华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

梨树断陷营城组砂岩方解石胶结物碳、氧同位素特征

梨树断陷深层砂岩中广泛分布着方解石胶结物,方解石胶结作用对梨树断陷深部储层的致密化有着重要影响。以苏家屯-皮家地区砂岩储层中方解石胶结物为研究对象,结合岩相学特征,包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明了方解石胶结物碳、氧同位素及其成因。研究表明,储层砂岩类型为岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩、长石砂岩。方解石胶结物碳同位素δ13 CPDB为-16‰~-0.4‰,平均值为-6.67‰。氧同位素δ18 OPDB为-23.2‰~-13.2‰,平均值为-20.1‰。通过对碳、氧同位素数据计算分析,得到碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于83.48~117.61之间,表明其形成时的古流体具有淡水的特征。方解石的形成温度为94.06~179.43℃。方解石胶结物碳氧同位素特征分析结果表明,其形成与有机酸脱羧作用有关,可能来源于有机碳。     

西湖凹陷平湖组碳酸盐胶结物形成机制及其对储层的影响

碳酸盐胶结物是西湖凹陷平湖组储层砂岩中含量最多,对储层质量影响最大的自生矿物。通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、元素成分分析及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,偶见菱铁矿。碳酸盐胶结物的碳同位素(δ13C)值分布范围较集中,为-7.80‰～1.40‰,平均值-2.11‰,氧同位素(δ18O)值整体偏负,为-19.26‰～-9.99‰,平均值-13.79‰。据胶结物碳氧同位素分析恢复古盐度Z值及测算古地温判断碳酸盐胶结物的成岩流体主要为淡水水体,存在部分海水的影响;碳主要来自湖相碳酸盐岩溶解的产物和有机质成熟过程中排放的有机酸。不同类型和时期形成的胶结物对储层影响不一,白云石和大部分方解石形成在中成岩B期堵塞喉道,对储层起破坏作用,但成岩早期靠近不整合面受到了大气淡水影响的方解石对储层影响是保持性的;而埋深较浅,形成温度低的铁白云石对储层起建设性作用。     

衢州市上方镇方解石矿床碳、氧同位素地球化学特征

为研究浙江省衢州市上方镇方解石矿床的成岩成矿环境,采集了上方镇方解石矿床中的大理岩样品,用MAT-253型气体同位素质谱仪对其进行了碳、氧同位素分析测试。结果表明,样品的δ¹³C_PDB和δ¹⁸O_SMOW均值分别为-1.32‰和18.25‰,计算的盐度指数Z值为97.42～130.08,均值为118.50,在δ¹⁸O_SMOW-δ¹³C_PDB图解上大多数样品点落于海相碳酸盐与碳酸盐溶解作用范围内,上方镇方解石矿床大理岩的原岩应为沉积成因,可能形成于宽阔的海洋环境。     

鄂尔多斯盆地长8砂岩储层碳酸盐胶结物特征及其对物性的影响

为厘清鄂尔多斯盆地长8砂岩储层中碳酸盐胶结物的基本特征及其对储层物性的影响,综合运用铁氰化钾和茜素红混合液染色薄片、阴极发光和碳氧同位素等分析技术,对碳酸盐胶结物的矿物学和地球化学特征进行了研究。结果表明,长8砂岩储层主要发育3期碳酸盐胶结物,第一期(准同生期-成岩早期)碳酸盐胶结物以方解石为主,δ~(13)CPDB在-3.7‰~-2.4‰之间,δ~(18)OPDB为-10‰左右,其成因与碱性湖水中碳酸钙的过饱和相关;第二期(早成岩B期-中成岩A期)碳酸盐胶结物以铁方解石为主,δ~(13)CPDB为-14.8‰~-4.1‰,δ~(18)OPDB为-21.0‰~-13.2‰,其主要受有机质热催化作用形成的有机酸轻碳源的影响;第三期(中成岩B期)碳酸盐胶结物主要为铁白云石和铁方解石,δ~(13)CPDB为-9.5‰~-5.5‰,δ~(18)OPDB为-25.7‰~-22.3‰,其可能受有机碳源和早期碳酸盐胶结物发生溶蚀形成的无机碳源的共同影响。理论计算表明,碳酸盐胶结物导致长8砂岩储层孔隙度降低了约5.06%,其孔隙度损失率为12.05%~12.95%。该研究对有利砂岩储层的预测具有重要的借鉴意义。     

白秧坪铅锌多金属矿集区东矿带成矿地球化学作用与成矿年龄

通过成矿期方解石的C、O、Sr和含硫矿物的S、Pb同位素,成矿期方解石Sm-Nd测年研究,探讨白秧坪矿集区东矿带矿床成因。测试结果表明,白秧坪矿集区东矿带方解石δ13C_PDB值变化范围-4.0‰~2.3‰,平均值-0.2‰,δ18O_PDB值范围-27.2‰~20.4‰,平均值-14.1‰,δ18O_SMOW值范围2.9‰~24.4‰,平均值16.4‰;方解石Sr同位素值变化范围0.707669~0.710115,平均值0.709320;硫化物δ34S_V-CDT值分布范围-20.2‰~1.3‰,平均值约-8.8‰,天青石δ34S_V-CDT值分布范围为17.1‰~19.4‰,平均值约18.0‰;Pb同位素测试结果中,206Pb/204Pb的变化范围为18.553~18.857,207Pb/204Pb变化范围为15.501~15.826,208Pb/204Pb变化范围为38.54~39.456;成矿阶段方解石Sm-Nd等时线年龄为29.5±1.7 Ma。对测试结果的研究表明,白秧坪矿集区东矿带碳质的来源较为均一,矿石中热液方解石碳质源自地层中碳酸盐岩溶解,成矿流体来自地层水和大气降水,属于盆地卤水流体系统;成矿物质硫来自海水硫酸盐的还原作用,成矿早期以有机质还原硫为主,成矿后期以生物还原硫为主;金属成矿物质来自沉积地层和盆地基底;测定白秧坪矿集区东矿带铅锌成矿年龄为29.5±1.7 Ma,与地质年龄限定的较为吻合。      

二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组湖相云质岩成因

二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组发育一套湖相的富含致密油云质岩段,包括云质泥岩、云质沉凝灰岩和云质砂岩,但这类云质岩中的白云石岩石学特征及成因尚不明确.通过岩心、薄片、扫描电镜及碳氧同位素分析,将云质岩中的白云石分为两类:(1) 分布在纹层状和星点状云质泥岩或云质沉凝灰岩的非平直晶面、半自形微粉晶白云石;(2) 分布在块状云质沉凝灰岩或云质砂岩的非平直-平直晶面、自形粉细晶白云石.两类白云石的成因机制不同:(1) 半自形微粉晶白云石具偏高的δ13C_PDB值(平均为5.4‰),主要受产甲烷菌的代谢活动影响,其δ18O_PDB值负偏移量较小(平均为-13.0‰),计算形成温度约50~75 ℃,推测为成岩早期成因白云石,Mg2+离子主要来源于富火山灰的凝灰物质大量水解.(2) 自形粉细晶白云石晶体较大、晶形好,其δ13C_PDB值偏低(0.2‰~0.7‰),受产甲烷菌的代谢活动和深层有机质热催化共同影响,其δ18O_PDB值较低(平均为-19.4‰),计算形成温度约119 ℃,推测为成岩晚期埋藏成因白云石,Mg2+离子可能与粘土矿物水解及深部流体上涌有关.      

湘西北花垣矿集区铅锌矿床成矿流体来源及矿床成因

湘西北花垣矿集区位于扬子地台东南缘,是湘西-鄂西成矿带上最典型的超大型铅锌矿床所在地.通过对花垣矿集区典型铅锌矿床流体包裹体显微测温、成分分析及C、H、O同位素研究,结果表明,该区铅锌矿床闪锌矿与方解石中流体包裹体的均一温度范围集中在120~200℃,盐度范围集中在8%~20% NaCl_eqv.流体中液相离子成分主要为Ca2+、Na+、Mg2+、SO₄2-、Cl-,气相成分主要为H₂O、N₂和CO₂及少量的CO、CH₄和H₂.流体的δD_SMOW值范围为-60.4‰~-33.0‰,δ18O_流体值范围为3.8‰~9.2‰.以上流体包裹体和稳定同位素分析结果表明,花垣矿集区铅锌矿床的成矿流体具有热卤水的性质,主要来源于建造水和大气降水.成矿期方解石的δ13C_PDB值范围为-4.89‰~0.57‰,δ18O_SMOW值范围为13.37‰~21.73‰,略低于碳酸盐围岩,说明成矿流体中的碳主要来源于碳酸盐围岩的溶解作用.矿石沉淀机制可能为两种流体的混合,即来自深部的富含金属物质的热卤水与富含有机质和硫酸盐的建造水及下渗大气降水的混合导致了铅锌矿石的沉淀.对地质和地球化学资料的综合结果表明,花垣矿集区铅锌矿床属于密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床.      

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。     

大兴安岭北段宝兴沟金矿床成矿流体特征及矿床成因

宝兴沟金矿床是大兴安岭北部上黑龙江成矿带内大型金矿床之一,矿体主要产于下侏罗统二十二站组砂岩与早白垩世石英闪长岩、闪长玢岩内外接触带内,其热液成矿作用可划分为：黄铁矿±毒砂-石英（Ⅰ）、多金属硫化物-石英（Ⅱ）及少硫化物-碳酸盐（Ⅲ）3个阶段。流体包裹体岩相学研究表明：Ⅰ阶段矿石主要发育气液两相（LV）、少量含CO₂三相包裹体（H_CO2）及富气相包裹体（FV）;Ⅱ阶段矿石中主要发育LV及少量H_CO2包裹体;Ⅲ阶段矿石中只发育LV包裹体。测温结果显示：Ⅰ、Ⅱ阶段包裹体总体均一温度峰值集中于225.00~300.00℃,盐度（w（NaCl））为2.00%~10.00%;Ⅲ阶段均一温度峰值集中于175.00~225.00℃,盐度为4.00%~8.00%;成矿流体为简单的含CO₂中低温、低盐度的NaCl-H₂O热液体系,总体具有从成矿早期到晚期均一温度、盐度逐渐降低的特征。氢、氧同位素分析结果显示,Ⅰ、Ⅱ阶段成矿流体δD_SMOW为-131.00‰~-108.00‰、δ¹⁸O_SMOW为1.00‰~4.00‰,Ⅲ阶段δD_SMOW为-108.00‰、δ¹⁸O_SMOW为-1.89‰,表明早期以岩浆水为主,晚期逐渐演化为与大气降水混合热液。矿石中黄铁矿（毒砂）δ³⁴S_V-CDT为1.50‰~4.20‰,显示其物质来源以深源岩浆为主。综合分析认为,区内金成矿作用与早白垩世（石英）闪长岩、闪长玢岩侵入活动有直接关系,矿床属中低温岩浆热液成因类型。     

Evinosponges in the Triassic Esino Limestone (Southern Alps): documentation of early lithification and late diagenetic overprint

A carbonate buildup of Middle Triassic age, the Esino Limestone, outcrops in the Southern Calcareous Alps of Lombardy (N Italy). Along its margin and within the open subtidal facies, the Esino Limestone contains calcite cement-filled cavities of cm to m size. These features, known as evinosponges, may form pervasive networks within the host rock. The filling consists of concentric, isopachous layers of fibrous low-Mg calcite crystals characterized by strong undulose extinction and bent cleavages. The cement crusts are non-luminescent under cathodoluminescence, but both cements and host rock are cross-cut by micro-fractures filled with bright-luminescent calcite, related to late void-filling sparite. Mixing of different carbonates is reflected in stable isotope data. On the hand specimen scale, the oxygen and carbon isotope compositions of cements and host rock show little variation. When compared on a regional scale, the values cover a broad range from δ¹⁸O(PDB)=?5‰ to ?12‰ and from δ¹³O =0‰ to +3‰. The linear covariant trends defined by the oxygen and carbon isotope data for different sampling regions reflect the admixture of late, isotopically depleted calcite with an isotopically enriched non-luminescent calcite of early diagenetic origin. The Esino Limestone fibrous cements, which were probably precipitated in the marine or marine-meteoric phreatic environment, were affected by late diagenetic processes that caused mineral deformation and isotopic depletion through recrystallization and the admixture of a later calcite. These later calcites precipitated from penetrative fluids possibly related to Late Triassic volcanic activity and/or to the Late Cretaceous/Early Palaeogene alpine orogeny.     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987112000357

Field and remote sensing studies reveal that Au-bearing quartz±carbonate lodes in Romite deposit,in the extreme South Eastern Desert of Egypt,are controlled by NNE-striking shear zones that splay from the ca.660—550 Ma Hamisana Zone.Quartz in releasing bends with sinistral shear geometry and abundant boudinaged quartz-carbonate lodes with serrate ribboned fabrics suggest vein formation throughout a transpressive wrench system.Ubiquitous hydrothermal quartz,carbonate,and subordinate chlorite and sericite within the shear zones and as slivers in veins,indicate that gold deposition and hydrothermal alteration occurred under greenschist fades conditions.The Al（Ⅳ） in chlorite indicates a formation temperature of～300℃.comparable with temperatures estimated from arsenopyrite composition for grains intimately associated with gold in quartz veins. The new geological and geochemical data indicate that splays off the Hamisana Zone are potential gold exploration targets.Quartz veins along the high order（2nd or 3rd） structures of this crustal-scale shear zone are favorable targets.In the Romite deposit and in surrounding areas,a Au-As-Cu-Sb-Co-Zn geochemical signature characterizes mineralized zones,and particularly rock chips with>1000 ppm As and high contents of Cu,Zn,and Co target the better mineralized areas. The carbonateδ¹³C_pdb andδ¹⁸O_Smow isotope signatures preclude an organic source of the ore fluid,but metamorphic and magmatic sources are still valid candidates.The intense deformation and lack of magmatism in the deposit area argue for metamorphic dewatering of greenstone rocks as the most likely fluid source.The narrow ranges ofδ¹³C（-4.6‰to -3.1‰） andδ¹⁸O（11.9‰-13.7‰） in carbonate minerals in lodes imply a corresponding uniformity to the ambient temperature andδ¹³C_CO2(δ¹³C_∑C) of the ore fluids. The calculatedδ¹⁸Oh₂o values of 6.9‰—7.9‰for ore fluids,based onδ¹⁸O values of vein quartz further suggest a likely metamorphic origin.     

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。     

青海省都兰县双庆铁矿床流体包裹体及稳定同位素地球化学特征

青海省祁漫塔格-都兰成矿带是以铁铜多金属为主的成矿带,其矿产丰富但研究程度较低。双庆铁矿床是该成矿带上的典型矿床,目前尚未系统开展流体包裹体及稳定同位素地球化学研究。本文通过流体包裹体显微测温和稳定同位素分析测试研究表明,该矿床自含磁铁矿石英脉到石英硫化物阶段,流体性质略有改变。均一温度变化范围为213.7℃～327.8℃,盐度变化范围为0.53％～6.14％,密度变化范围为0.703～0.888g/cm³,属于中高温、低盐度、低密度流体; 从变化可知, 随着成矿作用继续进行,成矿均一温度与流体盐度有一定程度降低。磁铁矿的δ¹⁸O_V-SMOW 变化范围为4.4‰～10.8‰,表明磁铁矿的成矿物质来源于幔源;热液硫化物的δ³⁴S_V-CDT 值分别为0.9‰和-0.1‰,平均值为0.4‰,具陨石硫特征,反映了火成硫和深源硫的来源特点;热液方解石的δ¹³C_V-PDB 变化范围为-6.3‰～-5.2‰,表明其碳质来源于深源花岗岩浆,结合δ¹⁸O_V-SMOW 的-33.8‰～-18.3‰变化范围,通过碳氧同位素研究结果推测其碳质可能主要来自花岗岩浆,后期受大气降水影响明显。石英中δD-δ¹⁸O_H2O 结果表明,双庆铁矿床早期成矿流体以岩浆热液为主, 晚期有大量大气降水的加入, 即成矿流体为岩浆水与大气降水的混合流体。     

Applications of Light Stable Isotopes(C,O, H) in the Study of Sandstone Diagenesis: A Review

This article reviews the applications of light stable isotope, including carbon, oxygen and hydrogen, in thestudies on origin and formation temperature of authigenic carbonate, quartz and clay minerals. Theoretical knowledge andanalytical methods for major light stable isotopes are introduced in detail. Negative and positive δ¹³C values indicatesignificant differences on the origin of carbonate cements. The δ¹⁸O value is an effective palaeotemperature scale forauthigenic minerals formation. Various fractionation equations between δ¹⁸O and temperature are proposed for carbonatecements, quartz cements and clay minerals, whose merit and demerit, applicable conditions are clarified clearly. Clumpedisotope analysis can reconstruct the temperature of carbonate precipitation with no requirement on the δ¹⁸O of initial waters,which makes temperature calculation of carbonate cements formation more convenient and accurate. Hydrogen and oxygenisotopes mainly reflect the origin of diagenetic fluid for clay mineral formation, providing reliable evidence for diageneticenvironment analysis. This work aims at helping researchers for better understanding the applications of light stable isotopein sandstone diagenesis.