地质科学  2016, Vol. 51 Issue (3): 824-834   PDF    
准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝中方解石脉成因

林会喜1, 孟凡超2 , 徐佑德1, 许涛1, 崔岩3    
1. 中国石化胜利油田公司勘探开发研究院西部分院 山东东营 257000;
2. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院 山东青岛 266580;
3. 山东科技大学地球科学与工程学院 山东青岛 266590
基金项目: 国家自然科学基金项目(编号: 41302102)和中央高校基本科研业务费专项(编号15CX05007A)资助
林会喜, 男, 1969年8月生, 博士, 教授级高级工程师, 地质学专业。E-mail: linhuixi237.slyt@sinopec.com
孟凡超, 男, 1982年4月生, 博士, 副教授, 岩石学与地球化学专业。本文通讯作者。E-mail: mfc1982@126.com
2015-11-10 收稿, 2016-03-05 改回.
摘要: 准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝十分发育, 普遍充填方解石矿物。通过对钻井岩心裂缝类型划分、 方解石脉原生流体包裹体均一温度测试、 方解石地球化学数据测试与分析, 揭示了方解石脉成因。结果表明, 石炭—二叠系火山岩中的裂缝主要包括风化裂缝、 构造裂缝、 成岩裂缝和溶蚀裂缝。裂缝中方解石的原生流体包裹体均一温度分布为40℃~150℃, 变化范围较大, 具有低温、 高温及混合流体特征。方解石的碳、 氧同位素表明, 方解石的形成与大气淡水和埋藏流体有关, 锶同位素和锰元素进一步证实, 埋藏流体为深部热液流体或埋藏流体溶蚀了火山物质。准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩受逆冲推覆构造和风化淋滤作用双重影响, 构造裂缝和风化裂缝彼此连通并沟通了深部热液与大气淡水。在火山岩裂缝中形成了兼具大气淡水与深部热液流体特征的方解石充填物。
关键词: 准噶尔盆地西北缘    石炭—二叠系火山岩    裂缝    方解石脉    

中图分类号:P588.1     doi: 10.12017/dzkx.2016.032

油气储层的形成与演化与地层流体密切相关,储层流体的来源与性质一直是储层地质学研究的热点。裂缝为流体运移提供通道,流体在流经裂缝的过程中发生沉淀或者与岩石发生水—岩反应生成一些充填物,如方解石、白云石、沸石、硅质等矿物。裂缝充填物能保存流体的特征,对流体的成因研究具有重要的意义和价值。方解石是所有充填物中最为常见,对环境反应最敏感的矿物之一,其分布形态、结晶温度、地球化学特征等可以反映流体的成分、介质温度、压力及来源(Hayes and Boles, 1993曹剑等,2007钱一雄等,2009)。方解石的成岩流体来源多样、成岩环境类型复杂。根据物质来源、成岩位置、成岩环境等可将方解石的成因进行诸多分类。归纳起来,地层中方解石的形成主要与如下几种流体有关:大气淡水、海水、地层水、热液、变质水以及与有机质有关的流体(Bera et al., 2010赵彦彦等,2011)。方解石的沉积主要受流体性质和环境影响,孔隙水中含有碳酸盐是方解石胶结物形成的前提,适宜的物理化学条件(尤其是溶液pH)是碳酸盐胶结物沉淀的关键。溶液的温度和CO2分压对方解石形成也有很大影响。方解石成岩环境多样,在大气降水渗流区、大气降水潜流区、海水潜流区、浅埋藏、深埋藏的地质环境下均可形成(陈荣坤,1994Lin et al., 2003赵彦彦等,2011)。

准噶尔盆地石炭系油气藏发现始于盆地西北缘火山岩,迄今已在西北缘发现了30余个火山岩油气藏(何登发等,2010孙国强等,2012)。火山岩储层孔隙度、渗透率较低,非均质性差,偶有高产气井,大多与裂缝关系密切(王京红等,2011)。然而,准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝充填十分严重,在一定程度上影响了火山岩储层的储集能力。关于裂缝中方解石脉的成因也存在争议,如,深部热液流体(曹剑等,2007Cao et al., 2010),火山矿物蚀变(朱世发等,2014),大气淡水淋滤(Jin et al., 2008),有机质脱酸(胡文瑄等,2006)。本文重点以准噶尔盆地西北缘哈山地区和车排子地区石炭—二叠系火山岩裂缝中方解石脉为研究对象,综合分析裂缝充填特征、方解石原生流体包裹体均一温度、方解石地球化学特征,详细剖析裂缝中方解石流体来源与充填机制,为准噶尔盆地裂缝型火山岩储层的勘探提供理论依据。

1 区域地质背景

准噶尔地块位于哈萨克斯坦、塔里木和西伯利亚3大古板块交汇部位(图 1a),受控于古亚洲洋和周边造山带的演化,经历了多阶段不同性质的构造变革(肖序常等,1992李锦轶等,2006)。泥盆纪—二叠纪,准噶尔盆地及邻区经历了古亚洲洋的消亡到陆—陆碰撞的过程(陈发景等,2005肖文交等,2006Xiao et al., 2011),石炭纪处于过渡阶段,构造—岩浆活动强烈。早石炭世早期,准噶尔盆地处于碰撞间歇期伸展—残留海闭合和陆—陆碰撞阶段,导致其深部热调整和岩浆活动。早石炭世晚期,随着聚敛—俯冲作用逐渐强化,板块间发生强烈的陆—陆碰撞,导致区域伸展垮塌—板内变形,形成褶皱带。石炭纪中后期,准噶尔盆地经历了造山期后裂陷槽的开启—闭合阶段(肖序常等,1992),普遍发育火山—沉积建造,表现为火山岩与沉积岩间互发育,在地块内部发育了大型断陷带,形成火山—沉积岩充填的裂陷盆地(张杰等,2012)。火山岩构成了准噶尔盆地形成发育过程中的一类重要物质建造,年龄主要集中在340~320Ma和300~295Ma两个阶段(毛翔等,2012)。晚石炭世末,准噶尔盆地受周缘板块挤压,西北缘整体抬升遭受风化淋蚀。二叠纪开始,准噶尔盆地已形成独立的盆地,进入陆内盆地发育阶段(陈发景等,2005)。盆地西北缘隆起位于盆地西北部(图 1b),整体表现为向盆地内倾伏的大型单斜(何登发等,2010),自南向北,依次分布红车断裂带(车排子地区)、克—百断裂带、乌夏断裂带(哈山地区)(图 1c)。石炭—二叠系火山岩是西北缘深层油气勘探的主要储层(匡立春等,2007陈庆等,2009)。

图1 研究区构造位置简图 a. 准噶尔地块地质简图(Xiao et al., 2011);b. 准噶尔盆地构造单元划分(何登发等,2010);c. 西部隆起区构造简图(陈庆等,2009) Fig.1 Simplified tectonic setting map of research area
2 火山岩裂缝及充填特征

准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系发育大量火山岩,西北缘车排子地区22口石炭系钻井岩心及薄片观察表明,火山岩以中基性火山熔岩和火山碎屑岩为主。火山熔岩有玄武岩、玄武安山岩、安山岩。火山碎屑岩主要为火山角砾岩、火山凝灰岩。岩心观察和显微镜下鉴定表明,火山岩裂缝发育,包括构造裂缝、风化裂缝、成岩裂缝以及溶蚀裂缝(图 2):1)构造裂缝:构造裂缝相对密集,裂缝平直、延伸较远,经常切穿气孔、溶孔等孔缝,连通性好,裂缝多被方解石充填。2)风化裂缝:风化裂缝不规则,方向不定,裂缝宽窄不一,常出现从上至下裂缝逐渐变窄,甚至消失的现象,方解石充填严重。3)成岩裂缝:火山岩中的岩浆热液在冷凝、结晶过程中,原有的体积受冷收缩,形成一种张开式的微裂缝,多呈树枝状或不规则形态,无充填或半充填。4)溶蚀裂缝:溶蚀裂缝是热液流体对矿物或基质溶蚀的结果,裂缝的形态、大小、规模不确定,溶蚀边缘轮廓模糊,常与其它孔隙相连,连续性好,对储层的渗透率有重要的影响,某些溶蚀裂缝为裂缝充填物后期改造的结果,多具有方解石、沸石等充填物溶蚀残余现象。

图2 准噶尔盆地西北缘火山岩储层裂缝及方解石充填特征 a. 排683井,794m,凝灰岩,风化裂缝,方解石充填;b. 排60井,619m,凝灰岩,风化裂缝,方解石充填;c. 排666井,1215m,安山岩,构造裂缝,方解石充填;d. 排66井,1206.8m,构造裂缝,方解石充填。e. 排664井,790m,凝灰岩,成岩微裂缝,未充填;f. 排61井,999.5m,凝灰质泥岩,成岩裂缝充填方解石后被溶蚀 Fig.2 Characteristics of fractures and calcite veins in volcanic reservoirs,northwestern Junggar Basin

以上4种裂缝以构造裂缝和风化裂缝最为发育,且充填作用较为显著。准噶尔西北缘车排子凸起石炭系构造裂缝与区域断裂走向基本一致,以北北东方向为主,北北西方向次之(图 3)。裂缝发育程度受构造应力影响较大,离大断裂越近,裂缝越发育,裂缝纵向延伸较大,与深部连通。风化裂缝主要发育在风化壳的淋滤带、崩解带内,风化裂缝的分布受岩性、岩相、古地貌等多重因素制约,横纵向发育规律较差。

图3 准噶尔盆地西北缘车排子地区石炭系断裂分布图 Fig.3 Distribution map of carboniferous faults,Chepaizi area of northwestern Junggar Basin
3 裂缝充填方解石脉流体包裹体及地球化学特征

选择西北缘车排子地区排666井石炭系火山岩以及哈山地区哈深斜1井和哈山1井二叠系火山岩裂缝中方解石进行流体包裹体岩相学观察,对能够反映方解石成因的原生包裹体进行了系统的均一温度测试。方解石脉中原生包裹体多孤立存在,形态以圆形、椭圆形为主,个别出现长条形和不规则形态。包裹体普遍较小,集中在3~7μm之间(图 4)。包裹体均一温度测试在中国石油大学(华东)山东省油气储层重点实验室完成,使用LNP95-controuer 26148型号冷热台。结果显示,研究区裂缝方解石脉原生包裹体测定的均一温度范围为40℃~150℃之间,均一温度分布主要集中在40℃~70℃和110℃~150℃两个区间,极少量数据分布在80℃~110℃范围内,具有低温和高温两种流体或者混合流体的特征,具体数据见 表 1

图4 裂缝中方解石原生包裹体岩相特征 a、b. 排666井,1021.1m,方解石中原生包裹体,a为椭圆形,b为长条形;c、d. 排666井,1074.1m,方解石中原生包裹体,均为长条形 Fig.4 Petrography characteristics of primary fluid inclusions in calcite veins

表1 方解石脉流体包裹体特征及均一温度 Table 1 Characteristics of fluid inclusions and homogenization temperature in calcite veins

碳、氧、锶同位素与流体来源与性质密切相关,是反应古流体活动的有效记录。针对准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩油气藏的油气成藏问题,前人有目的地测试了大量高质量裂缝中方解石的C、O、Sr同位素(胡文瑄等,2006曹剑等,2007Jin et al., 2008Cao et al., 2010),间接地为研究方解石的成因提供了宝贵的数据。此外笔者根据研究需要,重点采集了车排子地区4口钻井构造裂缝和风化裂缝中方解石脉,并在北京核工业地质分析测试研究中心进行了碳、氧同位素测试,分析数据见 表 2

表2 火山岩裂缝中方解石碳氧同位素数据 Table 2 Carbon and oxygen isotopes of vein-calcite in volcanic fractures

综合前人数据和本文所测数据,准噶尔西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝中方解石的碳、氧同位素整体偏轻。δ13 CPDB 值为 -21.5‰~-3‰,平均值为 -11.2‰,δ18 OPDB 值为 -23.6‰~-8.1‰,平均值为 -16.4‰,对应的 δ18 OSMOW 值为6.6‰~22.6‰,平均值为14‰。前人所测裂缝中方解石的 87 Sr/86 Sr 比值最小值为0.704,最大值为0.706(Cao et al., 2010)。Mn的质量百分含量较大,分布在0.2~1.0,在一定程度上显示火山物质蚀变的特征(Cao et al., 2010)。

4 裂缝中方解石成因讨论

方解石是地层流体活动后普遍存在的产物。地层水携带碳酸盐的量是方解石能否形成的前提,而环境的pH值是方解石能否沉淀的关键。总的来讲,方解石在地层中分布广泛,在大气淡水、海水、地层水、深部热液等不同环境下均可形成。碳、氧同位素最能反映方解石的形成环境,研究区裂缝方解石碳氧同位素数值与成岩环境关系图解显示,方解石的碳氧同位素数据点分布在不同的成岩环境域(图 5a),表明方解石形成流体较为复杂,与大气淡水和埋藏流体均有关系(陈荣坤,1994)。

图5 石炭—二叠系火山岩裂缝方解石脉C-O-Sr同位素及Mg-Mn-Fe元素特征图 a.方解石脉 δ18 OV-PDB-δ13 CV-PDB 数值与成岩环境关系图(底图据陈荣坤,1994);b. 方解石脉Z值与δ13 CV-PDB 关系图(底图据陈荣坤,1994);c. 方解石脉 δ18 OV-SMOW86 Sr/87 Sr 特征图(底图据胡文瑄等,2006);d. Mg-Mn-Fe元素三角图(底图据Cao et al., 2010修改);图中空心数据胡文瑄等,2006曹剑等,2007Cao et al., 2010;实心数据为本文数据 Fig.5 C-O-Sr isotopes and Mg-Mn-Fe elements diagrams of calcite veins in Carboniferous-Permian volcanic fractures

由于盐度和温度在一定程度上影响了环境的δ13 CPDBδ18 OPDB 值。根据公式可以计算水体的盐度Z(高福红等,2001):

Z=2.048×(δ13 C+50)+0.498×(δ18 O+50)

δ的标准是PDB,Z为水体盐度值;δ13 C为以PDB为标准的碳同位素;δ18 O 为以PDB为标准的氧同位素。

Z值与δ13 C关系图也可以反映该区方解石具有大气淡水和埋藏流体双重成因的特征(图 5b)。埋藏条件流体下形成的碳酸盐可能是埋藏的地层水环境,也可能是深部热液环境。锶同位素是判断流体来源深度最好的证据。本区绝大多数方解石脉样品O和Sr同位素值分布在幔源区域,表明该区形成方解石的埋藏流体与深部热液有关(图 5c)(胡文瑄等,2006)。前人数据显示,Mn元素相对含量为20%~90%,Fe元素相对含量为9%~55%,而Mg元素相对含量一般低于30%(图 5d),高Mn元素含量说明与火山物质蚀变有关(Cao et al., 2010)。由此可见,准噶尔西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝中充填的方解石既有大气淡水淋滤作用形成的方解石,也有与深部热液或者火山物质热液蚀变形成的方解石。

方解石脉原生流体包裹体均一温度较为分散,进一步说明方解石形成环境较为复杂。原生流体包裹体的均一温度峰值主要分布在40℃~70℃、80℃~110℃、110℃~150℃范围内,反映方解石形成于大气淡水的低温、深部热液的高温或两者混合流体环境中。排666井测温数据显示,随着远离石炭系不整合面向深部方向,包裹体均一温度有增大的趋势,数据表明越向深部,深部热液作用越大,大气淡水作用越小。

5 方解石脉成因模式

根据火山岩裂缝类型、方解石充填物原生包裹体以及地球化学特征,结合区域构造演化历史,提出准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝方解石脉成因模式(图 6)。古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处于斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂(杨庚等,2011)。西北缘逆冲断带南北延伸300km,东西宽20~30km,呈东北方向分段扩展,从南到北依次为红车断裂带、克—百断裂带、乌夏断裂带,3大逆冲断裂呈叠瓦状向盆地扩展或向山脉退却。逆冲断裂带的西部边界断裂为达拉布特断层(杨庚等,2011),达拉布特是一个大型走滑逆冲断层,为深部热液上升提供通道。与此同时,西北缘石炭—二叠系火山岩在逆冲推覆作用影响下,哈山与车排子凸起得到长期继承性发展,直至早侏罗世,局部地区才开始接受沉积(何登发,2005),石炭—二叠系火山岩至少经历了100Ma的风化淋滤作用,形成大量风化裂缝的同时又与大气淡水长期接触。正因如此,西北缘石炭—二叠系火山岩的风化裂缝和构造裂缝都充填了深部热液与大气淡水双重成因的方解石脉。

图6 准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝中方解石脉成因模式 Fig.6 Model of calcite veins in Carboniferous-Permian volcanic fractures,northwestern Junggar Basin
6 结 论

(1) 准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩中裂缝十分发育,种类繁多,以风化裂缝和构造裂缝为主,两种裂缝均被方解石不同程度充填。

(2) 火山岩裂缝中方解石原生包裹体均一温度分布范围大,为40℃~150℃之间。方解石碳、氧、锶同位素以及锰元素显示形成方解石的流体较为复杂,主要包括大气淡水和深部热流体或火山物质的蚀变热液。

(3) 准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩受逆冲推覆构造和长期风化淋滤作用影响,石炭—二叠系火山岩形成大量的构造裂缝和风化裂缝,为深部热流体和大气淡水的同时存在提供了地质背景,在火山岩裂缝中形成了兼具大气淡水与深部热液流体共同作用的方解石充填物。

参考文献
[1] 曹剑, 胡文瑄, 姚素平等. 2007. 准噶尔盆地石炭-二叠系方解石脉的碳、 氧、 锶同位素组成与含油气流体运移. 沉积学报,25 (5): 722-729.
[2] Cao Jian, Hu Wenxuan, Yao Suping et al. 2007. Carbon, oxygen and strontium isotope composition of calcite veins in the Carboniferous to Permian source sequences of the Junggar Basin: Implications on petroleum fluid migration. Acta Sedimentologica Sinica,25 (5): 722-729.
[3] 陈发景, 汪新文, 汪新伟. 2005. 准噶尔盆地的原型和构造演化. 地学前缘,12 (3): 77-88.
[4] Chen Fajing, Wang Xinwen and Wang Xinwei. 2005. Prototype and tectonic evolution of the Junggar Basin, northwestern China. Earth Science Frontiers,12 (3): 77-88.
[5] 陈荣坤. 1994. 稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用. 沉积学报,12 (4): 11-21.
[6] Chen Rongkun. 1994. Application of stable oxygen and carbon isotope in the research of carbonate diagenetic environment. Acta Sedimentologica Sinica,12 (4): 11-21.
[7] 陈庆, 张立新. 2009. 准噶尔盆地西北缘石炭系火山岩岩性岩相特征与裂缝分布关系. 现代地质,23 (2): 305-312.
[8] Cheng Qing and Zhang Lixin. 2009. Relationship between the characteristic of lithology-lithofacies and distribution of fractures in carboniferous reservoirs, northwest margin of Junggar Basin. Geoscience,23 (2): 305-312.
[9] 高福红, 刘立, 邹海峰. 2001. 大港探区早古生代碳酸盐岩中方解石脉特征. 世界地质,20 (3): 257-261.
[10] Gao Fuhong, Liu Li and Zou Haifeng. 2001. Calcite veins characteristics in Early Palaeozoic carbonaterock in Dagang region. World Geology,20 (3): 257-261.
[11] 何登发, 翟光明, 况军等. 2005. 准噶尔盆地古隆起的分布与基本特征. 地质科学,40 (2): 248-261.
[12] He Dengfa, Zhai Guangming, Kuang Jun et al. 2005. Distribution and tectonic features of paleo-uplifts in the Junggar Basin. Chinese Journal of Geology,40 (2): 248-261.
[13] 何登发, 陈新发, 况军等. 2010. 准噶尔盆地石炭系油气成藏组合特征及勘探前景. 石油学报,31 (1): 1-10.
[14] He Dengfa, Chen Xinfa, Kuang Jun et al. 2010. Characteristics and exploration potential of Carboniferous hydrocarbon plays in Junggar Basin. Acta Petrolei Sinica,31 (1): 1-11.
[15] 胡文瑄, 金之钧, 张义杰等. 2006. 油气幕式成藏的矿物学和地球化学记录--以准噶尔盆地西北缘油藏为例. 石油与天然气地质,27 (4): 442-450.
[16] Hu Wenxuan, Jin Zhijun, Zhang Yijie et al. 2006. Mineralogy and geochemical records of episodic reservoiring of hydrocarbon: Example from the reservoirs in the northwestern of Junngar Basin. Oil & Gas Geology,27 (4): 442-450.
[17] 匡立春, 薛新克, 邹才能等. 2007. 火山岩岩性地层油藏成藏条件与富集规律--以准噶尔盆地克-百断裂带上盘石炭系为例. 石油勘探与开发,34 (3): 285-290.
[18] Kuang Lichun, Xue Xinke, Zou Caineng et al. 2007. Oil accumulation and concentration regularity of volcanic lithostratigraphic oil reservoir: A case from upper-plate Carboniferous of Ka-Bai fracture zone, Junggar Basin. Petroleum Exploration and Development,34 (3): 285-290.
[19] 李锦轶, 何国琦, 徐新等. 2006. 新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨. 地质学报,80 (1): 148-168.
[20] Li Jinyi, He Guoqi, Xu Xin et al. 2006. Crustal tectonic framework of northern Xinjiang and adjacent regions and its formation. Acta Geologica Sinica,80 (1): 148-168.
[21] 毛翔, 李江海, 张华添等. 2012. 准噶尔盆地及其周缘地区晚古生代火山机构分布与发育环境分析. 岩石学报,28 (7): 2381-2391.
[22] Mao Xiang, Li Jianghai, Zhang Huatian et al. 2012. Study on the distribution and developmental environment of the Late Paleozoic volcanoes in Junggar Basin and its adjacent areas. Acta Petrologica Sinica,28 (7): 2381-2391.
[23] 钱一雄, 陈强路, 陈跃等. 2009. 碳酸盐岩中缝洞方解石成岩环境的矿物地球化学判识--以塔河油田的沙79井和沙85井为例. 沉积学报,27 (6): 1027-1032.
[24] Qian Yixiong, Chen Qianglu, Chen Yue et al. 2009. Mineralogical and geochemical identification for diagenetic setting of paleo-caves and fractures-filling & vugs calcite in carbonate: Taking wells S79 and S85 for example. Acta Sedimentologica Sinica,27 (6): 1027-1032.
[25] 孙国强, 史基安, 张顺存等. 2012. 准噶尔盆地中拐地区石炭-二叠纪火山岩特征及构造环境分析. 地质科学,47 (4): 993-1004.
[26] Sun Guoqiang, Shi Ji'an, Zhang Shuncun et al. 2012. Geochemical characteristics and tectonic setting of the Carboniferous-Permian volcanic rocks in Zhongguai area northwestern Junggar Basin. Chinese Journal of Geology,47 (4): 993-1004.
[27] 王京红, 邹才能, 靳久强等. 2011. 火成岩储集层裂缝特征及成缝控制因素. 石油勘探与开发,38 (6): 708-715.
[28] Wang Jinhong, Zou Caineng, Jin Jiuqiang et al. 2011. Characteristics and controlling factors of fractures in igneous rock reservoirs. Petroleum Exploration and Development,38 (6): 708-715.
[29] 肖文交, 韩春明, 袁超等. 2006. 新疆北部石炭纪-二叠纪独特的构造-成矿作用: 对古亚洲洋构造域南部大地构造演化的制约. 岩石学报,22 (5): 1062-1076.
[30] Xiao Wenjiao, Han Chunming, Yuan Chao et al. 2006. Unique Carboniferous-Permian tectonic-metallognic framework of northern Xinjiang(NW China): Constraints for the tectonics of the southern Paleoasian domain. Acta Petrologica Sinica,22 (5): 1062-1076.
[31] 肖序常, 汤耀庆, 冯益民等. 1992. 新疆北部及其邻区大地构造. 北京: 地质出版社. 1-169.
[32] Xiao Xuchang, Tang Yaoqing, Feng Yimin et al. 1992. Tectonics of Northern Xinjiang and Its Adjacent Regions. Beijing: Geological Publishing House. 1-169.
[33] 杨庚, 王晓波, 李本亮等. 2011. 准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂. 地质科学,46 (3): 696-708.
[34] Yang Geng, Wang Xiaobo, Li Benliang et al. 2011. Transpression and wrench faults of northwestern margin of Junggar Basin. Chinese Journal of Geology,46 (3): 696-708.
[35] 赵彦彦, 郑永飞. 2011. 碳酸盐沉积物的成岩作用. 岩石学报,27 (2): 501-519.
[36] Zhao Yanyan and Zheng Yongfei. 2011. Diagenesis of carbonate sediments. Acta Petrologica Sinica,27 (2): 501-519.
[37] 张杰, 史基安, 张顺存等. 2012. 准噶尔盆地西北缘晚石炭系-早二叠系火山岩岩石学和地球化学研究. 地质科学,47 (4): 980-992.
[38] Zhang Jie, Shi Ji'an, Zhang Shuncun et al. 2012. The petrological and geochemical characteristics of Late Carboniferous-Early Permian volcanic rocks from northwestern margin of Junggar Basin. Chinese Journal of Geology,47 (4): 980-992.
[39] 朱世发, 朱筱敏, 吴冬等. 2014. 准噶尔盆地西北缘下二叠统油气储层中火山物质蚀变及控制因素. 石油与天然气地质,35 (1): 77-85.
[40] Zhu Shifa, Zhu Xiaomin, Wu Dong et al. 2014. Alteration of volcanics and its controlling factors in the Lower Permian reservoirs at northwestern margin of Junggar Basin. Oil & Gas Geology,35 (1): 77-85.
[41] Bera M K, Sarkar A, Tandon S K et al. 2010. Does burial diagenesis reset pristine isotopic compositions in paleosol carbonates?Earth and Planetary Science Letters,300 (1-2): 85-100.
[42] Cao J, Jin Z J, Hu W X et al. 2010. Improved understanding of petroleum migration history in the Hongche fault zone, northwestern Junggar Basin(Northwest China): Constrained by vein-calcite fluid inclusions and trace elements. Marine and Petroleum Geology,27 (1): 61-68.
[43] Hayes M J and Boles J R. 1993. Evidence for meteoric recharge in the San Joaquin Basin, California provided by isotope and trace element chemistry of calcite. Marine and Petroleum Geology,10 (2): 135-144.
[44] Jin Z J, Cao J, Hu W X et al. 2008. Episodic petroleum fluid migration in fault zones of the northwestern Junggar Basin(Northwest China): Evidence from hydrocarbon-bearing zoned calcite cement. AAPG Bulletin,92 (9): 1225-1243.
[45] Lin A, Tanaka N, Uda S et al. 2003. Repeated coseismic infiltration of meteoric and seawater into deep fault zones: A case study of the Nojima fault zone, Japan. Chemical Geology,202 (1-2): 139-153.
[46] Xiao Y, Zhang H F, Shi J A et al. 2011. Late Paleozoic magmatic record of East Junggar, NW China and its significance: Implication from zircon U-Pb dating and Hf isotope. Gondwana Research,20 (2-3): 532-542 .
Genesis of calcite veins in Carboniferous-Permian volcanic fractures, northwestern Junggar Basin

Lin Huixi1, Meng Fanchao2 , Xu Youde1, Xu Tao1, Cui Yan3    
1. Western Branch of Research Institute of Exploration and Development, Shengli Oilfield, SINOPEC, Dongying, Shandong 257000;
2. School of Geosciences, China University of Petroleum, Qingdao, Shandong 266580;
3. College of Earth Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590
Abstract: Fractures are well-developed in Carboniferous-Permian volcanic rocks, northwestern Junggar Basin, which are almost filled with calcite. The origin of calcites is revealed by researching on the types of fractures, analyzing the homogenization temperature of primary fluid inclusions and calcite geochemistry data. The result shows that there are four types of fractures in volcanic rocks, weathered fractures, structural fractures, diagenetic fractures and dissolved fractures. Primary fluid inclusions of calcite show a wide range of homogenization temperatures from 40℃ to 150℃, which means that the calcite is related to either hypothermal or epithermal or both. The characteristic of carbon and oxygen isotope composition indicates that the fluids come from meteoric water and buried fluid. The Sr isotope and Mn element confirms that buried fluids are deep-soured hot fluids or fluids with some dissolved volcanic rocks. Affected by the thrust faults of northwestern Junggar Basin and weathering leaching, a large number structural fractures and weathered fissures are formed and connected with each other. The calcite veins in Carboniferous-Permian volcanic rocks are formed with characteristics of meteoric waters and deep-source hot fluids.
Key words: Northwestern Junggar Basin    Carboniferous-Permian volcanic rocks    Fractures    Calcite veins