松辽盆地徐家围子地区火山岩储层主要次生矿物研究

李 欣，杜德道，蔡郁文，王 珊

（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083）

松辽盆地徐家围子地区火山岩储层主要次生矿物研究

李 欣1，杜德道1，蔡郁文2，王 珊1

（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083）

以松辽盆地北部徐家围子地区深层火山岩储层为研究对象，通过对徐深气田50多口井深层火山岩岩心观察得出，该区岩石类型从基性、中性到酸性岩均有分布，以酸性岩为主。火山熔岩有玄武岩、安山岩、粗面岩和流纹岩等；火山碎屑岩包括凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、火山角砾岩和集块岩。通过岩石薄片显微镜下鉴定发现，各种火山岩均见不同程度的交代作用，如绿泥石化、碳酸岩化、高岭土化及硅化等。交代作用形成的次生矿物如石英、长石、绿泥石、浊沸石、碳酸盐矿物及黏土矿物，多充填在气孔和裂缝中。对以上几种次生矿物特征作了详细描述,并根据热力学第三定律对石英、绿泥石和浊沸石的形成进行了热力学模拟。根据石英、绿泥石和浊沸石3种矿物形成的反应方程式，并结合地层水资料中K+，Ca+，Na+，H+，（Fe，Mg）2+和（Fe，Al）3+等离子的浓度，分别计算出它们各自形成的平衡常数K，再根据热力学公式Δ＝-R·T·lnK计算出它们各自在不同温压条件下的吉布斯自由能变量ΔG（P，T）。通过比较ΔG（P，T）的大小判断出3种矿物沉淀的先后顺序为绿泥石→石英→浊沸石，与镜下观察到的成岩顺序一致，为研究火山岩储层次生矿物的成岩演化提供了热力学依据。

火山岩储层；次生矿物；热力学；松辽盆地

0 引言

1887年，在美国加利福尼亚州的圣华金盆地发现了世界上第一个火山岩油气藏，国内最早于1957年在准噶尔盆地西北缘发现了火山岩油气藏，目前在世界范围内诸多火山岩油气藏陆续被发现［1］。火山岩储层作为一种特殊的油气储层类型越来越受到关注。近年来，国外学者开始重视火山岩储层发育机理方面的研究［2-3］；国内学者在火山岩储层孔隙类型划分及次生矿物成岩演化方面进行了深入研究［4-5］。

图1 徐家围子地区深层岩性柱状图Fig.1 Deep lithological column of Xujiaweizi area

徐家围子断陷位于松辽盆地北部，是松辽盆地深层勘探程度最高的一个含气断陷。断陷内地层主要由上侏罗统火石岭组（J3h）、下白垩统沙河子组（K1sh）和营城组（K1ych）组成，以火山岩与沉积岩互层层序为主［6］（图1）。营一段和营三段火山岩是徐家围子断陷的主要储层。该区火山岩油气藏埋深一般为3 000～4 000 m，平均为3 500 m［7-8］。通过对研究区50多口井深层火山岩储层进行岩心观察及岩石薄片鉴定认为，火山岩岩性从基性、中性到酸性均有分布，以酸性岩为主。凝灰岩和流纹质熔结凝灰岩等火山碎屑岩储集物性较好，以发育天然气孔、微裂缝及晶体溶孔为主。各种火山岩均见不同程度的交代作用，如绿泥石化、碳酸岩化、高岭土化及硅化等。笔者对该区石英、长石、绿泥石、浊沸石、碳酸盐矿物及黏土矿物特征进行详细描述，并在前人研究的基础上通过热力学模拟方法探讨浊沸石、绿泥石和石英3种次生矿物沉淀的热力学条件，以期为该区火山岩储层次生矿物成岩演化研究提供热力学依据。

1 储层岩石类型

在岩石化学成分分析的基础上，利用火山岩主量元素TAS分类图解［9］（图2），并结合岩石薄片鉴定，对研究区火山岩作了统一化学分类。研究区火山岩从基性、中性到酸性岩均有分布，以酸性岩为主。熔岩有玄武岩、安山玄武岩、玄武安山岩、安山岩、粗安岩、粗面岩、英安岩、（球粒）流纹岩及珍珠岩等；火山碎屑岩有凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、火山角砾岩及集块岩。

图2 徐家围子地区深层火山岩TAS图［9］1.副长石岩；2.响岩；3.碱玄岩；4.响岩质碱玄岩；5.碱玄质响岩；6.粗面玄武岩；7.玄武质粗安岩；8.粗安岩；9.粗面岩、粗面英安岩；10.苦橄玄武岩；11.玄武岩；12.玄武安山岩；13.安山岩；14.英安岩；15.流纹岩Fig.2 TAS diagram of deep volcanic rocks in Xujiaweizi area

2 次生矿物的种类及特征

次生矿物是指岩浆在基本凝固成固相岩石后，受残余挥发组分和岩浆期后流体的作用（蚀变、交代及沉淀）而生成的矿物［10］。次生矿物往往交代原生矿物，或充填在矿物的孔隙及晶洞中，如岩浆期后的流体可形成石英、萤石等矿物，或发生反应交代原生矿物形成蚀变矿物，如长石的高岭土化及斜长石遭受钠黝帘石化形成钠长石及黝帘石等。

研究表明，该区次生矿物主要有石英、菱铁矿、方解石、长石、绿泥石、绿帘石、浊沸石、黏土矿物、钠铁闪石、云母、玉髓、氟碳钙铈矿、萤石、黄铁矿、方沸石及葡萄石等16种，其中石英、菱铁矿、方解石、长石、绿泥石及黏土矿物分布广泛，浊沸石发育在中基性火山岩气孔中，以下主要对这几种主要次生矿物特征进行详细描述。

2.1 石英

形成石英及玉髓的作用称为硅化［10］，在熔岩和火山碎屑岩中均可见到强烈的硅化（图版Ⅰ-1～Ⅰ-2）。硅化过程中石英常发生次生加大，可见到次生加大边，再生长作用常形成具有同一光性方位石英。玉髓形成的温度比石英形成的温度要低，由于硅化过程常产生玉髓和玉髓状石英，因此常呈消光特征。研究区次生石英主要由长石溶解而形成，其形成过程为［11-13］

计算时将上式简化为

根据反应方程式，钠长石溶解形成次生石英的平衡常数为K1=lna（Na+）/a（H+）。

根据反应方程式，钾长石溶解形成次生石英的平衡常数为K2=lna（K+）/a（H+）。

上述a（Na+），a（K+）和a（H+）分别为地层水中Na+，K+和H+等离子的活度。

2.2 长石

长石是一种分布广泛的矿物，其形成的温度范围较大，不同类型岩石中均可见到（图版Ⅰ-1～Ⅰ-2）。长石主要以2种形式存在：一是钠长石交代斜长石；二是在气孔中或气孔周边形成长石晶体。

次生长石的生长和发育实际上就是钠长石化的结果［14］。在成岩过程中，随着成岩环境的变化，不稳定的长石组分不断地向稳定的钠长石组分端元转化。不同盆地的钠长石化作用具有各自的特点。前人统计发现，随着埋深的增加，斜长石和钾长石的相对百分含量有规律地变化，斜长石颗粒有明显增多的趋势，而钾长石颗粒却不断减少［15］。钠长石交代斜长石时，常形成周边交代结构，即通常所说的净边结构。具有这种结构的钠长石往往继承了原先斜长石的光性方位，且通常不见双晶。这种钠长石化作用往往是斜长石被碳酸岩化、绢云母化过程中钙的流失等原因引起的去钙长石化作用。斜长石高岭土化时所产生的钠长石，除构成周边结构外，在其内部还形成网状的、不规则的钠长石和高岭石等紧密共生，周边和内部网状的钠长石光性方位一致。

一般情况下钠长石化与次生高岭石的生成有密切联系，其过程为

2.3 浊沸石

沸石矿物是含水的碱或碱土铝硅酸盐矿物，常作为长石的次生矿物产出［16］。浊沸石属单斜晶系，充填于中、基性火山岩的气孔中（图版Ⅰ-3）。浊沸石的理论分子式为CaAl2Si4O12·4H2O，各元素的理论值为CaO 11.9，Al2O321.7，SiO251.10，H2O 15.30，有时含Mg2+，有时有Fe3+交代Al3+。单偏光下为单斜板柱状晶体，发育2组近直交节理；单个晶体无色透明，质脆，易折断。干涉色为一级灰白色至二级黄白色，正延性。集合体多为放射状，易破碎。

浊沸石是晚期成岩作用的产物，其形成的物质条件可以是多方面的，如据文献［17］报道，Hay等认为与火山碎屑岩有关；苏明迪等［18］认为中国东部中生代火山中的沸石岩主要是由降落或喷溢在淡水湖盆或陆地上的火山灰、火山灰流和火山熔岩中的火山玻璃在“开放体系”中与湖水、渗透地下水或火山活动后期的热水反应所形成。松辽盆地浊沸石在阴极发光显微镜下通常不发光，浊沸石晶体内可见到长石的残余物，或者呈现长石向浊沸石过渡的结构和光性，这说明浊沸石与长石的钠长石化及石英的再生长几乎同时发生。该区浊沸石是在孔隙溶液中富钙贫碳酸根离子的碱性条件下，溶液与长石和火山碎屑相互作用产生的富钙浊沸石［19］。许多研究者认为［20-22］，成岩浊沸石主要由以下2个反应形成：

（1）高岭石和方解石反应形成浊沸石

（2）斜长石蚀变形成浊沸石

在实际计算中，该反应可简化为

由于斜长石和浊沸石均属架状硅酸盐，成分和结构相似，因此浊沸石可在斜长石发生钠长石化过程中形成。以钙长石为例，其反应式如下：

根据反应方程式，浊沸石形成的平衡常数为K= ln［a（Ca+）/a（Na+）2］。

2.4 绿泥石

绿泥石是铁、镁、铝的含水铝硅酸盐矿物。研究区绿泥石主要出现在中基性火山岩中。薄片中观察到的绿泥石有2种产状：一是由于热液中含有一定量的Fe2+，Mg2+，Si4+等离子，在原生冷凝气孔和收缩缝中沉淀形成呈脉状分布的绿泥石，其中的绿泥石有蠕虫状和叶片状2种形态；二是由长石蚀变而成的绿泥石，这种绿泥石一般颗粒较小且破碎（图版Ⅰ-4）。从成岩分析来看，绿泥石充填在气孔和裂缝中，并且后期又被方解石和沸石交代，在一定程度上堵塞了孔隙。绿泥石在单偏光镜下呈绿色，多色性很弱，且不明显；在正交偏光镜下一级干涉色呈异常的灰蓝色。

绿泥石在自然界分布广泛，是沉积岩、低级变质岩及水热蚀变岩中的主要矿物之一，也是热液蚀变作用的重要产物之一［23］。基性火山岩气孔中绿泥石的成因有2种：一种是由火山玻璃、斜长石及辉石遇热液蚀变后，热液交代橄榄石斑晶形成绿泥石；另一种是胶体溶液充填后结晶形成绿泥石。矿物蚀变演化形成的绿泥石形成温度为128～217℃，溶液沉淀结晶形成的绿泥石形成温度为31～63℃［24］。

斜长石蚀变形成绿泥石的反应方程式如下：

根据反应方程式，绿泥石形成的平衡常数为K= ln［a（Na+）·a（H+）6］/{a［（Fe，Mg）2+］2·a（Fe，Al）3+}。

2.5 碳酸盐矿物

研究区深层火山岩储层中的次生碳酸盐矿物主要有方解石及菱铁矿。方解石及菱铁矿为碳酸岩化作用的产物。碳酸岩化是指岩石遭受热液（以中、低温热液为主）蚀变后，产生相当数量的碳酸盐矿物，如方解石、菱铁矿、铁白云石、白云石及菱镁矿等。碳酸盐形成后又常被石英交代，常见石英和碳酸盐矿物共生的现象。

2.5.1 方解石

方解石（图版Ⅰ-5）广泛出现在各种类型的岩石中。它在单偏光镜下无色，形状不规则，具有菱面体解理，表现为正中突起—负低突起（闪突起）；正交镜下呈高级白干涉色。

变质作用、火山活动及岩层中某些化学作用所产生的有机酸或者CO2，造成碳酸盐岩中孔隙水的性质发生了变化，从而引起碳酸盐矿物或者其他成分发生溶蚀和沉淀作用。pH值和温度是方解石溶解度最主要的2个控制因素，pH值和温度降低有利于方解石的溶解，且方解石在强酸、弱酸和碱性介质中的溶解反应极不相同。

2.5.2 菱铁矿

菱铁矿是研究区常见的次生矿物，在一些区域它常与铁质氧化物和钠铁闪石等共生，而在另一些区域它又常与方解石共生（图版Ⅰ-5）。菱铁矿在镜下呈粒状，形状不完整，边缘可见黄色或棕色斑点，菱面体解理完全，表现为正极高—正中突起；正交镜下呈高级白干涉色，对称消光，双晶不常见。

2.6 黏土矿物

研究区火山岩多为中酸性偏碱性，碱金属和碱土金属元素含量高，在深埋成岩阶段流体会使火山岩溶蚀并分解出大量K+，Na+，Ca2+，Mn2+，Al3+，Fe2+， Fe3+，Mn2+和Ni2+等离子，这些成分可与孔隙水作用形成高岭石等黏土矿物。

高岭石是火山岩中含量较高的自生黏土矿物，镜下观察常以书页状或手风琴状集合体充填在粒间孔隙中。次生高岭石具有2种不同成因类型：一种是长石蚀变所形成，其集合体保持了原颗粒的外形；另一种则是从孔隙水中直接沉淀而形成，呈分散状充填孔隙。镜下可以看到蚀变的长石表面存在高岭石（图版Ⅰ-6）。还有一种可能就是自生高岭石，是从孔隙溶液中通过胶体或化学沉淀形式形成的新的黏土矿物。该区深层储层自生高岭石较少，主要为长石溶蚀形成的高岭石。次生高岭石形成过程为［24］

3 次生矿物形成的热力学研究

当地层水和矿物共存时，二者发生反应并进行物质和能量的交换，达到化学平衡，次生矿物发生溶蚀或者沉淀。目前观察到的溶蚀孔隙及天然气孔中充填的次生矿物均是地层水和岩石之间发生化学反应所形成的［25-27］。因此，次生矿物的溶蚀和沉淀取决于矿物成分、流体性质和热力学条件。在获得精确的矿物成分和流体性质的基础上，可建立流体-岩石体系热力学模型。石油与天然气储层中次生矿物成岩顺序普遍通过岩石薄片的显微镜下鉴定或实验岩石学方法来进行判断。笔者通过矿物形成的热力学条件判断次生矿物成岩的顺序，以便为镜下鉴定提供热力学依据。

3.1 热力学依据

在热力学研究中，应当基于热力学第三定律，根据自由能变化的数值来确定反应进行的方向与热力学趋势［28］。化学反应的吉布斯自由能变量（ΔG）可作为热力学过程的方向和限度的判据，以及热力学过程不可逆性大小的量度。当ΔG>0，过程不可能自动发生；当ΔG=0，过程平衡；当ΔG<0，过程自动发生（不可逆）［28］。ΔG值越低，说明自动过程越易发生，而且反应越快。吉布斯自由能变量是利用热力学函数熵和焓进行计算［29］。

恒温条件下反应的ΔG可以表示为

式中：ΔG为反映自由能；ΔH为反应焓的改变量，即Σ（H）生成物-Σ（H）反应物；ΔS为反应熵的改变量，即Σ（S）生成物-Σ（S）反应物；T为反应温度，K。

在P=0.101 325 MPa条件下

以上是从反应的热力学趋势讨论次生矿物溶蚀和沉淀反应的可能性，具体涉及到流体溶液时，尽管反应有很大的热力学趋势，但是生成物离子浓度与反应物离子浓度仍可改变反应的方向和速度，因此，需要考虑流体中各种离子的浓度对平衡常数的影响。此时反应的ΔG（P，T）可以表示为

当反应达到平衡状态时，ΔG（P，T）=0，于是有

式（13）～（14）中：ΔG（P，T）为在温度为T和压力为P条件下反应的自由能变化；Δ为在温度为T和P＝0.101 325 MPa条件下反应的自由能变化，可由公式ΔG=ΔH-T·Δ求得；ΔV（P）为反应过程中矿物体积随压力的变化。

当压力对矿物体积变化影响不大时，ΔV（P）＝0，则有

式中：K为平衡常数，对于溶液来说，K＝生成物中离子的活度积／反应物的离子的活度积。根据式（15）可确定反应物和生成物之间的平衡曲线。

3.2 次生矿物成岩顺序判别

前文已经给出浊沸石、绿泥石和石英3种次生矿物形成的反应方程式及它们的平衡常数，根据油田地层水资料提供的各种离子浓度，可计算出研究区3种次生矿物的平衡常数，再根据式（15）可计算出在不同温压条件下3种次生矿物沉淀反应的吉布斯自由能变量ΔG（P，T）。

在热力学上可通过比较ΔG（P，T）大小来判断矿物形成反应发生的先后，ΔG（P，T）大的后沉淀，ΔG（P，T）小的先沉淀。由地温梯度和深度计算出浊沸石、绿泥石和石英发生沉淀的温度为392～440 K，进而计算它们在这个温度区间内不同压力下的ΔG（P，T）值。计算结果如表1～3所列。

从表1～3中可看出，在392～440 K温度范围内不同压力下浊沸石、绿泥石和石英沉淀的反应方程式的ΔG（P，T）值各不相同，均表现为ΔG（P，T）浊沸石＞ΔG（P，T）石英＞ΔG（P，T）绿泥石，按照热力学原理推断这3种次生矿物沉淀的先后顺序为绿泥石→石英→浊沸石，与镜下观察的结果一致，为显微镜下鉴定成岩顺序提供了热力学依据。

表1 浊沸石在392～440 K温度范围形成的ΔG（P，T）值Table1 ΔG（P，T）value of laumontite formed in the temperature ranging from 392 K to 440 K

表2 绿泥石在392～440 K温度范围形成的ΔG（P，T）值Table2 ΔG（P，T）value of chlorite formed in the temperature ranging from 392 K to 440 K

表3 石英在392～440 K温度范围形成的ΔG（P，T）值Table3 ΔG（P，T）value of quartz formed in the temperature ranging from 392 K to 440 K

续表

4 结论

（1）松辽盆地徐家围子地区深层火山岩储层次生矿物主要有石英、菱铁矿、方解石、长石、绿泥石、绿帘石、浊沸石、黏土矿物、钠铁闪石、云母、玉髓、氟碳钙铈矿、萤石、黄铁矿、方沸石及葡萄石等16种，其中石英、菱铁矿、方解石、长石、绿泥石及黏土矿物分布广泛。

（2）通过热力学方法计算出浊沸石、绿泥石和石英3种次生矿物沉淀反应的吉布斯自由能变量ΔG（P，T），并比较它们的大小，进而推断出3种矿物沉淀的顺序为绿泥石→石英→浊沸石，与镜下观察的结果一致，为镜下观察成岩顺序提供了热力学依据。

［1］朱如凯，毛治国，郭宏莉，等.火山岩油气储层地质学——思考与建议［J］．岩性油气藏，2010，22（2）：7-13．

［2］Sruoga P，Rubinstein N．Processes controlling porosity and permeability in volcanic reservoirs from the Austral and Neuquén Basins，Argentina［J］．AAPG Bulletin，2007，91（1）：115-129．

［3］Dutkiewicz A，Volk H，Ridley J，et al．Geochemistry of oil in fluid inclusions in a middle proterozoic igneous intrusion：Implications for the source of hydrocarbons in crystalline rocks［J］．Organic Geochemistry，2004，35（8）：937-957．

［4］刘高明．克拉玛依油田一区石炭系火山岩储层研究［J］．新疆石油地质，1986，7（2）：78-90．

［5］王璞珺，陈树民，刘万洙，等．松辽盆地火山岩相与火山岩储层的关系［J］．石油与天然气地质，2003，24（1）：18-23．

［6］程日辉，王璞珺，刘万洙，等.徐家围子断陷火山岩充填的层序地层［J］.吉林大学学报：地球科学版，2005，35（4）：469-474.

［7］Jiang C J，Chen S M，Zhang E H，et al．Methodology and application of seismic prediction of gas-bearing volcanic reservoir［C］．SEG Int’l Exposition and 74th Annual Meeting，Denver，Colorado，2004：10-15．

［8］殷进垠，刘和甫，迟海江．松辽盆地徐家围子断陷构造演化［J］．石油学报，2002，23（2）：26-29．

［9］LeMaitreRW，Bateman P，Dudek A，et al．A classification of igneous rocks and a glossary of terms［M］．Oxford：Blackwell，1989．

［10］桑隆康，路凤香，邬金华，等．岩石学［M］．武汉：中国地质大学出版社，2005：1-60．

［11］Frey M．Very low-grade metamorphism of clastic sedimentary rocks［M］∥Frey M．Low temperature metamorphism．London：Blackie and Son Limited，1987：9-58．

［12］黄思静，黄培培，王庆东，等．胶结作用在深埋藏砂岩孔隙保存中的意义［J］．岩性油气藏，2007，19（3）：7-13．

［13］卓胜广，周书欣，姜耀俭．松辽盆地白垩系砂岩成岩作用［J］．地质科学，1992，（增刊1）：216-225．

［14］赵海玲，王成，刘振文，等.火山岩储层斜长石选择性溶蚀的岩石学特征和热力学特征［J］.地质通报，2009，28（4）：412-419.

［15］赵国泉．松辽盆地深层储层岩石学特征及次生孔隙形成的热力学机制［D］．北京：中国地质大学，2005．

［16］杨桂芳，卓胜广，腾玉洪，等．松辽盆地砂岩中成岩次生矿物特征［J］．石油实验地质，2002，24（6）：517-522．

［17］Kaiser W R．Rredicting reservoir quality and diagenetic history in the Frio Formation（Oligocene）of Texas［G］．AAPG Memoir 37，1984：195．

［18］苏明迪，戴长禄．中国东部中生代火山岩中沸石岩的地质特征和成因［J］．地质科学，1983，（2）：116-126．

［19］王成，邵红梅，洪淑新，等．松辽盆地北部深层碎屑岩浊沸石成因、演化及与油气关系研究［J］．矿物岩石地球化学通报，2004，23（3）：213-218.

［20］柳益群．关于成岩作用与变质作用界线的讨论——从沸石相谈起［J］．地质论评，1996，42（3）：215-222．

［21］梁浩，罗权生，孔宏伟，等．三塘湖盆地火山岩中浊沸石的成因及其储层意义［J］．沉积学报，2011，29（3）：537-543.

［22］张雪花，黄思静，兰叶芳，等．浊沸石溶解过程的热力学计算及地质意义［J］．岩性油气藏，2011，23（2）：64-69．

［23］Deer W A，Howie R A，Zussman J．An Introduction to the rockforming minterals［M］．London：Longman，1966：528．

［24］杨献忠，杨祝良，陶奎元，等．含油玄武岩中绿泥石的形成温度［J］．矿物学报，2002，22（4）：365-370．

［25］Hay R L．Zeolites and zeolitic reaction in sedimentary rocks［M］．New York：The Geological Society of America，INC.，1966：105-165．

［26］Surdam R C，Boese S W，Crossey L J．The chemistry of secondary porosity［G］∥McDonald D A，Surdam P C．Clastic Diagenesis．AAPG Memoir 37，1984：127-150．

［27］Surdam R C，MacGowan D B．Oilfield waters and sandstone diagenesis［J］．Applied Geochemistry，1988，2：613-620．

［28］林传仙，白正华，张哲儒．矿物及有关化合物热力学数据手册［M］．北京：科学出版社，1985：1-180．

［29］江培谟．地质热力学基础［M］．北京：科学出版社，1989：1-30.

图版Ⅰ

（本文编辑：于惠宇）

Study on major secondary minerals in volcanic reservoir in Xujiaweizi area,Songliao Basin

LI Xin1，DU Dedao1，CAI Yuwen2，WANG Shan1
（1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development，Beijing 100083，China；2.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China）

Based on the volcanic rock core observation of more than 50 wells in Xushen Gas Field,this paper studied the deep volcanic reservoir in Xujiaweizi area in northern Songliao Basin.The result shows that the rock types of deep volcanic reservoir include basic rock,neutral rock and acidic rock,with the acidic rock being dominated.Volcanic lava includes basalt,andesite,trachyte and rhyolite,while volcaniclastic rock includes tuffs,rhyolitic ignimbrites, volcanic breccia and agglomerate.Through thin section observation by microscope,it is discovered that the volcanic rocks are in a variety of different degrees of metasomatism which formed many secondary minerals such as laumontite, chlorite,quartz,feldspar,siderite,calcite and clay mineral filling in pores and cracks.The characteristics of these secondary minerals were detailedly described and their forming thermodynamics conditions were simulated accordingto the third law of thermodynamics.According to the chemical equation of laumontite,chlorite and quartz,combined with the ionic concentration of K+,Ca+,Na+，H+,（Fe,Mg）2+and（Fe,Al）3+in formation water,we can work out the equilibrium constant K,and then calculate the ΔG（P，T）values under different temperature and pressure according to the equation Δ＝-R·T·ln K.By comparing the ΔG（P，T）values of laumontite,chlorite and quartz,the formation time order was determined.The chlorite is formed firstly then the quartz,and the last one is laumontite.The thermodynamic simulation result can be proofed by microscope observation,which provides thermodynamics proof for the study on diagenetic evolutionofsecondaryminerals in volcanic reservoir.

volcanic reservoir；secondarymaterials；thermodynamics；SongliaoBasin

P57

A

1673-8926（2014）06-0098-08

2014-03-06；

2014-05-11

国家重点基础研究发展计划（973）项目“火山岩油气藏的形成机制与分布规律”（编号：2009CB219301）资助

李欣（1982-），女，博士，工程师，主要从事石油地质学方面的研究工作。地址：（100083）北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院。E-mail：xinxin283@163.com。