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。     

塔中地区奥陶系白云岩岩石地球化学特征及成因机理分析

塔中地区奥陶系白云岩分布广泛,厚度大,是该区重要的储层之一.根据白云石晶体结构大小、原始沉积特征保存情况,将该区白云岩分为泥晶白云岩、藻纹层泥晶白云岩、颗粒白云岩、粗粉晶—细晶白云岩、中晶—粗晶白云岩、斑状白云岩等6种类型.泥晶白云岩、藻纹层泥晶白云岩保留了其原岩沉积特征,地球化学特征表现为:碳、氧同位素偏高,盐度指数...     

塔里木盆地塔中地区上寒武统三种截面特征白云岩的岩石地球化学特征与成因研究

塔里木盆地寒武系白云岩分布范围广,厚度大,是非常重要的油气储层。研究以塔中地区上寒武统白云岩为对象,试图通过岩石学与地球化学分析方法探讨白云岩的成因问题。塔中地区上寒武统白云岩可划分为雾心亮边型自形粒状细晶白云岩、洁净明亮型自形粒状粗晶白云岩、截面污浊型自形（他形）粒状白云岩;岩石学分析表明,雾心亮边型白云岩可能为两世代交代产物,洁净明亮与截面污浊型白云岩为单世代交代产物。雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩的Mg/Ca摩尔比变化在在0.76～0.93之间,截面污浊型他形粒状白云岩Mg/Ca比平均值最高,指示其演化程度较高;雾心亮边型白云岩与洁净明亮型白云岩皆表现出核部富Mg、边部富Ca特征,指示亮边部分云化流体中大气水的含量更高。雾心亮边型白云岩、截面污浊型自形粒状白云岩与截面污浊型他形粒状白云岩平均有序度值分别为0.51、0.6、0.69,指示了雾心亮边型白云岩交代速度较快,截面污浊型他形粒状白云岩由于受到了热作用导致其具有高的有序度与演化程度。雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩富集Rb、Th、Ti等元素,稀土元素配分模式呈平缓右倾特征,体现了蒸发海水特征;雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩的δ13C值变化为-2.5‰～-1.0‰,δ18O值变化为-8.3‰～-5.4‰,指示了白云岩形成于低温环境,交代流体为蒸发海水,同时雾心亮边型白云岩低δ18O特征反映了大气水的参与;雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩87Sr/86Sr比值变化在0.708 835～0.709 204,与古海水一致。因此,雾心亮边型白云岩为两世代交代产物,第一世代交代雾心,交代流体以蒸发海水为主,第二世代为亮边,交代流体以海水与大气水混合为主;洁净明亮型白云岩为由海水与大气淡水组成的混合水云化的产物,只是核部交代期混合水中海水比例高,边部交代期混合水中大气水混合比例高;截面污浊型则由蒸发海水交代形成,他形粒状结构白云岩为自形粒状白云岩经热改造而成,导致了其具有较高的有序度与87Sr/86Sr比值。     

四川盆地东南缘中上寒武统白云岩地球化学特征及成因机制

以系统的岩石学及中上寒武统3条剖面地球化学特征对比分析为基础,认为中上寒武统白云岩主要形成于埋藏早期高盐度卤水的渗透回流交代作用,次为混合水交代成因,其主要依据体现在:1中上寒武统白云岩及灰岩Sr/Ba总体较高,仅少量数据点Sr/Ba小于1;2灰岩Na、K含量较高,灰岩Na含量高于淡水成因的美国Wisconsin中奥陶统Mifflm Member灰岩以及美国Tennessee东部Tongling地区上奥陶统灰岩,白云岩Na含量与开宁盆地巴洼阶地潮上萨布哈白云岩中Na含量相近;3m值反映出灰岩为海水沉积环境,白云岩为与潟湖相关的沉积环境;4B校值反映出该区白云岩及灰岩主要形成于咸水—半咸水沉积环境,局部受淡水作用影响。该区白云岩化过程中Sr有明显带出现象,Na、K可能也有带出现象。     

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。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩稀土元素特征及其成因意义

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩是重要的油气储集层,按能反映成因的结构构造特征将其分为4类,即泥晶—粉晶白云岩、藻纹层白云岩、斑状白云岩及重结晶白云岩。通过分析各类白云岩的稀土元素组成特征,并结合岩石学研究,探讨了各类白云岩成岩流体性质及其水岩比的相对大小。4类白云岩的ΣREE差别较大,但稀土元素配分模式均具LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常且与海相泥晶灰岩相似的特征,其稀土元素配分模式主要受海水的影响。4类白云岩经受的成岩作用差别明显,但REE迁移行为类似,无明显分馏。泥晶—粉晶白云岩中ΣREE平均值为51.55×10-6,与泥晶灰岩相近,其ΣREE主要受控于原岩,受后期成岩作用的影响相对较小,其成岩过程的水岩比较小。藻纹层白云岩的ΣREE平均值为21.37×10-6,不及海相泥晶灰岩的1/2;岩石学及地球化学资料反映其成因与藻类密切相关,其低ΣREE可能是由ΣREE极低的藻类参与白云岩化所致,后期成岩改造作用对其影响并不明显。斑状白云岩的ΣREE平均值为28.89×10-6,远低于泥晶灰岩及泥晶—粉晶白云岩,反映其白云岩化过程的水岩比远高于泥晶—粉晶白云岩。重结晶白云岩的ΣREE平均值为13.64×10-6,不及泥晶灰岩的1/4,在4类白云岩中最低,岩石学特征表明此类白云岩经受了白云岩化及后期强烈重结晶2期主要成岩作用,而这2期成岩作用均需极高的水岩比,此类白云岩的稀土元素组成特征主要是这2期成岩作用叠加的结果,其低ΣREE值可能是大量ΣREE含量极低的成岩流体改造的结果。     

塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组白云岩储层特征及成因

利用钻遇肖尔布拉克组的13口井和2条露头剖面的资料,分析了白云岩储层的宏观和微观特征,认为塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组主要发育9类岩性,孔隙的发育具有明显的岩相选择性,指出粉—细晶白云岩、砂屑白云岩、藻格架白云岩、泡沫绵层石白云岩、叠层石白云岩、凝块石白云岩和粘结(颗粒)白云岩是储层的主要载体。通过岩石学特征、多参数地球化学特征分析,结合地质背景,研究了肖尔布拉克组白云岩储层的成岩作用序列和孔隙演化史,明确了高能丘滩相的多孔沉积物是储层发育的物质基础,早表生期大气淡水溶蚀作用是储层形成的关键,埋藏(热液)溶蚀作用使储层得到了改善。     

西藏措勤盆地白垩系白云岩地球化学特征及其成因分析

通过岩石学、阴极发光、同位素和岩石地球化学等方法对青藏高原措勤盆地郎山组白云岩进行了成因研究.研究表明本区白云岩岩石类型主要为中-细晶白云岩和灰质白云岩,阴极发光主体呈棕红-暗棕红色光,并且具有高的有序度和低的CaCO3摩尔含量.地球化学分析表明岩石U含量(1.5～45.2×10-5)和U/Th(0.89～68)明显高于一般的海相碳酸盐;高的87Sr/86Sr(0.710092～0.711719)同位素比值,表明在成岩过程中Sr的加入.白云岩δ18O值为-15.13‰～-6.94‰,平均-8.7‰,δ13C为-0.56‰～2.53‰,平均1.7‰,反映出白云岩具有较高的盐度指数Z值(118.0～128.0)和成岩温度(50.77～95.95℃),表明形成于超成浓缩海水环境并具较高的成岩温度.综合分析认为本区白云岩属于埋藏成因,并在后期由于淡水加入发生去白云化作用.     

塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的地球化学特征及意义*

采用野外观察、室内薄片鉴定及多项地球化学分析技术方法,对塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的特征及成因进行了研究。宏观上,藻格架白云岩呈丘状、透镜状夹于潮坪相白云岩层间,由于差异性溶蚀,发育了大量表生溶蚀孔。微观上,藻格架由富藻的泥粉晶白云石组成,而架间孔由浅色的亮晶白云石充填。藻格架泥粉晶白云石呈他形—半自形,镶嵌结构,具有暗红色—橙红色的阴极发光,较高的Na、K含量,较低的Fe含量;δ¹³C为-0.572‰～0.124‰、平均值-0.116‰,δ¹⁸O为-5.391‰～-4.983‰、平均值-5.240‰,表明其形成于准同生阶段盐度较高的相对氧化环境中。架间充填的亮晶白云石胶结物,呈半自形—自形中细晶,具有昏暗的阴极发光或者不发光,较低的Na、K含量,较高的Fe含量,δ¹³C值为-0.662‰～-0.251‰、平均值为-0.460‰;δ¹⁸O值为-6.639‰～-5.939‰、平均值-6.267‰,表明其形成于相对还原的埋藏环境。稀土元素分析结果表明,二者均具有LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常特征,与海相泥晶灰岩稀土元素配分模式相似,揭示了其白云化流体均来自于原始的海水。在溶蚀作用方面,亮晶白云石胶结物相对泥粉晶白云石藻格架更易于溶蚀。前者在大气水表生溶蚀过程中,主量元素Ca、Mg丢失显著,Mg/Ca值由0.955降至0.007,微量元素Na、K丢失相对明显,Na/Ca值由原来的3.8×10^-4降为1.9×10^-4,K/Ca值由1.1×10^-3降至检测限以下,而不改变稀土元素的配分模式。这些特征表明,表生溶蚀过程在元素特征上是一个去白云化的盐度降低过程,而这一过程中基本无稀土元素的带入带出。     

塔里木盆地柯坪地区中寒武统藻白云岩去白云岩化研究

对塔里木盆地柯坪地区中寒武统去白云岩化现象进行了研究。去白云岩化限于渗透性较好的藻白云岩,并且只有靠近含膏层段的藻白云岩才发生去白云岩化。从微观上看,发生去白云岩化的藻灰岩与藻灰云岩含有明显的去白云岩化交代残余,白云石残余呈碎斑状或树枝状。树枝状白云石残余含有大量的方解石包裹体,同时具有较高的Ca/Mg比,为高钙白云石,去白云岩化较彻底,形成藻灰岩;碎斑状白云石残余成分较均一,接近化学计量白云石(Ca/Mg比接近1),去白云岩化程度较弱,形成藻灰云岩。藻灰云岩的δ18O值(平均值为-6.7‰)明显低于邻近的白云岩(平均值为-5.3‰),同时高于藻灰岩(平均值为-9.5‰)。与未发生去白云岩化的藻白云岩相比,藻灰岩与藻灰云岩的孔隙度要明显降低。     

塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩孔洞充填物期次、地化特征及形成条件*

对塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面中寒武统沙依里克组萨布哈白云岩及其溶孔中的多期次充填物进行了岩石学和地球化学分析,以对其沉淀时的流体环境进行恢复。孔洞中的环带状充填物可分为4期,由白云岩向内依次为：（1）乳白色粒状方解石;（2）铁质浸染的杂色柱状方解石;（3）无色透明的石英;（4）紫色粒状萤石。碳氧同位素、微量元素及稀土元素分析结果表明：白云岩具有高的Sr/Ba值5.47,低的U/Th值0.2954（明显小于0.7）,高的Zr/Hf值36.86,相对高的稀土总量,相对高的 δ¹⁸O值-7.444‰,盐度指数Z值为120.56,表明它形成于相对低温、富氧和盐度相对较高的流体环境,进一步证实其是形成于蒸发环境的准同生白云岩。第1期方解石具有低的Sr/Ba值2.33,相对高的U/Th值1.3,低的Zr/Hf值20.857,相对居中的稀土总量,相对低的δ¹⁸O值-13.758‰,盐度指数Z值为105.35（小于120）,表明它形成于温度相对较高、缺氧、盐度较低的流体条件下。第2期方解石具有具有相对低的Sr/Ba值2.77,相对高的U/Th值1,相对低的Zr/Hf值32.08,相对居中的稀土总量,相对低的 δ¹⁸O值-11.344‰,盐度指数Z值为116.51,表明其形成于温度相对较高、贫氧、盐度较低的流体条件下。萤石具有居中的Sr/Ba值3.15,相对高的U/Th值0.8666,相对低的Zr/Hf值31.875,相对低的稀土总量,其配分模式与岩浆成因萤石较为接近,表明其形成于温度相对较高、缺氧、低盐度的流体条件下。这些特征反映该套地层经历了准同生期白云岩化后的埋藏-抬升-再埋藏-最终抬升至地表的过程。     

塔里木盆地塔中1井藻纹层白云岩与竹叶状白云岩成因——基于岩石学、元素与同位素地球化学的厘定

塔里木盆地寒武系—奥陶系底部发育了大量的白云岩, 白云岩中赋存丰富的油气资源, 但是由于塔里木盆地白云岩研究基础薄弱,限制了塔里木盆地白云岩型油气藏的勘探。本文选择塔中地区塔中1井下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩作为对象,应用岩石学与地球化学方法对其成因问题进行了研究。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的宏观构造与微观结构指示其可能形成于高能的潮坪环境;低有序度值（0.6）与塔北地区中寒武统阿瓦塔格组潮坪同沉积白云岩(有序度值0.61)特点一致,指示该白云岩结晶速率较快;同时,高Fe、Mn含量与低U、Mo含量也与氧化环境的潮坪相一致。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩δ18O值非常集中, 变化在-7.4‰～-5.8‰;87Sr/86Sr组成变化很小,在0.709015～0.709276之间,与前人报道的晚寒武世－早奥陶世海水同位素特征一致,同时白云岩的稀土元素配分模式也与下奥陶统泥晶灰岩一致,指示了白云岩的沉积/成岩物质来源于蒸发海水;白云岩δ13C值变化从-2.5‰～+1.6‰,并有着随深度增加而升高的变化规律,可能指示了古海洋的碳同位素氧化。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的构造特点具有原生沉积特征,同时白云岩CaO与MgO含量的正相关关系也支持该白云岩原生沉积特点。因此,塔里木盆地塔中1井钻遇的下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩为潮坪环境下,从蒸发海水中快速沉积形成的。     

滇东地区碳酸盐岩上覆风化层的元素地球化学特征及其成因讨论

碳酸盐岩风化形成的红土保存着喀斯特发展演化历史证据,同时也是喀斯特地区土壤研究的重要对象。文章选取云 南石林地区的两处典型碳酸盐岩剖面为研究对象,对主量元素,微量元素及稀土元素在风化层的迁移特征及分布规律进行 研究,为探究风化层的成因提供依据。结果显示：（1） 以Ti为参比元素的剖面迁移特征表明,两剖面的主量元素在成土过 程中有相似的迁移规律,多数表现为淋失;微量元素略有差异,富集淋失程度不一。（2） UCC 标准化蜘蛛图显示,相对于 基岩,风化层中的Ca和Sr均出现亏损;与UCC相比,Fe、Ti等元素轻微富集,Mg、Ca、Na、K、P等元素显示了强烈的亏 损特征。（3） 基岩与风化层的REE分布模式相似,但风化层的稀土相对富集,轻稀土元素间的分异较大而重稀土元素间的 分异较小,且SJC剖面的轻、重稀土元素比值大于QST剖面;稀土元素球粒陨石标准化后,SJC剖面的Eu为负异常,剖面 上部和下部出现Ce负异常;QST剖面Ce负异常,Eu明显负异常。（4） 元素含量变化和元素对Al-Ti、Al-Fe及Zr-Hf相关性 说明剖面上覆红土是下伏基岩风化的结果。研究结果显示,两个剖面的元素地球化学特征与基岩存在很好的继承性,风化 层是基岩原位风化的产物。     

湘西北下寒武统黑色岩系地球化学特征

对湘西北下寒武统黑色岩系进行了系统的地球化学研究,结果表明:SiO2的含量范围为10.54%～87.10%,平均为51.15%。稀土总量范围较大,为92.70～737.84μg/g,平均为312.73μg/g,LREE相对富集,HREE亏损。Ce呈弱至中等负异常,Eu大部分呈弱的正异常。稀土元素标准化曲线呈弱的帽状形态,较为平缓。微量元素Ni、Mo、Ba、V含量高,主要含矿岩石为磷块岩,而不是炭质页岩。成矿作用以热水作用为主,成矿环境不局限于浅海环境。     

塔里木盆地寒武系白云岩的主要成因类型及其储层评价

塔里木盆地寒武系发育规模巨大的白云岩地层。对覆盖区钻孔岩心的岩石学分析表明,塔里木盆地寒武系白云岩成因主要有六种:潮坪相沉积成因、潟湖相沉积成因、渗透回流交代成因、压实排挤流交代成因、岩溶低温结晶成因和岩溶高温结晶成因。岩心物性分析与铸体薄片分析结果表明,岩溶低温结晶成因白云岩本质上可成为最优质的白云岩储层,储层特征为高孔高渗;潮坪沉积成因与岩溶高温结晶成因白云岩可形成高孔低渗的白云岩储层;潟湖相沉积成因白云岩、渗透回流交代成因白云岩与压实排挤流交代白云岩一般不作为优质的白云岩储层。     

塔里木盆地肖尔布拉克剖面下寒武统底部硅质岩微量元素和稀土元素地球化学及其沉积背景

对塔里木盆地北部肖尔布拉克寒武系露头剖面中 8.8m厚的黑色页岩夹硅质岩组合中的硅质岩的系统采样分析表明,该硅质岩具有深源成因特征。其低的Th/U和Rb/Sr比也证明了其沉积时所具有的深部物源和热水注入迹象。硅质岩的稀土元素经北美页岩标准化后的Ce/Ce 从 0.4 2到 0.79,平均 0.5 7。Ce的负异常明显。这些稀土元素的参数特征与加利福尼亚弗朗希斯科杂岩 (FranciscanComplex)中沉积在大洋海底硅质岩的稀土元素特征十分相似。北美页岩标准化后的Eu/Eu 值从 8.0 5下降到 1.0 3。其相对较高的Eu/Eu 值很有可能反映了热水的注入。Eu/Eu 值从剖面底部到顶部的系统降低反映了剖面底部的热水作用最强烈,向上热水作用逐渐减弱。上述一系列的地球化学标志指示该硅质岩应沉积在离洋中脊不远的、具有深源物质/热水注入的远洋盆地背景中。结合区域地质和伴生黑色页岩地球化学的综合分析认为,该套硅质岩的形成与上升洋流的影响有关。上升洋流将形成于大洋盆地背景中的物质带到大陆边缘陆棚环境中发生沉积,造成了沉积在陆棚环境中的硅质岩,在地球化学组成上保留了其大洋盆地背景的特征