准噶尔盆地莫西庄地区三工河组二段储层微观特征及有效储层控制因素
Reservoir microscopic characteristics and effective reservoir control factors of J1s2 in Moxizhuang area, Junggar Basin
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摘要: 提要：通过普通薄片和铸体薄片观察、孔隙显微图像分析、扫描电镜和阴极发光等测试手段，研究了莫西庄地区三工河组二段储层岩石学、孔隙类型和成岩作用等微观特征，分析了低渗储层的形成原因和相对优质储层的主控因素。研究结果表明：砂岩以成分成熟度较低的长石岩屑砂岩为主，含少量岩屑砂岩，软岩屑塑性变形强烈或假杂基化，对储层物性和含油性影响大；砂岩孔隙类型主要为次生溶蚀孔，其次为剩余原生粒间孔；强烈的压实作用、方解石和高岭石胶结作用是导致储层低渗的主要原因。优质储层表现为粗粒、低含量软岩屑-弱方解石和高岭石胶结-强溶蚀作用的微观特征。优质储层形成的主要控制因素包括软岩屑含量、晚期溶蚀作用和有利的沉积相带，河道砂体旋回中、下部储层是有效储层发育的有利部位。Abstract: Abstract：Through the analysis of casting thin sections and pore microscopic images, combined with scanning electron microscopy and cathodoluminescence images, the reservoir microscopic characteristics of J1s2 in Moxizhuang area were studied, which included reservoir petrology, pore types, diagenesis etc. In addition, the factors responsible for the formation of low permeability reservoirs and the main controlling factors of relatively high quality reservoirs were analyzed. The results show that the sandstones are mainly feldspathic-lithic sandstones with low ingredients maturity, with a small amount of lithic sandstone. The soft debris has experienced strong plastic deformation, thus looking like matrix, which remarkably affects physical property and oil-bearing property of the reservoir. The pore type is mainly secondary pore and subordinately primary pore. Strong compaction, weak calcite and kaolinite cementation are the main factors responsible for the low permeability reservoirs. The high quality reservoirs have such microscopic characteristics as coarse grain size, low content of soft debris, weak calcite and kaolinite cementation and strong dissolution. So the main factors controlling high quality reservoirs should include the content of soft debris, late dissolution, and favorable sedimentary facies. In addition, the channel sand body cycles in the middle and lower reservoir are the favorable parts of the effective reservoir.
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1. 研究目的(Objective)
通过实施2020年四川省自然资源厅省政府性投资地质勘查项目，对沐川地区上二叠统宣威组底部泥岩中赋存的稀有、稀土、稀散元素进行调查评价，了解“三稀”元素含量与找矿前景，希望在“三稀”找矿方面取得突破性进展，为乌蒙山贫困地区脱贫提供技术服务和支撑产业规划、扶贫开发提供资源保障。
2. 研究方法(Method)
主要采用了1∶10000地质填图、1∶500矿化带剖面测量、探槽工程、钻探工程、采样与测试分析等方法，对上二叠统宣威组底部的富镓泥岩进行了初步研究。
3. 研究结果(Results)
沐川地区位于扬子陆块西缘(图 1a)，峨眉山大火成岩省中带(图 1b)。研究区位于五指山背斜核部，其核部地层为上二叠统峨眉山玄武岩(P3e)，两翼向两侧依次出露上二叠统宣威组(P3x)、三叠系(T)、侏罗系(J)等(图 1c)。镓矿层产出于峨眉山玄武岩组(P3e)顶部、宣威组(P3x)底部的紫红色铁质泥岩、灰白色铝质泥岩、浅灰绿色泥岩、灰色泥岩、浅灰绿色泥岩及深灰色炭质泥岩中，呈层状分布，层位稳定(图 1d)；找矿标志：峨眉山玄武岩组与宣威组(P3x)的平行不整合界线之上，具“成矿界面”特征，颜色上有明显的紫红色、灰白色、灰色及深灰色等，特别是具有特征的紫红色，宏观上易识别；根据地球化学图解判别显示，其成矿物质来源有可能来源于峨眉山玄武岩及峨眉山地幔柱演化末期喷发的火山灰。
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图 1 沐川地区构造位置图(a)，峨眉山玄武岩分布简图(b)，区域地质简图(c)及镓矿层产出层位示意图(d)Figure 1. Structural location map of Muchuan area(a), Simplified geological map showing distribution of the Emeishan basalts(b), Regional geological map of Muchuan area(c) and Schematic diagram of gallium ore occurrence horizon(d)采集钻孔岩心1/2切分样品，送样至自然资源部成都矿产资源监督检测中心采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行测试分析，结果显示ZK01钻孔镓(Ga)平均品位104 μg/g，矿层厚度6.27 m；ZK02钻孔镓(Ga)平均品位68.1 μg/g，矿层厚度8.67 m；ZK03钻孔镓(Ga)平均品位55.3 μg/g，矿层厚度13.87 m；三个工程的镓(Ga)平均品位为75.8 μg/g，平均厚度9.60 m。可以看出，沐川地区宣威组底部的泥岩中镓(Ga)品位较高，厚度较大，达到了中国现行的Ga矿资源工业指标要求(30 μg/g)。
4. 结论(Conclusion)
经初步估算沐川地区镓(Ga)资源量可达数万吨到数十万吨，有望找到超大型镓矿床(＞2000 t) 的潜力。沐川地区峨眉山玄武岩分布面积较广，为镓的富集成矿提供了丰富的物源。经地质填图及工程取样显示，宣威组底部富镓泥岩层厚度大，分布面积广泛，镓元素含量较高，具有巨大的找矿潜力。研究宣威组底部“三稀”元素成矿特征有助于中国在战略性关键矿产找矿方面取得重大突破，对地方国民经济发展具有重要意义。
5. 基金项目(Fund support)
本文为四川省自然资源厅2020年省政府性投资地质勘查项目(DZ20 2002)和四川省自然资源厅科技项目(kj-2022-6)资助成果。
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