天津蓟县雾迷山组凝块石特征以及沉积环境

袁天晶, 金廷福,2

（1.成都理工大学, 四川成都 610059； 2.中国石油勘探开发研究院, 北京 100083）

1 研究现状

凝块石一词，最早由Aitken提出，称thrombolite，其命名依据加拿大南部落基山寒武纪-奥陶纪岩石，系指与叠层石相关的隐藻组构，但缺乏纹层，以宏观/中观凝块结构为特征的一类岩石［1］。发育时代不同的凝块石差异明显，主要表现于：①始现于中元古代，为微生物（白云石化严重，缺乏蓝细菌/隐藻证据）捕捉、粘结沉积物为特征［2-4］；②广泛发育于晚寒武世至早奥陶世，主要为表附菌、葛万菌捕捉、粘结沉积物为特征［5-10］。关于前寒武系凝块石的成因，震旦系灯影组、兰花组和里菲系凝块石可能为微生物活动或钙化作用所形成的原生凝块石［11-12］。而中元古界各种形状的凝块石，是由于水动力条件、波浪、潮汐的变化，使得泻湖中的原生凝块石近源搬运、拉长、定向排列而形成［13］。

在凝块石类型划分上，主要以巨观、宏观/中观结构、构造为依据。Parcell将smackover组凝块石按微生物生长形式及其结构分为五种类型：层状凝块石，网络状/杂乱状凝块石，树枝状凝块石，叠层石包壳和核形石［14］。国内学者通过详细的研究鲁西寒武系张夏组凝块石特征研究后，将该组微生物岩中凝块进一步分为斑块状、树枝状以及网状［5］，而在华北地区，曾有学者对雾迷山组中凝块石有所提及，但针对凝块石的详细研究仍相对少，凝块石类型划分仍没有统一。

现代凝块石形成的水深一般大于叠层石，常发育于浅潮下带环境。据此推测，古老的凝块石也可能具有相似的形成环境［10］。Mancini E A等对美国阿拉巴马州中上侏罗统凝块石礁进行详细研究，建立了凝块石建造为内缓坡边缘向深水外缓坡形成的相关沉积模式［15］。而对华北地区雾迷山组凝块石的研究，虽然以往有所涉及，但考虑到该组岩石中凝块石类型丰富，凝块石类型仍然需要进一步细分，相对应的沉积环境模式还需建立［3］。

2 区域地质概况

华北地区雾迷山组属中元古代中期沉积形成，沉积厚度1030m～5400m。研究区天津蓟县则处于燕辽裂陷槽强烈坳陷中心地带，沉积厚度可达3300m以上［10，16］。此外，据先前华北油田资料，雾迷山组由下至上可细分为12段。本次研究选取雾迷山组的下、中、上段（分别为王庄子2段、狐狸峪8段、小岭子11段）中凝块石白云岩进行研究。

3 凝块石白云岩类型

3.1 叠层状凝块石白云岩

3.1.1 层状凝块/凝块质层状叠层石白云岩

雾迷山组下、中、上典型段剖面中均见有产出，岩石的颜色从浅至深色均有，厚度从薄层状至块状不等。叠层由亮、暗纹层组成，大致呈水平状，连续性较强。其中，亮纹层主要由晶粒白云石构成，暗纹层主要由微生物捕捉的泥晶白云石、凝块构成（图1-b）。

3.1.2 凝块质层纹石白云岩

雾迷山组中下部局部层位可见，如王庄子2段中，其岩石的厚度小。发育的叠层由亮、暗纹层组成，大致呈水平状，连续性较强。其中，暗纹层主要由微生物捕获的泥晶白云石构成，亮纹层主要由显微凝块和晶粒白云石构成（图1-d）。

3.1.3 锥状凝块叠层石白云岩

主要发育于雾迷山组中部，即狐狸峪8段，厚度约4.7m。岩石的颜色为深灰色、厚度呈块状。叠层由亮、暗纹层组成，呈锥状，高度范围为20cm～30cm（图1-c）。其中暗纹层主要由砂级凝块（0.5mm～2mm）定向排列构成，亮纹层则由晶粒白云石构成。该岩石中，发育的储集空间类型主要为凝块之间的溶蚀孔、溶蚀缝以及构造缝，且在华北地区广泛发育，厚度较大，可成为规模性的有效储集体。

3.1.4 柱状凝块叠层石白云岩

雾迷山组中部可见，即狐狸峪8段，厚度约2.6m，岩石的颜色为深色、厚度呈块状（图1-e）。叠层由亮、暗纹层组成，呈柱状，高度范围为20cm～37cm，其生长方向大致垂直岩层面向上。其中，亮纹层为微-中晶白云石构成，暗纹层为中-粗粒凝块及粉晶白云石所构成。

3.2 非叠层状凝块石白云岩

3.2.1 微生物包壳状凝块/砂屑白云岩

见于雾迷山组顶部，即小岭子11段中，发育的总厚约3.4m。岩石的颜色为浅色、厚度呈块状。可见微生物纹层围绕一个或多个砂级凝块、砂屑不规则的生长呈随机、均匀分布于微生物包壳状凝块/砂屑白云岩中，微生物包壳之间为泥-中晶白云石构成。其中，微生物包壳形状呈圆状、椭圆状甚至不规则状，大小为0.2cm～3cm不等。此外，微生物包壳又由亮暗纹层所组成，亮纹层往往由晶粒白云石构成，局部也可见少量溶蚀孔、洞；暗纹层则是由微生物捕获的泥晶白云石所构成（图1-f）。该岩石中，储集空间类型主要为微生物包壳内的溶蚀孔。

3.2.2 杂乱状凝块石白云岩

雾迷山组下、中、上部均见有发育，厚度相对大，约22m。岩石的颜色为深色、厚度从中层-块状均有，且以凝块呈随机或均匀分布在岩石中为特征。凝块呈圆状、椭圆状、集合状甚至呈不规则凝块集合状，一般大于0.25cm，最大可达2cm。该岩石中可见储集空间类型主要为溶蚀孔、洞。

4 凝块石沉积环境

华北地区蓟县雾迷山组凝块石白云岩为陆表海碳酸盐岩潮坪沉积产物，鉴于该组凝块石微生物岩类型丰富，各自所表现的沉积环境具分带性、相标志详细如下：

图1 天津蓟县雾迷山组叠层状凝块石白云岩宏观特征Fig.1 The characteristics of clotted dolomite of the Wumishan Formation in Jixian,Tianjin.

（1）潮间带：岩性主要为浅-深色层状凝块叠层石白云岩。判别标志主要为：纹层呈断续状、常发育硅质纹层。

（2）潮下泻湖：岩石所表现出的颜色较深，岩石类型有凝块质层状叠层石白云岩、层状凝块叠层石白云岩、凝块石白云岩以及两者之间的伴生组合，且构成叠层的亮暗纹层往往呈水平状，连续性好，沉积构造厚层-块状为特征。此外，形成时的水动力条件不同，凝块形状也有差异，例如集合体状凝块较单一圆状和椭圆状凝块形成时的能量高。

（3）潮下高能带（微生物礁滩）：以凝块微生物岩石类型较多为而明显区别于其它带。据凝块石白云岩的结构、构造特征研究，该带中水体能量从低至高，由凝块和白云石所构成的微生物纹层形状有一定规律，表现出呈杂乱状、包壳状、小柱状、锥状依次变化的特征。

5 沉积环境意义

对于凝块石白云岩的孔隙发育和展布。凝块与微生物叠层石伴生、凝块定向排列形成的叠层石白云岩中，孔隙主要沿微生物纹层的边界分布，储集空间类型以凝块间的溶蚀孔最为发育，小柱状凝块叠层石间的溶蚀孔次之。微生物包壳状凝块/砂屑白云岩中，以微生物包壳内的溶蚀孔发育为特征。构造缝/溶蚀缝的发育相对而言，不具规律。

野外宏观露头观测和镜下鉴定分析比较，孔径小于8mm的凝块石白云岩，为凝块石原生孔隙易受次生溶蚀，在凝块形成的纹层界面附近与纹层呈大致平行的孔、洞层。溶蚀洞穴，孔径为0.8cm～20cm者，分布不均，宏观上呈水平分布，微观上难以测定和展现，初步推测受古潜水面升降控制。

本文在雾迷山组凝块石白云岩孔隙研究方面，手段较为单一，主要为直观性观察、统计、分析，认识不够全面，只能初步判定雾迷山组微生物白云岩储层为孔洞缝型，有效储集体发育于潮下泻湖-微生物礁滩相。储集空间发育主要受凝块石自身结构、沉积相带控制。

6 结论

明确了雾迷山组凝块石白云岩为潮坪沉积，类型上，可划分为叠层状凝块石白云岩和非叠层状凝块石白云岩两大类型，六个亚类。明确了构成储层的岩石主要包括凝块与微生物纹层伴生/组合的白云岩和凝块定向排列形成的纹层状白云岩，其储集岩石中主要的储集空间类型有粒间溶蚀孔、溶蚀孔缝、粒内溶蚀孔。