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。     

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。      

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。     

四川盆地西南中二叠统白云岩的地球化学特征及其成因

白云岩储层是碳酸盐岩油气领域的研究热点.在分析白云岩优质储层孔-洞-缝演化过程中,白云岩成因是重要的研究内容.以四川盆地西南间断出露的中二叠统栖霞组地层为研究对象,采用岩相学、X粉晶衍射及地球化学方法,讨论白云岩成因.白云岩野外发育于断裂破碎带周围,透镜状产出,多呈斑马纹状构造.显微镜下白云石鉴定为鞍状白云石.此外,白云岩具有较高的白云石有序度,地球化学特征则表现为明显偏负的氧同位素值和高锶同位素值.综合地质资料分析,白云岩为构造热液白云岩化成因.      

新疆乌鲁木齐地区中二叠统芦草沟组湖相微生物成因白云石特征*

新疆乌鲁木齐地区红雁池南剖面中二叠统芦草沟组主要发育浅湖至半深湖背景下的中、薄层深灰色白云岩、灰岩、粉砂岩与中、厚层灰黑色页岩、泥岩互层。白云岩主要由泥晶白云石、铁白云石及少量方解石、高镁方解石组成,富含有机质。白云石粒径约3～10 μm,阴极发光呈现均匀昏暗的砖红色。白云石主要有微球状（直径约5～8 μm）、微簇状（长度约2 μm）及他形（1～10 μm）等3种微形貌。微球状白云石具有显微纹层结构,似为生长纹层,放大至6万倍发现显微纹层是由无数纳米级颗粒构成。他形白云石放大至4万倍发现主要由大量直径约0.25 μm的球状微粒聚集粘结而成,具有微生物矿化的特征。将研究区白云石与现代典型微生物成因白云石相比,其显微形态特征非常相似。研究区白云岩δ¹³C_PDB为1.8‰～13.8‰,δ¹⁸O_PDB为-12.1‰～-4.1‰,偏高的δ¹³C可能是产甲烷菌活动引起有机质碳同位素分馏的结果。以上特征表明,芦草沟组具有特殊形貌白云石的沉淀很可能与厌氧微生物密切相关。     

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。     

新疆三塘湖盆地二叠系湖相白云岩形成机理初探

利用薄片染色、微量元素和稳定同位素测试等方法对三塘湖盆地中二叠统芦草沟组与湖相暗色泥岩共存的白云岩的形成机理进行了探讨。白云岩分为纹层状藻云岩和斑块白云岩两种类型。白云岩的微量元素和同位素特征表明其形成于较高盐度、高Mg/Ca比、强还原的沉积环境。通过对白云岩镁离子来源的分析,认为纹层状藻云岩形成于准同生期,而斑块白云岩则是在埋藏成岩期火山物质淋滤、交代作用下形成的。     

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。     

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。     

三塘湖盆地中二叠统原油的来源及其分布特征

在对三塘湖盆地中二叠统原油物性、生物标志物特征分析的基础上,开展了油岩生物标志物参数的对比和成藏主控因素的分析。研究认为,中二叠统芦草沟组原油属于自生自储、源内成藏。条湖组原油主要来自芦草沟组烃源岩,属于近源成藏;部分原油(马49井等)来自下二叠统-上石炭统,属于源外成藏。中二叠统的源岩油藏分布主控因素主要体现在源和裂缝两个方面,有效源岩(主要体现在源岩成熟度上)控制了油藏的分布;裂缝(构造裂缝为主)则是控制油藏产能的关键。因此,三塘湖盆地的原油勘探应围绕源和裂缝这两个方面进行,上述认识对油田中二叠统原油的勘探具有积极的指导意义。     

三塘湖盆地芦草沟组烃源岩及其古环境

三塘湖盆地中二叠统芦草沟组分布于马朗凹陷和条湖凹陷西南部边缘,主要由碳酸盐岩和暗色泥岩组成,是盆地主力生油岩。碳酸盐岩、伽马蜡烷指数(GI)、原油碳同位素组成表明芦草沟组沉积于咸水-半咸水古水体环境中,其主要沉积中心位于盆地西南边缘东侧,呈北西-南东方向延伸,与区域构造延伸方向基本一致。芦草沟组时期的原型盆地范围比现在大,尤其是原型盆地的西南边界应位于现在边界的更西南部,从其碳酸盐岩厚度和伽马蜡烷含量的变化来看,三塘湖盆地与相邻的吐哈盆地和准噶尔盆地呈相互独立分隔的状态。     

新疆三塘湖盆地二叠纪火山岩岩石地球化学及其构造环境分析

对新疆东北部地区二叠纪构造动力学背景的研究，前人已经做过很多工作，但争议较大。本文通过对位于新疆东北部边缘的三塘湖盆地二叠纪火山岩常量、微量元素的分析测试及讨论，为恢复二叠纪盆地性质与古构造环境提供岩石地球化学约束。研究区内火山岩主要岩石类型为玄武岩、安山玄武岩、辉绿岩、安山岩以及少量英安岩和流纹岩。显示亚碱性系列特征。玄武岩常量元素总体显示高Ti的特征，轻、重稀土元素分馏明显，含量比值（LREE／HREE）在3．8和8．35之间变化，不同岩石类型均具有LREE富集的特征，玄武岩和玄武安山岩Eu异常不明显（8Eu=0．92～1．13）：微量元素LILE富集，Nb、Ta相对于La强烈亏损，具有较明显“TNT”负异常，不相容元素丰度并不很高，判别图解投入板内玄武岩及火山弧玄武岩区域，总体上既显示板内的构造环境，又携带俯冲带地球化学信息，与“滞后弧火山岩”特征类似，但是缺少CFB端元。综合区域地质特征及前人的研究结果，新疆北部地区晚石炭世至二叠纪处于造山后期伸展裂陷的构造背景。     

新疆三塘湖盆地马朗凹陷中二叠统芦草沟组泥页岩层系SiO2赋存状态与成因

为了弄清新疆三塘湖盆地马朗凹陷芦草沟组泥页岩层系中SiO_2对储集层物性、脆性等特性的影响,通过全岩和黏土矿物X衍射、岩石力学性质、阴极发光、扫描电镜及电子能谱等实验手段对其中SiO_2的赋存状态进行了研究,初步探讨了SiO_2不同形态赋存的机理,并在此基础上探究了石英含量对储层的影响。研究表明:凝灰岩、泥页岩和粉砂质泥岩中二氧化硅多以非晶态形式存在。二氧化硅在凝灰岩中多呈不规则球粒状,而在泥页岩和粉砂质页岩中无固定形态。凝灰质泥岩、凝灰质白云岩和白云岩中二氧化硅呈现一定的晶体形态。在凝灰质泥岩中,二氧化硅以自生石英形态聚集呈条带状,在凝灰质白云岩中则以自生石英形态发育于孤立的孔、洞之中,而白云岩中二氧化硅只能生长成Opal-A/Opal-CT阶段。凝灰质成分及其脱玻化作用为自生石英的生长提供了二氧化硅和生长空间,是控制SiO_2赋存状态的根本因素。此外,储集层孔隙度、渗透率和抗压强度都与石英含量呈一定正相关性,泊松比则与其呈负相关性。     

三塘湖盆地二叠系干酪根热模拟气体产物的地球化学特征

针对三塘湖盆地的主力烃源岩二叠系芦草沟组泥质烃源岩开展封闭体系和半开放体系热模拟实验,前者将干酪根密封在金管中开展实验、后者直接对烃源岩样品进行压机半开放体系热解模拟,对实验中生成气体的组分和稳定碳同位素进行分析。实验结果显示,两种热解方法以无机气体生成为主,包括CO2、H2、H2S 和 N2等,其中 CO2含量最丰富,这与样品干酪根中丰富的氧含量一致。半开放体系模拟实验温度达到480℃时,气态烃的含量达40.64%,其中甲烷含量达到26.10%,封闭体系中随着模拟温度升高烃类气体产物的碳同位素呈现先变轻后变重的趋势,但同位素分馏程度不大, CH4气体的δ13C 值分布在-40.2‰~-46.6‰之间, C2H6分布在-34.3‰~-38.0‰之间, C3H8分布在-33.6‰~-36.0‰之间,而CO2气体δ13C值分布在-32.8‰~-28.8‰之间。三塘湖盆地针对气藏的勘探已经有所发现,但有关气藏的地球化学特征报道较少,该工作中的模拟实验结果可为三塘湖盆地深入的气藏地球化学勘探提供基础数据。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组一段下亚段湖相白云岩及其与海相白云岩的差异

渤海湾盆地歧口凹陷古近系沙河街组一段下亚段湖相白云岩主要为颗粒白云岩和泥晶白云岩两大类,常与泥质岩成薄互层或与其他碳酸盐岩互层产出。该湖相白云岩有序度较低,类似于海相准同生白云岩;Mg/Ca值偏离正常的化学计量值,具有富钙特征,说明其为快速交代的产物;碳氧同位素、Z值分析结果则反映了湖水的咸化程度较高。根据低海平面期蒸发浓缩盐水在湖底形成密度层并向灰质沉积层中回流渗透导致白云石化发生的机理,建立了歧口凹陷沙一下亚段湖相白云岩的成因模式。湖相白云岩的分布特征及其与海相白云岩的差异分析表明,湖相白云岩具有分布面积小、白云石化作用不彻底等特征,油气储集性能较为局限。     

Origin and Distribution of Grain Dolostone Reservoirs in the Cambrian Longwangmiao Formation, Sichuan Basin, China

Dolostones in the Cambrian Longwangmiao Formation have become one of the most significant gas exploration domains in China. Over a trillion cubic meters of gas reservoirs have been discovered in the Gaoshiti-Moxi area; however, the origins and distribution of the dolostone reservoirs are not well understood. This work discussed the geology and geochemistry of the dolostone reservoirs in the Longwangmiao Formation to determine their origin and distribution. Two understandings are acquired: firstly, a carbonate ramp provided excellent conditions for grain beach deposition, while the presence of a hypersaline lake was favorable for the contemporaneous dolomitization of grain beach deposits. Petrographic and geochemical evidence further confirm that the Longwangmiao dolostone was formed during the contemporaneous stage. Secondly, the reservoir characteristics indicate that the grain beach sediments provide material basis for the development of the Longwangmiao dolostone reservoirs. Reservoir dissolution simulation experiments show that the porosity of the reservoirs was formed by dissolution during contemporaneous and burial stages. The dissolution pores formed during the contemporaneous stage were controlled by sequence interfaces. The large scale dissolution vugs formed during the burial stage subsequently spread along the pre-existing porosity and fracture zones. This study therefore identified that the development of grain dolostone reservoirs in a shallow water ramp under arid climatic conditions generally met the following conditions: (1) reefal beach deposits lay a foundation for reservoir development; (2) superficial conditions are an important determining factor for reservoir porosity; and (3) burial conditions provide environment for porosity preservation and modification.     

三塘湖盆地牛东石炭系火山岩示顶底构造特征、成因及地质意义

三塘湖盆地牛东区块石炭系卡拉岗组火山岩中发育的示顶底构造,类同于碳酸盐岩发育的示顶底构造。该火山岩中的示顶底构造主要发育于火山岩的气孔及自碎缝中,其下部主要为渗滤泥沉积,上部常为结晶的钠沸石或其它自生矿物,二者之间界面平直。同时在火山岩示顶底构造发育部位杏仁体常具溶蚀特征。分析表明,火山岩中示顶底构造的特征及成因与渗流带的淋滤作用有关。示顶底构造发育部位杏仁体溶蚀孔的发育及气孔中未完全充填的剩余孔隙极大地改善了火山岩的储集性能。火山岩中示顶底构造的发现对火山岩岩层的顶底识别、火山岩岩相的划分及油气勘探具有重要的意义。