川东地区茅一段含海泡石层系自生黏土矿物成因与油气地质意义

【作者】 宋金民； 王佳蕊； 刘树根； 李智武； 罗平； 江青春； 金鑫； 杨迪； 黄士鹏； 范建平； 叶玥豪； 郭嘉欣；

【机构】 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室； 西华大学； 中国石油勘探开发研究院；

【摘要】 川东地区中二叠统茅一段泥质灰岩是近期的非常规油气勘探热点。本文通过野外露头剖面实测和岩心观察,结合薄片鉴定、氩离子抛光、XRD、扫描电镜、能谱分析和激光剥蚀元素面扫描等,对茅一段含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物类型、产状及其组成进行了探讨,明确黏土矿物的成岩演化序列,建立黏土矿物沉积-成岩演化模式,探讨其油气地质意义。研究结果表明,川东地区茅一段含海泡石层系为一套泥岩-泥质灰岩组合,黏土矿物主要为海泡石、滑石、斯蒂文石和无序滑石,还可见微量的蒙脱石、绿泥石和伊利石。黏土矿物共生组合类型为海泡石-斯蒂文石-无序滑石-滑石、海泡石-蒙脱石-伊利石和绿泥石、海泡石-滑石-燧石等。形成"海泡石→斯蒂文石→无序滑石→滑石"和"海泡石→蒙脱石→绿泥石和伊利石"两条成岩演化序列,其中前者为主要成岩演化序列。在此基础上,建立了茅一段黏土矿物沉积-成岩演化模式。茅一段在富Si⁴⁺、Mg²⁺的凉水文石海中沉淀形成自生海泡石矿物;早成岩A期到中成岩A1期,在广泛缺Al3+的浅埋藏环境中,海泡石维持稳定;中成岩A2期,自生海泡石开始演化为斯蒂文石,中成岩B1期演化为无序滑石,中成岩B2期至晚成岩期,最终演化为滑石。而对第二条演化序列,早成岩A期,风暴和上升洋流携带来的Al3+参与成岩过程,微量海泡石向蒙脱石演化,部分蒙脱石继续演化为绿泥石;早成岩B期至中成岩A1期,部分蒙脱石演化为伊/蒙混层;中成岩A2期至中成岩B2期,伊/蒙混层向伊利石生演化,至晚成岩期全部转化为伊利石。含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物的类型与演化具有重要的油气地质意义。一方面海泡石能够吸附和聚集大量有机质,有效提升茅一段烃源岩的品质和生烃潜力;另一方面,海泡石向滑石演化过程中形成大量有机质孔和黏土收缩孔（缝）,同时释放富Mg²⁺成岩转化流体,使凹陷内或凹陷边缘区的灰岩发生白云石化。由此,在中二叠统形成自生自储和（旁）下生（侧）上储型的源储配置新模式,提高了油气成藏效率。更多还原