准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组云质岩沉积环境及白云石成因探讨

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组发育一套陆内裂谷背景下,由粉砂级—泥级陆源碎屑、凝灰碎屑、碳酸盐及热液矿物组成的湖相细粒云质岩。本研究以云质岩为研究对象,通过岩石学、矿物学及地球化学研究探讨其形成环境和白云石形成机理。云质岩岩矿特征和主、微量元素特征表明,在中二叠世为处于干旱气候的浅水咸化湖盆,区域火山活动强烈,湖盆内幔源热液活动发育。云质岩中的白云石主要呈自形—半自形的微粉晶颗粒,形成细纹层或与其他组分混合,局部可见自形—半自形的细晶白云石,微粉晶白云石为低有序度白云石(0.46),成分均匀,被纹层包绕,细晶白云石交代残留结构发育,为成岩交代的产物;两类白云石均富锶贫镁,细晶白云石较微粉晶白云石更富铁和锰。微粉晶白云石具有较低的δ18OPDB(平均为-4.72‰),基于白云石的形成流体由湖水和幔源热液混合的假设,所计算得到的形成温度介于54.61~186.46℃之间;δ13CPDB偏高(平均为8.79‰),推测其与芦草沟组高的有机质埋藏量及产甲烷古菌的代谢活动有关。微粉晶白云石为同生期—准同生期沉淀或交代的原白云石,其Mg2+来自于咸化湖水、凝灰碎屑和幔源热液,热液带来的高温和产甲烷古菌的代谢活动打破了白云石形成的动力学屏障。     

川中地区茅口组两期流体叠合控制下的白云石化模式

岩相学特征、地化分析揭示:川中地区下二叠统茅口组白云岩存在三种白云石:①平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.06‰,δ18O_PDB=-6.81‰;Fe:1×10-6,Mn:未检出,Sr:150×10-6);②非平直晶面粗晶鞍状白云石(δ13C_PDB=3.22‰,δ18O_PDB=-7.82‰;Fe:149×10-6,Mn:185×10-6,Sr:85×10-6);③非平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.49‰,δ18O_PDB=-9.45‰;Th=123℃,S=133~139‰NaCl;Fe:58×10-6,Mn:59×10-6,Sr:76×10-6)。研究结果表明存在两期白云石化流体:①早期压实作用形成的埋藏白云石化流体(T=37.4℃;S=29.8‰NaCl);②晚期受构造控制的热液白云石化流体(Th=114.8℃;S=153~226‰NaCl)。明确了三种白云石的成因:平直晶面细晶白云石是由早期埋藏流体交代泥晶基质形成的;非平直晶面细晶白云石是平直晶面细晶白云石在受到热液流体改造后所形成的;而非平直晶面粗晶鞍状白云石则是由热液流体直接沉淀出的。基于研究结果建立了相应的白云化模式。     

准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩地球化学特征及成因机理研究

通过岩石学、碳氧同位素和元素地球化学等方法对准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩特征进行了研究,分析了白云岩化机理并建立了白云岩化作用成因模式。结果表明,研究区岩石类型为白云质泥岩、白云质粉砂岩、白云化凝灰质粉砂岩和白云化凝灰质泥岩等,白云石化以交代湖相灰泥质和硅质（凝灰质）组分形成的自形或半自形的粉晶-细晶白云石为主,常见残余方解石和晚期方解石胶结物充填。岩石中 V/ Ni比（1.2～4.8）、Sr含量（95.5～782.2 μg/g）、Mg/Ca比（0.5～3.0）、有序度（0.36~0.98）、δ18O_PDB（-14.8‰～3.2‰）和δ13C_PDB（-1‰～5.2‰）的变化范围都较大。研究区云质岩类形成于水动力条件较弱、水体较深、相对安静的半闭塞陆相微咸-咸水湖湾环境,具多期次成因;二叠系时期构造运动复杂,断裂发育,火山活动频繁,不仅提供了白云石化过程中Mg2+的来源,且为富镁流体的快速流动和渗透提供了通道。综合研究认为本区的云质岩有准同生白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化三种成因类型。     

羌塘盆地昂达尔错地区白云岩成岩结构特征及其成因意义

通过薄片、阴极发光、背散射和扫描电镜等特征分析,根据白云石的晶体颗粒的形态、大小、晶面、接触关系等特征,兼顾白云石的成因信息,将羌塘盆地昂达尔错地区古油藏中白云石划分为粉-细晶曲面它形结构、粉-细晶曲面它形雾心亮边结构、细-中晶直面半自形-自形结构、细-中晶直面半自形-自形雾心亮边结构、细-中晶直面半自形-自形环带结构、中-粗晶曲面它形结构。成岩结构特征反映了成岩期不同成岩流体作用叠加的多成因模式,包括准同生阶段蒸发咸化海水成因、浅埋藏阶段蒸发咸化海水的回流或下渗扩散交代成因、中-深埋藏阶段埋藏白云石化成因以及深埋藏阶段与构造运动相关的热液交代成因。白云岩中常见的残余粒屑结构和藻纹层结构反映出原始的浅滩相、潮坪相及生屑滩相等高能沉积环境更有利于该区白云岩的形成,原始的沉积微相控制着白云岩化作用的发育和白云岩的空间展布。     

准噶尔盆地东部中二叠统幔源热液沉积白云岩*

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组,沉积于陆内裂谷背景下岩浆—热液活动强烈的咸化湖盆中。在芦草沟组中发现一类与湖底热液活动有关的幔源热液沉积白云岩,包括方沸钠长白云岩、硅质白云岩与含水铵长石钠长白云岩。作者对该类白云岩开展微米级尺度的岩相学研究,结合同位素地球化学研究,探讨成矿流体性质与详细成因机理。岩矿特征和同沉积变形构造指示白云岩形成于沉积期。白云石为有序性较差的原白云石,呈微米级球状、葡萄状晶体,与方沸石、水铵长石、钠长石及玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,高温下发生了白云石对钠长石碎屑的交代作用;白云岩锶同位素(平均为0.705 687)显示成矿流体中幔源组分较多;白云岩具有重δ¹³ C_PDB (平均为6.94‰)和轻δ¹⁸ O_PDB (平均为-8.12‰)。基于成矿流体由幔源热液与湖水混合的假设,利用δ¹⁸ O_PDB计算估计,研究区白云岩的形成温度较普通云质岩高25~50 ℃。研究表明白云石为幔源热液喷出湖底后直接沉淀形成,并提出可能的成因模式。热液沉积白云岩是一种不可或缺的白云岩成因类型,研究成果对促进人们理解白云石的形成规律、推动完善成因岩石学理论具有重要意义。     

准噶尔盆地东部中二叠统幔源热液沉积白云岩

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组,沉积于陆内裂谷背景下岩浆—热液活动强烈的咸化湖盆中。在芦草沟组中发现一类与湖底热液活动有关的幔源热液沉积白云岩,包括方沸钠长白云岩、硅质白云岩与含水铵长石钠长白云岩。作者对该类白云岩开展微米级尺度的岩相学研究,结合同位素地球化学研究,探讨成矿流体性质与详细成因机理。岩矿特征和同沉积变形构造指示白云岩形成于沉积期。白云石为有序性较差的原白云石,呈微米级球状、葡萄状晶体,与方沸石、水铵长石、钠长石及玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,高温下发生了白云石对钠长石碎屑的交代作用;白云岩锶同位素(平均为0. 705 687)显示成矿流体中幔源组分较多;白云岩具有重δ13CPDB(平均为6. 94‰)和轻δ18OPDB(平均为-8. 12‰)。基于成矿流体由幔源热液与湖水混合的假设,利用δ18OPDB计算估计,研究区白云岩的形成温度较普通云质岩高25～50℃。研究表明白云石为幔源热液喷出湖底后直接沉淀形成,并提出可能的成因模式。热液沉积白云岩是一种不可或缺的白云岩成因类型,研究成果对促进人们理解白云石的形成规律、推动完善成因岩石学理论具有重要意义。     

塔里木盆地中央隆起中部中下奥陶统白云石类型及形成机理

根据岩心及薄片观察,按照矿物晶体的大小、形状以及自形程度的差异,将塔里木盆地中央隆起中部中下奥陶统碳酸盐岩地层中的白云石分为6种类型,包括泥微晶白云石、粉—细晶自形—半自形漂浮状白云石、粉—细晶半自行—他形白云石、粉—细晶自形(环带)白云石、细—粗晶他形白云石、粗晶鞍形白云石。综合不同类型白云石的结构特征、碳氧锶同位素值、阴极发光等特征,认为中下奥陶统白云石主要由三种成岩作用形成:泥微晶白云石主要是在准同生期由回流白云石化形成;大部分粉—粗晶白云石是在埋藏期由埋藏白云石化形成,其中浅埋藏期是大规模白云石化的阶段;粗晶鞍形白云石主要由与高温热液活动相关的热液白云石化形成。     

滨里海盆地东缘石炭系KT-Ⅰ油层组白云岩地球化学特征

哈萨克斯坦滨里海盆地东缘上石炭统KT-Ⅰ油层组主要发育局限海台地-开阔海台地碳酸盐沉积,间夹蒸发岩层。由于区域性白云石化作用,KT-Ⅰ油层组中白云岩广泛分布,为主要油气储集层。研究表明,白云岩中白云石为泥晶、粉晶或细晶,半自形-他形;略富钙,有序度较低(0.336～0.504);δ¹⁸O_PDB值在-1.06‰～+2.45‰之间,比石炭纪海水(δ¹⁸O_PDB值介于-1‰～-2‰之间)偏正;δ¹³C_PDB值在+3.36‰～+5.94‰之间,与石炭纪海水(δ¹³C_PDB值介于+3.1‰～+4.7‰之间)接近;锶同位素值接近石炭纪海水(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值在0.7082～0.7088之间);微量元素Mn含量平均为92.57 μg/g,Fe含量平均为447.52 μg/g,接近被交代的灰岩含量;Na和K含量的平均值分别为198.80 μg/g 和5.89 μg/g,显示交代流体为蒸发海水。上述岩石学和地球化学资料表明,研究区石炭系KT-Ⅰ油层组白云岩具有渗透-回流机理白云岩的特征。     

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。     

滇东-川西下二叠统白云岩的形成机理--玄武岩淋滤白云化

在滇东－ 川西地区的下二叠统中,白云岩发育,并可分两种类型:块状白云岩和斑状白云岩。块状白云岩呈浅灰色、灰色,主要由细晶或中晶白云岩石组成。白云岩的δ13C为+0.8‰～+3.5‰, 平均+2.7‰; δ18O为 -6.8‰～-9.1‰, 平均 -7.8‰。 Sr 为 25×10-6～52×10-6, 平均 39×10-6; Na 为 52×10-6～74×10-6, 平均 64×10-6。斑状白云岩呈灰色,由白云岩斑块和交代残余的石灰岩斑块组成,其中白云岩斑块含量大于50 %。白云岩斑块呈云朵状,大小多为几厘米至二十几厘米。白云岩斑块由细晶和中晶白云石组成。白云石呈自形或半自形,含量60% ～ 90%。白云石的δ13C为+0.8‰～+3.5‰, 平均+2.7‰; δ18O为 -6.8‰～-9.1‰, 平均 -7.8‰。 Sr 为 25×10-6～52×10-6, 平均 39×10-6; Na 为 52×10-6～74×10-6, 平均 64×10-6。各种资料表明,块状白云岩和斑状白云岩成因相同,只是白云化程度不同。白云岩是在埋藏环境中较高温度条件下形成的。白云化水来自淋滤峨嵋山玄武岩的大气     

白云岩成因探讨:新疆三塘湖盆地发现二叠系湖相喷流型热水白云岩

晚石炭世—早二叠世是新疆北部地区构造转换、海陆变迁的重要变革时期,包括三塘湖盆地在内的北疆地区该时期发育多个呈近东西向分布的陆内裂谷,其中存在大量基性、酸性及中性火山岩,它们以裂隙式喷发为特征。中二叠世芦草沟期,北疆地区发育裂谷期后半深湖沉积,沉积了厚层暗色泥岩、凝灰质泥岩、白云质泥岩夹白云质泥晶灰岩、凝灰岩、白云岩及火山岩的岩石组合,在暗色泥岩、凝灰质泥岩中普遍发育吐鲁番鳕鱼、双壳、叶肢介、介形虫等化石。其中的白云岩具如下特征:以铁白云石为主,多呈泥晶和粉晶状,与泥晶石英和有机质（含藻类）构成纹层;与方沸石岩互层,并作为方沸石的胶结物同时交代方沸石;伴生纳长石、伊利石、硬石膏、黄铁矿等多种热液矿物。此类白云岩及其热液矿物为本研究区首次发现,其分布与上石炭统火山岩的分布范围一致,表现出裂隙式、点式分布特点;火山岩中发育丰富的网状、树枝状裂缝并被热液矿物充填,可见火山岩具角砾状构造,可能反映了热液喷流口的沉积特征。初步分析认为该白云岩是一种与岩浆作用、深部热液作用相关的喷流型湖相热水沉积白云岩。     

新疆准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组云质岩地球化学特征

研究区芦草沟组云质岩主要包含泥晶白云岩、凝灰质白云岩和白云质凝灰岩等类型,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组广泛发育的云质岩进行详细的地球化学研究,分析了芦草沟组云质岩的物质来源和沉积环境。云质岩的c(Mg)/c(Ca)比值0.03～1.44,磷含量262×10~(-6)～17283×10~(-6),Th/U比值0.58～2.00,V/(V+Ni)比值0.60～0.89,V/Cr比值1.25～6.38,Sr/Ba比值0.55～8.25,反映了云质岩形成于生物繁盛的还原性咸水湖泊环境,Mg离子主要来源于深部岩浆热液。碳、氧同位素研究反映芦草沟组主要形成于温度较高的咸水环境中,且由早至晚芦草沟组沉积期具有温度升高而盐度降低的趋势。温度的升高引起的蒸发量增大并没有带来湖水盐度的增加,这种碳酸盐碳、氧同位素反向变化关系可能由于芦草沟组沉积后期不断有外源淡水的输入造成。     

新疆伊宁县塔北铅锌矿床地质特征和S、Pb、C、O同位素组成

塔北铅锌矿床是西天山吐拉苏盆地中新近勘查成功的一个重要热液型铅锌矿床。矿体赋存于晚泥盆世-早石炭世大哈拉军山组第五岩性段酸性凝灰岩中,受断裂构造控制。矿石硫化物的δ³⁴S值介于0.5‰~7.3‰,估算获得成矿流体的总硫同位素值δ³⁴S_∑S约2.7‰,具岩浆硫的特征。晚期石膏的δ³⁴S值为4.7‰~5.3‰,表明石膏可能是火山热液中的SO₂发生歧化反应或火山喷发带出的H₂S挥发分在近地表的氧化环境中反应生成的。矿石铅同位素组成十分稳定,并与大哈拉军山组火山岩的铅同位素组成相似,指示成矿物质来源于赋矿火山岩。碳、氧同位素组成指示成矿流体中碳主要来源于深部岩浆。塔北铅锌矿床可能属于矿化较深的浅成低温热液型矿床。     

塔河地区鹰山组灰岩白云石化成因及其对储层的影响

白云石化是碳酸盐典型的成岩作用类型之一,中-下奥陶统鹰山组浅海碳酸盐岩是塔河地区重要的含油气储层,普遍发育多种类型的白云石化作用。本文针对塔河地区鹰山组灰岩中沿缝合线分布这一特定类型的白云石化进行了研究。岩石学基础上的阴极发光分析、⁸⁶Sr/⁸⁷Sr比值以及δ¹³C-δ¹⁸O 的研究表明,这种类型的白云石化发育于相对还原的浅埋藏成岩环境,孔隙中的残留海水是主要的白云石化流体来源,碳酸盐矿物(主要是高镁方解石)稳定化过程中释放的Mg²⁺ 可能是白云石化主要的物质来源,而埋藏过程中逐渐升高的温度一定程度上也促进了白云石化的发生。成岩流体及Mg²⁺ 有限的供给量限制了白云石化作用的整体规模。显微结构与岩石物性分析表明,该类白云石化对储层物性参数的绝对贡献相对有限,但可能成为小规模油气运移以及深部热流体活动的潜在通道。     

渤海沙西北构造带下古生界碳酸盐岩潜山白云岩形成机制研究

通过岩心薄片、扫描电镜、碳氧锶稳定同位素、X衍射有序度及微量元素特征分析,系统研究了渤海湾盆地沙西北 构造带碳酸盐岩潜山白云岩的地球化学特征及成因机制。结果表明,沙西北构造带下古生界白云岩可划分为泥晶白云岩、 颗粒白云岩、泥质/灰质白云岩和鞍状白云岩四类,各类白云石特征差异明显。泥晶和颗粒白云岩δ18O大于-7‰,87Sr/86Sr值 与海水值接近,为0.7090~0.7120,Na2O含量较高,大于0.06%,有序度偏低,薄片中可见石膏,为准同生成因。泥质/灰质 白云岩为细晶结构,δ18O偏负,为-8‰~-10‰,87Sr/86Sr为0.7120~0.7140,Na2O含量降低,有序度变大,镜下见次生加大亮 边,为埋藏成因。鞍状白云岩为中粗晶结构,贫δ18O,87Sr/86Sr较高,薄片中见辉绿岩,为热液成因。本区白云岩以准同生 和埋藏成因为主,局部沿断裂可能存在热液成因。奥陶系沉积时期主要发生埋藏白云石化和溶蚀作用,是增加白云岩有效 孔隙的重要阶段,为优质储层形成起到了建设性作用。     

华北地台东部下古生界白云岩的类型及储集性

华北地台东部下古生界的白云岩可分为泥-粉晶白云岩和细-粗晶白云岩。前者包括含石膏的和不含石膏的;后者包括等晶粒的和不等晶粒的,含石膏的和不含石膏的泥-粉晶白云岩分别是干旱和潮湿气候潮上带蒸气发泵浓缩白云化的产物;等晶粒细-粗晶白云岩主要分布于平行不整合面之下,乃混合水白云化之产物;不等晶粒细-粗晶白云岩由早期的白云岩重结晶形成。 白云岩中的孔隙类型多样,其储集性受白云石含量和颗粒大小以及粘土含量等因素影响。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐储层的胶结作用

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组主要由原始沉积的碳酸盐岩和岩溶角砾岩组成。储集空间以次生孔隙为主。中奥陶世沉积作用之后不久,即发生了溶解作用、白云石沉淀、干化脱水作用、机械压实作用、岩溶作用和胶结作用。胶结作用很普遍,主要发生在中石炭世之后的埋藏条件下,是对储层重要的破坏作用。充填于硬石膏结核溶模孔和非组构选择性溶蚀孔、洞、缝的方解石和白云石是最常见的胶结物。这些方解石和白云石胶结物具泥晶、嵌晶状或粒状晶粒结构。泥晶白云石基质的δ18O值-10.98‰~-0.8‰,平均-5.54‰;δ13C值-4.76‰~5.77‰,平均1.51‰。充填于溶蚀孔、缝中的白云石的δ18O值-12.54‰~-2.67‰,平均-7.34‰;δ13C值-5.56
‰~3.48‰,平均0.28‰。充填于溶蚀孔、缝方解石的δ18O值-15.42‰~-6.02‰,平均-9.51‰;δ13C值-12.44‰~1.33‰,平均-3.20‰。总的来说,白云石和方解石胶结物的δ18O和δ13C值低于泥晶白云石基质的,原因是形成晚,受淡水淋滤、埋藏作用和有机质影响较大。泥晶白云石基质的Na含量0~350 μg/g,平均59 μg/g; Sr含量0~380 μg/g,平均10 μg/g;Fe含量0~14 570 μg/g,平均1 040 μg/g;Mn含量0~4 670 μg/g,平均183 μg/g。充填于次生孔隙中的胶结物的Na、Sr、Mn含量与泥晶白云石基质的差别不大,因这些元素含量均低。充填于次生孔隙的碳酸盐胶结物较泥晶白云石基质有明显高的Fe含量。胶结物包裹体的均一温度在90℃~140℃范围内。胶结物沉淀于埋藏较深,温度较高的还原条件下。流体包裹体的气相成分以CH4最为普遍,液相成分以H2O占绝大多数。早期胶结物形成于天然气形成前,晚期胶结物形成于天然气形成之后。岩溶洼地是胶结作用最发育的地带。     

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组湖相白云岩成因*

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组发育湖泊背景下的白云岩、灰岩、黑色泥岩、页岩及碎屑岩的互层沉积。白云岩主要有两类：一类为粉—泥晶白云岩,主要由含量约70％的泥晶白云石和含量约30％的粉晶白云石构成,白云石有序度为0.48,扫描电镜下主要有菱形、他形、球状和管状4种微形态,自形程度较好的菱形晶体多为含铁白云石;另一类为方沸钾长白云岩,主要由晶粒为0.08～0.35mm的细粒方沸石、泥晶钾长石（透长石）、泥晶白云石和铁白云石构成,个别为粗晶白云石,白云石有序度0.58。与粉—泥晶白云岩中的白云石相比,方沸钾长白云岩中的白云石以高的铁、锰含量为特征,扫描电镜下多为半自形的菱形晶体。两类白云岩中白云石的有序度均较低,且均为富Sr白云石,内部均缺乏次生交代证据。通过对两类白云岩成分、微量元素及稳定同位素的差异性分析,认为尽管两类白云岩都形成于浅—半深湖相强还原沉积环境,但是它们的形成机制有所不同,粉—泥晶白云岩具有原生沉淀白云石的特征,其中球状及管状的白云石可能与微生物吸附作用有关,而他形及菱形的白云石为直接沉淀的原生白云石;另一类方沸钾长白云岩中的白云石及铁白云石可能与湖底热泉的喷流沉积作用有关。