：1975年桑德伯格在對鈣質(zhì)鱺粒結(jié)構(gòu)特質(zhì)的分析探索中發(fā)現(xiàn)新生代早階段的海水環(huán)境有益于石灰石沉淀、新生代晚階段到現(xiàn)代的海水環(huán)境有益于文石沉淀，并將有益于石灰石和文石沉淀的地質(zhì)歷史階段，分別稱之為石灰石海和文石海時階段。不同分析探索人員對M2CO3非骨屑粒子、水蒸氣散失巖原生自然元素單質(zhì)及化合物組成部分和水蒸氣散失巖中流動性液體包絡(luò)體的分析探索也指出，寒武紀(jì)第四紀(jì)海水地球化學(xué)組成部分曾發(fā)生顯著的周階段性改變。

以上闡述都是專有所指于較長時間范圍內(nèi)的全球古海洋環(huán)境改變，本文對積聚層發(fā)育機(jī)理的探究也依據(jù)這個為基礎(chǔ)。目前專有所指短時間長短的相關(guān)理論分析還較少，是今后分析探索的一個發(fā)展潮流。

2 古氣候背景

文石海階段對應(yīng)全球冰室階段，這個時候地球南、北兩極被冰層淹沒，高緯度地域發(fā)育海流冰川，海流淺水M2CO3積聚物主要散布在南、北300緯度的熱帶-亞熱帶之間。在0-300的低緯度地帶，靠溫帶一側(cè)為亞熱帶高壓控制的干燥地帶，即燥熱古氣候背景下的冰室階段，即文石海積聚環(huán)境。

從新元古代晚期到現(xiàn)在，中國中西部重疊盆地中下結(jié)合海相M2CO3巖積聚都度過了冰室階段一文石海與溫室階段，即石灰石海的周期性演變，且大體上與全球改變同時期。因為積聚時所處地球古緯度的不同，不同盆地M2CO3巖積聚時的古氣候背景與古海洋環(huán)境均不相同，海底與埋藏成巖環(huán)境的介質(zhì)鹽度具有極大差異。

3 不同環(huán)境下M2CO3巖積聚與積聚層特質(zhì)

3.1 燥熱的古氣候背景與孔洞一孔洞型石英巖積聚層的產(chǎn)生

地質(zhì)歷史階段較大范圍發(fā)育的石英巖多與水蒸氣散失巖關(guān)系緊密，例如生長于水蒸氣散失臺地中的早期成巖作用石英巖。這一類石英巖的交替作用出生于早期成巖作用階段，即碳酸鈣積聚物剛積聚不久，還未脫離積聚環(huán)境時。被交替的積聚物為潮間到潮上帶、膏鹽湖環(huán)境中的文石泥、泥晶高含Mg石灰石。石英石化流動性液體在燥熱古氣候背景下、由強(qiáng)烈水蒸氣散失作用產(chǎn)生的鹽度變高的富Mg2+濃縮海水(鹵水)。該機(jī)理主要用于闡述與水蒸氣散失巖伴生的潮坪、湖積聚物的石英石化作用。由這種機(jī)理產(chǎn)生的石英巖質(zhì)地緊密，很難獨自構(gòu)建積聚層。水蒸氣散失巖也是燥熱古氣候背景下特有而常見的積聚種類，常與早期成巖作用石英巖同生或相伴而生。水蒸氣散失鹽是易溶自然元素單質(zhì)及化合物，很容易在短時間長短濕潤古氣候背景下被溶蝕而產(chǎn)生孔洞，從而有益于后階段產(chǎn)生具有水蒸氣散失鹽鑄模孔的孔洞型含膏(膏質(zhì))石英巖積聚層。

3.2 文石海環(huán)境與孔洞一孔洞型石英巖積聚層的產(chǎn)生

文石、高M(jìn)g石灰石和低Mg石灰石的化學(xué)活動性有顯著不同。文石和高M(jìn)g石灰石為準(zhǔn)穩(wěn)定自然元素單質(zhì)及化合物，在成巖作用過程中會向穩(wěn)定的低Mg石灰石轉(zhuǎn)化，因而已經(jīng)成巖的古時候M2CO3巖主要由低Mg石灰石構(gòu)建。所以可以看出，文石海階段與石灰石海階段的M2CO3積聚有著截然不同的成巖潛質(zhì)。不同的海水組成部分和原生自然元素單質(zhì)及化合物組成勢必造成M2CO3巖早階段成巖作用方式的顯著差異。

4 結(jié)語

我國四大盆地等M2CO3巖的勘察探明說明，古海洋環(huán)境與古氣候背景是控制M2CO3巖積聚作用并影響其成巖作用的首要因素。孔洞、孔洞型石英巖積聚層在燥熱古氣候背景下的文石海環(huán)境最有益于的成長。燥熱古氣候背景下的石灰石海積聚物可產(chǎn)生以水蒸氣散失鹽鑄模孔為主的孔洞型石英巖積聚層。濕潤古氣候背景下的石灰石海和文石海積聚物則主要產(chǎn)生大型石灰?guī)r長期溶蝕型M2CO3巖積聚層。從古海洋環(huán)境、古氣候背景出發(fā)，探究兩者對M2CO3巖積聚層發(fā)育的控制作用，對開展M2CO3巖積聚層的有關(guān)分析探索有著十分關(guān)鍵的意義。

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于泗海（1984-）男 遼寧盤錦人，工程師，本科，主要從事油田開發(fā)地質(zhì)研究工作