四川盆地西南部中二叠统白云岩成因分析——来自锶同位素、稀土元素证据

白云岩作为优质的油气储层,其成因一直是沉积学研究热点,通过地球化学分析揭示其流体性质是探究白云岩成因的重要途径。本文通过对川西南中二叠统典型剖面和钻井的碳酸盐岩样品进行岩石学、稀土元素和锶同位素特征研究,分析结果显示:（1）其岩石类型主要有石灰岩、泥微晶白云岩、细-中晶白云岩和鞍形白云石4种。（2）研究区白云岩锶同位素比值（平均值0.709 77）明显高于石灰岩和同期海水,接近全球壳源锶同位素平均比值,显示白云岩化流体是热液来源,同时部分泥微晶白云岩显示海水锶同位素特征。（3）研究区碳酸盐岩相较于同期海相沉积物有较高的δCe值（平均值0.86）,显示其开放的成岩环境。（4）3种类型的白云岩相较于石灰岩有较高的δEu值（平均值0.99）和显著不同的稀土总量特征,显示研究区白云岩与石灰岩成岩流体性质不同且白云岩受到高温影响。综合分析表明,川西南地区白云岩主要是受构造控制的热液白云岩,部分为被岩浆和热液加热的海水改造的热对流白云岩。      

川西南天全地区中二叠统碳酸盐岩地球化学特征及其古环境意义

通过分析川西南天全地区李子坪剖面中二叠统碳酸盐岩地球化学特征,探讨其古环境意义,为川西南地区中二叠世古环境研究提供信息。研究区样品的Σ（CaO+MgO+LOI）平均含量高达96.04%;TiO₂平均含量0.018%,Al₂O₃平均含量0.46%,陆源元素含量很低;轻稀土较重稀土富集,δCe与δEu呈离散特征,Σ（Al₂O₃+TiO₂）与ΣREE有一定的相关性;反映研究区沉积环境较为稳定,受到少量陆源碎屑的影响。MgO/CaO平均值0.023,平均古水温21.32℃,反映研究区整体为温暖潮湿气候;古盐度参数Z值均大于120,M值均大于10,反映研究区为海相沉积环境;古水深指标δ¹³C_VPDB,1 000×（Sr/Ca）指示栖霞期水体有两次升降,茅口期有三次升降,栖霞晚期—茅口早期水体最深,整体环境较为震荡;结合U/Th, V/Cr,δCe, AU指标以及野外露头观察,判断栖霞期为贫氧—氧化沉积环境,茅口期为氧化—贫...     

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。     

川东南中二叠统茅口组白云岩特征与成因机理

近期川东南多口钻井在中二叠统茅口组白云岩储层获得了油气突破，但具有很强的非均质性，白云岩化机理不明确，难以预测优质白云岩储层的展布规律。本次研究基于区域地质背景和峨眉山大火成岩省热事件，通过岩石学和地球化学等综合分析，系统总结了不同类型白云岩的特征及成因机理。研究认为：川东南茅口组白云岩以细-中晶白云岩为主，泥-粉晶白云岩和白云石胶结物次之；綦江地区主要发育层状细-中晶白云岩，白云石呈自形-半自形晶，多具有雾心亮边结构和明显的颗粒幻影，阴极发光下晶体内部呈棕色-红色，由内向外过渡为暗红色，细-中晶白云石的δ¹⁸O_V-PDB、δ¹³C_V-PDB和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值均表明白云岩化流体主要为海水，白云石可能为浅埋藏期中等盐度回流渗透白云岩化作用生成，后期经历重结晶或海源流体的热调整改造；泰来地区主要发育斑块状泥-粉晶、细-中晶白云岩以及裂缝内充填的白云石胶结物，原始岩石较致密，晶粒结构不明显，白云石胶结物以具波状消光的鞍形白云石为主，阴极发光下可见多期环带状特...     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组砂糖状白云岩特征及成因机制——以广元上寺剖面为例

四川盆地西北部中二叠统栖霞组砂糖状白云岩储层勘探获得重大突破,但钻探结果表明此类砂糖状白云岩发育层位和规模变化极大,因而对其成因的把握是这类白云岩储层分布预测的关键。本文以四川盆地西北部上寺剖面栖霞组为例,通过宏微观岩石学、碳氧同位素和电子探针分析发现砂糖状白云岩具有如下特征:①主要分为层状白云岩与斑块状白云岩两类,其中层状白云岩主要位于栖二段中部,斑状白云岩则分布较为广泛,位于栖一段底部和栖二段层状白云岩上部与下部;②层状白云岩由中—粗晶白云石构成,呈砂糖状,阴极射线下发红光,MgO/CaO为0.68,δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)均值为2.42‰与-6.18‰;③栖一段底部白云质灰岩内的白云石化斑块由细—粉晶白云石构成,阴极射线下多不发光,MgO/CaO为0.54,δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)均值为1.69‰与-1.23‰;④栖二段顶部与底部斑块均呈砂糖状,阴极射线下顶部为具有不发光的核心与发红光环带的细晶白云石组成,而底部为发暗红光的中粗晶白云石组成,MgO/CaO分别为0.59和0.68,δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)均值分别为2.16‰、-6.50‰和3.32‰、-3.75‰。基于以上野外工作与室内分析结果认为,①栖霞组底部发育两个准同生暴露面,其下为斑状岩溶系统,岩溶系统多被白云石化;②栖霞组顶部发育早成岩期暴露面,岩溶分带清晰可见,岩溶系统均被白云石化;③砂糖状白云岩是由于重卤水回流渗透白云石化与热液白云石化叠合形成,但由于岩溶发育的位置与程度的不同导致两期白云石化叠合的结果存在差异。     

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δ18O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。     

安徽巢湖平顶山中二叠统孤峰组硅质岩的地球化学特征及成因

安徽巢湖平顶山地区中二叠统孤峰组的层状硅质岩成因一直存在不同的认识。对其详细的野外地质和岩相学观察,及硅质岩常量元素、稀土元素和氧同位素地球化学分析结果表明,这些硅质岩在Al-Fe-Mn三角图、SiO2-(K2O Na2O),SiO2-Al2O3,SiO2-MgO,Al2O3-(K2O Na2O)双变量图解中都落入了生物成因的硅质岩范围内;K2O/Na2O平均值为1.32,δCe具有轻微的负异常,轻稀土富集,这些特征显示研究区硅质岩应为海水生物沉积成因。硅质岩的ΣREE值在19.87～63.95μg/g之间,平均值为44.59μg/g;δCe范围在0.72～0.97,平均值为0.84;Ceanom范围在-0.174～-0.011,平均值为-0.088;(La/Yb)N值在0.44～1.98之间,平均值为1.01;(La/Ce)N值在1.04～1.3之间,平均值为1.16,这些地球化学指标指示了研究区硅质岩沉积于大陆边缘的缺氧的水体环境中。研究发现,与硅质岩互层的泥质岩中存在火山毛,预示该区硅质岩的硅可能有部分来源于火山物质。     

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。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

新疆北部中二叠统烃源岩地球化学特征与沉积环境

首次对新疆北部准噶尔、吐哈及伊犁盆地中二叠统碳酸盐岩类、泥岩类烃源岩的微量元素、稀土元素和有机地球化学丰度进行了系统分析 ,其主要特征是微量元素含量与同类岩石的克拉克值相比 ,有的较高 ,有的偏低 ;轻稀土富集程度较高 ,重稀土相对较低 ,Ce/ Ce*具有较明显的正异常 ,反映出烃源岩沉积环境总体为还原环境。有机地球化学分析证实 ,烃源岩中微量元素含量对沉积水体中生物的分布有一定的影响 ,部分微量元素丰度与有机质含量呈明显的正相关关系。还原程度强的沉积相带是原始有机质沉积的良好场所 ,沉积有机质能及时沉积、保存 ,烃源岩大多有机质丰度高 ;反之 ,则明显变差     

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。     

川东北下三叠统飞仙关组白云岩的地球化学特征

四川盆地川东北部下三叠统飞仙关组是我国重要的天然气储集层,白云石化的鲕粒滩为主要的油气储集层,鲕粒滩主要发育在川东北碳酸盐台地的边缘,台地内主要为泥晶碳酸盐岩夹蒸发岩。鲕粒滩在不同程度上发生白云石化并形成鲕粒白云岩,一些研究者把它们看成近地表混合水白云岩,但飞仙关组鲕粒白云岩的微量元素铁和锰、白云石的阴极发光、白云岩的稳定同位素C和O值、87Sr/86Sr比值等特征表明这些白云岩具有埋藏成因的证据。下三叠统飞仙关组白云岩具有暗红色阴极发光,微量元素Fe为600×10-6~1000×10-6,Mn为14×10-6~78×10-6,稳定同位素氧组分为-6.73~-3.65‰（PDB）,（平均值为-4.89‰PDB）,稳定同位素锶（87Sr/86Sr）为0.707 35~0.708 00。薄片下可以看到白云石沿着裂缝交代,上述的特征表明白云岩在埋藏条件下形成的。     

贵州水城二叠系茅口组含锰岩系地质地球化学特征与锰矿成因分析

贵州水城二叠系茅口组内发现新锰矿。通过对含锰岩系的地质地球化学研究,其富集Zn,Ni,As,Sb,Sr,Ba,Ga,Ag,V,U元素;锰含量较高层位,Th/U比值小于1,锰含量较低层位,Th/U比值往往高达4～5。Co/Ni比值小于1。含锰岩石的(Fe+Mn)/Ti均大于47,高于20,特别是含锰高的岩石,其(Fe+Mn)/Ti值在300以上。含锰岩石的Al/(Al+Fe+Mn)均远远低于0.35,一般为小于0.02。稀土配分模式与峨眉山玄武岩相似,∑REE较高,LREE/HREE值偏低等特征。根据锰岩系地球化学和区域构造特征分析,水城二叠系茅口组含锰岩系属于热水喷流沉积的产物。     

川西北中二叠统茅口组储层特征及成因

对四川盆地西北部钻井岩心、露头剖面样品的宏观及微观岩石学特征研究认为,川西北茅口组储层类型主要为生屑灰岩,储集空间主要为生物格架孔、粒间溶孔、粒内溶孔、溶蚀孔洞及裂缝。茅口组储层的发育主要受到沉积微相、古岩溶作用及构造作用等因素控制。其中沉积微相是储层形成的物质基础,古岩溶作用是储层形成的关键因素,而构造裂缝是储层改善及连通的重要因素。     

鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组马五段白云岩的地球化学特征

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段属于浅海碳酸盐层系,间夹蒸发岩层。盆地中东部通常含有白云岩,它们是主要油气储集层。一些研究者把它们看成近地表回流白云岩。然而白云岩的岩石学和地球化学表明这些白云岩具有埋藏成因的证据。〓〓马家沟组白云岩（马五段）具有暗红色阴极发光,微量元素Fe为5 500×10-6～6 200×10-6,Mn为170×10-6~210×10-6,稳定同位素氧组分为-7.093‰～-9.932‰PDB,（平均值为-8.671‰PDB）,稳定同位素锶（87Sr/86Sr）为0.709 766～0.708 65（有硅质碎屑物的放射性87Sr的影响）。薄片下可以看到白云石沿着裂缝交代,上述特征表明白云岩可能在埋藏条件下形成。〓〓白云岩稀土元素的分布模式与海水的稀土元素分布有明显的差别,缺少Ce和Eu的负异常,表明交代流体不会是海水或蒸发海水。包裹体的均一化温度为160~220℃,盐度为5wt%～25wt%,暗示白云石化作用温度高,压力大,交代流体为卤水。〓〓密西西比谷型（MVT）矿化作用（方铅矿和闪锌矿）以及共生的低温热液矿物——钾长石、萤石、石英、黄铁矿等表明白云岩具有区域热液特征。     

Microtextural Characteristics and Origin of Dolomites in the Tepearasi Formation, SW of Beysehir-Konya, Turkey

The Tepearasi Formation of the autochthonous Geyikdagi Group in the Central Tauride Belt, SE of Beysehir, is Dogger in age and consists dominantly of massive limestones and greyish dolomites occurring within the middle to upper sections. The total thickness of the dolomitic levels ranges from 100-300 m and laterally extends 500-700 m. Three types of dolomite were distinguished through petrographic analyses: homogeneous, mottled (saddle-crystalline) and joint-filling dolomite, which were interpreted to have formed in two different stages, early diagenetic and late diagenetic. The homogeneous dolomite of the early diagenetic stage is light-coloured and monotonous-textured and shows the form of a dolosparite mosaic. The mottled dolomite formed in the late diagenetic stage is light- to dark-coloured and coarsely granular idiomorphic. The other type of late diagenetic dolomite, described as the joint-filling type, presents a crystal growth pattern from the joint walls towards the centre of the joint space. I     

川东茅口组硅质岩地球化学特征及成因

川东地区中二叠统茅口组硅质岩广泛分布。通过野外剖面的详细研究和硅质岩主量、稀土和同位素的分析,认为茅口组硅质岩为沉积于台盆相中的热水硅质岩,其化学成分以SiO2为主,含量为80.09%～97.91%,富集Fe、Mn等元素,Al/(Al+Fe+Mn)平均值为0.30;REE总量平均值为8.72×10-6,δCe值为0.39～0.81,为负异常,δEu值为0.35～5.85,从Eu负异常到Eu正异常;δ30Si值为0.2‰～1.2‰,与热水来源石英较为接近;根据δ18O计算出硅质岩形成时古海水的温度为34～89℃。热水硅质岩的形成与火山活动和断裂有关,下渗的海水与岩浆热液混合,并被加温,溶解了大量SiO2等有关元素;然后以热泉形式通过断裂喷出,使附近海水中SiO2含量极大提高并沉淀。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

川中地区栖霞–茅口组地热资源评价探讨

含油气盆地在勘探和开发中,拥有大量的地质、地球物理和地球化学数据,对地质构造和地热储层有着全面的认识,在地热能开发利用中具有得天独厚的优势。四川盆地作为中国重要的含油气盆地,同样富含水热型地热资,该文在收集相关资料、总结以往油气勘探成果的基础上,确定了川中地区地温梯度大部均在24℃/km以上,大地热流大部均在60 mW/m²以上,为四川盆地相对高值异常区。考虑到热储温度及埋深是地热开发是否具有经济效益的重要因素,重点选择埋深相对较浅（3000～6000 m）、热储温度相对较高（65～155℃）和热储相对较厚（280～380 m）的川中地区栖霞-茅口组热储进行地热资源潜力评价。研究中,基于盆地地层参数建立三维地质模型,结合现今地温场、岩石热物性参数,利用一维稳态热传导方程计算得到栖霞-茅口组内部温度分布,最后利用体积法计算得到栖霞-茅口组的地热资源强度和资源量。研究表明,川中地区栖霞-茅口组热储温度为65～155℃,地热资源总量为3.01×10²¹J,折合标准煤1030.25亿吨;可开采地热资源量2.03×10²⁰J,折合标准煤206.5亿吨。且根据川中地区地热资源特征,提出了优先以研究区中东部为中心开展中低温地热发电、地热干燥、地热农业等综合开发利用和地热梯级利用示范工程的建议,为未来的油气废弃井的二次利用及油田地热开发打下基础。