摘要：裂谷盆地岩浆活动强烈，岩浆岩发育。其中，侵入岩区往往发育以侵入岩为中心性质异常、分布复杂的油气藏，表明岩浆侵入不仅对油气形成具有重要的促进作用，而且对油气聚集具有重要的控制作用。松辽盆地南部岩浆侵入活动强烈，侵入岩及其附近天然气丰富，并具有CO2含量高（最高 >99% ）以及碳同位素重 ( 如 δ13C1>-30% ，甚至＞ -20‰ ， δ13CCO2>-8% ）等特征。依据同位素分馏原理和岩浆演化原理认为，这些天然气主要是晚期岩浆侵入使上古生界地层中的碳酸盐岩高温分解和有机质异常生烃演化而成，少部分是岩浆高温使中生界地层中有机质异常生烃的结果。与此同时，岩浆高压也产生大量裂缝等储集空间，并最终形成侵入岩- 烃源岩油气藏。

关键词：松南地区，岩浆侵入，油气藏，高温作用

1“岩浆活动控制油气论”简介

岩浆是来自于下地壳或上地幔的硅酸盐熔融体，具有高温（一般在 650-1300^∘C 之间），高压及化学活动性等特征。岩浆侵入活动控制油气主要表现于对油气生成的促进作用和对油气聚集的控制作用两个方面。

1.1 岩浆侵入对油气生成的促进作用

岩浆携带了大量的深部热能。由于侵入岩形成于地下封闭环境，其携带的热能完全作用于围岩，能够显著提高周围地层温度，并促进周围烃源岩的生烃演化以及油气生成。

国内外研究均表明，岩浆对围岩热作用很显著，以至于附近烃源岩 Ro 最大可达 10.0% ，影响的范围约为其厚度的 1-2 倍，即岩浆侵入使烃源岩高—过成熟，从而促进油气的生成。

许多实例表明，侵入岩区油气性质具有烷烃碳同位素较重，低密度、低凝固点，高气油比等特征，主要是岩浆高温使地层中有机质异常演化的结果 [1-2]。

另外，岩浆高温还能够使地层中的碳酸盐岩矿物分解，生成岩石化学成因的无机 CO₂ ，如美国、墨西哥、加拿大和巴基斯坦以及中国济阳平方王和南海等一些 CO₂ 气藏被证实为岩浆高温使地层中的碳酸盐岩热变质而成。这种气藏的主要特点 : 含气层或以下发育大量碳酸盐岩，而且曾经发生强烈的岩浆侵入活动。

1.2 岩浆侵入对油气聚集的控制作用岩浆侵入对油气聚集作用表现在三个方面：

首先，岩浆侵入产生大量的储集空间，如侵入岩边缘相带气孔、裂缝等。 另外，侵入岩周围的热变质带中的裂缝、有机孔、晶间孔、溶蚀孔等尤为发育。它们都是良好的储层；如济阳坳陷罗家地区沙河街组烃源岩中发育一最大厚度 250m ，面积 9km² 的侵入岩，并形成了侵入岩 - 烃源岩（已成为热变质岩）油气藏。该油气藏不仅油气储量丰富，品质优良，而且产量很高，储层为侵入岩及其周围的烃源岩，如其中的罗 151 井和罗 151-4 井在试油时分别获得日产油气 75t 和 130t，并且投产一年后，日产量仍达 26t 和 86t 的。表明侵入岩及周围变质带良好的储集性。

其次，岩浆侵入形成的异常地层高压对油气具有增容作用。研究表明，当地层压力从 2.9MPa 增至 17.6MPa 时，泥岩的吸附能力从 0.03cm³/g 增至 1.86cm³/g ，即地层压力增大 6 倍，泥岩的吸附能力增大约62倍。

再者，岩浆侵入还能够形成多种类型圈闭或油气藏。如砂岩披覆油气藏，岩锥油气藏、岩浆岩遮挡油气藏、岩浆岩及围岩裂缝油气藏、岩浆岩穿刺油气藏等[1]。

1.3 岩浆活动对油气控制作用的影响因素

岩浆侵入所形成的油气藏的规模，性质以及分布等特征差别显著。主要取决于以下四个因素。

首先是岩浆的活动强度。岩浆活动强度越大，侵入岩的体积越大，其携带的深部热量和物质越多，对附近烃源岩的生排烃作用越显著，另外使围岩产生的裂缝和孔隙也越多，最终形成的油气藏规模也越大。

其次，岩浆的活动方式或者产状。侵入岩的产状多种多样，对围岩的热作用和压力作用差别显著，其中岩床（尤其是多层）携带的深部热量和物质能够更好地作用于围岩，以至于对烃源岩生排烃以及储层的改造作用更为强烈。

再者，侵入岩与烃源岩的空间关系。由于岩浆对周围地层（或烃源岩）的高温、高压和化学作用的范围有限，因此只有在其所能作用的范围内才能产生异常生排烃、储层改造等作用。

最后是烃源岩发育及其组分。主要包括烃源岩的厚度、分布范围及其中有机质或碳酸盐岩含量等。烃源岩中有机质或碳酸盐岩等含量越高，岩浆岩对其生烃（或二氧化碳）的促进作用也越大——生烃（或二氧化碳）量和潜力越大；另外有机质或碳酸盐越丰富产生的生烃压力也越高——形成更多的裂缝等储集空间。还有，碳酸盐岩含量越高，岩石的脆性越大，也越易于形成裂缝[1]。

2 岩浆侵入活动与松辽盆地南部油气勘探

2.1 区域基底及岩浆活动特征

包括松辽盆地在内的整个东北地区上古生界主要属于海相沉积，不仅厚度巨大，可达 1.15 万 m ，而且分布广泛、连续，面积达 120 万km² 。其中发育多套烃源岩（林西、哲斯等），岩性包括暗色泥岩（厚度 2419m ）和灰岩（厚度963m）。这些烃源岩的有机质类型主要为腐植型。

另外，松辽盆地及其周边岩浆活动非常强烈，岩浆岩非常发育。

在时间上，这些岩浆岩分为新生代和中生代 2 大旋回、7 期岩浆活动 [3]。

从平面图上看，仅松辽盆地内上古生界顶面侵入岩占比超过三分之一，而且侵入岩最大累计厚度达 5000m, 。其中，松南的长岭 - 梨树地区上古生界侵入岩分布较广泛，类型多样。在剖面上，侵入岩对该区上古生界形成包裹格局，表明上古生界中的岩浆侵入活动非常强烈（图1）。

图1 松南地区长岭 - 梨树地区北西向G7 重力解释剖面

2.2 松南地区岩浆侵入与油气成藏（1）松南地区性质异常天然气成因

油气性质是油气成因的直接表现。而油气成因也是油气勘探的前提和基础。所以，油气成因研究对进一步勘探具有十分的重要意义。

松南地区中生界油气丰富，其中一些地区天然气性质异常，主要特点是 CO₂ 含量高（最高 >99% ），δ13C 很重 ( 如 δ13C1>-30%o ，甚至 >-20%o ， δ13CCO₂>-8% ）（表 1）。这些性质异常的天然气三十多年来一直被认为是幔源无机成因（即幔源气）[4-5]。

但作者很不认同这种观点。

首先，幔源气只是假说，没有理论依据。

其次，没有证据，即无法获得地幔样品并证实其中存在烃和 CO_2∘

再者，利用 He 推测烃和 CO₂ 不合逻辑，天然气混合比较常见，且研究区He 与烃和 CO₂ 的相关性很差。

表1 松南地区下白垩统部分天然气地球化学特征

从区域上看，包括研究区在内的整个松辽盆地上古生界岩浆活动非常强烈。另外野外调查及钻井也发现，上古生界中侵入岩较发育，如宝清地区煤层中见几十层侵入 1岩床（单层 7m 左右），且延伸很远。附近源岩热变SN1质82强烈123及8～裂12缝40.等8 发K1育q， -并43.往5 往 -含27.气5 （ -图26.25 a）-20。.2表明岩浆侵入对 油气生成及储集空间形成重要的影响。

索伦地区上古生界侵入岩周围的暗色泥岩发生强烈热变质，暗色泥岩不仅颜色变浅，而且发育大量裂缝（图2 b）。

磐石地区上古生界岩浆侵入活动强烈，侵入岩附近灰岩发生大理岩化，表明它们曾经生成大量无机二氧化碳（及烃）。进一步确定松辽盆地中生界所谓的无机 CO₂ 和烃主要为上古生界源岩由于岩浆高温热变质而成（图2c）。

另外，在吉白地 2 井，洪 1 井，北 216 井等上古生界侵入岩周围的暗色泥岩也发现了强烈热变质及发育大量裂缝等特征（图2d ,e, f）。

图2 松南地区上古生界侵入岩及变质特征

吉林大学（2009 年）研究发现，松南地区（东乌旗）花岗岩对围岩热作用范围可达 1000m ，并分为三个变质带：堇青石角岩带 300m （大于 500^cC ） ；红柱石角岩带 300m （ 250-350°C ） ；斑点板岩带 400m （ 200-250‰ ）。

浙大热模拟发现（2007) ，松南上古生界泥板岩和灰岩在 300-550^qC 下生成许多烃及 CO₂ ，且 δ13C1 可达 -22.5%o ， δ13CCO₂ 达 -7.1 ‰ （与下白垩统已发现所谓的“幔源气”特征类似）。

鉴于松南地区上古生界碳酸盐岩和暗色泥岩中侵入岩非常发育，可以确定中生界性质异常的天然气 ( 即高含量的 CO₂ 及碳同位素很重的烃) 主要是高温岩浆是上古生界地层中碳酸盐岩分解和有机质异常演化，并延断裂运移至中生界的结果[6]。

（2） DB11 井区侵入岩—暗色泥岩油气藏

松南地区 DB11 井在下白垩统营城组钻遇 61m/2 层辉长岩，辉长岩及周围暗色泥岩裂缝中获得工业气流，该井天然气的δ13C1 达 -22.12%o （远高于 -30‰ ）（图3）。

根据碳同位素分馏原理等，可以确定这些性质异常的天然气是岩浆高温使暗色泥岩中有机质热变质而成。

图3 松南地区过 DB11 井地震剖面图

（3）茫汉断陷图1 井气藏

茫汉断陷图 1 井九佛堂组发现泥岩裂缝油气藏，日产气 3066m³ 及少量凝析油。通过测井和地球化学分析，证实该油气藏下部发育一厚度12m 的闪长岩床，且含油气泥岩的热演化程度较高以及发生突变。研究认为，闪长岩高温显著促进了泥岩中有机质的生烃演化及油气生成，而且其高压使泥岩产生大量裂缝，生成的油气就近聚集于这些裂缝之中。由于闪长岩规模较小，且附近烃源岩不发育，以至于图1 井区油气储量有限 [7]。

(4) 松南地区王营侵入岩- 煤岩煤成气

阜新盆地王营井田属于超级瓦斯矿，曾发生 14 次瓦斯突出，11 次发生于侵入岩附近，仅在 1985—1987 年共涌出瓦斯 791.2 万 m³ 。而且野外调查发现，侵入岩周围煤岩中发育大量裂缝，密度达 100 条 /m ，且距侵入岩越近，围岩中裂缝越发育。表明岩浆活动对煤层气生成和聚集重要的控制作用[8]。

（5）突泉盆地上古生界侵入岩区油气预测

位于松辽盆地西部的突泉地区上古生界分布广泛、连续、厚度巨大，烃源岩发育。由于绝大多数烃源岩未进入二次生烃门限（或二次生烃强度太低），以致于严重制约了油气成藏。

突泉盆地上古生界发育两个巨大的侵入体。中部侵入体之岩床厚2000-3000m ，顶面埋深 1500-3000m 该岩床侵入于阿木山和本巴图组，其中发育大量的碳酸盐岩和暗色泥岩烃源岩，侵入岩周围二次生烃强度大、储集空间发育，成藏条件好（图4）。

图 4 松南地区突泉盆地北东 - 南西向重力（MT2）解释剖面图

通过野外调查和岩心观察，发现该区侵入岩周围上古生界烃源岩热变质显著以及发育大量裂缝，而且裂缝中见油气显示。岩浆高温不仅显著促进了烃源岩二次生烃，而且岩浆异常高压产生大量储集空间。即突泉地区上古生界侵入岩周围油气成藏条件良好，是有利的勘探方向[9]。

3 结论

1）裂谷盆地岩浆活动强烈，岩浆岩发育。岩浆高温不仅对油气生成具有重要的促进作用，岩浆高压能够形成大量储集空间以及多种圈闭，从而对油气聚集起到重要的控制作用，以至于往往形成以侵入岩为中心的相对独立的油气系统。

2）松辽盆地下白垩统性质异常的天然气主要是岩浆高温使上古生界源岩中有机质和碳酸钙分解生成的热变质气，部分来自中生界。

3）加强岩浆侵入活动研究不仅丰富油气成因理论，而且有助于松南地区油气勘探新发现。

参考文献

[1] 金强，万丛礼 . 裂谷盆地火山活动与油气聚集 [M]. 北京：地质出版社，2011:8.

[2] 万丛礼，金强，李钜源，等 . 论裂谷盆地侵入岩区天然气的混合性——以沾化凹陷孤北地区为例 [J]. 油气地质与采收率，2013，20（4）：1-4.

[3] 吴真玮，曾昭发，李 静，基于重磁场特征的松辽盆地基底岩性研究 [J]. 地质与勘探，2015，51（5）：939-945.

[4] 杨会东，松南无机成因 CO2 与常规油气的耦合差异成藏研究 [D]，吉林大学博士论文，2009，61.

[5] 于志超，刘立，曲希玉，双辽火山活动与松辽盆地南部无机CO2 气藏的成因联系— ——来自火山岩中流体- 熔融包裹体的证据[J].矿物岩石，2011，31（2）：96-105.

[6] 万丛礼，张迪，等 . 松南地区性质异常天然气成因研究 [J].山东石油化工学院学报 , 2023，37(4):29-33.

[7] 万丛礼，张玺，等. 茫汗断陷图1 井油气藏成因及其意义[J].油气地球物理，2016，14（3）：16-19.

[8] 王宇林，赵明鹏，等 . 阜新盆地王营井田侵入岩研究 [J]. 辽宁工程技术大学学报，1998，17（5）：466-470.

[9] 万丛礼，农春光，杨素妨，等. 松辽盆地西部突泉地区上古生界油气有利勘探方向 [J]，山东石油化工学院学报 , 2023，37(4):29-33.

作者简介：万丛礼（1966-），男，研究员；博士，地质专业，现从事资源与环境教学及研究工作。