近期,渤海湾盆地火山岩油气勘探取得了一系列突破,证实了渤海湾盆地中生界火山岩具有巨大的勘探潜力。歧口凹陷中生界火山岩岩性特征复杂多样,岩相空间变化快,并且钻井数量较少,导致对该区火山岩时空分布的认识不清,阻碍了油气勘探进程,亟需开展中生界火山岩空间分布的精细刻画,揭示火山岩分布的控制因素。 本论文以歧口凹陷中生界火山岩为研究对象,基于岩心观察、薄片鉴定等岩石学手段,结合火山岩钻井的测井响应特征,进行火山岩岩性岩相的分类与识别。其次,综合利用测年数据与火山地层界面特征,确定研究区火山喷发序列,在岩石学特征和年代学研究的基础上,通过地震解释查明火山机构、岩性岩相的平面分布特征。分析地化数据揭示岩浆来源,并结合区域构造演化背景,重建火山喷发就位过程,最终阐明研究区火山发育模式与控制因素。 本研究取得如下成果: 1.明确了歧口凹陷中生界火山岩岩性岩相的岩石学—测井—地震识别特征。共识别出火山熔岩类、火山碎屑岩类、沉火山碎屑岩类、次火山岩类四大类岩性,进一步细分为玄武岩、安山岩、玄武安山岩、安山玢岩、凝灰岩、火山角砾岩、沉火山角砾岩7种岩性。根据岩性特征以及堆积方式,划分出基性溢流相、中基性溢流相、爆发相、火山沉积相、火山通道相5种岩相,进一步细分为板状熔岩流亚相、上部亚相、中下部亚相、热碎屑流亚相、空落亚相、再搬运火山碎屑岩亚相、次火山岩亚相7种亚相,系统建立了研究区火山岩岩性-岩相分类方案。 2.根据测年数据与火山地层界面等标志,将研究区中生代岩浆活动划分为2个旋回、4个期次。其中旋回一是研究区主要的火山活动期,包含期次一、期次二以及期次三3个喷发期次,期次一和期次三主要为裂隙式喷发,发育盾状火山岩机构,期次二则同时发育裂隙式喷发的盾状火山岩机构和中心式喷发的层火山机构;旋回二仅发育少量期次四侵入体。结合钻井与地震资料,刻画区内旋回一不同期次的火山机构和岩性岩相的空间展布特征。 3.明确不同期次火山岩的岩浆性质与来源。期次一的基性火山岩具有板内玄武岩特征,其岩浆直接来自软流圈地幔,未经历明显的地壳混染或分离结晶作用;期次二的中基性、中性火山岩具有大陆弧火山岩特征,其岩浆来源于岩石圈地幔楔,在上升的过程中受到分离结晶和地壳混染作用;期次三基性火山岩虽具有岛弧火山岩特征,但其岩浆未经历显著分离结晶作用,保留了相对原始的岩浆性质,反映岩石圈地幔楔部分熔融的直接产物。 4.研究区火山机构的空间展布与走滑构造体系具有显著耦合关系。裂隙式喷发的盾状火山机构沿NW向派生走滑断裂呈串珠状分布;中心式喷发的层火山机构则集中发育于走滑断裂与基底调节正断层的交汇部位,或分布于构造活动较弱的非断裂发育区。这一分布规律揭示了火山机构就位过程与断裂体系存在密切关联,深大走滑断裂及其次级断裂为岩浆上升提供了优势通道,而断裂交汇处形成的构造薄弱带则为中性岩浆的局部聚集与喷发创造了条件。 5.明确研究区火山发育的控制因素为岩浆来源以及深大走滑断裂,前者控制区内火山机构类型以及岩性岩相类型,后者则控制火山机构的空间展布特征,总体呈现出“源控类型、断控就位”的特征,即岩浆源区性质主导火山岩类型与岩相特征,深大断裂体系则控制火山机构的就位与空间展布。在此基础上,建立研究区中生代火山发育模式。