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。     

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩成因讨论

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩是天然气藏的重要储集层和铅锌矿床的重要容矿围岩,但关于其特征和成因研究却充满争议。基于传统沉积学研究方法和手段,结合地球化学分析,并与前人研究成果进行对比,认为四川盆地灯影组葡萄状白云岩主要由顺地层、(层间和穿层)溶蚀孔缝中产出的拟晶白云石化的葡萄状团块和葡萄状、栉壳状胶结物或充填物组成。葡萄状团块主要顺地层产出,包括核心和包壳两部分:核心为葡萄石,主要成分为泥、微晶高镁方解石,由沉积阶段的海水沉积作用和微生物捕获、粘结作用形成;包壳主要成分为等厚纤维状环边文石,主要形成于沉积—同生阶段,有厚、薄之分,其中薄包壳形成于相对动荡的海底,而厚包壳形成于相对安静的海底。葡萄状、栉壳状充填物主要在溶蚀孔缝中产出,主要成分为等厚纤维状文石和高镁方解石,为准同生阶段大气淡水作用和海水沉积作用的产物;也存在顺地层葡萄状团块、内碎屑等颗粒粒间或顶部产出的葡萄状、栉壳状胶结物或层状胶结壳,主要为同生—准同生阶段海水潜流带沉积。在葡萄状或栉壳状团块、充填物、胶结物的形成过程中,文石和高镁方解石结晶析出后迅速发生拟晶白云石化作用,并保留其原生的结构和构造。文中关于葡萄状团块和拟晶白云石化作用的研究,为葡萄状白云岩成因研究提供了新的思路和认识。     

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。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩特征及成因机理分析

宏观与微观结合并以地球化学分析为主要手段,研究认为:鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组存在准同生白云岩化、渗透回流及混合水白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化4种白云岩化成因。准同生白云岩主要发育于马一、三、五段,由常规蒸发泵白云岩化形成;渗透回流及混合水白云岩由富镁盐水下渗白云岩化以及富镁盐水混同大气淡水对先成碳酸盐岩进行白云岩化共同作用形成;埋藏白云岩为大气降水溶蚀古陆老硅铝质岩石形成的盐水下渗和海(湖)水沿溶蚀孔洞下渗这两种白云岩化叠加形成的;热液白云岩为热液在粗晶粒白云岩孔隙或构造裂缝中溶蚀碳酸盐岩,过饱和后晶出。     

同生-准同生期大气淡水溶蚀对微生物碳酸盐岩储层的控制作用:以塔里木盆地下寒武统为例

微生物碳酸盐岩是中国震旦—寒武纪古老地层的重要组成部分,勘探已经证实微生物碳酸盐岩可以形成储层,明确这类储层成因并进行有效预测对于古老碳酸盐岩勘探有重要意义。然而针对塔里木盆地寒武系微生物碳酸盐岩储层成因,尚未形成统一的认识,不同学者提出了诸如同生-准同生期溶蚀、埋藏/热液溶蚀或多种流体综合作用等成因解释。本次研究选择塔里木盆地西北缘什艾日克和肖尔布拉克剖面寒武系肖尔布拉克组为重点研究对象,通过露头和薄片观察、阴极发光和碳氧同位素分析等手段,研究了早成岩期大气淡水溶蚀作用对微生物碳酸盐岩储层形成的影响。结果表明:(1)研究区寒武系肖尔布拉克组识别出4种微生物碳酸盐岩岩石类型,分别是叠层石白云岩、凝块石白云岩、泡沫绵层白云岩和与蓝细菌相关的(含砾)颗粒白云岩;微生物碳酸盐岩建造具有复杂的孔隙系统,常见的孔隙类型包括晶间孔、溶孔、不同尺度的溶洞以及裂缝等,但是溶蚀孔洞是最主要的孔隙类型。(2)同生-准同生期大气淡水溶蚀是孔隙形成的主要原因,有三方面证据。一是微生物碳酸盐岩建造顶部发育小型溶蚀坑。二是新月形胶结物和胶结不整合现象表明经历了短期暴露。新月形胶结物通常被看作是渗流带成岩作用的产物。胶结物不整合是指在颗粒与埋藏期形成的粒状胶结物之间部分缺失了纤状等厚环边胶结物,这些缺失的纤状胶结物可能是准同生期被大气淡水溶解了。三是胶结物具有斑状中等亮度阴极发光特征,明显有别于表生岩溶与埋藏环境胶结物的阴极发光特征;此外大气淡水是导致微生物丘顶部样品氧同位素值较原岩负漂的原因。(3)储层具有非均质性,分布受微生物丘沉积结构和相对海平面变化控制。微生物丘可以分为丘基、丘核和丘盖三部分。其中丘基主要由凝块石白云岩组成,丘核以泡沫绵层白云岩为主,丘盖主体是含砾颗粒白云岩。储层物性丘核最好,其孔隙度平均为5.47%;丘盖次之,为4.27%;丘基较差,为2.01%。微生物建造岩石组成差异是造成储层非均质性的主要原因。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系储层控制因素分析

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系呈现出宽缓的盆缘含硬石膏白云岩坪与盆缘硬石膏白云岩坪相带，为孔洞型储层的成层发育、大面积展布创造了良好的条件。中部地区储层物性明显好于东部地区。本文从古岩溶地貌、古沟槽展布、压释水分布以及孔洞充填物类型的差异，系统分析了储层分布的控制因素。进而利用电子探针分析、同位素分析及包裹体测温，探讨了孔隙充填物的类型及形成环境。充填物中的白云石主要包括微成水微晶白云石、淡水白云石及马鞍状白云石三种类型，方解石主要包括微咸水粉细晶方解石、淡水方解石及铁方解石三种类型。微咸水微晶白云石和微成水粉细晶方解石主要形成于同生期层间岩溶发育期，淡水白云石及淡水方解石主要形成于裸露期风化壳岩溶发育期，马鞍状白云石及铁方解石主要形成于中深埋藏环境。     

中下扬子二叠纪礁碳酸盐岩成岩作用,孔隙演化及油气评价

本文提出了中下扬子二叠纪礁碳酸盐岩主要作用类型有造礁作用，白云石化作用，胶结作用，溶解作用及裂隙作用，经历了海水，混合水，大气淡水及埋藏成岩环境，按下列序列演化，造礁作用－海水胶结作用－蒸发海水白云石化－淡水渗流带淋溶及潜流带胶结作用一混合水白云石化－浅埋Ｉ胶结，白云化及溶解作用（Ｔ１／Ｐ２）的多期交替－深埋藏胶结（含Ｊ３／Ｊ２古表生构造岩溶作用）一深埋藏溶解－深埋藏白云石化－浅埋藏ＩＩ及表生淋溶     

陕甘宁盆地奥陶系白云岩成因及储集性能

陕甘宁盆地奥陶系白云岩依成因可分为云坪型准同生白云岩、膏盐湖型准同生白云岩、受改造的云坪型准同生白云岩、回流渗透白云岩、混合水白云岩、埋藏白云岩和淡水白云岩（石）。奥陶系冶里—亮甲山组、马五段受改造的云坪型准同生白云岩和马六段、马五段的混合水白云岩，由于它们沉积在古陆周缘，受到了不整合面发育过程中溶蚀作用的改造，最终使储集性能变好。     

渤海湾盆地黄河口凹陷沙河街组白云岩成因机理

为了研究渤海湾盆地黄河口凹陷沙河街组白云岩成因机理,通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、X衍射、扫描电镜、背散射、碳氧同位素等方法,分析白云石岩石学、形貌学和同位素地球化学特征.结果表明,白云岩呈黄棕色,发育大量溶蚀孔和高岭石、燧石等矿物,δ13C值为-0.50‰~4.58‰,δ18O值为-14.58‰~-2.19‰,总体具有δ13C低正值,δ18O负值的特点.泥晶白云石,由微米级球状白云石和白云石化蓝细菌组成,亚微米级孔隙发育,见薄片状细菌丝和草莓状黄铁矿;纤维状白云石环边胶结物充填在溶蚀孔洞或围绕颗粒表面生长;菱形白云石,漂浮状分散在孔隙中.准同生期,硫酸盐还原菌的催化作用形成球形白云石;随后,受大气淡水淋滤,在湖底成岩环境微生物影响下形成纤维状白云石环边胶结物;浅埋藏期,由于埋藏白云岩化形成菱形白云石.这为古老湖相白云岩微生物成因提供具体实例,且对该地区勘探提供参考.      

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩成因

四川盆地震旦系灯影组发育巨厚的白云岩,其中灯影组二段和四段发育大量具有各种形态的葡萄状白云岩,其直径最长可达75cm,有的平行于层面,有的穿层。剖面资料表明,葡萄状白云岩发育多期等厚环边胶结物,中部残留大量未充填的不规则洞穴,这成为与岩溶喀斯特作用相关的地下溶蚀作用的证据。围岩泥晶白云石为早期海水中原生结晶的产物,后来的胶结物可划分为4期: (1)自泥晶化白云石(部分样品中可见)作为最早的一期胶结物,由于各种生物化学作用和生物作用的影响而紧贴着围岩发育;(2)第2期胶结物纤维状白云石可能为海水中直接沉淀的产物,经历后期成岩作用后,具有完全有序的结构,晶胞参数接近理想值;(3)细—中晶白云石为第3期胶结物,包含纤维状白云石溶蚀残余,形成于构造抬升之后的近地表大气淡水环境;(4)第4期胶结物中—粗晶白云石为埋藏环境下直接结晶的产物,充填了孔洞中心,残留部分未充填孔洞。灯影组受到了岩溶喀斯特作用、胶结作用以及白云石化作用等成岩作用的影响,其中与葡萄状白云岩有关的岩溶喀斯特作用对于灯影组储集层的发育至关重要。对灯影组葡萄状白云岩的研究,不仅有助于深入探讨灯影组储集层成因和演化及灯影组白云岩的成因,而且有助于指导四川盆地前寒武系油气勘探。     

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。     

四川盆地震旦系灯影组二段葡萄-花边结构成因及其对储层控制作用

葡萄-花边结构是全球震旦系灯影组二段中发育的一种独特标志性沉积构造，其成因机制与沉积模式具广泛争议。四川盆地灯二段宏观-微观岩石学特征以及地球化学等研究表明：(1)四川盆地灯二段葡萄-花边结构是震旦纪“文石-白云石海”环境准同生期高频海平面波动下岩溶作用的产物，微生物岩在岩溶空间规模的非均质性最终决定着葡萄-花边结构形态分异特征，即形成不同形态的纤维状胶结物(FSD+FFD或FSD+RFD)。(2)葡萄状结构和花边状结构发育丰度与微生物岩组构(MM)之间存在明显相关性。其中葡萄状结构主要由束状正延性白云石(FSD)及束状负延性白云石(FFD)组成，通常发育在四级旋回基准面底部的颗粒白云岩和顶部的凝块石白云岩层段；花边状结构由束状正延性白云石和放射状负延性白云石(RFD)组成，主要发育在以四级旋回基准面中部的纹层-叠层石白云岩层段。因此，灯二段微生物岩组构纵向上多旋回特征和间歇性大气淡水溶蚀作用，共同形成了灯二段葡萄-花边优质白云岩储层的多级、立体结构。     

北京西山及邻区下古生界白云石化与层序地层

近十年来 ,笔者在对北京西山及邻区下古生界进行层序地层学研究的过程中 ,对白云石化及其与沉积环境的关系和层序地层意义进行了探讨 ,获得了如下新认识 :①根据泥质条带灰岩、泥晶灰岩和颗粒灰岩中白云石化发生的规律 ,证实粘土矿物 (泥质混入物 )的存在对白云石化有重要的催化作用 ;②北京西山下寒武统昌平组下部“疙瘩状”灰岩的形成与白云石化有关 ;③寒武纪和奥陶纪广泛发育的“生物扰动灰岩”已受到强烈的白云石化改造 ;④中寒武统徐庄组和张夏组中“砾屑状”鱼而粒灰岩的砾状构造和断续条带状构造并非原生沉积构造 ,有些“砾屑”是准同生白云石化的结果。根据白云石的形成条件 ,笔者认为 :①在奥陶系马家沟组的厚层藻纹层灰岩 -生物扰动灰岩 -白云质灰岩 -白云岩旋回中 ,白云岩是这类副层序的顶面 ;②三山子白云岩 (上部 )是寒武纪末期高水位体系域晚期的产物 ,而人们将其与三山子白云岩对比置于北京 -涞源 -浑源一带的微晶丘为低水位体系域的沉积 ,即寒武纪末期的海水仅退出了三山子白云岩分布区 ,而没有退出微晶丘分布区。     

柴达木盆地东部石炭系葡萄状灰岩缝洞的发现及成因分析

文章采用沉积学、岩石学、地球化学原理,对柴达木盆地石炭系葡萄状缝洞分布特征与成因机理进行了研究,并与四川盆地灯影组缝洞进行了对比分析。研究结果表明：柴达木盆地石炭系东部石炭系葡萄状缝洞与四川盆地灯影组葡萄状缝洞具相似的岩石学特征,可见复式纹层花边皮壳,网状泄水通道,以及大气淡水方解石、陆源砂屑、泥以及硅质自生矿物等缝洞内包卷物等岩石学标志。地化分析显示缝洞皮壳碳酸盐矿物成岩流体为海水,缝洞碳酸盐充填物的成岩流体为大气淡水。最终认为两地葡萄状缝洞皆为大气水作用的产物,柴东石炭系葡萄状灰岩缝洞是四川盆地灯影组葡萄状白云岩缝洞早期形式。二者演化过程如下：由于周期性海退使潮坪相等环境下形成的碳酸盐岩暴露而遭受溶蚀,海侵时溶蚀缝洞内形成针柱状方解石胶结,当海水进一步蒸发,胶结的针柱状方解石在海水中发生模仿交代,形成同生期白云石,这种周期性的海退海侵形成在剖面上的多套葡萄状缝洞旋回。     

塔里木盆地柯坪地区上震旦统藻白云岩特征及其成因机理

本文报道了塔里木盆地柯坪地区上震旦统奇格布拉克组藻白云岩岩石学与地球化学特征,并对其形成机理进行了探讨。从岩石学特征上看,藻白云岩可分为基质白云石、刃状白云石胶结物与菱形白云石胶结物。基质白云石为微晶自形白云石,晶体大小在2～5μm之间,未见任何灰质前驱物,发育球形与片状白云石;刃状白云石胶结物垂直藻颗粒边缘向孔隙中心生长,长度在几十到100μm之间,由一系列超微晶自形白云石沿c轴平行堆积而成;菱形白云石胶结物分布在孔隙中心,一般小于50μm。从地球化学特征上看,基质白云石具有最高的Na2O含量(380×10-6),FeO、MnO含量中等(727×10-6、175×10-6);刃状白云石胶结物Na2O含量中等(290×10-6),FeO含量最低(200×10-6),MnO含量低于检测限;菱形白云石胶结物具有最低的Na2O含量(200×10-6),最高的FeO、MnO含量(750×10-6、550×10-6)。样品碳同位素组成与前人报道结果一致(2.1‰～3.0‰,PDB),氧同位素组成较古生代碳酸盐岩高(28.1‰～31.9‰,SMOW),说明震旦纪海水具有较高的δ18O值。笔者认为基质白云石为微生物调制作用下原生沉淀的结果;刃状白云石形成于准同生环境下大气水-海水混合流体等体积交代文石胶结物的过程;而菱形白云石胶结物则形成于埋藏环境。     

塔里木盆地西北缘震旦系和古生代白云岩成因及其储集性

本文研究了塔里木盆地西北缘各时代白云岩的岩石矿物学和地球化学特征,区内由它形泥,微晶白云石构成的白云岩,产于震旦系和寒武系中、其有序度较低。氧碳同位素较重,这类白云岩是在盐度较高的局限台地和半闭塞泻湖环境中沉积的高镁碳盐盐沉积物,经过准同生白云化作用改造而形成的。岩石的孔渗性较差。由自形、半自形粉晶-中晶白云石构成的白云岩,主要产于奥陶系和石炭系中,具有较高的有序度,氧碳同位素较轻,是成岩早、中期混合白云岩化作用的产物,并具较好的也渗性,是研究区最有利的碳酸盐岩储层。而白云岩晶洞中自形白云石,有序度很高,氧同位素极轻,阴极发光镜下具环带构造,是成岩晚期深埋条件下形成的。     

鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩成因及其储集性能

对鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组野外剖面、钻井岩心和铸体薄片的观察以及地球化学分析及岩石物性测试,马家沟组白云岩可分为泥微晶白云岩、晶粒白云岩和溶蚀残余白云岩三大类。泥微晶白云岩常有石膏伴生,Sr含量较高,其稀土配分模式及δ13C分布区间等特征与本区的泥微晶灰岩相似,包裹体均一温度接近地表温度,为近地表与海水相关流体准同生白云石化。晶粒白云岩的伴生矿物少,Sr含量低,其稀土配分模式及δ13C分布区间与本区的泥微晶灰岩相近,包裹体均一温度较高,为与海水相关流体埋藏白云石化。溶蚀残余白云岩为前两类白云岩受后期大气淡水改造而成。晶间孔、晶间溶孔、溶孔为马家沟组白云岩的主要储集空间。泥微晶白云岩的孔隙度、渗透率均较低,难构成储层;晶粒白云岩的孔隙度和渗透率较高,可成为良好储层;而溶蚀残余白云岩具高孔高渗特征,为优质储集岩类。盆地中东部、东南部、南部及天环地区是白云岩型储层勘探的重点区域。     

普光气田长兴组白云岩地球化学特征及其成因意义

普光气田区长兴组白云岩的矿物组成与地球化学特征研究表明,自东南向西北方向,由普光8井至普光5井至普光6井,长兴组白云岩白云石颗粒的结晶程度和有序度总体上逐渐变高,其Fe、Mn、AI、K、Na、Sr含量及Mg^2＋／Ca^2＋比值总体呈降低的趋势;而氧同位素值逐渐降低,碳同位素值略增高,两者具负相关关系,这反映出白云石化作用与混合水无关;普光6井结晶白云岩87Sr／86Sr比值高于晚二叠世末古海水,说明白云石化流体并非长兴期古海水。研究认为长兴组泥-微晶白云岩由长兴期蒸发浓缩形成的高镁卤水交代灰泥丘而形成,属准同生白云石化作用成因,为非-差储层;结晶白云岩及碎裂化白云岩的白云石化流体应来自二叠纪高盐度海源地层水。属埋藏成因,可为优质储层。