渤海湾盆地的黄骅坳陷受始新世兰聊断裂活化及其随后的扩张作用发育大规模NNE-NE向断层，这些断层作为原生流体和岩浆流体的通道促成了复杂热液系统的形成。了解这些流体活动对于页岩内部的物质平衡和碳氢化合物迁移的研究至关重要。本研究以黄骅坳陷沧东凹陷孔二段页岩为目标层段，讨论了方沸石的来源和分布，将流体演化阶段与不同类型的方沸石联系进而构建了一个全面的水岩反应序列。
研究根据产状差异将方沸石划分为6种类型（纹层型、裂缝充填型、生物介壳充填型、脉体边缘晶、胶结型）。根据主要元素指标（Si/Al和10K/（10K+Na））将上述六种类型的方沸石进一步划分为热液流体来源方沸石（胶结型、脉体边缘晶、裂缝充填型方沸石和生物介壳充填型方沸石）和原生流体来源方沸石（纹层型方沸石）。热液流体来源方沸石∑REE较低并与大离子亲石元素含量呈强正相关；原生流体来源方沸石∑REE较高且与大离子亲石元素含量呈弱正相关（图1）。
图1.方沸石/黏土矿物 稀土元素及大离子亲石元素相对富集模式
同类型方沸石与不同性质的流体及其运移阶段相关。热液流体来源方沸石在岩浆热液流体上升过程中形成。岩浆热液流体进入湖水并与湖水混合后，晶体颗粒之间的热斥力使其移动形成细粒沉积层，孔隙中的原生流体直接沉淀或通过改造粘土矿物和长石形成原生流体来源方沸石（图2）。总体来讲，研究区方沸石的形成主要受兰聊断层活化作用影响下高频率、低强度的岩浆活动驱动。
图2.沧东凹陷页岩层系方沸石形成模式图
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Marine and Petroleum Geology。论文第一作者为中国石油大学（华东）博士研究生王俊然，论文通讯作者为梁超教授，中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室为第一署名单位，该研究得到国家自然科学基金面上项目、创新群体等资助。
论文信息：Jun-Ran Wang, Chao Liang*, Ying-Chang Cao, Shun-Yao Song, Ke-Yu Liu, Sheng-Yu Yang, Jin-Qiang Tian, Danish Khan, Bi-Xiao Xin, 2024, Fluid Tracing and Evolution at Micron-scale of Shales in Faulted Lake Basin: Evidence and Constraints from In-situ Analysis of Analcime. Marine and Petroleum Geology, https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106776.