2016, Vol. 31
2. 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室, 北京 100029
3. 兰州大学地质科学与矿产资源学院, 兰州 730000
4. 中国地质调查局天津地质矿产研究所, 天津 300170
5. 中国石油华北油田公司勘探开发研究院, 任丘 062552
, JIN Wei-jun1 , WANG Jin-rong3 , CHEN Wan-feng3 , LI Cheng-dong4 , JIAO Shou-tao1 , SHAO Guo-liang5
2. State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
3. School of Earth Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 370000, China
4. Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources, China Geological Survey, Tianjin 300170, China
5. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Huabei Oilfield Company, PetroChina, Renqiu 062552, China
近十几年来，随着盆地动力学研究的不断深入，含油气盆地中的热流体活动引起了石油地质学家的极大关注.含油气盆地中热流体主要是岩浆活动的产物.岩浆活动不仅可以造成围岩较为强烈的变质和变形，而且将带来大量的热量，并伴随异常高的地温梯度，它们对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存都有明显影响.正是由于岩浆与油气以及煤质和煤层气的密切关系，从20个世纪中叶起，油气和煤田地质专家即对此有详细和出色的研究(国外的研究更早，可追溯到大约100年前).相反，岩浆岩岩石学家却并不十分关注这方面的研究.海量的文献和勘探成果表明，油气与某些金属矿产之间存在联系，其联系的纽带归之于岩浆带来的热和流体，即由岩浆活动所形成的一个局部的热场.油、气、煤、某些低温热液矿床即在这个热场内形成、演化、成熟、成藏、成矿.为了区别于地热场(geothermal field)，我们称其为“岩浆热场(magma-thermal field)”(张旗等，2013).
岩浆热场与磁场、电场、重力场、放射性场一样，也是一种地球物理场，只是由于岩浆侵入导致的热场是瞬间形成的，热场形态和范围随岩浆温度的变化而变化，热场保持的时间有限，随着岩浆的冷却固结而消失，对于已经冷却的岩浆岩而言它以不复存在.但是，由岩浆侵入所带来的热所引发的岩浆热场仍然具有强大的功能.例如，岩浆从下地壳底部上升到中上地壳是地球热向上迁移的重要方式，它改变了大陆壳层结构还改变了大陆的热结构；此外，岩浆活动带来的热和流体，不仅对金属和非金属矿床，而且对煤和石油等有机质的成矿成藏作用也有着深刻的影响.关于岩浆热场的概念，笔者已经有所讨论(张旗等，2013，2014a，b，c)，这里不再重复，下面主要讨论岩浆热场对油气成藏的影响，期盼得到有识之士的不吝指正.
1 岩浆热场与油气成藏的关系众所周知，岩浆热场或岩浆活动的热效应，不仅会引起围岩的接触变质，在岩浆成因流体的作用下还可在接触带及其临近围岩中引发多种金属的富集成矿作用.若围岩为富含有机质的细碎屑岩，岩浆带来的热量亦可促进油气的生成(Galushkin，1997; Chen et al.，1999; 马野牧等，2013).如澳大利亚Gunnedah盆地的Napperby地层，由于受侵入岩的影响在埋深800m处就进入了生烃门限，远浅于3200 m的正常深度(Othman et al.，2001).杨文宽(1982)从热平衡的角度定量估计了岩浆余热对地温和有机质的影响，发现岩浆活动的规模、侵入时间以及形态、物质成分乃至围岩的热学性质等因素对油气形成和演化都具有一定的影响，并着重指出岩浆作用改造盆地热结构的重要性.沉积盆地内的岩浆活动可以提高盆地的地温梯度，加速烃源岩的热成熟，从而促进烃源岩的生烃进程，并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造，有利于油气的运移、聚集和成藏(Othman et al.，2001; Othman and Ward，2002; 齐天等，2011).
岩浆活动为沉积盆地带来了大量的流体，作为地球内部物质和能量的重要载体，人们已经认识到，深部热液流体对油气成藏的各个环节和全部过程具有深远的意义，在很多油气田中已经发现深部流体参与成藏作用的证据(李明诚，1995；金之钧等，2002，2007).目前在全球范围内正形成有关热液流体与油气成藏研究的热潮(金之钧等，2002，2006；Smith and Davies，2006；聂保锋等，2009).
根据生油理论，温度在65.6~148.9 ℃为液态烃生成的最佳温度条件，即“液态烃窗口(Oil Window)”(黄同兴等，2013).低于这个温度范围为有机质的未成熟阶段；处于这个温度范围为有机质的高级成熟阶段，即“主要生油阶段”；高于这个温度范围为有机质的裂解变质阶段，已生成的液态烃发生热裂解，生成大量气态烃.岩浆岩具有较高热源，岩浆岩本身还可作为特殊的储层，所以人们很早就注意到岩浆活动与成藏作用之间的关系.国内外许多含油气盆地都先后在生或含油地层中发现了侵入岩和喷出岩，如我国东部的华北盆地、二连盆地、苏北盆地和三水盆地等.国外于19世纪末到20世纪初，在古巴、日本、阿根廷及美国等地先后发现众多岩浆岩油气藏.这些都表明岩浆活动与油气藏形成之间的密切关系.
程喆等(2011)研究了南华北地区油气资源的状况.该区上古生界分布广泛，烃源岩厚度稳定，有机质丰度高，多为Ⅱ2-Ⅲ型.经历了印支、燕山、喜山等多期差异性构造运动改造，使烃源岩热演化程度参差不齐，这是南华北地区油气资源评价与勘探选区中至关重要的参数.他们的研究表明，南华北地区上古生界烃源岩的异常热演化是以深成热变质作用为主(深成热变质作用即由隐伏岩体引起的岩浆热场，笔者注)，指出中生代以来的岩浆作用(即岩浆热场，笔者注)是造成局部地区热演化程度较高的根本原因.
对山东沾化罗家油田的研究表明，岩浆的热不仅促进了有机质成熟及油气形成，提高了油气丰度，且导致硫酸盐和碳酸盐分解，形成了无机硫化氢和二氧化碳.认为岩浆活动是罗家地区油气富集和油气性质异常的重要根源(贾京坤和万丛礼，2012).
张保民等(2008)在考虑了岩浆侵入体的基本物理特征以及冷却过程中结晶潜能释放的条件下，建立了温度场的函数表达式，对岩浆侵入热活动进行了数值模拟，阐述了岩浆在冷却过程中的温度分布和变化规律及影响因素，并利用时间-温度指数分析岩浆侵入对生油窗的影响.分析认为，岩浆侵入体热演化分为两个阶段：第一阶段侵入体较快速冷却，同时围岩温度缓慢上升，随后侵入体温度缓慢下降与围岩温度相近；岩浆的侵入加快有机质的成熟并使生油窗的深度变浅.
2 火山活动在油气形成中的作用火山岩与油气成藏的关系类似侵入岩，只是表现形式有所不同而已.它们造成一定规模的热场，叠加在早先的地热场之上，改变了油气成藏的过程.冷雪(2006)对火山岩与油气成藏的关系作了比较系统的介绍.冷雪所描述的火山岩与油气成藏的关系，实际上表述的是岩浆热场作用.概括来说，高温岩浆热场对油气成藏是具有破坏作用的，而低温岩浆热场总的来说对油气成藏是有利的.
岩浆活动对油气成藏的影响有利有弊，既有积极的建设的一面，也有消极的破坏的一面.主要取决于油气的运移、圈闭的形成与火山的喷发和侵入的早晚；由于火山岩的物理性质与围岩的差异，它或成为油气藏的遮挡层，或成为储油层，还可以成为弥补浅层泥岩封盖能力不足的盖层.火山喷发期间的异常热效应有利于烃源岩浅埋成熟，深大断裂既是岩浆通道，又是油气运移的通道，它们都有利于油气成藏(冷雪，2006).
2.1 火山岩与生油岩火山岩对生油岩的影响主要体现在以下4个方面：
(1) 发生于水上环境的火山喷发作用不仅会为生物繁殖创造良好的气候条件，其在喷发过程中携带的矿物质还有利于生物的繁殖；
(2) 水下环境剧烈的火山爆发可使水中生物突然大量死亡并被火山沉降物快速沉积埋藏于较深水的还原环境中，在总体地热值较高的背景下有利于有机质的成熟演化；
(3) 岩浆向上运移侵入围岩将导致围岩温度升高，促进有机质的热演化；
(4) 火山喷发形成的火山玻璃、铁镁矿物、钙长石及沸石族等矿物与水接触蚀变成蒙脱石、伊利石及混合粘土等矿物，这些矿物赋存于生油层中成为表面活性很强的矿物，可起到很好的催化剂作用，有利于有机质向油气的转化(冷雪，2006).
2.2 火山岩与储集层火山岩与储集层之间可能存在如下3种关系：
(1) 火山岩作为油气的储层，储层可分为原生和次生两类；
(2) 火山锥可导致多种圈闭出现和形成发育的储层；
(3) 含油层系中如果有砂岩储层与火山岩储层并存时，油气会优先进入渗透性较好的储层中(冷雪，2006).
2.3 火山岩的封盖作用国内外的勘探已证实，盆地内的岩浆活动(或热液活动)，除了极罕见的情况外，对油气的生成，运移和聚集是有利的.一方面是快速的热效应促进了有机质提前成熟并向烃类转化；另一方面火山岩体本身对油气生成也有着良好的储集和封盖作用(冷雪，2006).
2.4 火山岩对油气运移的影响油气运移主要依靠断层作为通道，当岩浆沿断层侵入并向上喷发时，对围岩产生的热动力作用使之产生大量裂缝，并在一定程度上改变着围岩原有的特性.因此，断裂带附近如果裂隙较为发育，可能是寻找高产油气藏最有希望的地区之一.此外，侵入体自身的冷却收缩，自交代和岩浆期后气化热液等作用会使侵入体内外产生大量裂缝、空洞等，也可作为油气运移的通道.此外，侵入体的空间占位也会对油气侧向运移起到隔挡作用(冷雪，2006).
从广义上讲，岩石是由矿物颗粒和水等流体所组成.当岩浆热传递给岩石时，岩石便升温发生热膨胀.由于固态的矿物颗粒膨胀系数远远小于流体，就造成了岩石内流体压力的增加.随着远离岩浆体热量的逐渐降低，热膨胀作用的减弱，岩石内流体压力亦逐渐减小，在离岩浆体近处和远处的岩石内产生了压力差.在压力差的作用下，流体(石油和天然气)便背离岩体方向在岩层中运移.岩浆热量越大，热膨胀所产生的压力差就越大，促使油气运移的距离也越远；反之则运移的距离短.在泥质生油岩中，不仅岩浆热膨胀产生压力差促使了油气的初次运移，而且岩浆热又是泥岩产生临时性裂隙的重要因素.这些泥岩中的临时性裂隙是油气初次运移的良好通道，使其内生成的大量石油和天然气一次一次地以游离状态运移出去.因此，岩浆热力是石油和天然气进行初次运移的主要驱动力(范典高，1986).
2.5 火山活动时间的影响岩浆活动对火成岩油气藏的影响与岩浆活动的时间有着密切的关系，火成岩油气藏在岩浆活动之后形成有利于油气的保存；相反，油气藏在岩浆活动时形成，或在岩浆活动之前形成，都不利于油气的保存(冷雪，2006).
(1) 火山活动在油藏形成之后.这种情况火山岩对油气藏的作用弊大于利.火山活动伴生的断裂或者火山通道切穿油气藏，会破坏油气藏，导致油气泄漏；同时火山喷发形成的高温物质会烘烤附近的油气，使烃类发生变质.
(2) 火山活动与油藏同时形成.火山和热液活动使水体变暖，矿物质、氮、磷等较丰富，水生生物大量繁殖；喷发期温度、盐度剧增，形成缺氧条件，有利于有机质快速富集和保存.在烃源岩埋藏过程中，岩浆和热液活动带来的热量和地幔物质，使其受到烘烤、催化和加氢作用，加强了有机质的生烃能力(杨贵丽等，2005；周动力等，2010).对于侵入体而言，由于侵入体自身的冷却收缩和热液的交代作用，使侵入体内外产生大量裂缝和孔隙，可以作为油气运移的通道.此外，侵入体的空间占位也会对油气侧向运移起到隔挡作用.这时，一方面火山活动伴生的断裂给油气运移提供了通道；另一方面火山活动形成的火山喷发物的烘烤作用会破坏附近的油气.而当火山岩裂隙的主要发育期与主要成油期相近时，将为火山岩裂隙含油提供有利的条件(冷雪，2006).
(3) 油藏在火山活动之后.这时，火山活动对油气藏形成是有利无害的.首先，有些火山岩岩性致密，气孔含量少，具有封闭性能，可以作为屏蔽层形成火山岩遮挡型油藏.其次，火山岩本身受多期次构造-断裂作用的影响，裂隙比较发育可以作为储层，如紧邻主要生油岩系，则具有较优越的储油条件可形成火山岩储层类型的油气藏.此外，多期次充油亦是早期火山岩易于形成油气藏的原因之一.再次，火山喷发形成的巨大物质有利于隆起的形成，可以形成岩性上倾尖灭型油气藏、古潜山型油气藏等(冷雪，2006).
2.6 火山岩的不利影响(1) 火山岩的存在不利于对地下地质条件的认识.如果火山岩厚度大，对下伏地层的地震反射有较大的屏蔽作用，致使其下部的中深层反射能量弱，信噪比低，同相轴连续性差，给构造解释和储层预测带来很大难度.
(2) 火山岩的存在占据了生、储空间，不利于油气生成与储集.如果生油岩中占有较大面积的火山岩，生油岩体积就会缩小，影响生油量；若与生油岩相连的火山岩没有风化层或孔洞，也将会占据储集空间，对油气的生成与聚集均不利.
(3) 成藏后期的岩浆活动对油气的聚集有破坏作用.如前所述，油气成藏后的岩浆活动可能对已形成的油气藏产生明显的破坏作用，吞噬和破坏了储油层及其结构，使油气向上散逸.
此外，高温岩浆侵入生油层后，还会对周围生油母质及生成的油气进行烘烤使之炭化(陈旭等，2010).
2.7 若干研究实例 2.7.1 峨眉山玄武岩的实例峨眉山大火成岩省位于扬子板块西缘，四川盆地西南部处于峨眉山地幔柱的“中带”，川中、川南及川东南部分地区处于“外带”(何斌等，2003)，如图 1所示.热史恢复结果显示，早晚二叠世期间的峨眉山地幔柱活动对四川盆地构造-热演化产生了重要作用，构成了四川盆地古生代热体制的主控因素，也深刻影响了下二叠统及其下伏烃源岩热演化格局(朱传庆等，2010a，b).
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图 1 峨眉山大火成岩省及四川盆地代表性钻井分布图(饶松等，2013) Figure 1 Distribution map of the Emeishan large igneous province and the location of several representative boreholes in the Sichuan basin(Rao S et al.，2013) |
温声明等(2005)以塔里木油田为例，讨论了二叠纪火山岩对油气成藏的影响.他们认为，火山岩的影响主要表现在以下几个方面：
(1) 促进了盆地生油岩的演化.一方面，岩浆作为热的流体，其温度可达1000℃以上.这一高温流体侵入到地层或喷出到地表，都会影响生油岩的成熟度，使不成熟的生油岩进人生油门限，也可以使成熟的生油岩转化为高成熟的生油岩.另一方面，大规模岩浆作用改变了地温场，导致了较高的地温梯度，对油气保存也可能十分不利.陈旭等(2010)认为，岩浆活动改变了古地温场，巨大的热能促进了油气的排出和运移，加速了有机酸的形成.有机酸和酸性的热流体对油气储集层进行酸化改造，在储层中形成新的成岩矿物与溶孔、溶洞和溶缝，增大了孔隙度与渗透率，也可以改善储集层的储集性能(温声明等，2005).
(2) 提供了新的储集空间.火成岩在形成过程中可产生大量空隙，如气孔、杏仁体内孔、斑晶间孔、收缩孔、晶间孔、晶内孔、膨胀孔等，同时产生大量裂缝，包括隐爆裂缝、成岩裂缝、风化裂缝、竖直节理和柱状节理等.受后期构造运动改造和风化溶蚀作用，还可能形成大量构造缝、溶蚀孔洞等，可作为油气的储层(温声明等，2005).陈旭等(2010)也指出，火山岩因后期风化、淋滤、溶蚀作用以及成岩过程中有机质产生的各种有机和无机酸产生的次生孔隙等，物性可得到较大改善，可以储集油气形成具有工业价值的油气藏(抬升淋滤型油气藏).据统计，在沉积盆地中火山岩可占充填体积的1/4，一旦具备成藏条件即可形成大型、超大型油气田，如日本的新泻盆地，我国的江汉盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、准噶尔盆地等都相继在火山岩中发现了工业油气流(邹才能等，2008).
(3) 对碳酸盐岩的改造作用.岩浆侵入可使碳酸盐岩地层发生白云石化、萤石化和溶蚀作用，另一方面也加剧了断裂和裂缝的发育，增加了储集空间，改善了溶蚀空洞的连通性(温声明等，2005).
(4) 产生多种类型伴生圈闭.岩浆活动可以形成多种类型的圈闭，主要分为构造圈闭和地层圈闭两类(范典高，1986).具体可划分为下列圈闭：①披覆背斜.由于火成岩的侵入，托举起上覆地层，或火山喷发形成的火山锥在地貌上形成的正地形.②火成岩刺穿遮挡背斜.由于侵入岩的刺穿，使地层复杂化造成的背斜.③逆牵引背斜.火成岩侵入后由高温冷却、收缩后造成地层下拉形成的背斜.④热液蚀变岩性圈闭.岩浆岩与围岩接触对围岩孔渗条件有较大影响，可能改变碳酸盐岩的储层条件，为油气聚集提供的空间所形成的岩性圈闭.
(5) 岩墙遮挡圈闭.由于岩墙不规则发育，在穿过砂岩时形成的侵人岩盖层或侧向遮挡层的特殊圈闭(冷雪，2006).
3 岩浆活动对砂岩的改造岩浆活动引起热流体的纵向和横向运移，使砂岩成岩现象的空间分布复杂化，进而引起储层非均质性的复杂化.因此，查明岩浆活动对含油气盆地储集砂岩的改造及其对成岩作用的贡献是储层评价和预测的重要方面(彭晓蕾，2006).
岩浆活动引起的热流体对砂岩成岩作用的影响涉及到岩浆作用、变质作用、成岩作用以及流体-岩石作用等学科领域.岩浆活动对碎屑岩储层的影响主要反映在岩浆上拱作用、热烘烤作用和热液作用上.岩浆上拱作用使上覆岩层产生裂隙，而热烘烤作用使周围碎屑岩产生不同程度的变质.轻微变质的板岩一般为有效封盖层，而变质程度相对较高的板岩易发育裂隙而成为有效储集层.此外，岩浆活动造成的局部地温异常还可使周围烃源岩热演化生成的烃类、有机酸、二氧化碳与岩浆携带的无机二氧化碳一起注入周围碎屑岩储层中，使储层原始孔隙得以保留并产生次生孔隙.基性岩浆中富Fe2+和Mg2+，有利于碎屑岩中蒙脱石向绿泥石转化；在酸性介质条件下碎屑中长石颗粒蚀变提供的K+则有利于蒙脱石向伊利石转化.结果出现火成岩体周围储层中粘土矿物组合具富绿泥石而贫高岭石以及伊利石相对含量较高的特征(张小莉等，2008).
岩浆侵入活动对砂岩的改造作用包括：侵入岩胀裂而导致已固结砂岩的脆性破裂和未固结砂、泥岩的压溶作用；热流体促进或参与砂岩中矿物间的反应，使砂岩发生热变质作用，形成低温变质矿物；侵入活动提供的高温加热地层水，通过热对流的方式使砂岩温度突变，形成“相对高温”的自生矿物或引起一些溶解度对温度变化敏感的自生矿物的溶解和重新沉淀.Summer和Ayalon(1995)对以色列Makhtesh Ramon的Inmar组砂岩的研究表明，原生的自生矿物分布于远离侵入体的脆性沉积物中，而侵入体附近的砂岩则被改造成石英岩.靠近岩脉呈颗粒接触和缝合接触关系十分常见，而远处的颗粒则主要为切线接触.脆性砂岩的岩石密度为1.76 g/cm3，而接触带附近的岩石密度增至大约2.45 g/cm3；脆性砂岩的孔隙度超过32%，而在接触带则低于3%；渗透率也由原来的3700 mD降至接触带附近的小于1 mD.
彭晓蕾(2006)指出，当辉绿岩侵入到未固结的沉积层时，除在泥岩、砂岩中形成气孔-杏仁构造外，还在砂岩中碎屑石英颗粒边部形成栉状石英，孔隙中形成枝条状石英，远离辉绿岩外接触带次生加大石英含量增加.当次火山岩侵入到砂岩中时，首先导致砂岩发生脆性破裂，尔后引起邻近砂岩中的基质重结晶形成绢云母、黑云母以及其他低温变质矿物，在稍远处形成相对高温的自生矿物并引起次生加大石英和方解石的重新分布.这是典型的热接触-热对流成岩作用模式(彭晓蕾，2006).
Merino等(1997)发现，在岩浆侵位之前，砂岩中的自生矿物组合为赤铁矿胶结物、石英次生加大、长石次生加大等.热流体对长石砂岩成岩作用的影响主要表现在：(1)驱动孔隙水发生对流；(2)引起成岩矿物的快速形成(包括燧石、嵌晶状钠长石、伊利石、绿泥石、纤维状浊沸石、自生石英)；(3)把石英和长石的次生加大结构改变成微晶结构；(4)为砂岩中的伊利石、绿泥石和硫化铜的形成提供了Mg2+、Fe2+、K+和Ca2+离子(Merino et al.，1997).
De Ros(1998)在巴西Parana克拉通盆地研究时发现：(1)在埋藏浅部，高岭石发生强烈的伊利石化；(2)伊利石的K/Ar年龄与岩浆作用的年龄一致；(3)露头样品石英次生加大边中的流体均一化温度高.他认为，岩浆侵入导致沿断层和裂隙发生流体对流，对流不但引起古地温提高，还导致高岭石和长石的伊利石化以及石英的胶结作用.
Merino等(1997)对美国Hartfort裂谷盆地的砂岩研究表明，岩浆侵位和喷出引起的对流孔隙水在流动过程中不但使流经地区的早期成岩作用(大气水成岩系统)产物(如赤铁矿等)消失殆尽，而且将早期形成的石英和长石的次生加大边改造成微晶结构.
由于岩浆侵入活动的影响，在浅部即可出现在较大埋深时才能出现的自生矿物或自生矿物组合.如渤海湾盆地浅部出现的石英次生加大、铁方解石和白云石组合(彭晓蕾，2006).位于扬子地台西南缘的楚雄盆地是一个受到后期构造强烈改造的残留盆地，形成于晚三叠世.老第三纪受喜山运动的影响，发生了广泛的褶皱、推覆和隆升，并伴有碱性岩浆侵入活动.该岩浆活动通过加热浅层地下水形成了盆地规模的热流体体系.热流体活动使白垩系和下第三系样品的早期径迹完全消失，现存径迹为后期积累的；也导致盆地北部攀枝花剖面的白垩系样品中碎屑石英成岩期流体包裹体的均一温度达190℃，远高于下伏地层样品的均一温度(汪洋等，2001).
岩浆侵位也引起砂岩中的基质重结晶或改造先期形成的自生矿物，如石英长石砂岩中的粘土矿物结晶形成绢云母、绿泥石和黑云母.在一些CO2气藏的砂岩中，低温热液矿物片钠铝石往往呈纤维状或毛发状沉淀于砂岩孔隙中，它是由岩浆侵入时携带的CO2气体溶于地层水中所形成的碳酸型流体，在富Na+的情况下沉淀而成的.
4 岩浆活动对烃源岩生烃的影响岩浆热场对于油气成藏的影响，岩浆热场最重要的意义，是体现在岩浆的热对于烃源岩生烃的影响上.岩浆侵入不仅可以引发水-岩反应和多种形式的变质作用和金属富集，当侵入至富含有机质的泥质围岩时，其热效应不仅会造成热接触变质、改变围岩的成岩作用，还会促进围岩中烃源岩的生烃作用(马野牧等，2013).烃源岩热演化，即烃源岩成熟度演化，是指烃源岩在不同地质时期的成熟度状态，是含油气盆地烃源岩评价的一项重要内容，也是动态研究油气生、排、运、聚等成藏过程的基础(李思田等，2004；饶松等，2013).对渤海湾盆地冀中坳陷文安斜坡古近纪岩浆侵入石炭-二叠系地层影响的定量模拟结果表明，岩浆侵入对石炭-二叠系地层源岩生烃的贡献率高达62.4%(李臣和孟元林，2004).
在油气生气和储集过程中，盆地的热演化决定着烃类成熟度史.沉积盆地中岩浆侵入体是除断裂活动带、放射性元素富集区之外的最主要的局部热源(张健和石耀霖，1997)，其对围岩的热影响一直受到广泛的关注(Sun et al.，1995; Bishop and Abbott，1995; Barker et al.，1998; Fjeldskaar et al.，2008; Santos et al.，2009; 朱传庆等，2010a; Wang et al.，2012).研究发现，异常地热对烃源岩的有机质生烃过程和烃类成熟作用有明显影响(朱传庆等，2010a，b；王有孝等，1990；冯乔和汤锡元，1997)，侵入体的存在会使烃源岩的生油窗深度变浅(Othman et al.，2001)，侵入体余热可以使生油层早熟，并使其附近围岩中的有机质丰度降低.基性岩浆带来大量的热量和地幔物质还可产生极高的压力，加速了周围烃源岩的成熟演化，且促使其排烃(万丛礼和金强，2003).
侵入作用的热效应对油气成藏既有有利的一面，即加速烃源岩的成熟和成烃作用(陈荣书等，1989; Galushkin，1997; Fjeldskaar et al.，2008)；也有不利的一面，如破坏形成的油藏或加速烃源岩进入过熟期(Robinson et al.，1989; Finkelman et al.，1998; Thorpe et al.，1998).
郭占谦(2002)将岩浆侵入体称为热源灶体，依据热源灶体与烃源岩之间的位置关系将岩浆活动对烃源岩热演化作用模式分为上灶亚模式、中灶亚模式和下灶亚模式.近灶亚模式所处的深度范围为围岩干酪根的热演化受岩浆的热作用影响十分强烈，且干酪根生成的油气大部分被高温破坏的深度范围，处于近灶深度范围内的烃源岩成熟度极高；中灶亚模式所处的深度范围为围岩干酪根的热演化明显受岩浆热作用的影响，但又没有使干酪根完全丧失生烃能力，且烃源岩生成的油气没有被岩浆热能完全破坏的深度范围，这一深度范围内的烃源岩仍然具有一定的生烃能力；远灶亚模式所处的深度范围为岩浆的热作用对围岩干酪根的热演化的影响很小，可以忽略不计的深度范围，这一深度范围内的烃源岩热演化基本不受岩浆热作用的影响(郭占谦，2002).
田文广等(2005)指出，由于成熟度(Ro%)大于2.0的烃源岩已经基本失去生烃能力，故把干酪根成熟度的异常变化段(Ro%)为2.0的深度定为近灶和中灶的分界线；把过热成熟度(烃源岩成熟度与忽略岩浆热作用烃源岩的成熟度之差，ΔRo%)等于0.05的深度定为中灶和远灶的分界线.图 2为热模拟得到的岩浆侵入体刚刚冷却时的围岩干酪根的成熟度剖面.从图 2中看出，岩浆侵入对围岩干酪根的成熟度有明显的影响，距侵入体越近影响程度越大.随着距侵入体距离的增加，围岩干酪根的成熟度迅速降低.在距两倍的侵入体厚度以外，围岩干酪根的过热成熟度已经很小，基本上不受岩浆热作用的影响了.另外，从图 2中还可以看出，侵入体对其上下围岩干酪根过热成熟度的影响程度和范围大致相同.图 2表明，由于岩浆的热作用使干酪根生油窗的深度变浅，如果没有岩浆热作用，生油窗的上限深度为3000 m(Ro= 0.5)，由于岩浆热作用而使生油窗的上限深度变为2700 m，变浅了300 m(田文广等，2005).
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图 2 岩浆侵入体刚刚冷却时的围岩干酪根的成熟度剖面(田文广等，2005) 注: 侵入体厚度为200 m，侵入温度为800 ℃，侵入深度为2800~3000 m Figure 2 Kerogen maturity sectional just cooling when magma intrusion(Tian WG et al.，2005) |
看来，岩浆活动时间与油气生成和运移时间的先后关系对油气藏保存至关重要.油气大量生成和运移时期以前发生的岩浆活动可促进烃源岩的演化，对油气藏保存无不利因素.油气生成运移期或其以后的岩浆活动，则有可能对油气藏起明显的破坏作用(唐晓音等，2013).
岩浆活动能产生很高的热流，并可持续一定时间，从而会提高有机质热演化程度，使生油门限变浅，还可使岩浆岩周围烃源岩达到高成熟或过成熟，使烃源岩中残余有机质丰度降低.同时岩浆岩发育层段镜质体反射率异常高，有机质丰度特低，证明这些都是岩浆岩局部升温造成的.因此，在油气盆地沉积岩层内的有机质成熟并向烃类转化的过程中，温度起着关键的作用.在盆地形成演化的漫长过程中，有时可能发生一些突发性的地质事件，如：岩浆的侵入、深部高温流体的上涌、盐丘的侵入等，其中影响较大的是岩浆的侵入.虽然岩浆活动在整个盆地形成发育的地质历史时期中是短暂的、突发性的，但是岩浆的温度比围岩的温度高很多，可能对盆地的热演化过程产生很大的影响.因此，在研究盆地沉积物有机质成熟度及油气储层评价中，异常热作用如火山喷发、岩浆侵人对沉积有机质演化的影响已广泛地受到重视(朱传庆等，2010a，b).大量勘探实践表明，岩浆侵入体可以提高盆地的地温梯度，使原本成熟度低的烃源岩因此达到生油窗的温度范围，促进生烃作用进程，从而加速烃源岩的热成熟，并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造，有利于油气的运移、聚集和成藏(王大勇等，2011).冯乔和汤锡元(1997)结合国内外众多含油气盆地中岩浆活动对油气生储盖及圈闭等条件的影响，探讨了岩浆活动与油气成藏地质条件的关系.他们认为，岩浆活动伴随的高热流可以提高盆地古地温，加速烃源岩演化，亦将使与岩浆岩毗邻的烃源岩达到高成熟或过成熟；岩浆岩及其围岩蚀变带可成为良好的特殊储层；岩浆活动还可形成一些特殊类型的圈闭.另一方面，若岩浆活动时间与油气生成、运移与聚集时间不匹配，将对油气藏的形成与保存起较大的破坏作用.
徐兴友(2011)认为，岩浆侵入的热作用对周围烃源岩生成油气的影响主要体现在3个方面：
(1) 对正构烷烃组成有明显的影响，但不同侵入状态的影响程度和结果有所不同.当烃源岩埋藏较深时，侵入体厚度较大的岩体能使正构烷烃组成中轻组分增加，主峰明显前移；当烃源岩埋藏较浅且处于低成熟阶段时，侵入岩因影响程度不同，烃源岩中的正构烷烃组分可以呈明显的前峰型、双峰型或后峰型.
(2) 岩浆侵入的热作用可使周围烃源岩中生物标志化合物特征呈现明显变化，但生物标志化合物成熟度参数的变化与正常成熟情况下有所不同.
(3) 侵入岩热作用对油气特征的影响作用不仅可以用于确定油气成分受影响的程度，也可用于反推岩浆侵入时周围烃源岩的埋藏和演化以及侵入对油气资源贡献的大小，对认识岩浆侵入对成烃成藏的作用有重要意义(徐兴友，2011).
郭占谦和杨兴科(2000)和郭占谦(2002)指出，中国含油气盆地的生烃机制因生烃物质来源不同，可分为有机生烃、无机生烃及合成生烃机制.岩浆活动可能对沉积岩的生烃机制产生影响，表现在下述几个方面：
(1) 火山岩和侵入岩体对沉积层形成热源灶体，依火山岩和侵入岩与生油层的层序关系可分为上灶、中灶和下灶，形成灶体生烃模式.
(2) 玄武质岩浆带来了深部的CO、CO2和H2等无机成因的非烃气体，它们可以合成烃，使沉积盆地的沉积盖层出现合成生烃机制.来自地球深部的无机成因的天然气中还有甲烷，可形成无机烷烃气藏.来自地幔岩中的烷、烯、炔等烃类物质以及岩浆岩中含有的烷烃类物质，有隨密度增加含烃量增加的趋势，同时还有随密度增加烃类物质的碳原子数增加的趋势.
(3)火山活动还向沉积盆地供给热液流体，以水为载体的某些金属元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、Pd等，促进了烃类物质的生成量，使具有二元结构的沉积盖层盆地出现了催化生烃模式.总之，火山活动可使二元结构盆地存在有机生油机制、合成生油机制及无机生烃机制(郭占谦和杨兴科，2000；郭占谦，2002).
目前，国内外关于沉积盆地中热流体活动的研究主要集中在2个方面：(1)浅部、短期作用的岩浆热流体活动(Uysal et al.，2000)；(2)来自地球深部的富CO2热流体活动(李明诚，1995；高波等，2001).前者的热流体活动主要是指侵入体就位时所带来的瞬时高温热流体对储层岩石所造成的影响.由于侵入体规模小、作用时间短，引起的接触变质或热对流成岩作用影响程度和范围有限，使接触带附近的物性变差.Uysal等(2000)的研究也显示，与岩浆热流体作用密切相关的自生矿物(燧石、嵌晶状钠长石、黏土矿物、纤维状浊沸石、自生石英，自生长石等)集中分布在热流体活动所波及的有限范围内；后者的热流体活动主要是指上地幔富CO2热流体对储层和有机质热演化的影响.这些来自深部的富CO2热流体具有很强的溶解、扩散能力，可以萃取岩石中分散的有机质，同时还可以对生烃起到显著的加氢作用，从而提高烃类的生成量.研究还表明，这些深部流体中普遍含有地幔烃，当其通过断裂或者是其他通道大量的涌进沉积盆地中时，势必会增加烃源岩的有效体积，提高其产烃能力.此外，大量的富CO2酸性热流体的涌入，与储层岩石发生化学反应，溶蚀、溶解长石和石英等碎屑颗粒，起到改善储层物性的作用，有利于油气的聚集成藏，而且其较高的压力和含水量常常导致异常高压区的形成，抑制烃类的热裂解而有利于油气的保存(O’Reilly，1987; Sugisaki and Mimura，1994).
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图 3 东海盆地西湖凹陷中央背斜带平湖组地层残雪1井(即黄岩14-1-1井)热场叠加(A)与热传导(B)背景下烃源岩地层温度与生气速率对比图以及生气速率与生气量关系(C和D)图(周瑾，2003) A，古新世；B，始新世；C，渐新世；D，中新世；E，上新世；F，第四纪. Figure 3 tratum temperature and gas formation rate of hydrocarbon source rocks comparison between thermal field overlay (A)to thermal conductivity(B)in the Chanxue No. 1 well from the Pinghu Formation of central anticline of the Xihu Sag of East Sea Basin(ie Huangyan 14-1-1 well)，and gas formation rate and volume relationship(C and D)(Zhou J，2003) |
因此，如果岩浆上升伴有热液流体，则更加有利于有机质成熟生烃.这种流体通常具有深部来源的特征(Cai et al.，2008)，部分可能来自地壳深部或地幔(杜乐天和王驹，1993；毛景文和李晓峰，2004).由于热液流体富含CO2等多种挥发分和阴阳离子(Bell and Rossman，1992; Navon et al.，1998; 张铭杰等，2000)，并能携带大量的热能(金之钧等，2013)，能对沉积盆地中油气成藏产生了显著的影响，可以通过溶蚀改造作用改善碳酸盐岩的储集性能，使灰岩发生热液白云岩化形成优质白云岩储层，通过对烃源岩的加氢作用提高生烃产率，促使沉积有机质成熟生烃，促使烃源岩热演化等(金之钧等，2013).
于志超等(2012)研究了歧口凹陷古近纪以来浅层侵入体侵入碎屑岩形成的热流体响应，主要体现在碎屑颗粒的热液蚀变、镜质体反射率异常增大、最大热解温度-游离烃-热解烃异常增高、均一温度异常增大、黏土矿物异常转变等5个方面.研究表明，无论是浅部(<3500 m)储层的基性岩浆热液活动，还是深部(>3500 m)的来自上地幔的富CO2热流体活动，都明显地改善了储层的物性，提高了储层的质量.但是上述2种热流体活动在影响的深度上有着极大的差别：浅部的基性岩浆热液的影响范围较窄，这与侵入体的厚度、就位时的温度和冷却速度有关.侵入体对碎屑岩储层的影响范围约是自身厚度或宽度的5倍.深部的富CO2的热流体持续活动的时间较长，影响范围较广，是区内热流体活动的主要影响因素(于志超等，2012).
周瑾(2003)通过对东海盆地西湖凹陷中央背斜带不同区带的单井流体包裹体、镜质体反射率以及盆地模拟结果分析，认为该区烃源岩的热演化存在2种热体制：即正常热传导下的热体制和叠加了异常岩浆热作用的热体制(图 3).在正常热传导背景下，西湖凹陷中央背斜带沉积速率、升温速率、成熟速率以及生烃速率等四者之间相辅相成，依次控制；局部岩浆热作用产生的高温，加速了该区烃源岩层的生烃过程，提高了生烃量和生烃速率(周瑾，2003).
唐晓音等(2013)报道了他们对琼东南盆地深水区长昌凹陷研究的成果，该区分布着多个火成岩侵入体，单个侵入体的面积可超过300 km2，高(厚)度约为10 km.他们基于有限元方法的二维剖面地温场模拟，分析了研究区位于同一条地震测线上的三个不同规模侵入体对温度场的影响，并结合热史恢复方法及Easy% Ro模型，定量评价了侵入体对距其2 km及5 km处人工井崖城组烃源岩有机质成熟度Ro的影响.结果表明，凹陷内火成岩侵入体对温度场有显著影响的时限不超过1 Ma，5 Ma以后影响非常微弱，10 Ma以后侵入体温度与围岩温度基本一致.侵入体对烃源岩有机质成熟度的影响随侵入体的规模、距侵入体的距离不同而不同，规模最大侵入体对距其2 km处崖城组烃源岩成熟度Ro的影响可达1.6%，而对距其5 km处的烃源岩成熟度影响较小(唐晓音等，2013).
有机质演化过程中化学反应速率一般与温度呈指数关系，而与时间呈线性关系(Tissot et al.，1987; 唐晓音等，2013)，故有机质的成熟度主要受温度控制.一般认为，形成石油的温度在60~125 ℃，形成油和湿气在125~160 ℃，160 ℃以上则形成干气，超过200 ℃时油气被破坏(李大心和贾苓希，1984).经验证明，地下石油在150~160 ℃时逐渐变为气态，在200 ℃时除甲烷外其他烃类处于不稳定状态，至550 ℃时甲烷也发生分解而破坏.因此，岩浆岩所产生的热必然会影响烃类的相态和存在.
火成岩的异常热作用对烃源岩的影响主要表现在使镜质体反射率出现异常，使有机质成熟度增加，促使烃类的成熟、生成及排出.其影响程度与烃源岩距火成岩体的远近和火成岩体的规模有关(Raymond and Murchison，1988; 陈荣书等，1989).唐晓音等(2013)分析了琼东南长昌凹陷不同规模侵入体对距其不同距离处有机质成熟度的影响，结果表明，当受热时间持续1 Ma时，侵入体I短时间内对距其2 km处崖城组烃源岩成熟度Ro的影响可达到1.1%，对距其5 km处烃源岩成熟度Ro的影响很小，约为0.15%；受热时间持续1 Ma时，侵入体Ⅱ短时间内对距其2 km处崖城组烃源岩成熟度Ro的影响可达到1.6%；对距其5 km处烃源岩成熟度Ro的影响为0.4%.受热时间持续1 Ma时，侵入体Ⅲ短时间内对距其2 km处崖城组烃源岩成熟度Ro的影响为0.03%；对距其5 km处烃源岩成熟度Ro几乎没有影响(唐晓音等，2013).看来，侵入体对烃源岩有机质成熟度的影响随侵入体规模、距侵入体的距离等因素不同而不同，侵入体Ⅲ由于规模小，所以对人工井烃源岩有机质成熟度Ro的影响微弱.
岩浆侵入的热作用对周围烃源岩生成油气的影响在不同地区有时是明显不一样的.如George(1992)对苏格兰Midland Valley 盆地中石炭系下部粉砂岩和上部油页岩侵入体周围的有机地化特征研究表明，侵入体周围烃源岩中可溶有机质的正构烷烃均发生了明显变化，离侵入体越近低分子烃类含量越高，在低成熟油页岩侵入体周围色谱图出现了双峰现象.Bishop和Abbott(1995)和Farrimond等(1996)也认为岩浆侵入的热作用对多种生物标志化合物参数均存在重要影响，但不同地区研究结果差异较大，包括对生成油气特征的影响程度和影响的地化指标也存在一定的差异.王民等对侵入体不同初始温度及不同厚度对围岩热演化程度影响的数值模拟结果表明，岩浆侵入体的热作用范围有限，不同地质条件下，影响的范围不同.其中侵入体初始温度越高，影响范围越大；侵入体厚度越大，影响范围(X/D值)也越大(图 4).侵入体热传导模型的初步应用表明，岩浆作用带来的热源对烃源岩生烃进程产生了重要影响，可以加速烃源岩的成熟，使得生烃期提前(王民等，2011).
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图 4 不同岩浆侵入体初始温度与围岩有机质Ro的关系(王民等，2011)侵入体厚度50 m；X代表模拟计算深度点与接触面的距离；D代表侵入体的厚度 Figure 4 Roevolution plate of the thermal effect by magmatic intrusions with different initial temperature(Wang M，2011) |
沉积物中的干酪根是石油和天然气生成的主要物源，干酪根热降解则是生成油气的主要作用过程.研究表明，随温度升高，干酪根的反应速率增大，热降解加快.温度是控制石油和天然气生成的重要参数，一般认为，温度每升高10 ℃则反应速度几乎增加一倍.范典高(1986)指出，由于不同的盆地沉积物中干酪根类型不同，其门限值不同，大约在50~115 ℃之间.表明有机质热降解生成石油和天然气是需要一定热量的，这个热量主要来源于岩浆热.岩浆活动(尤其较大规模的岩浆活动)带来大量的热量，增大了地温梯度，缩短了有机质成熟的时间，减少了有机质的消耗量，为石油和天然气的生成提供了相对丰富的物源.从目前所发现的大多数含油气盆地中，特别油气含量丰富的盆地，其地温梯度大多大于该区域的平均值.如我国东部盆地中地温梯度高，明显与该区岩浆活动所造成的热流值较高密切相关.不仅如此，岩浆的散热过程对干酪根的演化进程也有极大的影响(范典高，1986).
对于同一个岩体在不同的距离位置上，岩浆作用指数是不相同的.近处的岩浆作用指数大，随距离的增加，岩浆作用指数逐渐减小.对不同规模的岩体，即使处在相同距离的位置，其干酪根的演化程度也是不相等的.规模大的岩体影响较强，干酪根演化程度高；小者则弱而低.总之，干酪根在距较大规模岩体近处的演化速率快，成熟高，在距较小岩体远处则慢且低.
岩浆岩在平面上的影响范围据岩石的热传递性质应与其纵向情况相似.例如广东三水盆地，其烃源岩有机质丰度在岩浆岩分布区较低，而远离岩浆岩分布区则出现高丰度带.此带离熔岩体中心的距离大致是熔岩分布区半径的两倍.此外，岩浆余热影响干酪根演化进程的空间范围不仅取决于干酪根同侵入体的距离，还取决于侵入体的半径.在围岩初始温度为100 ℃的条件下，若球状侵入体半径为2~5 km，则离侵入体球心1.6~2.0倍半径处，干酪根已基本上不受岩浆余热的影响(范典高，1986).
6 岩浆活动对页岩气的影响随着能源需求的日益攀升和常规油气资源的不断消耗，油气供需矛盾日益突出.因此，煤层气、致密砂岩气、火山岩油气、页岩气等非常规能源越来越受到学术界的重视.页岩气以吸附和(或)游离状态赋存于富有机质页岩地层中，为生物和(或)热成因的非常规天然气.页岩气以游离相存在于天然裂缝与粒间孔隙中，吸附在干酪根或粘土颗粒表面，溶解于干酪根和沥青里.从全球可再生能源的勘探开发现状分析发现，页岩气是最现实的常规油气资源的重要接替资源之一.以热成熟作用或连续的生物作用为主以及两者相互作用生成的聚集在烃源岩中的天然气，已逐渐成为重要的非常规天然气资源.沉积盆地中各地质时期的沉积物中泥页岩沉积约占80%，页岩储层包括暗色富有机质页岩及以薄的夹层状态存在的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等地层.页岩储层组合形式多样，不同类型页岩储层组合有明显不同的地质、地球化学特征.深水海相缺氧沉积环境页岩发育较好，有机质丰度高的炭质页岩附近常有煤层出现，通常与常规油气藏有着密切的成因关系.美国的勘探开发实践揭示，非常规油气中，近年来发展势头最快、潜力最大的当属页岩气.美国页岩气盆地构造稳定、地层平缓，产气页岩埋藏深度适中(1000～3500 m)，镜质体反射率(Ro)大于0.4%，总有机碳含量一般为0.4%~2%，干酪根主要为Ⅱ型和Ⅲ型，多种孔隙发育(孔隙度一般在2%~10%，集中分布于4%～5%)，具有超压盖层，渗透率小于0.1×10-3μm2，页岩脆性较好，构造裂缝极微裂缝极为发育.我国大部分盆地已具备页岩气勘探的基本地质条件，各地质历史时期富有机质页岩地层十分发育.但我国页岩气勘探开发起步较晚，主要原因在于地质条件的特殊性，包括埋藏深度更深、地层年代更老、后期构造变形大等不利条件.页岩气与常规气的富集成藏控制因素存在明显差异，页岩气的成藏特征主要有：自生自储，成藏时间早，无明显圈闭，储层低孔低渗，气体赋存状态多样，页岩气藏较易保存，与常规油气共生共处等.根据油气地质基本条件，任何油气藏的形成必须具备3个关键要素：即油气来源、储集空间和保存条件.页岩气也不例外，首先是生烃条件.页岩气藏烃源岩多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色或高碳泥页岩，有机质含量高、热演化程度高、干酪根类型好等都是必要条件；其次是储集特征.包括孔渗特征及矿物组成，泥页岩低孔低渗，裂缝的发育会改善页岩的孔渗能力，石英等脆性矿物的含量对泥页岩脆性影响较大，对指导后期开发有重要意义；再次是保存条件.页岩气边形成边赋存聚集，不需要构造背景，为隐蔽圈闭气藏，断层和宏观裂缝起破坏作用，强烈的构造活动不利于页岩气藏的保存(刘玉婷，2012；马若龙，2013).
据统计，全球页岩气资源量为456.24×1012m3，超过常规天然气资源量(436.1×1012m3).美国是目前世界上唯一实现页岩气商业开发的国家，且发展迅速，2006年页岩气产量仅占天然气总产量的1%，2010年就达17%，2030年预计超过50%.页岩气被认为是未来几十年最具增长潜力的天然气(万丛礼等，2011).
万丛礼等(2011)指出，岩浆对页岩气的影响主要表现在下述几个方面：
1) 有利于页岩气的生成.生烃是页岩气聚集的前提和基础，生烃量与源岩成熟度呈正相关关系.泥页岩成熟度越高越有利于页岩气成藏.
2) 有利于页岩气的聚集.岩浆侵入的作用包括下述几个方面：
(1) 使泥页岩产生大量裂缝.尽管世界上页岩气资源非常丰富，但尚未得到广泛勘探和开发，其根本原因是泥页岩的渗透率一般很低，达不到工业利用的价值.而那些已开发的气藏往往裂缝比较发育.裂缝的重要性在于：
① 为页岩气提供了重要的聚集空间，提高了总含气量；②为页岩气提供了运移通道；③有助于吸附气的解析.
页岩的原始渗透率非常低，如果裂缝不发育，就需要进行压裂来产生更多裂缝，为天然气解析提供更大的压降和面积.但如果裂缝规模过大也可能导致天然气散失.所以，裂缝是控制页岩气储量和产量的重要因素.页岩气勘探目标应首选那些有较高渗透能力或有可改造条件的泥页岩裂缝发育带(李新景等，2007).断陷盆地泥页岩裂缝的成因非常复杂，一般可分为构造裂缝、成岩裂缝、超压裂缝、垂向载荷裂缝、垂向差异载荷裂缝以及变质收缩裂缝等，并以构造裂缝、超压裂缝和成岩裂缝为主.岩浆侵入造成的高温和压力，能使周围泥页岩产生多种裂缝，可以从根本上改善泥页岩的储集性.
(2) 提高了泥页岩的有机孔隙度.岩浆除了使泥页岩产生大量裂缝外，还使其产生许多有机孔隙.Jarvie等(2007)认为，泥页岩孔隙以有机质生烃形成的有机孔隙为主，而这种孔隙与有机质的烃转化率呈正相关关系：即泥页岩烃转化率越高、有机孔隙度越大.
(3) 提高了泥岩对页岩气的吸附力.研究发现，地层压力与泥页岩对天然气的吸附能力呈正相关：地层压力越大，泥页岩对天然气的吸附能力越大，吸附气和游离气含量也随之增加.Raut等(2007)认为，在压力较低的情况下，地层吸附气体需较高的结合能.随着压力增大，所需的结合能不断减小，气体的吸附量也随之增加.Chalmers和Bustin(2008)研究了Gordondale地层样品在不同压力下气体的吸附能力，发现压力越大，泥岩吸附气体的能力也越大.当压力从2.9 MPa增大到17.6 MPa时，吸附能力从0.03 cm3/g增大到1.86 cm3/g.另外，Shkolin和Fomkin(2009)也指出，随着地层压力增大，气体的压缩率增大，从而增加了游离气的储存能力.所以，侵入岩所形成的异常地层高压无疑显著提高了泥页岩对页岩气的吸附能力.
7 热液在石油生成中的作用：热液石油郭占谦(2001)讨论了热液与石油生成的关系，指出油气田中常伴随铁、锰、钨、钼、铅、锌、铜、钒等金属热液矿床以及萤石、硫磺、磷酸盐与石盐等非金属矿床的分布.郭占谦指出，热液矿床与油气田常相伴分布，我国原油中存在有较多的含量超过中国陆壳平均含量一倍以上的成矿元素，这是由于来自地球深部的成矿热液携带有350 ℃以上的热能和来自地球深部的成矿元素所造成的.当成矿热液与有机质相遇并发生作用时，温度促使有机质向烃类物质转化；而其中的成矿元素又促使有机质中的碳原子与氢原子更多更快的结合，使有机质向烃类转化的过程加快而转化量又提高.由成矿热液催化生成的烃类富含成矿元素，并形成了热液矿床与油气田相邻分布的景观(郭占谦，2001).
热液具有高温、高矿化度及高化学活泼性等特点，热液由深部上升到浅部或地表的过程，对成矿元素的浸滤、搬运和富集起着重要作用，故热液通常为含矿热液.当含矿热液上涌至沉积盆地，遇到含有机物沉积岩时，它将促使有机物质迅速形成“热液石油”(郭占谦，2001).
综上所述，岩浆活动不仅可以造成围岩较为强烈的变质和变形，而且可携带大量的热量，并伴随异常高的地温梯度.它们对油气的生成、运移、聚集和油气藏的形成与保存都有明显影响，其主要表现在以下几个方面(冯乔和汤锡元，1997)：
(1) 与岩浆活动伴随的高温流体及高地温梯度可加速烃源岩的热演化，使生油门限变浅，并可使岩浆岩周围的烃源岩进入高成熟或过成熟，以及使烃源岩中残余有机质丰度降低.
(2) 岩浆活动对烃源岩的影响范围受其强度、性质、规模，以及岩浆活动时间与大量油气生成时间的先后关系支配.一般说来，纵向上约为侵入体厚度的两倍左右，横向上距岩浆岩中心的距离约等于此岩浆岩的直径.
(3) 岩浆侵入或喷发及其冷却过程中会产生一些原生孔缝，随后的热液或热气活动还可产生次生孔缝，加之后期构造运动和淋滤作用更增加了孔缝的发育，这些使得岩浆岩本身及其蚀变带可成为油气的良好储层，形成与岩浆活动有关的油气藏.
(4) 岩浆岩油气藏多受岩体形态的控制，且其储层物性变化大，孔缝分布极不均匀，同一储层油气分布不均.
(5) 岩浆活动可以形成一些特殊类型的圈闭，主要为岩浆底辟构造和火山岩有关的披盖构造，后一类圈闭对油气聚集较为有利.
(6) 岩浆活动时间对油气藏的保存极为重要.若岩浆活动晚于油气聚集，可对油气藏起明显的破坏作用.其对油气破坏的范围与岩浆岩体的形态和规模有关(冯乔和汤锡元，1997).
8 油气与金属矿床成矿的关系 8.1 油气与卡林型金矿研究表明，在许多浅成低温热液卡林型金矿床中，有机质与卡林型金矿床有密切成因关系.王文峰等(2010)指出，有机质对金的迁移、沉淀及赋存状态均有重大影响.有些生物体对金有异常的吸附能力，如在南非威特沃特斯兰德，由古蓝藻群落堆积而成的油母岩中发现大量Au的沉淀.含金软丝藻在转变沉积有机质的低成熟阶段，99.8%以上的金赋存在类干酪根中，甚至原油也可以作为金运移的载体.腐植酸对金离子具有强烈的结合能力，可溶性富啡酸不仅可以从矿石中萃取Au，而且可溶解Au、Ag；在酸性条件下，沉淀的凝胶状胡敏酸对Au、Ag具有强烈的吸附作用.有机质对活化Au(Ⅲ)的还原作用常被认为是Au沉淀的机制，Au与有机碳的相关性以及Au在富有机质沉积层的热液脉体围岩附近优先富集均有力地说明这一点.Gatellier和Disnar(1990)认为，Au(Ⅲ)的络合物能被成熟褐煤强烈还原，甚至在室温下也会使Au发生快速沉淀.据报道，美国内华达州卡林热液金矿床就是由于成矿溶液中金被围岩中的有机质吸附或络合而富集成矿的.黔西南诸多金矿床的碳质物(干酪根)含金量高达129~411×10-6，均表明有机质参与了金的低温热液成矿作用.
刘东升(1994)指出，黔西南卡林型金矿床地层富含有机质，一般在0.5%左右，甚至出现沥青脉.贾蓉芬等(1993)发现有机质可导致金矿中的Au大量迁移，其中气态烃对金矿的富集起着重要作用.王冉(2011)的研究表明，煤中Au具有多源性，Au与峨眉山玄武岩及低温热液的关系表明，岩浆活动和低温热液是黔西煤中Au的主要来源.黔西含煤地层中Au的富集过程，实际上就是峨眉山玄武岩及低温热液流体演化过程中Au等元素活化→迁移→富集的过程.
岩浆热场还有一个重要作用是导致煤的有机质化学成分超前成熟.许云秋等(1989)通过沥青“A”抽提、热解模拟、气相色谱、红外光谱、X-衍射、电子顺磁共振等方法，对内蒙古海拉尔依敏煤田五牧场矿区煤系进行了研究，发现岩浆侵入所造成的高温低压环境，可以使有机质的核外官能团被迅速激活，引起长链断开，原子团分解以及O、S、N等杂原子迅速逃脱，P1峰热解轻烃(Cl-C4)的出现，而芳核缩聚到有序排列则相对迟缓，造成了有机质的化学成份超前于结构成熟.许云秋等(1989)的研究还发现，五牧场区煤为近Ⅱ型干酪根的富H煤，故煤系中大量的黑色泥岩、粉砂岩必为富H的有机岩，都具有较强的生烃能力，是有利于油气藏生成的.
流体在热场中的运动是热场最重要的功能，流体运动最起码的一条是需要一定的温度，能够萃取金属的流体一定需要比较高的温度，因此，高温是热场最重要的标志之一.金属热液成矿温度在500~150℃，高温热场的温度至少需要高于成矿的温度，才能使含矿热液不至于在未到达最佳成矿部位前即沉淀成矿.但是，对于煤层来说，热场有利于煤质的提高，但是，温度太高会使煤过度成熟，也是不利的，对于成油来说也是如此.因此，略低的热场温度对于煤和石油是有利的，因此，煤和石油是位于热场的边缘区域.某些地区卡林型金矿与煤及石油生成有关，指示它们与低温热场的活动有关.
8.2 油气与铅锌铜矿四川盆地周缘铅锌矿床与盆地内富硫化氢的天然气具有密切的时空和成因联系.李厚民和张长青(2012)指出，金属元素的搬运和沉淀是热液矿床成矿机理研究的重要方面.目前人们普遍认为热液矿床中金属元素主要呈硫的络合物和卤素络合物形式搬运.MVT铅锌矿床等硫化物矿床盐度较高，包裹体成分中阳离子以Na+、K+、Ca2+、Mg2+为主，阴离子以Cl－、F－、CO32－为主，很少有HS－、S2－，表明金属元素主要以氯的络合物形式搬运，外来硫的加入是导致铅锌成矿物质以硫化物形式沉淀成矿的关键.四川盆地天然气中富含H2S，其与周缘MVT铅锌矿床具有密切的时空关系，据此推测天然气中的H2S可能是导致铅锌硫化物沉淀形成MVT铅锌矿床的主要硫源，天然气中的H2S与铅锌成矿流体在古油藏中相互作用形成含沥青的铅锌矿床；当含硫化氢的天然气运移离开古油藏后与含矿流体混合时，形成不含沥青的铅锌矿床.另外，石油热裂解产生的不含H2S的天然气使得含铜热液中的铜还原，以自然铜形式沉淀形成含沥青的玄武岩铜矿；石油热化学硫酸盐还原(TSR)过程中，还会发生溶蚀作用，扩大碳酸盐岩孔隙，为成矿提供空间(李厚民和张长青，2012).
8.3 油气与铀矿鄂尔多斯盆地是我国重要的能源基地之一，蕴含丰富的煤、石油、天然气及铀矿资源.张胜利等(1996)通过对鄂尔多斯煤层气的研究认为，东胜煤层气在早白垩世岩浆活动时期受到了岩浆热变质作用的影响，该时期可能是大量生气的阶段.肖新建等(2004)发现东胜铀矿具有低温热液流体成矿作用的证据，矿体中有后生的钛铀矿和锐钛矿组合；矿石流体包裹体均一温度为58~176 ℃，平均114.9 ℃.研究表明，鄂尔多斯盆地在中晚侏罗世-白垩纪发生过岩浆热事件，造成砂岩型铀矿含矿层之下产生大量的微裂隙与裂隙带的出现，导致下部热液流体向上运移.李荣西等(2011)认为鄂尔多斯盆地北部地区东胜砂岩型铀矿存在两期蚀变作用，铀矿是由于在早期氧化环境的酸性流体蚀变基础上叠加了晚期还原环境下的碱性热液流体蚀变作用的结果.他们认为热液蚀变与该区东部燕山期构造活动和岩浆活动产生的区域性热异常事件有关.邓军等(2005)认为，含铀中低温无机成矿热液在重力作用下沿渗透率较大的透水层自上而下向盆地内部输运，还原性油气与氧化性含铀热液在盆—山过渡处相遇，导致无机流体的关键性物理化学参数的转变，使铀元素沉淀富集.王毅等(2014)认为，鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿的形成与油、气、煤有成因联系，可以把同盆共存富集的各种能源矿产概括为无机矿产(铀矿)和有机矿产(油、天然气、煤及煤层气)两类.通常有机矿产分布于盆地内部，无机矿产则分布于盆地边缘或盆-山转换部位，它们同属于一个盆地的自然成矿(藏)系统.
刘池洋等(2013)认为，油、气、煤、铀之间在形成、分布方面具有密切的联系，其中，有机-无机物质的相互作用可能是多种能源矿产共存成藏(矿)的成因机理和联系纽带.有机油、气、煤所提供的强大的吸附作用、还原环境和络合作用等对无机铀的沉淀、富集和成矿具有重要的积极作用.在烃类生成过程中，无机组分具有重要的催化作用，如铀因其特殊的原子结构，具有独特良好的配位性能，因而具有良好的络合催化及氧化还原催化特性.铀的存在，为生物的繁殖提供能量，使之勃发繁衍，利于优质烃源岩的形成；可导致烃源岩在温度较低阶段液态烃提前生成，并使总烃产量增加；同时在高温阶段可减缓有机质过度成熟，利于所生烃类的保存.铀应为低(未)熟油、气生成的重要因素之一.这种少量烃类的提前生成和运移，可使成岩早期阶段孔渗性能良好的储层较大范围变为亲油性，为后期大规模生成的油气运移和成藏创造了有利条件，使得即使是致密储层也有形成大规模商业油气藏(田)的可能(邓军等，2005).
9 结 语 9.1 “岩浆热场”术语的不同表述“岩浆热场”似乎是一个新概念，其实是一个极其平常的、大家司空见惯的岩浆的热作用、热效应的术语.本文所引述的众多文献中的下列术语、说法、描述，其实都是岩浆热场的不同表述.例如：“岩浆活动”、“岩浆带来的热量”、“受侵入岩的影响”、“岩浆余热”、“岩浆在冷却过程中的温度分布和变化规律及影响因素”、“岩浆侵入”、“岩浆侵入体热演化”、“岩浆热传递”、“随着远离岩浆体热量的逐渐降低”、“岩浆热膨胀”、“岩浆热”、“岩浆热力”、“岩浆和热液活动带来的热量”、“高温岩浆侵入”、“岩浆作为热的流体”、“大规模岩浆作用改变了地温场”、“岩浆活动改变了古地温场”、“岩浆活动造成的局部地温异常”、“岩浆活动加热了浅层地下水”、“岩浆的热作用”、“岩浆热能”、“岩浆活动能产生很高的热流”、“岩浆岩局部升温”、“深部高温流体上涌”、“岩浆的温度比围岩的温度高很多”、“岩浆侵入体可以提高盆地的地温梯度”、“岩浆活动伴随的高热流”、“岩浆热流体活动”、“岩浆的散热过程”、“岩浆作用指数”、“岩浆侵入造成的高温”、“岩浆热变质作用”、“岩浆热事件”等等，不胜枚举.岩浆上升、侵位，必定带来很高的温度，必然对围岩产生热效应.岩浆性质不同、规模不同、散热的速度不同、离岩浆岩距离的不同、影响的范围必定不同.本文用“岩浆热场”的概念描述上述过程，探讨岩浆热场对地质过程的不同的影响，只是一个初步的尝试.
9.2 岩浆热场与油气成藏的关系研究表明，岩浆热场与油气成藏的关系几乎是全方位的，它几乎参与了油气生成、演化的全过程，既有有利于油气成藏的积极的一面，也有破坏油气成藏的消极的一面.大体表现在下述几个方面：
(1) 岩浆热场对油气的生成、运移、聚集、形成、保存的影响
根据油气地质基本条件，任何油气藏的形成必须具备3个要素：即油气来源、储集空间和保存条件.岩浆活动不仅可以造成围岩较为强烈的变质和变形，而且其带来的热和流体还可显著提高围岩的地温梯度，对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存产生明显的影响.生油需要一定的热，如果地温梯度提供不了这个热，岩浆热场可以提供；油气运移需要通道，岩浆侵入体的接触带孔隙发育，是油气运移的有利通道，火山管道和伴生的裂缝也是油气垂向输导的有利通道；油气聚集需要圈闭构造，侵入岩和火山岩在某些情况下可以作为隔档层，有利于油气的封盖和储存.
(2) 岩浆热场对油气成藏的影响主要取决于热和流体两个方面
岩浆活动能产生很高的热流，并可持续一定的时间，有助于提高有机质的热演化程度，使生油门限变浅，使烃源岩达到高成熟或过成熟，使烃源岩中残余有机质丰度降低.岩浆的高温可使镜质体反射率升高，有机质丰度降低.因此，在油气盆地沉积岩层内的有机质成熟并向烃类转化的过程中，温度起着关键的作用.大量勘探实践表明，岩浆侵入体可以提高盆地的地温梯度，使原本成熟度低的烃源岩达到生油窗的温度范围，促进生烃作用进程，加速烃源岩的热成熟，并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造，有利于油气的运移、聚集和成藏.岩浆热场带来的流体主要是由多元组分构成的超临界流体，其上升、对流、循环可使热场范围内的物质与能量发生调整和再分配.对油气而言，流体携带的高热能可使沉积盆地的古地温升高，加快烃源岩的热演化进程，增加有效烃源岩的体积，促进烃类的生成；在流体上升过程中，因其具有很强的溶解和扩散能力，可萃取、富集沉积物中的分散有机质，对生烃产生显著的加氢作用，为油气的形成补充物源.此外，流体与围岩储层发生反应，可改善储层的孔渗条件，有利于油气的聚集成藏.因其具有较高的压力和含水量，还可抑制烃类的热裂解而有利于油气的保存.
(3) 岩浆热场与非常规油气(页岩气、天然气水合物、煤层气)的关系
非常规油气储量巨大，是常规油气的替代物.岩浆热场的高温有利于泥页岩的成熟和聚集.岩浆热场不仅促进了泥页岩成熟及页岩气生成，而且使泥页岩产生大量裂缝和有机孔隙，所形成的异常高压显著提高了泥页岩对天然气的吸附量.因此，在岩浆热场范围内的泥页岩生烃强度大、储集性好、吸附能力强，是页岩气有利的富集区.
(4) 岩浆热场对有机(煤、油、气等)成藏与无机(金属和非金属)成矿的促进作用
研究表明，各种金、银、锡、铅、锌、铜、锑等金属矿床的成矿过程中均不同程度地存在有机质的参与，有的至今仍保持很高的烃含量.有机质参与金属成矿的作用极为广泛，从矿质的初始富集到活化转移(包括热卤水淋滤活化转移、岩浆重熔作用活化转移等)、富集成矿、直至矿体形成后的变质改造的整个成矿过程，均存在有机质的明显影响.有机质不仅是金属元素活化和迁移的重要介质和催化剂，而且有机质降解产生的大量气体还可使内压激增，导致岩石产生微裂隙，或引起原已存在的微裂隙反复开张与闭合，为矿源层中成矿元素的排出和汇聚提供通道和动力，继而进一步共同运移到有利的空间沉淀、富集成矿.有机与无机矿床(藏)时空上的密切联系，说明有机-无机质相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的重要因素.有机油、气、煤所具有的吸附作用、还原环境和络合作用对无机铅锌金铜铀的沉淀、富集和成矿是有利的.同样，在烃类生成过程中，无机组分有时也具有催化剂的作用.低温金属元素的存在为生物的繁殖提供了能量，使之勃发繁衍，也有利于优质烃源岩的形成，可导致烃源岩在温度较低阶段液态烃提前生成，并使总烃产量增加.在高温阶段还可减缓有机质过度成熟，有利于所生烃类的保存.
(5) 岩浆热场是一把双刃剑，对油气成藏既有有利的一面，也有不利的一面
9.3 岩浆热场对油气成藏影响的评估(1) 岩浆热场是瞬间形成的，仅对此前形成的油气成藏可能发生影响，对此后的油气成藏没有影响.花岗岩油气藏和火山岩油气藏指的是后一类.
(2) 岩浆热场范围大，温度高，对油气成藏的影响明显，破坏性明显；相反，岩浆热场的范围小，温度低，对油气成藏的影响小，破坏性也小.
(3) 火山岩喷出地表，仅对火山岩底部地层的很小范围有影响.因此，火山岩的岩浆热场范围很小，对油气成藏的影响也很小.地层中的辉绿岩岩墙和岩床由于其宽度和厚度有限，对油气成藏的影响也十分有限.花岗岩小岩株、岩脉、岩瘤由于规模很小，岩浆热场的范围很小，仅在岩体接触部位温度较高，稍微离开岩体，热场温度即急剧下降，对油气成藏的影响也很小.
(4) 大规模岩浆活动不利于大规模岩浆活动之前的油气成藏，但是，不影响大规模岩浆活动时期之后的油气成藏作用.中国东部中生代发育大规模岩浆活动，因此，中国东部缺少中生代之前的油气资源，例如中国东南地区.东北松辽盆地中生代也发育大规模岩浆活动，由于松辽盆地的大规模岩浆活动是以火山岩为主的，其岩浆热场的范围很小，因此，基本上不影响松辽盆地的大规模油气成藏作用.同样，塔里木盆地二叠纪的岩浆活动广泛出露，包括喷出的玄武岩和呈岩床产出的辉绿岩，由于岩床的厚度很小，所造成的岩浆热场范围很小，对早古生代的油气成藏作用的影响也十分有限.
(5) 相比之下，岩浆热场对煤变质作用的影响更普遍，不论岩浆热场的温度高低.中国的高级煤和无烟煤几乎无例外地均与岩浆热场有关.而油气的生成温度很低，温度超过150℃左右即不利于油气成藏.因此，虽然岩浆热场在某种程度上几乎参与了油气生成的全过程，但是，岩浆热场对油气成藏的意义远不及对煤化程度的意义也是显而易见的.
后 记 岩浆热场说是笔者从讨论花岗岩与金铜钨锡等金属矿床成矿的关系中领悟出来的.研究中还意外发现岩浆热场与煤以及油气成藏有密切的关系(包括积极的和消极的两个方面)，遂浏览了一些相关的文献，学习了一些相关的知识.边学边议，现买现卖，于是有了本文.因此，本文是非常粗浅的，有些术语可能理解不深，引用的许多资料可能理解不透，甚至有可能出现错误与误解之处，当由笔者负责.本文不是综述性论文，只是笔者研究花岗岩与油气成藏关系的一点体会和感想.因为：一，岩浆热场本身是一个地球物理概念，而笔者一直专注于岩浆岩岩石学领域，正所谓隔行如隔山；二，岩浆热场理论是建立在岩浆物理学、岩浆动力学、岩浆热力学、流体动力学和流体化学基础上的，它需要专门的知识，而笔者不才，于这些方面是门外汉；三，油气学科博大精深，笔者于上述领域更是外行.因此，笔者不敢也不能综述.只是由于油气与岩浆热场有关，笔者才予以关注和探讨.本文希望能够在岩浆岩岩石学和煤田地质学、油气地质学、矿床学之间架起一道桥梁，希望不同研究领域的专家相互合作，加强沟通，共同切磋，共同推进岩浆岩与成矿成藏关系的深入研究，提高勘探和开发效益，为地球科学的发展做出中国人的贡献.研究过程中得到张抗研究员的指点，深表感谢.
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