四川盆地东部下寒武统龙王庙组碳、氧同位素组成及古环境意义

在野外沉积特征研究、室内薄片观察的基础上,对四川盆地东部龙王庙组22个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行测试,在充分论证样品的有效性后,分析研究区龙王庙组碳、氧同位素特征,进而探讨龙王庙组沉积期的古气候及古海洋环境。样品实验数据显示δ13C值分布在-1.533‰~2.619‰,平均为0.046‰;δ18O值分布在-9.916‰~-3.580‰,平均为-7.746‰;碳、氧同位素整体变化趋势与扬子地台其他区域基本相同。古海洋环境恢复表明,龙王庙组沉积期四川盆地东部整体处于海相环境,海水盐度呈先降低、后增高、复又降低的多段式变化;海水温度主要分布在20~30℃,属于温暖或炎热的亚热带气候;在海平面缓慢波动性下降、陆架暴露、生物灭绝的沉积环境影响下,龙王庙组δ13C值具有负漂移的演化趋势。龙王庙组沉积中期的水体深度最浅,古盐度最高,是白云岩最为有利的发育阶段。     

上扬子下寒武统龙王庙组沉积模式与油气勘探方向

在黔东湘西一带,龙王庙组中上部发育大规模、连续分布的浅滩和藻礁以及多种浅水成因的重力流沉积,表明龙王庙组沉积中、晚期上扬子碳酸盐岩台地初具镶边台地沉积模式特征。受古地理和古气候控制,潮坪—泻湖—局限台地相带宽广;龙王庙组沉积中、晚期上扬子海域发生区域性海退,泻湖以及咸化泻湖规模扩大,台地边缘礁滩快速向上增长并向东迁移,斜坡带上发育多种重力流沉积。叠合于加里东期古隆起之上的龙王庙组台内滩,以及巨厚膏盐岩成因的盐构造上下的圈闭都具有良好的油气勘探潜力。     

四川盆地下寒武统龙王庙组岩相古地理特征和沉积模式

在系统吸收前人研究成果的基础上,通过露头、岩心和薄片观察,结合测井和区域地质资料,探讨了四川盆地龙王庙组岩相古地理特征及沉积模式。研究认为:四川盆地及周缘在寒武系龙王庙组沉积时期为远端变陡的缓坡环境,自西向东依次发育近岸潮坪—内缓坡—中缓坡—外缓坡相带。其中四川盆地主体位于内缓坡,它又可划分为浅水内缓坡、局限内缓坡和开阔内缓坡三个古地理环境,发育颗粒滩、滩间海、正常湖、局限湖和潮坪等5种亚相。在纵向上龙王庙组沉积期经历了上下两个海侵—海退的短期旋回。古地貌较高的浅水内缓坡主要发育上旋回,以颗粒滩和滩间海亚相为主,沉积了较厚层的砂屑白云岩、鲕粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩等。局限内缓坡和开阔内缓坡的下旋回发育了2套完整的湖—台坪组合,岩性以泥晶灰岩为主。上旋回普遍发生了白云石化,水体能量总体较弱;其中在局限内缓坡由于水流不畅、环境局限,以上旋回发育膏盐岩为特征。四川盆地及周缘缓坡台地的沉积特征和沉积模式的主控因素有三个:即古构造控制了沉积体系和沉积相类型;海平面升降控制了沉积物的垂向叠置和演变;古地貌和水体能量控制了沉积物类型和沉积微相分异。据此预测了安岳—南充—剑阁一带为有利储层的分布区。     

基于共生金属硫化物硫同位素分馏程度约束热液活动温度：以川中下寒武统龙王庙组为例

硫循环及硫同位素(δ³⁴S)分馏研究对地表圈层的成岩作用具有重要意义,其中多种金属硫化物中硫同位素的分馏程度可以约束成矿热流体温度,进而作为地温计证据约束热液活动。四川盆地龙王庙组储集层内的热液改造影响着该储集层的非均质性,本研究着重讨论目的层中与热液成因白云石所伴生的黄铁矿(FeS₂)-黄铜矿(CuFeS₂)成矿现象：基于详尽的岩石学证据,应用纳米二次离子探针(NanoSIMS)对金属硫化物内部硫同位素分布进行测定,并基于热力学驱动下的硫化物间平衡分馏程度计算其成矿温度,进而约束层段内热液活动过程。研究发现：(1)微区硫同位素分布显示黄铁矿(FeS₂)与黄铜矿(CuFeS₂)沉淀过程中不仅存在热力学分馏,还存在动力学分馏现象,其中动力学分馏程度可以达到40.1‰,应用NanoSIMS微区测定手段可以有效剔除动力学分馏数据影响,获取热力学平衡分馏数据;(2)黄铁矿(FeS₂)与黄铜矿(CuFeS₂)成矿过程或利用不同的硫源,其中黄铁矿...     

重庆东部地区寒武系龙王庙组碳、氧同位素特征及其意义

在野外露头和镜下薄片观察分析的基础上,对重庆东部地区下寒武统龙王庙组83个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行测试,并分析了其所保留的海水原始信息的有效性。结果表明,扣除无效数据后,重庆地区龙王庙组δ¹³C值分布在-4.300‰~2.694‰之间,平均值为-0.031‰;δ¹⁸O值分布在-9.880‰~-0.100‰之间,平均值为-7.396‰;纵向上,碳同位素值整体呈现先降低后升高的趋势,底部、中上部及顶部为正值且变化幅度小;中下部整体为负值且波动幅度大,正、负漂移事件频发。古环境恢复结果显示,龙王庙期重庆东部地区整体处于海相沉积环境,海水盐度在龙王庙组早期较低,晚期较高;海水温度主要介于20~30,℃之间,属温暖或炎热的亚热带气候;龙王庙期共经历3期海退—海侵作用,海平面上升、海洋生产力增加、有机碳快速埋藏使得海洋中¹³C含量升高,反之则使其降低。龙王庙组沉积中期与末期,δ¹³C值负偏,水体较浅,盐度较高,是白云岩发育的最有利阶段。     

四川盆地下寒武统龙王庙组浅水碳酸盐岩台地沉积相特征及模式*

准确建立四川盆地龙王庙组沉积模式和精细刻画颗粒滩时空分布规律,是提高天然气勘探成功率的关键。依据野外露头、钻井、测井和地震等资料,综合分析四川盆地及周缘下寒武统龙王庙组沉积相类型及特征;以四级层序为单元,精细刻画等时地层格架内沉积相时空展布特征,建立沉积模式,揭示颗粒滩发育规律,指出下一步天然气勘探方向。结果表明: (1)四川盆地及周缘龙王庙组发育典型浅水碳酸盐岩镶边台地沉积体系,自盆地西缘向东依次发育混积潮坪、局限台地(颗粒滩、云坪和咸化潟湖等微相类型)、开阔台地(颗粒滩、灰坪等微相类型)、台地边缘和斜坡—盆地等沉积相类型;(2)建立了“一凹两隆,双滩成带”的沉积模式,颗粒滩的发育主要受控于古地貌和相对海平面升降,具体表现为垂向上主要发育于四级层序海退时期,平面上沿台地边缘带和围绕咸化潟湖的相对隆起区呈带状分布。由于颗粒滩是优质储集层发育的有利相带,因此该结果可为四川盆地寒武系龙王庙组下一步天然气勘探提供沉积地质基础。     

碳酸盐岩常用主微量元素、同位素分析测试结果差异性探讨: 基于川中下寒武统龙王庙组实例研究*

碳酸盐岩研究中存在多种微量元素、同位素测试方法,为进一步探究各测试手段实际获取地化信息之间是否存在差异?能否进行比对?以川中下寒武统龙王庙组碳酸盐岩样品为例,通过对比研究中常用的主微量元素测试(电子探针[EPMA]、激光剥蚀—等离子质谱[LA-ICP-MS]、溶液法微量[ICP-OES])、氧同位素测定(原位离子探针[in-situ SIMS]、酸溶粉末)结果,揭示讨论各测试结果的差异性,旨在为降低地化信息的多解性提供经验依据。研究发现: (1)各测试手段(EPMA、LA-ICP-MS、ICP-OES)之间的差异性客观存在,但测试结果偏差整体随着所测元素实际浓度的增高而降低。对于主量元素(>10%)各测试结果偏差小于2%;富集元素(>1000 μg/g)各测试结果处于测试误差之内,结果偏差小于6%;微量元素浓度区间(100~1000 μg/g)各测试结果偏差显著增大,并且LA-ICP-MS与ICP-OES结果偏差要小于LA-ICP-MS与EPMA结果偏差,前者偏差幅度由6%增至45%,后者偏差幅度由9.1%增至151%;在低于100 μg/g元素浓度区间,受矿物内非均质性影响LA-ICP-MS与ICP-OES的测试结果可相差几倍。(2)微区原位限定下,EPMA测试结果在邻近检测线区间(100~300 μg/g)与LA-ICP-MS结果偏差逐渐加大,推测此偏差变化是由EPMA结果矫正过程中对低含量元素的矫正补偿机制所造成。(3)in-situ SIMS氧同位素值揭示了矿物微区尺度上的 δ¹⁸O 值差异,但其整体测试结果与传统酸溶法测试的结果存在0.5‰~2.5‰ V-PDB的负偏偏差,推测此偏差可能来自于标样矫正转换误差。(4)实例样品中可见阴极发光特征与Fe、Mn含量无关的现象,故成岩流体判定更需结合岩石学、地化证据探讨。     

碳酸盐岩常用主微量元素、同位素分析测试结果差异性探讨: 基于川中下寒武统龙王庙组实例研究*

碳酸盐岩研究中存在多种微量元素、同位素测试方法,为进一步探究各测试手段实际获取地化信息之间是否存在差异?能否进行比对?以川中下寒武统龙王庙组碳酸盐岩样品为例,通过对比研究中常用的主微量元素测试(电子探针[EPMA]、激光剥蚀—等离子质谱[LA-ICP-MS]、溶液法微量[ICP-OES])、氧同位素测定(原位离子探针[in-situ SIMS]、酸溶粉末)结果,揭示讨论各测试结果的差异性,旨在为降低地化信息的多解性提供经验依据。研究发现: (1)各测试手段(EPMA、LA-ICP-MS、ICP-OES)之间的差异性客观存在,但测试结果偏差整体随着所测元素实际浓度的增高而降低。对于主量元素(>10%)各测试结果偏差小于2%;富集元素(>1000 μg/g)各测试结果处于测试误差之内,结果偏差小于6%;微量元素浓度区间(100~1000 μg/g)各测试结果偏差显著增大,并且LA-ICP-MS与ICP-OES结果偏差要小于LA-ICP-MS与EPMA结果偏差,前者偏差幅度由6%增至45%,后者偏差幅度由9.1%增至151%;在低于100 μg/g元素浓度区间,受矿物内非均质性影响LA-ICP-MS与ICP-OES的测试结果可相差几倍。(2)微区原位限定下,EPMA测试结果在邻近检测线区间(100~300 μg/g)与LA-ICP-MS结果偏差逐渐加大,推测此偏差变化是由EPMA结果矫正过程中对低含量元素的矫正补偿机制所造成。(3)in-situ SIMS氧同位素值揭示了矿物微区尺度上的 δ¹⁸O 值差异,但其整体测试结果与传统酸溶法测试的结果存在0.5‰~2.5‰ V-PDB的负偏偏差,推测此偏差可能来自于标样矫正转换误差。(4)实例样品中可见阴极发光特征与Fe、Mn含量无关的现象,故成岩流体判定更需结合岩石学、地化证据探讨。