遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環境

趙麟天(遼河油田勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環境

趙麟天(遼河油田勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

對于湖相碳酸鹽巖來說，其形成包括了重要的古環境、古氣候線索，特別是湖相白云巖的形成，是目前一個非常具有爭議性的研究話題。地質歷史時期，在多個湖相盆地中，均發現了湖相白云巖沉積，例如二疊紀三塘湖與尕斯庫勒盆地、泌陽凹陷、古近紀東營以及遼河西部凹陷等。本篇論文以稀土元素、微量元素以及碳氧穩定同位素等研究手段為基礎，對遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環境進行了綜合性的分析。

遼河坳陷；西部凹陷；雷家湖相碳酸鹽巖；沉積環境

在遼河坳陷中，西部凹陷是最大的含油氣凹陷，其分布領域十分廣泛，且具有非常大的堆積厚度，是深層儲層中的一個重要組成部分。在西部凹陷地區，沙四上亞段屬于生烴層系，非常重要，其主要特點是以發育湖盆擴張時期背景下的碎屑巖、油頁巖、層狀白云巖以及灰黑色泥巖這四種巖石互層。其中，白云巖的主要特征是其主體沿著坳陷的長軸方向分布、類型比較多樣。分析與研究雷家地區湖相白云巖沉積的形成環境，對該區致密油的開發與勘探工作有著非常重要的意義。

1 地質背景

研究區位于沙四上亞段，屬燕遼臺褶帶。遼河坳陷自早元古代就已經多次經歷構造運動期，最終形成了目前的構造格局。在地質構造上，雷家地區位于遼河盆地西部凹陷的中北部。雷家地區的北方靠近的是高升鼻狀隆起地帶，南方靠近的是冷家堡構造帶，西方靠近的是西部凸起區，東方靠近的是中央凸起區。自下而上，對沙四上亞段研究區進行細分，分為高升油層以及杜家臺油層，自下而上，對杜家臺油層進行進一步細分，共分為3個小層，即杜Ⅲ段、杜Ⅱ段以及杜Ⅰ段。

在沉積早期，杜家臺油層、高升油層就各自沉積了白云巖組合，在平面上來看，白云巖組合位于陳家洼陷西北地帶，在房身泡組玄武巖之上進行沉積。對于高升油層來說，存在比較淺的湖盆水體，因此，主要發育了泥晶云巖、生屑云巖、鮞粒云巖；對于杜家臺油層來說，杜Ⅲ段發育了厚度比較大的含方沸石質白云巖。本篇論文的主要研究對象就是杜Ⅲ段的白云巖。

2 遼河坳陷西部凹陷雷家白云巖的沉積環境

2.1 湖盆封閉性

對于咸化湖盆（以化學沉積為主）來說，湖盆水體開放性、封閉性的研究非常重要，稀土元素分析、碳氧穩定同位素分析是湖盆封閉性研究比較常用的、也是較為有效的兩種方法。

2.1.1 稀土元素分析

對雷家白云巖進行檢測，結果表明δEu值都大于1.0，出現這種異常情況的原因尚未明確，但是從另一個角度進行分析，δEu并沒有跟隨著δCe的變小而變小，從而表明了該湖盆沒有混入外來水體。借助丁振舉等人在其研究文獻《碧口群古熱水系統發育的富鐵硅巖稀土元素地球化學證據》中設置的元素鑭（La）與鈰（Ce）的含量比值和元素銪（Eu）與釤（Sm）的含量比值關系圖版，對雷家白云巖樣品進行檢測，結果發現，雷家白云巖全部樣品都集中在“r=0.01”線的左側，從而充分說明了其在進行沉積的過程中，受湖水、熱流體的影響比較小。因此，可以判斷雷家白云巖的沉積環境是處于封閉狀態的。

2.1.2 碳氧穩定同位素分析

經碳氧穩定同位素分析，結果顯示，雷家白云巖的碳氧穩定同位素主要分布于第二象限，且有著良好的相關性，且相關系數（R2）為0.7726，根據這一現象，即可判斷雷家白云巖在進行沉積時，是處于封閉性湖盆中的。

2.2 沉積水體的氧化還原條件

2.2.1 有機質姥植比

對于沉積有機質的氧化還原條件來說，飽和烴中存在的姥植比是一項比較常用的、也是比較有效的沉積環境評價指標。若是極低的即小于0.8的姥植比，則可反映出咸水碳酸鹽巖的沉積特征、較強的還原條件。經過對雷家白云巖的檢測，其姥植比的平均值是0.38，屬于較高的姥植比。據此，可以判斷雷家白云巖的沉積環境為咸水缺氧、較強還原條件環境。

2.2.2 特殊金屬元素比值

一般情況下，若金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量＞0.5,就說明沉積環境為厭氧環境；若0.45＜金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量＜0.60,就說明沉積環境為貧氧環境；若金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量＜0.45，就說明沉積環境為富氧環境。經過對雷家白云巖的檢測，發現雷家白云巖中，金屬元素V含量/金屬元素V與Ni的總含量介于0.48到0.92之間，其平均值為0.73，根據上述判斷標準，可判斷雷家白云巖的沉積環境為厭氧環境，沉積水體為強還原條件環境。

3 結語

針對遼河坳陷西部凹陷雷家地區白云巖沉積的形成環境進行分析與研究，對該區致密油的開發與勘探工作有著非常重要的意義，近年來，隨著科學技術以及研究手段的不斷發展與完善，研究界對湖相白云巖沉積成因的認識不斷深入。應當在此基礎上不斷加強對雷家地區湖相碳酸鹽巖沉積環境的重視與研究力度，以加強該地區石油勘探的準確度，促進石油開發產業的進一步發展，

[1]單俊峰,黃雙泉,李理.遼河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸鹽巖沉積環境[J].特種油氣藏,2014,05∶7-11+151.

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[3]毛俊莉,荊鐵亞,韓霞,尚燦,黃雙泉,馬滿興.遼河西部凹陷優質頁巖層段巖石學類型及其有機地球化學特征[J].地學前緣, 2016,01∶185-194.

趙麟天（1980-），四川省富順縣人，工程師，本科，主要從事油田開發地質研究工作