中国南方地区奥陶系热液-岩溶改造型白云岩储层发育机理——以黔中地区下奥陶统为例

以黔中地区下奥陶统为例,通过野外剖面观测、实验分析等工作,揭示了白云岩的热液-岩溶改造特征,并探讨了其发育机理。研究区下奥陶统红花园组和桐梓组以白云岩为主,在白云岩构造裂缝和溶蚀孔洞中见白云石、方解石、沥青的充填,具有典型的斑马纹状构造。充填白云石为粗晶粒状的鞍形白云石,具有弯曲晶面和波状消光的特征,阴极发光呈现较强的红色。充填白云石的碳同位素δ~(13)C在-2.2‰~-0.8‰之间,平均值为-1.47‰,氧同位素δ~(18)O在-12.2‰~-7.6‰之间,平均值为-9.4‰,与围岩白云石相比明显偏轻。充填白云石的稀土元素具有典型的Eu正异常特征,δEu最高达91.9。根据地质演化背景和流体作用类型,奥陶系白云岩储层发育过程为:早奥陶世沉积过程中发生同生/准同生白云石化作用;中晚奥陶世至早志留世,受都匀运动影响,白云岩暴露至地表遭受岩溶作用,形成岩溶孔洞型白云岩储层;中泥盆世遭受构造热液进一步对白云岩进行的溶蚀改造,所形成的溶蚀孔洞为天然气的主要储集空间。     

基于激光U-Pb定年的埋藏白云岩形成过程——以塔里木盆地永安坝剖面下奥陶统蓬莱坝组为例

埋藏白云石化作用是形成厚层块状白云岩的主要机制之一,但其形成过程一直存在争议。本文以塔里木盆地永安坝剖面蓬莱坝组为例进行解剖,在露头和薄片岩石学研究的基础上,利用激光U-Pb定年和同位素分析,剖析了蓬莱坝组白云岩形成时期及演化过程,取得三个方面的认识：（1）蓬莱坝组发育四种类型白云岩：藻纹层白云岩、自形-半自形细中晶白云岩、雾心亮边自形中晶白云岩和他形粗晶白云岩,不同类型白云岩垂向互层发育;（2）U-Pb定年结果显示蓬莱坝组受三期云化作用改造,分别为准同生期云化作用、晚奥陶世到志留纪浅埋藏云化作用（464±12Ma到433±22Ma）及泥盆纪埋藏云化作用（382±29Ma）,浅埋藏云化作用会对准同生白云石造成重结晶,而埋藏云化作用表现为白云石次生加大,存在寒武系云化流体卷入,影响U-Pb定年;（3）规模白云岩的发育为沉积环境和构造埋藏演化史共同作用的结果,提出塔中北斜坡和塔北南缘为规模白云岩发育区,这对本区油气勘探具有重要的指导意义。

     

二元同位素测温技术及其在白云岩储层成因研究中的应用——以塔里木盆地中下寒武统为例

作为近年来新兴的实验技术,二元同位素(D47)测温技术已被应用于碳酸盐岩成岩环境的研究中。简要介绍了二元同位素测温技术的原理及应用方法,并以塔里木盆地中下寒武统白云岩为例,优选11块样品,测试其D47值和白云石的碳氧同位素,并计算出样品的成岩温度和古流体的δ~(18)O值。综合分析认为:样品中,颗粒白云岩形成于低温准同生—浅埋藏环境,成岩流体为海水;细晶白云岩为深埋藏成岩环境中原岩受到了高温重结晶作用的改造,成岩流体为地下热卤水;孔缝中的白云石胶结物是深埋藏成岩环境富镁热卤水沉淀作用的产物。研究证明二元同位素测温技术可以较好地恢复白云岩的成岩温度,减少储层成因的多解性,它为今后储层成因研究提供了一种新的手段和依据。     

胶东地区东部晚侏罗世花岗岩锆石U-Pb定年、Hf同位素特征及其对金成矿构造背景的限定SCIEI北大核心CSCD

胶东地区是目前我国最重要的金矿产地,已累积探明黄金储量接近5000t。金矿在胶东地区分布非常不均,主要集中在胶北地体,而胶东东部地区金矿产出较少。晚侏罗世的玲珑花岗岩是胶北金矿区最重要的赋矿围岩之一。虽然胶东东部同样有晚侏罗世花岗岩发育,但赋存金矿较少,因此前人对东部这些花岗岩体的研究相对较少。本文选取胶东东部的文登岩体和垛崮山岩体进行了锆石U-Pb定年和Hf同位素分析,同时收集整理了胶北地体的玲珑岩体数据,通过开展胶东东部及西北部同一时期岩体的差异性研究,为该区金成矿作用的研究提供重要线索。分析结果显示,文登岩体和垛崮山岩体的形成时代为晚侏罗世(~160Ma),与玲珑岩体时代一致。三个岩体均含有较多的三叠纪(~230Ma)和新元古代(~780Ma)的继承锆石,表明晚侏罗世花岗岩的岩浆源区主要为经历了超高压变质作用的扬子板块。不同的是,玲珑岩体中有更多的华北板块物源的年龄记录(~1400Ma、~1700Ma、~2500Ma),垛崮山岩体中这些年龄的继承锆石少于玲珑岩体,而文登岩体更少。文登岩体、垛崮山岩体的新生岩浆锆石ε;(t)值范围分别为-30.7~-20.3和-27.5~-17.9,玲珑岩体的新生岩浆锆石ε;(t)值的变化范围更广,在-29.3~-9.3之间,而且呈现出从文登岩体到垛崮山岩体到玲珑岩体,ε;(160Ma)值逐渐增高的现象。其原因可能是扬子板块与华北板块碰撞后,幔源岩浆底侵并诱发加厚的地壳发生部分熔融,形成花岗岩。在此过程中胶北地体深部受到幔源物质的影响,从而对金及成矿相关元素产生一定的预富集作用,而同时期胶东东部地区未受到明显的地幔物质影响,可能是该区金矿产出较少的原因之一。     

云南马厂箐铜钼矿床石榴子石LA-ICP-MS原位U-Pb定年及成分研究SCIEI北大核心CSCD

云南马厂箐斑岩-矽卡岩型铜钼矿床位于金沙江-哀牢山成矿带东部,是与喜马拉雅期富碱斑岩侵入有关的大型多金属矿床。本文以其矽卡岩型矿化中的石榴子石为研究对象,利用电子探针和LA-ICP-MS原位U-Pb定年技术开展了成分和年代学测试分析。根据石榴子石的手标本及镜下特征,将其划分为早(Grt I)、中(Grt II)、晚(Grt III)三个世代,其中SiO_(2)、CaO、Al_(2)O_(3)、FeO含量分别为34.15%~36.97%、32.55%~34.40%、0.03%~10.47%、和15.6%~28.3%,属于钙铝榴石-钙铁榴石固溶体系列(Gro_(1-47)And_(51-99)),Grt I较Grt II和Grt III更富含钙铝榴石。三者均富含高场强元素(Th、U、Nb、Ti等)、亏损大离子亲石元素(Rb、Sr、Sc、Y、Sn等)。稀土配分总体呈现轻稀土相对富集、重稀土相对亏损的右倾型。GrtⅠ从核到边Eu均为负异常,GrtⅡ和GrtⅢ核部显示微弱的Eu负异常而边部显示强烈的Eu正异常。石榴子石化学成分及岩相学特征表明早-中期流体处于一个弱氧化、近中性、相对封闭的体系,以扩散交代为主;晚期流体则处于高氧逸度、酸性、相对开放的体系,以渗透交代为主。LA-ICP-MS原位U-Pb同位素测试获得49个石榴子石的U、Th、Pb含量分别为1.95×10^(-6)~56.85×10^(-6)、0.01×10^(-6)~4.74×10^(-6)和0.10×10^(-6)~9.45×10^(-6),T-W图解获得^(206)Pb/^(238)U下交点年龄为34.77±0.38Ma,限定了矽卡岩矿化的时间。综合研究区已有岩浆活动(38~34Ma)、斑岩型矿化(36~34Ma)时限,认为马厂箐斑岩型矿化和矽卡岩型矿化属于同一个岩浆-热液成矿系统的产物。     

锶同位素地层学在奥陶系海相地层定年中的应用--以塔里木盆地塔中12井为例

根据锶同位素地层学的基本原理,从国际上已有的锶同位素演化曲线建立了奥陶系87Sr/ 86Sr比值 年龄数据库。利用塔里木盆地塔中 12井海相碳酸盐的锶同位素分析结果,确定了该井中、上奥陶统和中、下奥陶统的界线,两个界线分别位于井深 5 12 0m( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 88,年龄为 4 6 5Ma)和 4 880m处 ( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 82,年龄为 4 5 5Ma),中、上奥陶统的界线为本文首次确定,中、下奥陶统的界线与前人利用牙形石资料确定的界线一致。塔中 12井的锶同位素演化曲线说明,尽管构造运动造成的盆地抬升和近地表的大气水作用影响了上奥陶统顶部碳酸盐的锶同位素组成,但塔中 12井奥陶系与上覆地层的关系基本上是连续的,奥陶系顶界的井深在 4 6 5 0m附近 ( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 79,年龄为4 35Ma)。     

塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组白云岩成因及储层主控因素分析——以巴楚大班塔格剖面为例

寒武系-下奥陶统白云岩是塔里木盆地非常重要的勘探接替领域,但由于白云岩埋藏深度大,勘探和研究程度低,目前的认识程度无法满足勘探的需求,尤其是白云岩储层成因和分布的认识。本文以巴楚地区大班塔格剖面蓬莱组白云岩的精细解剖为例,测制解剖剖面9条,采集样品195块,系统的开展了岩石薄片、物性及地球化学特征分析,取得了两个方面的新的认识。1)是塔里木盆地蓬莱坝组发育粉晶、细晶、中晶和粗晶四种白云岩,主要形成于早-中埋藏期与海源流体有关的白云石化作用中,局部受到热液改造,其晶粒大小与原岩结构的粗细及孔隙空间的大小有关,原岩结构粗,形成的白云石晶粒就粗,原岩孔隙空间大,白云石晶粒就大。2)是白云岩储层的分布具成层性和旋回性,孔隙发育段总体位于向上变浅旋回的顶部,与高频旋回的暴露面有关,其载体以细-粗晶白云岩为主,孔隙主体来自原岩孔隙的继承和再调整,少量来自埋藏(热液)溶蚀作用,而并不是传统观点所认为的白云石化作用建造孔隙,这一认识对塔里木盆地深层白云岩有效储层预测具重要的指导意义。     

大兴安岭扎兰屯地区中生代双峰式火山岩锆石U-Pb定年、Hf同位素特征及其地质意义

大兴安岭地区发育大量的玄武安山岩-流纹岩双峰式火山岩。本文通过扎兰屯地区辉绿岩和斑岩脉的研究发现,它们具有明显的岩浆混合作用特征,表明它们是基本同时形成的。锆石原位U-Pb定年结果显示,其中花岗斑岩的锆石有非常一致的早白垩世U-Pb年龄(130±1Ma),而辉绿岩中虽然含有一定的捕获锆石,但岩浆结晶锆石的年龄(124±2Ma)也为早白垩世,表明早白垩世是大兴安岭中生代火山岩形成的重要时期。花岗斑岩的锆石具有正的εHf值(10.3±0.5),其亏损地幔模式年龄为349～568Ma;而辉绿岩中岩浆结晶锆石的εHf值(11.0±1.4)以及亏损地幔Hf模式年龄(…     

频谱分析法在识别米兰科维奇旋回及高频层序中的应用——以塔里木盆地塔中－巴楚地区下奥陶统鹰山组为例

在巴楚地区露头高频层序研究及塔中地区钻测井三级层序划分的基础上,对塔里木盆地塔中地区塔中162井和塔中43井下奥陶统鹰山组层序OSQ2的自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线进行了滤波处理、快速傅里叶变换处理、小波时频分析以及调谐处理,识别出具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回。结果表明：斜度（黄赤交角）旋回最为明显,周期为37.0 ka,是以向上变浅为主的六级米级旋回的主要控制因素,其主旋回平均厚度在台地边缘相带的塔中162井及塔中43井中分别为4.55 m及3.97 m,在巴楚地区半局限-开阔台地相带中为2～4 m;95 ka的短偏心率周期是形成五级准层序的主要控制因素,而大致代表四级准层序组形成时限的413 ka长偏心率周期在地层记录中表现并不明显。据高频层序叠置关系分析及平均主旋回个数初步估算,塔中-巴楚地区下奥陶统鹰山组层序OSQ2的形成时限大约为4.92 Ma,塔中43井鹰山组层序OSQ2受后期构造隆升而被剥蚀约192  m。结合四级层序（准层序组）发育时限（413 ka）及其叠置关系,以及与其调谐的小波变换曲线特征,初步将塔中-巴楚地区鹰山组层序OSQ2划分出12个准层序组。自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线包含沉积古水深相对变化的信息,是反映气候变化生成的米兰科维奇旋回层序的良好指标。     

石榴子石U-Pb定年在矽卡岩矿床中的应用:以鄂东南高椅山硅灰石（－铜）矿床为例

石榴子石原位U-Pb定年是近年来新发展的低铀矿物同位素定年方法,目前在矿床中成功应用的实例较少,尤其是在非金属矿床中更为罕见.基于详细的岩相学观察,在鄂东南高椅山硅灰石（-铜）矿床中厘定出两期石榴子石,分别为第一期深棕色石榴子石Grt1和第二期浅棕色石榴子石Grt2.电子探针成分分析（EMPA）表明,两期石榴子石均属于钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列,其中Grt1相对富Fe（Adr_62.4Gro_36.5~Adr_94.4Gro₀）,而Grt2相对富Al（Adr_32.6Gro_66.4~Adr_40.2Gro_58.6）.对Grt1和Grt2石榴子石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得T-W下交点206Pb/238U年龄分别为142.5±2.0 Ma（2σ,MSWD=1.30,n=38）和136.0±14.0 Ma（2σ,MSWD=0.42,n=17）,与矿区内广泛出露的石英二长闪长岩锆石206Pb/238U加权平均年龄（139.8±1.5 Ma;2σ,MSWD=0.10,n=22）在误差范围内一致,证明二者之间存在密切的成因联系.高椅山Grt1石榴子石具有较高的U含量和较低的普通铅含量,此为U-Pb同位素测年成功的主要因素.      

塔里木盆地古城地区奥陶系鹰山组白云岩特征及孔隙成因

奥陶系鹰山组白云岩是塔里木盆地的重点勘探领域,优质白云岩储层是制约其勘探的关键难题。本文在前人研究基础之上,结合多口井岩心薄片观察、同位素、微量元素等地球化学分析,对古城地区奥陶系鹰山组白云岩成因、孔隙成因以及储层主控因素进行了深入研究,认为古城地区鹰山组发育粉晶、粉细晶、细晶、细中晶、中晶、粗晶6种白云岩。粉晶和粉细晶白云岩碳、锶同位素分布范围均与同时期灰岩一致;氧同位素值与同时期白云石一致或偏正;锶元素含量相对较高;稀土元素与同时期灰岩分配模式相同。以上特征表明该类白云岩形成于蒸发海水环境,为准同生海源成因。细晶、细中晶、中晶及粗晶白云岩碳同位素值与同期灰岩总体一致;氧同位素值与正常海相白云石一致或偏负;锶同位素值与灰岩背景值一致或偏高;锶元素含量相对较低;大部分样品Eu正异常。以上特征揭示该类白云岩主要为中浅埋藏成因,并且叠加了早期淡水溶蚀及晚期埋藏-热液改造。孔隙成因分析表明高能缓坡滩是孔隙形成的物质基础、准同生暴露溶蚀是孔隙形成的关键、早期白云石化有利于孔隙的继承和保存,构造破裂和埋藏-热液溶蚀对孔隙起到有利的改造作用。白云岩规模优质储层受控于云化滩和断裂热液溶蚀改造,二者叠合之处为规模优质储层发育区。这一认识为研究区下一步勘探部署提供了重要依据。

     

塔里木盆地古城地区鹰山组白云岩稀土元素地球化学特征及成因

白云岩成因一直是地质学研究的热点领域。塔里木盆地塔东低隆起古城低凸起中—下奥陶统鹰山组发育厚层白云岩。为研究这些白云岩的成因,在岩心、薄片观测基础上,按照晶体粒度大小将白云岩分为泥晶白云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩,并对各类白云岩及缝洞充填物进行了稀土元素地球化学特征的研究。结果表明,各类白云岩及缝洞充填物稀土元素NASC配分模式分为6种类型：δCe弱正异常δEu正异常型、δCe负异常δEu强正异常型、δCe强负异常型、微右倾型、微左倾型和平坦型。分析上述6种白云岩及缝洞充填物的成因为：前2种类型形成于两期热液或不同演化阶段的同一期热液环境;第3种类型形成于蒸发泵模式;第4和第5种形成于两种性质不同的埋藏白云化流体;第6种则由渗透回流作用形成。古城地区鹰山组白云岩的成因非常复杂,成因模式多样,包括蒸发泵模式、渗透回流模式、埋藏白云化模式、热液白云化模式4种。     

塔里木盆地塔河地区中下奥陶统鹰山组碳酸盐岩层系内幕不整合识别特征*

为论证T⁶₇界面性质并探索碳酸盐岩层系不整合的识别方法,文章综合利用柯坪—巴楚地区露头和塔河地区钻井、测井和地震资料,研究了塔里木盆地塔河地区中下奥陶统鹰山组内幕不整合面T⁶₇。在露头上, T⁶₇界面表现为岩相转换面,但在不同剖面的暴露强度存在差异。在地化数据上, T⁶₇不整合面之下碳酸盐岩地层碳氧同位素值出现明显偏负;Sc,Co,Ni,Ba,U,Sr等微量元素表现出同样的特点,而Li和V在T⁶₇界面之下富集。在自然伽马测井与自然伽马能谱测井曲线上, T⁶₇不整合面之下的鹰山组下段自然伽马测井曲线明显较界面之上的鹰山组上段齿化剧烈,经过滤波处理的Th/U曲线在T⁶₇界面处呈现出明显的低值。在地震剖面上,难以从地震同相轴反射终止现象中识别出T⁶₇界面,但“串珠”状反射沿T⁶₇不整合面发育,这些串珠状反射被解释为与喀斯特作用相关的岩溶洞穴。T⁶₇界面属于海平面相对下降形成的短暂暴露面(<1,Ma),其主要受控于海平面升降和古地貌,在塔河不同区域的暴露、剥蚀强度不同,强暴露区主要位于中东部,弱暴露区域主要位于西北部。T⁶₇不整合面对塔河地区鹰山组内幕碳酸盐岩储集层发育具有重要意义,既可为层间岩溶的发育提供条件,亦可与断裂构成连通体系为大气淡水提供通道,从而对塔河地区深部碳酸盐岩储集层起到积极的改造作用。     

塔里木盆地卡塔克隆起中下奥陶统鹰山组白云岩储集层特征及主控因素*

塔里木盆地卡塔克隆起中下奥陶统鹰山组白云岩储集层主要由灰质粉晶—细晶白云岩和粉晶—细晶白云岩构成,储集空间以晶间孔、晶间溶孔和针状溶孔为主,所占比例大于85％。地质、地球化学综合分析表明,鹰山组白云岩储集层受多种因素控制。去白云石化形成大量晶间孔并为后期溶蚀流体提供了运移通道。表生岩溶过程中形成大量晶间溶孔,并使白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值随深度增加而降低,同时其Fe、Mn含量下降、阴极发光变弱,并使局部发生去白云石化,在测井曲线上表现为“三高二低”。沥青充注作用表现为缝合线中充填沥青,同时部分样品晶间孔中也有荧光显示。埋藏溶蚀作用的非选择性强,形成大量针状溶孔,其产状与岩石组构无明显相关关系,部分针状溶孔被方解石充填。     

塔里木盆地早古生代桑塔木组辉绿岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及成因讨论

在塔里木盆地除主要反映出二叠纪岩浆活动及少量前寒武纪岩浆活动之外,有无其他时代的岩浆活动仍缺乏确凿证据。笔者报道了塔里木盆地顺北1井上奥陶统桑塔木组内辉绿岩侵入体的SHRIMP锆石U-Pb定年结果,确定这套岩石的侵入年龄为（444±3）Ma,为晚奥陶世。综合地震剖面及前人年代学研究成果,认为该期侵入体的形成是晚奥陶世西昆仑-阿尔金洋盆与塔里木板块南缘俯冲碰撞触发了幔源玄武质岩浆向浅部侵入结晶形成所致。     

塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系鹰山组—恰尔巴克组地层划分对比研究

塔里木盆地奥陶系是重要的烃源岩和储集层,建立顺托果勒地区奥陶系鹰山组、一间房组及恰尔巴克组等时地层格架是开展地质研究和发现油气资源的基础.本文基于岩电特征,建立碳同位素对比标准,完善了奥陶系台地到斜坡相区牙形石化石带,确立顺托果勒地区奥陶系鹰山组-恰尔巴克组划分对比格架,并阐明鹰山组-恰尔巴克组特征及展布规律.研究表明...     

塔中地区卡1三维区块奥陶系鹰山组台内滩的地震相特征与分布

塔里木盆地塔中地区奥陶系鹰山组是海相碳酸盐岩油气勘探的有利目标层位。为查明塔中地区卡1三维区块鹰山组台内滩储层的空间分布,基于大量的岩心、钻井、地震资料,通过井震对比,分析台内滩的地震反射特征,并在此基础上预测卡1区块内鹰山组台内滩的分布。研究认为,台内滩内部多具有高频无序反射,振幅的强弱变化明显,且不均匀,两翼地层厚度有较明显的变化,与相邻层位岩性有明显差异;在顶面和底面多具有宽、缓的透镜状或丘状地震反射波外形,台内滩附近的围岩,较明显地超覆或披覆在台内滩之上。在精细解释三维地震资料的基础上,利用地震属性,对鹰山组古地貌进行了恢复,预测卡1三维区块奥陶系鹰山组的台内滩有利发育区,为区内高能滩相储集层的评价奠定基础。     

鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系延长组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

通过统计前人对周缘岩浆岩、变质岩体的年代学成果,对比邻区碎屑锆石年龄结果,结合区域构造背景,运用LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,对鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系延长组上部砂岩中的碎屑锆石进行系统研究,以探讨延长组长2段地层物质来源。结果表明:1)安塞地区延长组长2段沉积时代不早于230±2 Ma;2)物源来自盆地北部、东北部;3)碎屑锆石中2 600~2 400 Ma的锆石来自于阴山和大青山—乌拉山地区,与2 500 Ma克拉通化形成大规模岩浆事件相对应;2 000~1 800 Ma的锆石来自于大青山—乌拉山、集宁以及阴山地区,与吕梁运动的两幕发生裂陷盆地闭合和非造山岩浆活动和基底抬升相关;显生宙中380~350 Ma、300~250 Ma、250~230 Ma的锆石来自于大青山—乌拉山、阴山地区,记录了古亚洲洋向华北板块北缘的快速俯冲事件,对应了海西期和印支期的岩浆事件。     

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩锆石SHRIMP U—Pb年龄新证据

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩剖面是目前世界各大陆中唯一发育有4套新元古代冰碛岩和多期火成岩事件的剖面。近年来。“雪球事件”的提出为全球新元古代冰碛岩的研究注入了新的活力,各国地质学家根据新元古代冰碛岩在全球各大洲发育的特点、同位素年龄扣C／O、Sr同位素在新元古界划分出4个冰期。因此,新疆库鲁克塔格地区新元古界发育的4套冰碛岩的沉积特征、沉积环境和年代地层学研究的进展始终为各国地质学家所注目。本次获得的库鲁克塔格地区特瑞爱肯组的锆石SHKIMPU-Pb新年龄．为完善库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩的年代地层学提供了新的证据。