摘要:
在柴达木盆地西南部狮子沟构造下干柴沟组上段纹层状泥质白云岩和均质泥质白云岩中发现天然流体压裂现象。为探究两类天然流体压裂缝网络的几何学特征、超压破裂发生时的温度–盐度条件、缝内流体与围岩作用过程以及多种超压因素背景下天然流体压裂的控制因素, 在岩芯尺度和单偏光–正交偏光–阴极发光下薄片尺度下, 对两类多级裂缝网络和脉体包裹体进行描述, 运用矿物分析仪(TIMA)对脉体及围岩的矿物类型、含量和分布进行表征, 测试脉体盐水包裹体的均一温度和盐度。结果表明, 纹层状和均质泥质白云岩中的天然流体压裂缝具有相似性和差异性。相似性在于压裂缝网络均由主脉、一级压裂脉和二级压裂脉这3级脉体组成, 呈现“丰”字型特征, 硬石膏是主要脉体矿物类型。差异性表现在两方面: 1) 纹层状泥质白云岩中一级压裂脉沿与主脉呈锐角斜交的陆源碎屑纹层方向延伸, 均质泥质白云岩中一级压裂脉沿近似垂直于主脉的方向扩展, 一级粗脉抑制周围平行脉体的发育, 方解石和天青石充填一级和二级压裂细脉; 2) 纹层状泥质白云岩主脉中发育低成熟度原生重质油包裹体, 均质泥质白云岩主脉中仅发育原生盐水包裹体, 晶间解理和次生裂隙中存在重质油油迹, 盐水包裹体平均均一温度(215℃)大于样品埋藏深度控制的地温范围(35~150℃)。结合构造演化史、热演化史、埋藏史和油气成藏史, 提出在多种超压因素背景下, 纹层状泥质白云岩中天然流体压裂受控于构造挤压、石膏–硬石膏转化脱水以及生烃增压等多种超压因素的叠加; 均质泥质白云岩中天然流体压裂主要由下部热流体上涌产生的超压导致, 在热液与白云岩围岩作用过程中有利于萃取细脉中的Sr2+而富集天青石。天然流体压裂的形成过程和发育样式对现今柴达木盆地西南部天青石矿的富集和下干柴沟组上段页岩油储层的人工水力压裂具有启示意义。
吴嘉伟, 郭召杰, 张长好. 柴达木盆地西南缘狮子沟构造下干柴沟组上段天然流体压裂特征与超压起源[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2026, 62(2): 309-326.
WU Jiawei, GUO Zhaojie, ZHANG Changhao.
Characteristics of Natural Hydraulic Fracturing and Its Overpressure Origin in Upper Xiaganchaigou Formation of the Shizigou Structure, SW Qaidam Basin
[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2026, 62(2): 309-326.