鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩地球化学特征及白云岩化机制分析

由岩石学和地球化学研究表明:马家沟组白云岩主要为泥微晶白云岩和晶粒白云岩两种。泥微晶白云岩常与石膏或岩盐伴生,阴极发光呈中等橘红色光,有序度低,具较高的Sr、Na含量,与泥晶灰岩具相似的δ¹³C分布区间及稀土元素配分模式,Sr同位素值接近同期海水,包裹体均一温度近于地表温度,表明白云岩化流体为与海水密切相关的高盐度流体,为准同生白云岩化,可用蒸发泵模式解释其成因。晶粒白云岩伴生矿物少,偶见黄铁矿,晶体结构多曲面他形,阴极发光为中-弱橘红色光,有序度高,Sr含量较低,Na、Mn含量与泥微晶白云岩相近,稀土元素配分模式与泥微晶白云岩相似且与泥微晶灰岩相近,δ¹³C分布区间与泥微晶灰岩趋于一致,包裹体均一温度较高,说明晶粒白云岩与泥微晶白云岩具相似的白云岩化流体,该种白云岩为埋藏白云岩化,上覆沉积物不断压实封存卤水使其侧向流动为白云岩化提供了源源不断的Mg离子。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段白云岩的同位素地球化学特征

鄂尔多斯盆地中央气田奥陶系马家沟组马五段白云岩是重要的油气储集层,多年来,马家沟组白云岩的成因问题一直是地质研究者讨论的热点话题.对马五段白云岩的C、O、Sr同位素地球化学资料的分析表明,孔洞充填的白云石(含鞍状白云石)和白云岩的δ13C、δ18O值极其近似,且白云岩的δ18OPDB值比奥陶纪海水值要偏负1.752‰～4.395‰(平均2.911‰);成岩流体(水)的占δ18OSMOW平均值为+8‰,比当时海水值偏正;87Sr/86Sr比值比奥陶纪海水87Sr/86Sr比值要高.从C、O同位素数据上看,形成白云岩和沉淀于孔洞中的白云石(含鞍状白云石)的流体为同源流体;造成白云岩的δ18O值偏负的原因主要是埋藏条件的"温度效应";87Sr/86Sr比值偏高可能是交代流体来自或流经了富含放射成因Sr的铝硅酸盐基底或硅质碎屑岩.这些特征表明马五段白云岩很可能形成于埋藏环境.     

鄂尔多斯盆地马家沟组中组合马五_5亚段白云岩特征及成因机理

通过对鄂尔多斯盆地马家沟组五段5亚段白云岩的岩石学和地球化学研究表明,主要岩性有泥晶白云岩、泥粉晶白云岩和粉晶白云岩等三类。泥晶白云岩类为泥晶结构,阴极发光为暗红光,白云石有序度低;Na、K和Sr值较高;δ~(13)C平均-1.23‰,δ~(18)O平均-7.59‰,锶同位素平均值0.709 81,形成于闭塞局限、盐度相对较高的环境,由准同生白云石化作用所形成,并发育少量晶间微孔。泥粉晶白云岩类为泥晶—细粉晶结构,不发光或发极暗的红光,白云石有序度0.75;常量元素、微量元素大幅降低;δ~(13)C和δ~(18)O的平均值分别是-0.43‰和-7.29‰,锶同位素平均值0.709 36,由准同生后回流渗透白云石化作用所形成,并发育晶间孔。粉晶白云岩不发光或发极暗红光,白云石有序度0.81;常量元素、微量元素有明显的突变;δ~(13)C和δ~(18)O平均值分别为-0.65‰和-6.46‰,锶同位素平均值0.709 67,由埋藏白云石化作用所形成,并发育晶间扩溶孔或溶蚀孔。     

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。     

鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩成因及其储集性能

对鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组野外剖面、钻井岩心和铸体薄片的观察以及地球化学分析及岩石物性测试,马家沟组白云岩可分为泥微晶白云岩、晶粒白云岩和溶蚀残余白云岩三大类。泥微晶白云岩常有石膏伴生,Sr含量较高,其稀土配分模式及δ13C分布区间等特征与本区的泥微晶灰岩相似,包裹体均一温度接近地表温度,为近地表与海水相关流体准同生白云石化。晶粒白云岩的伴生矿物少,Sr含量低,其稀土配分模式及δ13C分布区间与本区的泥微晶灰岩相近,包裹体均一温度较高,为与海水相关流体埋藏白云石化。溶蚀残余白云岩为前两类白云岩受后期大气淡水改造而成。晶间孔、晶间溶孔、溶孔为马家沟组白云岩的主要储集空间。泥微晶白云岩的孔隙度、渗透率均较低,难构成储层;晶粒白云岩的孔隙度和渗透率较高,可成为良好储层;而溶蚀残余白云岩具高孔高渗特征,为优质储集岩类。盆地中东部、东南部、南部及天环地区是白云岩型储层勘探的重点区域。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩特征及成因机理分析

宏观与微观结合并以地球化学分析为主要手段,研究认为:鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组存在准同生白云岩化、渗透回流及混合水白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化4种白云岩化成因。准同生白云岩主要发育于马一、三、五段,由常规蒸发泵白云岩化形成;渗透回流及混合水白云岩由富镁盐水下渗白云岩化以及富镁盐水混同大气淡水对先成碳酸盐岩进行白云岩化共同作用形成;埋藏白云岩为大气降水溶蚀古陆老硅铝质岩石形成的盐水下渗和海(湖)水沿溶蚀孔洞下渗这两种白云岩化叠加形成的;热液白云岩为热液在粗晶粒白云岩孔隙或构造裂缝中溶蚀碳酸盐岩,过饱和后晶出。     

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组碳酸盐岩不同沉积相有机地球化学特征

马家沟组浅水碳酸盐沉积体系可分为滩相、开阔台地相、局限台地相和蒸发台地相四个相带;讨论了不同相带的有机质丰度、可溶有机质族组成及其生物标志化合物特征。研究表明,局限台地相有机质丰度相对较高,富含饱和烃和芳烃,正构烷烃轻组分含量相对较高;滩相有机质丰度相对较低,富含非烃和沥青质,正构烷烃重组分含量相对较高。不同相带的碳酸盐岩生烃潜力不同,局限台地相水动力条件较弱,处于还原沉积环境,有利于有机质保存,生烃潜力较高,是油气源岩良好的分布区;而滩相为颗粒灰岩,孔隙发育,非烃和沥青质所占比重较大,是良好的储集带。     

鄂尔多斯盆地石油氯仿沥青稀土元素地球化学特征

对鄂尔多斯盆地石油氯仿沥青的稀土元素地球化学特征研究表明,石油氯仿沥青的稀土元素球粒陨石标准化曲线具有三种明显不同的稀土模式,分别与幔源型花岗岩、后太古代页岩和上地壳沉积岩特征相似,反映了石油沥青与这些岩石具有某种成因联系。其中,位于基底断裂带和构造热活动相对强烈的区域的石油沥青,其稀土模式与幔源型花岗岩、后太古代页岩特征相似,显示这些沥青在运移过程中可能与深部岩石有过相互作用,抑或有深部流体物质的直接加入;在基底断裂不发育且构造稳定的区域原油沥青,其稀土模式具有与上地壳沉积岩相似的特征。由此反映了不同构造位置的原油沥青其物质成分的来源不同,尤其是沥青在运移过程中不断萃取不同深度的物质或有深部流体物质的直接加入,导致石油沥青的稀土元素地球化学特征的复杂性和多样性。     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组成岩作用特征

通过对研究区16口钻井15条剖面数百片岩石薄片的详细鉴定,结合沉积史和区域地质特征,综合分析了主要目的层马家沟组的成岩作用类型及其特征。马家沟组储层的岩石类型主要为石灰岩和白云岩。石灰岩类型多样,主要有泥晶—微晶灰岩、微晶—亮晶颗粒灰岩及云斑灰岩等;白云岩以泥晶—微晶白云岩为主。主要的建设性成岩作用为白云石化作用和溶蚀作用;不利的成岩作用主要有重结晶、压实压溶、去白云石化、膏化等作用。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地南部的成岩作用演化序列。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区奥陶系马家沟组马五段白云岩的地球化学特征

苏里格地区奥陶系马家沟组马五段白云岩是重要的油气储集层.多年来,马家沟组白云岩的成因一直是地质研究者讨论的热点话题.对苏里格地区马家沟组马五段白云岩的微量元素及C、O、Sr同位素地球化学资料的分析表明,微量元素表现为高铁、低锰、低锶、低钠;白云石、白云质角砾和孔洞充填白云岩的δ13C和δ18O值较为近似,且白云岩的δ1...     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境与岩相发育特征

鄂尔多斯盆地位于华北地台西部 ,中奥陶统马家沟组含硬石膏的白云岩是盆地中主要的储层与产层之一。奥陶纪由于西侧贺兰裂谷再次开启 ,裂谷肩部发生抬升 ,以及南侧逆冲断层的左行走滑作用 ,在盆地西部和南部形成一“L”形隆起 ,又称中央隆起。在隆起东侧由均衡补偿作用伴生一西缓东陡的边侧坳陷 (盆地 ) ,称 (内 )陆棚盆地亚环境。通过沉积相研究 ,建立了两个马家沟组的沉积模式。其一为东西向穿越 (内 )陆棚盆地中心的陆棚沉积模式 ,该模式中的 (内 )陆棚盆地与中央隆起之间为水下凸起-洼地亚环境 ,其东为开阔内陆棚亚环境。马一时、马三时、马五时(内 )陆棚盆地发育为含白云岩的硬石膏岩 ,石盐岩盆地 ,盆缘主要发育白云岩-硬石膏岩坪 ,马五时西缘硬石膏岩-白云岩坪发育 ,是天然气藏主要分布区。以上表明沉积时气候干热 ,海平面下降 ,具深坳陷海水浓缩成盐特征。马二时、马四时气候湿热 ,海平面上升 ,(内 )陆棚盆地发育成石灰岩白云岩盆地 ,周围盆缘发育为 (含 )白云岩-石灰岩坪。水下凸起-洼地亚环境于马三时和马五时发育白云岩 ;马四时发育石灰岩 ,南延则过渡为白云岩、石灰岩的浅滩。东侧的开阔内陆棚亚环境 ,主要发育微晶-亮晶颗粒石灰岩、白云岩夹硬石膏岩、风暴岩。马六时 ,中央隆起以东根     

鄂尔多斯奥陶纪马家沟期岩相古地理

在露头及钻井基干剖面的地层学及定量岩石学研究的基础上,采用单因素分析综合作图法,编制出了鄂尔多斯奥陶纪马家沟一期、马家沟二期、马家沟三期、马家沟四期、马家沟五期和马家沟六期的各种单因素图及岩相古地理图。在这种古地理图中,各级古地理单元的确定都有定量的单因素数据为依据。马一期、马三期、马五期的岩相古地理的特征相似,可概括为“陆外为坪,坪中有湖,坪外为海”和“湖中有膏,湖中有盐”;马二期、马四期、马六期的岩相古地理特征亦相似,可概括为“陆外有坪,坪外为海,海中为滩,海外为槽”。从马一期至马六期构成三个海侵海退旋回。当今陕北大气田的天然气主要赋存于马家沟五组的云坪相白云岩中,今后最有前景的天然气产层将是马家沟四组滩相白云岩。因此,鄂尔多斯奥陶纪岩相古地理研究有重要的地质意义和生产实践意义。     

鄂尔多斯地区马家沟组层序岩相古地理特征

依据野外露头、岩心观察、测井等资料综合分析将鄂尔多斯地区马家沟组划分为6个三级层序和12个体系域,在此基础上对马家沟组层序地层学特征进行分析,采用体系域压缩法编制了层序岩相古地理图。结果表明:盆地沉积演化受西南缘祁连海和东部华北海共同影响,两者在OSQ4(奥陶系马家沟组第4个层序,下同)期完全贯通,西南缘具陆缘海沉积特征,东部为陆表海沉积。OSQ1、OSQ2、OSQ3、OSQ5海侵体系域局限台地发育,高位期局部形成膏盐岩湖;OSQ4、OSQ6海侵、高位期均为开阔台地相,西南缘高位期发育台地边缘滩和台地边缘生物礁。OSQ1、OSQ3、OSQ5高位体系域白云岩及OSQ6高位体系域西南缘生物礁和颗粒滩可成为重要的油气储集体,OSQ3、OSQ5高位体系域发育的膏盐岩形成了2套重要的区域盖层。     

鄂尔多斯盆地东部地区早奥陶世马家沟期沉积模式探讨

上奥陶统马家沟组为鄂尔多斯盆地东部最重要储集层,目前关于该区早奥陶世马家沟期沉积模式及岩相古地理存在较大争议.本次研究运用现代岩相古地理分析方法,以钻探成果资料与微量元素分析、镜下鉴定等分析化验资料为依据,重建了其沉积模式.指出马一、三、五亚期为海退期,盆地东部与外海隔离,气候干热,主要发育膏盐湖与含膏云坪的沉积组合;马二、四亚期为海侵期,发育开阔海、局限海与云灰坪沉积组合.并结合岩相古地理特征,以低海平面时期和高海平面时期分别建立鄂尔多斯盆地东部早奥陶世马家沟期沉积模式.     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境模式

中奥陶统马家沟组是鄂尔多斯盆地的主要天然气储集层之一。奥陶纪由于西边贺兰裂谷和南面秦岭裂谷发生扩张裂离,在盆地西缘和南缘产生裂谷肩翘升,形成 L 形隆起带。在均衡补偿作用下,隆起带东侧伴生一西缓东陡不对称的(内)陆架盆地。研究建立的东西向穿越(内)陆架盆地中心的沉积模式表明:当高海平面时期,L形隆起带沉没于海平面之下,(内)陆架盆地海水环境正常,气候湿润,石灰岩沉积遍及整个盆地;包括隆起带上,仅(内)陆架盆地风暴浪基面之下中心位置有少量灰质白云岩和白云岩沉积。低海平面时期,气候干旱,L 形隆起带接近或有时出露海平面之上,(内)陆架盆地海水补给主要来自东方,(内)陆架盆地处于半局限和局限环境,盆地中心沉积了硬石膏岩和白云岩,盆缘硬石膏岩白云岩坪为白云岩沉积区。极低海平面时期,气候极为干旱,L 形隆起带成为剥蚀区,(内)陆架盆地仅能从东面获得少量已浓缩的海水补给,盆地海水中 CaSO_4和 NaC1高度浓缩,盆地中心沉积石盐岩,盆缘白云岩硬石膏岩坪则沉积硬石膏岩,夹石盐岩和白云岩。L 形隆起带以西毗邻贺兰海槽陡斜坡带,发育各类重力流碳酸盐岩沉积环境,海槽内沉积碳酸盐和硅质碎屑混积型浊积岩。L 形隆起带以南,即渭北隆起地区,整个马家沟期发育为末端变陡的缓坡沉积环境。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组海相碳酸盐岩储集层特征*

探讨了鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组海相碳酸盐岩储集层岩石物理相特征及储集层分类方法。应用露头、岩心、薄片分析及储集层物性测试及压汞实验方法开展了碳酸盐岩储集层岩性、孔隙结构及物性研究,应用储集层流动带指标FZI开展了储集层岩石物理相特征及储集层分类方法研究。马家沟组碳酸盐岩储集层岩石类型主要为岩溶角砾泥晶—粉晶白云岩、膏盐溶蚀角砾泥晶—粉晶白云岩、含膏盐或膏盐质白云岩、粉晶—细晶白云岩、残余结构中晶—细晶及粗晶—中晶白云岩、次生灰岩、泥晶灰岩及白云岩,发育洞穴、溶洞、孔隙及裂缝4种储集空间,主要发育晶间孔型、裂缝型、裂缝—晶间孔型、裂缝—晶间孔—溶洞型4类储渗类型。依据流动带指标将储集层划分为6类岩石物理相及24类亚相,据此将储集层分为5类7亚类：一类储集层是天然气赋存的优质储集层,主要分布于马五₁、马五₄及马五₆段;二、三类储集层是马家沟组主要储集层类型,以孔隙为主的二₁、三₁类储集层主要分布于马五₁—马五₆段,以裂缝为主的二₂、三₂类储集层主要分布于马四段;四类储集层物性差,见于各段;五类为非储集层。研究结果表明,基于岩石物理相的储集层研究方法是揭示碳酸盐岩储集层特征及开展储集层定量分类与评价的有效途径。     

鄂尔多斯盆地东南部奥陶系马家沟组碳酸盐岩中黄铁矿成因

鄂尔多斯盆地东南部广泛发育黄铁矿,通过对黄铁矿的矿物学特征、元素组成、硫同位素等的分析,讨论和揭示了该黄铁矿的成因。岩石矿物学研究结果显示黄铁矿具有多种赋存形式,呈零星或集合体充填于膏溶孔和溶蚀孔洞中,或与层状硬石膏相伴生;硫同位素地球化学分析结果显示,黄铁矿的δ34S值介于10. 50‰～24. 00‰之间,平均值为17. 33‰。盆地东南部具备薄层硬石膏、高温驱动和充足的烃类气体等热化学硫酸盐还原作用发生的条件,结合其产状证据认为黄铁矿形成于热化学硫酸盐还原作用。黄铁矿出现的地层中Fe含量较高,介于3 387. 50×10~(-6)～23 112. 50×10~(-6)之间,平均值为13 233. 33×10~(-6),为黄铁矿的形成提供了物质来源。盆地东南部多产低含H2S天然气,研究认为黄铁矿的形成是造成该地区H2S含量较低的主要原因。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳储层稀土元素配分特征及其油气地质意义

对鄂尔多斯盆地中东部奧陶系马家沟组风化壳岩溶储层的碳酸盐岩、硫酸盐岩和碎屑岩类岩石样品以及上覆层本溪组碎屑岩样品所作的稀土元素含量与配分特征分析表明,稀土元素分馏特征与富集特征明显,非可溶岩的稀土元素总含量与富集程度高于可溶岩。轻、重稀土元素关系分析表明,可溶岩的轻稀土元素迁移大于重稀土元素的分馏效应,揭示了可溶岩经历了不同的岩溶环境,马家沟组碎屑岩中的稀土元素与上覆层本溪组底部砂泥岩中的稀土元素是同源的。δEu与δCe分析表明,δEu的活化迁移,反映了表生期岩溶环境的存在,而δCe的相对富集,揭示了埋藏期岩溶的发育及其与天然气生成运聚的密切关系。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟群块状白云岩的包体研究

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟群的块状白云岩，按晶粒结构可分为细硝糖状白云岩（晶粒大小为０．０１－０．１ｍｍ）和粗砂糖状白云岩（晶粒大小为０．０５－０．２５ｍｍ）。包体分析为块状白云岩的成因研究提供了最直接的信息，细砂糖状白云岩的主体白云石中液态包体不发育，但孔隙充填方解石中的包体发育，由２４个孔隙充填方解石中的包体测出均一温度为４９－７４℃，测算的包体形成深度的最大值为１７２ｍ。由此可以推断，其主体白