川东及邻区上二叠统生物礁的白云岩化

白云岩化是川东及邻区上二叠统礁体的重要成岩事件。根据矿物岩石学、X光衍射、流体包裹体、碳氧稳定同位素、微量元素及阴极发光等项目的研究,笔者认为,礁体白云岩主要是埋藏交代成因,礁顶有少量微-粉晶白云岩为潮坪成因。本文着重讨论礁体围岩为生屑灰岩的埋藏压实流体白云岩化模式,简述礁控白云岩储集特征及其成因。在此研究基础上,提出了一个白云石结构成因分类方案。     

陕西秦岭泥盆纪地层中几种不同类型的白云石化作用及白云石化岩石

陕西秦岭泥盆纪地层中的白云岩,依据宏观及微观的标志,可划分成三大类型:同生或准同生白云岩、成岩白云岩、后生白云岩。在南带,早泥盆世的同生或准同生交代白云岩,是由潮坪相的沉积物,经咸水回流渗透白云石化作用形成,成为层控汞矿床的母岩;中泥盆世的成岩交代白云岩,是由碳酸盐台地相中的生物礁、滩等浅水沉积物,在大气淡水和海水的混合水作用下白云石化而成。在北带,泥盆纪白云岩,是由台盆—浅海陆棚相碎屑沉积物,在埋藏压实的条件下,经白云石化而成。在中带,泥盆纪白云岩主要分布于断裂破碎带上,是由富镁、钙的热卤水充填交代而成,并与角砾岩型的金矿(化)有密切关系。     

川东—渝北地区黄龙组白云岩储层稀土元素地球化学特征

内容提要：石炭系黄龙组白云岩储层是川东-渝北地区天然气藏最重要的储集岩类型之一,依据岩石学特征和沉积相及地球化学特征,可将川东-渝北地区石炭系广泛发育的白云岩划分为准同生白云岩、成岩埋藏白云岩、古表生期淡水白云石和深埋藏热液异形白云石四种成因类型,其中具备储集意义的仅为交代成因的成岩期交代成因的埋藏白云岩和古表生期形成的岩溶岩,岩性主要为颗粒和晶粒白云岩及白云质岩溶角砾岩。白云岩稀土元素地球化学分析结果为：①弱溶蚀、强溶蚀准同生和成岩埋藏白云岩分别都具有相似的ΣREE值、ΣLREE/ΣHREE比、REE配分模式和δCe、δEu负异常,但弱溶蚀白云岩各参数值相对较低;②淡水白云石具有很低的ΣREE值、弱Ce负异常和中等-较强的Eu负异常;③热液异形白云石ΣREE、REE配分模式和δCe特征与淡水白云石相似,而δEu最高。上述特征进一步表明各成因类型白云岩的稀土元素各项参数和配分模式差异明显,与较晚期次流体的物理化学性质密切相关,特点为：准同生期和早-中成岩期埋藏白云岩受表生期岩溶作用影响较大,而深埋藏期热液异形白云石明显叠加有深部热液流体的影响。     

川东-渝北地区黄龙组白云岩储层稀土元素地球化学特征

内容提要：石炭系黄龙组白云岩储层是川东-渝北地区天然气藏最重要的储集岩类型之一,依据岩石学特征和沉积相及地球化学特征,可将川东-渝北地区石炭系广泛发育的白云岩划分为准同生白云岩、成岩埋藏白云岩、古表生期淡水白云石和深埋藏热液异形白云石四种成因类型,其中具备储集意义的仅为交代成因的成岩期交代成因的埋藏白云岩和古表生期形成的岩溶岩,岩性主要为颗粒和晶粒白云岩及白云质岩溶角砾岩。白云岩稀土元素地球化学分析结果为：①弱溶蚀、强溶蚀准同生和成岩埋藏白云岩分别都具有相似的ΣREE值、ΣLREE/ΣHREE比、REE配分模式和δCe、δEu负异常,但弱溶蚀白云岩各参数值相对较低;②淡水白云石具有很低的ΣREE值、弱Ce负异常和中等-较强的Eu负异常;③热液异形白云石ΣREE、REE配分模式和δCe特征与淡水白云石相似,而δEu最高。上述特征进一步表明各成因类型白云岩的稀土元素各项参数和配分模式差异明显,与较晚期次流体的物理化学性质密切相关,特点为：准同生期和早-中成岩期埋藏白云岩受表生期岩溶作用影响较大,而深埋藏期热液异形白云石明显叠加有深部热液流体的影响。     

四川盆地开江-梁平台棚东侧长兴组礁白云岩沉积-成岩-成藏系统

长兴组礁白云岩是川东北地区最重要的天然气储层类型之一。通过对开江-梁平台棚东侧长兴组礁白云岩岩石组构、成岩演化序列、铁锰锶微量元素、碳氧锶稳定同位素、流体包裹体、油气性质及来源综合研究,认为古地貌格局控制了开江-梁平台棚东侧不同类型台缘生物礁的展布,古海平面的"升降"控制了生物礁形态及规模,台缘礁坪/礁盖滩微相及部分毗邻发育的骨架礁相带控制了优质储层发育位置和空间展布规律;可将长兴组白云岩划分为准同生白云岩和埋藏白云岩两种成因类型,优质的礁、滩相白云岩储层仅与多期次埋藏白云石化作用有关,推测成岩流体主要来源于封存地层中的早-中三叠世蒸发岩溶解产生的具低Mn含量、较低Fe含量、高Sr含量、较高δ~(13)C值、较高~(87)Sr/~(86)Sr比值特点的高盐度埋藏循环海源孔隙水,并有长兴期同生卤水和深部有机酸热液混入;按水文体制,将长兴组白云岩成岩系统划分为4类,分别为海源同生卤水、封存卤水、混源热卤水和深源混合热卤水成岩系统,认为混源热卤水成岩系统埋藏白云石化和溶蚀作用是提高储层质量的关键;论证了开江-梁平台棚东侧长兴组存在同一流体输导体系控制的埋藏白云石化作用与油气充注成藏的统一"成岩-成藏"系统,揭示了长兴组白云岩沉积-成岩-成藏耦合关系,为该地区下一步天然气勘探目标优选提供地质依据。     

中国中西部盆地海相白云岩主要形成机制与模式

塔里木、四川及鄂尔多斯盆地是中国中西部海相白云岩的主要发育地区。三大盆地重点层系海相白云岩新近的成因研究表明,大规模准同生白云岩和埋藏成因白云岩的发育均与蒸发台地密切相关。蒸发台地中由海水浓缩形成的富Mg~(2+)卤水一方面在准同生期,通过蒸发泵和下渗机制交代碳酸钙沉积物而形成与蒸发岩共生的准同生白云岩,另一方面作为富含Mg~(2+)的地层孔隙水,在准同生-浅埋藏期乃至中、深埋藏期,通过侧向渗透、侧向与垂向压实排挤和垂向热对流机制与粗结构的碳酸钙沉积物发生交代反应,在蒸发岩系周边和上下形成广泛分布的埋藏成因白云岩。与热流体作用有关的白云石化主要依靠构造断裂、裂缝、不同级次的层序界面、孔洞层等输导体系发生,分布较局限。热流体云化常表现为对先期白云岩进行叠加改造而形成热水改造白云岩。热流体性质不一,可以是深埋藏混合热水、深部循环水、地幔深部的岩浆热液等。白云石(岩)的生物成因不仅表现为微生物作用导致白云石直接沉淀,还表现为生物的存在与活动为白云石化作用提供Mg~(2+)和云化流体通道。由微生物和宏观藻释放出Mg~(2+),在埋藏期对方解石进行交代是各种富含藻类的灰岩中部分白云石的重要形成机制。生物扰动可明显改善岩石的孔渗性,从而显著促进白云石化作用的发生。     

川东北元坝气田长兴组白云岩成因研究

上二叠统长兴组礁滩相白云岩是川东北元坝气田的主要储层。长兴组白云岩主要分布在长二段顶部礁盖、礁间滩、礁后滩等沉积相。通过层序地层学、岩石学、地球化学等方法对白云岩成因进行了研究,结果表明:不同类型的白云岩具有相似的87Sr/86Sr值(集中分布在0.7071~0.7075之间),并与晚二叠世海水及泥晶灰岩87Sr/86Sr值相似,指示白云岩化流体主要来自于同期海水;利用低温条件下白云石-水之间氧同位素温度分馏方程恢复的白云岩化流体温度在40~55℃之间,表明白云岩化作用发生于低温浅埋藏环境中。在浅埋藏白云岩化过程中,受沉积地貌和海平面升降的影响,不同沉积相带发生白云岩化作用时流体的性质有所不同:(1)礁盖残余生屑/砂屑中-粗晶白云岩具有明显偏负的δ18O值以及较高的Fe、Mn含量和白云石晶体缓慢结晶的特征,受大气淡水作用明显,属于混合水白云岩化;(2)礁间滩粉晶白云岩具有明显偏正的δ18O值,高Fe、Mn、Sr含量和较低的有序度值,白云岩化流体来源复杂,但整体与蒸发性卤水有关;(3)礁后滩细-中晶白云岩具有非常低的Fe、Mn和高MgCO3含量,白云石具有快速结晶的特点,为正常海水条件下的白云岩化。     

川东邻水-渝北地区石炭系黄龙组白云岩成因

以岩石结构分析为基础,结合Sr同位素和Sr含量等资料,对川东邻水-渝北地区石炭系黄龙组广泛发育的白云岩成因进行了研究,从中识别出准同生期白云岩、成岩期埋藏白云岩、表生期淡水白云石和晚成岩期热液白云石等成因类型.其中具备储集意义的仅为成岩期交代成因的埋藏白云岩,其岩性主要为颗粒白云岩和晶粒白云岩.综合不同成因类型的白云岩Sr同位素和Sr含量地球化学特征,将白云石化过程划分为准同生期,早成岩期、中成岩期,古表生期和再埋藏晚成岩期五个成岩阶段.各阶段的白云岩(或白云石)在结构上有不同特征,其Sr同位素和Sr含量地球化学特征亦有显著差别.反映研究区白云化流体不仅来自同时期禁的海源地层水,而且受到古表生期岩溶过程中的淡水和再埋藏晚期热液的影响.根据岩石学特征和各种地化指标,结合研究区古地理背景,建立了黄龙组准同生、埋藏、淡水、热液白云岩(或白云石)化模式.     

塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云岩地球化学特征及白云石化流体演化规律*

以详细的岩石学研究为基础,综合利用碳、氧、锶同位素等地球化学资料,深入分析了塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云石化流体演化规律以及白云岩成因机制。结果表明,上寒武统白云岩主要由泥晶—粉晶白云岩、微生物白云岩和(残余)颗粒白云岩等原始结构保留较好的白云岩构成,其C、Sr同位素与同期海水相近,O同位素值偏正,属于同生/准同生期与轻微蒸发海水有关的白云石化的产物;下奥陶统白云岩以细晶自形—半自形白云石为主,原始结构保留差,其C、Sr同位素与同期海水近似,但O同位素值略微偏负,主要为浅埋藏期白云石化的产物。部分早期白云岩在中—深埋藏过程中受埋藏重结晶和构造—热液白云石化的影响,形成细晶—粗晶他形白云岩和缝洞鞍形白云石充填物,该阶段白云石化流体主要来自于地层内封存的海源流体、深部热液以及蒸发岩层间热卤水,多期多源流体的共同作用导致该类白云岩具有较宽的Sr同位素组成和明显负偏的O同位素值。总体上,研究区白云岩具有早期形成(近地表到浅埋藏期大规模交代)、中期加强(中—深埋藏期部分重结晶)、晚期改造(热液局部调整)的整体演化趋势。     

埋藏环境白云石结构类型

近年来我国在白云岩储层油气勘探方面取得了重大进展,这些白云岩储层绝大多数为埋藏阶段形成的白云岩,同时大量研究也证实地层中大部分白云岩形成于埋藏环境。国际学术界对埋藏环境白云石的成因结构分类比较细致,但在我国这方面的研究还不够深入,因此本文借助国际上对埋藏环境白云石成因结构的分类方法,并结合中国白云岩研究的实际情况尝试提出埋藏环境白云石结构分类方案。该方案首先以白云石在岩石中的产状分为基质白云石和胶结白云石两大类,再以晶粒大小、晶型、晶面特征、接触关系为分类依据,将埋藏环境白云石分为六种结构类型。     

羌塘盆地中侏罗统布曲组白云岩有序度与晶胞参数的影响因素及地质意义

研究羌塘盆地中侏罗统布曲组白云岩有序度和晶胞参数的特征、影响因素及地质意义。在前期对白云岩详细分类的基础上,通过X射线粉晶衍射方法进行测试,用jade 6.5软件对测试结果进行处理,获取白云石的最大晶面间距、有序度、晶胞参数等信息,探讨其影响因素及地质意义,结果表明：(1)北羌塘坳陷西南缘唢呐湖地区颗粒白云岩具低—中等的有序度,晶胞参数较为集中,可能是蒸发潟湖环境中发育的颗粒灰岩为高镁方解石,在经历埋藏过程的调整白云石化作用而成;(2)南羌塘坳陷古油藏带布曲组白云岩中,微—粉晶白云岩有序度、晶胞参数分布范围大,为灰岩在准同生阶段快速交代、在埋藏阶段重结晶形成;细晶白云岩有序度较高,晶胞参数呈正相关,发育在稳定的埋藏环境中,白云石晶体在继承先驱灰岩孔隙中自由生长而成;中—粗晶白云岩有序度最高,是在中—深埋藏阶段,经历了足够长久的白云石化作用过程,有限的空间限制了晶体的自由生长;微—粉晶白云岩→细晶白云岩→中—粗晶白云岩的有序度逐渐增高,表明稳定的埋藏过程有利于白云石向有序转化;(3)布曲组白云岩晶胞参数a、c以不同程度向理想白云石左下方偏移,说明布曲组白云岩形成以后经历了强烈的构造挤压,估算压力可达1000MPa,与晚白垩世的构造运动有关,指示南羌塘坳陷布曲组白云岩古油藏是由逆冲推覆运动造成的。     

塔里木盆地下奥陶统白云岩类型及其成因*

下奥陶统白云岩是塔里木盆地最现实的重点勘探领域。文中在分析塔里木盆地早奥陶世构造、沉积及古气候等地质背景的基础上,以前人对白云岩的结构分类为基础,从白云岩发育产状出发,将塔里木盆地下奥陶统白云岩划分为灰岩中零散白云石、灰岩中斑状白云石、层状白云岩和沿断裂分布白云岩4类,白云石含量层位上自下而上具有总体减少的趋势。各类白云岩在岩石学特征和发育分布上具有较为明显的差异,局部可重叠出现。灰岩中零散白云石和斑状白云石的岩石学和地球化学及发育分布特征均反映其主要由浅埋藏白云石化作用形成;层状白云岩和沿断裂分布白云岩形成于中深埋藏白云石化作用;各类白云岩的产状特征差异受控于沉积期海平面变化、海水性质及埋藏条件等因素。沿断裂分布白云岩的形成和分布与断裂密切相关,是重要的储集岩石类型。白云岩储集层的形成主要是后期改造的结果,埋藏白云石化作用并未对大规模白云岩储集层的形成起到建设性作用,伴生或后期流体再运移导致的溶蚀作用为其主要成因。     

羌塘盆地昂达尔错地区白云岩成岩结构特征及其成因意义

通过薄片、阴极发光、背散射和扫描电镜等特征分析,根据白云石的晶体颗粒的形态、大小、晶面、接触关系等特征,兼顾白云石的成因信息,将羌塘盆地昂达尔错地区古油藏中白云石划分为粉-细晶曲面它形结构、粉-细晶曲面它形雾心亮边结构、细-中晶直面半自形-自形结构、细-中晶直面半自形-自形雾心亮边结构、细-中晶直面半自形-自形环带结构、中-粗晶曲面它形结构。成岩结构特征反映了成岩期不同成岩流体作用叠加的多成因模式,包括准同生阶段蒸发咸化海水成因、浅埋藏阶段蒸发咸化海水的回流或下渗扩散交代成因、中-深埋藏阶段埋藏白云石化成因以及深埋藏阶段与构造运动相关的热液交代成因。白云岩中常见的残余粒屑结构和藻纹层结构反映出原始的浅滩相、潮坪相及生屑滩相等高能沉积环境更有利于该区白云岩的形成,原始的沉积微相控制着白云岩化作用的发育和白云岩的空间展布。     

四川盆地东南缘下志留统龙马溪组白云岩特征及成因分析

发育在前寒武系—古生界、中生界黑色页岩中的白云岩夹层常见，但研究甚少，对其特征和成因不甚明晰。位于四川盆地东南缘的黔北地区广泛发育龙马溪组黑色页岩，在桐梓赵家湾、桐梓白杨树等剖面见页岩中夹中层状深灰色白云岩，笔石种属鉴定显示白云岩沉积于龙马溪组第5段笔石层(LM5)。本次研究利用显微薄片观察及扫描电镜、阴极发光、电子探针、微量元素、碳氧同位素等测试分析，对该套白云岩进行了岩石学、矿物学和地球化学研究。测试结果表明，桐梓白杨树剖面中白云岩呈纹层状产出，为泥晶—粉晶白云岩，粉晶白云石常具环带结构，在镜下可见“雾心亮边”结构。在阴极发光下白云石整体发光性较差，个别晶体发暗红色光。白云岩的碳、氧同位素均负偏于同时期海水，δ¹⁸O负偏程度更大，推测为受到埋藏作用的影响。电子探针测试显示白云石的“雾心亮边”所含成分不同，“亮边”中FeO和MnO含量更高，显示为两期白云石化作用的产物。白云岩的亚毫米极纹层可能显示着微生物/有机质作用下原生白云石沉淀，在埋藏过程中白云石发生重结晶，在此过程里铁、锰元素加入，从而形成交代成因的含铁白云石及铁白云石，交代不彻底者具“雾心亮边”或环带结...     

新近纪海平面变化对白云石化的控制及对古老层系白云岩成因的启示

西沙群岛埋藏较浅的新近系白云岩主要发育在风化壳之下,沉积时处于海平面下降旋回,白云石化作用受海平面变化的控制。白云石化层段对应较低的温度和较高的盐度,冰期导致海平面下降并致海水浓缩,由此引起白云石化作用。冰期/间冰期的交替引起海平面变化并导致海水的性质周期性改变,最终引起白云石化作用也周期性地发生,从而导致白云岩与石灰岩周期性叠置。将新近系白云岩与古老层系白云岩的成因对比分析认为:通常认为的大面积分布的古老层系埋藏成因白云岩可能是准同生期因海水浓缩而形成的,只是遭受了埋藏流体改造而显示出埋藏白云石化特征。研究发现,西沙群岛新近系风化壳之上的石灰岩与风化壳之下的白云岩,孔隙类型及孔隙度几乎完全一样。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段白云岩的同位素地球化学特征

鄂尔多斯盆地中央气田奥陶系马家沟组马五段白云岩是重要的油气储集层,多年来,马家沟组白云岩的成因问题一直是地质研究者讨论的热点话题.对马五段白云岩的C、O、Sr同位素地球化学资料的分析表明,孔洞充填的白云石(含鞍状白云石)和白云岩的δ13C、δ18O值极其近似,且白云岩的δ18OPDB值比奥陶纪海水值要偏负1.752‰～4.395‰(平均2.911‰);成岩流体(水)的占δ18OSMOW平均值为+8‰,比当时海水值偏正;87Sr/86Sr比值比奥陶纪海水87Sr/86Sr比值要高.从C、O同位素数据上看,形成白云岩和沉淀于孔洞中的白云石(含鞍状白云石)的流体为同源流体;造成白云岩的δ18O值偏负的原因主要是埋藏条件的"温度效应";87Sr/86Sr比值偏高可能是交代流体来自或流经了富含放射成因Sr的铝硅酸盐基底或硅质碎屑岩.这些特征表明马五段白云岩很可能形成于埋藏环境.     

四川盆地川中地区盐亭-潼南海槽台缘带二叠系长兴组储层特征及成因探讨

四川盆地长兴组发育优质生物礁滩储层,是重要的勘探层系.目前,缺少对其储层特征和成因的研究.以岩石特征分析为基础,结合区域地质研究、镜下鉴定、阴极发光、Sr、Fe、Mn元素和C、O、Sr同位素等地球化学特征分析,对盐亭-潼南海槽台缘带礁滩体储层岩石学特征、地球化学特征等展开了系统研究.受盐亭-潼南海槽台缘带控制,川中地区礁滩体呈规律性展布.海槽东侧广安-公山庙台缘带主要发育生物礁,以生物礁滩复合体中的礁顶滩及礁内滩白云岩为主要储集岩,储集空间主要为粒间孔及生物格架孔,白云岩化程度高;其单层厚度薄,分布广.海槽西侧生物礁不发育,以生屑滩为主,储层以生屑灰岩为主,孔隙主要为粒间溶孔、晶间孔、溶缝等;储层单层厚度较薄,累计厚度较大,分布范围比较广.埋藏白云石化是盐亭-潼南海槽台缘带白云岩储层的主要成因,埋藏期封存于长兴组地层中被淡水改造了的海水及来自于飞仙关组底部泥页岩的压实水是礁滩储层白云石化的主要流体来源;长兴末期存在的区域性暴露剥蚀叠加埋藏溶蚀改造是岩溶储层的主要成因.盐亭-潼南海槽台缘带优质储层受海槽台缘带、埋藏白云石化、长兴末期暴露剥蚀叠加埋藏溶蚀改造多因素共同控制,储层累计厚度较大,分布广,为规模有效储层.      

中扬子台地北缘灯影组白云岩研究

研究区白云岩成因类型可划分出准同生白云石化、回流渗透白云石化、混合水白云石化、压溶白云石化和埋藏白云石化。本文详细研了各成因类型的白云岩矿物岩石学特征和地球化学特征，重点探讨了埋藏白云石化Ｍｇ２＋来源及其搬运机理。认为埋藏白云石化Ｍｇ２＋来自粒间残留古海水，迁移机制与地下异常高压孔隙流体的驱动和襄樊－广济同沉积断裂的活动有关。五类白云岩中以混合水白云石化和埋藏白云石化的岩石类型储集性能最好。     

从岩石结构和地化特征看巴楚隆起上寒武统白云岩的成因及演化

塔里木盆地巴楚隆起上寒武统发育一套极具勘探价值的厚层白云岩。基于该白云岩的钻井取心与薄片鉴定,将其分类为结晶白云岩、泥微晶白云岩、具残余(颗粒)结构白云岩及过渡型白云岩。运用多种地化分析和测试手段,认为上寒武统白云岩主要经历了(准)同生(蒸发泵、渗透回流)白云石化—埋藏白云石化—后期局部热液改造三个阶段,导致研究区白云石化的流体主要为高盐度卤水、埋藏残余海水以及深部热液流体,整个白云石化过程中岩石结构也发生相应演化。泥微晶白云岩主要形成于(准)同生期萨布哈环境,过渡型白云岩及残余结构白云岩由白云石化不彻底或选择性白云石化作用形成,结晶白云岩由埋藏白云石化作用形成。存在自生矿物、高Ba/Sr值、稀土Eu富集以及包裹体测温均显示深部热液对白云岩具有局部改造作用,该类白云石通常具有波状消光的特征。经过热液溶蚀改造的白云岩储集空间变好,这对白云岩储层的勘探具有指示意义。     

湖南慈利晚二叠世长兴期珊瑚礁白云石化及其成岩环境

笔者对近期在湖南慈利发现的长兴期珊瑚礁的白云石化作用及成岩环境进行了研究。通过对礁灰岩白云石化的分布、岩石结构构造、微量元素和碳、氧稳定同位素成分的测试研究,对白云石化的环境进行了分析。主要有:①潮上蒸发形成的高盐度交代白云石化;②深埋藏高盐度热水条件下白云石化;③区域抬升埋藏变浅,大气水渗入淡化的热水条件下发生的白云石化。据各类白云石化在礁岩成岩序列中的位置,从早到晚分别命名为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个世代,并分析了埋藏白云石化的物源,建立了Ⅱ、Ⅲ两个世代埋藏白云石化的概略模式。最后通过实例说明了研究礁岩埋藏白云石化作用对油气、铅锌矿产勘探的实用意义。