柴西南昆北地区基底花岗岩岩石学特征

黄丽梅，李建明 (长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

马达德 (中石油青海油田分公司勘探开发研究院，甘肃 敦煌 736202)

柴西南昆北地区基底花岗岩岩石学特征

黄丽梅，李建明 (长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

马达德 (中石油青海油田分公司勘探开发研究院，甘肃 敦煌 736202)

近几年来钻井揭示柴西南昆北地区基底广泛分布花岗岩。花岗岩的主要矿物成分为石英、钾长石、斜长石和黑云母等，次要矿物包括角闪石、白云母等。依据矿物成分可命名为二长花岗岩、正长花岗岩。岩石化学成分分析表明，岩石属于过铝的钙碱性系列，岩石成因类型为MPG型，岩浆源于地壳上部的重熔，锆石U-Pb年龄测定分别为(450.4±1.7)Ma、(467.0±4.0)Ma,属加里东期与印支期的岩浆岩。花岗岩的构造为块状构造，结构为半自形细-中晶质等粒结构，主要发育溶蚀、充填、碎裂与风化作用等成岩后生变化。该类型花岗岩是研究区一种新类型的油气储集岩。

柴西南；花岗岩；化学成分；成岩后生作用

柴达木中、新生代盆地的形成演化受控于基底的构造变动以及基底与周边造山带的相互作用。柴达木盆地基底包括前震旦纪结晶基底和震旦纪-三叠纪未变质和浅变质基底两部分，属于双层基底[1]。盆地周缘分别被祁连山、昆仑山和阿尔金山所限，具有特殊的盆山构造格局和岩石圈板块地球动力学背景。柴达木盆地的北西边界是阿尔金断裂，东北边界为祁连山-南山逆冲断层带，南界为祁漫塔格逆冲断层带。二叠纪末期，松潘-甘孜-可可西里洋底开始向东昆仑-柴达木地体之下俯冲，导致东昆仑-柴达木地体二叠纪末抬升，南部火山喷发和花岗岩的侵入。与古生代火山活动相伴，东昆仑-柴达木地体发育广泛的花岗岩侵入，中酸性侵入岩往往形成规模较大的岩基，侵入活动加里东期、海西期、印支期、燕山期均有[2-4]。

图1 柴西南昆北地区基底结构与花岗岩基岩分布图

柴西南区是柴达木盆地石油地质条件最好的地区之一，也是目前青海油田油气勘探开发的主要地区。昆北断阶带位于柴西南昆北逆冲带南侧祁漫塔格山前，该区处在昆仑山前，昆北断裂下盘地层俯冲在上盘基岩之下，具典型的前陆盆地模式。近几年来，柴西南昆北地区的大量钻井勘探，众多钻井在结晶基底钻遇了岩浆岩、变质岩类，查明了研究区基底结构与花岗岩分布情况(见图1)，发现了基岩油藏的发育[5]。基底岩浆岩主要岩性为酸性侵入岩，通过分布并结合区域的区调资料，研究区岩浆岩为深成侵入岩，产状为岩基，与围岩成侵入接触。

1 花岗岩成分

1.1矿物成分

根据昆北断阶带钻井过程中切12井、切11井、切121井、切10井、切401井岩屑、岩心薄片显微镜下的鉴定分析可知：花岗岩的主要矿物成分为石英、钾长石、斜长石和黑云母等，其中暗色矿物包括黑云母、角闪石等。石英含量25%～35%，钾长石含量30%～35%、斜长石含量20%左右，黑云母含量5%～15%。次要矿物主要为角闪石、白云母，含量1%～3%，角闪石只在个别井段出现。花岗岩副矿物主要有榍石、锆石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等。根据以上矿物的组合与含量的多少，可以将研究区花岗岩命名为二长花岗岩或正长花岗岩。岩石中见多种蚀变现象，蚀变程度各有不同，主要包括黑云母的绿泥石化、钾长石的高岭石化、斜长石绢云母化、长石钠黝帘石化等。通过对切603井、切6井和切7井花岗岩ICP-MS单颗粒锆石微区U-Pb同位素年龄测定和研究，分别获得(450.4±1.7)Ma、(467.0±4.0)Ma的锆石U-Pb同位素年龄，证明区内花岗岩时代为晚奥陶世，为加里东期岩浆的侵入。对切401井和切11井花岗岩ICP-MS单颗粒锆石微区U-Pb同位素年龄进行研究，获得(244.5±2.1)Ma的锆石U-Pb同位素年龄，证明切4和切11构造花岗岩时代为早三叠世，属于印支期的侵入。

1.2化学成分

昆北地区花岗岩岩石化学成分分析结果如表1所示。由表1可以看出，昆北断阶带基地花岗岩的SiO2的含量相对稳定，一般在65%左右，属于酸性岩。研究区花岗岩岩石Al2O3含量在12.64%～14.55%，K2O含量3.66%～4.77%，Na2O含量3.01%～3.75%；K2O含量大于Na2O。 Al2O3的含量大于CaO+ K2O +Na2O的含量，属于过铝质岩石，总体岩石属于过铝的钙碱性系列。FeOt/(FeOt+MgO)含量大部分在0.968～0.98。上述特征表明岩石成因类型为MPG型[6]，岩浆源于地壳上部的重熔。

表1 昆北断阶带基底花岗岩化学成分分析表

2 花岗岩结构构造与成岩后生变化

2.1结构构造

花岗岩的构造为块状构造，岩石中各种矿物晶体颗粒分布均匀、结合较紧密、无定向排列，无气孔或流纹构造，呈块状，包体以围岩包体多见。结构特征按照矿物晶粒大小为细-中晶结构，晶粒粒径一般为0.5～2mm，相对大小为等粒结构，其中偶见有钾长石似斑晶，结晶程度为全晶质结构，形态为半自形粒状。岩石中斜长石呈半自形板状或粒状晶，发育环带构造、聚片双晶，主要为中长石；钾长石以它形晶为主，主要为微斜长石、微斜条纹长石；石英呈它形粒状，石英普遍具波状消光；黑云母呈板状、片状。

2.2成岩后生变化

花岗岩主要发育溶蚀、充填、碎裂与风化作用等成岩后生变化。

1)溶蚀作用 花岗岩中不稳定的暗色矿物以及铝硅酸盐的长石类矿物等受环境条件的变化，地层水溶液的溶解发生结构元素的改变而形成孔隙。一般来说，基岩的溶蚀作用总是沿裂缝或解理缝进行的，裂缝具有双重作用：储集空间和渗流通道，使得矿物质元素发生迁移产生溶蚀。因此溶蚀作用对基岩储层具有积极的意义，扩大了储集空间，增加储层物性，是基岩最有利的成岩后生作用。研究区基岩花岗岩在局部层段溶蚀作用发育相对较强，如切606井基岩取心段2127.9～2129.42m。

2)充填作用 已经形成的储集空间，经过地层水溶液的部分饱和元素的沉淀，填充部分孔隙，对储层来说起到负面影响，昆北油田基岩风化壳储层主要为半充填裂缝，胶结物多为方解石，少量的石英、白云石和泥质等，充填作用强度中-弱等。

3)碎裂作用 主要是指基岩受构造应力作用而形成的裂缝而破裂。裂缝分为解理缝、构造缝、溶蚀缝和风化裂隙等4种：①解理缝。主要是长石类晶体的解理发育，在基岩表面经受构造应力或风化过程中，沿着解理面形成的缝。切603井花岗岩中大量存在该类解理缝，半充填或充填方解石等矿物，从荧光分析看具有明显的发光特征，表明其经历过油气注入。②构造缝。花岗岩受到应力的作用形成的剪切或拉张缝，往往产生晶体的错动或位移，具有明显的切割特征，走向主要为北北东-南南西方向。如切606井花岗岩主要发育2期构造裂缝，一期主要为张性裂缝，充填物多，岩心上最大裂缝宽度1.5cm，裂缝角度大小各异，以垂直裂理或高角度斜交缝为主；另一期为剪切缝，数量少，裂面擦痕明显，未有充填物或很少量的方解石等充填物，裂缝角度较小，属于低角度缝，缝面规则，切割力较弱、延伸较短。③溶蚀缝。基岩中的相对不稳定矿物成分受各种地层溶液的溶解，发生晶体结构的改变而形成溶蚀缝。研究区溶蚀缝主要沿早期构造缝发生，其边缘不规则，在切601井、切606井、切4井、切12井等井测井FMI成像成果图上裂缝明显。④风化裂隙。基岩受地表物理和化学风化的作用使得岩石风化破碎产生大量风化裂隙。研究区基岩风化壳普遍发育这类裂隙，常见有泥质或方解石等矿物充填。

研究区花岗岩沿裂缝蚀变发育，包括云母绿泥石化、菱铁矿化、长石钠黝帘石化等。

4)风化作用 在地表各种地质营力的作用下，基岩形成风化壳，产生各种储集空间，包括物理风化作用和化学风化作用。受古气候条件的影响，结合下干柴沟组下段底部砾岩的特征，推测该区在该储层砂岩沉积前的时期形成的风化壳主要以物理风化作用为主。因此，表现为裂缝系统十分发育，化学充填作用相对较弱的基岩风化壳体。

3 结 语

研究区岩浆源于地壳上部的重熔是碰撞构造环境下形成的，基底花岗岩分布广泛。近几年来，在昆北断阶上钻探的切1井的基岩风化壳上见到气测异常显示。在相同的构造区块钻探的切4井、切401井、切402、切161井、切163井也在基岩风化壳见到气测异常和油斑花岗岩。对切6井、切603井等井通过基岩取心，发现杂色花岗岩中裂缝发育，裂缝面见油斑。因此，开展柴西南地区基岩花岗岩的研究具有重要意义，尤其值得进一步开展基岩风化壳油藏成藏模式研究。

[1]汤良杰,金之钧,张明利，等. 柴达木震旦纪-三叠纪盆地演化研究[J].地质科学，1999,34(3):289-300.

[2] 莫宣学,罗照华,邓晋福，等.东昆仑造山带花岗岩及地壳生长[J].高校地质学报，2007，13 (3)：403-414.

[3] 陆济璞,李江,覃小锋，等，东昆仑祁漫塔格伊涅克阿干花岗岩特征及构造意义[J].沉积与特提斯地质，2005，25(4)：46-54.

[4] 伍跃中, 王战, 过磊, 等. 东昆仑祁漫塔格地区花岗岩类时空变化的构造控制[J]. 地质学报, 2009, 83(7):964-981.

[5] 李建明，史玲玲，汪立群，等.柴西南地区昆北断阶带基岩油藏储层特征分析[J].岩性油气藏，2011,23(2):20-23.

[6] Barbarin B. A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments [J].Lithos, 1999,46: 605-626.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.03.013

P588.121

A

1673-1409(2012)03-N036-03

2012-01-26

黄丽梅(1985-)，女，2009年大学毕业，硕士生，现主要从事沉积学与岩石学方面的研究工作。

李建明(1962-)，男，1982年大学毕业，教授，现主要从事沉积学方面的教学与研究工作。