渤中19-6氣田變質巖儲層熱液型裂縫充填物及油氣地質意義

關鍵詞：渤海灣盆地；渤中19 6 氣田；變質巖潛山；裂縫充填物；熱液礦物

引言

渤海灣盆地渤中19 6 變質巖潛山凝析氣田（簡稱渤中19 6 氣田）是2018 年發現的渤海灣盆地規模最大的深層變質基巖凝析氣田，探明儲量超千億立方米[1]。該氣田太古宇潛山發育巨厚氣層，為本氣田主要含油氣層位。侯明才等[2] 認為裂縫是渤中19 6 氣田深層潛山儲層最重要的儲集空間之一；葉濤等[3] 認為在印支期強烈的擠壓作用背景下，渤中19 6 氣田太古宇變質巖潛山中發育的規模性裂縫為基巖潛山儲層的形成奠定了物質基礎；但該時期形成的裂縫開度小且充填程度高，導致研究區儲層呈低滲特征[4]。前人針對該區變質巖潛山儲層物性的研究較為詳盡，但對于裂縫充填物這一直接影響儲層物性的因素尚缺乏系統認識。對于非沉積巖型的油氣儲層，前人針對火山巖油氣藏儲層裂縫充填物及其對儲層物性的影響開展了深入工作。例如，準噶爾盆地克拉美麗氣田火山巖儲層裂縫充填物中石英、方解石等礦物的充填作用促使裂縫由開啟變為閉合，對儲層物性主要起破壞作用[5]。關于松遼盆地營城組火山巖成巖作用的研究表明，準同生期熱液沉淀結晶、充填作用等降低了火山巖儲層物性[6]。渤海灣盆地歧口凹陷火山巖儲層中的充填作用表現為氣孔充填、裂縫充填、粒間孔充填和溶蝕孔的再充填，充填礦物包括石英、綠泥石、方解石和沸石類礦物等，對于儲集性能具有破壞作用[7]。然而針對變質巖油氣藏儲層裂縫充填物特征、演化過程及其油氣地質意義的相關研究相對匱乏。

裂縫作為渤中19 6 氣田潛山儲層最重要的儲集空間之一[2]，其中充填的熱液礦物和烴類物質是地質歷史時期熱液演化的重要記錄和油氣運移的直接證據。本研究以巖石學、巖相學系統研究為基礎，利用能譜分析、電子探針分析、LA ICPMS、陰極發光分析和熒光分析等實驗方法，系統觀察并闡明儲層裂縫內充填的熱液礦物和烴類物質特征，厘定二者間的關系，進一步恢復熱液活動和油氣運移過程，并探討這兩類地質事件的相對時間關系，為國內外類似變質巖儲集層的形成機理研究提供理論依據。

1 區域地質概況

渤中19 6 氣田位于渤海灣盆地渤中凹陷西南部，東南方向為渤南低凸起，西部為埕北低凸起，南接黃河口凹陷，北接渤中凹陷主洼，被渤中西南次洼和南次洼夾持，是一個具有“洼中隆”特征的背斜構造帶（圖1a）。

渤中19 6 氣田按照構造形態分為南、北兩塊，南塊整體具背斜形態，北塊為多個獨立且具有背斜形態的構造高點，該氣田7 井區位于北塊，其東側受控于走滑斷層，區域內發育一系列近東西向和北西向斷層，圈閉面積較大。渤中19 6 氣田鉆井揭示的地層自上而下為第四系平原組，新近系明化鎮組和館陶組，古近系東營組、沙河街組和孔店組，以及太古宇變質巖潛山（圖1b）。其中，太古宇變質巖潛山巖石類型多樣，宋國民等[8] 運用鉆井壁芯薄片資料，鑒定其巖性主要分為區域變質巖和動力變質巖兩類，主體巖性為變質花崗閃長巖、變質二長花崗巖和花崗閃長質片麻巖。鉆井資料揭示，除第四系平原組以外，研究區地層自上而下均有油氣層發育，并具有“淺層含油、深層含氣”的特點，即明化鎮組下段至沙河街組主要發育薄油層，為本區的次要含油氣層位；孔店組和太古宇變質巖潛山發育巨厚氣層，為本區的主要含油氣層位，其中太古宇變質巖潛山在縱向上可劃分為風化帶和內幕帶，風化帶儲層連續發育且呈“似層狀”分布，內幕帶受斷層控制，橫向變化快且呈“帶狀”分布。

自華北克拉通被破壞以來，研究區經歷印支期近北東向擠壓造山、燕山中期拉張反轉、燕山末期擠壓剝蝕和喜馬拉雅期下降埋藏等多期構造運動[9 11]。其中，印支期強烈的擠壓作用使變質花崗巖基底發生褶皺隆升并形成大量構造裂縫，這些構造縫是潛山規模性儲層發育的關鍵[3]，但多數被碳酸鹽礦物、硅質和泥質充填而形成半充填全充填縫，導致儲層物性表現為特低孔、特低滲特征[3 4]。

該氣田BZ19 6 7 井在太古宇變質巖潛山頂部150 m 范圍內開展4 次取芯，第2、第3 次剖芯統計結果顯示，裂縫長度1.3～17.2 cm，裂縫線密度39 條/m，傾角30?～70? ，其中，中高角度斜交縫占比76.7%，90.0% 以上為充填縫（表1）。裂縫走向主要為NE 向和近EW 向，與區域斷層方向基本一致。

2 樣品采集與分析方法

渤中19 6 氣田BZ19 6 7 井鉆取的太古宇巖芯，其巖性具代表性且裂縫充填程度較高，因而選擇BZ19 6 7 井所取巖芯作為主要研究對象，樣品斜長片麻巖和二長片麻巖均來自此取芯井（圖2）。

本研究所涉及的礦物原位主量元素分析測試、陰極發光圖像觀察、熒光圖像觀察及礦物原位微量元素分析測試分別在西南石油大學電子探針實驗室、陰極發光實驗室、熒光顯微分析實驗室和四川創源微譜科技有限公司完成。礦物主量元素分析采用JEOL JXA 8230 型電子探針波譜儀，測試條件為電壓15 kV、電流20 nA、束斑直徑10 m。陰極發光圖像觀察采用MK5 型陰極發光顯微鏡，測試條件為加速電壓11～12 kV、束流強度150～180 mA、真空度0.003 mPa。熒光圖像觀察采用Leica DM2500P型熒光顯微鏡。礦物原位微區微量元素分析采用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀（LA ICPMS），相關參數為：激光束斑直徑43 m，頻率10 Hz，能量密度2.5 J/cm2，剝蝕時間20 s。碳酸鹽礦物微量元素含量采用IOLITE 軟件分析[12]。

3 實驗結果與分析

碳酸鹽礦物主量元素分析結果及對應礦物組合特征如表2、表3 所示，裂縫充填礦物主要為富鐵碳酸鹽礦物和石英，它們常以特定礦物組合的形式共同充填裂縫；熒光顯微鏡下觀察到裂縫中充填少量烴類物質。充填裂縫的礦物及烴類物質特征、實驗結果與分析如下。

3.1 充填礦物的特征

3.1.1 礦物組合特征

研究區儲層裂縫中充填的鎂菱鐵礦、鐵白云石和石英，常構成特定的礦物組合。常見礦物組合有3 類：1）鎂菱鐵礦+ 鐵白云石+ 石英（圖3）；2）鎂菱鐵礦+ 石英（圖4）；3）鐵白云石+ 石英（圖5）。

1）鎂菱鐵礦+ 鐵白云石+ 石英

當裂縫被3 種礦物共同充填時，鎂菱鐵礦一般呈葉片狀或櫛齒狀沿縫壁結晶，并向縫間生長，其顆粒大小不定，多為100～175 m；石英在裂縫中的分布規律與鎂菱鐵礦一致，一般呈半自形它形粒狀沿縫壁結晶，粒徑約為125 m；裂縫中充填的鐵白云石，分布位置不定，既可緊貼縫壁生長又可充填縫間區域，與石英和鎂菱鐵礦相比，鐵白云石晶形極不規則，常呈它形粒狀充填裂縫，粒徑多為50～100 m（圖3a）。

不同礦物由于自身化學成分不同，在背散射圖像中表現的襯度也有所差異。當裂縫充填鎂菱鐵礦、鐵白云石和石英時，鎂菱鐵礦在背散射圖像中顏色最亮（成像襯度發白），鐵白云石與鎂菱鐵礦相比顏色略暗，石英在3 種礦物中顏色最暗（圖3b）。根據上述礦物襯度差異觀察背散射圖像，可發現該組合礦物充填的裂縫中，鎂菱鐵礦的含量比鐵白云石的含量高（圖3d）或二者含量相當（圖3b），石英含量最低。

2）鎂菱鐵礦+ 石英

當裂縫中充填鎂菱鐵礦+ 石英時，鎂菱鐵礦和石英的形態及分布規律與上述礦物組合相同，即鎂菱鐵礦呈葉片狀沿縫壁結晶并朝向縫間生長，石英呈半自形它形粒狀沿縫壁結晶（圖4a）。同樣的，在背散射圖像中鎂菱鐵礦較石英更亮（成像襯度發白）（圖4b），根據背散射圖像判斷該組合礦物充填的裂縫中，鎂菱鐵礦的含量遠高于石英含量。

3）鐵白云石+ 石英

與前述兩種礦物組合相比，鐵白云石+ 石英常充填開度較小的裂縫（一般小于100 m）。由于裂縫內可供礦物生長的空間較小，因此，鐵白云石和石英均呈它形粒狀且在裂縫中無特定分布規律（圖5a）。在背散射圖像中，裂縫中充填的鐵白云石較石英更亮（圖5b），據此判斷被鐵白云石和石英充填的裂縫中，鐵白云石含量高于石英含量。

3.1.2 碳酸鹽礦物主量元素和陰極發光特征

研究區儲層裂縫主要被鎂菱鐵礦、鐵白云石這類富鐵碳酸鹽礦物及石英充填。涂光熾等[13] 根據菱鐵礦中MgO 和MnO 的質量分數，將MgO 質量分數大于5.00% 的礦物劃分為鎂菱鐵礦；參照白云石的分類方案，Mg2+ 與Fe2+ 物質的量之比64：1 的白云石屬于鐵白云石[14]。電子探針測試結果顯示，裂縫中充填的菱鐵礦MgO 質量分數為6.10%～23.27%，均大于5.00%；白云石中Mg2+ 與Fe2+ 物質的量之比為0.57～1.30，均小于4.00；依據上述兩類劃分方案，將裂縫中充填的菱鐵礦和白云石分別劃分為鎂菱鐵礦和鐵白云石。

裂縫中充填的鎂菱鐵礦，其化學成分中FeO 質量分數為30.20%～51.91%，平均為38.15%；MgO 質量分數為6.10%～23.27%， 平均為15.24%。在菱鐵礦菱鎂礦系列碳酸鹽礦物中，等價類質同象置換時，半徑略小的Mg2+ 易進入半徑略大的Fe2+ 組成的化合物晶格中[15]，導致研究區鎂菱鐵礦的MgO含量僅次于FeO 含量。由于Ca2+ 半徑與Fe2+ 半徑相差較大，不易結合在同一碳酸鹽礦物結晶格架內，所以鎂菱鐵礦中的CaO 平均質量分數很低，為2.29%。裂縫中充填的鐵白云石，其化學成分中FeO質量分數為9.30%～14.84%，平均為12.26%；MgO質量分數為10.98%～15.64%，平均為13.14%；CaO質量分數為27.94%～29.16%，平均為28.65%。

在采用電子探針定量分析局部裂縫中鎂菱鐵礦、鐵白云石化學成分的基礎上，借助陰極發光顯微鏡進一步研究更大尺度下裂縫充填礦物的發光特征，觀察發現樣品中的裂縫充填礦物均不發光（圖6）。

針對碳酸鹽礦物的陰極發光性，前人研究認為其陰極發光性主要受晶格中Fe、Mn含量的控制，關于Mn 作為激活劑、Fe 作為猝滅劑的陰極發光原理已被人們普遍接受[16 18]；黃思靜[17] 指出，當碳酸鹽礦物中的Fe 含量gt;10 mg/g（即質量分數為1.00%）時，無論Mn 含量多寡，碳酸鹽礦物均不具發光特性。電子探針測試結果顯示，鎂菱鐵礦的Fe質量分數為23.49%～40.38%，鐵白云石的Fe 質量分數為7.23%～11.54%，兩種礦物的Fe 質量分數均明顯高于1.00%（圖7）。綜上所述，樣品的陰極發光特征和較高的鐵含量共同說明裂縫中充填的熱液碳酸鹽礦物均具有富鐵特征。

3.1.3 碳酸鹽礦物微量元素特征

裂縫中充填鎂菱鐵礦和鐵白云石的ΣREE（14 種稀土元素含量總和）變化范圍為4.04～74.81 mg/L，平均值為24.85 mg/L。除了極少數樣品顯示（La/Yb）Ngt;1[（La/Yb）N 為La 和Yb 元素含量分別經球粒隕石標準化后的比值，下同]，絕大多數樣品顯示出HREE（重稀土元素）的相對富集[（La/Yb）N=0.01～0.99]；（La/Sm）N=0.01～1.35，平均為0.42；（Gd/Yb）N=1.32～2.61，平均為2.00。如圖8 所示，多數碳酸鹽礦物呈現出明顯的正Eu 異常（ Eugt;1.00 時為正Eu 異常，計算方法見表4，本研究中多數礦物的 Eu=1.20～2.58），少數呈現出負Eu 異常（ Eult;1.00 時為負Eu 異常，本研究中少數礦物的 Eu = 0.53～0.78）；碳酸鹽礦物具有極弱的負Ce 或正Ce 異常（ Cegt;1.00 時為正Ce 異常， Celt;1.00 時為負Ce 異常，計算方法見表4，本研究中 Ce=0.85～1.13），平均值為1.00，整體表現為無異常或異常不明顯。

3.2 充填烴類物質的特征

顯微熒光分析是觀察烴類和巖石之間相互關系的重要方法，熒光顯微鏡能清晰地顯示出烴類物質的不同成分、含量及其在儲層儲集空間中的賦存方式，因此，顯微熒光分析技術被廣泛應用于油藏研究中[20]。熒光顯微鏡下，發熒光的物質包括油質瀝青、膠質瀝青和瀝青質瀝青，三者分別代表石油化學成分中的不同組分，3 種瀝青的化學成分和熒光顯微鏡下呈現的發光顏色見表5。

在藍光激發下，被熱液礦物充填的裂縫內，多數區域無任何熒光顯示，僅少數區域零星可見綠色熒光，由表5 可知，這些發綠色熒光的物質為油質瀝青，其化學成分為飽和烴、環烷烴和芳香烴的烴類化合物。裂縫內零星分布的油質瀝青主要呈束縛瀝青和烴類包裹體兩種產狀賦存于熱液礦物中。

陳麗華等[20] 將束縛瀝青定義為在礦物晶體內部，用普通的抽提方法無法提取，屬于化學結合到礦物結晶格架內的烴類物質。本研究中，被熱液礦物充填的裂縫中零星可見綠色熒光，偏光顯微鏡下這些發光烴類物質部分呈淺褐色且與賦存礦物間無明顯相界線；另有部分呈深褐色（圖9a 中紅色箭頭所指），雖然無法辨別深褐色瀝青物質與賦存礦物間是否有明顯相界線，但通過觀察背散射圖像能夠確定該物質賦存于鐵白云石中（圖3b 中紅色箭頭所指）且在熒光顯微鏡下表現為綠色油質瀝青浸染鐵白云石（圖9b 中紅色箭頭所指）。此種產狀的烴類物質屬于束縛瀝青，熒光顯微鏡下僅少數熱液礦物內含束縛瀝青，并且通常賦存于鐵白云石內。

除此之外，筆者在鏡下還觀察到一類與束縛瀝青產狀不同的烴類物質，它們同樣賦存于熱液礦物內部，發光顏色與束縛瀝青一致，但是顯微鏡下這些發光區域與其賦存礦物之間存在明顯的相界線，礦物中賦存的這種烴類物質為原生烴類包裹體。這些烴類包裹體一般賦存于鎂菱鐵礦中，透射光顯微鏡下少數鎂菱鐵礦中賦存的烴類包裹體顏色呈灰褐色（圖10a）；熒光顯微鏡下可見烴類包裹體的大小為10～20 m，呈不規則矩形或無特定形態（圖10b）。

4 討論

由實驗結果可知，研究區太古宇變質巖潛山儲層發育的構造縫被鎂菱鐵礦、鐵白云石和石英等熱液礦物和少量與熱液礦物有關的油質瀝青充填。由于礦物成因具多解性，以某種礦物來反映該地區的熱液活動是不夠準確的，但礦物組合可相對客觀地反映熱液活動特征[21 22]。同時，裂縫充填礦物組合的化學成分能指示形成該期礦物的熱液流體的化學特征，而分析油質瀝青在裂縫充填礦物中的賦存形式，有助于還原研究區原油在變質巖儲層裂縫中的運移過程，最終確定熱液和油氣的相對運移時間。

4.1 充填礦物成因

關于本次研究中裂縫充填礦物的熱液成因，其證據如下：

1）前人認為MnO 質量分數為1.50%～2.50%指示菱鐵礦的沉積成因，MnO 質量分數為0.50%左右指示菱鐵礦的后期熱液成因[23]。本研究中縫內充填的大多數鎂菱鐵礦MnO 質量分數為0.30%～0.60%，平均值為0.55%，指示鎂菱鐵礦的熱液成因（圖11）。同時，在正交偏光鏡下觀察到裂縫中充填的晶粒較大（150 m 左右）的鐵白云石具有明顯的波狀消光現象，證明這些鐵白云石的形成與熱液相關[24]。

2） Bau[25] 指出熱液成因碳酸鹽礦物表現顯著的正Eu 異常。裂縫中充填的多數鎂菱鐵礦和鐵白云石具有正Eu 異常特征表明這些碳酸鹽礦物的熱液成因（圖8）。

3）將本研究中的碳酸鹽礦物Y Y：Ho 散點分布與Bau[26] 在研究巖漿成因、熱液成因和海洋沉積成因碳酸鹽礦物時歸納的散點分布相對比，發現碳酸鹽礦物的Y、Ho 元素質量濃度比具有變化范圍較大的特點，與熱液成因碳酸鹽礦物投點范圍基本吻合（圖12），表明充填礦物的成因與熱液作用相關。綜上，認為研究區太古宇變質巖潛山儲層裂縫中充填的碳酸鹽礦物其成因均與熱液作用相關。

4.2 裂縫充填熱液礦物的指示意義

從熱液礦物化學成分的角度來看，碳酸鹽礦物的主量元素分析表明參與礦物結晶的熱液中含有大量Fe2+、Mg2+、Ca2+。鎂菱鐵礦和鐵白云石的MgO FeO 含量二元協變關系符合各自特定線性關系（圖13），表明裂縫中充填的同種碳酸鹽礦物為同期熱液參與結晶形成，但鎂菱鐵礦和鐵白云石這兩種礦物是否均來源于同期熱液，需要進一步證明。由于Y 元素與REE 離子半徑非常接近并與Sm 離子半徑非常相似，因此，Y 元素具有與REE 和Sm相似的地球化學性質[27 29]；利用Y 元素與REE 和Sm 之間變化趨勢可以對不同來源的流體進行區分；微量元素分析表明，碳酸鹽礦物的Y ΣREE 和Y Sm 散點圖呈現線性分布特征（圖14），表明鎂菱鐵礦和鐵白云石具有密切的成因聯系[29]，為同期熱液參與結晶形成。同時考慮到裂縫內充填的石英常與鎂菱鐵礦和（或）鐵白云石伴生，綜合認為研究區變質巖潛山儲層裂縫內充填的鎂菱鐵礦、鐵白云石和石英均為同期富Fe2+、Mg2+、Ca2+ 熱液流體參與結晶形成。

從熱液礦物分布與形貌特征的角度來看，樣品裂縫中充填的鎂菱鐵礦和鐵白云石的特征存在以下兩點顯著差異。

1）裂縫充填礦物分布特征方面，無論鎂菱鐵礦、鐵白云石分別與何種礦物共生，鎂菱鐵礦均沿縫壁結晶并向縫間生長；鐵白云石在裂縫中的分布無特定位置，既可以接觸縫壁分布，又可以緊鄰那些沿縫壁生長的鎂菱鐵礦而充填縫間區域。

2）鎂菱鐵礦和鐵白云石的形貌特征方面，鎂菱鐵礦通常呈葉片狀或櫛齒狀，而鐵白云石一般無特定晶形，即鎂菱鐵礦的自形程度高于鐵白云石。熱液碳酸鹽礦物的兩點特征差異一定程度上有助于還原熱液流體在裂縫中的結晶過程，即富含Fe2+、Mg2+、Ca2+ 的熱液流體在裂縫中停滯，熱液流體中的Fe2+、Mg2+ 率先富集形成鎂菱鐵礦，略早形成的鎂菱鐵礦沿縫壁結晶，隨著熱液流體中的Fe2+、Mg2+ 含量降低，熱液流體中的Ca2+ 相對富集而與流體中殘余的Fe2+、Mg2+ 結合形成鐵白云石充填裂縫剩余空間。

綜上分析認為，單一裂縫內充填的碳酸鹽礦物從縫壁向縫間具有鎂鐵含量降低而鈣含量增加的演化趨勢。這一認識與英基豐等[30] 研究碳酸鹽礦物化學成分在成礦階段內總體演化趨勢的結果相一致，即碳酸鹽礦物的演化趨勢通常為從富鎂鐵、貧鈣碳酸鹽向貧鎂鐵、富鈣碳酸鹽方向演化，演化過程中Fe2+、Mg2+ 在碳酸鹽內的類質同象程度降低，常見鎂菱鐵礦向鐵白云石轉化。熱液流體結晶產物除碳酸鹽礦物外還包括熱液成因石英。被碳酸鹽礦物充填的裂縫中均含有一定數量的石英說明在金屬離子含量降低的過程中，熱液流體內的SiO2 始終處于過飽和狀態，因此，石英作為貫通性礦物在富鐵碳酸鹽演化階段與鎂菱鐵礦、鐵白云石相伴生。

4.3 裂縫充填烴類物質的指示意義

裂縫充填礦物中賦存的油質瀝青，無論是以束縛瀝青的形式賦存于鐵白云石中還是以烴類包裹體的形式賦存于鎂菱鐵礦中，一定程度上都能揭示研究區儲層經歷的熱液活動與油氣運移兩類地質事件間關系。陳麗華等[20] 在研究束縛瀝青的形成過程時指出，在礦物結晶時烴類物質以游離形式存在，隨礦物生長，這些游離瀝青逐漸進入礦物晶格中而成為束縛瀝青。鐵白云石內賦存的束縛瀝青和鎂菱鐵礦內賦存的烴類包裹體說明，在油氣沿構造縫運移過程中，熱液也沿相同的路徑流動[31]；在含油氣條件下水巖反應并未停止，晶體仍可繼續生長[32]，富Fe2+、Mg2+、Ca2+ 的熱液流體停滯在裂縫內，其中的金屬離子在含油環境中開始沉淀。

一方面，處于結晶過程中的鐵白云石將環境中少量原油分子束縛于自身晶格內部，形成了束縛瀝青；另一方面，處于結晶過程中的鎂菱鐵礦將裂縫中油滴包裹，形成烴類包裹體，這種在鎂菱鐵礦結晶過程中被捕獲的包裹體屬原生包裹體[33]。最終形成的束縛瀝青和烴類包裹體，兩者均為一段地質歷史時期儲層內熱液和原油兩類流體相互作用的產物。鐵白云石內的束縛瀝青和鎂菱鐵礦中的烴類包裹體均可指示油氣運移與熱液礦物結晶在時間上具同期特征[20，33 34]，故綜合認為研究區存在同期的富含Fe2+、Mg2+、Ca2+ 熱液活動和油氣充注事件。

4.4 熱液活動及其對變質巖潛山儲層的改造

鎂菱鐵礦和鐵白云石稀土元素配分曲線形態可分為兩類，多數曲線具有顯著的正Eu 異常，少數具有顯著的負Eu 異常。地質樣品中的Eu 異常往往被用于判斷各種地質系統中的環境條件，是重要的示蹤劑[35 39]。碳酸鹽礦物的稀土含量受礦化流體的稀土含量、礦化流體與沉淀礦物之間的稀土元素分配以及稀土元素進入沉淀礦物晶格后位置大小的控制[40]。由于Eu2+ 和Ca2+ 的半徑相似，當Eu2+ 以類質同象的方式進入含鈣礦物晶格內時，會與其他稀土元素發生不同程度的分餾，使流體的稀土元素組成中Eu 相對虧損，而含鈣礦物中的Eu 相對富集。因此，富鈣碳酸鹽礦物中，稀土元素配分曲線表現為正Eu 異常或幾乎無異常，一般不會出現負Eu 異常。本研究中存在部分碳酸鹽礦物的稀土元素配分曲線表現為負Eu 異常，并不僅僅反映出碳酸鹽成巖體系與高溫流體記錄的信號。考慮到圍巖花崗質巖石具有LREE 富集且負Eu 異常特征[41]，因此，針對熱液流體和變質花崗巖潛山這種水巖反應體系，筆者提出一種模型用于解釋部分碳酸鹽礦物呈負Eu 異常的原因（圖15）。

高溫流體流經裂縫交代縫內先存礦物的同時，與圍巖花崗質巖石發生不同程度的水巖反應，此過程中形成的鎂菱鐵礦和鐵白云石的稀土元素含量特征可以提供成巖系統的物理化學條件、流體和元素的來源以及流體巖石相互作用過程[25，27，42 43]。高溫環境下以富含Eu2+ 為特征的熱液流體，繼續流經花崗質巖石并與其發生水巖反應，當反應較弱時，熱液成因的碳酸鹽礦物相對完整保留流體在高溫時（gt; 200 ?C）的正Eu 異常信號[39，42]。由于HREE 半徑小于LREE，且HREE 比Mg2+、Fe2+ 帶有更高的電荷，HREE 比LREE 更容易進入鎂菱鐵礦晶格內[42]，使得具正Eu 異常的鎂菱鐵礦的HREE相較于LREE 富集。當高溫流體與花崗質巖石反應程度增強時，裂縫內充填的碳酸鹽礦物繼承了圍巖花崗質巖石LREE 富集和負Eu 異常的信號[44 45]，此時高溫流體中Eu 富集信號與圍巖Eu 虧損信號不同程度疊加，造成這一條件下形成的碳酸鹽礦物具有負Eu 異常特征且LREE 相較于HREE 富集。綜合以上兩種情況，裂縫中充填的碳酸鹽礦物，其稀土元素配分曲線同時存在Eu 的正負異常、（La/Yb）N 既存在小于1 又存在大于1 的情況、不同碳酸鹽礦物之間稀土元素成分的差異性歸因于水巖反應程度變化，即隨著熱液流體與花崗質巖石的水巖反應程度增加， Eu 值由大于1 變為小于1 的同時，（La/Yb）N 從小于1 變為大于1（圖16）。

熱液沿裂縫流動交代縫內先存礦物的同時，沿縫壁溶蝕花崗質巖石并與其發生水巖反應，致研究區在印支期擠壓應力背景下[3] 形成的多數剪切縫發生局部變形，熱液活動帶來持續溶蝕作用使原本平直的構造縫逐漸彎曲并呈港灣狀，擴大了變質巖儲層的儲集空間（圖3a、圖4a 中黃色箭頭所示）。

然而，熱液沿縫壁溶蝕長石等造巖礦物的同時也與儲集巖發生物質交換，結晶的熱液礦物充填裂縫，造成變質巖儲層的主要儲集空間被破壞。基于BZ19 6 7 井鉆遇的太古宇變質巖潛山儲層內裂縫與充填礦物的特征，筆者認為在儲集層改造方面，研究區熱液對裂縫的閉合作用遠大于熱液對儲層的溶蝕作用，熱液流體流經變質巖儲層整體上破壞了儲層的有效儲集空間（圖17）。

5 結論

1）渤中19 6 氣田太古宇變質巖潛山儲層發育的構造縫，多數被熱液成因鎂菱鐵礦、鐵白云石和石英充填，常以鎂菱鐵礦+ 鐵白云石+ 石英、鎂菱鐵礦+ 石英、鐵白云石+ 石英3 種組合形式充填裂縫。縫中充填的鎂菱鐵礦通常呈葉片狀或櫛齒狀沿縫壁結晶向縫間生長，石英常呈半自形它形粒狀沿縫壁結晶，呈它形粒狀的鐵白云石既可分布縫壁又可分布在縫間區域。

2）裂縫充填物除大量熱液礦物外，還存在少量烴類物質。裂縫中零星分布的烴類物質主要以兩種形式賦存于熱液礦物內，以束縛瀝青形式產出的油質瀝青通常賦存于鐵白云石晶格中，以烴類包裹體形式產出的油質瀝青一般賦存于鎂菱鐵礦中。鐵白云石中賦存的束縛瀝青和鎂菱鐵礦中賦存的原生烴類包裹體，均指示研究區變質巖儲層經歷的熱液活動和油氣運移為同一時期發生的兩類地質事件。

3）以礦物組合形式充填裂縫的富鐵碳酸鹽礦物和石英為同期含Fe2+、Mg2+、Ca2+ 熱液流體結晶的產物。熱液流體在儲層裂縫中流動時，一方面通過溶蝕儲集巖促使裂縫擴張，擴大變質巖儲層儲集空間；另一方面，熱液流體在裂縫中結晶形成的礦物堵塞裂縫，破壞儲集空間。綜合分析認為，研究區變質巖儲層熱液流體對裂縫的閉合作用遠大于擴溶作用，熱液活動總體上破壞了變質巖儲層裂縫的連通性，降低了儲層物性。