東營凹陷地質(zhì)礦物地球化學(xué)特征及其形成作用研究

祝 東

（東華理工大學(xué)，江西 南昌 330000）

1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景

東營凹陷是濟(jì)陽坳陷中的新生代斷陷，它位于山東省，東西的長度為90km，南北的長度為65km，總面積近5700km2。

東營凹陷的北部斷裂和陳家莊隆起相接觸，從南望去到山東西南方位，向東至青沱子隆起，西至臨樊家低隆起。凹陷內(nèi)部發(fā)育了各種各樣的構(gòu)造帶，深部凹陷發(fā)育了沿東西走向的中央斷裂背斜帶。

凹陷構(gòu)造特征十分明顯，例如褶皺較少，斷層的種類繁多。具有差異性質(zhì)的斷層它們通常相互組合或復(fù)合，從而給我呈現(xiàn)出所看到的復(fù)雜構(gòu)造特征。

2 石盒子組概況

石盒子組曾被稱為石盒子系，分為上下石盒組，下石盒組發(fā)育于二疊紀(jì)中期和晚期，上石盒組發(fā)育于二疊紀(jì)晚期到二疊紀(jì)早期。

這個(gè)組的下部是一組陸生灰色、黃色和綠色雜色頁巖、泥巖和沙質(zhì)頁巖。底部夾有薄薄的煤層，含有厚度為200m的鐵錳結(jié)核。石盒子組的上部是一組陸生黃色砂巖、黃綠色粘土頁巖和黑色紫色泥巖層，有紫色、棕紅色砂質(zhì)頁巖和粘土頁巖，厚約200m～370m。

3 石盒子組砂巖地球化學(xué)特征

砂巖最主要的儲(chǔ)集油氣的巖石之一。東營凹陷石盒組絕大部分為中細(xì)砂巖，偶爾也會(huì)出現(xiàn)少量的粗粒砂巖，通常夾有多層泥巖，在巖石的垂直方向，其顆粒的大小會(huì)經(jīng)常性變化。原始的沉積環(huán)境和后生的疊加改造作決定著砂巖的顏色。

在砂巖所有的物質(zhì)成分中，碎屑石英顆粒占45%左右，長石占21%～40%，巖石碎屑占15%～45%，粘土礦物和泥質(zhì)雜基占2%～34%，而碳酸鹽膠結(jié)物占1%～32%。碳酸鹽的顆粒基本為中等尺寸，磨圓度為中等，也會(huì)出現(xiàn)磨圓度較差的顆粒。

總體來看，東營凹陷石盒子組砂巖的SiO2含量不是很高，為37%～82%，大多數(shù)樣品的SiO2含量低于80%，由石英礦物含量較低引起。

Al2O3含量較高，平均為8.28%左右，可能因?yàn)樯皫r中長石、粘土等富鋁礦物比較富集。砂巖的CaO含量比較高，說明砂巖中碳酸鹽巖碎屑含量較高。通過對比東營凹陷石盒子組砂巖SiO2和Al2O3的含量，可以看出:東營凹陷砂巖成份主要在石英、鉀長石、斜長石、伊利石和綠泥石等礦物之間變化。

東營凹陷稀土元素配分曲線比較相似，說明沉積物具有同源性，可據(jù)之進(jìn)一步判斷物源區(qū)的性質(zhì)，探討盆地的構(gòu)造環(huán)境和沉積環(huán)境。

根據(jù)輕、重稀土比值與稀土總量圖解的分析，該區(qū)砂巖稀土總量及輕、重稀土比值均高于玄武巖類，其投點(diǎn)主要在花崗巖區(qū)，說明其母巖應(yīng)該為花崗巖類。

東營凹陷砂巖整體表現(xiàn)出弱負(fù)異常，從而說明了母巖被較多的酸性巖侵入。隨著δEu值的增大，母巖中的中性巖含量可能增加，如英云閃長巖和花崗閃長巖。結(jié)合以上對常量元素的分析，東營凹陷砂巖的源區(qū)應(yīng)主要為偏酸性巖類，巖性為花崗巖和花崗閃長巖等。

4 石盒子組砂巖的主要成巖作用

在區(qū)域反轉(zhuǎn)構(gòu)造的控制下，研究區(qū)內(nèi)埋在石盒組的砂巖總深度會(huì)變淺，成巖程度變低。

松散的沉積物經(jīng)歷壓實(shí)、膠結(jié)、化合、結(jié)晶和溶解等成巖作用會(huì)變成沉積巖。在這么多的作用中，有兩個(gè)是其中較為重要的成巖作用，它們是壓實(shí)和膠結(jié)作用。但是不容小覷的是，通過溶蝕作用所形成的次生孔隙，對于砂巖的性質(zhì)影響很大。

4.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用在沉積物的成巖作用中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。它是指沉積物經(jīng)過沉積之后，因?yàn)樯细渤练e物源源不斷的堆積，進(jìn)而導(dǎo)致在重荷壓力下所發(fā)生的作用。

壓實(shí)作用常常導(dǎo)致沉積物內(nèi)部的顆粒發(fā)生滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、位移、變形、破裂，進(jìn)而導(dǎo)致顆粒的重新排列和某些結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變。壓實(shí)作用在沉積物埋藏的早期階段表現(xiàn)得十分顯著（見圖1）。

圖1 云母被壓實(shí)變得彎曲正交偏光X10

4.2 膠結(jié)作用

松散的沉積物讓從孔隙溶液中沉淀出的礦物質(zhì)固結(jié)起來并形成巖石的過程，我們稱其為膠結(jié)作用。研討區(qū)域內(nèi)石盒組下部砂巖的膠結(jié)作用主要有二氧化硅、碳酸鹽、自生粘土礦物膠結(jié)作用。

4.3 溶蝕作用

溶蝕作用在砂巖中比較常見，但作用程度相對較弱。其中大部分是長石及其顆粒在有機(jī)酸的參與下發(fā)生了局部溶蝕，使得顆粒的邊緣呈鋸齒狀。在局部，它能夠形成粒內(nèi)與粒間的孔隙，甚至是超大的孔隙，大大改變了砂巖的物理性質(zhì)（見圖2）。

圖2 石英晶體發(fā)生溶蝕作用單偏光X10

5 結(jié)語

東營凹陷石盒子組以巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖為主，砂巖成份主要在石英、鉀長石、斜長石、伊利石和綠泥石等礦物之間變化。

東營凹陷砂巖巖性油氣藏類型多樣，我們在斷裂坡折帶附近以及繼承性洼陷中比較容易找到這些油氣藏。東營凹陷石盒子組的成巖作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用及溶蝕作用。其中，膠結(jié)作用主要包括二氧化硅膠結(jié)作用、碳酸鹽膠結(jié)作用以及自生粘土礦物膠結(jié)作用。