火成岩溶蚀的复杂性

由于火成岩的成分、结构、构造等方面多种多样，所以火成岩的溶蚀非常复杂。

表6-11 东营凹陷滨南地区滨676井玄武岩中蚀变矿物组成

表6-12 松辽盆地徐家围子断陷火山岩溶孔类型及特征【21】

1.火成岩的矿物成分、结构和构造特征

(1)火成岩矿物成分

主要有辉石、橄榄石、角闪石、斜长石、黑云母、石英等。除石英(但含量很少或不含)外，其他火山矿物的活化能均很低，以至于易发生蚀变，形成蚀变矿物(表6-13)。

(2)火成岩结构

指火成岩中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状，以及彼此间的结合方式等等。火成岩结构类划分方法也较多。

首先，根据矿物的结晶程度，火成岩的结构可分为以下三种。

全晶质:岩石中的矿物均为晶质的;

半晶质:岩石中的矿物一部分为晶质的，一部分为非晶质的;

玻璃质:岩石呈玻璃状，为非晶质;

另外，根据火山矿物颗粒的相对大小可分为两种。

等粒状:岩石中矿物的颗粒大小比较一致，深成岩多为等粒状结构;

斑状:岩石中矿物颗粒显著不等，大者称为斑晶，小者称为石基;

再者，根据火山矿物颗粒的绝对大小可分为两类。

显晶质结构:岩石中结晶颗粒的矿物成分均可辨认。

隐晶质结构:岩石中的矿物颗粒，均不能识别出其矿物成分。

结构对火成岩的溶蚀具有明显影响。其中，结晶程度高或矿物颗粒大的更易于被有机酸溶蚀。

表6-13 火成岩主要矿物及其蚀变特征

(3)火成岩构造

指火成岩中不同矿物集合体之间或与岩石其他组成部分(如玻璃质)之间的排列方式及充填方式所表现出来的特点。火成岩构造主要包括块状构造、斑杂构造、条带构造、球状构造、气孔构造和杏仁构造、流纹及流动构造等十种。

块状构造(均一构造):组成岩石的矿物在整块岩石中分布是均匀的，岩石各部分在成分上或结构上都是一样的。

带状构造:不同成分的岩石彼此逐层交替，或者是成分相同但结构、颜色及造岩矿物成分或数量不同的岩石彼此逐层交替呈带状、条带状彼此平行或近于平行。

斑杂构造:在岩石的不同部分，其矿物成分或结构构造差别很大，因此整个岩石看起来是不均一的，斑斑块块，杂乱无章。

球状构造:表现为侵入体中有一些球体，而每个球体中的矿物，围绕某些中心呈同心层分布，有的在某些层内矿物呈放射状分布。

晶洞构造和晶腺构造:在侵入岩中出现的孔洞称为晶洞构造，如果孔壁上生长着排列很好的晶体则称为晶腺构造。

气孔和杏仁构造:喷出岩中常见构造，主要见于熔岩层之顶部，它是由于从冷凝着的岩浆中，尚未逸出的气体，上升汇聚于岩流顶部，冷凝后留下的气孔，称为气孔构造。气孔的拉长方向代表着岩流流动的方向。当气孔被岩浆期后矿物所充填，则形成杏仁构造。

枕状构造:这是岩浆水下喷发的典型构造。枕状体常具玻璃质冷凝边，有的气孔呈同心层状或放射状分布，中部有空腔。

流纹构造:是酸性熔岩中最常见的构造。它是由不同颜色的条纹和拉长的气孔等表现出来的一种流动构造。

流动构造:岩浆岩中的片状矿物、板状矿物和扁平捕虏体、析离体的平行排列，形成流面构造;而柱状矿物和长析离体、捕虏体的定向排列，形成流线构造。它们是岩浆流动的遗迹，流面与围岩接触面平行，流线与岩浆流动方向一致。

原生片麻状构造:岩石中的暗色矿物呈断断续续的定向排列，其间被浅色粒状矿物所分开。它是流动的岩浆对围岩强烈挤压而产生的，也是岩浆的流动遗迹，局限于岩体变部。

火成岩的构造对有机酸溶蚀也具有重要影响，如通常块状构造火成岩不易被溶蚀，相比之下气孔和杏仁等构造火成岩更易于被溶蚀。

2.火成岩溶蚀的复杂性

(1)不同类型火成岩间的差别

研究发现，火成岩的溶蚀程度与其岩性或成分关系密切。

首先，基性、超基性火成岩较中、酸性火成岩溶蚀强烈，以至于盆地中基性、超基性火成岩储层所占的比例明显高于中酸性火成岩储层。这是因为基性、超基性火成岩中橄榄石、辉石的活化能远低于中酸性火成岩中石英的活化能，从而导致其溶蚀特征的显著差异。

岩心观察及镜下鉴定发现，滨南沙三段玄武岩中斜长石蚀变较辉石和橄榄石等矿物轻微得多(图6-4d、e);X衍射分析进一步证实，这些玄武岩中原生矿物残余较少(如斜长石)，大部分火山矿物已蚀变形成粘土矿物(表6-11)。而且玄武岩蚀变越强，过渡金属含量越低，表明玄武岩在蚀变过程中(主要是橄榄石、辉石等暗色矿物)过渡金属被活化及进入地层流体。

另外，一般喷出岩(或喷发岩)的溶蚀程度较侵入岩强烈得多，如东营凹陷滨南地区的滨338-6、滨674、676等井玄武岩和火山角砾岩溶蚀非常强烈、结构松散、溶孔发育;相比之下，纯西地区的辉长岩溶蚀弱许多，其结构比较致密、坚硬，而且溶蚀孔隙少而小(仅在气孔或裂缝发育处可见小溶孔和裂缝的次生加大现象)。在喷发岩中，凝灰岩的溶蚀程度一般较火山角砾岩强烈，如松辽盆地流纹质(晶屑)凝灰岩中次生/原生孔最高(81.7/18.3%)，其次为流纹质熔结凝灰岩(74.1/25.9%)，火山角砾岩、集块岩最低(35.2/64.8%)(表6-14)。根源是结构差异，原生孔隙发育或粒度较小的火成岩抗溶蚀能力差。因为原生孔隙发育和粒度小的火成岩，有机酸与其中矿物接触更充分，溶蚀更强烈，以至于溶蚀孔隙更发育。

(2)不同结构构造火成岩溶蚀的差异

研究发现，滨南地区火成岩总体上从火山口相(角砾状玄武岩)—斜坡亚相(气孔状玄武岩)—边缘亚相(致密块状玄武岩)的溶蚀程度依次减弱。这是由于处于火山口的角砾状玄武岩原生角砾间孔相对发育，有机酸能够进入其中，并与火山矿物接触充分，以致溶蚀作用强烈，并形成各种大量的溶蚀孔隙;而处于斜坡亚相的气孔状玄武岩也发育许多气孔，有机酸对其溶蚀作用也较强，但气孔状玄武岩的溶蚀作用较角砾状玄武岩差一些;相比之下，处于边缘的玄武岩结构为致密状，即各种原生孔隙均不发育，有机酸与之接触面小，故溶蚀作用最差以及次生孔隙不发育。再如，纯西地区侵入岩-辉长岩体，从内向外溶蚀作用逐渐增强。其中，边缘亚相蚀变最强，主要是因为边缘相由于岩浆冷凝较快，形成许多裂隙以及气孔，有机酸与火山矿物接触较充分。

(3)不同时代火成岩溶蚀的差异

分析发现，火成岩形成时间越早，蚀变越强烈，如济阳坳陷孔店组—沙四段—沙三段—东营组等层位火成岩溶蚀程度总体上呈现减弱之趋势，储集性也逐渐变差。从油气分布上看，东营凹陷火成岩油气藏主要发育于孔店组、沙四段、沙三段等，如滨南和高北等地区的玄武岩油气藏;相比之下，新近系火成岩油气藏很不发育，如草桥、金家和花沟等地区东营组玄武岩为盖层。这是因为有机酸对火成岩的溶蚀是一个非常缓慢的过程，时间越长，有机酸对火成岩的溶蚀越强烈，溶蚀孔隙也越发育。

(4)火成岩与烃源岩时空关系对溶蚀的影响

研究发现，距烃源岩越近，火成岩的溶蚀越强，反之越弱，如滨南西部滨353井一带玄武岩较东部滨338-6井玄武岩溶蚀弱得多。这是因为东部地区玄武岩被烃源岩所包裹，而西部玄武岩与砂岩相伴生;再如草桥和金家地区火成岩总体上溶蚀作用较差，因为这两个地区远离洼陷中心以及地层水中的有机酸浓度较低。

综上所述，火成岩溶蚀存在很大差异，取决于火成岩(内因)和有机酸(外因)两个方面。其中，内因主要包括火山成分、结构和构造，外因主要包括有机酸的浓度以及火成岩的埋藏时间等。火成岩溶蚀的差异性导致了火成岩储集空间分布，对预测火成岩有效储层具有重要意义。

表6-14 松辽盆地火山岩储层物性与岩性关系【21】

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