珠江口盆地惠州凹陷新生代火山岩：从岩石成因到火山岩储层

发布时间：2020-11-01 19:42

　　 南海位于欧亚板块、印度-澳大利亚板块以及太平洋板块三者的交汇区,其所处的大地构造位置决定了其在中、新生代板块构造重建研究中的重要地位。珠江口盆地是新生代发育在南海北部陆缘的边缘海盆地,形成演化经历了完整的裂谷演化阶段,地层中发育了大量的火山岩,这些火山岩不仅完整地记录了盆地形成初始演化阶段的火山作用过程,而且还是本区最具有油气勘探前景的有利储层之一。然而,长期以来由于地质证据的局限,关于深部埋藏的火山岩岩石成因、时空配置关系以及火山岩储层发育特征仍然不清楚。鉴于此,本文选取珠江口盆地惠州凹陷钻井钻遇的火山岩为研究对象,基于钻井、测井、U-Pb锆石测年、地球化学及地震资料,对本区火山岩进行详细的岩性鉴定、岩相-测井相-地震相划分,开展火山岩岩相地质-地球物理研究,并且对岩石成因和地球动力学背景进行讨论,以此为基础,对火山机构外部界面进行识别、内部火山岩岩相进行地震刻画,总结火山岩空间展布规律,分析岩石成岩作用、储集空间和储层物性之间的关系,以期为南海北部陆缘火山岩油气勘探提供理论依据。1.珠江口盆地惠州凹陷火山岩岩性发育特征珠江口盆地惠州凹陷火山岩岩性主要发育有粗面岩、粗面英安岩、流纹岩、粗面质角砾熔岩、英安质凝灰岩5种火山岩岩性。主要发育有火山通道相火山颈亚相、侵出相外带亚相、侵出相中带亚相、侵出相内带亚相、爆发相空落亚相和火山沉积相含外碎屑火山沉积亚相6个火山岩岩相。2.珠江口盆地惠州凹陷火山岩年代学、地球化学特征、岩石成因及其地球动力学珠江口盆地惠州凹陷研究区新生代火山岩中岩浆结晶年龄时代为早古近纪,火山喷发从59.15±0.77 Ma一直持续至57.53±0.72 Ma之后。珠江口盆地惠州凹陷新生代火山岩具有高硅SiO_2=60.3%~70.44%,高钾2.39%~5.71%;K_2O/Na_2O=0.48~1.34,TiO_2=0.43%~0.72%,碱含量中等偏低Na_2O+K_2O=5.59%~9.57%的特征。利用花岗岩的S-I-M-A型分类方案在相关地球化学图解中进行投图,结果显示研究区火山岩样品总体上属于I型花岗岩。在R1-R2构造判别图解中,珠江口盆地惠州凹陷研究区新生代火山岩主要落在晚造山期花岗岩范围内,结合Yb+Ta-Rb、Y+Nb-Rb、Yb-Ta和Y-Nb图解表明研究区火山岩形成于洋壳向陆壳俯冲相关的火山弧环境。通过对比珠江口盆地惠州凹陷新生代火山岩的SiO_2、Al_2O_3和MgO等主量元素含量以及Y、Sr含量、(La/Yb)_N值,Sr/Y值等微量元素特征,综合在球粒陨石标准化稀土元素配分图中显示具有轻微正的Eu异常,富集轻稀土,亏损重稀土特征,认为研究区新生代火山岩属于埃达克岩,在此基础上,结合研究区火山岩样品的相容元素(如Cr、Ni)的含量较低,K_2O含量较高以及部分样品显示轻微的正铕异常(δEu=1.33~1.88)的特点,在MgO-SiO_2和Ni-Mg~#图解中可以看出研究区埃达克岩属于下地壳成因。3.珠江口盆地惠州凹陷新生代火山岩储集空间发育特征在研究区共识别出原生孔隙、次生孔隙、原生裂缝和次生裂缝4种类型储集空间。原生孔隙有粒间孔和原生气孔,次生孔隙为斑晶溶蚀孔和基质溶蚀孔,原生裂缝有斑晶炸裂缝和基质收缩缝,次生裂缝为构造裂缝和构造溶蚀缝,其中粒间孔和构造溶蚀缝对有效孔隙贡献最大,构造裂缝多为后期热液作用充填。研究区火山岩储层多数样品的孔隙度大于4%,孔隙度分布在4.2-5.9%之间,平均孔隙度为5.3%。渗透率分布较为集中0.0016-0.0024mD,平均渗透率为0.0021mD,孔隙度与渗透率相关性较好,二者均随深度的增加而略有增加。毛管压力曲线形态分为5种类型,与之相对应的火山岩储层也分为5种孔隙结构类型,分别为单峰偏细态型,单峰偏粗态型,双峰偏细态型,双峰细态型和单峰细态型。4.珠江口盆地惠州凹陷新生代火山岩岩相地震刻画及分布规律结合地震剖面解释和地震属性分析,对研究区火山岩进行了平、剖面识别,结果表明原认为是基底顶面的Tg之下发育一套由火山熔岩和火山碎屑岩组成的同裂谷阶段火山岩。南海北部陆缘全区发育的始新统-上新统沉积序列是在该火山岩顶面(Tg反射层)之上形成的同-后裂谷阶段盆地充填,该火山岩底面可在盆地范围内用三维地震资料进行全区追踪,本文将该层底面解释为Tgv。基底岩性以晚白垩世花岗岩为主,将前裂谷侵蚀面、削截面和拆离断层所组成的基底顶面解释为Tgb。研究区火山岩平面相序为:火山通道相→侵出相→爆发相→火山沉积相。火山岩在近源相带附近厚度最大,远离近源相带向四周厚度减薄,最大厚度达1272m,一般厚度为800~1000m。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2020
【中图分类】：P618.13
【部分图文】：

预期成果包括4个方面:(1)珠江口盆地惠州凹陷岩石学特征;(2)珠江口盆地惠州凹陷年代学特征及其地质意义;(3)珠江口盆地惠州凹陷火山岩岩相剖面分布特征与平面相序特征;(4)珠江口盆地惠州凹陷火山岩储层物性特征与成岩作用。本次研究的技术路线图如图1.1所示:1.5 实物工作量

南海可以大体划分为北部陆缘、南部陆缘及洋盆这三个部分。南海北部陆缘位于华南大陆和南海洋陆过渡带之间,由一系列新生代断陷盆地组成(李平鲁,1989;邹和平等,1995)。南海北缘为拉张环境,发育了一系列以NEE向和NW向张扭性断裂(李思田等,1998)。南海北部被动型大陆边缘自北东向南西依次发育了台西南、珠江口、琼东南、莺歌海和北部湾等伸展盆地。南部自西向东发育了万安盆地、曾母盆地、文莱沙巴盆地、礼乐盆地、西北巴拉望盆地。珠江口盆地是南海北部最大的中、新生代沉积盆地。盆地整体呈NE走向,大致与华南大陆岸线平行,印度-欧亚板块的碰撞-挤出作用、以及太平洋板块俯冲事件使其具有复杂的地球动力学背景,盆地的构造演化、成盆过程与南海扩张、新生洋壳的出露有着密切联系(龚再升,2004)。盆地在NE向基地大断裂和NW向走滑断裂共同控制下,总体上呈现“南北分带、东西分块”的构造格局(图2.2)。珠江口盆地自北向南可划分为北部隆起带,珠一坳陷带,珠三坳陷带,中央隆起带,珠二坳陷带和南部隆起带等5个构造单元。

珠一坳陷是珠江口盆地北部坳陷带的一个负向构造单元,走向NE向。珠一坳陷自西向东依次发育恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陆丰凹陷和韩江凹陷等五个凹陷,各个凹陷之间通常被NWW向低凸起分隔(图2.2)2.1 区域构造演化历史
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本文编号：2865999