（一）火山岩的岩相特征
火山岩岩相是指火山活动环境及该环境下形成的特定火山岩岩石类型的总和。“火山活动环境”包括火山喷发时的地貌特征、堆积时的特征、距火山口的远近和岩浆自身的性质等（徐学纯等，2002）。火山岩岩相研究是火山岩储集层评价的基础，与碎屑岩储集层发育受沉积相带控制一样，火山岩储集层的发育同样受岩相的控制，火山岩岩相对火山岩储层孔隙发育、油气富集起明显控制作用。通过钻井取心资料、测井资料和地震资料综合研究，判断火山口位置，划分喷发期次，进而划分溢流相、过渡相等岩相相带，能够确定火山岩岩相与含油气有利部位的配置关系，指导油气勘探。
研究区出现的火山岩岩相组合复杂多样，几乎各个岩相都有出现，如溢流相、爆发相、火山通道相、次火山岩相和喷发沉积相等，但以溢流相和爆发相最为发育。本文采用叶建中等人（中国石化勘探开发研究院无锡所，2006）的火山岩岩相划分方案，将长岭断陷火山岩相分为五种相、十一种亚相（表4-3）。并对YS1、YS101、YS102井的单井相进行划分。
1.次火山岩相
次火山岩相是由于岩浆的内压力小于上覆围岩静压力，岩浆未喷出地表而在近地表处定位、固结形成的浅成至超浅成的侵入体，形成在火山作用的中、晚期，是熔浆沿火山机构附近的张性裂隙贯入而成。它的赋存方式有三种：①一部分位于火山通道的根部，另一部分利用火山通道侵入并扩大规模，呈岩柱或岩株；②充填于火山机构的放射状、环状、锥状断裂和层间裂隙中，形成环状岩脉及岩床或岩盘等；③在有利的空间形成岩枝或岩瘤。
次火山岩常见结构酷似熔岩，一般具有浅成至超浅成侵入岩的特征，但常常有熔岩的结构、外貌。其形成的压力条件，大致相当于侵入深度0.2～2km的区间。一般内外接触带的变化较弱，同化混染作用不明显，以机械侵入为主，矿物具有高温型的特点，岩体边部可以出现柱状节理和薄板状原生节理，有时也有流纹和气孔构造。
基性成分的次火山岩具有比较简单的形状，常常呈长数千米、宽数米延伸的岩床，很像熔岩夹层，其中可见不均匀分布的杏仁体及杏仁体中心部分具有全晶质结构，常见粗玄结构。如DB11井3980～4012m、4060～4090m。
酸性成分的次火山岩一般均具较复杂的形状，呈小的岩盖、枝杈状的岩墙、岩脉及岩株等，一般长度均不大，很少能达到1000m以上，多分布在火山机构附近，由于其结晶程度高，具自碎斑状结构和较常见受溶蚀高温六方双锥石英，如YS2井营城组绝大部分都为花岗斑岩。
尽管从次火山岩相本身来讲其储集物性和连通性并不理想，并且该类火山岩没有喷出，侵入在围岩之中，不利于 孔隙和裂缝的发育，这一点从YS2井可以证明，YS2井的营城组花岗斑岩是在压裂情况下产出大量天然气，证明该井区有规模性气藏。由于次火山岩的出现预示着井区离火山口很近，而近火山口的地方就是火山岩储层物性发育好的地方，所以次火山岩相很重要，有利于确定火山口，从而发现有利的火山岩圈闭。次火山岩相本身的性质决定了它的分布范围不会广，但一旦发现该类岩相，非常有助于寻找火山口。
次火山岩相边部和内部在储集条件、结晶程度等方面有一定差别，可以划分为内部亚相、外部亚相，但考虑到其规模小，难以作为主要储层，暂不划分亚相。
2.火 山通道相
火山通道是连接岩浆房和地表的孔道，其中的充填物即为火山通道相岩石。火山口和火山通道都保存比较好，具有侵入至喷发过渡的特点。火山口尤其是喷火口的直径一般较小，几十至几百米，一千米以上者很少。组成火山口相的岩石以集块岩和火山角砾岩为主，但有时熔岩也不少，在极少的情况下，火山口相可以完全由熔岩组成，（或互层）混合组成。
火山颈是火山物质运移通道。火山喷发后期造成地层内部压力显著下降，后期的熔浆由于地层压力的不足，不能喷出地表，在火山通道中冷凝固结。同时，由于热补偿作用，火山口附近的岩层下陷坍塌，破碎的坍塌物被熔浆冷凝胶结。火山通道被熔岩和火山碎屑岩充填形成火山颈亚相（岩颈）。火山颈亚相直径可达数百米，产状近于直立，通常穿切其他岩层。其代表岩性为熔岩、火山碎屑岩及其混合物等。岩石具斑状结构、熔结结构、角砾结构或凝灰结构，具环状或放射状节理。火山颈亚相的代表性特征是不同岩性，不同结构、不同颜色的火山熔岩与火山角砾岩相混杂。中心式通道形成岩颈状或岩筒状，裂隙式通道形成岩墙、岩墙群。
表4-3 长岭断陷火山岩岩相分类表
岩颈的颈壁常可见到流动构造，流线近于直立，岩石结晶程度差别大，岩石结构构造及其两侧火山喷发物具有明显的分带性或对称性。火山通道相的发现就意味着找到了火山口，因此该类岩相意义重大，但目前在长岭断陷未发现钻遇该类岩相的井位。
3.爆发相
火山爆发时产生的各种火山碎屑物，如火山弹、火山集块、火山砾、火山灰等，在原地降落堆积，或经大气、重力、气液作用搬运、分选，并以不同比例混合，经压实作用而形成的一系列不同类型的火山碎屑堆积物，这类岩石多形成于中心式火山喷发的早期及高潮期，以含挥发组分较多、粘度较大的中、酸性和碱性岩浆更有利于爆发相岩石的形成，岩石类型包括火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩和凝灰岩等。按照堆积作用方式的不同和火山作用的先后，可分为三个亚相：空落亚相、热基浪亚相、热碎屑流亚相（图4-14）。
（1）空落亚相
火山碎屑物被爆发气流带入高空后，服从牛顿流体力学规律，受风力搬运，在重力作用下堆积。其主要构成岩性类型为含火山弹和浮岩块的集块岩、角砾岩、晶屑凝灰岩，但是，浮岩由于其孔隙过于发育，在成岩过程中，受压实作用影响非常大，难以保存。空落亚相常具有集块结构、角砾结构和凝灰结构，常表现为正粒序，颗粒支撑。主要发育于每个喷发旋回的底部或顶部，向上粒度变细，有时也呈夹层出现。具有明显的分带性，围绕喷发中心呈环带状或近椭圆形分布，厚度和力度由中心向外变小。如：SN109、DBll井的凝灰岩。
图4-14 火山爆发相剖面示意图
（据斯伦贝谢公司，2006）
（2）热基浪亚相
主要构成岩性为含晶屑、玻屑、浆屑的凝灰岩，火山碎屑结构，以晶屑凝灰结构为主，具平行层理、交错层理、逆行沙波层理，是气射作用的气—固—液态多相体系在重力作用下在近地表呈悬移质搬运、重力沉积、压实成岩作用的产物。多形成于爆发相的中下部，向上变细变薄，或与空落相互层。热基浪亚相的代表性特征是发育构造层理构造，尤其是逆行砂波层理（反丘）构造。如九台地区的熔结凝灰岩。
（3）热碎屑流亚相
主要构成岩性为含晶屑、玻屑、浆屑、岩屑的熔结凝灰岩，熔结凝灰结构、火山碎屑结构，块状，基质支撑，是含挥发分的灼热碎屑—浆屑混合物，在后续喷出物推动和自身重力的共同作用下沿地表流动，受熔浆冷凝胶结与压实共同作用而形成，以熔浆冷凝胶结为主。多见于爆发相上部。原生气 孔发育的浆屑凝灰岩是热碎屑流亚相的对比性岩石。该类亚相在腰英台构造比较普遍，如YS1、YS101、YS102井的熔结凝灰岩、角砾凝灰岩、凝灰角砾岩（图4-15）。
4.溢流相
图4-15a YS1井火山岩岩性、岩相综合特征图
溢流相是液态岩浆从火山口溢出，在地表呈带状延伸和流动而冷凝形成的岩石组合，可形成于火山喷发的各个时期，但以强烈火山爆发之后的间歇期出现为主，以熔浆形式从火山口喷溢而出，常形成面状泛流的岩被，也有的是呈线状流动的岩流。溢流相的岩性多种多样，从超基性、基性一直到酸性或碱性。熔岩层顶面多孔状，气孔小而密，充填物多，底面发育管状、串珠状、扁平状气孔或气孔带。熔岩冷凝过程中挥发分易聚集在岩流的顶部，易形成气孔与 孔洞。从中部向底部气孔明显减少甚至不发育，但薄的岩层整体可能都有气孔发育（图4-16）。
图4-15b YS101井火山岩岩相划分图
图4-15c YS102井火山岩相划分图
溢流相在酸性、中性，基性火山岩中均可见到，对于喷发溢流环境稳定，且厚度较大的熔岩层一般可分为下部亚相、中部亚相、上部亚相。对较薄的熔岩层则难以进行划分，甚至没有划分的必要。下面以松辽盆地营城组酸性喷出岩为例，对各种亚相进行介绍。
图4-16 火山溢流相相平面（左）与剖面（右）示意图
（据斯伦贝谢公司，2006）
（1）下部亚相
代表岩性为流纹岩及含同生角砾的流纹岩，玻璃质结构、细晶结构、斑状结构、角砾结构，具块状或断续的流纹构造，位于流动单元的下部。溢流相下部亚相岩石的原生 孔隙不发育，但脆性强，裂隙容易形成和保存，所以是各种火山岩亚相中构造裂缝最发育的。
（2）中部亚相
代表岩性为流纹岩，细晶结构、斑状结构，流纹构造，位于流动单元的中部。溢流相中部亚相是唯一的原生 孔隙、流纹层间缝隙和构造裂缝都发育的亚相，也是孔隙分布较均匀的岩相带。中部亚相往往与原生气孔极发育的溢流相上部亚相互层，构成 孔—缝“双孔介质”极发育的有利储集体。
（3）上部亚相
代表岩性为气孔流纹岩或球粒流纹岩，气 孔呈条带状分布，沿流动方向定向拉长，球粒结构、细晶结构，气孔构造、杏仁构造、石泡构造，位于流动单元的上部。上部亚相是原生气孔最发育的相带，原生气孔占岩石体积百分比可高达25%～30%，原生气孔之间通过构造裂缝连通。由于气 孔的影响，构造裂缝在上部亚相中主要表现为不规则的孔间裂缝，而规则的、成组出现的裂缝较少。溢流相上部亚相一般是储层物性最好的岩相带。
5.喷发 沉积相（火山沉积岩相）
火山喷发物空落在水体中，或者火山喷发物经剥蚀、搬运到水体中沉积形成的火山沉积岩，是介于火山碎屑岩和沉积岩之间的过渡性岩石，形成于火山作用和沉积作用的双重作用。火山沉积岩相在火山作用的全过程都可形成，在火山作用的间隙阶段更为发育，多分布于火山岩体的远端，形成斜坡冲积扇、火山泥石流、火山口湖—洼地沉积。不同作用方式形成的岩石结构、构造具有较大区别，由于其形成环境比常规陆缘碎屑沉积局限，可初步划分为重力流型和水携型亚相，重力流型主要是山体斜坡未固结的火山碎屑物遇降水，顺斜坡下移，经过搬运与陆源碎屑混杂堆积而压实成岩，水携型是火山碎屑物经过流水以床砂形式搬运，并与陆源碎屑混合压实成岩，它们类似于沉积岩特征。
火山沉积相的主要岩石类型为火山碎屑岩类（包括集块岩、火山角砾岩和凝灰岩）和沉火山碎屑岩类及火山碎屑沉积岩类。我国大部分中－新生代含油气盆地中，都或多或少有些火山沉积岩相，松辽盆地也不例外。前面所提到的爆发相中的过渡类型火山碎屑岩亚相属于这一类型，即火山碎屑岩类。离火山喷发中心越远，岩石中火山碎屑的含量越少，由火山碎屑岩（火山碎屑含量＞90%）逐渐向沉火山碎屑岩（火山碎屑含量50%～90%）、火山碎屑沉积岩（火山碎屑含量10%～50%）和正常沉积岩（火山碎屑含量＜10%）过渡。如SN 108井营城组6回次取心的浅灰色凝灰质细砂岩。
DB10井和DB14井均发育有凝灰质泥岩，DB10井还发育有沉凝灰岩和沉火山角砾岩，为水携型喷发 沉积岩，火山活动间隙阶段形成。喷发－沉积易于形成各种溶蚀 孔隙，也应是一种较好的储集层。
（二）单井火山岩岩相分析
应用岩心和成像测井曲线识别岩性，本区火山岩相主要有爆发相和溢流相两种。上部为爆发相凝灰岩和含砾凝灰岩，区域稳定分布；中下部发育不同喷发序列的溢流相流纹岩，每个喷发序列顶部发育物性较好的原地角砾岩，横向变化大。
1.YS1井岩相特征
YS1井下部溢流相（3590～3750m）岩石类型主要为流纹岩（图4-15a），厚160m。YS1井营城组至少发育三期火山岩（从上到下分别为第三期、第二期、第一期），每一期火山喷发旋回以爆发相作为开始。其中第一期主要发育爆发相热碎屑流亚相；第二期底部发育很薄的爆发相空落亚相，上部发育厚的溢流相各亚相地层，以上部亚相为主；第三期火山岩钻井未钻穿，揭示部分主要为溢流相流纹岩。
从合成地震记录标定看，爆发相火山岩对应一套连续性好的强振幅波谷，下部两套溢流相对应断续中强振幅波形（图4-17）。
2.YS101井岩相特征
YS101井火山岩整体上为两次大的喷发期，每个喷发期次内部又有多个喷发序列（图4-15b）。
（1）火山喷发序列Ⅰ（3883.0～3876.0m）
本序列岩性主要为凝灰岩，岩石粒度较细，成层性较好，且具有溶蚀特征，结合区域资料分析，该序列是早期火山活动结束之后，经历较长风化淋滤的产物。
（2）火山喷发序列Ⅱ（3876.0～3856.0m）
本序列开始为一套沉火山碎屑岩，水携特征清楚，向上过渡为一套空落凝灰岩，岩石粒度较细，具有一定的成层性，推测早期火山活动能量相对较弱，之后发育一套火山角砾岩和凝灰角砾岩，反映火 山活动能量有所增强，且井点距离火山口的位置较近。
（3）火山喷发序列 Ⅲ（3856.0～3748.5m）
本序列岩性主要为流纹岩，与前一序列火山活动的连续性好，因此两者之间没有明显的界面，开始火山能量较强，形成的岩石熔结程度较高，岩性较为致密，具有凝灰熔岩的特征，微裂缝较为发育，之后火山活动能量有所减弱，表现为单期形成的火山岩厚度变薄，岩石中保留了一些气 孔，构造缝较为发育，溶蚀孔洞沿裂缝分布，火山活动结束以后，经历了较长的间歇期，早期形成的岩石遭受了长时间的风化淋滤，溶蚀破碎严重，形成了厚层的原地火山角砾岩。
（4）火山喷发序列 Ⅳ（3748.5～3624.lm）
与前一序列相比，本序列火山活动性质发生了较大的变化，在经历了较长时间的能量积累以后，火山再次活动表现为以爆发相为主，开始能量相对较弱，井点处发育一套成层性好的沉凝灰岩和空落凝灰岩，之后火山强烈爆发，形成了一套凝灰角砾岩和大套厚层富含浆屑和玻屑的角砾凝灰岩，岩石中可见拉长的浆屑和玻屑形成的假流纹构造，之后浆屑含量逐渐降低，形成厚层的凝灰岩，熔结程度很高，岩性较为致密，电阻率自下而上有升高的趋势。
图4-17 YS1井火山岩地震相一测井相一岩相特征综合图
综上，早期火山活动以喷发溢流为主，形成厚层流纹岩，之后经历了较长的火山间歇期，之前形成的火山岩遭受风化，形成一套原地火山角砾岩，在经历了一次比较长时间的能量积累以后，火山再次强烈爆发，形成了以热碎屑流沉积为主的角砾凝灰岩、熔结凝灰岩等。
通过精细合成地震记录标定，YS101井爆发相以底界为连续强振幅波谷与下部溢流相分隔，在地震剖面上T4与爆发相底之间的波峰为爆发相底界反射波的旁瓣，而下部溢流相为一个一套复波，连续性中等（图4-18）。
图4-18 YS101井火山岩地震相一测井相—岩相特征综合图
3.YS102井岩相特征
YS102井火山岩整体上为两次大的喷发期，每个喷发期次内部又有多个喷发序列（图4-15c）。
（1）火山喷发序列I（3880.0～3732.5m）
本序列下部岩性为大套厚层流纹岩，流纹岩下部岩石熔结程度强，岩性致密，电阻率高，可见构造缝和微裂缝，向上流纹构造发育，产状较低，构造缝较为发育，且可见溶蚀沿构造缝分布，上部流纹构造产状较高，气孔和溶蚀较发育，电阻率显著降低，顶部为一套约10m厚的原地火山角砾岩，溶蚀破碎严重。分析认为早期火山能量较强，火山岩厚度较大，熔结程度强，之后火山能量有所减弱，岩浆中保留了一些气孔，火山活动结束以后，经历了较长的间歇期，早期形成的岩石遭受了长时间的风化淋滤，溶蚀破碎严重，形成了一套原地火山角砾岩。
（2）火山喷发序列Ⅱ（3732.5～3650.2m）
本序列表征同YS101井序列Ⅳ，其火山活动规律及产物同YS101井。
合成地震记录标定情况表明，爆发相火山岩对应一套连续性好的强振幅波谷，下部一套溢流相对应断续中强振幅波形（图4-19）。
（三）火山岩岩相对储集性的影响
火山岩岩相的研究是火山岩储集层评价的基础，与碎屑岩储集层发育受沉积相带控制一样，火山岩储集层的发育同样受岩相的控制，火山岩岩相对火山岩储层 孔隙发育、油气富集起明显控制作用。
1 .爆发相
图4-19 YS102井火山岩地震相一测井相—岩相特征综合图
爆发相的岩石是近火山口的产物，其岩石类型包括火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩等。研究区火山碎屑岩常见于营城组，主要发育于喷发旋回的底部或顶部，火山口相和近火山口相以粒度较粗的火山角砾岩为主，远离火山喷发中心则以细粒的凝灰岩和沉凝灰岩常见。如YSl井营城组3541～3750m井段，由紫灰色英安岩、灰白色流纹岩和灰色凝灰岩、凝灰熔岩互层组成，其中凝灰岩97m/3层，碎屑约55%（石英晶屑含量25%，钾长石晶屑含量75%），填隙物45%。碎屑物大小0.5～1.5m m，分选中等，外形不规则，常具裂纹或熔蚀，偶见假流纹构造。又如DB14井1933～1945m 井段的下部为薄层紫红色角砾熔岩、熔结角砾岩（1943～1945m），上部为流纹质凝灰岩，其储集空间以晶间孔隙和角砾间 孔缝为主，后期成岩可产生溶蚀孔、缝，有时可形成松散层。爆发相是长岭断陷各个喷发旋回的主要组成部分，储集条件好，易形成好的储层。
2.溢流相
溢流相熔岩形成于松辽盆地中－新生代火山喷发的各个时期，溢流相岩石类型主要为流纹岩类和安山岩，局部发育英安岩、粗安岩和少量粗面玄武岩、玄武岩等。熔岩层顶面多孔状，气孔小而密，充填物多，底面发育管状、串珠状、扁平状气孔或气孔带。熔岩冷凝过程中挥发分易聚集在岩流的顶部，易形成气孔与孔洞。从中部向底部气 孔明显减少甚至不发育，但薄的岩层整体可能都有气孔发育。溢流相下部亚相岩石的原生孔隙不发育，但脆性强，裂隙容易形成和保存，所以是各种火山岩亚相中构造裂缝最发育的。
3.火山口相
火山口相包括侵出相、次火山岩相和火山通道相。组成火山口相组的岩石以集块岩和火山角砾岩为主，但有时熔岩也不少，在极少的情况下，火山口相可以完全由熔岩组成。最常见的是集块岩、火山角砾岩和熔岩（或互层）混合组成。具火山碎屑岩、熔岩类似储集空间。
4.火山沉积岩相
火山喷发沉积相在区内广泛发育，主要见于营城组。主要为沉凝灰岩或凝灰质砂砾岩，其中的火山碎屑物质以晶屑和中酸性火山岩屑为主。DB10井和DB14井均发育有凝灰质泥岩，DB10井还发育有沉凝灰岩和沉火山角砾岩，为水携型喷发—沉积岩，火山活动间隙阶段形成。喷发—沉积易于形成各种溶蚀孔隙，也应是一种较好的储集层。
不同火山岩相储层物性存在比较明显的差别，一般溢流相储集物性最好（图4-20）。
（四）火山岩有利储集相带分布特征
前面已经研究过，储集条件比较好的火成岩是凝灰岩和流纹岩。研究区出现的火山岩相组合复杂多样，几乎各个岩相都有出现，如溢流相、爆发相、火山通道相、次火山岩相和喷发沉积相等，但以溢流相和爆发相最为发育。
图4-20 不同火山岩相储层物性特征对比图
a—孔隙度分布概率；b—渗透率分布概率
凝灰岩、凝灰质泥岩等火山碎屑岩属于爆发相，主要是形成于中心式火山喷发的早期及高潮期。爆发相又可分为空落亚相、热基浪亚相、热碎屑流亚相等三个亚相。其中空落亚相主要发育于每个喷发旋回的底部或顶部，向上 度粒变细，有时也呈夹层出现。具有明显的分带性，如SN109、DB11井的凝灰岩。晶粒间孔隙和角砾间孔缝为主，后期成岩可产生溶蚀孔、缝，可作为良好的储集层。晶屑、玻屑、浆屑的凝灰岩多属于热基浪亚相和热碎屑流亚相，热基浪亚相发育构造层理，是重力沉积、压实成岩作用的产物。热碎屑流亚相的浆屑凝灰岩生气孔比较发育，该类亚相在腰英台构造比较普遍，如YS1、YS101、YS102井的熔结凝灰岩、角砾凝灰岩、凝灰角砾岩。
总之，爆发相是长岭断陷各个喷发旋回的主要组成部分，储集条件好，易形成好的储层，在钻探中大都见到气显示（YS1、YS101、YS102、YP1、YP4、YP7、DB11、SN109、DB14），尤其在YS1井凝灰岩井段（3540～3590m）已发现高产气流，在腰英台构造YS101、YS102、YP1等井凝灰岩中都有高产工业性气流，并且爆发相在世界上已发现火山岩油气藏中占20%以上，因此该类火山岩相具有重要的勘探价值。
溢流相熔岩在冷凝过程中挥发分易聚集在岩流的顶部，易形成气孔与孔洞。从中部向底部气孔明显减少甚至不发育，但薄的岩层整体可能都有气孔发育。溢流相可分为下部亚相、中部亚相、上部亚相，为研究区营城组主要的火山岩岩相类型多由一些火山角砾或凝灰流纹岩 流纹构造流纹岩—气 孔流纹岩的微层序组成。下部亚相岩石的原生孔隙不发育，但脆性强，裂隙容易形成和保存，是各种火山岩亚相中构造裂缝最发育的，代表岩性为流纹岩及含同生角砾的流纹岩；中部亚相是唯一的原生孔隙、流纹层间缝隙和构造裂缝都发育的亚相，也是孔隙分布较均匀的岩相带。中部亚相往往与原生气孔极发育的溢流相上部亚相互层，构成孔—缝“双孔介质”极发育的有利储集体，其代表性岩石为流纹构造流纹岩；上部亚相是原生气孔最发育的相带，原生气孔占岩石体积百分比可高达25%～30%，原生气 孔之间通过构造裂缝连通。由于气 孔的影响，构造裂缝在上部亚相中主要表现为不规则的孔间裂缝，而规则的、成组出现的裂缝较少。溢流相上部亚相一般是储层物性最好的岩相带，代表岩性为气孔流纹岩或球粒流纹岩。
溢流相是长岭断陷的主要岩相类型。目前发现的主要有流纹岩、英安岩、安山岩、玄武岩，从基性到酸性都有，溢流相中溶蚀孔和裂缝非常发育，对于改善火山岩的储集物性意义明显。溢流相垂向分带明显，如YS1井3590m、YS101井3750m、YS102井3732m 以下流纹岩段，目前均已发现高产工业气流，同样在YP1、YP4、YP7等井流纹岩中也有很好的天然气流。