塔北硫磺沟奥陶系含油古溶洞的发现及意义.pdf

中国科学: 地球科学 2012 年 第42 卷 第11 期: 1660 ~ 1680 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 塔北硫磺沟奥陶系含油古溶洞的发现及意义 ①②* ① ②⑧ ③ ④ ⑤ ⑥ ① 钟建华 , 毛毳 , 李勇 , 李阳 , 袁向春 , 牛永斌 , 陈鑫 , 黄知娟 , 邵珠福① ⑦ ① ① , 王培俊 , 李佳 , 张丹峰 ① 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院, 青岛 266580; ② 中国科学院广州地球化学研究所, 广州 510640; ③ 中国石化集团公司油田部, 北京 100825; ④ 中石化勘探开发研究院, 北京 100083; ⑤ 河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000; ⑥ 中石油东方物探公司研究院, 涿州 072751; ⑦ 中石油塔里木油田分公司研究院, 库尔勒 841000; ⑧ 中国科学院研究生院, 北京 100049 * E-mail: zhongjh@ 收稿日期: 2012-02-10; 接受日期: 2012-06-24 国家重点基础研究发展计划(编号: 2006CB202401, 2011CB201001)和国家油气重大专项(编号: 2008ZX05014-002)资助 摘要 溶洞是一个受到多方关注的课题, 但是到目前为止人们对古溶洞的认识还非常有限. 关键词 塔北硫磺沟下奥陶统一间房组中发育一个典型的古溶洞. 该溶洞呈近直立长条状, 主体部分宽 古溶洞 古钙华 近4.8 m, 可见部分高6~10 m, 可测高20 m 左右, 延伸方向135°~315°. 该溶洞已被充填, 按成因 包壳砾石 和性质分为三种: 碎屑充填, 化学充填和混合充填. 其中主要充填了古钙华和砾石, 古钙华呈黄 断层 褐色或黑色, 薄层状. 层状古钙华中普遍含油, 含油的古钙华新鲜面呈黄褐色或黑色, 呈黑色者 石油 石油呈饱和状态. 在显微镜下观察, 石油主要保存在方解石晶体之间的缝隙中. 该溶洞是经过三 硫磺 期充填完成的. 溶洞的一侧裂缝非常发育, 最大宽度可达 40 余厘米, 最大可见延伸长度数十米, 硫磺沟 向外最远可以延伸 40 余米. 多期多尺度的裂缝交织成网络, 均被方解石脉充填. 方解石脉均含 塔北 油. 化学充填中含硫磺. 硫磺的存在说明了溶洞受到了岩浆热液的影响, 也说明了塔北硫磺沟溶 洞是一个古溶洞, 而不是现代或近现代形成的新溶洞. 碳氧同位素揭示硫磺沟溶洞古钙华具有 强烈的同位素分馏, 重碳重氧强烈亏损, 与一般的碳酸盐岩明显不同. 该溶洞的形成受北西-南 东近直立的走滑剪切断层控制, 本质上是一个直立的受溶蚀的断层带. 塔里木盆地是我国大型含油气盆地之一, 其中 和风化剥蚀强烈, 导致奥陶系储层非常复杂, 目前被 一个重要油田是塔河油田. 塔河油田 2007 年产油 认为是以裂缝-溶洞为主的一套缝洞储集系统. 560 万吨, 2009 年突破年产 650 万吨. 勘探开发实践 塔河油田奥陶系缝洞系统最为特征的标志之一 表明, 塔河油田是一种