四川省矿床的赋矿层微观裂隙特征及其控制因素

杨 威

（成都理工大学，四川 成都 610000）

裂缝是地下流体流动的重要通道，矿物质的储存也是以在裂缝中的运移与富集而形成的，按他们的大小规模可将裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝两种类型。宏观裂缝宽度一般大于50µm，是可以在野外露头和钻孔岩芯中直接看见的；而微观裂缝宽度一般小于50µm，因此在野外露头和钻孔中不易被观察到。因宽度较小，其中流体物的流动不如宏观裂缝，但可改善储层的孔隙结构和整体性能，对储层有着重要意义。在野外矿物中，微观裂缝更为发育一些，且它们是宏观裂缝的微观表现，可以通过对微观裂缝的观察而得到宏观裂缝的部分信息。利用这些信息可以用来推测宏观裂缝参数。

1 矿层微观裂隙特征

以九龙山构造为例，研究区内断层不发育，以北北东向逆断层为主，断层规模大，在3000m埋深处的下侏罗统珍珠组为良好的矿产资源储层。以致密性矿物储层为例，在其中的微观裂缝主要是三种类型，分别为穿砾缝、砾内缝、砾缘缝，在力学性质上又可将微裂缝分为剪切缝、压扭缝和张性缝等类型，力学性质上的不同主要是因为异常流体压力的存在而导致其不同程度的变形。

砾内缝：主要分布与砾石内的微观裂缝，并不切穿砾石的边缘，长度较小，这类裂缝虽然规模较小，但分布密度很大，其开度一般小于10µm，主要有构造成因、成岩成因、和原生裂缝这三种形成的成因。成矿成因的裂缝是指相互接触挤压的砾石中，因受到相互之间的压力破碎而形成的裂缝，因此裂缝面常常与角砾矿物之间的呈垂直接触关系；构造裂缝是指因内部构造应力和区域应力场作用结果形成的裂缝；原生裂缝是指在沉积之前的矿物层中就出现的裂缝，其中因沉积后作用大多数已被矿物质充填，属无效裂缝，但是后期若与矿体发生溶蚀作用就可能再次形成有效的储集空间。

砾缘缝：主要分布在角砾矿物的边缘，又称为贴砾缝。砾缘缝具有球面或近球面的缝面特征，薄片上可见弧形缝面，这类裂缝规模小，延伸短，其开度一般小于10µm，有些经流体冲刷作用以后可达20µm，砾缘缝主要由机械压实作用和沉积后岩层的构造挤压作用有关，而研究区具有形成拉张应力的异常高压流体，形成拉张裂缝，这些张性裂缝显示未切割，而分布在矿物边缘，形成砾缘缝。

穿砾缝：主要是因为构造作用形成的剪切裂缝，且广泛分布在各种矿层中，其定向性明显，缝内可见矿物充填，此外也有成矿作用形成的穿砾缝，这一类常见于矿物特性界面上，常平行层面发育，并具弯曲，断续，分支，尖灭等分布特点，砾内缝相比与砾缘缝，其裂缝开度较大，延伸比后者较长，通常穿切两个砾石以上，一般小于50µm，主要为10µm～30µm。若经后期溶蚀作用，开度可超过50µm。

2 矿物裂缝的期次

裂缝既可以做矿物质的储集空间，也是可以当作资源运移的通道，同时对充填裂缝的研究与区分也为其形成期次和形成时间的分析提供了地质依据，根据对裂缝充填物的充填系列和交切关系，可分析裂缝的形成期次，形成时的古温度及矿物充填期次。

研究区内对一铸体薄片上可见的相交两组裂缝分析，一组充填石英，而另一组未见充填现象，矿物充填的裂缝被未充填的裂缝切割，即可确定充填物的微观裂缝早于未充填的裂缝，且可对充填矿物的成分研究来确定当时被填充时的古温度。

3 赋矿层微观裂缝的有效性及对其控制因素

裂缝形成后，矿物往往被充填在后期地质演化过程中，裂缝体积小，有效性低。根据矿物填料，通常填充的、半填充的储集空间和运动路径被部分填充的未填充裂缝填充，并且是有效的裂缝。

研究区微裂缝的充填程度主要包括研究区的古构造应力场，矿物组分与不同矿物的接触结构，砂粒直径，矿石，露头，露头和图像测量。 裂缝的有效性主要影响裂缝的形成时间和后期的蚀变作用。

根据微观薄片分析，研究区致密砾岩储层微观裂缝具有相互切割和明显多期形成特点，早期形成的裂缝经历了更长时间的胶结作用，更容易被矿物全充填形成无效裂缝，而形成越晚的裂缝被充填几率越小，更容易成为有效裂缝，对致密储层贡献大。裂缝形成甚至被充填矿物后，还常会发生溶蚀作用，形成沿裂缝分布的溶蚀孔洞，后期溶蚀作用越强，裂缝的有效性就越好。在研究区异常高压因素影响下，因异常高压作用，不仅可以挤压构造环境下形成透镜状分布的拉张裂缝，还可使早期闭合的裂缝再次张开，从而使是裂缝有效性变好。

4 裂缝对赋矿储层的贡献

根据研究区的薄片分析，砾内缝和砾缘缝数量较多，分布范围广，但因为他们主要形成与砾石内部或边缘，连通性较差，对储层渗流作用小，主要起储藏作用。而穿砾缝的规模、开度和延伸长度较大，除了可作储藏空间外，还沟通不同砾石，可起渗透流通作用。

经作者统计结果表明，相比与宏观裂缝，微观裂缝孔隙度略高于宏观裂缝孔隙度，说明两种裂缝都可以成为致密砾岩储层的重要储集空间，但微观裂缝开度小渗透率远低于宏观裂缝的渗透率，故微观裂缝主要显示储藏和联通砾间孔隙的作用，宏观裂缝系统还是在矿物储集与运移中占主要地位。