天然气地球科学 >

2025 , Vol. 36 >Issue 6: 1084 - 1099

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.01.002

天然气地质学

四川盆地二叠系火山碎屑岩储集体成岩演化过程及其与峨眉山大火成岩省喷发期地热场的联系

  • 高铭泽 , 1, 2 ,
  • 朱贝 , 1, 2 ,
  • 张本健 3 ,
  • 陈骁 3 ,
  • 刘冉 3 ,
  • 李亚 3 ,
  • 王尉 3 ,
  • 裴森奇 4
展开
  • 1. 西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室，四川 成都 610050
  • 2. 西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610050
  • 3. 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院，四川 成都 610094
  • 4. 中国石油西南油气田分公司川西北气矿，四川 江油 621709
朱贝（1988-），男，河南南阳人，博士，副研究员，主要从事火成岩石学、火山地层学、岩石地球化学、深时古环境古生态转折等方面研究.E-mail：.

高铭泽（1999-），男，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，主要从事储层地质及地球化学研究.E-mail： .

收稿日期: 2024-10-19

  修回日期: 2025-01-09

  网络出版日期: 2025-01-15

收起

Diagenetic evolution of Permian volcaniclastic reservoirs in Sichuan Basin and its linkage to the geothermal field in Emeishan large igneous province

  • Mingze GAO , 1, 2 ,
  • Bei ZHU , 1, 2 ,
  • Benjian ZHANG 3 ,
  • Xiao CHEN 3 ,
  • Ran LIU 3 ,
  • Ya LI 3 ,
  • Wei WANG 3 ,
  • Senqi PEI 4
Expand
  • 1. State Kay Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Southwest Petroleum University，Chengdu 610050，China
  • 2. School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610050，China
  • 3. Exploration and Development Research Institute，PetroChina Southwest Oil and Gasfield Company，Chengdu 610094，China
  • 4. Northwestern Camp in Sichuan，Southwestern Oil ＆ Gasfield Company，PetroChina，Jiangyou 621709，China

Received date: 2024-10-19

  Revised date: 2025-01-09

  Online published: 2025-01-15

Supported by

The Science and Technology Project of Oil and Gas and New Energy Branch of PetroChina(kt2020-02)

the Youth Project of the National Natural Science Foundation of China(41902239)

Fold

摘要

四川盆地峨眉山大火成岩省北缘成都—简阳地区发育的优质火山碎屑岩储层是目前世界上已知最深的火山岩储层。对其成岩作用序列的精细刻画有助于系统揭示这套火山碎屑岩储集体的关键成因机理和成储必要条件，为其规模和空间发育规律的判明提供有效支撑。运用岩心观察、综合薄片鉴定、扫描电镜及电子探针等分析测试方法，建立成都—简阳地区蚀变火山碎屑岩储集体的成岩演化序列。研究表明：①研究区优势储集空间主要为渣状熔岩、熔结凝灰岩的浆屑组分遭受溶蚀作用后形成的砾内溶孔及浆屑发生绿泥石蚀变过程中形成的晶间微孔；②研究区火山碎屑岩关键成岩演化序列依次为脱玻化作用、钠长石结晶作用、沥青的充注、方解石结晶作用、溶蚀作用及绿泥石蚀变作用。在此基础上采用绿泥石温度计和斜长石温度计对上述成岩序列进行温度约束，将成都—简阳地区火山碎屑岩储集体的关键成储过程约束在300~400 ℃温度上限至237~290 ℃温度下限区间，结合区域埋藏热史，认为该温度能且仅能存在于峨眉山大火成岩省喷发活动期的岩浆热场范围内。这与成都—简阳地区火山碎屑岩属于爆破式堆积相近源—中段亚相，就位于火山机构附近且粒玄岩辉石温度计揭示岩浆房温度可维持在1 014~1 100 ℃等一系列火山学面貌一致，从而认定四川盆地成都—简阳地区这套火山碎屑岩储层是受原生火山喷发机制—同喷发热场—喷发期周缘环境要素共同促成的储集体。火山机构堆积体受同喷发热场覆盖的有效范围，即下一步四川盆地火山岩勘探的优势目标范围。

关键词： 成都—简阳地区; 火山碎屑岩储集体; 孔隙成因; 成岩演化序列; 绿泥石温度计

本文引用格式

高铭泽 , 朱贝 , 张本健 , 陈骁 , 刘冉 , 李亚 , 王尉 , 裴森奇 . 四川盆地二叠系火山碎屑岩储集体成岩演化过程及其与峨眉山大火成岩省喷发期地热场的联系[J]. 天然气地球科学, 2025 , 36(6) : 1084 -1099 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2025.01.002

Abstract

The high-quality volcaniclastic reservoirs in the Chengdu-Jianyang area at the northern edge of the Emeishan large igneous province are the deepest known volcaniclastic reservoirs in the world. A detailed characterization of the diagenetic sequence helps to systematically reveal the key mechanisms and prerequisites for the formation of this volcaniclastic reservoir， providing support for understanding its scale and spatial distributions. This paper takes the Well TF8 as a key study target， which has the most complete core samples and is representative of the volcaniclastic reservoir in the Chengdu-Jianyang area. By applying core observation， thin section identification， scanning electron microscopy， and electron probe microanalysis methods， this study establishes the diagenetic evolution sequence of the altered volcaniclastic reservoir in the Chengdu-Jianyang area for the first time. The results show that： （1）The main advantageous reservoir segments of the Well TF8 primarily develop in the upper autoclastic lava section of the volcanic sequence， with the main pore spaces being the dissolution pores and the chlorite-intercrystalline pores of generated from the reduction of pore space of volcanic glass after being replaced by chlorite. （2）The diagenetic evolution sequence of the volcaniclastic rocks in the research area includes devitrification， albite crystallization， asphalt cementation， calcite crystallization， clast dissolution， and chloritization. （3）This study utilized chlorite and albite thermometers for the first time to constrain the temperature variation range of the aforementioned diagenetic sequence，constraining the key processes of pore formation in the volcaniclastic reservoir of the Chengdu-Jianyang area to a temperature range from 300-400 ℃ to 237-290 ℃.By combining the constrained temperature range with regional burial thermal history of the Chengdu-Jianyang area， it was determined that such a thermal field could only exist synchronous to the magmatic activities of the Emeishan Large Igneous Province. Using the pyroxene thermometer to calculate the temperature of the magma chamber， constrained between 1 014 ℃ and 1 100 ℃， it is inferred that volcaniclastic rocks accumulation in the Chengdu-Jianyang area developed under the adjacent thermal field of the Emeishan large igneous province. Consequently， it was clarified that the volcaniclastic rocks in the Chengdu-Jianyang area of the Sichuan Basin result from the synergistic effects of： （i） primary eruptive mechanisms， （ii） syn-eruptive thermal diagenesis， and （iii） peripheral fluid systems. The volcaniclastic deposits deposited surrounding the volcanic edifice and being affected by the thermal field would be the target area for further exploration.

Key words： Chengdu-Jianyang area; Volcaniclastic reservoirs; Pore origin; Diagenetic evolution sequence; Chlorite thermometer

0 引言

大火成岩省（Large Igneous Provinces，简称LIPs）是指规模巨大（岩浆喷发面积大于1×105 km2，岩浆产物总体积大于1×105 km3）、喷发时间短暂（火山喷发产物体积中75%以上形成于1~5 Ma）且主要发育于板块内部的大型岩浆喷发体系。LIPs根据成分可进一步划分为镁铁质大火成岩省、硅质大火成岩省和过渡型大火成岩省［1］。峨眉山大火成岩省是我国一座受国际学术界认可的镁铁质大火成岩省，它不仅与备受国内外学者关注的中二叠世末生物灭绝事件（end-Guadalupian extinction）存在潜在的因果联系［2-6］，是认识晚古生代地球演化态势的重要切入口，同时也有着重要的经济地质学意义：其不仅孕育了世界级的大型钒钛磁铁矿床［7-10］，也展现出规模性油气储集潜力［11-13］。其油气储集潜力尤以2018年末中国石油天然气股份有限公司在成都—简阳地区部署的YT1井为突出代表，该井钻遇优质火山碎屑岩储集体，其孔隙度最高值为26.75%，平均值可达15%，具备极为优良的储集性能［14］，实际测试获气为22.4×104 m3/d，彰显了峨眉山大火成岩省的重要油气勘探价值［15-17］。自勘探持续以来，虽然针对该套储集岩性的展布特征进行了一定的尝试性探索，但由于对其原生喷发动力学成因及后续成岩演化序列的认识尚有待完善，目前仍无法有效刻画该套优质储集岩性的全过程发育机理（原生堆积过程+成岩过程），从而对系统勘探四川盆地火山碎屑岩储层构成了制约。关于原生堆积过程，刘冉等［18］提出了基于物理火山学（physical volcanology）的火山碎屑岩分类方案，并基于所建方案，对该地区的喷发行为进行了尝试性解释。而任何储集体（无论沉积岩还是火山岩）的最终发育，除原生堆积过程外，均会在后续成岩过程中接受复杂改造。为进一步促进对这套火山岩储集体成因的全面认识，进而为后续勘探工作提供支撑依据，本文瞄准成都—简阳地区高孔隙度火山碎屑岩的代表岩性——自碎裂角砾岩为研究对象，基于火山岩相学观察和成岩作用的精细识别，建立成岩演化作用序列，进而刻画详细成岩过程，约束成储必要条件，以期有效指导四川盆地乃至其他盆地类似地质背景下火山碎屑岩储层的勘探工作。

1 地质背景

1.1　四川盆地二叠纪火山岩的基础地质背景

峨眉山大火成岩省（Emeishan Large Igneous Provinces，简称ELIP）是具有板内地幔柱背景的大规模岩浆活动产物［19-20］。目前最新研究进展认为ELIP主喷发期活动始于大约260 Ma、而已知的最晚喷发产物约形成于257 Ma［6］。ELIP在更早时期也表现出潜在的地壳内活动痕迹，如大理地区262 Ma的低钛辉长岩、四川盆地270 Ma左右的异常热液活动和盆地热场活化等［21-22］。ELIP主要分布于扬子板块西缘，覆盖面积约为2.5×105 km2，在空间上呈现“西厚东薄”的特点，由于后期构造活动等原因缺失西翼。根据前人提出的“三带划分法”作为分带标准，由地幔柱中心（滇西）沿径向外延，可将ELIP划分为内带、过渡带、外带，依次呈现出从喷发中心到喷发外围岩浆活动逐渐减弱、喷发体量逐渐递减的特征［23-27］，其中，四川盆地成都—简阳地区二叠系火山岩隶属于ELIP外带北缘［图1（a），图1（b）］［28］，该地区ELIP火山岩层序均厚约为199 m，与下伏茅口组灰岩和上覆龙潭组铝土泥页岩呈平行不整合接触［图1（c）］。
图1 研究区火山岩发育范围及火山岩探井位置（a）和峨眉山大火成岩省出露区域（黑色块体表示）及带域划分｛（b），清绘自文献［18］｝和研究区岩性柱状图（c）

Fig.1 Volcanic rock development range and volcanic rock exploration well location in the study area（a） and outcrop area （represented by black block） and zonation of the Emeishan Large Igneous Province （（b）， clear drawing from Ref.［18］） and lithologic column of the study area（c）

1.2　成都—简阳地区火山岩岩石学背景

四川盆地成都—简阳地区ELIP火山岩主要为基性岩［29］。在岩性上，主要表现为熔岩（玄武岩、粒玄岩）、火山碎屑岩以及辉绿岩等。前人［18］将该地区火山岩地层整体发育特征概括为“三分式”架构，即下部以粒玄岩为底；中上部以显著蚀变、严重绿泥石化的火山碎屑岩复杂堆积物为主体；顶部以溢流熔岩—渣状熔岩为代表的晚期溢流相为特征，构成“溢流—爆破—再溢流”的喷发面貌。由于本文以储集空间发育程度相对占优的储集层作为主要研究对象，故重点聚焦蚀变作用最为强烈、储集空间最为发育的中上部火山碎屑岩层段。

2 样品采集、研究思路与方法

成都—简阳地区火山岩层段取心最为全面的钻井为TF8井，该井可作为揭示区域成岩过程的关键代表。以岩石学观察、薄片观察、扫描电镜观察为核心手段，描述该井火山碎屑岩层段的基本岩性特征，对这套火山碎屑岩储集空间类型进行系统识别，并基于岩性—岩相分析结合其喷发—堆积机制背景，建立该套火山碎屑岩的成岩演化序列。在此基础上，辅以电子探针（EMPA）方法分析关键矿物的主量元素含量，建立地质温度计以约束成岩期次，最终，结合四川盆地成都—简阳地区埋藏史背景，对研究区内火山碎屑岩储层的高孔隙度成因及成岩序列的发生时期做出应答。
本文研究中岩心观察分析于中国石油西南油气田分公司岩心库完成，微观岩石学分析于西南石油大学岩石学实验室完成，扫描电镜分析基于西南石油大学扫描电镜实验室XL30扫描电镜完成，以石油天然气行业标准《岩石样品扫描电子显微镜分析方法》（SY/T 5162—1997）为检测依据；微区主量元素测试基于西南石油大学JXA-8230型电子探针仪完成，测试电压15 kV、加速电流为20 nA、束斑直径为1×10-6 m，检测精度为0.01%，执行标准为国家计算检定规程《电子探针分析仪》（JJG 901—1995）。

3 结果

3.1　TF8井二叠系火山岩地层序列整体特征

火山岩在最根本大类上分为熔岩和火山碎屑岩2个主要类别［30］。对成都—简阳地区已钻遇火山岩储层的各口井进行岩心对照并辅以成像测井观察，可以发现研究区主要储集空间类型发育在火山碎屑岩内。刘冉等［18］将成都—简阳地区具有优势储集性能的火山碎屑岩进一步划分为熔结凝灰岩（Ignimbrite）、渣状熔岩（即完全碎裂化的自碎裂角砾岩，Autoclastic breccia）、溅积集块岩（Spattered agglomerate）。其中，TF8井二叠系火山岩地层整体与研究区内其他含火山碎屑岩的钻井基本相同，是一套“复合型”火山岩地层——以辉绿岩—粒玄岩为底，厚度约为48 m，与YT1、TF2、TF102等邻井火山岩层段下段辉绿岩—粒玄岩可良好对比；中段为碳酸岩角砾和灰泥占比较为突出的浆屑—碳酸岩复成分角砾岩［图2（f），图2（g）］，其全段浆屑含量占比一般在15%~20%之间，这些浆屑仅以细小火山灰级别碎屑充填于灰泥基质中，其余角砾皆为同喷发带出的碳酸岩岩块，粒径差异巨大，从数毫米到十余厘米不等，本段厚度约为84 m；上段以3套依次堆叠的玄武岩—自碎裂角砾岩为特征，是溢流熔岩的堆积组合［图2（b）—图2（e）］，厚度约为50 m，本段自碎裂角砾岩表现出较强蚀变痕迹，角砾间胶结物含量占比约为30%。
图2 TF8井火山岩地层的测井曲线柱状图及典型岩性段的岩心照片

（a）TF8井火山岩地层测井曲线柱状图；（b）5 138.33 m，绿灰色渣状熔岩（单成分火山渣角砾岩），方解石胶结作用强烈；（c）5 183.91 m，灰绿色玄武岩；（d）5 159.54 m，绿灰色渣状熔岩（自碎裂角砾岩）遭受蚀变作用较为强烈，胶结物成分丰富；（e）5 184.97 m，灰绿色玄武岩；（f）5 208.18 m，含浆屑碳酸岩角砾岩，灰岩角砾占比显著，浆屑占比约为15%~20%，且灰泥基质对角砾胶结致密，几乎不发育孔缝结构；（g）5 258.95 m，含浆屑碳酸岩角砾岩，灰岩角砾被岩浆侵入体贯穿

Fig.2 Well logging histogram of volcanic rock formation in Well TF8 and core photos of typical lithologic segments

在电性测井上，下段辉绿岩—粒玄岩表现为自然伽马（GR）的显著稳定高值，平均读数为70~80 API；其声波时差（AC）和中子读数（CNL）较低，分别为40~50 μs/m与10%~20%，密度（DEN）读数约为2.9 g/cm3，指示致密胶结且几乎不含气孔等构造的特点；中段含浆屑碳酸岩角砾岩的自然伽马曲线与上段同呈现稳定无锯齿的展布特征，数值稳定在45~55 API之间；但声波时差和补偿中子读数极低，与辉绿岩—粒玄岩段读数近似，但密度上有所下降，读数为2.6~2.7 g/cm3，与碳酸盐岩地层的密度较为接近。岩心观察表明该段十分致密，几乎不发育任何孔缝结构，与该段极低的AC、CNL读数特征相一致［图2（f），图2（g）］；上段的自然伽马读数同为45~55 API，密度曲线幅度较大，但声波时差与补偿中子数值较低（70~80 μs/m和35%~40%），与该段岩心展现得较为疏松，孔隙度较高的特征一致。该段是该井火山岩层段中油气地质意义凸显的层段，其蚀变成分特征与邻井自碎裂角砾岩和熔结凝灰岩面貌均对比性良好，故而可作为研究区火山碎屑岩成岩演化的代表层段［图2（b），图2（d）］。

3.2　储集体岩石学特征

3.2.1　碎屑成分特征

通过对TF8井上段优势储层段进行岩心观察并与测井曲线拟合发现，该段是分别由3组薄层玄武岩和渣状熔岩的旋回组合构成。3个旋回底部的玄武岩厚度均为3 m左右，其中，玄武岩内部呈结晶质结构，且成分致密，不含斑晶，岩心中可见15%~20%的杏仁体［图2（d），图2（f）］。基质呈现显著的绿泥石化特征［图3（e），图3（k）］，零星可见被绿泥石完全蚀变的单斜辉石微斑晶假象；虽然斜长石相对最新鲜，但亦受显著蚀变，局部仍见部分斜长石成分残余。3个旋回的中上部均由自碎裂角砾岩构成，与致密玄武岩层的最大区别在于其呈现碎屑结构、渣状构造［图3（e）］，碎屑粒径整体位于5~55 mm之间，按照FISHER［30］的火山碎屑粒径分类方案，属于“火山砾”区间，而火山灰（粒径<2 mm）、火山块（粒径>64 mm）尺度的浆屑均不发育，角砾在岩石整体表面占比（角砾+胶结物）含量大于50%，火山渣（即富气孔的火山角砾）占角砾总含量的95%以上，形状不规则，外观呈参差状，整体以颗粒支撑为特征，内部见密集微气孔［图3（b）］，火山渣之间无粒序排列，整体呈块状堆叠［图3（c），图3（d）］。全段角砾间无基质（即无细粒火山灰充填），角砾间填隙物仅由胶结物构成，且本段几乎未见沉积岩来源的异源岩屑（尤其是研究区内中段含浆屑碳酸岩角砾岩中大量发育的碳酸岩角砾在本段完全消失）。
图3 TF8井及成岩面貌可良好对比的邻井的岩石学特征

（a）TF8井，5 137.69 m，渣状熔岩，见方解石胶结物；（b）图（a）显微照片，可见方解石一期胶结物，单偏光；（c）TF8井，5 148.98 m，渣状熔岩，见方解石、沥青等胶结物，绿泥石化作用较强烈；（d）TF8井，5 159.43 m，渣状熔岩显微照片，见钠长石、沥青两期胶结物，钠长石沿浆屑角砾镶边生长，外部接受沥青充填，单偏光；（e）TF8井，5 171.4 m，渣状熔岩，绿泥石蚀变作用强烈，见方解石胶结物，沥青广泛充填；（f）TF8井，5 170.5 m，渣状熔岩显微照片，见钠长石、沥青、方解石3期胶结物，单偏光；（g）TF8井，5 152.82 m，绿泥石晶体，扫描电镜；（h）TF1井，5 360.1 m，渣状熔岩显微照片，绿泥石化角砾边界生长自生钠长石，方解石为更晚一期胶结物，单偏光；（i）TF8井，5 188.78 m，含浆屑碳酸岩角砾岩显微照片，浆屑发生脱玻化作用，单偏光；（j）TF2井，5 251.3 m，绿泥石晶体，扫描电镜；（k）TF1井，5 353 m，火山渣蚀变为绿泥石，单偏光；（l）TF8井，5 220.56 m，含浆屑碳酸岩角砾岩中的新希瓦格䗴与浆屑。注：Ab为钠长石，Bit为沥青，Cal为方解石，Chl为绿泥石

Fig.3 Petrological characteristics of Well TF8 and adjacent wells with good comparison of diagenetic features

3.2.2　胶结物成分特征

虽然在岩性上，上段3套溢流相旋回表现出很强的一致性，但每套旋回渣状熔岩的具体蚀变程度和胶结物类型各有不同。顶部第一旋回（5 136~5 141.3 m）渣状熔岩胶结物单一，仅有粗晶方解石一种成分来源［图2（a），图2（b）］；在第二套（5 143.6~5 153.1 m）和第三套旋回（5 156.4~5 182.4 m）渣状熔岩中，火山渣整体以颗粒支撑形式堆积，角砾间原生孔隙均被多世代胶结物致密充填，其中可以明显观察到的胶结物（或充注物）大致有3期，第一期为围绕着绿泥石化角砾边界镶边生长的白色自生斜长石（经电子探针分析确认为钠长石，详见下述），钠长石晶体外围有黑色沥青充注，构成第二期充填物质。第三期胶结物为他形粗晶—巨晶方解石，一般生长于孔隙中央，对孔隙剩余空间进行胶结［图3（d），图3（f）］。

3.3　孔隙类型

根据前人研究，TF8井渣状熔岩段孔隙度众值分布于15%~20%区间内，渗透率分布区间主要集中在（0.01~0.1）×10-3 μm2之间，属于高孔储层，孔隙度与渗透率呈现很好的正相关性［14］。本文研究观察显示，TF8井的主要储集空间发育在火山岩层段的上段部分即渣状熔岩内，其主要的储集空间为浆屑（内）溶蚀孔（缝）、绿泥石蚀变晶间孔、角砾间残余孔以及胶结物晶内孔。
浆屑（内）溶蚀孔（缝）是指渣状熔岩中的浆屑颗粒遭受溶蚀后，又未被胶结物充填的残余孔隙空间。其孔隙形态不规则，也有部分孔隙为细小的筛孔状，若完全溶蚀矿物，则保留原晶体假象［图4（b），图4（f）］。其在浆屑内部连通性整体较好［图4（c）］，在渣状熔岩段大量分布。
图4 TF8井优势储层段储集空间特征及孔隙类型

（a）TF8井，5 151.76 m，渣状熔岩岩心现象（黄色虚线框为孔洞），溶蚀孔（洞）发育，部分孔（洞）被沥青充填或半充填；（b）TF8井，5 140.56 m，浆屑溶蚀孔，蓝色铸体，单偏光；（c）TF8井，5 157.63 m，浆屑内溶蚀孔，蓝色铸体，单偏光；（d）TF8井，5 159.43 m，残余砾间孔，钠长石胶结后残余的空间未被充填，蓝色铸体，单偏光；（e）TF8井，5 148.48 m，胶结物晶内孔，蓝色铸体，单偏光；（f）TF8井，5 159.20 m，火山渣骨架溶蚀孔，火山渣角砾遭受溶蚀后仍保留原有的岩石骨架特征，蓝色铸体，单偏光；（g）TF8井，5 150.95 m，绿泥石晶间孔大量发育在蚀变作用的渣状熔岩中，扫描电镜

Fig.4 Reservoir space characteristics and pore types of the dominant reservoir section in Well TF8

绿泥石蚀变晶间孔是指玻璃质构成的火山渣在后期遭受绿泥石化后，因成分相变引发体积调整，从而存在于绿泥石晶体之间的孔隙空间。这类孔隙形状不规则，多呈细小筛孔状产出，在扫描电镜下可观察明显，该类孔隙连通性较好［图4（g）］，此类孔隙在绿泥石化强烈的渣状熔岩堆积体中大量分布，也是TF8井主要有效储集空间之一。
砾间孔是指火山角砾之间堆积疏松，多以颗粒支撑方式接触，且角砾间无火山灰填充（渣状熔岩中火山灰、火山弹尺度浆屑不发育）而形成的颗粒之间孔隙，这些砾间孔隙中、内部也发生流体的沉淀结晶作用，当沉淀结晶作用形成的填隙物未充满孔隙时留下了残余砾间孔［图4（d）］，形状不规则，通常沿火山渣角砾边缘分布，这种孔隙分布极少，偶见于胶结物充填后的空间。
胶结物晶内孔是指渣状熔岩中的火山岩角砾之间孔隙开阔得以被多期胶结物充填，但未充满而残余的结晶残余孔［图4（e）］，这种孔隙同样分布较少，偶见于胶结物之间，连通性较差。
综上所述，在TF8井乃至整个成都—简阳地区的火山岩地层储层段中，分布广泛且占据绝对优势的储集空间类型为溶蚀孔以及溶蚀作用衍生的孔隙类型和绿泥石蚀变晶间孔。

3.4　电子探针测试结果分析

通过对关键矿物进行电子探针微区主量元素测试，获得数据如表1所示。其中1~11数据行为对斜长石进行的成分测试，旨在确认其斜长石牌号（An%，用以限定斜长石亚类）；12~41数据行为邻井YT1井粒玄岩内的单斜辉石微斑晶（由于TF8井未对粒玄岩取心，故而粒玄岩段的岩石地球化学信息由邻井YT1井粒玄岩取心段代之）；41~72数据行为渣状熔岩浆屑绿泥石成分。
表1 主量元素数据 (%)

Table 1 Major elements data

序号 样品编号 SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 SO3 Cr2O3 NiO 总计
1 TF8-5-53-30-2-Ab-1 69.78 2.50 15.90 0.54 0.03 0.11 4.17 5.34 0.22 0.96 0.03 0.00 0.01 99.58
2 TF8-5-53-30-2-Ab-2 71.18 0.10 20.32 0.26 0.00 0.05 0.17 8.90 1.53 0.02 0.01 0.00 0.03 102.57
3 TF8-5-53-30-3-Ab-1 69.78 2.50 15.90 0.54 0.03 0.11 4.17 5.34 0.22 0.96 0.03 0.00 0.01 99.58
4 TF8-5-53-30-3-Ab-2 71.18 0.10 20.32 0.26 0.00 0.05 0.17 8.90 1.53 0.02 0.01 0.00 0.03 102.57
5 TF8-5-53-30-3-Ab-3 70.74 0.00 21.23 0.10 0.00 0.00 0.13 9.36 0.05 0.01 0.01 0.00 0.00 101.61
6 TF8-5-53-30-4-Ab-1 69.75 0.03 21.23 0.41 0.01 0.12 0.22 11.18 0.05 0.03 0.04 0.00 0.00 103.05
7 TF8-5-53-30-4-Ab-2 71.07 0.05 21.30 0.75 0.00 0.01 0.10 10.18 0.04 0.03 0.04 0.02 0.00 103.58
8 TF8-5-53-30-4-Ab-3 69.64 0.14 21.36 0.72 0.00 0.07 0.34 10.75 0.07 0.05 0.00 0.00 0.00 103.13
9 TF8-3-67-32-5-Ab-1 69.32 0.00 20.64 0.07 0.00 0.00 0.06 9.84 0.09 0.02 0.02 0.00 0.00 100.07
10 TF8-3-67-32-5-Ab-2 69.76 0.01 20.90 0.04 0.03 0.00 0.06 10.94 0.04 0.00 0.00 0.00 0.02 101.79
11 TF8-3-67-32-5-Ab-3 68.52 0.02 20.20 0.05 0.01 0.01 0.08 10.35 0.06 0.02 0.06 0.00 0.00 99.37
12 YT1 10-39-25-1-Cpx-1 49.92 1.73 2.75 14.12 0.31 11.42 19.57 0.30 0.01 0.04 0.00 0.03 0.00 100.18
13 YT1 10-39-25-1-Cpx-2 48.45 2.28 3.70 12.69 0.24 11.45 19.93 0.35 0.00 0.04 0.00 0.04 0.04 99.19
14 YT1 10-39-25-1-Cpx-3 48.56 2.31 3.61 12.47 0.23 11.46 19.96 0.39 0.04 0.08 0.00 0.00 0.01 99.11
15 YT1 10-39-25-1-Cpx-4 48.11 2.87 4.09 12.36 0.20 11.38 20.15 0.35 0.00 0.07 0.04 0.01 0.03 99.65
16 YT1 10-39-25-1-Cpx-5 48.08 2.22 3.89 11.96 0.22 11.49 20.20 0.36 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 98.42
17 YT1 10-39-25-1-Cpx-6 49.57 1.66 2.93 13.90 0.29 11.36 19.21 0.31 0.00 0.02 0.01 0.00 0.03 99.28
18 YT1 10-39-25-1-Cpx-7 48.92 2.23 3.79 12.79 0.23 11.48 20.05 0.37 0.01 0.06 0.00 0.02 0.02 99.96
19 YT1 10-39-25-1-Cpx-8 49.09 2.02 3.36 12.73 0.23 11.74 20.13 0.39 0.00 0.00 0.00 0.03 0.03 99.72
20 YT1 10-39-25-1-Cpx-9 49.36 1.71 2.80 14.24 0.25 11.57 18.50 0.42 0.00 0.04 0.05 0.02 0.00 98.95
21 YT1 10-39-25-1-Cpx-x 49.59 1.42 2.61 15.43 0.31 11.26 18.09 0.37 0.01 0.05 0.02 0.00 0.00 99.18
22 YT1 10-39-25-2-Cpx-1 48.22 1.50 3.56 14.06 0.26 11.42 18.72 0.35 0.02 0.00 0.01 0.03 0.01 98.16
23 YT1 10-39-25-2-Cpx-2 49.65 1.90 3.02 13.04 0.26 11.54 20.19 0.38 0.01 0.04 0.00 0.00 0.00 100.02
24 YT1 10-39-25-2-Cpx-3 48.50 2.04 3.38 13.02 0.20 11.44 20.05 0.39 0.02 0.02 0.00 0.00 0.00 99.05
25 YT1 10-39-25-2-Cpx-4 49.37 1.57 2.85 13.50 0.23 11.47 19.53 0.36 0.00 0.06 0.00 0.03 0.05 99.02
26 YT1 10-39-25-2-Cpx-5 48.94 2.10 3.26 13.13 0.24 11.52 19.87 0.35 0.00 0.00 0.03 0.01 0.00 99.46
27 YT1 10-39-25-3-Cpx-1 49.88 1.85 3.10 12.74 0.29 11.93 19.66 0.34 0.00 0.05 0.01 0.03 0.05 99.92
28 YT1 10-39-25-3-Cpx-2 49.31 1.97 3.17 12.88 0.21 11.68 19.76 0.32 0.01 0.00 0.00 0.01 0.02 99.36
29 YT1 10-39-25-3-Cpx-3 48.76 2.54 3.70 12.39 0.23 11.58 20.13 0.36 0.03 0.02 0.00 0.02 0.01 99.77
30 YT1 10-39-25-3-Cpx-4 48.25 3.00 4.25 11.75 0.21 11.56 20.39 0.40 0.00 0.05 0.00 0.01 0.00 99.86
31 YT1 10-39-25-3-Cpx-5 48.35 2.73 4.14 11.93 0.23 11.61 20.17 0.40 0.00 0.05 0.00 0.00 0.00 99.61
32 YT1 10-39-25-4-Cpx-1 48.46 2.46 3.77 13.04 0.25 11.48 19.48 0.38 0.01 0.07 0.00 0.00 0.02 99.41
33 YT1 10-39-25-4-Cpx-2 47.97 2.84 4.09 12.76 0.24 11.11 20.10 0.37 0.00 0.00 0.01 0.04 0.00 99.53
34 YT1 10-39-25-4-Cpx-3 48.25 2.40 3.78 12.75 0.24 11.38 19.87 0.35 0.00 0.03 0.00 0.05 0.05 99.15
35 YT1 10-39-25-4-Cpx-4 49.11 1.85 3.41 12.79 0.24 11.45 20.13 0.39 0.00 0.04 0.01 0.03 0.01 99.46
36 YT1 10-39-25-4-Cpx-5 48.83 2.25 3.65 12.87 0.22 11.58 19.96 0.36 0.02 0.03 0.00 0.04 0.00 99.79
37 YT1 10-39-25-5-Cpx-1 48.85 2.08 3.50 12.18 0.26 11.53 20.18 0.35 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 98.93
38 YT1 10-39-25-5-Cpx-2 47.76 2.71 4.18 12.11 0.22 11.30 19.96 0.41 0.00 0.07 0.04 0.02 0.00 98.77
39 YT1 10-39-25-5-Cpx-3 49.47 1.98 2.96 12.83 0.27 11.87 19.72 0.34 0.01 0.03 0.03 0.02 0.00 99.52
40 YT1 10-39-25-5-Cpx-4 47.87 2.74 4.02 12.09 0.25 11.28 20.05 0.37 0.00 0.00 0.00 0.03 0.03 98.74
41 YT1 10-39-25-5-Cpx-5 48.45 2.44 4.06 11.27 0.20 11.49 20.39 0.40 0.00 0.00 0.00 0.05 0.01 98.74
42 TF8-5-53-30-4-Ch-8 25.56 0.02 15.97 38.08 0.42 7.17 0.05 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 87.31
43 TF8-5-53-30-4-Ch-9 26.60 0.00 16.71 37.96 0.38 7.05 0.08 0.07 0.00 0.05 0.00 0.00 0.02 88.91
44 TF8-5-53-30-4-Ch-10 26.22 0.01 16.45 37.67 0.46 7.50 0.04 0.08 0.01 0.03 0.06 0.05 0.04 88.61
45 TF8-5-53-30-5-Ch-1 26.71 0.02 16.43 35.04 0.31 9.10 0.19 0.05 0.05 0.03 0.03 0.02 0.02 87.99
46 TF8-5-53-30-5-Ch-2 26.99 0.01 16.58 34.95 0.30 8.71 0.14 0.07 0.06 0.00 0.01 0.01 0.00 87.83
47 TF8-5-53-30-5-Ch-3 26.55 0.00 16.74 35.29 0.28 8.91 0.07 0.05 0.00 0.00 0.01 0.00 0.03 87.92
48 TF8-5-53-30-5-Ch-4 27.56 0.00 16.50 34.36 0.28 9.61 0.40 0.04 0.03 0.00 0.04 0.00 0.00 88.82
49 TF8-5-53-30-5-Ch-5 25.79 0.00 16.68 38.20 0.43 6.61 0.03 0.10 0.01 0.00 0.03 0.01 0.04 87.94
50 TF8-5-53-30-5-Ch-6 26.37 0.03 16.60 37.58 0.39 7.40 0.01 0.08 0.02 0.04 0.00 0.00 0.01 88.53
51 TF8-5-53-30-5-Ch-7 25.78 0.02 16.73 37.94 0.45 6.80 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.02 87.79
52 TF8-5-53-30-5-Ch-8 29.22 0.01 16.74 25.51 0.34 14.92 0.17 0.07 0.01 0.00 0.01 0.00 0.03 87.04
53 TF8-5-53-30-5-Ch-9 28.08 0.00 16.83 29.43 0.43 13.08 0.03 0.02 0.02 0.00 0.00 0.00 0.04 87.96
54 TF8-5-53-30-5-Ch-10 28.42 0.02 15.93 26.54 0.35 15.43 0.14 0.02 0.03 0.02 0.00 0.01 0.03 86.93
55 TF8-5-53-30-5-Ch-11 25.67 0.02 16.64 38.97 0.60 6.51 0.03 0.05 0.01 0.01 0.00 0.00 0.03 88.53
56 TF8-3-67-32-2-Ch-1 27.17 0.04 16.63 23.15 0.25 15.05 0.23 0.08 0.06 0.03 0.05 0.00 0.04 82.78
57 TF8-3-67-32-2-Ch-2 27.11 0.01 16.58 23.11 0.24 14.38 0.09 0.04 0.06 0.00 0.05 0.03 0.03 81.72
58 TF8-3-67-32-2-Ch-3 28.64 0.03 16.97 24.90 0.28 15.58 0.18 0.09 0.09 0.01 0.04 0.01 0.01 86.80
59 TF8-3-67-32-2-Ch-4 28.01 0.00 17.01 25.00 0.29 15.42 0.18 0.11 0.11 0.02 0.11 0.05 0.02 86.32
60 TF8-3-67-32-5-Ch-1 28.06 0.00 16.73 24.84 0.35 14.96 0.12 0.04 0.03 0.00 0.06 0.01 0.01 85.20
61 TF8-3-67-32-5-Ch-2 28.37 0.06 16.63 25.12 0.31 15.22 0.19 0.04 0.09 0.00 0.04 0.03 0.00 86.10
62 TF8-3-67-32-6-Ch-1 25.43 0.09 16.91 23.39 0.28 14.00 0.09 0.12 0.01 0.01 0.12 0.03 0.00 80.49
63 TF8-3-67-32-6-Ch-2 24.51 0.04 16.58 22.03 0.26 13.00 0.04 0.13 0.03 0.00 0.02 0.03 0.00 76.68
64 TF8-3-67-32-6-Ch-3 23.73 0.05 16.03 22.09 0.27 12.63 0.07 0.10 0.04 0.00 0.07 0.06 0.00 75.13
65 TF8-3-67-32-6-Ch-4 23.03 0.03 15.25 21.30 0.29 12.02 0.06 0.09 0.02 0.00 0.02 0.08 0.04 72.21
66 TF8-3-67-32-6-Ch-5 24.15 0.00 15.64 22.71 0.29 12.92 0.11 0.16 0.05 0.02 0.05 0.12 0.00 76.22
67 TF8-3-67-32-6-Ch-6 24.60 0.01 15.69 22.87 0.31 12.74 0.10 0.14 0.07 0.01 0.06 0.11 0.00 76.69
68 TF8-4-48-42-2-Ch-1 25.41 2.16 14.23 24.26 0.33 11.85 3.48 0.12 0.11 1.31 0.14 0.01 0.02 83.43
69 TF8-4-48-42-2-Ch-2 26.83 7.44 11.86 21.70 0.29 9.49 6.96 0.10 0.09 0.70 0.16 0.01 0.04 85.68
70 TF8-4-48-42-2-Ch-3 27.69 8.17 11.96 22.63 0.20 9.43 7.22 0.21 0.15 0.05 0.09 0.03 0.04 87.86
71 TF8-4-48-42-2-Ch-4 27.42 0.22 16.24 28.45 0.32 12.68 0.38 0.24 0.18 0.01 0.16 0.06 0.03 86.39
72 TF8-4-48-42-2-Ch-5 27.38 0.14 15.53 26.84 0.47 13.96 0.22 0.03 0.03 0.00 0.01 0.03 0.01 84.66
由表1可见，自生斜长石阳离子几乎完全由Na+组成（An<5%）；为典型的高纯度钠长石［图5（a）］；单斜辉石Fe/Mg摩尔比为0.42~0.53。在单斜辉石分类中介于透辉石和普通辉石之间［图5（b）］。所测绿泥石MgO的质量分数明显偏低，而FeO含量明显较高。由于Fe3+的含量不可直接通过电子探针获得，且绿泥石中Fe3+摩尔数一般小于铁总量的5%，因此在数据处理中FeO可近似用作全铁质量分数处理［31］，在此基础上以36个O原子作为标准进行阳离子特征值处理，并以DEER等［32］对绿泥石基于成分的分类方案作为标准进行投图，TF8井火山岩中绿泥石主要分布在铁镁绿泥石和密绿泥石2个区间［图5（c）］。
图5 TF8井中长石分类图解（a）和中辉石分类图解（b）和绿泥石分类图解｛（c），据文献［32］｝和火山岩中单斜辉石温度区间约束（d）

Fig.5 Classification diagram of feldspar （a） and classification diagram of augite （b） and classification diagram of chlorite （（c）， cited from Ref.［32］） and temperature interval constraint of monoclinic pyroxene in volcanic rocks（d） in Well TF8

4 讨论

4.1　渣状熔岩段的主要成岩作用类型

通过对研究区渣状熔岩的镜下薄片观察并且结合火山岩自生矿物生长情况及各类孔隙分布情况，识别出研究区主要经历脱玻化作用、钠长石结晶作用、沥青充注、方解石结晶作用、溶蚀作用以及绿泥石蚀变作用6种关键成岩作用（注：此处主要考虑化学过程，故略去任何岩石在埋藏阶段都会经历的压实作用等纯物理变化过程）。

4.1.1　脱玻化作用

研究区渣状熔岩的浆屑以玻璃质为主，在地表堆积和浅埋藏过程中发生脱玻化并向结晶类物质转变［33］，火山玻璃在这个过程中完成了体积重组，可扩增出额外的储集空间，即脱玻化微孔［17］。依然保留脱玻化阶段的浆屑在TF8井含浆屑碳酸盐角砾岩中可明显观察到［图3（i），可能与该段以灰泥为基质胶结，较早胶结致密，使之得以对后续成岩作用全程保持封闭有关］，但在作为核心储层段的渣状熔岩内，因原生砾间孔含量多、空间大且后续成岩作用叠加复杂（下文详述），导致玻璃质乃至早期脱玻化阶段成岩痕迹几乎全部被后续成岩演化过程覆盖。

4.1.2　钠长石结晶作用

研究区渣状熔岩段中钠长石以自形板片状集合体镶边生长于火山角砾外围［图3（f），图3（h）］。钠长石的广泛结晶需要大量Na+和Al3+的供给。基性火山产物中Al2O3成分较高（质量百分比约为17%），因此，本段的浆屑在成岩作用时，一方面，与外界流体进行离子交换的过程可有效提供Al3+。但另一方面，Na+并不是基性岩浆的优势组分（基性火山玻璃中Na+的质量百分比往往小于2%）［34］，所以砾间孔内钠长石的广泛结晶显然还需要一个能够提供足量Na+的外界系统参与。考虑到这些钠长石是最早一期成岩胶结物，且ELIP北缘坐落在陆表海碳酸岩台地的整体古环境背景下，这些周缘海水以地层流体的形式浸入尚未完全封闭的浅埋藏火山碎屑砾间孔中［26，35］，可成为Na+的有效提供者。当钠长石在适宜的温度或浓度条件下达到饱和，便从流体系统里析出，逐步在浆屑表层附生，形成自形晶镶边集合体。

4.1.3　沥青的充注和方解石结晶作用

钠长石外围见黑色沥青充填［图3（c），图3（d）］，沥青外围则充填他形方解石巨晶或粗晶集合体［图3（c），图3（f）］。沥青的存在表明在砾间孔尚未完全被胶结物堵塞之前，存在过烃类充注。而方解石的大量发育则表明后续砾间孔内流体富含Ca2+。基性岩浆凝固形成的火山渣主体本身Ca2+含量较高，在与外界进行离子交换的过程中可作为Ca2+的有效提供者；此外，如上所述，以周缘海水为来源的地层流体亦可成为碳酸钙的有效提供者。无论沥青的充注还是方解石结晶，皆对砾间孔进行了封堵，使之基本封闭，属于破坏性成岩作用。

4.1.4　溶蚀作用

由镜下观察可见，成都—简阳地区火山碎屑岩迄今维持开放的孔隙并不是原生砾间孔，相反，几乎全部集中在浆屑骨架内部［图4（f）］。这些孔隙边界模糊，呈港湾状分布，有些孔隙还保留原有晶体假象，可有效表明其为溶蚀作用主导下所形成的孔隙。在局部视域，甚至观察到火山渣被彻底溶蚀，仅保留清晰轮廓，而与之接触的外围胶结物及充填火山气孔的杏仁体却形态完整、边界清晰［说明并未受到溶蚀作用影响，图4（c）］，该现象进一步表明成都—简阳地区这期溶蚀性流体晚于方解石胶结作用发生，并具有极强的化学选择性（其可以有效溶蚀火山角砾、却不会溶蚀封堵砾间孔的方解石胶结物，表明其对方解石成分饱和，为碱性流体）。同时在规模上，这期针对浆屑的溶蚀作用在成都—简阳地区火山岩内十分普遍［15，36-37］，又暗示这期溶蚀作用需以大规模流体活动为前提。首先，基性岩浆本身含水量极少［38］，且派生的热液规模亦较为局限，所以自身规模不足以支撑大范围的溶蚀作用；其次，火山热液派生的挥发份多以SO2、F、CO2等物质为主，往往呈酸性，亦与研究区观测到的流体改造规模不相符。结合上述推论，推测主导溶蚀作用的流体必然是具有规模性且化学成分上呈现碱性特质的外源热液，从而与上述成岩作用所暗示的周缘海水来源一致。该期溶蚀作用是形成储集空间的关键建设性成岩作用。

4.1.5　绿泥石蚀变作用

火山碎屑岩段残余浆屑遭受显著蚀变改造［图2（b），图3（e）］，其在维持原有岩石骨架形态的基础上大规模相变为绿泥石（表1）。显微镜下观察发现这些浆屑角砾及火山渣几乎完全蚀变为细小的绿泥石隐晶质集合体［图3（k）］、扫描电镜进一步发现绿泥石晶体呈鳞片状分布，发育大量绿泥石晶间微孔［图4（g），图4（j）］，说明绿泥石蚀变作用是一个体积减小的过程，可进一步扩大孔隙的规模，因而是建设性成岩作用。绿泥石蚀变一方面需要流体系统作为离子提供源，另一方面也需要岩石原始孔隙和溶蚀作用后扩大的孔隙创造空间条件，使流体得以与岩石骨架充分接触，从而为大量蚀变提供良好条件。

4.2　成岩序列中各期次发育时期及孔隙成因

根据以上成岩作用机制识别，结合岩相学与地球化学手段分析的进一步结果，可梳理上述6期成岩作用的整体先后发育序列依次为脱玻化作用→钠长石结晶作用→沥青充注→方解石结晶作用→溶蚀作用→绿泥石蚀变作用。以下将详细梳理成岩演化序列及孔隙成因机理在成岩序列中的具体展现形式。
在原生喷发阶段，熔融的岩浆首先自火山口喷出，然后溢流就位，其核部形成致密熔岩，其表壳形成自碎裂角砾岩，此后进入成岩作用阶段。作为熔岩表壳的自碎裂角砾岩是快速冷凝产物，以玻璃质为主体成分，而基性火山玻璃在热力学上极不稳定，不需要极高的温度或流体介入便可在地表堆积或极浅埋藏条件下快速脱玻化，构成最早一期成岩作用［图6（b）］。
图6 研究区孔隙发育模式

Fig.6 Pore development model of the study area

ELIP主期溢流玄武岩在地表堆积速率极快，据HUANG等［6］估算，在主喷发期甚至可维持0.35 km3/a的极高输出频率，导致每一期熔岩流在地表就位并凝固后，暴露时间较短，很快将被后续喷发的熔岩覆盖，进入浅埋藏阶段。此时，火山角砾开始发生脱玻化，而角砾间孔隙仍完全维持开放。高精度放射性测年结果表明，主期溢流喷发期（约260 Ma）之后，峨眉山大火成岩省仍保持了2~3 Ma的活动期，使岩浆热场得以持续维持［6，39-40］。在此过程中，火山玻璃的持续脱玻化可以向浸润砾间孔的流体释放Al3+、SiO4 2-，与流体中的Na+结合形成钠长石。受热液交代变质作用的成岩格子控制，富流体环境下钠长石的结晶至少需要100~200 °C（更低温则会被方沸石+石英的组合所取代）。而在流体富Ca2+的前提下，高纯钠长石结晶温度的上限则可被约束在300~400 ℃区间之内。高于此温度，Ca2+（注：以海水为来源的流体中天然富含Ca2+，后续方解石的大规模结晶亦可见一斑）在长石晶格中与Na+的相容性明显增强，导致斜长石牌号（An%）很容易突破20%，向奥长石乃至中长石方向发展。在最广义的变质作用范畴里，富Na+、Ca2+、Al3+的原岩体系往往在大于400 ℃时才开始出现真正意义上的斜长石（代表岩石为斜长角闪岩），而低于此温度的等化学系列则往往只有纯钠长石（代表岩石为钠长—绿帘角闪岩）。因此，在一套同时富Na+、Ca2+、Al3+的体系里，钠长石的出现可作为一个定性温度计，表明其结晶温度不高于大约400 ℃、亦不低于大概180~200 ℃［41-42］。
沥青出现在自形钠长石外围，表明在钠长石结晶之后有一期烃类物质进入了角砾间的残余孔隙空间。在热场作用下，轻质组分将很快散失，重质组分固化为沥青，构成研究区第二期“成岩作用”［图6（c）］。这期烃类的注入，与成都—简阳地区的地质背景有着天然合理性关联：成都—简阳地区坐落于德阳—安岳古裂陷槽［43］，该裂陷槽内充填大量下古生界筇竹寺组烃源岩，后续有效生烃［13］。研究区火山岩作为地幔柱岩浆的产物［28］，需要通过连通地幔与地表的深大断裂才能喷出地表。且贯穿地幔与地表的深大断裂将切穿所有沉积盖层，使早古生代烃类可以通过断裂系统运移至浅部层位，注入成岩早期尚未大量开放的火山碎屑岩的砾间孔中，同时XIAO等［13］测出研究区与沥青包裹体相关的盐水包裹体的均一温度为230 ℃，高于成都—简阳地区正常埋藏深度的最高古地温，进而推测烃类以流体形式充注，进入近源相堆积体，受岩浆高温热场作用，从而快速裂解并发生沥青化。且研究区火山碎屑岩在喷发至地表后，地壳深部岩浆房对火山岩储层及早古生代烃源岩仍有热场作用［44］，烃类受高温影响容易形成热稳定性较高的沥青，从而胶结在钠长石外围。
沥青充填后的角砾残余孔中央有一期方解石充填，直观表明方解石结晶晚于沥青充注［图3（f），图6（d）］。值得注意的是，此时溶蚀作用尚未发生、砾内溶孔尚未发育，不然沥青和方解石将堵塞溶孔。因此，可有效把溶蚀作用的序列期次放置在“钠长石+沥青+方解石”组合将原生砾间孔彻底封堵之后。自溶蚀作用开始，建设性成岩作用便开始占据主导［图6（e）］。角砾骨架的绿泥石蚀变作用则是这套成岩演化序列的最后一期关键成岩作用。其发生时间不早于溶蚀作用［图6（f）］，如若相反，便意味着绿泥石将成为溶蚀对象，这显然与扫描电镜下观察到绿泥石自形晶棱角分明的面貌相矛盾［图3（g），图4（c）］。
综上对6种成岩作用期次梳理，认为研究区原始堆积的火山碎屑岩依次经历脱玻化作用、钠长石结晶作用、烃类充注及沥青化、方解石结晶作用、溶蚀作用以及同步或晚于溶蚀作用而发生的绿泥石蚀变作用。由于绿泥石蚀变作用处在序列最后，可用绿泥石形成时记录的温度，约束整条成岩作用序列的末期温度范围。

4.3　同喷发热场控制的火山岩规模性成储过程

4.3.1　绿泥石温度计

绿泥石是层状的镁、铁铝硅酸盐矿物。其晶体内各种阳离子配位种类多样、变化范围大、替换作用对温度变化极敏感，因此常用作经验性地质温度计［45］。由于蚀变作用本质是维持浆屑固态骨架的基础上将绿泥石作为新生矿物的结晶过程，故而其离子成分记录的结晶温度便可代表交代作用发生的温度。分别以CATHELINEAU［46］、JOWETT［47］等开发的基于绿泥石主量元素定量成分和以AlIV、AlVI为基础的绿泥石温度计进行独立计算，CATHELINEAU［46］温度计返回的基质交代绿泥石温度在237~280 ℃之间，平均值为258 ℃，中位数为259 ℃；JOWETT［47］温度计返回的基质交代绿泥石温度在245~291 ℃之间，平均值为266 ℃，中位数为265 ℃，2种温度计计算所得的温度区间整体较为一致，可视为相互可印证的有效返回结果［图5（e）］。

4.3.2　对成岩过程处于同喷发期热场的合理性约束

前人［16，48］以TF102井和TF2井为代表，对成都—简阳地区火山埋藏热史进行了系统恢复，本文主要研究对象位于TF8井，与上述2口井均属于成都—简阳地区，各井之间距离不足10 km；且火山岩层段地层单元可有效对比，属一套火山碎屑堆积体，故研究区埋藏热史可有效应用至TF8井岩石。绿泥石温度计约束的交代作用发生于237~291 ℃，而埋藏热史记录的喷发后常规地层埋藏的温度峰值为190 ℃［图7（a）］，表明火山岩在二叠纪后续漫长埋藏直至钻探采出的全过程，再未达到237 ℃及以上。那么，绿泥石所记录的237~291 ℃高温，只可能由成都—简阳地区同喷发期岩浆系统所提供。火山机构下部的岩浆房、复杂的火山通道是异常地热场的有效热源，在其存在的全周期，火山机构周缘堆积体一定经历了一个从相对高温到相对低温再到常规低温梯度的渐变过程。这与钠长石作为第一期成岩作用，其温度被限定在300~400 ℃至237~291 ℃之间、不低于后续绿泥石形成温度的序列相一致。200~400 ℃也是烃类沥青化的有效温度范围，从而与钠长石结晶和绿泥石蚀变作用之间发生烃类充注并且沥青化的岩石学现象吻合。
图7 成都—简阳地区二叠系火山岩埋藏热史｛（a），据文献［18］｝及TF8井优势储层段成岩序列期次（b）

GLB年龄来源于文献［51-52］，ELIP年龄来源于文献［6，21］

Fig.7 Thermal-burial history of Permian volcanic rocks in the Chengdu-Jianyang area（a） and diagenetic sequence stage modeling diagram of well-developed volcanic reservoir in Well TF8（b）

4.3.3　成都—简阳地区近源热场的客观存在性

TF8井含浆屑碳酸岩角砾岩中的浆屑角砾磨圆和分选较差、不仅含巨型岩块角砾，而且杂乱堆积、完全没有成层性，明显指示其为坐落于火口近源的垮塌堆积体［图2（f）］，且被岩浆侵入体所贯穿［图2（g）］，直接证明了研究区火山岩靠近热场作用的供给中心——岩浆房，而在TF8井含浆屑碳酸岩角砾岩基质中可以明显观察到蜂巢层大型䗴类——新希瓦格䗴［图3（l）］，这类古生物为中二叠统标准化石，在中晚二叠世之交灭绝，说明TF8井所代表的成都—简阳地区火山碎屑岩的就位时间不晚于中晚二叠世界线（259 Ma）［6］［图7（a）］，而ELIP在中晚二叠世界线之后的2 Ma时间内仍维持有效的岩浆活动，因此在中二叠世已经堆积完成的火山碎屑岩仍可维持热场的存在。为定量表征研究区内同喷发热场存在的合理性，进一步采用岩浆—熔体平衡时反映结晶温度的单斜辉石地质温度计［49-50］，将YT1井粒玄岩段单斜辉石电子探针原始数据代入该温度计，获得单斜辉石结晶温度约在1 014~1 100 ℃之间，平均温度为1 064.5 ℃，该温度可作为成都—简阳地区浅部岩浆房温度的最直接反映，进一步证实成都—简阳地区火山碎屑岩储集体不仅堆积于ELIP的近缘范围内，其高温成岩作用序列也是同喷发期异常地热场的直接产物。
随着火山活动的终止，热场逐渐消失，温度降低至正常地温梯度，在后续漫长地质历史中随其他沉积岩层一并受正常埋藏地热场作用。虽然埋藏热史记录的常规地层埋藏温度不超过190 ℃，但因前期火山活动同生期所结晶的绿泥石、钠长石等都属于在正常成岩埋藏环境乃至更高温度范围可稳定保持的矿物，因此，常规成岩作用对其叠加改造甚微，从而使得浆屑溶蚀孔和绿泥石晶间孔等得以在后续维持开放，在三叠纪、侏罗纪这2个四川盆地的关键油气充注期接受烃类的再次充填并保存至今，最终成为现今全球已知的最深火山岩油气藏［18］。

5 结论

（1）四川盆地成都—简阳地区火山碎屑岩储集体的优势储集空间为浆屑溶蚀孔和绿泥石晶间孔，其中，浆屑溶蚀孔是ELIP同喷发热场周缘海水做主导的大范围溶蚀作用形成的孔隙，绿泥石晶间孔即辉石等火山岩矿物蚀变为绿泥石后体积变小而形成的晶间孔隙。
（2）成都—简阳地区火山碎屑岩储集体的成岩演化序列为喷发→冷却堆积→脱玻化→钠长石结晶胶结→沥青充注→方解石结晶胶结→溶蚀作用→绿泥石蚀变作用。其中绿泥石温度计所揭示的237~291 ℃温度区间和斜长石温度计所揭示的300~400 ℃温度区间又将成岩序列中各期次发生温度进一步约束。
（3）绿泥石蚀变作用作为上述成岩序列的最后一期，其发生的237~291 ℃温度区间可对该套成岩演化序列在区域埋藏史中的发生时期进行有效约束：由于该温度区间高于火山岩在后续埋藏可达的最高温度（190 ℃），整个成岩序列（包含关键储集空间的发育）仅可解释为成都—简阳火山机构尚活跃过程中所激发的同喷发期热场下的产物。能够受该热场有效影响的火口近缘堆积区，是四川盆地二叠系火山岩大规模成储的潜力目标区。

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