准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组碱性矿物成岩序列、成因及其对致密油充注的影响

【作者】 田孝茹； 张元元； 郭召杰；

【机构】 北京大学地球与空间科学学院；

【摘要】 玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的生烃凹陷,凹陷中下二叠统风城组碱湖烃源岩是准噶尔盆地西北缘百里油区形成的重要基础,其中碱性矿物的发育对有机质富集及致密油充注具有非常重要的意义（张元元等,2018）。目前关于碱性矿物的成因存在较大争议,具有同沉积期、早成岩期及晚成岩期等多种解释（e.g.Bradley and Eugster,1969;García-Veigas et al.,2013）。通过光学显微镜、扫描电镜、XRD及流体包裹体分析的综合研究表明,玛湖凹陷风城组碱性矿物以碳酸氢钠石（Na₂CO₃·3NaHCO₃）、碳钠钙石（Na₂Ca₂（CO₃）₃）、硅硼钠石（NaBSi₃O₈）、碳钠镁石（Na₂Mg（CO₃）₂）、氯碳钠镁石（Na₃Mg（CO₃）₂Cl）及水硅硼钠石（NaBSi₂O₅（OH）₂）为主,含少量淡钡钛石(BaNa₄Ti₂B₂Si₁₀O₃₀)、霓石（NaFeSi₂O₆）和黄菱锶铈矿（（Na,Ca）₃（Sr,Ba,Ce）₃（CO₃）₅）。碳钠镁石、碳钠钙石以及硅硼钠石晶体中含大量负晶形原生盐水包裹体及原生重质烃类包裹体,原生盐水包裹体均一温度分别为70-80°C,80-90°C和95-110°C。所以风城组所有碱性矿物均形成于晚成岩期（对应地层埋深大于1500 m、温度大于70°C（Morad et al.,2000））。研究表明风城组碱性矿物的成因是:首先,同沉积碳酸盐泥在晚成岩期发生重结晶、溶蚀及交代作用,依次形成碳钠镁石、碳钠钙石、氯碳钠镁石及碳酸氢钠石;随后,火山凝灰物质发生脱水和转化,形成硅硼钠石和水硅硼钠石;最后,富钠、硼、锶、钡、铈的热液流体进入风城组,形成由硅硼钠石、水硅硼钠石及石英组成的脉体及少量淡钡钛石、霓石及黄菱锶铈矿。此外,碱性矿物的形成与致密油的充注同期发生并相互促进:碱性矿物的重结晶、溶蚀及交代为致密油的排替及充注提供运移通道及储存空间;致密油中的有机酸反过来同样促进了碱性矿物溶蚀及转化的发生。更多还原