塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩Sr元素和Sr同位素特征

使用VG354固体同位素质谱仪对中1、中4井的25个碳酸盐岩样品做了Sr同位素测试, 并利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS) 对塔中地区4口井共109个碳酸盐岩样品测试了Sr、Mn元素的含量.通过对Sr、Mn元素含量分析, 及中1、中4井碳酸盐岩的Sr同位素组成分析, 对比全球奥陶系海相碳酸盐的Sr同位素分析结果及演化趋势, 得出了如下认识: (1) 塔中地区奥陶纪87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素演化趋势基本一致, 具有随时间下降的总体趋势, 这与广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关, 说明海平面变化和白云岩化作用仍然是该区海相碳酸盐岩锶同位素组成与演化的主要控制因素; (2) 塔中地区早奥陶世的87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素比值相当, 说明该区早奥陶世碳酸盐岩成岩环境为正常海水, 且早奥陶世87Sr/86Sr比值有单调降低的规律, 说明与海平面变化有关; (3) 塔中地区晚奥陶世87Sr/86Sr比值比全球海水高, 其原因是白云岩化作用和晚奥陶世盆地抬升近地表水带来高87Sr/86Sr比值, 且晚奥陶世87Sr/86Sr比值为整体升高的趋势; (4) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Mn元素含量变化不大, 反映了塔中地区奥陶纪成岩环境主要为浅水相, 但也有深水相, 白云岩化对其影响不大; (5) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Sr元素含量变化较大, 反映该时期该区碳酸盐岩成岩流体主要为海水, 但也有混合水, 白云岩主要为Ⅲ类白云岩和Ⅰ类白云岩.      

锶同位素地层学在奥陶系海相地层定年中的应用--以塔里木盆地塔中12井为例

根据锶同位素地层学的基本原理,从国际上已有的锶同位素演化曲线建立了奥陶系87Sr/ 86Sr比值 年龄数据库。利用塔里木盆地塔中 12井海相碳酸盐的锶同位素分析结果,确定了该井中、上奥陶统和中、下奥陶统的界线,两个界线分别位于井深 5 12 0m( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 88,年龄为 4 6 5Ma)和 4 880m处 ( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 82,年龄为 4 5 5Ma),中、上奥陶统的界线为本文首次确定,中、下奥陶统的界线与前人利用牙形石资料确定的界线一致。塔中 12井的锶同位素演化曲线说明,尽管构造运动造成的盆地抬升和近地表的大气水作用影响了上奥陶统顶部碳酸盐的锶同位素组成,但塔中 12井奥陶系与上覆地层的关系基本上是连续的,奥陶系顶界的井深在 4 6 5 0m附近 ( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 79,年龄为4 35Ma)。     

锶同位素在古岩溶研究中的应用——以塔河油田奥陶系为例

为探讨锶同位素在古岩溶研究中的应用,系统分析了塔里木盆地塔河油田奥陶系岩溶缝洞方解石的87Sr/86Sr值。研究结果表明,加里东中期岩溶形成的方解石以低87Sr/86Sr值为特征,其锶同位素组成主要由围岩的重溶锶控制。而海西早期岩溶形成的方解石则以高87Sr/86Sr值为特征,锶同位素组成主要由壳源锶和重溶锶控制;同时,不同产状的方解石锶同位素比值也不相同,渗流岩溶带的方解石比潜流岩溶带富集87Sr,主要受控于岩溶系统的渗流机制和水岩反应。在平面上,桑塔木组覆盖区比北部地区富集87Sr,其主要原因是来源于围岩的重溶锶比重加大。87Sr/86Sr值在区域上的变化,结合区域地质背景,表明海西早期岩溶对北部地区和桑塔木组覆盖区均有重要的影响,是奥陶系岩溶缝洞型储层的主要形成时期。另外,极低的锶同位素比值可能与幔源锶有关,早二叠纪末的火山活动是提供幔源锶的主要时期。通过塔河油田奥陶系古岩溶作用的实例研究,锶同位素具有良好的流体示踪能力,在划分古岩溶期次方面具有明显的优势。     

塔东地区古城4井上寒武统—中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w(87Sr)/w(86Sr)相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。     

广西钦州石炭-二叠纪深海硅质岩的锶同位素组成及其地质意义

报道了广西钦州海槽早石炭世-早二叠世深水硅质岩的锶同位素测定结果和经年代校正后的87Sr/86Sr初始值,建立了锶同位素演化曲线;通过与同时代上扬子地区台地相碳酸盐岩87Sr/86Sr比值和演化曲线的对比,研究了二者的异同和造成差异的原因。深水硅质岩和同期台地相碳酸盐岩的锶同位素演化曲线在总体特征上具有一定的相似性,反映海平面变化对其影响的一致性。玄武岩喷发等局部事件和硅质岩中无法回避的陆源碎屑的影响是造成87Sr/86Sr比值和演化曲线差异的主要原因。硅质岩锶同位素演化曲线显示,海平面上升发生于早石炭世,在晚石炭世早期达到最大值,晚石炭世晚期,海平面有所下降,在其后的早二叠世,海平面再次上升。     

塔里木盆地塔中西部加里东中、晚期构造-层序结构与奥陶系碳酸盐岩储集体分布

不同级序层序界面与构造不整合面对碳酸盐岩储层发育与分布起主要控制作用。通过对塔中西部加里东中、晚期不整合面、晚奥陶世台缘结构、奥陶系碳酸盐岩Ⅲ-Ⅳ级以上层序与岩性段划分、32口区探井储层发育特征及11口探井碳酸盐岩及其少量缝洞充填物的碳氧、锶同位素的综合研究,提出了奥陶系碳酸盐岩多类型储集体发育的地质模式。其中,加里东中、晚期第一幕(T47)构造导致了台缘向台内发育顶部削截,发育高位体系和强烈的表生岩溶作用,后期为上超的海侵体系,构成了一个构造-岩性复合转换面。第二幕(T27)总体为海侵上超(角度)淹没不整合,局部高处有小规模剥蚀。中、上奥陶统台缘带向台内由垂向加积向进积作用增强,台缘带大的坡角有利于残厚较大的一间房组与良里塔格组发育与分布。塔中西北部奥陶系碳酸盐岩Ⅲ级以上高频层序和沉积旋回特征较为相似。奥陶系碳酸盐岩缝洞中方解石与其围岩的碳氧、锶同位素有较强的继承性,鹰山组灰岩或云(灰)岩及缝洞方解石中的δ13CPDB和δ18OPDB负偏变化较明显,与不同构造部位中的地层剥蚀强度或岩溶强度成正比。与良里塔格组灰岩与缝洞方解石中低锶特征不同,鹰山组中锶同位素87Sr/86Sr相对较高,受壳源锶影响相对较大,反映了其与良里塔格组沉积环境不同且其岩溶作用更广泛。鹰山组储集体发育主要受控于构造挤压断层相关褶皱控制下的地层(剥蚀)-不整合面分布,构成了继承性构造带、断层上盘等地貌高的"抬升剥蚀-潜流带残留型-强烈的多期岩溶叠加改造型"岩溶模式和构造带间或断裂下盘带等其他部位"抬升剥蚀-淋滤与潜流带分带不明显(局部充填)平缓弱改造型"的岩溶模式。     

四川盆地东部地区早中三叠世蒸发岩的锶同位素特征及其地质意义

锶同位素已经成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球地质事件研究与对比的有效工具之一。本文以四川盆地东部地区早中三叠世蒸发岩的野外剖面和钻孔岩心为主要研究对象,测试了碳酸盐岩、硫酸盐岩和石盐岩的锶同位素组成,并建立了相应的锶同位素演化曲线。研究结果显示,碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值平均为0.707 895,硬石膏岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值平均为0.708 174,石盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值平均为0.708 177,同时碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值从早三叠世的0.707 413快速增加到中三叠世早期的0.708 515,而后呈现下降趋势。从总体上看,这些⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值与全球早中三叠世同期的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值数据接近,说明四川盆地东部地区早中三叠世钾盐的物质来源大部分为海水,并沉积于海相沉积环境,同时由于火山...     

龙门山泥盆纪腕足化石锶同位素组成特征及其古环境意义

生物成因的海相碳酸盐岩中Sr同位素组成与演化是目前研究古海平面变化、造山运动以及古气候变化的主要工具,在海相地层定年及全球等时对比研究中发挥着重要作用。对四川龙门山泥盆纪剖面腕足化石Sr同位素组成进行了研究。保存鉴定结果显示：腕足化石壳体结构保存完整;阴极射线照射下壳体不发光或部分壳体呈微弱橙黄色;大多数壳体微量元素Mn〈250μg／g、Sr〉400μg／g。表明腕足化石保存完好,后期成岩作用影响微弱。锶同位素结果显示：龙门山泥盆纪sr同位素演化同全球泥盆纪Sr同位素演化基本一致,表明龙门山泥盆纪Sr同位素演化受全球性变化影响。早泥盆世较高Sr同位素比值（甘溪组0．708437）可能是受加里东造山运动的影响,大量古陆的出露,风化作用的加强所致。其后的缓慢下降可能受海平面上升古陆面积缩小的影响。中泥盆世Sr同位素组成低值平台显示着幔源Sr和陆源Sr（风化作用较弱）输入量之间的平衡。随后的Sr同位素组成的上升可能是受中泥盆世开始温度上升的影响,致使风化作用的加强所致。     

锶同位素地层学研究进展

锶同位素地层学（SIS）根据地质历史中的任何时间全球范围内海水的 锶同位素组成都是均一的，海水87Sr/86Sr比值随时间变化这一基本原理，利用代表原始海水的海相碳酸盐（以及磷酸盐和硫酸盐）的87Sr/86Sr比值确定海相地层的年代，研究海平面变化，造山运动，古气候等全球事件，在地层学，沉积学，石油地质学和矿床学等领域中有着广泛的应用前景，同位素地层学已在世界范围内得到地质学家的普遍关注，并已获得迅速的发展，国内的有关研究则刚刚起步，锶同位素地层学研究的难点主要在于对样品成岩蚀变的挖掘和分析技术上，同时还需要有良好的地层学研究基础，在样品选择上应充分考虑其原始组分的抗成岩蚀变能力，锶同位素地层学的研究需要地层学家，沉积学家和地球化学家的共同努力。     

海平面升降中的元素地球化学响应--以塔中地区奥陶纪为例

海相岩石自生矿物中的锶同位素组成可反映其沉积时期的海平面波动趋势。塔中地区奥陶系87Sr／87Sr分析表明,在早奥陶世海平面总体呈下降趋势,而在中晚奥陶世海平面则持续上升并保持在奥陶纪平均海平面之上。氧同位素分析表明,塔中地区下奥陶统的白云岩主要为低海平面期高盐度环境沉积的准同生白云岩。微量元素分析结果支持同位素研究结论。分析测试表明,锶、氧同位素及一些微量元素均对海平面升降波动具有敏感的反应。     

锶同位素地层学在碎屑岩成岩研究中的应用

基于同一地质历史时期海水的锶同位素组成为一定值的锶同位素地层学基本原理,可将锶同位素地层学用于碎屑岩成岩作用研究,以评价海相和非海相对成岩作用的影响.三个不同类型的研究实例说明:1)海相碎屑岩成岩流体的锶同位素组成的演化途径有较好的规律性,陆相影响随成岩作用的进行而增加,相对晚期的碳酸盐胶结物的87Sr/86Sr比值通常高于相对早期的碳酸盐胶结物,变化的本底值即为同期海水的锶同位素组成,该数值为一定值;2)有沉积期深源锶和非同期海相影响的陆相碎屑岩中,碳酸盐胶结物的锶同位素比值可能低于大陆淡水,但埋藏成岩过程中相对晚期的碳酸盐胶结物的87Sr/86Sr比值仍高于相对早期的碳酸盐胶结物;3)当深部流体影响碎屑岩的整个成岩过程时,深源锶的烙印可以抹掉或减少不同成岩阶段不同程度陆相影响造成的各种碳酸盐胶结物之间锶同位素组成的差别,使各种碳酸盐胶结物都具有很低的87Sr/86Sr比值,因而缺乏其它沉积盆地中常见的相对晚期碳酸盐胶结物87Sr/86Sr比值高于早期胶结物的一般模式。     

塔里木盆地卡塔克南缘中2井良里塔格组碳酸盐岩沉积地球化学特征

卡塔克隆起北坡的上奥陶统良里塔格组台缘带的礁滩相孔洞缝储集体是油气的重点勘探领域。中2井是卡塔克隆起南坡的第一口以查清卡塔克隆起南缘下古生界碳酸盐岩台缘结构、探索良里塔格组礁滩相孔洞缝储集体为目的区探井。对中2井良里塔格组取心段的碳酸盐岩沉积亚相分析表明:良里塔格组发育以苔藓虫、四分珊瑚格架岩及障积岩为特征的礁-滩-丘沉积组合。而对中2井的良里塔格组以及一间房组、鹰山组碳酸盐岩沉积地球化学分析及其对比研究表明:良里塔格组碳酸盐岩为正常的海水沉积环境,陆源碎屑较少(<0.5%),其中,稀土总量平均为8.65×10-6,LREE/HREE平均为6.20,87Sr/86Sr平均值为0.70843(n=12),变化范围是0.70800~0.70882,波动较小;纵向上,沉积水体向上变浅,为亚氧化或弱还原条件沉积环境,δEu平均为0.67、δCe平均为0.80;较好地保留了原始海水中稳定同位素特征,全岩的1δ8OPDB=-7.3‰~-3.2‰(平均为-4.4‰),1δ3CPDB=1.8‰~3.1‰(平均为2.7‰),与全球晚奥陶世海水或碳酸盐岩对应的平均值相近,反映了后期成岩改造作用较弱。     

云南含罗平生物群层位锶同位素组成与演化

现有公布的数据显示,海水87Sr/86Sr值在中三叠世安尼期较为平稳,有别于早三叠世因环境导致的动荡变化,为二叠纪末生物大灭绝之后生物复苏的加速期,而罗平生物群就是该加速期的标志性生物群。本文研究了含罗平生物群层位标准剖面-大凹子剖面上连续沉积的26件碳酸盐岩样品的锶同位素组成与演化,用于了解含罗平生物群层位沉积海水锶同位素的变化趋势。结果显示:(1)碳酸盐岩中Sr平均值大于2000×10-6,主要来自于文石和海洋成岩作用;(2)低Mn和Mn/Sr0.4说明:87Sr/86Sr数据在很大程度上能代表同时期海水中的87Sr/86Sr比值;(3)这些样品的87Sr/86Sr值变化在0.707969～0.708253,平均值为0.708025,锶同位素比值变化曲线呈小幅度的起伏波动,其值明显大于同时期欧洲等地公布的数据,但同华南其他地区公布的数据具有相似性,推测含罗平生物群层位锶同位素组成仅代表区域事件,受印支运动影响。     

上扬子石炭-二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化与全球海平面变化

地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数,全球海平面变化是其最主要的控制因素,上扬子地区石炭-二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性。锶同位素演化曲线说明:1)早石炭世是一个海水逐渐加深的全球海平面上升时期,锶同位素最小值所显示的最大海泛面的年龄为 34 2Ma,位于杜内阶和韦宪阶的界线上 ;2 )晚石炭世是一个全球海平面下降时期 ;3)整个二叠纪都是全球海平面上升时期,晚二叠世的海平面上升不仅幅度大,而且海水在短时间内迅速加深 ;4)晚二叠世具有古生代海相碳酸盐的锶同位素最小值,显示晚二叠世末的全球淹没事件,最大海泛面的年龄为 2 5 0Ma,正好在二叠 /三叠纪界线附近 ;5 )二叠 /三叠纪之交的全球生物绝灭事件可能与二叠世末的全球淹没事件有关。     

鄂尔多斯盆地奥陶系锶同位素地球化学特征

对于鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩锶同位素的研究主要集中于成岩作用识别与划分。本次以盆地内中东部陕北坳陷镇钾1井马家沟组五段(以下简称马五段)以及盆地西缘桌子山地区三道坎组—桌子山组为研究对象,首次报道了未经成岩作用影响的碳酸盐岩的锶同位素数据,基于锶同位素地层学原理,试图恢复该沉积期古环境特征并对奥陶纪地层格架进行再讨论,共获得了如下几点认识:①镇钾1井马五段锶同位素自下而上以反复震荡、整体上略微增加为特征,震荡周期与蒸发岩韵律相吻合。桌子山地区三道坎组—桌子山组锶同位素以小幅波动为特征,整体上呈现出单调递减趋势。②马家沟组的地质年代归属于中奥陶世达瑞威尔中—晚期,而三道坎组—桌子山组的地质年代早于马家沟组,为中奥陶世达瑞威尔早—中期。③镇钾1井马五段处于局限台地-蒸发台地的沉积背景下,其锶同位素与全球演化曲线特征存在差异,说明了在该沉积背景下锶同位素对古环境变化反应更为敏感,能够成为区域古环境分析的重要指标。桌子山地区三道坎组—桌子山组由于处于开阔台地-缓坡的沉积背景下,与全球锶同位素演化曲线拟合度较高。为进一步研究鄂尔多斯盆地的沉积及构造差异提供了新依据,本次研究为全球锶同位素曲线提供了新的基础资料。     

川东下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近的锶同位素组成

作为化学地层学的重要分支之一,锶同位素地层学已经逐步成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球事件研究和对比的有效工具,根据锶同位素地层学的基本原理,在对样品进行沉积岩组构、化学成分分析和对同期海水代表性评估的基础上,测试了四川东部华蓥山地区下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近6个碳酸盐岩样品的锶同位素组成。结果表明,该界线附近的锶同位素组成与前人公布的早三叠世同期海水的锶同位素组成数据基本一致。锶同位素地层学研究的引入,可望为我国南方海相三叠系飞仙关组和嘉陵江组的年代地层学对比研究提供重要依据。     

川东下三叠统飞仙关组一嘉陵江组界线附近的锶同位素组成

作为化学地层学的重要分支之一,锶同位素地层学已经逐步成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球事件研究和对比的有效工具,根据锶同位素地层学的基本原理,在对样品进行沉积岩组构、化学成分分析和对同期海水代表性评估的基础上,测试了四川东部华蓥山地区下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近6个碳酸盐岩样品的锶同位素组成。结果表明,该界线附近的锶同位素组成与前人公布的早三叠世同期海水的锶同位素组成数据基本一致。锶同位素地层学研究的引入,可望为我国南方海相三叠系飞仙关组和嘉陵江组的年代地层学对比研究提供重要依据。     

中新生代海水锶同位素演化和古海洋事件

中新生代是地质历史中海水锶同位素组成变化最大的时期。晚白垩世以来海水N(87 Sr)/N(86Sr)值的持续上升与全球海平面的持续下降有关。喜马拉雅造山运动造成了40 Ma以来N(87 Sr)/N(86 Sr)值上升速度的显著加快;侏罗纪—早白垩世海水锶同位素的变化在很大程度上受泛大陆的解体控制,该地质事件使侏罗纪—早白垩世海水锶同位素总体上呈降低趋势;二叠/三叠纪界线的生物绝灭事件及界线后三叠纪初期的生态萧条控制了晚二叠世—早三叠世海水的锶同位素组成,早三叠世在全球海平面上升的背景下反而出现了锶同位素比值的急剧上升,单位时间的上升幅度居显生宙之首。与二叠/三叠纪界线生物绝灭有关的全球大陆植被的缺乏和风化速率加快是其主要控制因素;发生于中生代的海相红层事件记录了海水锶同位素比值的上升,显示风化作用的加剧可能诱发海相红层;但晚白垩世的大洋红层对应着全球海平面下降,其成因还与在全球变冷的背景下,温度较低且富氧的大洋表层水以及从两极向赤道方向运动的低温富氧海水与大洋深层水交换并造成大洋底层水富氧和沉积物的氧化有关。中生代的三次大洋缺氧事件均发生在锶同位素下降的时间间隔中,这与洋中脊洋壳生产和有关热液活动的增加有关,洋壳生产的增加导致了CO2 排气作用的增强和全球变暖,最     

塔里木盆地塔中西北部多期、多成因岩溶作用地质-地球化学表征--以中1井为例

中1井是一口在塔中西北部的奥陶系碳酸盐岩中取得工业油气流突破的重要发现井。对中1井岩心观察、过井的地震剖面、古生物分析和溶蚀-胶结作用成因的矿物学、岩石学及地球化学研究表明中1井T₇0(相当于志留系底)、T₇4(相当于上奥陶统底)存在两至三个构造削截-沉积间断面,与加里东中晚期岩溶有关;奥陶系碳酸盐岩储层方解石充填物的铁、锰、锶和钡含量相对较低、δ18_OPDB为-6.4‰~-4.5‰,δ13_OPDB为-1.4‰~0.5‰,87Sr/86Sr平均为0.7092;而石炭系巴楚组膏岩、东河砂岩、志留系碎屑岩中的方解石胶结物δ18_OPDB为-10.5‰~-16.1‰、平均为-13.9‰,δ13_OPDB为-1.5‰~-9.6‰、平均为-4.8‰;87Sr/86Sr为0.7090(志留系)、0.7091(石炭系);研究表明奥陶系碳酸盐岩具有准同生期、浅埋条件下混合水以及较短暴露期下大气淡水下的表生溶蚀的多种复合成因,而志留系和石炭系具有大气淡水溶蚀-充填或埋藏成岩作用特征,海西晚期发生了热液-热水交代有关的溶蚀作用;87Sr/86Sr均低于0.7100,表明中1井区经历的大气淡水条件下暴露期相对较短,陆源物质影响较小,因而不具备沙雅隆起海西早期发生的大规模表生岩溶地质条件。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层成因类型、特征及油气勘探潜力

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩油气探明储量近1.5×108t,而且仍有巨大的勘探潜力,储层属性一直被认为是礁相储层。通过76口探井的岩心观察,完井地质报告、试油成果的分析,铸体薄片的鉴定,尤其是对有工业产能的20多口探井试油井段近500个铸体薄片的详细鉴定和复核,指出塔中地区奥陶系碳酸盐岩有效储层类型复杂多样,有泥亮晶棘屑灰岩、层间古岩溶和古潜山风化壳型储层,分别与沉积间断面、平行不整合面、角度不整合面相关。虽然发育了小规模的礁丘体,但不是有效储层,更不可能形成规模效益储量。储层属性的重新认识对塔中地区勘探潜力的重新评估和勘探理念的转变均具重要的指导意义。