黔南坳陷安顺1井泥盆系生物礁滩溶孔溶洞型白云岩发育机制

王 强，罗彦萍

（中国石化勘探分公司研究院）

1 问题的提出

2012 年黔南坳陷的安顺1 井（位置见图1）钻遇中泥盆统独山组厚636 m （井深4 842.0～5 478.0 m，未钻穿）的生物礁滩溶孔溶洞型白云岩（图2），两次取心(4 906.00～4 909.67 m 和5 178.00～5 180.28 m)均见到溶孔溶洞不均匀分布，孔洞大小1.5 cm×2.5 cm～1.8 cm×3.5 cm，直径最大可达8.5 cm，多呈半圆形、长条形，垂直层面分布，少量沿层面分布，且多发育垂直缝、斜交缝，以垂直缝为主，部分为高角度裂缝。溶蚀孔洞大部分未充填，部分被白云石半充填或全充填（图3）；裂缝多被白云石不完全充填；裂缝与溶蚀孔洞沟通，连通性好；这套岩层为良好储集体。 生物礁滩白云石化强烈，生物结构被破坏，层孔虫宏观特征明显，但镜下不易识别。

研究区的独山组台缘礁滩露头和其它钻井中均未见这种大规模的溶蚀孔洞及强烈白云石化现象，紫云（县）的猫营、独山（县）的下司、六寨（镇）的拉要等地露头生物礁滩都为灰岩（图4），钻达中泥盆统的钻井有谷超深1 井、安参井、雅超深1 井、火参井、王深1 井、桑深1 井、羊深1 井等（图1），它们都以灰岩、泥页岩类为主。

图1 黔南坳陷中泥盆世独山期鸡窝寨时沉积相平面图

图2 黔南坳陷安顺地区中—上泥盆统地层柱状图

因此，安顺地区独山组生物礁滩的溶蚀孔洞发育机制以及其强烈白云石化作用的机理值得深入探讨，对此的研究将有助于对本区优质储层发育带的预测。

2 安顺1 井独山组生物礁滩溶孔溶洞发育机理

安顺地区独山组生物礁滩溶孔溶洞的发育机理，可从准同生期和埋藏期两个阶段来分析。

中晚泥盆纪受海西运动影响，黔北与黔中地区隆起成陆，海水向南退缩，形成了较长时间跨度的沉积间断［1］；在黔南地区则表现为局部差异性升降，海平面变化频繁，其中，中、晚泥盆纪过渡时期出现了一次较明显的海平面下降过程（图2）。 准同生期的成岩作用以胶结作用为主, 但受高频海平面变化及层序界面的影响，礁滩体可暴露地表，接受大气淡水的淋滤溶蚀作用，形成溶孔、溶洞等［2］。

图3 黔南坳陷安顺1 井独山组白云岩溶孔溶洞特征

图4 黔南坳陷安顺1 井—猫营—下司—拉要独山组生物礁滩对比剖面A—A′剖面位置见图1

黔南的安顺地区靠近黔中古隆起，独山组沉积时期，生物礁滩处于水动力强的相对高部位，准同生成岩期，较大规模的海退使礁滩暴露，接受淡水淋滤溶蚀作用，形成大量溶孔溶洞。 但从整个区域上看，礁滩露头的溶孔溶洞并不发育，这说明该期海西运动对黔南坳陷的整体影响并不明显，它只是选择性地使局部相对高部位出现暴露。 因此，准同生期的海平面频繁变化和局部反复暴露淋滤溶蚀，对安顺地区生物礁滩溶孔溶洞的早期发育具有重要的控制作用。

埋藏成岩期的白云石化作用过程可能进一步加剧了这种溶孔溶洞发育情况的差异。

3 安顺1 井独山组白云岩成因机制——热液白云石化

3.1 岩矿证据

（1）鞍状白云石

鞍状白云石是热液成因白云石的直接证据［3］。安顺1井独山组发育中—细晶白云岩，由中晶到粗晶的半自形—自形白云石组成，其中可见鞍状白云石（图5），呈弯刀状充填于溶蚀孔洞中，可见内生裂纹（图5a—5c）；阴极发光下，鞍状白云石发橙红色光，溶蚀缝中充填的白云石发淡橙红色亮光，部分裂缝破裂后重结晶愈合（图5d）。

图5 安顺1 井独山组白云岩中鞍状白云石发育特征

（2）斑马状构造、次生黄铁矿

安顺1井5 178.00～5 180.28 m岩心见与热液白云岩有关的岩石结构——斑马状构造，灰白色白云岩与深灰色白云岩呈杂乱堆积状、互相嵌入状成岩（图6a）；黄铁矿呈颗粒状、块状充填于溶蚀孔洞中（图6b）。

3.2 白云石脉碳氧同位素

在安顺1井4 906.33 m和5 179 m处白云石脉中取样，碳氧同位素分析表明，δ18O 为－4.75‰～－17.04‰，表现为小值；δ13C为－1.62‰～3.96‰，值变化大；白云石脉的碳氧同位素明显高于背景值（图7），这说明其中有深部热液的参与［4-5］。

图6 安顺1 井独山组白云岩斑马状构造及次生矿物特征

图7 安顺1 井岩样自生矿物碳氧同位素关系图

3.3 流体运移通道

安顺1 井靠近区域性的深大断裂——垭（都）—紫（云）—罗（甸）断裂和贵阳—镇远断裂［6］（图1），据安顺1 井岩心及测井统计，高角度缝走向以北西—南东向和北北东—南南西向为主，这与深大断裂的走向一致，岩心中可见到大量断层、 裂隙及滑塌现象，且多见白云石完全或不完全充填（图8，图6a）。这说明本区断层、 裂隙与早期溶蚀孔洞可构成深部流体运移的通道。

3.4 热液白云石化发生时期及期次

从安顺1 井方解石流体包裹体分析（图9）看，流体包裹体的均一温度在122.4～179.2 ℃，热液流体活动至少有3 期： 第一期，122.4～133.3 ℃，平均128.7 ℃；第二期，138.2～158.3 ℃，平均149.1 ℃；第三期，167.6～179.2 ℃，平均173.2 ℃。 结合安顺1 井的埋藏史分析，三期热液流体充注中，第一期为二叠纪晚期，第二期为三叠纪早期，第三期为三叠纪中晚期。白云石的结晶温度表明，它是在深埋藏环境下形成的，属于热液范畴［7］。

图8 安顺1 井独山组白云岩中的断层发育特征

图9 安顺1 井独山组方解石包裹体均一温度

热液白云石化主要发生在三叠纪中晚期的深埋藏时期，印支运动阶段构造活动强烈，断裂再次开启，深部热液沿着垭—紫—罗断裂和贵阳—镇远深大断裂向上运移，促成了安顺地区生物礁滩的白云石化。

3.5 安顺地区生物礁滩热液白云石化模式

泥盆纪独山期的准同生阶段，海平面频繁变化、局部反复暴露和大气淡水淋滤溶蚀促成了安顺地区生物礁滩早期溶孔溶洞的发育，同期，正断裂发育（分布广泛，未切穿到上覆的下石炭统摆佐组泥岩盖层）。 海西期末—印支期，深部富镁热液流体通过垭—紫—罗断裂、贵阳—镇远深大断裂向上运移，受上覆摆佐组泥岩的封盖，区内流体运移减缓甚至停滞，热液沿再次活动的早期正断裂以及早期溶蚀孔洞运移（图10），促使独山组生物礁滩及围岩发生白云石化，加之从烃源层中运移来的酸性地层水溶蚀，孔洞进一步扩大；在安顺1井岩心中见到早期溶孔溶洞被大量的白云石完全或不完全充填（图8）。

图10 安顺地区独山组生物礁滩热液白云岩储层发育模式C1b 摆佐组； D3r 融县组； D2d 独山组

4 结 语

安顺1 井揭示了中泥盆统独山组的厚层生物礁滩溶孔溶洞型白云岩，其溶孔溶洞为准同生成岩时期局部反复暴露遭淡水淋滤溶蚀而成，晚期又受深埋热液溶蚀改造作用明显，白云岩为深埋热液白云石化的结果，深大断裂及早期的溶孔溶洞是深埋富镁热液流体运移的优势通道。这种独特的发育机制，对预测本区生物礁滩良好储层发育带具有一定指示意义。

［1］岳来群，康永尚，陈清礼，等. 贵州地区下寒武统牛蹄塘组页岩气潜力分析［J］. 新疆石油地质，2013，34（2）：124-128.

［2］金振奎，余宽宏. 白云岩储集层埋藏溶蚀作用特征及意义——以塔里木盆地东部下古生界为例［J］. 石油勘探与开发，2011，38（4）：428-434.

［3］杨博，蔡忠贤，赵文光. 白云岩形成的化学动力学及其成因模式［J］. 新疆石油地质，2009，30（3）：394-397.

［4］焦存礼，何治亮，邢秀娟等. 塔里木盆地构造热液白云岩及其储层意义［J］. 岩石学报，2011，27（1）：278-284.

［5］陈代钊. 构造热液白云岩化作用与白云岩储层［J］. 石油与天然气地质，2008，29（5）：614-620.

［6］张荣强，周雁，汪新伟，等. 贵州西南部威—紫—罗断裂带构造特征及演化［J］. 地质力学学报，2009，15（2）：178-188.

［7］李荣，焦养泉，吴立群，等. 构造热液白云石化——一种国际碳酸盐岩领域的新模式［J］. 地质科技情报，2008，27（3）：35-39.