川西北中二叠统栖霞组白云岩储层特征及控制因素

本文以四川盆地西北部钻井岩心及露头剖面样品的镜下岩石学特征为基础,以微区多参数实验分析数据为依据,对四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩储层进行了研究。认为栖霞组白云岩储层类型主要为结晶型白云岩及残余颗粒型白云岩。储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔、粒间孔、溶蚀孔洞以及裂缝。白云岩储层的发育主要受到沉积微相、早期白云石化作用、晚期白云石化作用、溶蚀作用以及构造作用等因素控制。其中浅滩沉积微相是储层形成的环境基础;早期白云石化作用是储层保存的重要条件;溶蚀作用及构造裂缝是储层改善的关键因素;而晚期白云石的生成则对储集空间有一定的破坏作用。     

东地中海黎凡特盆地白垩纪阿尔布期白云岩成因研究

“白云岩问题”一直是碳酸盐岩研究的热点问题。镁作为白云石的主量元素之一,其同位素组成包含了白云岩化过 程和白云岩沉积环境的信息。本文以以色列黎凡特盆地早白垩世末阿尔布期（~100 Ma）Givat Ye’arim组和Soreq组白云岩 为研究对象,在岩石学、微量元素和C-O-Sr同位素地球化学研究基础之上,开展了高密度镁同位素分析。结果显示白云岩 主要由半自形-自形的泥微晶白云石组成,岩性致密,后期成岩改造作用较弱,因此元素及同位素组成基本可以反映原始 白云岩化流体的地球化学特征;C-Sr同位素组成与Albian期海水保持一致,表明同期咸化海水是白云岩化流体并为白云石 形成提供镁离子;白云岩δ26Mg值稳定在-2.0‰左右,没有明显的垂向差异,表明白云岩化过程中咸化海水供应充足,流体 以渗流方式而不是以扩散方式在松散沉积物中运移,孔隙水化学组成相对均一,白云岩镁同位素组成得以与同期海水相平 衡。白云岩中陆源风化指示元素Rb和ΣREE以及海水盐度指标Na元素含量表现出多期旋回性变化,反映半封闭体系对周期 性气候和环境变化的响应,然而垂向上稳定的白云岩δ26Mg值表明区域性的气候变化不会显著改变沉积盆地体系中的镁同位 素组成,因此对于地质历史时期在半局限海洋环境中沉积的巨厚白云岩而言,其镁同位素组成可以用来示踪全球海水镁同 位素波动。     

四川盆地西部中二叠统白云岩/石的主要结构类型——兼论其与川东北上二叠统—三叠系白云岩/石的差异

白云岩/石的结构在白云岩成因研究中具有重要意义。四川盆地西部中二叠统栖霞组的白云岩具有与盆地东北部上二叠统长兴组-三叠系不同的结构:盆地西部中二叠统栖霞组除存在一部分斑状晶白云岩以外,总体上缺乏原始结构保存的白云岩,白云石具有特征的非平直晶面他形晶和鞍形晶,且晶体较大;盆地东北部上二叠统长兴组-三叠系非常发育原始结构保存的白云岩,结晶白云岩也以晶体较小的平直晶面自形晶-半自形晶为主。对碳酸盐岩中白云石含量的分布模式而言,盆地西部中二叠统栖霞组出现频率最高的是白云石含量40%~60%的过渡岩石类型,这是一种非经典的分布模式,而盆地东北部上二叠统长兴组-三叠系则缺乏这样的过渡岩石类型,出现频率最高的是白云石含量大于90%和小于10%的端元岩石类型,这是一种经典的分布模式。白云岩/石的结构特征的差异反映盆地西部中二叠统栖霞组白云岩较高的结晶温度、较低的流体Mg/Ca比值、较短的白云化作用持续时间和不彻底的回头白云化作用;盆地东北部上二叠统长兴组-三叠系则主要是相对低温的,高Mg/Ca比值海源流体的彻底白云化作用。     

四川盆地西南中二叠统白云岩的地球化学特征及其成因

白云岩储层是碳酸盐岩油气领域的研究热点.在分析白云岩优质储层孔-洞-缝演化过程中,白云岩成因是重要的研究内容.以四川盆地西南间断出露的中二叠统栖霞组地层为研究对象,采用岩相学、X粉晶衍射及地球化学方法,讨论白云岩成因.白云岩野外发育于断裂破碎带周围,透镜状产出,多呈斑马纹状构造.显微镜下白云石鉴定为鞍状白云石.此外,白云岩具有较高的白云石有序度,地球化学特征则表现为明显偏负的氧同位素值和高锶同位素值.综合地质资料分析,白云岩为构造热液白云岩化成因.      

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。     

川东北地区上二叠统盘龙洞生物礁成岩作用研究

本文对宣汉盘龙洞上二叠统生物礁古油气藏成岩作用进行了详细的研究。其主要成岩作用类型有胶结作用、新生变形作用、白云岩化作用、去白云岩化作用以及压溶和溶解作用等。根据岩石中胶结物的胶结结构和矿物特征,初步判断该生物礁主要经历了海底成岩环境、大气淡水渗流潜流环境、海水与淡水混合带成岩环境和埋藏成岩环境。该区的白云岩主要是混合白云岩化形成的。值得强调的是,该区白云岩化作用和溶蚀作用对该生物礁岩石孔隙度的增加贡献很大,提供了良好的油气储集空间,这对恢复该生物礁储层孔隙发育历史,以及油气勘探和评价都有很重要的意义。     

川东北地区上二叠统盘龙洞生物礁成岩作用研究

本文对宣汉盘龙洞上二叠统生物礁古油气藏成岩作用进行了详细的研究。其主要成岩作用类型有胶结作用、新生变形作用、白云岩化作用、去白云岩化作用以及压溶和溶解作用等。根据岩石中胶结物的胶结结构和矿物特征,初步判断该生物礁主要经历了海底成岩环境、大气淡水渗流潜流环境、海水与淡水混合带成岩环境和埋藏成岩环境。该区的白云岩主要是混合白云岩化形成的。值得强调的是,该区白云岩化作用和溶蚀作用对该生物礁岩石孔隙度的增加贡献很大,提供了良好的油气储集空间,这对恢复该生物礁储层孔隙发育历史,以及油气勘探和评价都有很重要的意义。     

川东北地区上二叠统盘龙洞生物礁成岩作用研究

本文对宣汉盘龙洞上二叠统生物礁古油气藏成岩作用进行了详细的研究.其主要成岩作用类型有胶结作用、新生变形作用、白云岩化作用、去白云岩化作用以及压溶和溶解作用等.根据岩石中胶结物的胶结结构和矿物特征,初步判断该生物礁主要经历了海底成岩环境、大气淡水渗流潜流环境、海水与淡水混合带成岩环境和埋藏成岩环境.该区的白云岩主要是混合白云岩化形成的.值得强调的是,该区白云岩化作用和溶蚀作用对该生物礁岩石孔隙度的增加贡献很大,提供了良好的油气储集空间,这对恢复该生物礁储层孔隙发育历史,以及油气勘探和评价都有很重要的意义.     

三塘湖盆地中二叠统芦草沟组白云岩成因

三塘湖盆地中二叠统的芦草组碳酸盐岩是盆地内重要的储集岩之一,碳酸盐岩中50％以上为白云岩。有纹层状白云岩和斑块状白云岩两种,前者白云石自形程度较好;后者白云石为含铁白云石交代方解石而成,铁白云石晶体粗大,自形程度差,其形成时间晚于纹层状铁白云石。白云岩的Mg／Ca值均小于1;Sr的含量为31×10^-6-527×10^-6,平均为217．8mg／kg;方解石和白云石的δ^18O差值大多数小于6％;芦草沟组膏岩并未普遍存在,盐度指数Z平均为124．43。通过对上述特征综合研究认为,三塘湖盆地中二叠统的芦草组白云岩为混合水成因,并建立了相应的白云石化模式。     

川西南中二叠统栖霞组斑马构造白云岩形成机理 ——以宝兴五龙剖面为例

以四川盆地西南部宝兴五龙地区中二叠统栖霞组斑马构造白云岩为研究对象,应用岩石学、地球化学等手段对其成因开展综合分析。研究区内斑马构造白云岩主要发育于栖霞组一段上部,斜交或平行层面分布。斑马构造暗带、亮带分别由具残余组构的粉—细晶白云石及中—巨晶鞍状白云石组成,阴极发光分别呈暗红、亮红色,指示晶体生长空间及流体交代过程的元素差异性。斑马构造亮带、暗带白云石有序度均较低,δ~(18)O值负异常明显;暗带的~(87)Sr/~(86)Sr值处于或略高于同期海水范围,亮带明显较高的~(87)Sr/~(86)Sr值指示了深部流体的影响;亮带、暗带均具有低∑REE含量及明显的Eu正异常。综合研究表明,川西南栖霞组斑马构造白云岩属埋藏期热液交代-结晶作用成因,反映了热液流体持续供给下白云石结晶力与岩石抗张强度的动态平衡过程。斑马构造白云岩的形成历经3个阶段:①热液流体沿基底断裂垂向运移,富镁流体顺层进入高孔渗地层并持续溶解-交代石灰岩而形成暗带白云石;②在白云石结晶力大于岩石抗张强度情况下会产生破裂,从而形成一系列裂缝;③溶解作用结束后,裂缝流体中的离子沉淀而形成亮带鞍状白云石。     

四川盆地中二叠统栖霞组滩相白云岩多重成因机理及叠加效应

本文以四川盆地二叠系栖霞组滩相白云岩为研究对象,充分利用野外剖面资料、钻井资料、测试分析资料,对栖霞组滩相白云岩成因机理及其叠加效应进行了深入研究。结果表明,四川盆地栖霞组白云岩的规模变化较大,从不到1米至几十米不等,区域上主要分布于盆地西部,盆内其它地区零星发育。白云岩的发育与沉积背景关系密切,其中分布于盆地西部的白云岩为台地边缘滩相沉积背景,而盆地内零星分布主要为台内滩沉积背景。栖霞组白云岩成因包括三种类型:(1)高能滩混合水白云岩化形成的白云岩;(2)埋藏白云岩化形成的白云岩;(3)热液白云岩化形成的白云岩。其中,高能滩混合水白云岩化形和热液白云岩化为主要的白云岩化作用。现今无论是在野外剖面还是钻井岩心中所看到的白云岩为多种白云岩化作用的叠加结果,叠加效应体现在白云石晶体形态上、碳氧同位素和包裹体温度上。在白云岩形成过程中,滩相沉积是白云岩化的基础;不同类型的白云岩化作用是关键;裂缝的发育为白云岩化创造了条件。     

川西北中二叠统栖霞组沉积特征及古地貌响应

川西北中二叠统栖霞组发育厚层白云岩储层,成为近年来四川盆地油气勘探开发的重点领域,但栖霞组有利相带分布和储层发育的主控因素并不明朗,制约了该地区油气勘探进展。根据野外露头、岩心、薄片、测井和地震资料,结合区域地质演化,对川西北栖霞组沉积特征、沉积格局以及古地貌进行研究发现:川西北栖霞组主要为碳酸盐岩台地沉积,自西北向东南方向依次发育盆地—斜坡相、台地边缘相和开阔台地相,并发育台缘滩或台内滩等若干亚相类型。其中栖一期沉积水体较深,为弱镶边碳酸盐岩台地形成期,台缘滩厚度薄,展布范围有限;栖二期为栖霞组主要成滩期,滩体厚度大,展布范围广,具典型镶边碳酸盐岩台地特征。栖霞组白云岩主要为台地边缘高能滩相沉积背景,栖霞组沉积期,研究区具西北高、东南低,西南高、东北低的古地貌格局,其不仅控制着台地边缘高能滩相的沉积分布,并进一步为该区白云岩储层发育奠定了基础,白云岩具有西北向东南、西南向东北逐渐减薄的特点。结合沉积演化和古地貌分析结果,认为古地貌为栖霞组白云岩发育的主要控制因素,西北及西南方向等古地貌高地为研究区栖霞组白云岩储层发育的有利沉积相带。     

川西北下二叠统栖霞组微生物丘的发现及地质意义*

通过野外露头与钻井剖面的室内外分析,确认在四川盆地西北部(川西北)下二叠统栖霞组中发育有微生物丘,它们主要由凝块灰(云)岩、叠层灰(云)岩和微生物粘结颗粒灰(云)岩等组成。这些微生物碳酸盐岩发育较为典型的凝块、叠层、窗格、粘结等组构。微生物丘大小不一,实测高度一般为几十厘米至几米,宽度通常变化于几米至几十米之间,具有底平顶凸的典型丘形外貌,以发育向上变浅的沉积序列为特征,一般由丘基、丘核、丘盖3个微相组成,也可与颗粒滩共同构成微生物丘滩复合体。基于区域古地理背景和微生物丘特征的剖析,认为川西北地区栖霞期沉积环境总体受限,推测为半局限—局限台地环境,水深较浅,能量普遍不高;海平面频繁的相对升降变化和微生物丘的侧向迁移叠置,导致发育于缓坡背景下的碳酸盐岩台地极易受限,引起早期沉积物发生与丘滩发育密切相关的准同生期白云石化作用。因此,微生物丘滩复合体是栖霞组白云岩储集层发育的物质基础,台缘坡折带、台内缓坡折带和高地是栖霞组白云岩储集层发育的有利区带,这对寻找规模性层位不稳定的带状白云岩储集层具有重要的指导作用,并将大大拓展栖霞组白云岩储集层的勘探领域。     

川北元坝地区长兴组白云石化作用机制及其对储层形成的影响

通过岩心观察和薄片鉴定,在岩石学和矿物学特征分析基础上,结合白云石有序度测定,碳、氧同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式分析,详细研究了川北元坝地区长兴组白云石化作用的特征、机制及模式,结果表明长兴组发育微晶白云石(岩)、粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石和异形白云石等四种类型,它们的有序度由低变高;白云石的碳、氧同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式特征表明,长兴组微晶白云石(岩)、粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石主要形成于浓缩海水环境、正常海水环境、或者与正常海水相似的地层水环境中,并遭受过热液地质作用的改造,从微晶白云石(岩)→粉-中晶他形白云石→粉-中晶自形白云石是一个沉积埋藏过程中多阶段白云石化作用的产物,异形白云石则由热液作用形成;根据长兴组白云石的矿物学和地球化学特征及白云石化作用与层序和沉积相之间的关系,分别可以用准同生期蒸发泵白云石化作用模式、准同生期渗透回流白云石化作用模式、成岩早期浅埋藏状态下地层水白云石化作用模式和成岩晚期热液白云石化作用模式来解释微晶白云石(岩),粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石和异形白云石的形成。白云石化作用是有利于长兴组储层形成的建设性成岩作用。     

川东三叠系飞仙关组白云岩锶含量、锶同位素组成与白云石化流体

川东飞仙关组白云岩包括微晶白云岩、具原始结构的粒屑白云岩和结晶白云岩等3种主要的结构类型,其中结晶白云岩是重要的天然气储集岩。根据白云岩的锶舍量和锶同位素组成,结合相关岩石学和地球化学资料,本文研究了白云石化过程中锶的迁移和相应的同位素变化。三种类型白云岩具有类似的锶含量,但其(87)~Sr/(86)~Sr 比值均不同程度地高于同期海水值,锶在白云石和方解石(或文石)中分配系数的差别是影响白云石化过程中白云石锶含量最为重要的因素。不同流体中锶的混合方程计算表明:如果白云石化流体是大气淡水和海水的混合流体,则结晶白云岩的白云石化流体相当于94%的大气淡水和6%的海水混合,具原始结构的粒屑白云岩的白云石化流体相当于81%的大气淡水和19%的海水混合,微晶白云岩的白云石化流体相当于92%的大气淡水和8%的海水混合。但极低的锰含量、相对较高的锶含量和包裹体均一化温度等资料均不支持有94%的大气淡水参与了结晶白云岩的白云石化作用,其白云石化流体应是埋藏成岩过程中囚禁的近同期、但是非同期的海源流体,其来源可能与埋藏成岩过程中该时间段蒸发盐的溶解有关。锰含量、锶含量、(87)~Sr/(86)~Sr 比值都表明具原始结构的粒屑白云岩和微晶白云岩的白云石化过程都存在大气淡水的介入,微晶白云岩的白云石化可能与潮坪环境的蒸发泵机理有关;具原始结构的粒屑白云岩的白云石化可能与混合水白云石化作用有关,这类白云岩分布于向上浅滩化旋回滩体的顶部,这是埋藏前或浅埋藏阶段大气淡水与海水混合白云石化作用最容易发生地带。     

川西中泥盆统观雾山组白云岩储层储集空间类型、成因及演化

川西地区观雾山组白云岩储层储集空间主要为孔洞和裂缝两类.为弄清观雾山组白云岩储层孔洞成因、孔洞充填期次及演化,首先,通过对孔洞型白云岩储层发育规律与沉积相、层序关系的分析,结合第一期白云石胶结物形成与围岩白云石化的先后顺序,认为川西地区观雾山组白云岩储层孔洞为相控准同生岩溶形成;针对孔洞内不同期次白云石和方解石胶结物的包裹体均一温度、碳氧同位素、激光原位U-Pb同位素定年、锶同位素、稀土元素等分析,认为孔洞内胶结物形成于封闭的成岩环境,成岩流体为受下伏碎屑岩地层水加入改造的中泥盆世海水.观雾山组白云岩储层储集空间经历了三个演化阶段:沉积期-白云石化之前的孔洞及裂缝形成阶段、白云石化期间的围岩白云石化及第一期白云石胶结物形成阶段和中—深埋藏成岩期的孔隙定型阶段,其中中—深埋藏阶段是孔隙减少的主要阶段,造成约250的孔隙损失.     

四川盆地东北部晚二叠世-早三叠世白云岩与同期海水锶同位素组成的对比研究

在四川盆地东北部14条野外剖面和地下钻井的二叠系长兴组、三叠系飞仙关组和嘉陵江组石灰岩和白云岩岩石学研究的基础上,对其中189个不同类型的碳酸盐样品(包括代表海水的石灰岩样品和在不同成岩阶段形成的各种白云岩样品)进行了锶同位素组成和相应的MgO、CaO和Mn、Sr元素分析,获得了系统的晚二叠-早三叠世海水的锶同位素组成数据并建立了相应演化曲线.在此基础上,对不同地层组/段和不同类型白云岩的锶同位素组成与同期海水锶同位素组成进行了对照研究,取得了如下主要认识:(1)川东北晚二叠-早三叠世白云岩的锶同位素组成与同期海水具有类似的演化趋势,结合白云岩的低锰、高锶特征,说明白云化流体与海水存在显著的亲缘关系,与铝硅酸盐地层无关;(2)白云岩的锶同位素组成与同期海水存在差别,各地层组/段白云岩的87Sr/86Sr比值都不同程度地高于同期海水,但从下往上,即从长兴组、飞2+3段、嘉2段到嘉4段,这种差值逐渐缩小,嘉4段白云岩的锶同位素组成已和同期海水基本一致;(3)川东北长兴组、飞2+3段白云岩形成的时间显著晚于同层石灰岩,白云化流体为时间上更晚的海源流体,但嘉2、嘉4段白云岩的形成时间仅略晚于同层石灰岩,白云化流体来源于非常近同期的蒸发浓缩的高Mg/Ca比值海水,一些嘉4段的白云岩的白云化流体就是同期海水,因而这些白云岩是同生或准同生的;(4)如果把白云化的时间看作白云岩的形成时间,则违背地层叠置原理是川东北长兴组和飞仙关组结晶白云岩的主要特征之一,其形成机制可用非同期海源流体的隐伏回流-对流模式来解释,嘉陵江组白云岩形成机制可用活跃回流-萨布哈模式来解释.白云岩和代表同期海水的石灰岩锶同位素组成的对比为解决白云化流体与海水之间的时间关系提供一种新的研究途径.     

川西地区中二叠统栖霞组白云岩成因分析

川西地区栖霞组白云岩成因及其与峨眉山玄武岩喷发热事件关系颇有争论。在野外剖面、岩心观察基础上,通过岩石学、全岩及矿物微区地球化学分析方法对其研究,结果表明川西地区栖霞组白云岩（石）可分为残余砂屑白云岩、晶粒白云岩以及鞍状白云石、脉体充填白云石四类。残余砂屑白云岩与晶粒白云岩均呈块状,阴极发光较暗,稀土配分模式与泥微晶灰岩相似,δ13C、87Sr/86Sr多处于同期海水范围内,δ18O略偏负,Ce负异常,残余砂屑白云岩Eu呈负异常,而晶粒白云岩Eu多为正异常。微区δ13C、δ18O分析显示,残余砂屑白云岩的白云石雾心与亮边内δ13C均处于同期海水范围内,δ18O亮边较雾心偏负;晶粒白云岩中不同大小的晶粒白云石微区δ13C、δ18O显示相近特征,表明这两类白云岩均为海水浅埋藏成因,但受到后期热流体叠加改造。曲面他形粗晶鞍状白云石充填于裂隙与溶蚀孔洞内,镜下具波状消光特征,发亮红色光,δ13C与二叠纪海水相近,δ18O明显负偏,Eu呈正异常,指示鞍状白云石为热液成因。脉体白云石岩石学与地球化学特征表明其为晚期埋藏成因。川西地区栖霞组白云岩主体为浅埋藏成因,峨眉山玄武岩喷发期热液对其叠加改造,仅西南地区充填裂隙与溶洞的鞍形白云石为热液成因。