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农狄
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1 第 33 卷第 3 期 2014 年 5 月地质科技情报 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.33 No.3 May 2014 火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响 : 以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例李运振, 赵汝敏, 赵厚祥 ( 中海油研究总院, 北京 ) 摘要 : 由于大洋板块向大陆板块的不断俯冲, 在钦敦 - 睡宝盆地的中部形成南北向断续分布的火山岛弧自白垩纪至中新世, 岛弧带的火山喷发整体较为连续, 并经历了 4 个演化时期由于岛弧带相距周围的区域物源较远, 沉积物供给相对不足, 火山喷发强烈时形成的火山碎屑物会成为其附近区域的主要物源岛弧带的火山活动不仅改变沉积体系的物质组成, 还对沉积体系的展布起到阻挡作用, 并在其周围形成新的沉积体系宽缓的海岸平原 - 滨浅海沉积背景使盆地具备形成沼泽的先天条件, 在偏离岛弧带不受火山活动影响的地区能够发育大范围的煤系地层, 而在受火山活动影响的岛弧带内只发育小范围的煤系地层由于持续的火山活动对优质储层的形成不利, 应尽量避免在火山影响范围较大的地区寻找有利储层关键词 : 火山岛弧带 ; 火山活动 ; 沉积体系 ; 物源 ; 煤系地层中图分类号 :P 文献标志码 :A 文章编号 : (2014) 火山活动和沉积盆地都是板块构造运动的产物火山活动是构造运动将地球深部物质涌溢喷发到地球表层的地质现象 ; 而沉积盆地是因构造运动使地球表层的地壳发生沉降和沉积的地质现象, 两种地质现象都是由构造运动引发的响应 [1] 火山活动对盆地沉积有巨大的改造能力, 在火山喷发处可形成局部高地, 能够为周边低洼沉积区提供物源, 还可破坏生物的繁殖与保存, 因此火山岛弧上的火山沉积岩系在空间上具有岩相多变沉积类型多样的特点, 可以出现陆相海陆交互相台地斜坡深水盆地等各种不同沉积相和沉积类型组合 [2] 由于岛弧带的火山活动必然对盆地内沉积体系的形成与展布产生影响, 因此了解其形成机制与演化特征, 对盆地内有效烃源岩及有利储层的分布能够起到预测指导作用笔者将通过地震钻井岩矿及古生物等资料, 结合缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地岛弧带火山活动的特点, 综合判断火山活动对沉积体系形成与展布的影响, 初步探讨岛弧带火山活动与煤系地层及储层之间的关系, 为在有火山活动影响的含油气盆地中寻找有利区带减少勘探风险提供地质依据 1 火山岛弧带的形成 1.1 火山岛弧带成因机制不同的构造环境具有不同的动力学条件岩浆源区特征和热状态, 分别影响着岩浆的起源和演化例如大洋中脊是最重要的离散型板块边缘, 是大洋中火成岩产出最大的地方, 也是新生洋壳产生之处, 洋壳不断在洋中脊形成, 在大洋中脊产出的火山岩以拉斑玄武岩为特征, 缺乏安山岩 ; 大陆裂谷是大陆岩石圈局部拉伸的地带, 以中心下陷两边隆起地壳减薄为特征, 由于裂谷的拉张, 与大陆裂谷有关的火成岩组合以玄武岩 - 流纹岩双峰式组合为主, 明显缺乏中性成分的火成岩 [3] ; 而在俯冲带岛弧的岩浆活动, 由于陆壳受到地幔岩浆的影响首先熔融, 形成的火山岩早期可能以陆壳酸性 - 中性岩浆爆发为特征, 后期由于地幔物质不断上涌, 可能以洋壳基性 - 中性岩浆喷发为特征俯冲带的岩浆活动主要发生在岩浆弧的范围内, 平行于海沟呈弧形展布岛弧火山以安山岩喷发为主, 但在靠近海沟一侧有拉斑玄武岩, 在弧后边缘海一侧出现碱性岩 [4] 地壳上地幔岩石在一定温度压力条件下产生部分熔融并通过孔隙或裂隙向上运移, 在上升过程中溶解在岩浆中的挥发分逐渐溶出, 禁锢在液体中的气泡会迅速释放出来, 导致爆炸性喷发岛弧火山岩可能以爆发相为特征, 整个火山岩中绝大部分为火山碎屑物质, 而洋中脊和大洋岛火山碎屑物质则要低得多 [5] 由火山岩岩屑侵入岩岩屑及变质岩岩屑构成的砂岩泥岩经常与火山岩互层, 这种互层系是识别岛弧火山岩系的重要标志之一缅甸及其周缘区域位于亚洲板块西南部与印度收稿日期 : 作者简介 : 李运振 (1977 编辑 : 刘江霞 ), 男, 工程师, 主要从事储层沉积学研究 liyunzhen@sohu.com

第3期李运振等:火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响:以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例洋交界处,受新生代以来印度板块俯冲作用的影响, 发育巨大的沟 - 弧体系,形成弧前弧后盆地及增生楔盆地[6] 沉积盆地主要沿南北向分布在缅甸陆上及南部安达曼海区域自西向东分别为若开山脉中央盆地(伊洛瓦底盆地) 掸邦高原 (图 1),中央盆地可分为西部盆地带中央火

2 火山岛弧带演化特征火山活动一般分为中心式喷发和裂隙式喷发, 中心式喷发是岩浆沿一定管道喷出地表,这种喷发常常伴随强烈的爆发作用,常见的产状有火山锥火山口和熔岩穹等,其中火山锥是中心式喷发最特征的产状裂隙式喷发是岩浆常沿一个方向的深大断裂溢出地表,火山口多呈串珠状展布晚白垩世

2 第3期李运振等:火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响:以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例洋交界处,受新生代以来印度板块俯冲作用的影响, 发育巨大的沟 - 弧体系,形成弧前弧后盆地及增生楔盆地[6] 沉积盆地主要沿南北向分布在缅甸陆上及南部安达曼海区域自西向东分别为若开山脉中央盆地(伊洛瓦底盆地) 掸邦高原 (图 1),中央盆地可分为西部盆地带中央火山岛弧带和东部盆地 [ 7 13] 带,卡巴断裂和中央火山岛弧带之间为西部盆地带, 火山岛弧带演化特征火山活动一般分为中心式喷发和裂隙式喷发, 中心式喷发是岩浆沿一定管道喷出地表,这种喷发常常伴随强烈的爆发作用,常见的产状有火山锥火山口和熔岩穹等,其中火山锥是中心式喷发最特征的产状裂隙式喷发是岩浆常沿一个方向的深大断裂溢出地表,火山口多呈串珠状展布晚白垩世始新世具弧前裂陷盆地性质,主要由晚白缅甸陆上火山岛弧带及周边存在的这两种类型垩世和新生代沉积岩构成,构造上为一宽缓的向火山喷发,分别具有不同的地震相特征中心式喷斜[14] 中央火山岛弧与实皆走滑断裂之间为东部盆发一般分布在火山岛弧带上,侧翼具楔状结构,顶部地带,在古近纪具弧后裂陷盆地性质,主要发育一套具披覆结构,两侧为层状堆积结构,丘状外形,内部始新世第四纪沉积地层中央火山弧带介于东西为杂乱反射,从内部向外部火山岩相分别为火山通两盆地带之间,发育一套从基性(橄榄粗玄岩) 中性 (安山岩)到酸性(流纹岩)的晚中生代 - 新生代火山岩序列岩石地球化学研究表明,火山岩具有岛弧型和陆缘型钙碱性岩石系列特征,并且横向上从西 [ 15] 向东,岩浆起源深度具有逐渐增大的趋势(图 1) N 道及侵出相喷溢或爆发相及火山沉积相;裂隙式喷发以断层为喷发通道,一般位于火山岛弧带断裂附近,顶部存在多个丘状反射,内部为杂乱反射,火山岩相主要为火山通道及侵出相,边缘为火山沉积相; 洼陷内部也会发育火山岩相,一般分布在延伸到基底的断层或地壳薄弱带(图 2)[16] 根据洋壳俯冲陆壳产生火山岛弧带的过程,并结合钻井资料来看,缅甸陆山火山岛弧带中的火山活动经历了 4 个不同的演化时期,包括火山活动初期火山活动间歇期火山活动鼎盛期及火山活动消亡期(图 3) 晚白垩世 - 古新世早期是火山活动初期,大洋板块开始俯冲到大陆板块之下,陆壳受到深部地幔 III I 物质的加热发生熔融形成岛弧雏形,火山在盆地内 II I II 的分布较为分散,反映为小规模的断续喷发,沉积环 III 境为海岸平原,岛弧带钻井揭示的地层主要由火山碎屑物质和正常沉积物质组成,其中的凝灰质主要为岩屑晶屑火山灰,岩屑为流纹岩或安山岩,晶屑主要为石英,少量斜长石和黑云母,岩石局部褐铁矿化,部分火山碎屑及填隙物已绿泥石化,沉积碎屑颗 0 粒以细粒为主,沉积物质主要为泥质,砂质以粉 - 细 500 km 图 1 缅甸陆上工区构造位置图砂为主,含少量中 - 粗砂(图 3 a) 晚古新世是火山 [ 13] 活动间歇期,地幔物质上涌速度减慢,岛弧带只剩下 Fig. 1 Structurelocationofblockin Myanmaronshore 零星分布的火山活动,盆地断裂活动相对减弱,海平 T30 T60 T60 T80 T80 + T100 图 2 火山岛弧带喷发类型图 Fig. 2 Erupt iontypesofthevolcanicislandarcs + T100

38 地质科技情报 a 2014 年 b ( c d 图 3 火山岛弧带演化特征模式图 Fig.

期,断裂和火山活动规模逐渐扩大,海平面相对升高,沉积环境变为滨浅海,火山数量是所有时期最多的,其中岛弧带中的火山喷发规模最大,钻井揭示的地层主要由火山碎屑

3) 白垩纪 - 始新世时期,火山岛弧带在盆地的中部起到连接作用,对区域物源形成的沉积体系影响不大;渐新世 - 中新世时期,火山岛弧带对东西两个独立的盆地起到分隔作用,并控制着两侧沉积体系的展布

赤褐铁矿辉石等,每段混杂分布(图 3 c) 渐新世 - 中新世是火山活动消辉石含量只是在局部层段较高,而帘石类磁铁矿与亡期,盆地西侧的挤压构造运动造成岛弧整体隆升,

石英,火山灰较丰富,与泥质 (图 3 d) 地层主要矿物的种类都有所变化,其中赤褐铁矿与制着其大部分地层的形成除上新统地层,其他地层中的锆石

1 物源特征从前人研究的区域物源来看,缅甸陆上白垩纪表明火山活动形成的碎屑物影响甚至控制了岛弧带 - 早始新世的物源以东部掸邦古陆为主;晚始新世

入; 上新世后盆地北部和东部物源有所增多 [17-18] 相对于区域物源来说,隆起的火山岛弧带可作为局部物源火山在岛弧带及其边缘均有分布,其

3 38 地质科技情报 a 2014 年 b ( c d 图 3 火山岛弧带演化特征模式图 Fig. 3 Evolutionpatternofthevolcanicislandarcs 面相对降低,沉积环境继承了前期的海岸平原 (图 3 -b) 始新世是火山活动鼎盛期,断裂和火山活动规模逐渐扩大,海平面相对升高,沉积环境变为滨浅海,火山数量是所有时期最多的,其中岛弧带中的火山喷发规模最大,钻井揭示的地层主要由火山碎屑物质夹少量正常沉积物质组成,反映火山较为持续中在岛弧带上分布较为集中,火山相互间隔呈串珠状断续出现,而在边缘部位分布较为分散 (图 3) 白垩纪 - 始新世时期,火山岛弧带在盆地的中部起到连接作用,对区域物源形成的沉积体系影响不大;渐新世 - 中新世时期,火山岛弧带对东西两个独立的盆地起到分隔作用,并控制着两侧沉积体系的展布的喷发,钻井地层揭示的火山碎屑沉积占据主导,岩从岛弧带钻井中的重矿物含量来看,主要包括屑所占比例较大,以中 - 酸性喷出岩为主,暗色矿物帘石类磁铁矿磁黄铁矿赤褐铁矿辉石等,每段混杂分布(图 3 c) 渐新世 - 中新世是火山活动消辉石含量只是在局部层段较高,而帘石类磁铁矿与亡期,盆地西侧的挤压构造运动造成岛弧整体隆升, 磁黄铁矿含量在所有层段均较高,这些与火山活动海平面开始持续下降,火山活动规模缩小直至消失密切相关的重矿物说明火山岛弧带作为局部物源控含量增加,晶屑主要为石英,火山灰较丰富,与泥质 (图 3 d) 地层主要矿物的种类都有所变化,其中赤褐铁矿与制着其大部分地层的形成除上新统地层,其他地层中的锆石电气石金红石在重矿物中的质量分数 2 火山岛弧带沉积体系展布特征均较低,说明稳定重矿物的相对比例小,代表碎屑物 2. 1 物源特征从前人研究的区域物源来看,缅甸陆上白垩纪表明火山活动形成的碎屑物影响甚至控制了岛弧带 - 早始新世的物源以东部掸邦古陆为主;晚始新世随着若开山增生楔的隆起,西部物源开始形成并逐渐增多;中新世盆地中部出现南北向长条状的新物源,随着喜马拉雅山脉的隆升,北部物源开始加入; 上新世后盆地北部和东部物源有所增多 [17-18] 相对于区域物源来说,隆起的火山岛弧带可作为局部物源火山在岛弧带及其边缘均有分布,其质搬运距离较短然而岛弧带相距区域物源较远, 的正常沉积在古新统上段地层锆石电气石金红石在重矿物中的质量分数有所变大,这段地层岩性含凝灰质较少,代表碎屑物质搬运距离变长,这与火山活动减弱不提供火山物源有密切关系暗色矿物中的辉石和角闪石主要集中在始新统,而在其他层段含量很低,说明不同的演化时期火山熔岩具有不同的来源(表 1)

第 3 期李运振等 : 火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响 : 以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例 39 2.

4 第 3 期李运振等 : 火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响 : 以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例沉积环境分析被动大陆边缘多有较大的江河入海, 形成较大的三角洲沉积 ; 而主动大陆边缘由于洋陆的俯冲, 在平行于海岸方向发育较平缓的平原 [19-21] 缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地在白垩纪 - 始新世沉积时期地层平缓, 发育大范围的海岸平原 - 滨浅海, 位于盆地中部的岛弧带不具备发育大规模三角洲的沉积条件由于岛弧带周围为面积宽广的海岸平原 - 滨浅海, 具备古生物生存的先天条件然而火山岛弧带有持续大量的火山灰降落, 对沉积物或水体有独特的化学效应, 引起火山灰下面的生物群集死亡从岛弧带所有钻井的古生物及岩性资料来看, 只发现数量很少的孢粉有孔虫及厚度较薄的煤层, 说明火山活动对古生物的存活与保存具有巨大的破坏作用从仅存的几枚有孔虫化石来看, 岛弧带整体的沉积环境为偏浅海相环境, 例如其中的杜氏异鳞虫一般分布在较浅的水体中在岛弧带钻井发现的孢粉化石中, 蕨类孢粉化石比重较大, 其次为被子类孢粉化石, 裸子类孢粉化石数量最少, 可判断主要为海岸平原 - 滨浅海环境在白垩系凝灰岩中提取的干酪根有机质组成以壳质组和惰性组为主, 腐泥无定型含量甚微, 说明其来源主要是高等植物, 其中丝质体含量很高, 表明高等植物碎屑经历过强氧化环境, 也印证了地层为水体很浅植物生长茂盛的沼泽沉积环境表 1 火山岛弧带某井重矿物质量分数 Table1 Heavymineralcontentofonewelinthevolcanicislandarcs 重矿物地层主要矿物 (w B >10%) 次要矿物 (w B <1%~10%) 少量矿物 (w B 1%) 全井段帘石类磁铁矿磁黄铁矿白钛矿石榴石锆石尖晶电气石绿泥石黑云母独居石榍石锐钛矿十字石金红赤褐铁矿辉石石角闪石石蓝晶石磷钇矿板钛矿磷灰石硬绿泥石刚玉上新统石榴石磁铁矿磁黄铁矿白钛矿电气石赤褐铁矿独尖晶石锐钛矿辉石帘石类金红石硬绿泥石磷钇矿磷锆石居石十字石蓝晶石灰石榍石中新统帘石类石榴石磁铁矿白钛矿角闪石赤褐铁矿独居石榍石十字石金红石尖晶石辉石电气石磷钇矿始新统磁铁矿辉石帘石类赤褐磁黄铁矿白钛矿角闪石石黑云母锆石榍石尖晶石电气石锐钛矿磷钇矿磷灰铁矿榴石石金红石古新统帘石类磁铁矿磁黄铁矿石榴石黑云母电气石锐钛矿金红石榍石角闪石板钛白钛矿辉石尖晶石锆石赤褐铁矿矿刚玉白垩系磁黄铁矿帘石类磁铁矿赤褐铁矿白钛矿石榴石角闪石锆石尖晶石电气石锐钛矿榍石 2.3 沉积体系展布特征盆地内的火山活动在岛弧带中的分布并不是连续的, 而是呈串珠状分布, 它们影响甚至控制着沉积体系在沉积盆地中的再分配在火山岛弧带及其周边地区, 岛弧带成为沉积体系的主要物质来源岛弧带构造部位的起伏可对外来沉积物起到阻挡与堆积作用, 隆起区能够阻挡外来沉积物的堆积, 而在低洼区则能够容纳外来沉积物的堆积例如工区内火山岛弧带的北部隆起幅度最高, 易成为剥蚀区与沉积物过路区, 阻挡了东部沉积物向西部的沉积, 地层基本被剥蚀殆尽, 火山主要表现为中心式喷发, 东部进积的低位三角洲由于受到岛弧带的阻挡而不能越过岛弧带分布, 岛弧两侧发育近物源的三角洲及扇三角洲, 岛弧东侧由于断距较大而发育扇三角洲, 西侧因断距较小而发育三角洲 ; 工区内火山岛弧带的中部隆起幅度低, 易成为沉积物堆积区, 对东部沉积物向西部的沉积形成不了阻挡, 大部分沉积物越过岛弧带并延伸到钦敦盆地内部, 沉积体系以海平面低位期沉积特征为主, 地震波组反射特征出现较明显的前积现象, 火山主要表现为裂隙式喷发, 通过远物源形成的低位三角洲可越过岛弧带分布 ( 图 4) 图 4 火山岛弧带沉积体系展布剖面图 Fig.4 Distributionofdepositionalsystemsinthevolcanic islandarcs 对于整个钦敦 - 睡宝盆地, 自白垩纪至中新世具有类似的海相沉积环境, 即从东北部的海岸平原向西南方向转变为滨浅海, 至上新世则转换为陆相的河流 - 滨浅湖由于在不同的构造背景下火山岛弧带具有不同的演化特征, 在其周边形成的沉积体系分别受到不同程度的火山影响 ( 图 5) (1) 白垩纪, 钦敦盆地和睡宝盆地为一个统一的盆地, 自东向西为一宽缓的斜坡, 东北部的掸邦古陆

5 40 地质科技情报 2014 年图 5 钦敦 - 睡宝盆地某工区沉积演化模式 Fig.5 SedimentaryevolutionmodelofoneblockinChindwinandShweboBasinofMyanmaronshore 为盆地的主要物源区, 地势向西南方向逐渐下降火山大都呈点状不连续分布, 影响范围也局限于岛弧带附近整个盆地的物源供给能力弱, 以泥质沉积为主, 三角洲展布方向主要为东西向, 东部进积的三角洲可越过岛弧带分布在低洼区内 (2) 古新世, 整个盆地继承了白垩纪的沉积充填特征, 海岸平原的分布范围变化不大, 岛弧带北部发育沼泽相, 岛弧带东侧出现碳酸盐岩沉积, 盆地东部的物源供给能力有所增大, 但整体仍以泥质沉积为主, 泥岩杂色较多, 且变化较为频繁, 见碳质泥岩和煤层, 为水体较浅的沼泽环境, 少见凝灰岩层段, 说明古新世时期火山活动基本停止 (3) 始新世, 断裂的发育开始控制两个新盆地的形成, 海平面开始上升, 海岸平原的分布范围向东北部逐渐缩小, 东部进积的三角洲依然可越过岛弧带分布在低洼区内岛弧带广泛发育火山活动, 岛弧带内的钻井都发育大套厚层的凝灰岩始新世晚期, 水体继续加深, 岛弧带地层主要为砂质凝灰岩与凝灰质泥岩夹层, 偶见海绿石, 砂岩粒度向上开始变粗, 盆地东部的物源供给能力继续加强, 开始发育较大规模的三角洲 (4) 渐新世, 海平面有所下降, 海岸平原范围向西及西南方向扩大, 盆地东南部继续发育大规模的三角洲, 岛弧带中部和盆地东南部发育小范围的沼泽环境 ; 渐新世后期, 由于西部的挤压运动造成隆起的岛弧之间相接, 岛弧带北部渐新世地层剥蚀殆尽, 东部三角洲受到岛弧带的阻挡而局限于睡宝盆地, 三角洲进积方向由早期的东西向向西南方向偏移 (5) 中新世主要为沉火山碎屑 - 三角洲 - 滨浅海沉积体系岛弧带既受到火山活动的影响, 也有周边物源进积的三角洲盆地物源供给充分, 砂岩粒度逐渐变粗, 三角洲发育规模变大后期火山活动逐渐消失, 沼泽相分布范围扩到最大 (6) 上新世钦敦与睡宝两个盆地逐渐演变为一个盆地, 湖盆收缩, 水体逐渐变浅, 沉积环境由盆地边缘的河流过渡为盆地内部的滨浅湖 3 火山活动与聚煤规律缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地整套地层总体平缓, 海岸平原 - 滨浅海是主要的沉积环境, 具备形成煤系地层的先天条件, 钻井揭示从古新统 - 中新统地层都有煤系地层的分布, 因此煤系地层是盆地内最有可能的烃源岩 3.1 煤系地层类型及分布在海岸线附近地区, 是海与陆共同作用的区域, 地形相对简单, 沉积体系分布范围广阔, 海平面变化对沉积体系的展布影响很大在海水进退的高频率变化的过程中, 可发生成煤作用, 能够形成多种类型的煤系地层, 例如海岸平原型三角洲平原型滨海

6 第 3 期李运振等 : 火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响 : 以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例 41 泻湖型滨海 - 扇三角洲型等缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地中新统及以下地层具有海陆过渡区的沉积背景, 煤系地层主要发育层段位于古新统和中新统, 类型分别为海岸平原型和滨海泻湖型 (1) 海岸平原型工区内海岸平原型煤系地层主要发育在白垩纪 - 古新世, 主要分布在火山岛弧带, 煤层一般夹于凝灰质泥岩中此时期盆地具统一格局, 地层倾角较小, 局部有较多相互分隔的地形洼地或小型断陷, 物源整体供应不足, 地层沉积受控于海平面的频繁变化煤系地层受到火山活动影响较大, 呈现出数量少厚度薄分布范围局限岩性横向变化大的特征区块内只在古新统上部地层中发现数量较少厚度约 1 m 的煤层 ; 煤层在测井上呈现低伽马低密度高声波时差的特征 ( 图 6-a); 地震同相轴具有中 - 强振幅中 - 低频率较差连续性的特征 GR/API SP/mV h/m DT/( s. 1 m ) DEN/(g. cm 3 ) h/m GR/API SP/mV RT/(. m) 1 50 RXO/(. m) a C b a. 海岸平原型煤系地层 ;b. 滨海泻湖型煤系地层图 6 钦敦 - 睡宝盆地煤系地层类型图 Fig.6 StratatypesofcoalmeasuresinChindwinandShweboBasinofMyanmaronshore (2) 滨海泻湖型工区内滨海泻湖型煤系地层主要发育在中新世, 主要分布在钦敦盆地内靠近岛弧带的区域, 煤系地层厚度及分布范围较大, 既有夹于泥岩中的, 又有发育在砂岩之中的自下而上砂岩比例逐渐增加, 反映中新世具有海侵至海退的背景, 早期的煤系地层形成于泻湖环境, 晚期逐渐过渡到浅水三角洲环境此时期盆地分割格局定型, 盆地物源供应相对充足, 地层沉积受控于古地形海平面升降及气候变化, 受火山活动的影响较小煤层呈现出数量多厚度大分布范围广的特征, 并与一定规模的页岩交替沉积 ( 图 6-b), 相邻地区还出现碳酸盐岩或岩盐与煤层的交替沉积, 说明气候变化对泻湖内沉积物的性质具有一定的控制作用

7 42 地质科技情报 2014 年 3.2 煤系地层的形成环境煤系地层可产生在多种沉积环境中, 既可以生成于陆相环境中, 也可以生成于海陆过渡环境中但不管生成于何种环境, 都有一个共同的形成条件, 即不仅需要一定的水深, 使高等植物免受氧化 ; 又需要一定的水浅, 使植物能够生存 [22] 缅甸陆上钦敦盆地至睡宝盆地具备成煤的环境, 但煤系地层的形成受到多种因素的控制, 包括构造运动海平面升降火山活动及气候变化 (1) 古新世, 盆地统一未分割, 地势平坦, 坡度不大, 盆地沉积受海平面变化影响或控制, 周围物源供给不足, 三角洲不发育, 为面积宽广的海岸平原, 具备大规模成煤的先天条件然而由于有持续的火山灰降落, 不能形成大范围的煤系地层, 只能在一些小的洼地形成薄煤层 (2) 始新世, 由于断裂发育, 盆地变为钦敦和睡宝 2 个盆地, 物源供给充足, 三角洲发育火山活动更加频繁与剧烈, 只有在远离火山岛弧带并且地层平缓的地区才能形成一定规模的煤系地层渐新世后期, 盆地由于挤压抬升运动而使地层受到强烈剥蚀, 煤系地层只分布在未受剥蚀的洼陷边缘 (3) 中新世, 沉积中心向钦敦盆地转移, 从火山岛弧带向沉积中心发育广泛的滨海相由于这个区域处于剥蚀区至沉积区的过渡地带, 所以能够形成较为稳定的煤系地层同时由于气候的不断变化, 水体较浅处出现岩盐沉积, 水体较深处出现页岩沉积海平面变化周期控制了海相沉积与煤层的组合, 海侵事件可形成灰岩与煤层的组合沉积 [23] 与古新统煤系地层相比, 中新统煤系地层的发育规模要大得多, 原因可能是由于这个区域未受到火山活动的影响且水体相对稳定 4 火山活动与储层分布火山活动为沉积盆地带来了岩浆, 同时也带来了火山灰粒度小于黏土矿物的沉凝灰岩 [24], 这种具备可塑性的沉积物能够形成良好的盖层, 但是由于其粒度微小, 能够极大地影响储层的性能因为在砂体的沉积过程中, 它会不断地填充于砂岩的孔隙之中, 使储层的物性变差当有持续活动的火山时, 就算是具备充足的物源与巨厚的砂体, 也不能形成良好的储层只有当火山具有间歇活动的特点时, 沉积的砂体才能不被火山灰污染而形成良好的储层火山岛弧带大部分地层受到了火山活动的影响, 岩性以凝灰岩与凝灰质泥岩互层为主, 夹凝灰质粉细砂岩, 储层岩相类型主要为海岸平原及火山碎屑沉积相, 储层中孔隙不发育, 凝灰质成分使得储层岩石孔隙度受到影响储层孔隙类型一般以粒间溶孔粒内溶孔与杂基微孔为主, 胶结物包括泥质钙质及硅质胶结颗粒接触以线 - 点状接触为主储层岩性基本为凝灰质粉细砂岩, 以石英为主, 含少量的火山碎屑, 粒度较细, 部分中 - 粗粒, 次棱 - 次圆状, 分选中等 - 差, 岩屑类型主要为喷出岩泥质及少量花岗岩和变质岩, 其中岩屑杂基 ( 火山灰 ) 含量高是影响储层物性的主要因素因此, 避开岛弧带在火山活动影响较小的区域寻找储层是以后进行油气勘探的方向 5 结论 (1) 由于大洋板块向大陆板块的不断俯冲, 在沉积盆地的中部形成南北向断续分布的火山岛弧缅甸陆山火山岛弧带中的火山活动经历了 4 个不同的演化时期, 包括火山活动初期火山活动间歇期火山活动鼎盛期及火山活动消亡期火山活动初期为小规模的断续喷发, 分散于岛弧带及周边地区, 火山活动鼎盛期为持续的喷发, 岛弧带的火山喷发规模最大 (2) 相对于区域物源来说, 隆起的火山岛弧带可作为局部物源岛弧带的火山活动不仅改变沉积体系的物质组成, 还对沉积体系的展布起到阻挡作用, 并在其周围形成新的沉积体系 (3) 缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地在白垩纪 - 始新世沉积时期地层平缓, 发育较大范围的海岸平原 - 滨浅海沉积, 在岛弧带不具备发育大规模三角洲的沉积条件宽缓的海岸平原 - 滨浅海沉积背景使盆地具备形成沼泽的先天条件, 在偏离岛弧带不受火山活动影响的地区能够发育大范围的煤系地层, 而在受火山活动影响的岛弧带内只发育小范围的煤系地层持续的火山活动对优质储层的形成不利, 应尽量避免在火山活动影响较大的地区寻找有利储层参考文献 : [1] 郭占谦. 火山活动与沉积盆地的形成和演化 [J]. 地球科学 : 中国地质大学学报,1998,23(1): [2] 廖六根, 曹圣华, 肖业斌, 等. 班公湖 - 怒江结合带北侧陆缘火山岩浆弧带的厘定及其意义 [J]. 沉积与特提斯地质,2005,25 (1): [3] 徐夕生, 邱检生. 火成岩岩石学 [M]. 北京 : 科学出版社,2010. [4] 常丽华, 曹林, 高福红. 火成岩鉴定手册 [M]. 北京 : 地质出版社,2009. [5] 洪汉净, 陈会仙, 赵谊, 等. 全球地震火山分布及其变化特征 [J]. 地震地质,2009,34(4): [6] BannertD,HelmckeD.TheevolutionoftheAsianplatein Burma[J].GeologischeRundschau,1981,70(2): [7] 蔡文杰, 朱光辉, 姜烨, 等. 增生楔油气地质特征及勘探潜力 : 以

8 第 3 期李运振等 : 火山岛弧带对盆地沉积体系形成与分布的影响 : 以缅甸陆上钦敦 - 睡宝盆地某区块为例 43 缅甸某区块为例 [J]. 天然气地球科学,2012,23(4): [8] 谢楠, 姜烨, 朱光辉, 等. 缅甸 Sagaing 走滑断裂及对睡宝盆地构造演化的控制和影响 [J]. 现代地质,2010,24(2): [9] 朱光辉, 李林涛. 孟加拉湾地区大陆边缘盆地勘探概况与油气富集主控因素 [J]. 地质科技情报,2012,31(5): [10] MetcalfeI.Palaeozoicand Mesozoictectonicevolutionand palaeogeographyofeastasiancrustalfragments:thekorean Peninsulaincontext[J].GondwanaResearch,2006,9: [11]CurrayJR.TectonicsandhistoryoftheAndamanSearegion [J].JournalofAsianEarthSciences,2005,25: [12]Alam M,Alam M M,CurrayJR,etal.Anoverviewoftheseḏ imentarygeologyofthebengalbasininrelationtotheregional tectonicframeworkandbasiṉfilhistory[j].sedimentarygeology,2003,155: [13] 张舜尧, 马立祥, 梅廉夫, 等. 缅甸及其周缘区域新生代沉积物源分析及沉积体系分布 [J]. 地质科技情报,2011,30(5): [14] 王宏, 林方成, 李兴振, 等. 缅甸中北部及邻区构造单元划分及新特提斯构造演化 [J]. 中国地质,2012,39(4): [15]StephensonD,MarshalT R,AmosBJ.Geologyofthe Mt. PopavolcanoandassociatedposṯPalaeogenevolcanic,Central Burma[R].London:Inst.GeologyScience,OverseasDiv.Rep. 39,1983:1-56. [16] 孙善平, 李家振, 朱勤文, 等. 国内外火山碎屑岩的分类命名历史及现状 [J]. 地球科学 : 武汉地质学院学报,1987,12(6): [17] WandreyCJ.Eoceneto miocenecompositetotalpetroleum system,irrawaddy-andamanandnorthburmageologicprov- inces,myanmar[m].[s.l.]:u.s.geologicalsurvey,2006:1-26. [18] 张舜尧, 马立祥, 梅廉夫, 等. 缅甸及其周缘区域新生代沉积物源分析及沉积体系分布 [J]. 地质科技情报,2011,30(5): [19] 李运振, 邓运华, 徐强, 等. 中国近海新生代盆地沉积环境演变分析 [J]. 沉积学报,2010,28(6): [20] 陈剑光, 刘怀山, 周军, 等. 缅甸 D 区块构造特征与油气储层评价 [J]. 西北地质,2006,39(1): [21] 王平, 邹德江, 武新民. 缅甸伊洛瓦底盆地油气地质特征 [J]. 西部探矿工程,2011(8): [22]DisselC,BoydR,WadsworthJ,etal.Onbalancedandunbaḻ ancedaccommodation/peataccumulationratiosinthecretaceouscoalsfrom GatesFormation,WesternCanada,andtheir sequence-stratigraphicsignificance[j].internationaljournalof CoalGeology,2000,43: [23] 李增学, 余继峰, 郭建斌, 等. 陆表海盆地海侵事件成煤作用机制分析 [J]. 沉积学报,2003,21(2): [24] 郭占谦. 火山作用与油气田的形成和分布 [J]. 新疆石油地质, 2002,23(3): VolcanicIslandArcsandItsInfluenceontheFormationand DistributionofSedimentarySystems:AnExamplefrom OneBlock inthechindwinandshwebobasin,myanmaronshore LiYunzhen,ZhaoRumin,ZhaoHouxiang (ChinaNationalOfshoreOilCorporationResearchInstitute,Beijing100027,China) Abstract:IntermitentCretaceousto Miocenevolcaniceruptionsinapoorlydelineated N-Sarcbordering thechindwinandshwebobasin,depositedpyroclastic materialsinthebasinsandchangedthe material compositionofthesedimentarysystem,andblockedthedistributionofdepositionalsystems.somenew sedimentarysystemsformedsurroundingthevolcanoes.swampsformed marginalycoastalplaiṉshalow marinesedimentarybasins.regionsfarfromthevolcanoesdevelopedcoalmeasures,howeverthevolcanic zonesonlydevelopedsmaḻscalecoalmeasures. Keywords:volcanicislandarcs;volcanicactivity;sedimentarysystem;provenance;coalmeasuresstrata

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