华北地台东部奥陶系蠕虫状灰岩的结构特征及成因探讨北大核心CSCD

蠕虫状灰岩是一种岩石表面具有"蠕虫体"的含云或白云质灰岩,其"蠕虫体"的成因一直存在多种解释。以华北奥陶系蠕虫状灰岩为例,通过观测野外露头剖面、分析典型样品的岩石矿物和地球化学组成,刻画蠕虫状灰岩的空间展布和蠕虫体的个体形态,对比蠕虫体和基质的主元素、微量元素、稀土元素、同位素(δ^(13)C、δ^(18)O、^(87)Sr/^(86)Sr、δ^(26)Mg)等特征。结果表明:(1)蠕虫状灰岩与白云岩地层密切相关,往往下伏于同层系白云岩地层;(2)外形上,"蠕虫体"有渗透型、充填型和浸染型三种类型。渗透型蠕虫状灰岩白云石沿裂缝、粒间缝等发育,连通性好,充填型受生物潜穴和疏松的生物碎片影响,浸染型主要与上覆地层载荷作用有关;(3)蠕虫体和基质均有较低的Sr、Fe、Mn等微量元素含量。相对基质,蠕虫体具有较高的白云石、石英、Sr同位素组成和更为分散的稀土元素特征。蠕虫体的Al_2O_3、Fe_2O_3等含量与Sr同位素呈正相关关系,与Sr含量呈负相关关系;(4)蠕虫体的δ^(26)Mg与原生或准同生成因白云石较为一致,如混合水成因白云石、湖相白云石,而与生物成因白云石δ^(26)Mg差异较大。宏观和微观证据指示,蠕虫状灰岩白云石质蠕虫体以渗透-回流为主:富镁流体渗透流经多孔灰泥质灰岩层,并在前期存在的生物钻孔、微裂缝、未固结的塑性空间内浓缩沉淀形成白云石组分,后期抬升出地表后经差异风化作用形成蠕虫体。     

川中磨溪—高石梯地区栖霞组白云岩特征及成因机制

川中磨溪—高石梯地区栖霞组发育滩相白云岩,目前对滩相中差异白云石化机理不明确,导致难以预测优质白云岩储层的分布。在岩石学和地层特征研究基础上,通过分析不同类型白云岩的微量元素及碳、氧、锶同位素特征,结合颗粒滩类型和构造背景,系统研究了该区不同类型白云岩的成因机理及模式。结果显示:研究区栖霞组白云岩中白云石以细晶为主,中晶和粗晶次之,晶形多为半自形—自形。白云岩具有明显的残余颗粒结构,表明原始岩性为颗粒灰岩。细晶、细—中晶白云岩的阴极发光整体较暗,呈暗红色至红色,稀土元素配分模式与同期灰岩相似,白云岩的87Sr/86Sr比值大部分落于二叠纪海水的87Sr/86Sr比值范围之内,表明白云岩的成岩流体与海水沉积的灰岩具有同源性。白云岩的δ13C值（3.73‰~4.19‰）与同期灰岩δ13C值（3.61‰~4.93‰）相近,表明白云岩与灰岩具有一致的碳源。从灰岩到白云岩,Sr含量明显减少且Mn含量有所增加,说明灰岩经过一定的成岩作用被交代形成白云岩,该类白云岩为埋藏条件下地层中富Mg2+的流体交代孔隙型颗粒灰岩而成;中—粗晶白云岩的阴极发光呈红色,具明显环带特征,且具有高的Mn含量、低Sr/Ba比值及铕的正异常,87Sr/86Sr比值高于同期海水值,δ18O值在-8.06‰~-8.52‰,为颗粒灰岩在埋藏期受持续、充足的云化流体供给而成,较高的包裹体均一温度和δ18O值明显偏负均指示埋藏白云化作用过程还受到局部高温的影响。总体而言,埋藏白云岩化是该区白云岩的主要成因,地层中富镁的流体在压力和热对流的双重影响下进行迁移,促进白云岩化流体的运移,但局部地区鞍形白云石的形成遭受了后期不同程度的热液改造作用。     

四川灯影组白云石化流体多样化特征及白云岩差异性成因

灯影组白云岩是四川盆地超深层油气勘探的重点领域,但目前人们对该套白云岩成因争议仍较大,且缺乏系统研究.通过对四川盆地灯影组白云岩C-O-Sr同位素和稀土元素数据的系统分析来研究白云石化流体的化学性质和成因,进而约束白云岩的差异性成因机制.研究表明：(1)灯影组白云岩碳同位素值较均一,δ¹³C值基本分布在0‰～+5.0‰之间,而氧同位素值变化较大.近地表环境基质白云岩和早期白云石胶结物δ¹⁸O均大于-8.0‰,埋藏环境白云石胶结物δ18O均小于-8.0‰,而热液白云石化胶结物δ¹⁸O均小于-10.0‰.(2)基质白云岩和早期白云石胶结物具有与同期海水相似的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(0.708～0.709),指示其继承于海水流体;而埋藏环境白云石胶结物⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值明显大于同期海水,指示其为地层流体和深部热液流体来源.(3)灯影组白云岩稀土元素均亏损轻稀土元素、富集重稀土元素.基质白云岩和早期白云石胶结物可见Ce负异常、未见Eu明显异...     

塔里木盆地北部上震旦统葡萄状白云岩的发现及成因探讨

"皮壳—葡萄状"白云岩是一种非常特殊结构的白云岩。文中报道了塔里木盆地西北缘东二沟及塔北星火101井上震旦统奇格布拉克组中皮壳—葡萄状白云岩特征,并对其成因进行了探讨。皮壳状—葡萄状白云石中发育明、暗纤状白云石或纹层条带的含少量细晶的纤状—细粒状白云石以及肾状和葡萄状粉细晶白云石;由球形、杆形、孢子形等蓝细菌构成泡沫状结构;明暗、环带状橙红色光或中等橙红色光、核部发光较暗或不发光;与基质白云石相比,葡萄—皮壳状白云石δ~(13)C_(PDB)相似;但δ~(18)O_(PDB)正偏,87Sr/86Sr相对高(0.70887~0.70939)、但与震旦纪海水(0.7087~0.7094)相似,从皮壳边缘、暗色(蓝细菌)至核部,微区δ~(18)O_(PDB)、δ~(13)C_(PDB)显示了环带内变化较小、环带外的强烈负漂移;云化程度的增加,δ~(18)O_(PDB)、δ~(13)C_(PDB)负偏明显,~(87)Sr/~(86)Sr增加。皮壳—葡萄状白云岩中Al_2O_3、Fe_2O_3、MnO、LREE/HREE值均低于基质泥粉晶云岩对应值、稀土总量介于基质与粉细晶云岩之间,而Na_2O+K_2O、P_2O_5、Sr、Hg、Cu、Sr/Ba、Sr/Mn、δCe值均高于基质泥粉晶云岩对应值;且随着云化程度的提高,总体呈现出Mn含量增加,Al_2O_3、Fe_2O_3、Na_2O+K_2O、P_2O_5、Sr/Ba、Fe/Mn等值递减的趋势;由此判断皮壳状—葡萄状白云石可能是弱还原、保存较好的海水中形成,或在成岩早期或浅埋藏孔隙海水为主的流体中形成、部分经历了较强的大气水作用改造。     

陕西南郑马元铅锌矿床热液白云石地球化学

陕西南郑马元层控型铅锌矿床位于扬子板块北部碑坝穹隆构造的南缘,呈似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩构造带中。矿石矿物为闪锌矿、方铅矿,脉石矿物有白云石、石英、重晶石、方解石和固体沥青。矿区明显发育早期微晶脉状和晚期(成矿期)粗晶团斑状热液白云石。本文对马元铅锌矿床两类热液白云石及围岩的C、O、Sr同位素及稀土元素(REE)地球化学特征进行了对比研究。结果表明:早期脉状白云石的δ~(13)C(0.18‰)、δ~(18)O(-7.39‰)及~(87)Sr/~(86)Sr(0.70967)值与围岩震旦系白云岩大致一致,表明成矿流体中C、O、Sr来源于震旦系白云岩的溶解,稀土元素具明显的Eu正异常(δEu=1.78),可能反映了其形成于较强的还原环境。成矿期团斑状白云石δ~(13)C值(-2.51‰~0.93‰)与围岩震旦系白云岩(-3.2‰~1.33‰)一致,δ~(18)O值(-12.91‰~-10.95‰)较围岩(-9.2‰~-3.85‰)平均偏低5.7‰,且团斑状白云石具有较围岩白云岩高的稀土总量和~(87)Sr/~(86)Sr值,表明流体可能流经了具有高87Sr/86Sr值和高稀土总量的基底或上覆碎屑岩系,其较围岩偏低δ~(18)O值和Eu正异常(δEu=1.42)可能与流体具有较高的温度有关。早期脉状白云石可能与震旦系地层中封存的低温压实作用流体有关,晚期(成矿期)与团斑状白云石有关的成矿期流体可能主要与循环达基底的深部中低温流体有关。     

川中埃迪卡拉系灯影组灰岩成因及其对白云岩储集层的影响

为探讨川中埃迪卡拉系灯影组顶部灰岩地层对下伏白云岩储集层的影响,在阴极发光、镜下鉴定等岩石学研究的基础上,对该层灰岩和下伏的细-中晶白云岩、泥-微晶白云岩进行了稀土元素和微量元素地球化学研究。结果表明,灰岩中普遍存在去白云石化现象,细-中晶白云石被泥晶方解石交代而呈港湾状边缘或仅剩余白云石"残晶",未被交代的白云石在岩心上呈"透镜状"分布。相比新元古代沉积灰岩,该套灰岩具有明显的Eu正异常、Dy负异常,更接近灯影组鞍状白云石和细-中晶白云岩,其~(87)Sr/~(86)Sr值较同期海水偏高。低Sr-Fe的特点则揭示其为大气淡水成因。以上研究表明,该套灰岩是在热液成因细-中晶白云岩的基础上,经大气淡水所主导的去白云石化作用而形成,该作用对先期白云岩储集层起破坏性作用。     

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.     

川东北元坝气田长兴组白云岩成因研究

上二叠统长兴组礁滩相白云岩是川东北元坝气田的主要储层。长兴组白云岩主要分布在长二段顶部礁盖、礁间滩、礁后滩等沉积相。通过层序地层学、岩石学、地球化学等方法对白云岩成因进行了研究,结果表明:不同类型的白云岩具有相似的87Sr/86Sr值(集中分布在0.7071~0.7075之间),并与晚二叠世海水及泥晶灰岩87Sr/86Sr值相似,指示白云岩化流体主要来自于同期海水;利用低温条件下白云石-水之间氧同位素温度分馏方程恢复的白云岩化流体温度在40~55℃之间,表明白云岩化作用发生于低温浅埋藏环境中。在浅埋藏白云岩化过程中,受沉积地貌和海平面升降的影响,不同沉积相带发生白云岩化作用时流体的性质有所不同:(1)礁盖残余生屑/砂屑中-粗晶白云岩具有明显偏负的δ18O值以及较高的Fe、Mn含量和白云石晶体缓慢结晶的特征,受大气淡水作用明显,属于混合水白云岩化;(2)礁间滩粉晶白云岩具有明显偏正的δ18O值,高Fe、Mn、Sr含量和较低的有序度值,白云岩化流体来源复杂,但整体与蒸发性卤水有关;(3)礁后滩细-中晶白云岩具有非常低的Fe、Mn和高MgCO3含量,白云石具有快速结晶的特点,为正常海水条件下的白云岩化。     

塔里木盆地塔北东部下奥陶统基质白云岩的稀土元素特征及其成因

白云岩成因机制的核心问题之一是白云石化流体的来源.本文选择塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组白云岩、云质灰岩作为研究对象,在沉积学和岩石学基础上对基质白云岩的稀土元素地球化学特征进行了分析研究.结果表明,白云岩、云质灰岩中Sc、Th、Hf、Zr等元素的含量远远低于这些元素在陆源沉积物中的含量,并且Th、Zr的含量与Y/Ho比值间不具有明显的正相关关系,La的正异常、较高的Y/Ho比值等特征均表明塔北东部下奥陶统蓬莱坝组碳酸盐岩形成的环境为未受陆源物质混染的浅海相沉积.而白云岩负Ce异常、正La异常、轻微富集的Gd正异常以及La正异常与Y异常的正相关性等典型稀土元素特征均反映了白云石化流体具有典型的海水来源特征;而基质白云岩与白云质灰岩之间的ΣREE+Y,ΣLREE和∑HREE含量差异表明,在白云石化过程中稀土元素发生了一定程度的流失,且HREE较之于LREE更易于发生流失,因此白云石化过程中成岩流体对HREE的移出量大于LREE的移出量是塔北东部下奥陶统白云岩具有相对富集的LREE及相对较低的Y/Ho比值的主要原因.结合岩石学、沉积学、微量元素以及稳定同位素特征的综合分析认为,塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组基质白云岩是海水白云石化作用的结果.个别白云岩样品的Eu正异常以及同层位构造裂隙方解石的δ~(18O) 、~(87)Sr/~(86)Sr以及流体包裹体均表明下奥陶统蓬莱坝组受到后期热液流体的影响,但其对研究样品基质白云岩的影响程度比较弱.     

南羌塘坳陷扎仁地区中侏罗统布曲组晶粒白云岩成因分析

以青藏高原南羌塘坳陷扎仁地区中侏罗统布曲组晶粒白云岩为对象对其进行成因的研究。通过显微镜观察、流体包裹体数据以及碳氧同位素分析,认为研究区白云岩可分为细粉晶白云岩、中晶白云岩以及粗晶白云岩,在裂隙附近还广泛发育晶粒较粗大的鞍形白云石。白云石中流体包裹体均一温度在150.2～216.0℃,盐度均值达到了24.5%NaCl,远高于方解石包裹体均一温度与盐度,表明白云石的形成经历了高温高盐度的过程。白云石碳氧同位素分析显示其δ~(13)C_(PDB)值为-0.01‰～3.43‰,δ~(18)O_(PDB)值为-11.17‰～-7.68‰,通过白云石-水氧同位素分馏方程得到白云化流体的δ~(18)O_(SMOW)值为4.82‰～12.85‰,δ~(13)C_(PDB)对比认为白云石受寄主灰岩环境的影响。通过碳氧同位素数据对比以及前人的研究结果,认为研究区白云岩为相对封闭环境下受岩浆活动加热的高盐度流体对寄主灰岩交代的产物,高盐度流体由于镁离子的消耗导致流体对方解石过饱和,继而沉淀了高温的方解石。因此,热液活动对研究区中侏罗统布曲组白云岩的发育具有重要意义,值得加强对这一方向的探索研究。     

川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩成因——来自岩石结构与Sr同位素和Sr含量的证据

研究了川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩储层的岩石结构Sr的含量和Sr同位素组成,讨论了它的成因,飞仙关组优质储层为成岩期埋藏交代白云化作用的产物,来自岩石结构和Sr同位素和Sr含量的证据包括如下几个方面:(1)与准同生白云岩比较,埋藏白云岩的岩石结构和Sr同位素和Sr含量地球化学特征与前者有显著差别;(2)飞仙关组所有各类碳酸盐岩(或矿物)具有早三叠世海水Sr同位素组成特征,~(87)Sr/~(86)Sr比值变化范围为0.706588～0.708187,覆盖了全球早三叠世海水Sr同位素的变化范围(0.7076～0.7078),平均值0.707656与全球早三叠世平均值(0.707743)基本一致;(3)埋藏白云岩~(87)Sr/86Sr比值变化范围为0.707122～0.707419,平均值0.707421,都略低于全球早三叠世海水Sr同位素变化范围和平均值,但与已报道的川东北早三叠世飞仙关期海水Sr同位素变化范围(0.707330～0.707383)和平均值(0.707350)都非常接近,说明白云石化流体具有强烈的川东北地区早三叠世飞仙关期海水Sr同位素组成特征;(4)综合岩石结构、Sr同位素和Sr含量地球化学特征,证明飞仙关组白云岩储层为成岩期埋藏交代作用产物,白云石化流体来自地层中高Sr和高盐度的海源地层水.     

昂达尔错地区布曲组碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

碳酸盐岩碳、氧同位素对古气候、古环境及成岩流体示踪具重要的指示意义。通过对羌塘盆地南部昂达尔错地区QZ-11井、QZ-12井布曲组岩心观察、薄片鉴定及碳氧同位素分析,结果表明:研究区布曲组是在炎热、半干旱-半潮湿古气候条件下,在台地边缘礁滩环境发育的一套碳酸盐岩沉积;岩性包括灰岩,白云岩及过渡性岩类,白云岩主要发育在高位体系域晚期台缘浅滩微相中,白云岩包括保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩、泥微晶白云岩及先驱灰岩原始组构不可见的晶粒白云岩;研究区内的碳酸盐岩δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~4‰,δ18OPDB分布范围为-7.6‰~-12.1‰,其中灰岩的δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~2.9‰,普遍高于同期全球海水碳同位素值,推测可能与高位体系域晚期强蒸发及生物繁盛有关,白云岩和过渡性岩类中δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.4‰~4‰,说明为继承先驱灰岩中碳同位素组成,局部可能受到白云石化流体的改造;氧同位素组成虽然普遍低于同期海水值,但白云岩中保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩氧同位素值仍高于灰岩,表明其形成与蒸发环境有关,而细晶白云岩、中粗晶白云岩氧同位素组成呈逐步降低趋势,表明可能受埋藏阶段温度升高的影响。     

西沙群岛西科1井中新统-上新统白云岩微观特征及成因

西科1井白云岩主要分布于上中新统黄流组, 在上新统莺歌海组二段和中中新统梅山组有零星分布; 主要的白云岩层段一般发育在褐色铁质矿物浸染的古暴露面之下.根据岩石铸体薄片观察、阴极发光及扫描电镜测试分析, 西科1井白云岩中白云石总体上呈微晶及细粉晶双峰态结构, 微晶白云石为灰岩基质经选择性白云石化的结果, 呈平直晶面半自形晶, 主要为泥微晶基质白云石化的结果; 粉晶-细晶白云石呈平直晶面自形晶, 为胶结物白云石或过度白云化结果, 过度白云化雾心亮边白云石的"亮边"与胶结物白云石成分一致, 阴极发光下二者显示同样的光性特征.微量元素测试及碳氧同位素测试表明: 白云岩一般具有低铁、低锰含量, δ18O_PDB均为正值, 变化于2.293‰~5.072‰之间, δ13C_PDB变化于1.214‰~3.051‰之间; 西科1井白云岩与西琛1井白云岩具有相似的层位分布特征和碳、氧同位素特征, 可能反映着相同或相似的成因.回流渗透模式可能适用于西沙地区白云岩, 频繁的海平面升降、环礁内蒸发环境及与中新世末期构造运动有关的热流体上涌促进了西沙地区白云岩的形成, 高渗透性礁相碳酸盐岩沉积为高Mg/Ca比值的蒸发水回流渗透提供了运移通道.      

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。     

川东北地区下寒武统龙王庙组白云岩成因分析

通过剖面实测、薄片鉴定、阴极发光分析和地球化学分析,对川东北地区下寒武统龙王庙组白云岩成因进行了研究。研究结果表明:研究区龙王庙组自下而上发育灰岩—过渡岩性—白云岩,以颗粒结构为主,白云石主要为泥—粉晶,呈它形—半自形晶,阴极发光呈昏暗光—暗红光。样品的MgO与CaO呈负相关,白云岩Mg2+/Ca2+较低,高Na含量,低Sr、Fe、Mn含量,白云石有序度较低,各岩性稀土元素配分曲线平行一致分布,δCe无异常,δEu负异常,灰岩δ13C偏正、δ18O处于同期海水内,白云岩δ13C、δ18O偏正,87Sr/86Sr高于同期海水值。结合区域地质背景、岩石学特征和地球化学分析结果,研究区白云石化流体为高盐度蒸发海水,研究区白云岩为渗透回流白云石化作用形成。     

羌塘盆地南坳陷古油藏带中侏罗统布曲组白云岩元素地球化学特征及意义

在前期详细岩石学分类的基础上,研究南羌塘坳陷布曲组碳酸盐岩微量元素地球化学特征及意义。结果表明:(1)布曲组碳酸盐岩具有较低的微量元素含量,与班公湖-怒江洋盆海水快速入侵及炎热、半潮湿-半干旱条件下缺少地表径流补偿陆源物质有关;(2)Na元素和K元素指示布曲组保留先驱灰岩原始组构的白云岩和不保留先驱灰岩原始组构的晶粒白云岩的初始流体为同期蒸发海水,岩石中Sr元素的含量受方解石和白云石的相对含量控制;(3)经历不彻底白云石化作用的过渡性岩类(RD5-1)是在中-深埋藏阶段中-晚期不彻底交代先驱灰岩形成,细-中晶、自形-半自形白云石充填物由微-粉晶白云岩在浅埋藏阶段末期重结晶形成;(4)鞍形白云石的形成有外来高温流体参与,流体成因具大气淡水参与、流经碎屑岩地层深循环流体特征。新生代(78~64Ma)构造热事件是形成高温流体的热源,部分基质白云岩受到构造热事件的高温改造。     

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩储层类型与分布特征

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩是台盆区最重要的储层之一,发育4种类型:①潮坪白云岩。以含膏泥晶白云岩为主,石膏溶孔及白云岩砾间孔发育,发育于潮间-潮上坪蒸发环境。白云石表现为MgO-CaO呈线性正相关、低Mg/Ca值及高∑REE值、锶同位素值分布在0.7085～0.7100之间,略高于同期海水值0.7090、阴极发光不发光或暗色光。储层分布主要受沉积相控制,发育于中下寒武统地层;②蒸发台地白云岩。以藻丘及颗粒灰岩选择性白云石化为特征,发育铸模孔、膏溶孔和残留粒间孔,白云石Mg/Ca值变化范围大、δ13C、δ18O值相对偏正、分别大于2‰和-4‰、阴极发光发较亮红光。储层主要发育于台内靠近台缘一侧;③埋藏白云岩。发育细晶、中晶及粗晶白云岩,以晶间孔及晶间溶孔为主,δ18O值偏负在-5‰～-10‰(PDB)之间,87Sr/86Sr值相对较大,为0.7090～0.7110,阴极发光以发暗棕褐色、紫色光为主。埋藏白云岩储层发育主要受成岩相控制,但也表现出与沉积相具有相关性,这是因为物性好的台缘、台内礁滩体及有裂缝沟通构成的开放体系更有利于埋藏白云石化作用发生;④热液白云岩。以受热液改造的结晶白云岩为特征,往往伴生热液矿物,白云石δ18O值异常偏负、一般小于-9‰(PDB)、阴极发光多发明亮红光、稀土元素标准化配分曲线中Eu出现正异常、出现高于地层背景值的异常高温包裹体;主要发育在具有上覆隔挡层的不整合面之下地层及大断裂发育带附近。上述四类白云岩在规模与分布上有不同,但都可预测。埋藏和热液白云岩规模较大,受原始沉积相带和成岩流体来源双重约束。潮坪和蒸发台地白云岩规模可变性较大,可由沉积环境重建,结合成岩相研究预测评价。     

云南会泽铅锌矿田成矿物质来源：Pb、S、C、H、O、Sr同位素制约

云南会泽铅锌矿田是我国著名的超大型特富铅锌矿田之一,由相距3公里的矿山厂和麒麟厂两个独立的矿床组成,Zn Pb 金属量超过五百万吨,矿石品位在25%至35%之间。为确定矿床成矿流体和成矿金属来源,本文系统研究了矿床的 Pb、S、C、O、H 和 Sr 同位素组成特征。矿石硫化物的铅同位素组成均一,~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb 和~(208)Pb/~(104)Pb 的变化范围分别为18.251～18.530,15.663～15.855和38.487～39.433,与围岩碳酸盐岩中浸染状黄铁矿一致,与碳酸盐地层相近,在~(208)Pb/~(204)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb 图上显示明显的线性关系,表明铅同位素组成相近的碳酸盐围岩地层提供了成矿物质。矿石硫化物的δ~(34)S 变化范围为10.9‰～17.4‰,多数集中于13‰～17‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原,还原方式为热化学还原,下伏页岩、碎屑岩和泥质岩中的有机质在硫酸盐还原过程中发挥了重要作用。三种不同产状的脉石矿物方解石的碳氧同位素组成均一且没有明显差别,δ~(13)C 变化范围为-2.1‰～-3.5‰,δ~(18)O 为16.8‰～18.6‰。脉石矿物方解石中流体包裹体水的δD_(FI)为-50‰～-60‰,取温度为200℃计算包裹体水的δ~(18)O_(H_2O)值为7.0‰～8.8‰。碳、氧和氢、氧同位素研究结果表明,成矿流体为来自下部上升的变质流体,由于下伏页岩、碎屑岩和泥质岩中有机质的参与,成矿流体具有低的δ~(13)C和δD_(FI)值,在上升过程中与围岩发生了同位素交换。矿石中黄铁矿、闪锌矿和方解石的初始锶同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值的变化范围为0.714～0.717,赋矿围岩中未蚀变白云岩的初始锶同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值为0.7083～0.7093,明显低于蚀变白云岩(0.7106),表明成矿流体具有高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值。相对围岩碳酸盐岩而言,下伏地层中的页岩、碎屑岩和泥质岩往往具有高得多的~(87)Sr/~(86)Sr,因此,流经或者起源于这些地层的流体具有高的锶同位素比值。     

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。     

川东北地区长兴组白云岩储层的成因研究

以岩石结构与白云石Mg/Ca比值和有序度分析为基础,结合Sr,Fe,Mn微量元素和C,O,Sr同位素地球化学特征,对川东北地区上二叠统长兴组白云岩成因进行研究,结果表明长兴组白云岩有准同生白云岩和埋藏白云岩两种成因类型,储层只是埋藏白云岩化作用的产物,其形成过程可划分为早、中、晚3个成岩阶段,各成岩阶段埋藏白云岩化流体都来自于上覆地层飞仙关组的高盐度海源地层水,证据包括如下几个方面:①埋藏白云岩的岩石学特征明显地有别于准同生白云岩;②长兴组各类白云岩的Sr,Fe,Mn微量元素特征表明埋藏白云岩作用发生在无大气水影响的封闭体系中;③白云岩的C,O同位素组成特征符合埋藏白云岩的δ13C和δ18O分布区间;④长兴组与飞仙关组埋藏白云岩的Sr,Fe,Mn微量元素和Sr同位素地球化学特征基本一致。