鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐储层的胶结作用

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组主要由原始沉积的碳酸盐岩和岩溶角砾岩组成.储集空间以次生孔隙为主.中奥陶世沉积作用之后不久,即发生了溶解作用、白云石沉淀、干化脱水作用、机械压实作用、岩溶作用和胶结作用.胶结作用很普遍,主要发生在中石炭世之后的埋藏条件下,是对储层重要的破坏作用.充填于硬石膏结核溶模孔和非组构选择性溶蚀孔、洞、缝的方解石和白云石是最常见的胶结物.这些方解石和白云石胶结物具泥晶、嵌晶状或粒状晶粒结构.泥晶白云石基质的δ18O值-10.98‰～-0.8‰,平均-5.54‰;δ13C值-4.76‰～5.77‰,平均1.51‰.充填于溶蚀孔、缝中的白云石的δ18O值-12.54‰ ～-2.67‰,平均-7.34‰; δ13C值-5.56‰～3.48‰,平均0.28‰.充填于溶蚀孔、缝方解石的δ18O值-15.42‰ ～-6.02‰,平均-9.51‰;δ13C值-12.44‰～1.33‰,平均-3.20‰.总的来说,白云石和方解石胶结物的δ18O和δ13C值低于泥晶白云石基质的,原因是形成晚,受淡水淋滤、埋藏作用和有机质影响较大.泥晶白云石基质的Na含量0～ 350 μg/g,平均59μg/g; Sr含量0～380 μg/g,平均10 μg/g;Fe含量0～ 14 570 μg/g,平均1 040 μg/g; Mn含量0～4 670 μg/g,平均183 μg/g.充填于次生孔隙中的胶结物的Na、Sr、Mn含量与泥晶白云石基质的差别不大,因这些元素含量均低.充填于次生孔隙的碳酸盐胶结物较泥晶白云石基质有明显高的Fe含量.胶结物包裹体的均一温度在90℃ ～ 140C范围内.胶结物沉淀于埋藏较深,温度较高的还原条件下.流体包裹体的气相成分以CH4最为普遍,液相成分以H2O占绝大多数.早期胶结物形成于天然气形成前,晚期胶结物形成于天然气形成之后.岩溶洼地是胶结作用最发育的地带.     

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。     

柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号中新统成岩作用及沉积环境

综合运用岩石学、矿物学和元素地球化学等方法,对柴达木盆地北缘构造带鄂博梁Ⅲ号构造中新统上干柴沟组碎屑岩的成岩作用、形成环境和物质来源等进行了系统研究。发现上干柴沟组碎屑岩中碎屑颗粒间主要以点-线接触关系为主,长粒矿物被定向排列,经历过较强的压实作用。其中黏土矿物含量较高,平均达到了35.03%,主要以伊利石,绿泥石及伊-蒙混层为主。碳酸盐胶结物类型主要以方解石为主,仅含有少量白云石。碳酸盐胶结物的碳氧同位素含量测定表明,碳同位素(δ13C)分布在-6.8‰~-4.0‰之间,平均为-5.0‰;氧同位素(δ18O)分布于-11.1‰~-5.4‰,平均为-8.7‰;根据碳氧同位素含量推算古盐度Z值分布于108.34~114.89,平均值为112.77;碳酸盐沉淀温度分布在43.36℃~77.84℃,平均值为62.30℃。结合对主量元素、微量元素及有机碳含量等地球化学元素的综合分析,认为鄂博梁Ⅲ号构造带中新统上干柴沟组目前所处的成岩阶段主要为早成岩阶段B期至中成岩阶段A期,在形成早期主要以干、冷的淡水-微咸水环境为主,晚期则以要对暖、湿的淡水环境为主。     

中国南方灯影峡期海洋碳酸盐岩原始δ13C和δ18O组成及海水温度

中国南方灯影峡期(晚前寒武纪)是白云岩广泛发育的海洋碳酸盐沉积时期,在灯影组中部发育从海水直接沉积沉淀的原生白云岩,目前仍保留其原始组构特征。从40个原生白云石(岩)中测得:泥晶白云石的δ¹³C值为3.64‰,δ¹⁸O值为-1.17‰(n=6);白云岩的13C值为3.52‰,δ¹⁸O值为-1.86‰(n=15);海水纤状白云石胶结物δ¹³C值为2.90‰,δ¹⁸O值2.65‰(n=8);海水刃状白云石胶结物的δ¹³C值为2.96‰,δ¹⁸O值为-2.41‰(n=8);晶纹层和海水纤状白云石胶结物的δ¹³C值为2.79‰,δ¹⁸O值为-3.13‰。40个岩样的δ¹³C平均值为3.25‰±0.44‰,δ¹⁸O平均值为-2.12‰±0.98‰(均以PDB标准)。对于灯影峡期海相云岩的原始δ¹³C和δ¹⁸O值,不采用所有样品的平均值,而是采用原生白云石沉积物与海水白云石结物δ¹³C值和δ¹⁸O值两个图示分布区重叠部分的最重同位素值,即：δ¹C值为4.43‰(PDB标准),δ¹⁸O值为-0.62‰(PDB标准),将其作为灯影峡期海洋碳酸盐岩的原始同位素组成。对海水原生白云石胶结物包裹体盐度进行了测定,海水δ¹⁸O计算值为2.90(SMOW标准),用原始δ¹⁸O值计算的原生白云石形成时的海水温度为40.8 ℃。这说明中国南方灯影峡的海洋为炎热的较高的海水温度环境。     

祁连山木里三露天天然气水合物层段碳酸盐矿物学地球化学特征

祁连山木里三露天天然气水合物与碳酸盐相伴产出是一种常见现象。为探讨这些碳酸盐的形成环境,对碳酸盐进行了矿物X射线衍射分析、主微量元素 测试以及碳氧同位素测试。X射线衍射结果表明,样品中碳酸盐矿物主要由方解石、白云石以及少量菱铁矿组成。微量元素和稀土元素特征显示碳酸盐形成于干旱氧化环境。δ¹³C_VPDB为-2.3 ‰~3.77‰,平均为2.43‰;δ18OVPDB为-17.90‰~-10.69‰,变化范围不大,碳氧同位素显示碳酸盐矿物中的碳可能为天然气水合物分解、白云石沉淀和湖水混染等联合作用所致,氧的 来源可能受大气降水影响。     

渤海沙西北构造带下古生界碳酸盐岩潜山白云岩形成机制研究

通过岩心薄片、扫描电镜、碳氧锶稳定同位素、X衍射有序度及微量元素特征分析,系统研究了渤海湾盆地沙西北 构造带碳酸盐岩潜山白云岩的地球化学特征及成因机制。结果表明,沙西北构造带下古生界白云岩可划分为泥晶白云岩、 颗粒白云岩、泥质/灰质白云岩和鞍状白云岩四类,各类白云石特征差异明显。泥晶和颗粒白云岩δ18O大于-7‰,87Sr/86Sr值 与海水值接近,为0.7090~0.7120,Na2O含量较高,大于0.06%,有序度偏低,薄片中可见石膏,为准同生成因。泥质/灰质 白云岩为细晶结构,δ18O偏负,为-8‰~-10‰,87Sr/86Sr为0.7120~0.7140,Na2O含量降低,有序度变大,镜下见次生加大亮 边,为埋藏成因。鞍状白云岩为中粗晶结构,贫δ18O,87Sr/86Sr较高,薄片中见辉绿岩,为热液成因。本区白云岩以准同生 和埋藏成因为主,局部沿断裂可能存在热液成因。奥陶系沉积时期主要发生埋藏白云石化和溶蚀作用,是增加白云岩有效 孔隙的重要阶段,为优质储层形成起到了建设性作用。     

滨里海盆地东缘石炭系KT-Ⅰ油层组白云岩地球化学特征

哈萨克斯坦滨里海盆地东缘上石炭统KT-Ⅰ油层组主要发育局限海台地-开阔海台地碳酸盐沉积,间夹蒸发岩层。由于区域性白云石化作用,KT-Ⅰ油层组中白云岩广泛分布,为主要油气储集层。研究表明,白云岩中白云石为泥晶、粉晶或细晶,半自形-他形;略富钙,有序度较低(0.336～0.504);δ¹⁸O_PDB值在-1.06‰～+2.45‰之间,比石炭纪海水(δ¹⁸O_PDB值介于-1‰～-2‰之间)偏正;δ¹³C_PDB值在+3.36‰～+5.94‰之间,与石炭纪海水(δ¹³C_PDB值介于+3.1‰～+4.7‰之间)接近;锶同位素值接近石炭纪海水(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值在0.7082～0.7088之间);微量元素Mn含量平均为92.57 μg/g,Fe含量平均为447.52 μg/g,接近被交代的灰岩含量;Na和K含量的平均值分别为198.80 μg/g 和5.89 μg/g,显示交代流体为蒸发海水。上述岩石学和地球化学资料表明,研究区石炭系KT-Ⅰ油层组白云岩具有渗透-回流机理白云岩的特征。     

川中地区茅口组两期流体叠合控制下的白云石化模式

岩相学特征、地化分析揭示:川中地区下二叠统茅口组白云岩存在三种白云石:①平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.06‰,δ18O_PDB=-6.81‰;Fe:1×10-6,Mn:未检出,Sr:150×10-6);②非平直晶面粗晶鞍状白云石(δ13C_PDB=3.22‰,δ18O_PDB=-7.82‰;Fe:149×10-6,Mn:185×10-6,Sr:85×10-6);③非平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.49‰,δ18O_PDB=-9.45‰;Th=123℃,S=133~139‰NaCl;Fe:58×10-6,Mn:59×10-6,Sr:76×10-6)。研究结果表明存在两期白云石化流体:①早期压实作用形成的埋藏白云石化流体(T=37.4℃;S=29.8‰NaCl);②晚期受构造控制的热液白云石化流体(Th=114.8℃;S=153~226‰NaCl)。明确了三种白云石的成因:平直晶面细晶白云石是由早期埋藏流体交代泥晶基质形成的;非平直晶面细晶白云石是平直晶面细晶白云石在受到热液流体改造后所形成的;而非平直晶面粗晶鞍状白云石则是由热液流体直接沉淀出的。基于研究结果建立了相应的白云化模式。     

河南栾川三道沟铅锌银矿床成矿流体地球化学特征

河南栾川三道沟铅锌银矿床是豫西铅锌银矿集区的重要组成部分。矿床成矿作用划分为早、中、晚3个成矿阶段,即石英-黄铁矿阶段、石英-铅锌银硫化物阶段和石英-方解石阶段。各成矿阶段石英中流体包裹体主要有液体包裹体、气体包裹体、含CO₂包裹体3种类型。成矿早、中、晚阶段成矿温度依次降低,分别为260~360 ℃、200~320 ℃、160~260 ℃,成矿流体盐度先升高后降低,分别为4%~10%、6%~12%、4%~8%,密度为0.58~1.06 g/cm³,平均0.86 g/cm³,即成矿流体为高-中温、低盐度、低密度流体。成矿早阶段δD=-67.5‰~-75.1‰,δ¹⁸O水=6.4‰~11.1‰;成矿中阶段δD=-106.8‰,δ¹⁸O水=5.0‰;成矿晚阶段δD=-86.4‰~ -100‰,δ¹⁸O水=-0.7‰~2.2‰,综合研究表明成矿流体为岩浆水或变质水,成矿中-晚阶段有大气降水的加入。初步认为三道沟铅锌银矿床属于中温热液脉型铅锌银矿床,是燕山期岩浆期后含矿热液充填成矿作用的产物。     

巴丹吉林沙漠石英δ18O值及其物源意义

巴丹吉林沙漠是世界上沙丘最高大的沙漠,其沙源研究对认识沙漠形成、高大沙山发育和防沙治沙工程有重要意义。石英是沙漠沉积物中常见的矿物,其氧同位素值可示踪物源。采集沙漠西北部、东部、东南部高大沙山、丘间低地与湖泊以及雅布赖山前的表层沉积物,测定了样品不同粒级的石英δ18O值。结果表明:①石英δ18O值随粒级减小有增大趋势,同一样品不同粒级石英δ18O值存在较大差异,相同粒级石英δ18O值也有变化。②石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为13.3‰（n=55）;其中沙丘沙的石英δ18O值介于9.5‰~16.6‰,均值为12.9 ‰（n=39）;湖相沉积物的石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为14.2‰（n=16）。③区域内,<16 μm粒级的石英δ18O值与16~64 μm、125~154 μm、200~250 μm、> 300 μm粒级的石英δ18O值都存在显著差异,但200~250 μm与 > 300 μm粒级的石英δ18O值没有显著差异;经区域对比,巴丹吉林沙漠 < 16 μm粒级的石英δ18O值与柴达木盆地沙漠、蒙古戈壁风成沉积物 < 16 μm石英δ18O值无显著差异,但巴丹吉林沙漠16~64 μm粒级的石英δ18O值与蒙古戈壁风成沉积物16~64 μm石英δ18O值存在显著差异;这似乎暗示研究区的细颗粒物质可能是远源的。巴丹吉林沙漠沉积物的石英δ18O值位于火成岩石英、砂岩和变质岩石英δ18O值分布阈值内,受区域地质条件、物源混合、粒级效应等因素的影响,砂粒级的石英δ18O值所指示的母岩成份特征与祁连山区岩石的岩性有较好吻合。     

塔里木盆地寒武系鞍状白云石孔隙充填物差异与成因

塔里木盆地寒武系发育有一套厚达千米的白云岩层系,其中发育的鞍状白云石,记录了成岩过程中流体演化过程。本次研究通过电子探针分析鞍状白云石充填物的形貌特征、内部结构和地球化学特征,将本区的鞍状白云石分为三种主要类型:去白云石化鞍状白云石、富铁鞍状白云石和富铁富锰鞍状白云石等。三类白云石形成于不同的环境中,其形成流体的性质也存在很大的差异。去白云石环带白云石可能与层内流体有一定关系,富铁环带和富铁锰环带白云石都受到了与断裂相关流体的影响,而富铁锰环带的形成流体深度更深。     

青藏高原现代湖泊沉积物碳酸盐矿物氧同位素组成特征及影响因素

选择青藏高原14个代表性现代湖泊的表层沉积物为研究对象,它们是冷湖、大苏干湖、小苏干湖、大柴旦湖、小柴旦湖、托素湖、尕海、茶卡湖、唐古拉-1、错鄂、乃日平错、纳木错、空姆错和普莫雍错,探讨这些湖泊碳酸盐矿物组成及相应氧稳定同位素组成的影响因素。XRD结果显示这些湖泊的碳酸盐矿物多以方解石为主,并含白云石。其中冷湖以白云石为主,尕海还含有一定量的文石。碳酸盐氧同位素分析结果显示总碳酸盐δ¹⁸O在-15.9‰到2.6‰范围变化,方解石δ¹⁸O变化范围为-16.2‰～3.9‰,白云石δ¹⁸O变化在-15.3‰～-5.4‰范围内。通过氧同位素与湖区环境因素的相关性分析,认为总碳酸盐δ¹⁸O受湖水δ¹⁸O组成、温度、降水量/蒸发量、盐度、海拔和纬度多种因素影响;方解石δ¹⁸O主要受湖水δ¹⁸O、温度、盐度、海拔和纬度的影响;白云石δ¹⁸O受降水量/蒸发量和盐度的影响。总碳酸盐δ¹⁸O对湖水δ¹⁸O、温度、海拔和纬度的响应是以方解石为载体而体现的;总碳酸盐δ¹⁸O对降水量/蒸发量的响应则归因于白云石δ¹⁸O对其的响应结果;另外总碳酸盐δ¹⁸O通过方解石和白云石δ¹⁸O的叠加作用响应于盐度。该研究初步建立了总碳酸盐、方解石和白云石氧同位素与环境各个指标之间的响应关系,对于揭示过去青藏高原地区环境变化有重要意义。     

滇东-川西下二叠统白云岩的形成机理--玄武岩淋滤白云化

在滇东－ 川西地区的下二叠统中,白云岩发育,并可分两种类型:块状白云岩和斑状白云岩。块状白云岩呈浅灰色、灰色,主要由细晶或中晶白云岩石组成。白云岩的δ13C为+0.8‰～+3.5‰, 平均+2.7‰; δ18O为 -6.8‰～-9.1‰, 平均 -7.8‰。 Sr 为 25×10-6～52×10-6, 平均 39×10-6; Na 为 52×10-6～74×10-6, 平均 64×10-6。斑状白云岩呈灰色,由白云岩斑块和交代残余的石灰岩斑块组成,其中白云岩斑块含量大于50 %。白云岩斑块呈云朵状,大小多为几厘米至二十几厘米。白云岩斑块由细晶和中晶白云石组成。白云石呈自形或半自形,含量60% ～ 90%。白云石的δ13C为+0.8‰～+3.5‰, 平均+2.7‰; δ18O为 -6.8‰～-9.1‰, 平均 -7.8‰。 Sr 为 25×10-6～52×10-6, 平均 39×10-6; Na 为 52×10-6～74×10-6, 平均 64×10-6。各种资料表明,块状白云岩和斑状白云岩成因相同,只是白云化程度不同。白云岩是在埋藏环境中较高温度条件下形成的。白云化水来自淋滤峨嵋山玄武岩的大气     

塔里木盆地北部丘里塔格群(寒武系至奥陶系)白云岩的成因

本文通过详细岩石学及地球化学研究,探讨了塔里木盆地丘里塔格群(寒武至奥陶系)白云岩的成因。研究表明藻纹层白云岩、微晶白云岩及颗粒白云岩中的颗粒为近地表准同生白云化的产物。结晶白云岩(细晶以上)及颗粒白云岩中的中粗晶白云岩胶结物是深埋藏成岩环境的产物。并对埋藏白云化的镁离子来源及搬运机理进行了探讨。     

新疆乌鲁木齐地区中二叠统芦草沟组湖相微生物成因白云石特征*

新疆乌鲁木齐地区红雁池南剖面中二叠统芦草沟组主要发育浅湖至半深湖背景下的中、薄层深灰色白云岩、灰岩、粉砂岩与中、厚层灰黑色页岩、泥岩互层。白云岩主要由泥晶白云石、铁白云石及少量方解石、高镁方解石组成,富含有机质。白云石粒径约3～10 μm,阴极发光呈现均匀昏暗的砖红色。白云石主要有微球状（直径约5～8 μm）、微簇状（长度约2 μm）及他形（1～10 μm）等3种微形貌。微球状白云石具有显微纹层结构,似为生长纹层,放大至6万倍发现显微纹层是由无数纳米级颗粒构成。他形白云石放大至4万倍发现主要由大量直径约0.25 μm的球状微粒聚集粘结而成,具有微生物矿化的特征。将研究区白云石与现代典型微生物成因白云石相比,其显微形态特征非常相似。研究区白云岩δ¹³C_PDB为1.8‰～13.8‰,δ¹⁸O_PDB为-12.1‰～-4.1‰,偏高的δ¹³C可能是产甲烷菌活动引起有机质碳同位素分馏的结果。以上特征表明,芦草沟组具有特殊形貌白云石的沉淀很可能与厌氧微生物密切相关。     

华北地台东部下古生界白云岩的类型及储集性

华北地台东部下古生界的白云岩可分为泥-粉晶白云岩和细-粗晶白云岩。前者包括含石膏的和不含石膏的;后者包括等晶粒的和不等晶粒的,含石膏的和不含石膏的泥-粉晶白云岩分别是干旱和潮湿气候潮上带蒸气发泵浓缩白云化的产物;等晶粒细-粗晶白云岩主要分布于平行不整合面之下,乃混合水白云化之产物;不等晶粒细-粗晶白云岩由早期的白云岩重结晶形成。 白云岩中的孔隙类型多样,其储集性受白云石含量和颗粒大小以及粘土含量等因素影响。     

川西南中二叠统中粗晶白云石流体来源分析

四川盆地西南地区中二叠统地层在埋藏过程中发生了较高程度的白云岩化。通过野外剖面观察和详细的薄片岩石学研究,在中二叠统白云岩储层中识别出了四种类型的白云石（包括三种基质交代白云石和一种白云石胶结物）:1）粉晶白云石,宏观上主要呈层状发育,晶粒小于50 μm,平直镜面半自形晶-非平直晶面它形晶;2）细晶白云石,晶粒大小为50~250 μm,平直晶面半自形晶-自形晶;3）中粗晶白云石,宏观上可见溶蚀孔洞和裂缝发育,其中充填白色的白云石胶结物、方解石胶结物等,晶粒大小为250 μm~2 mm,非平直晶面它形晶;4）白云石胶结物,以胶结物的形式在裂缝和溶蚀孔洞中发育,晶粒大小变化较大,具有明显的波状消光。利用不同矿物之间的接触和切割关系,结合阴极发光和扫描电镜等手段,确定了几种白云石和相关成岩矿物的形成时序,确立四川盆地西南地区中二叠统白云岩的成岩演化序列。即从成岩早期到晚期,依次形成（或发生成岩作用）了粉晶白云石、早期溶蚀作用、细晶白云石、中粗晶白云石、水力压裂缝、白云石胶结物、石英、方解石脉、缝合线、晚期溶蚀和沥青充填。通过地球化学和包裹体分析,发现中粗晶白云石和白云石胶结物具有相似的地球化学特征,即明显偏负的氧同位素、大于同期海水的Sr同位素,成岩流体具有较高的温度和盐度,表明其成岩流体具有典型的热液性质。原始灰岩和早期白云岩经热液改造,重结晶为中粗晶白云石,并在裂缝和溶蚀孔洞中沉淀鞍形白云石胶结物。