渤海湾盆地北塘凹陷古近系湖相白云岩 地质特征及古环境意义

湖相白云岩是渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段发现的一种特殊油气储层类型。根据钻井岩心、古生物、薄 片、扫描电镜及电子探针等分析,确定了该套白云岩的主要岩石类型及矿物特征,并通过地球化学特征分析,对白云岩的 形成环境进行了探讨。北塘凹陷白云岩常与泥岩和方沸石岩呈互层状产出,其次为均匀块状;矿物成分主要有白云石、方 沸石、粘土矿物等。通过X射线衍射、主微量元素地球化学分析,对白云岩形成时的古盐度、古温度、水深、氧化还原条 件等进行了研究,认为研究区白云岩沉积于高盐度、较高水体温度和较高PH值的半咸水湖湾还原环境。海水的侵入使湖水 的含盐度增大,提供了有利的物理化学条件,促进了白云岩的形成。     

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中方沸石的特征及成因

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中有多种矿物,X射线衍射(XRD)分析识别出的主要矿物有白云石、方沸石、石英、长石、黏土矿物、黄铁矿及方解石等,其中方沸石平均含量达38.8%。根据钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、电子探针和地球化学分析等资料,对沙三段白云岩中方沸石的矿物特征进行详细描述并探究其成因。结果表明,沙三段白云岩中的方沸石有2种分布样式,分别是纹层型和充填型,其中前者多与白云石互层、呈纹层状,偶见似结核状;后者形成较晚,方沸石以填隙物形式充填在裂缝、孔隙之中。这2种方沸石的存在形式、晶体形态、伴生矿物各不相同,其中纹层型方沸石多与白云石共生,晶体粒径小于0.04,mm,为泥晶结构;充填型方沸石多与黄铁矿、有机质共生,晶体粒径大于0.04,mm,为粉晶结构。根据主、微量元素及碳、氧同位素分析结果,计算出古盐度平均为28.8‰,Sr/Ba值平均为2.93,表明渤海湾盆地北塘凹陷沙河街组三段沉积时期为碱—咸溶液沉积环境,具备形成方沸石的条件。电子探针测试的Si/Al值表明,这2类方沸石母质来源不同,纹层型方沸石母质为黏土矿物,而充填型方沸石母质与热液有关。与国内含方沸石白云岩的盆地进行对比,并从岩石学特征、形成温度等方面进行分析,认为研究区方沸石有2种成因,其中纹层型方沸石是同生成岩阶段的产物,而充填型方沸石则受到热液流体的影响。     

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中方沸石的特征及成因

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中有多种矿物,X射线衍射(XRD)分析识别出的主要矿物有白云石、方沸石、石英、长石、黏土矿物、黄铁矿及方解石等,其中方沸石平均含量达38.8%。根据钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、电子探针和地球化学分析等资料,对沙三段白云岩中方沸石的矿物特征进行详细描述并探究其成因。结果表明,沙三段白云岩中的方沸石有2种分布样式,分别是纹层型和充填型,其中前者多与白云石互层、呈纹层状,偶见似结核状;后者形成较晚,方沸石以填隙物形式充填在裂缝、孔隙之中。这2种方沸石的存在形式、晶体形态、伴生矿物各不相同,其中纹层型方沸石多与白云石共生,晶体粒径小于0.04mm,为泥晶结构;充填型方沸石多与黄铁矿、有机质共生,晶体粒径大于0.04mm,为粉晶结构。根据主、微量元素及碳、氧同位素分析结果,计算出古盐度平均为28.8‰,Sr/Ba值平均为2.93,表明渤海湾盆地北塘凹陷沙河街组三段沉积时期为碱—咸溶液沉积环境,具备形成方沸石的条件。电子探针测试的Si/Al值表明,这2类方沸石母质来源不同,纹层型方沸石母质为黏土矿物,而充填型方沸石母质与热液有关。与国内含方沸石白云岩的盆地进行对比,并从岩石学特征、形成温度等方面进行分析,认为研究区方沸石有2种成因,其中纹层型方沸石是同生成岩阶段的产物,而充填型方沸石则受到热液流体的影响。     

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩储层特征

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩分布广泛,是重要的油气储集层。根据钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、电子探针和地球化学特征等资料,对沙三段白云岩储层特征及其影响因素进行了详细研究。结果表明,沙三段白云岩有层状、结核状、均匀块状和裂缝充填等4种产状,岩石类型包括泥晶白云岩、粉晶白云岩和细晶白云岩,储集空间主要为次生孔隙和裂缝;白云岩储层物性较差,孔洞缝共同发育的层段是油气富集的有利层段,储层的含油性与储层的岩性及物性具有一定的相关性。目前白云岩储层正处于中成岩阶段,在埋藏过程中经历了机械压实、压溶、胶结、溶蚀、重结晶和白云岩化等成岩作用的改造,其中溶蚀作用可分为三期,后两期溶蚀作用极大地改善了储层物性,机械压实和胶结作用对储层物性起破坏作用;地球化学特征揭示了白云岩化作用的两种类型,即准同生期的回流渗透白云岩化和成岩期的埋藏白云岩化。影响白云岩储层物性的主要因素包括沉积环境、白云岩化作用和裂缝发育程度,沉积环境对白云岩储层物性起决定性作用,白云岩化作用对储集空间具有重要的改造作用,裂缝的发育极大改善了储层物性,提高了储层的储集能力。     

白云岩化作用类型及机理——以歧口凹陷古近系沙河街组一段为例

通过镜下鉴定和地球化学分析对歧口凹陷古近系沙一段白云岩进行了研究,综合分析了研究区发育的岩石类型及其成因。结果表明:研究区发育泥-微晶白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩及少量颗粒白云岩;Sr/Ba值为0.44.9,V/Ni值为1.37.1,Z值(盐度指数)分布在122.6162.5;87Sr/86Sr值和同期海水极为接近,因此推断湖盆遭受了海侵作用,海侵为白云岩化作用提供了Mg~(2+);有序度分布在0.22 0.53,整体较低;Mg/Ca值为0.730.91,反映了富钙低镁的特征,表明白云岩形成于准同生阶段。碳氧同位素分析表明,研究区白云岩形成于浅埋藏环境,并且受到了发酵作用的影响,异常高的Sr值也反映了微生物活动的存在。通过以上证据推断本区白云岩是在准同生期、浅埋藏环境、经渗透回流作用形成的,并且受到了发酵作用的影响。     

四川盆地下二叠统白云岩及古岩溶的形成与峨眉地裂运动的关系

四川盆地下二叠统中次生白云岩及古岩溶是下二叠主要的非构造圈闭储层之一。该文通过对白云岩的地球化学特征和古岩溶特征的研究，论述了白云岩和古岩溶的形成与分布规律同峨眉地裂运动的关系，以及大中型裂缝圈闭与峨眉地裂运动的关系，为油气的勘探与开采提供了依据。     

准南与柴窝堡凹陷芦草沟组页岩地球化学特征对比与古环境恢复

在野外露头实测、系统采样基础上,结合地球化学分析测试资料,着重讨论了准噶尔盆地南缘二叠系芦草沟组主量元素、微量元素及稀土元素等地球化学特征,在此基础上恢复了研究区二叠系芦草沟组沉积时的古环境,对比了准南与柴窝堡凹陷芦草沟组沉积的差异性。结果表明,柴窝堡凹陷芦草沟组常量元素中Ca,K,Mg和Na相对富集,P相对较少,微量元素比值V/(V+Ni)及V/Cr均低于准南,轻稀土元素相对富集。准南与柴窝堡凹陷芦草沟组优质烃源岩主要发育于生产力较高、水体缺氧的还原环境,但相对于柴窝堡凹陷芦草沟组,准南芦草沟组页岩形成于生产力更高、水体更深且更缺氧的古环境,该环境更有利于总有机碳的形成与保存。     

北塘凹陷古近系烃源岩特征及热演化史模拟

根据大量的烃源岩地球化学数据, 分析了北塘凹陷古近系烃源岩的地球化学特征, 从有机碳含量(TOC)、氯仿沥青"A"、总烃含量、S₁+S₂、有机质类型和成熟度(R_o)等方面对古近系烃源岩进行了系统分析, 结果表明北塘凹陷东三段、沙一段和沙三段是本区的烃源岩层段, 其中沙三段烃源岩生烃指标最好, 是本区的主力烃源岩层段.烃源岩的模拟结果表明: (1)北塘凹陷的烃源岩门限深度为2 390 m, 门限温度为94.2℃, 进入生烃门限的时间约为25~28 Ma; (2)北塘凹陷沙三段的现今地层温度为140~160℃, R_o达0.9%~1.4%, 正处于生油高峰期; 沙一、二段的现今地层温度为100~140℃, R_o达到了0.75%~1.0%左右, 已进入中等成熟阶段; 东营组的现今地层温度为80~100℃, R_o为0.45%~0.75%, 处于低-中等成熟阶段.      

江汉盐湖盆地盐间白云岩特征及成因分析

江汉盐湖盆地潜江凹陷古近系潜江组广泛沉积了一套盐间非砂岩,本文详细研究了该套盐间非砂岩中白云岩的分布、类型、矿物学特征及地球化学特征,探讨了盐间白云岩的成因。研究表明,该套白云岩主要为泥晶白云岩。发育程度与盐岩量成正比。盐间白云岩的矿物组分复杂,白云石有序度低,微量元素以富Fe、Na、高Fe/Mn比值为特征。盐间白云岩主要为盐湖湖盆沉积环境的产物,水体盐度高,总体为碱性环境,Mg/Ca比值低,主要为原生-准同生阶段沉积的产物。     

北塘凹陷古近系沙河街组三段物源体系分析

物源分析是盆地分析的重要内容之一.北塘凹陷古近系沙河街组三段(Es₃) 湖泊范围广、沉积厚度大, 而勘探程度低, 是大港油田未来勘探的重要突破区, 精细刻画北塘凹陷沙三段物源体系对沉积体系重建、有利区带预测具有重要意义.采用构造格架及古地貌宏观区分物源区与沉积区, 根据碎屑矿物组合特征划分物源区块, 依据地震反射特征勾绘物源在盆内进积方向, 利用砂体等厚图和砂地比等值线图精细描绘物源分支, 从不同角度、不同层次对北塘凹陷沙三段古物源体系进行精细研究.结果表明, 北塘凹陷物源来自北部燕山褶皱带和西部沧县隆起, 具体分为西部的沧县物源、西北角的汉沽物源、北部的大神堂物源和东北角的涧南物源.在物源体系和构造组合特征的控制下, 沙三段主要发育扇三角洲沉积体系.      

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组湖相白云岩成因*

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组发育湖泊背景下的白云岩、灰岩、黑色泥岩、页岩及碎屑岩的互层沉积。白云岩主要有两类：一类为粉—泥晶白云岩,主要由含量约70％的泥晶白云石和含量约30％的粉晶白云石构成,白云石有序度为0.48,扫描电镜下主要有菱形、他形、球状和管状4种微形态,自形程度较好的菱形晶体多为含铁白云石;另一类为方沸钾长白云岩,主要由晶粒为0.08～0.35mm的细粒方沸石、泥晶钾长石（透长石）、泥晶白云石和铁白云石构成,个别为粗晶白云石,白云石有序度0.58。与粉—泥晶白云岩中的白云石相比,方沸钾长白云岩中的白云石以高的铁、锰含量为特征,扫描电镜下多为半自形的菱形晶体。两类白云岩中白云石的有序度均较低,且均为富Sr白云石,内部均缺乏次生交代证据。通过对两类白云岩成分、微量元素及稳定同位素的差异性分析,认为尽管两类白云岩都形成于浅—半深湖相强还原沉积环境,但是它们的形成机制有所不同,粉—泥晶白云岩具有原生沉淀白云石的特征,其中球状及管状的白云石可能与微生物吸附作用有关,而他形及菱形的白云石为直接沉淀的原生白云石;另一类方沸钾长白云岩中的白云石及铁白云石可能与湖底热泉的喷流沉积作用有关。     

内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组热水沉积过程中矿物沉淀顺序及其控制因素*

基于岩心、岩石薄片及元素分析等资料,通过偏光显微镜、定量矿物扫描(QemScan)、电子探针、能谱和流体包裹体分析等技术手段,探讨了二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组热水沉积岩中热水沉积矿物的沉淀顺序。研究区热水沉积矿物主要为铝硅酸盐和碳酸盐,含少量黄铁矿、重晶石、萤石等矿物。这些矿物在空间上具有特定的先后关系或位置关系: (1)在纹层状岩层中,由下到上从铝硅酸盐过渡为碳酸盐。在铝硅酸盐矿物组合中,首先出现的是方沸石,其次是钠沸石,再次为钠长石;在碳酸盐矿物中,首先出现的是菱镁矿,其次是菱铁矿,再次为铁白云石,有时还可见到方解石,但其含量很低。(2)在凝絮状团块中,团块中心为黄铁矿,从中心向外依次过渡为方沸石、钠沸石、菱镁矿、菱铁矿,最外层为铁白云石。在纹层状岩层和凝絮状团块中,有时还能见到上述顺序的逆顺序。(3)在后期充填的裂缝中,边部为沸石或绿泥石等铝硅酸盐矿物,向中心逐渐过渡为铁白云石碳酸盐。综合研究区所有的矿物序列来看,最完整的序列应为黄铁矿—钾长石—方沸石—钠沸石—钠长石—菱镁矿—菱铁矿—白云石—方解石,但是这种完整的序列是不常见的,通常仅为其中某几种矿物的组合,然而不管是哪些矿物进行组合,其出现的顺序都不变。推测该矿物序列的类型受热液喷流和溢流阶段、时间、温度和热水化学性质控制,早期高温、高盐度条件下出现的铝硅酸盐矿物序列较多,而晚期主要形成碳酸盐矿物序列。     

渤海湾盆地辽河坳陷古近系沙河街组四段湖相方沸石白云岩成因分析

渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷雷家地区古近系沙河街组四段杜家台油层发现方沸石白云岩及其组合类型。该套岩石具有复杂的矿物组分和沉积构造,以往被认为是一套泥质白云岩和白云质泥岩组合。利用岩石薄片鉴定、X衍射全岩分析、扫描电镜、电子探针等方法,首次发现该套岩石含有大量沉积成因方沸石,其呈纹层状与泥晶白云石混杂沉积,局部可成为方沸石岩。地球化学分析结果表明,该套岩石δ¹³C值偏正而 δ¹⁸O 值偏负,与已报道的热水白云石碳、氧同位素数据非常接近;稀土元素配分曲线特征与其同层位及其下伏房身泡组大套偏碱性玄武岩相似,具有很好的亲缘性。综合上述分析结果认为,方沸石白云岩的形成与房身泡组玄武岩的矿物转变以及湖底热液作用密切相关,为二者共同作用形成的热水沉积岩。     

白云岩成因探讨:新疆三塘湖盆地发现二叠系湖相喷流型热水白云岩

晚石炭世—早二叠世是新疆北部地区构造转换、海陆变迁的重要变革时期,包括三塘湖盆地在内的北疆地区该时期发育多个呈近东西向分布的陆内裂谷,其中存在大量基性、酸性及中性火山岩,它们以裂隙式喷发为特征。中二叠世芦草沟期,北疆地区发育裂谷期后半深湖沉积,沉积了厚层暗色泥岩、凝灰质泥岩、白云质泥岩夹白云质泥晶灰岩、凝灰岩、白云岩及火山岩的岩石组合,在暗色泥岩、凝灰质泥岩中普遍发育吐鲁番鳕鱼、双壳、叶肢介、介形虫等化石。其中的白云岩具如下特征:以铁白云石为主,多呈泥晶和粉晶状,与泥晶石英和有机质（含藻类）构成纹层;与方沸石岩互层,并作为方沸石的胶结物同时交代方沸石;伴生纳长石、伊利石、硬石膏、黄铁矿等多种热液矿物。此类白云岩及其热液矿物为本研究区首次发现,其分布与上石炭统火山岩的分布范围一致,表现出裂隙式、点式分布特点;火山岩中发育丰富的网状、树枝状裂缝并被热液矿物充填,可见火山岩具角砾状构造,可能反映了热液喷流口的沉积特征。初步分析认为该白云岩是一种与岩浆作用、深部热液作用相关的喷流型湖相热水沉积白云岩。     

准噶尔盆地东部中二叠统幔源热液沉积白云岩*

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组,沉积于陆内裂谷背景下岩浆—热液活动强烈的咸化湖盆中。在芦草沟组中发现一类与湖底热液活动有关的幔源热液沉积白云岩,包括方沸钠长白云岩、硅质白云岩与含水铵长石钠长白云岩。作者对该类白云岩开展微米级尺度的岩相学研究,结合同位素地球化学研究,探讨成矿流体性质与详细成因机理。岩矿特征和同沉积变形构造指示白云岩形成于沉积期。白云石为有序性较差的原白云石,呈微米级球状、葡萄状晶体,与方沸石、水铵长石、钠长石及玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,高温下发生了白云石对钠长石碎屑的交代作用;白云岩锶同位素(平均为0.705 687)显示成矿流体中幔源组分较多;白云岩具有重δ¹³ C_PDB (平均为6.94‰)和轻δ¹⁸ O_PDB (平均为-8.12‰)。基于成矿流体由幔源热液与湖水混合的假设,利用δ¹⁸ O_PDB计算估计,研究区白云岩的形成温度较普通云质岩高25~50 ℃。研究表明白云石为幔源热液喷出湖底后直接沉淀形成,并提出可能的成因模式。热液沉积白云岩是一种不可或缺的白云岩成因类型,研究成果对促进人们理解白云石的形成规律、推动完善成因岩石学理论具有重要意义。     

热水沉积岩岩石学特征:以内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组为例*

内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组—都红木组发育1套热水沉积岩。通过岩心观察、显微镜下鉴定、扫描电镜、全岩X衍射和电子探针分析等手段,对研究区热水沉积岩的矿物组成、结构与构造特征、矿物组合关系进行系统研究,在此基础上进行岩石分类与命名。研究表明: 研究区热水沉积岩在岩心上表现为深灰色、灰色和灰褐色;其矿物组分复杂多样,以白云石和沸石(钠沸石和方沸石)为主要造岩矿物,黄铁矿、菱镁矿、菱铁矿、水镁铁石及重晶石为次要矿物,混有黏土矿物、石英、钾长石和斜长石等泥质陆源碎屑;热水沉积岩结构构造特征复杂多样,根据结构特征可以划分为热水内碎屑结构、泥晶结构和团块结构3种,依据构造特征可以划分为纹层状和条带状构造、网脉状构造、同生变形构造、角砾状构造、蝌蚪状构造、星散状构造、块状构造和韵律性构造8种构造类型;以主要的热水沉积矿物白云石、沸石及陆源的泥质物(黏土矿物、石英及长石)为三端元,以90%、75%、50%、25%、10%为界限,将研究区热水沉积岩划分为泥质白云岩、含沸石白云质泥岩及沸石岩,前两者是研究区的主要岩石类型。本区热水沉积岩岩石学特征的研究可为其他地区的热水沉积岩及其沉积模式研究奠定基础,可以进一步丰富现今的沉积学理论。     

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组具“斑状”结构热水喷流沉积岩的成因及地质意义*

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组(相当于芦草沟组)发育一套陆内裂谷背景下的湖泊相砂岩、泥岩、灰岩、白云岩、凝灰岩互层以及它们的过渡岩石,是区内最主要的烃源岩和储集层。近年来,在帐北断褶带、石树沟凹陷和吉木萨尔凹陷中二叠统平地泉组暗色泥岩、泥晶白云岩中发现了一类特殊的沉积岩,该类岩石发育类似火山岩的斑状结构。“斑晶”主要为粗晶白云石、方解石、黄铁矿及方沸石等,在岩心标本上呈“树枝状”或“雪花状”散布于基质中;基质则主要由泥晶白云石或泥质沉积物构成,富含有机质,发育水平层理及小型变形层理等。岩石学和矿物学分析表明,“斑晶”往往为粗晶方解石或白云石的集合体,也常见黄铁矿、方沸石与碳酸盐矿物共生,“斑晶”方解石发育环带,而白云石未见明显环带。电子探针分析表明“斑晶”方解石具有低镁、低铁及锶分布不均匀的特点,而“斑晶”白云石(FeO含量介于7.272%~11.086%之间)与“基质”泥晶白云石(FeO含量为1.027%)相比具有明显富铁的特点。流体包裹体分析表明“斑晶”方解石均一温度平均为180.68,℃,“斑晶”白云石均一温度平均为320.95,℃。这种特殊 “斑状”白云岩和“斑状”泥质岩很可能是湖底热液喷流作用的结果。当湖水沿深大断裂下渗至地下深处,与围岩发生物质交换并被加热后再沿断裂返回地表喷涌而出,热液流体携带的离子达到过饱和后就会析出方解石、白云石及黄铁矿等集合体,随热液的喷涌作用上升并破碎散落于湖底细粒沉积物内。“斑状”白云岩的发现对新疆北部中二叠统热水喷流沉积作用及该区油气的成因研究具有重要的意义。     

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。