塔里木盆地在海西晚期(二叠纪)发生过一次强烈的岩浆-火山活动,有关钻井揭示出塔河油田南部奥陶系受到深部热液流体改造作用,为了进一步确认热液地质作用及其储集意义,本文在前人研究成果的基础上,结合区域地质、测井、录井、钻井等资料,通过岩心观察和薄片鉴定、地球化学分析、单井储层解剖及储层综合解剖分析等方法,本次研究取得的主要成果如下:(1)通过对区内奥陶系热液作用相关井进行岩芯观察和薄片鉴定,研究区内奥陶系具有明显的热液流体活动,岩石学特征主要表现典型的岩石热褪色、不规则热液破裂缝、热液成因硅化硅质岩发育、热液溶蚀缝孔洞普遍发育;矿物学特征主要表现热液矿物、热液矿物组合的发育,如萤石、鞍形白云石、重晶石、石英、硬石膏、黄铁矿、萤石-石英组合、重晶石-硬石膏等矿物组合。(2)对研究区内热液作用缝洞方解石和碳酸盐岩围岩做了一系列的地球化学分析,结果如下:阴极发光结果显示,受海西晚期热液改造的缝洞方解石发较强的亮桔红色光,热液流体改造的泥灰岩褪色部位也发亮桔红色光,未被热液改造的方解石和围岩均发暗桔红色光,其与矿物中的Mn含量及Fe/Mn比值有关;热液作用缝洞方解石δ13C值总体低于微晶灰岩,δ18O值较低,小于-10‰PDB,揭示不是大气水加入的作用,而可能是热液温度升高增强了热力分馏作用,导致热液方解石δ18O值更低;受热流体改造的缝洞方解石富含Ba、Mn的特征,较正常海相沉积微晶灰岩高十几倍甚至几十倍,且具有较高的Mn/Sr比值,暗示经历了较强的成岩蚀变;热液作用缝洞方解石的稀土元素分配曲线总体较平缓,大都表现LREE富集,显示明显的正Eu异常和较高的Y/Ho比值,认为与研究区所经历的二叠纪岩浆-火山活动有关;热液成因方解石具有较低的87Sr/86Sr值,均低于碳酸盐围岩与同期海水,主要受幔源锶的控制及围岩重溶锶的缓冲影响。(3)对研究区内热液作用缝洞方解石和热液矿物做了流体包裹体分析,结果显示:萤石均一化温度分布在197.7~231.5℃之间,平均温度约为214.4℃;盐度分布在22.5wt%~24.3wt%NaCl之间,平均盐度约为23.5wt%NaCl;鞍形白云石均一化温度分布在158.2~219.2℃,平均温度为184.7℃,盐度分布在17.4wt%~23.1wt%NaCl之间,平均盐度约为21.4wt%NaCl;热液作用缝洞方解石均一化温度分布在135~250℃之间,平均温度约为171℃,其盐度分布在18.7wt%~21.4wt%NaCl之间,以上矿物的均一化温度均高于奥陶系地层正常埋藏温度40℃以上,盐度均为正常海水的3~5倍,认为研究区受高温高盐度热液流体的影响。(4)研究表明研究区热液作用流体可能来源于地壳深部的岩浆热液,与海西晚期运动期间的岩浆活动密切相关;断裂和断裂带是深部热液流体运移的重要通道,热液作用主要沿断裂及断裂带附近发育,并且探讨了热液作用的机制和模式。(5)研究区热液成因储层的储渗空间主要为溶蚀孔洞类和溶蚀孔隙类;热液成因储层类型划分为溶蚀缝—孔洞型储层和溶蚀孔隙型储层,溶蚀缝—孔洞型储层可进一步划分为沿缝溶蚀孔洞型储层、溶蚀孔洞型储层和硅化硅质岩溶蚀孔洞型储层,其中沿缝溶蚀孔洞型储层最为发育,溶蚀孔洞型储层发育较少,硅化硅质岩溶蚀孔洞型储层和溶蚀孔隙型储层仅在个别井中发育。这四类储层主要受岩性和断裂带的控制,主要沿断裂带及断裂附近发育分布,且主要发育在中奥陶统一间房组。沿缝溶蚀孔洞型储层,主要在微晶灰岩及颗粒灰岩中发育,主要发育在一间房组,由北向南贯穿的断裂带是此类储层发育的关键控制因素,为此,划分出该类储层的三个发育有利区域,分别为T760─S115─S112井断裂带及附近、S1101─AT5-2─AT5井断裂带及附近和S101─AT21X─AT23X井断裂带及附近。