海相油气地质杂志投稿格式参考范文：热液流体活动的识别方法及油气地质意义研究进展

　　0 前言

　　“热液” 指 50 - 400°C 的高温水溶液，含多种化学物质，沿裂缝通道从深部向浅部活动并携带热能。世界多地发现受热液改造地区，如美国和加拿大的油田、渤海海域、塔里木盆地等，热液流体活动参与油气成藏全过程，影响重大。国内外学者对热液流体活动研究较多，但以往多针对特定地区实例研究，热液流体活动识别方法选取不同，对其在油气成藏影响方面多分析个别成藏条件。目前，尚未对热液流体活动的识别方法及对油气成藏的影响进行系统梳理和总结，本文旨在基于文献调研进行梳理归纳，为相关研究提供借鉴。

　　1 热液流体活动的识别方法

　　热液流体的高温高压特性会改变地层的温度、压力、岩石结构和物理化学组成，其活动对含油气盆地的烃源岩、储层和盖层产生显著影响，这些影响被记录下来可作为识别标志。前人研究的识别方法主要分为岩石矿物学特征组合法、温感参数异常法、地球化学元素含量异常法三大类。

　　岩石矿物学特征组合法：热液流体运移时与围岩发生水 - 岩反应，改变岩石结构、矿物组成及黏土矿物转化，以这些异常改变为特征的组合方法即岩石矿物学特征组合识别法。

　　岩石结构特征：深层热液流体进入地层可形成热液角砾岩、岩石的斑马状结构和热褪色结构。热液角砾岩由热液流体爆发性运移导致围岩脆性破裂，热液矿物快速沉淀形成，常与断裂和裂缝系统相伴生;斑马状结构是高压热液流体侵入使围岩形成裂隙，富CO2酸性热液流体溶蚀并使热液矿物充填裂隙形成;热褪色结构是热液流体作用下岩石颜色变浅，不过该特征不能单独用于识别热液流体活动。

　　矿物组成特征：深部热液流体与围岩反应沉淀形成的矿物可作为研究印记，如黄铁矿、鞍状白云石、萤石等。酸性热液与碳酸盐岩反应产生的黄铁矿晶形完整，自形 — 半自形，Co/Ni值多大于 1，Ⅰ 类黄铁矿可指示热液流体活动;鞍状白云石以粗粒马鞍形晶体集合为特征，18O富集是其典型标志;萤石由热液流体与储层围岩交代形成，形成时颗粒体积减小可改善储层物性。热液流体对碎屑岩储层溶蚀产生片钠铝石、高岭石等次生矿物组合及次生孔隙;对花岗岩热液蚀变形成地开石、磷灰石等。多种矿物或矿物组合出现才能准确识别热液流体活动。

　　黏土矿物转化特征：黏土矿物对温压变化敏感，热液流体活动通过改变地层温度、酸碱度和压力影响黏土矿物转化。热液使地层温度升高，造成黏土矿物超前演化，伊利石含量异常增大;改变流体酸碱度使高岭石含量异常增高;形成的异常压力抑制黏土矿物转化。高温热液流体活动导致伊利石含量增加会使储层物性变差。

　　温感参数异常法：热液流体活动导致盆地内温度和压力改变，温度场变化可通过对温度敏感的参数反映，如碳氧同位素组成、流体包裹体均一温度、镜质组反射率等，通过这些温度参数异常改变识别热液流体活动的方法即温感参数异常法。

　　碳氧同位素组成异常：深部热液流体作用地区碳同位素组成值偏正，氧同位素组成值偏负。氧同位素具有 “温度计效应”，高温热液侵入使地层温度升高，氧同位素热分馏导致

　　18O含量减少，热液成因碳酸盐矿物δ18O值一般小于某值。由于大气淡水和成岩流体作用易影响氧同位素组成，识别时通常将其与碳同位素或流体包裹体均一温度结合。

　　流体包裹体均一温度异常：流体包裹体可记录原始流体信息，热液流体入侵使地层温度升高，包裹体表现出较高均一温度。将流体包裹体均一温度和埋藏史结合，若包裹体均一温度高于地层最大埋藏温度，表明地层受热液流体活动影响，如莺歌海盆地的情况。镜质组反射率突变异常：镜质组反射率一般随深度增大而规律性增加，热液流体的异常高温促进有机质成熟，使镜质组反射率斜率突变。受影响地区的Ro分布分为座椅型和反 “S” 型，这两种样式可反映热液流体活动影响的深度、程度以及沉积地层对热液流体的输导和封闭能力。

　　地球化学元素含量异常法：热液流体会携带化学物质与围岩反应，导致一些化学元素含量异常，这种通过识别元素含量异常变化来判断热液流体活动的方法即地球化学元素含量异常法，主要包括地层水矿化度异常、Fe 和 Mn 含量异常、稀土元素含量异常等方法。

　　地层水矿化度异常：高矿化度地层水的形成常与富CO2热液流体作用密切相关，深部上涌的高矿化度热卤水进入储层与围岩反应，使地层水矿化度异常增高，如歧口凹陷的情况。

　　Fe 和 Mn 含量异常：热液流体运移与围岩反应导致岩石中 Fe 和 Mn 元素富集，碳酸盐岩中 Fe 和 Mn 元素增加可作为判别热液输入的指示，(Fe+Mn)/Ti值、Al/(Al+Fe+Mn)值可用于评价热液流体对沉积物的影响。稀土元素含量异常：稀土元素可记载成岩流体和成岩环境信息，高温热液易从地下岩石中淋滤出Eu2+，使热液流体稀土元素配分模式具有显著正 Eu 异常，如四川盆地和塔里木盆地部分岩石的情况。

　　2 热液活动对油气成藏的意义

　　热液流体活动参与沉积盆地油气成藏全过程，对油气储层和盖层的形成、改造以及油气生成、运聚都有重要影响。

　　深部热液流体加速烃源岩生烃演化：优质烃源岩的形成和演化与热液流体活动有关。热液流体携带的热能可提高地层温度，加快烃源岩热演化进程;其携带的富含 C、H 组分的深部热液流体可为烃源岩提供外源氢，促进高演化烃源岩生烃，增加生烃量;热液流体携带的金属微量元素在有机质生烃过程中起催化剂作用，促进有机碳与氢结合生成更多烃。

　　深部热液流体对储层发育的影响：深部热液流体对油气储层的影响具有两面性，包括溶蚀、白云石化等建设性作用和热液流体充填的破坏性作用。

　　热液流体对储层发育的建设性：热液活动对储层有多种建设性改造作用。溶蚀作用包括热液溶蚀和有机酸溶蚀，热液溶蚀使碳酸盐岩和碎屑岩储层形成溶蚀孔洞和次生孔隙，有机酸溶蚀由热液入侵促进有机质成熟产生有机酸进而溶蚀储层;萤石化作用中，深部酸性热液流体中的 HF 与方解石反应生成萤石，晶粒体积减小形成额外孔隙;白云石化作用使石灰岩转化为白云石，孔隙体积增加，白云石菱面体支撑格架有利于孔隙度保持;围岩热破裂作用使围岩在高温高压热液侵入下产生诱导缝，改善储层储集空间的连通性。渤海湾盆地部分地区的储层受这些建设性作用影响，物性得到改善。

　　热液流体对储层发育的破坏性：热液流体对储层的破坏作用主要是充填作用。热液流体在断层裂缝系统内沉淀形成特征矿物，充填早期裂缝和溶蚀孔洞，减小储集空间;溶蚀产物被热液流体携带到其他地层沉淀，减弱其他地层储集性能。四川盆地中西部茅口组白云岩地层受此影响，基质孔隙度减小。

　　深部热液流体增强盖层封闭性：深部酸性热液流体沿深大断裂向上运移时，溶蚀储层并携带溶蚀物质在上覆盖层微裂缝中沉淀形成矿物，愈合微裂缝，提高泥岩封盖性能;深部热液流体还可熔融地壳岩石形成致密火山岩作为局部盖层，封盖油气形成聚集，如辽河坳陷大平房 — 驾掌寺地区火山岩对油气的封盖作用。

　　深部热液流体促进油气运移：深部高温高压热液流体在运移过程中处于超临界状态，能萃取分散有机质并携带其运移，同时通过降低原油黏度和减小油水界面张力减小油气运移阻力。塔里木盆地奥陶系方解石脉中油气包裹体及气相成分特点表明热液流体携带了油气至浅部地层。

　　3 热液流体活动研究展望

　　沉积盆地深层、超深层热液流体活动可改变地层岩石结构、矿物组成、地球化学元素含量以及地层温度和压力，对油气生成、运移及储层、盖层形成发育产生重要影响。随着勘探向深层、超深层拓展，发现其对深层油气藏形成也有重要影响。但热液流体识别方法具有多解性，涉及多学科，给研究带来挑战。未来热液流体活动研究需注重多方法和多学科综合应用，综合利用多种资料和方法进行识别，为油气勘探提供指导;还需注重新技术引入和应用，如三维地震数据处理解释等技术与热液流体活动参数结合进行综合研究。

　　4 结论

　　沉积盆地热液流体活动过程中，热液流体与岩石发生复杂反应，引起地层岩石结构、矿物组成变化，地球化学元素含量、地层温度和压力异常。识别热液流体活动的方法可归纳为岩石矿物学特征组合法、温感参数异常法、地球化学元素含量异常法三类。

　　热液流体活动对油气成藏的影响主要有：为烃类物质形成创造条件;对油气储层影响既有建设性又有破坏性，以热液溶蚀的建设性为主;增强盖层封闭性;促进油气运移。总体来看，热液流体活动对油气成藏各阶段都有积极影响。

　　鉴于热液流体活动的复杂性、识别方法的多解性和研究的多学科性，未来应综合应用多种资料，在多学科交叉研究基础上，应用多种方法和新技术进行综合识别和研究，为油气勘探提供更准确的结果和指导。

张兰馨;张凤奇;赵振宇;高建荣;李程善;王庆利;朱志锋,中国石油勘探开发研究院;西安石油大学地球;中国石油;科学与工程学院;长庆油田公司勘探事业部;陕西省油气成藏地质学重点实验室;中国石油长庆油田公司第四采油厂,202303