闵桥地区阜宁组火山岩岩相研究

2013-08-11李维锋长江大学地球科学学院湖北武汉430100

长江大学学报(自科版) 2013年10期

文捷，李维锋（长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

万敏（中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000）

张洁（长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

闵桥地区位于江苏省金湖县闵桥乡境内，区域构造位于金湖凹陷的东南部，其南为菱塘桥低凸起，东北为汜水次凹，西南为龙岗次凹，是一个夹在两凹之间的断裂背斜构造，构造面积76km2。闵桥地区储层火山岩岩石类型包括熔岩和火山沉积岩：熔岩主要为玄武岩类，包括气孔玄武岩、杏仁体玄武岩和致密玄武岩类；火山沉积岩包括火山碎屑岩、自碎角砾岩、岩屑角砾岩和构造角砾岩。由于对闵桥地区阜宁组火山岩油藏储层特征的认识不够深入，对其开发长期处于低速低效状态，因而正确评价闵桥地区阜宁组火山岩油藏储层对提高开采效益具有十分重要的意义。下面，笔者对闵桥地区阜宁组火山岩岩相进行了研究。

1 火山岩岩相分析

根据喷发类型、产状、形态、内部构造和形成条件的不同，将闵桥地区阜宁组火山岩岩相划分为喷溢亚相、喷发-沉积亚相和爆发亚相。

1.1 喷溢亚相

闵桥地区阜宁组火山岩的主要亚相是喷溢亚相。岩浆熔体从地下深处经火山通道上升地表，自火山口向外溢流，形成各种类型熔岩。根据闵13井、闵15井和闵17井等岩心观察，认为单次熔岩流在成分、结构和构造上形成明显分带。根据气孔大小、多寡和产状，将一次熔岩流在纵向上分为3个部分：上部气孔带，气孔（杏仁体）发育小而密；中部致密块状玄武岩，气孔少、厚度大；下部压扁气孔（杏仁体）带，气孔含量夹于两者之间，熔岩中的气孔及杏仁体被拉长，呈直立或倾斜的管状气孔（杏仁体）。

1.2 喷发-沉积亚相

喷发-沉积亚相主要形成于冲积扇和山间河流沉积环境。火山喷发物空落在水体中或者火山喷发物经剥蚀搬运到水体中形成的火山沉积岩，系喷发-沉积相产物［1］。

1.3 爆发亚相

爆发亚相仅在个别井中见到，且单层厚度极小，不易区分，其堆积方式以空落堆积为主。

2 火山岩岩相模式

火山岩相的划分基础是基于对现代火山机构的研究，主要是依据火山作用方式或喷发、搬运方式进行分类，火山岩相模式是展现火山岩岩相间依存关系的概念化和简单化模型。

闵桥地区火山活动主要表现为喷发作用，具有多次喷溢特点，为中心式火山喷发的火山岩相模式（见图1）。由图1可知，由火山口向外依次划分为近火山口相带、过渡相带和远火山口相带：近火山口相带主要由崩落堆积形成的火山粗碎屑和富气孔的熔岩组成；过渡相带主要由溢流熔岩组成，此外还可见空落堆积的火山碎屑；远火山口相带主要由薄层熔岩和正常沉积岩互层组成。

3 火山岩岩相空间展布特征

3.1 闵桥地区及邻区阜宁组火山岩展布特点

阜宁组沉积时期的火山岩主要受仪征运动晚期海安运动的影响。闵桥地区及邻区阜宁组火山岩主要发育于阜宁组一、二段；阜三段沉积时期火山活动减弱，仅局部地区发育有火山岩；阜四段沉积时期火山活动渐趋平息，火山岩仅有零星分布。

图1 闵桥地区火山岩岩相喷发模式图

3.2 火山岩相时空分布特点

图2 闵桥地区火山岩厚度等值线图及岩相平面划分示意图

1）火山岩平面展布火山岩堆积方式有别于沉积岩，火山喷发产物的分布受岩浆活动方式、喷发强度、岩浆性质等因素影响，闵桥地区阜宁组火山活动的基本方式为陆上中心式喷发。由于玄武岩浆黏度较低具较大流动性，以舌状沿古地形低地移动形成盾形熔岩，因而阜宁期火山岩分布范围较大［2-3］，且具有以下特征（见图2）：①火山岩主要分布在卞东、杨4井一线以东的地区。闵北地区为火山岩发育地区，覆盖了区内90%的面积，共有74口井钻遇阜宁期玄武岩。闵北地区的南部和北部各有2个厚度中心，在空间上呈北西-南东向展布。闵北地区的东部火山岩厚度大、单层厚、沉积夹层少；其西部火山岩厚度小、单层薄、沉积夹层多而厚。②闵桥地区火山活动停止后，火山岩顶面-七尖峰顶面厚度由西向东减薄。即东部闵15井-闵7井-闵16井一线七尖峰顶面至玄武岩顶面厚度只有10～15m，而西部最大厚度可达100m以上。

2）火山岩纵向展布在地质时代上，玄武岩集中于阜一段中上部至阜二段中下部。阜三段分布局限，仅在塔集以薄层产出，区内未见阜四段玄武岩。

3）火山岩时空分布玄武岩的时空分布主要受控于断裂活动。通过航磁资料标定古火山的位置，发现火山口排列方向及玄武岩分布区的长轴指向明显呈北西及北东向展布。闵桥地区处于北西向火山活动带上，区内断裂发育，位于北西、北东及东西向3组断裂的交叉部位。由航磁资料推断出区域上发育北西及东西向2组隐伏古断裂，其中北西向金菱隐伏断裂和东西向高东隐伏断裂分别通过区内，交汇于闵桥西南侧。古断裂的存在及其延伸方向对闵桥地区古火山排列走向和玄武岩展布具有重要控制作用。在仪征末期海安运动影响下，由于古断裂的继承性活动，导致岩浆沿切入上地幔的基底断裂上升，经断裂复合部位于地层薄弱带冲出地表，诱发了闵桥地区阜一段中上部至阜二段中下部沉积期的火山喷发。