塔里木盆地古城低凸起中下奥陶统白云岩稀土元素地球化学特征及其成因

中下奥陶统白云岩是塔里木盆地古城低凸起主要的天然气储集层,按结构特征将其分为粉-微晶白云石、粉-细晶级他形脏白云石、粉-中晶级自形白云石、中-粗晶脏白云石、中-粗晶干净白云石和鞍形白云石等6种类型,对不同类型白云岩的稀土元素分析结果表明,研究区样品的ΣREE总体含量偏低,与La_N/Yb_N、LREE/HREE大致呈正相关,与δEu、δCe的相关性较差。不同类型白云石稀土元素配分曲线差别不大,均为总体平缓、略向右倾,显示轻稀土略微富集。不同类型白云石成因类型略有不同,主要为同生期蒸发泵成因、同生期渗透回流成因、浅埋藏成因和热液成因等4种成因类型。     

豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别,有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上,运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物;细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段,成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关;细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成;岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此,由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别，有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上，运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物；细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段，成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关；细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成；岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此，由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云岩地球化学特征及白云石化流体演化规律*

以详细的岩石学研究为基础,综合利用碳、氧、锶同位素等地球化学资料,深入分析了塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云石化流体演化规律以及白云岩成因机制。结果表明,上寒武统白云岩主要由泥晶—粉晶白云岩、微生物白云岩和(残余)颗粒白云岩等原始结构保留较好的白云岩构成,其C、Sr同位素与同期海水相近,O同位素值偏正,属于同生/准同生期与轻微蒸发海水有关的白云石化的产物;下奥陶统白云岩以细晶自形—半自形白云石为主,原始结构保留差,其C、Sr同位素与同期海水近似,但O同位素值略微偏负,主要为浅埋藏期白云石化的产物。部分早期白云岩在中—深埋藏过程中受埋藏重结晶和构造—热液白云石化的影响,形成细晶—粗晶他形白云岩和缝洞鞍形白云石充填物,该阶段白云石化流体主要来自于地层内封存的海源流体、深部热液以及蒸发岩层间热卤水,多期多源流体的共同作用导致该类白云岩具有较宽的Sr同位素组成和明显负偏的O同位素值。总体上,研究区白云岩具有早期形成(近地表到浅埋藏期大规模交代)、中期加强(中—深埋藏期部分重结晶)、晚期改造(热液局部调整)的整体演化趋势。     

华北秦皇岛地区柳江盆地马家沟组碳酸盐岩多期白云化作用

华北秦皇岛地区的中奥陶统马家沟组以广泛发育海相白云质灰岩、灰质白云岩和白云岩为特征。在石门寨奥陶系亮甲山剖面,马家沟组自下而上识别出四类碳酸盐岩:含白云石泥晶灰岩（类型I）、细-粉晶白云岩（类型II）、“麦粒状”细-粉晶白云岩（类型III）和钙质泥晶白云岩（类型IV）。类型I主要由泥晶方解石构成,含三叶虫和介形类生物碎片,少量自形的粉晶白云石呈“漂浮状”分布于压溶缝合线内,基质中少见。岩相学和地球化学特征表明此类白云石形成于埋藏成岩期压溶作用之后,压溶缝为云化流体提供通道,压溶缝内泥质组分的成岩转化可能为白云化作用提供了部分镁离子来源;类型II白云岩主要由自形、半自形不等粒粉晶-细晶白云石构成,白云石普遍具有“雾心亮边”,在背散射和阴极发光照片中白云石可见清晰的多圈亮、暗相间环带。环带和带间主量元素的差异表明白云石经历了埋藏成岩期多期成岩流体的改造;类型III白云岩中白云石呈单向延伸的“米粒”或“麦粒”状,粉晶为主,晶体长轴方向具有垂直结晶轴c的特点,白云石具富铁、贫锰、锶的特点,长、短对角线上钙、镁离子的微小差异以及阴极发光特征表明此类白云石也经历了埋藏成岩期的改造,成岩流体使白云石发生微溶作用可能是导致白云石晶体单向延伸且光学性质固定取向的主要原因;类型IV为钙质泥晶球粒白云岩,含石膏假晶,白云石多为微晶和微亮晶,球粒也多由微晶白云石构成,溶孔发育,但全被亮晶贫铁方解石充填,此类岩石的白云化作用发生得很早,可能形成于潮上带澙湖或潮坪环境。综上所述,研究区马家沟组碳酸盐岩具有经历了不同类型及多期白云化作用的特点。自剖面底部向顶部,白云石的有序度由0.8降至0.47,而去云化作用则呈现逐渐增强的趋势。     

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。     

四川盆地南部寒武系白云石地球化学特征与形成机制

以四川盆地南部范店、岩孔、三汇场三个野外露头剖面的寒武系白云岩样品为研究对象,通过对白云石有序度、碳氧同位素、稀土元素、包裹体等地球化学特征的分析,认为研究区主要发育同生期微晶白云石(岩)、细-粉晶白云石、浅埋藏细晶白云石、以及鞍状白云石等四种类型,其中:微晶白云石(岩)、细-粉晶白云石的有序度较低,具有与同时期正常海相碳酸盐岩相近似的δ18O值,稀土元素配分模式近似一致,表现为具有LREE弱富集、HREE弱亏损的特征,这揭示了白云石化流体主要来源于高盐度海水,为蒸发泵白云石化、渗透回流白云石化作用的产物;而细晶白云石的有序度相对较高,稀土元素出现贫化迁移现象,∑REE值有所减少,推断为埋藏白云石化作用的产物;鞍状白云石的有序度高、δ18O值低,稀土元素富集,Eu具有正、负异常,包裹体均一化温度呈异常高值,呈双区间分布,表征白云石化流体来源于深部热液流体,可能为热液白云石化作用的产物。     

川西地区中二叠统栖霞组中—粗晶白云岩成因

通过野外剖面、岩心、薄片的观察及地球化学分析等手段,对川西地区栖霞组中—粗晶白云岩成因进行了研究。结果表明,中—粗晶白云石晶形呈自形、半自形及他形,可见残余生物(碎屑)幻影,裂缝发育,白云石被缝合线切割,储集空间以溶蚀孔洞和晶间孔为主,孔洞内充填有自形白云石及鞍状白云石。中—粗晶白云岩的碳同位素值处于二叠系海相碳酸盐岩的范围;川西的南部地区中—粗晶白云岩氧同位素相对于川西的北部地区更偏负;川西的北部中—粗晶白云岩锶同位素比值处于二叠系海相碳酸盐岩的范围,而川西的南部则高于此范围;稀土元素配分模式显示白云岩基本继承了石灰岩特点;白云岩Ce显示正异常,Eu无明显正异常,川西的南部地区具有较明显的La负异常。综合研究得出:颗粒滩相是白云石化作用发生的有利相带,浅埋藏阶段的海水白云石化作用是中—粗晶白云岩的主要成因,后期局部遭受热液改造作用,孔洞内充填的自形白云石也为浅埋藏阶段的海水白云石化作用所形成,而鞍状白云石为后期热液成因。     

塔里木盆地柯坪-巴楚地区早古生代白云岩类型及微量元素地球化学特征

通过对柯平-巴楚早古生代碳酸盐岩露头样品的染色薄片鉴定、阴极发光研究和微量元素测定及分析,根据其结构成因特征把研究区白云岩分为8种类型:(1)微-粉晶白云石;(2)具原生灰岩残余结构白云石;(3)细晶直面自形-半自形漂浮基质白云石;(4)细晶直面半自形-自形白云石;(5)中-粗晶曲面他形白云石;(6)中晶直面自形-半自形白云石胶结物;(7)粗晶曲面鞍形白云石基质,和(8)粗晶曲面鞍形白云石胶结物。样品微量元素地球化学的总体特征是轻稀土富集,重稀土亏损,不同样品的特征变化元素不同。鞍形白云石Eu正异常最高说明受到热液作用的影响。方解石的Ce/Ce*的值大于1,说明受到后期陆源碎屑影响比较大,而白云岩的Ce/Ce*的值都小于1,说明是幔源成因的。(La/Ce)N和(La/Yb)N比值亦进一步证明上述结论。鞍形白云石的Sr含量较低,Ba元素含量高,说明在成岩流体作用过程中Sr丢失,Ba富集说明是热液成因的鞍形白云岩。样品Sr/Ba比值均大于1,说明受到不同程度热液作用影响。U/Th比值也证明受到不同程度的热液改造。     

塔中-巴麦地区下古生界不同结构类型白云岩元素地球化学特征

在岩芯观察、薄片分析、阴极发光分析、全岩微量元素测试以及微组构电子探针分析的基础上,对塔里木盆地塔中-巴麦地区下古生界不同结构类型的基质白云岩和缝洞充填白云石的成因进行了详细研究。结果表明,泥-粉晶白云岩具有较高的Sr、Na含量和低的Fe、Mn含量,结合其多与蒸发岩相伴生的特征认为,该类白云岩主要形成于蒸发海水成岩环境中。颗粒白云岩的Na、Fe、Mn含量与泥粉晶白云岩相似,说明两者形成环境相近,但其Sr含量较低,可能与微生物作用有关。晶粒白云岩中具有平直晶面结构的细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩的Sr、Na含量相对较低,而Fe、Mn含量略有升高,表明其形成于成岩温度相对较低的浅埋藏阶段;而具有非平直晶面特征的中-粗晶、他形白云岩的Sr、Na含量最低,Fe、Mn含量增加,但Fe-Mn相关性较差,且明显低于其他地区典型深埋藏白云岩的Fe、Mn含量,因此认为其形成环境为温度逐步升高的中埋藏阶段。鞍形白云石充填物Sr含量较低、Fe、Mn、Ba和Zn含量明显增高,反映深部热液活动影响,但由于流体来源不同和后期构造活动存在差异,不同地区鞍形白云石充填物的形成机制各异。     

塔河地区鹰山组灰岩白云石化成因及其对储层的影响

白云石化是碳酸盐典型的成岩作用类型之一,中-下奥陶统鹰山组浅海碳酸盐岩是塔河地区重要的含油气储层,普遍发育多种类型的白云石化作用。本文针对塔河地区鹰山组灰岩中沿缝合线分布这一特定类型的白云石化进行了研究。岩石学基础上的阴极发光分析、⁸⁶Sr/⁸⁷Sr比值以及δ¹³C-δ¹⁸O 的研究表明,这种类型的白云石化发育于相对还原的浅埋藏成岩环境,孔隙中的残留海水是主要的白云石化流体来源,碳酸盐矿物(主要是高镁方解石)稳定化过程中释放的Mg²⁺ 可能是白云石化主要的物质来源,而埋藏过程中逐渐升高的温度一定程度上也促进了白云石化的发生。成岩流体及Mg²⁺ 有限的供给量限制了白云石化作用的整体规模。显微结构与岩石物性分析表明,该类白云石化对储层物性参数的绝对贡献相对有限,但可能成为小规模油气运移以及深部热流体活动的潜在通道。     

塔里木盆地下奥陶统白云岩化流体来源的地球化学分析

塔里木盆地是中国重要的含油气盆地,其中奥陶系白云岩是主要储层之一,然而有关白云岩成因的问题众说纷纭,其中的关键是对于白云岩化流体性质的认识不一。元素地球化学和同位素测试分析表明,白云岩的稀土元素来源大部分继承原始灰岩,具有与海水类似的配分特征,只不过稀土元素的含量明显增高了;Sr、Ti含量和Sr/Ba比值较高,且Sr和Mn都具典型的埋藏演化特征;碳、氧同位素分布于正常海相范围内,与典型的埋藏白云岩特征类似;在局部发育一些与断裂相关的铁(锰)白云岩和鞍状白云岩,显示明显的Eu正异常,具相对较高的Fe-Mn-Ba-Si(-Zn-Pb)元素含量及Sr/Ba比值。分析结果说明塔中和塔北下奥陶统的白云岩化流体主要为正常或浓缩了的海水,白云岩形成于准同生和/或埋藏环境,局部发育与断裂相关的热液白云岩,而前人强调的大气淡水或混合水作用对白云岩的形成并不重要。     

山西襄汾奥陶系岩石学特征及沉积环境分析

山西襄汾地区奥陶系只有下、中统,主要由碳酸盐岩与蒸发岩组成.燧石及陆源碎屑岩少见。同位素资料表明δ13O较低（平均-5.832‰PDB）,δ13C（平均-1.210‰PDB）变化较小,表示古盐度的指数Z多大于120。微量元素表明碳酸盐岩沉积于近陆环境,受大气淡水影响强烈。沉积环境主要是潮上（膏泻湖）、潮间坪、潮下局限海及开阔海。峰峰期后最大的海退结束了本区海相沉积史。     

中上扬子地台中寒武世古地理及白云岩成因

通过中上扬子地区寒武系野外露头实测、踏勘、前人研究成果整理以及盆地腹地露头缺乏地区的钻井资料的分析,研究了中上扬子地区中寒武世的古地理背景。白云岩的成因、平面上以及垂向上的分布特征都受控于古地理。中寒武统整个台地区为局限台地,在台地发育咸化澙湖、潮坪、局限潮下、浅滩等次一级的古地理单元。中寒武统的膏岩与白云岩不同程度互层。向台地内部,滩相发育愈少,咸化澙湖、潮坪以及局限潮下越发育;越往台地的边缘,滩相越发育。研究区中寒武统白云岩按照晶体大小可以分为泥粉晶白云岩和砂糖状白云岩。泥粉晶白云岩为潮坪准同生白云岩,机理为蒸发泵作用,白云化流体来自于澙湖浓缩的海水。砂糖状白云岩绝大多数为回流渗透白云化成因,白云化流体主要来自于蒸发泵机理富余的高镁钙比流体。回流渗透白云化过程缓慢,白云石结晶较好。寒武系岩性在垂向上有很好的叠置关系,反映古地貌随地质时代的变迁。     

中下扬子区三叠纪海相碳酸盐岩成岩作用和成岩环境

中下扬子区广泛分布着三叠纪滩相、潮坪相和岩溶带三类碳酸盐岩。根据成岩作用类型、成岩组构、孔隙类型和成岩环境等特征对三类岩石进行比较。滩相碳酸盐岩主要成岩作用是在海水渗流、潜流和淡水渗流、潜流成岩环境下产生的胶结、云化和溶解作用。潮坪相交代白云岩和富含石膏的蒸发岩则以高盐度的海水渗流带的准同生毛细管蒸发浓缩云化作用为主。在大气淡水渗流或潜流成岩环境下则以去云化、去膏化和溶解作用为主。岩溶带碳酸盐岩-蒸发盐岩及其岩溶堆积角砾岩主要经历早期海水强烈蒸发作用下准同生云化作用和晚期表生淡水环境下的岩溶作用。上述主要成岩作用使三类岩石次生孔隙率增加。因此,成岩作用对其成为有希望的储层起到了主导作用。     

塔里木盆地下古生界岩溶型储层类型及特征

塔里木盆地下古生界岩溶型储层可划分为同生岩溶、风化壳岩溶和埋藏岩溶等三种类型。同生岩溶型储层主要为礁滩体受三级或四级相对海平面下降导致的短暂暴露和淡水淋溶的产物。风化壳岩溶型储层包括层间岩溶和潜山岩溶两个亚类:层间岩溶为碳酸盐岩中—短期抬升剥蚀和淡水淋溶的产物,地形起伏平缓,与上覆碳酸盐岩呈平行不整合接触;潜山岩溶为碳酸盐岩长期抬升剥蚀和淡水淋溶的产物,地形起伏强烈,与上覆石炭系、侏罗系—白垩系碎屑岩呈角度不整合接触,包括石灰岩潜山和白云岩潜山。埋藏岩溶型储层又可分为原源埋藏岩溶和异源埋藏岩溶两个亚类,前者为有机酸、盆地热卤水、TSR成因的硫化氢等成岩流体作用的产物,后者为深源热液作用的产物。认为塔里木盆地岩溶型储层是多期次岩溶作用叠加改造的结果。     

塔里木盆地和田河气田下奥陶统白云岩成因

塔里木盆地和田河气田是最近探明的大型碳酸盐岩气田,下奥陶统主要发育两类白云岩。下部为层状白云岩,以细晶为主,阴极发光呈紫红色和蓝紫色,有序度为0.57～0.68,Sr、Na含量低,碳氧同位素偏负,成岩深度约1500m;上部斑状灰质白云岩与层状白云岩相比,晶形较粗、以中晶为主,有序度较高、为0.85～0.90,Sr偏高、Na偏低,碳氧同位素更偏负,成岩深度约2000m。通过对上述特征综合研究,认为层状白云岩形成于早期浅埋藏海水-淡水混合环境,提出斑状灰质白云岩形成于晚期深埋藏压实流-淡水混合环境,总结了两种成因机理,建立了相关的白云石化模式。