紐約州上奧陶紀(jì)特倫頓-黑河群熱液白云巖儲(chǔ)層的成因和特征

1、紐約州上奧陶紀(jì)特倫頓 紐約州上奧陶紀(jì)特倫頓-黑河群熱液白云巖儲(chǔ)層的成因和特性 黑河群熱液白云巖儲(chǔ)層的成因和特性LanghorneB.SmithJr.摘 要： 要： 過去的十年來，在紐約州中南部上奧陶紀(jì)黑河(Black River)組的橫向不連續(xù)白云巖中先后發(fā)現(xiàn)了 20 多個(gè)新氣田。這些白云巖出現(xiàn)在地震資料可以識(shí)別的深入基底的扭斷層附近。解釋認(rèn)為，分布在狹長(zhǎng)的以斷層為界的構(gòu)造低地及其周圍的大多數(shù)氣田都屬于負(fù)花狀構(gòu)造。斷層遠(yuǎn)處的地層是不滲透

2、的石灰?guī)r，它們構(gòu)成了有關(guān)儲(chǔ)層的側(cè)向封閉層。在多數(shù)情況下，這些斷層消失在上覆的特倫頓(Trenton)組石灰?guī)r和尤蒂卡(Utica)組頁巖內(nèi)?？紫抖戎饕l(fā)育于內(nèi)壁覆蓋有鞍狀白云石的孔洞、角礫和裂縫帶中。在本次研究所描述的黑河群巖心中，基質(zhì)孔隙度不常見。 深入基底斷層附近的白云巖不規(guī)則分布以及地球化學(xué)和流體包裹體的分析都支持鞍狀和基質(zhì)白云巖具有與斷層有關(guān)的熱液成因。因?yàn)樘幱诜闯Ｒ?guī)的構(gòu)造環(huán)境(即構(gòu)造低地對(duì)構(gòu)造高地)，此類成藏層帶多年來都沒有被

3、發(fā)現(xiàn)。如能采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造一地層一成巖作用綜合模型，就有可能在紐約州的布菜克里弗群和全球的碳酸鹽巖地層中發(fā)現(xiàn)更多的熱液白云巖天然氣藏 。 一 研究背景 研究背景 北美洲東部的上奧陶紀(jì)特倫頓一黑河群碳酸鹽巖發(fā)育有橫向不連續(xù)的白云石化層段，其生產(chǎn)油氣已有一個(gè)多世紀(jì)。1884 年首次在俄亥俄州和印地安那州的萊馬一印地安納 (Lima-Indiana)構(gòu)造帶(圖 1)的白云巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)了油氣。多數(shù)白云巖明顯與斷層有關(guān)，因?yàn)樗鼈兣c北一北西到南一南東走

4、向的鮑靈格林(Bowling Green)斷層以及其它斷層帶成一條直線分布 (Wickstrom 等，1992)。萊馬一印地安納構(gòu)造帶已產(chǎn)出石油超過了 5 億桶，產(chǎn)出天然氣也達(dá)到了 1 萬億立方英尺以上(Wickstrom 等，1992)，使之成為全球第一個(gè)大油田。其后在安大略省(Ontario)的多佛(Dover)以及密歇根州的迪爾菲爾德 (Deerfield)和諾斯維爾(Northville)地區(qū)受斷層控制的白云巖內(nèi)，又發(fā)現(xiàn)了規(guī)模稍

5、小但仍為重要發(fā)現(xiàn)的油氣田(Hurley 和 Budros，1990)。接下來在特倫頓一黑河群橫向不連續(xù)白云巖層段獲得的重大發(fā)現(xiàn)是密歇根州南部的阿爾比恩一錫皮歐(Albion Scipio)構(gòu)造帶(圖 1)。在一個(gè)長(zhǎng) 50 km 寬 1．6 km 的雁行排列構(gòu)造低地帶，發(fā)育了孔隙性基質(zhì)白云巖、由鞍狀白云石膠結(jié)的角礫巖以及由鞍狀白云石襯壁的裂縫和孔洞(Hurley 和 Budros，1990)。阿爾比恩一錫皮歐油氣田自發(fā)現(xiàn)以來的累計(jì)產(chǎn)量已達(dá)

6、 2．5 億桶油當(dāng)量以上。后來又在密歇根州和安大略省相繼發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)模稍小的Prouty，1988；Hurley 和 Budros，1990；Colquhoun，1991；Wickstrom 等 1992；Coniglio等，1994；Smith 等 2003；Davies 和 Smith，2006)，而與大氣降水的巖溶無關(guān)Prouty(1988)、Hurley 和 Budros(1990)都認(rèn)為，密歇根州南部狹長(zhǎng)的阿爾比恩一錫皮歐

7、氣田形成于左旋走滑斷層帶上，而且有熱流體沿該斷層及其裂縫帶向上流動(dòng)，從而使相鄰的石灰?guī)r發(fā)生了白云石化。解釋認(rèn)為，這些構(gòu)造凹陷形成于扭張斷層作用和負(fù)花狀構(gòu)造的發(fā)育 (Harding，1974；Hurley 和 Budros，1990)。Wickstrom 等(1992)認(rèn)為，俄亥俄州西北部北西一南東走向的鮑靈格林(Bowling Green)斷層帶附近的白云巖具有類似的成 因，而 Colquhoun(1991)也對(duì)安大略省南部希爾曼(Hi