柴北缘平台地区下干柴沟组下段碳酸盐胶结物特征及意义

综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对柴达木盆地北缘中段平台地区古近系下干柴沟组下段储集岩中碳酸盐胶结物的成岩温度、形成环境和物质来源等进行了系统研究。结果表明,平台地区储集砂岩中主要发育方解石和白云石两种碳酸盐胶结物。自生黏土矿物主要以伊利石、绿泥石和伊-蒙混层为主,测定其碳同位素(δ~(13)C)值分布范围在-7.5‰~-1.4‰之间,平均为-4.0‰;氧同位素(δ~(18)O)值分布范围在-14.4‰~-10.1‰之间,平均为-11.6‰,推算古盐度(Z)值分布范围为106.38~119.23,平均值为113.24。平台地区古近系下干柴沟组下段储集岩在成岩阶段早期有少量有机碳加入,成岩流体以淡水环境为主。碳酸盐胶结物的形成温度在71.49~101.01℃之间,平均值为81.32℃。根据成岩特征及形成温度,揭示平台地区古近系下干柴沟组下段储集岩主要处于早成岩阶段晚期。     

梨树断陷营城组砂岩方解石胶结物碳、氧同位素特征

梨树断陷深层砂岩中广泛分布着方解石胶结物,方解石胶结作用对梨树断陷深部储层的致密化有着重要影响。以苏家屯-皮家地区砂岩储层中方解石胶结物为研究对象,结合岩相学特征,包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明了方解石胶结物碳、氧同位素及其成因。研究表明,储层砂岩类型为岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩、长石砂岩。方解石胶结物碳同位素δ13 CPDB为-16‰~-0.4‰,平均值为-6.67‰。氧同位素δ18 OPDB为-23.2‰~-13.2‰,平均值为-20.1‰。通过对碳、氧同位素数据计算分析,得到碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于83.48~117.61之间,表明其形成时的古流体具有淡水的特征。方解石的形成温度为94.06~179.43℃。方解石胶结物碳氧同位素特征分析结果表明,其形成与有机酸脱羧作用有关,可能来源于有机碳。     

西湖凹陷平湖组碳酸盐胶结物形成机制及其对储层的影响

碳酸盐胶结物是西湖凹陷平湖组储层砂岩中含量最多,对储层质量影响最大的自生矿物。通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、元素成分分析及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,偶见菱铁矿。碳酸盐胶结物的碳同位素（δ¹³C）值分布范围较集中,为-7.80‰～1.40‰,平均值-2.11‰,氧同位素（δ¹⁸O）值整体偏负,为-19.26‰～-9.99‰,平均值-13.79‰。据胶结物碳氧同位素分析恢复古盐度Z值及测算古地温判断碳酸盐胶结物的成岩流体主要为淡水水体,存在部分海水的影响;碳主要来自湖相碳酸盐岩溶解的产物和有机质成熟过程中排放的有机酸。不同类型和时期形成的胶结物对储层影响不一,白云石和大部分方解石形成在中成岩B期堵塞喉道,对储层起破坏作用,但成岩早期靠近不整合面受到了大气淡水影响的方解石对储层影响是保持性的;而埋深较浅,形成温度低的铁白云石对储层起建设性作用。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

柴达木盆地北缘平台地区路乐河组沉积环境与成岩流体特征

综合运用岩石学、矿物学以及元素地球化学等理论,对柴达木盆地北缘构造带中段平台地区古近系路乐河组（E₁₊₂）储集岩的岩石学特征、碳酸盐胶结物、黏土矿物以及沉积成岩环境进行分析研究。结果表明:平台地区路乐河组储集岩主要为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩,储集岩内颗粒之间以点-线接触关系为主,少量为线接触关系;孔隙类型以原生粒间孔为主,其次为粒内溶蚀孔隙;黏土矿物含量较高,平均值达到了21.92%,主要以伊-蒙混层、伊利石、蒙脱石和绿泥石为主,具有明显的蒙皂石向伊-蒙混层转化的特征。碳-氧同位素分析结果显示碳同位素值（δ13C）在-8.87‰~-3.91‰之间,平均为-5.66‰,碳来源主要为脱羧作用的有机质碳和碳酸盐岩中的无机碳,淋滤作用也造成胶结物中δ13C值变低;氧同位素值（δ18O）介于-12.97‰~-8.75‰,平均值为10.68‰,推算其古盐度Z值分布范围在103.79~114.27之间,平均为110.38,碳酸盐沉淀温度分布范围在62.89℃~90.53℃之间,平均为75.20℃;通过全岩的微量元素分析表明,U/Th、V/Cr、Ni/Co以及Cu/Zn均反映出温暖、湿润的成岩环境,古盐度、Sr/Ba与U值也指向淡水沉积环境,说明平台地区路乐河组储集岩主要形成于温暖湿润的淡水沉积环境之中。     

东胜地区直罗组含铀砂岩中方解石的碳氧同位素组成及铀成矿意义

方解石是东胜地区直罗组含铀砂岩中重要的胶结物类型,同时碳酸盐化与铀成矿作用关系密切。通过方解石胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素分析,研究了含铀砂岩中方解石碳氧同位素组成、沉淀机制及铀成矿意义。研究表明,东胜地区砂岩类型为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩,粘土矿物主要由蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,方解石类型以含铁矿方解石为主,其次为铁方解石。方解石δ~(13)C_(PDB)为-15.7‰~-1.6‰,平均-9.08‰,δ~(18)O_(PDB)为-15.6‰~-10‰,平均-12.4‰,显示其形成与有机酸脱羧作用有关,碳来源为有机碳。碳氧同位素分析数据计算表明,与方解石平衡的水相氧同位素组成变化范围较宽,为-7.66%-9.71‰,推测较轻的同位素组成具有封存大气降水的特征,而较重同位素组成则反映成岩成矿过程中深部富含油气低温热流体的加入。综合分析认为,东胜地区直罗组砂岩中方解石是地表水和深部油气共同作用的结果:早期有机酸促使长石类骨架颗粒溶蚀,形成石英颗粒次生加大边,并伴随着自生高岭石沉淀;后期随着大量烃类注入砂岩中,成岩成矿环境由酸性向碱性转变,还原性增强,介质水中的CO_2与Ca~(2+)圾Fe~(2+)结合形成含铁为特征的方解石,沉淀在原生粒间孔和各类次生溶蚀孔隙中。整个过程都伴随有铀元素运移和沉淀,暗示东胜铀矿床是地表水和深部油气混合作用形成的。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床岩石学、矿物学特征及其对铀成矿作用的指示意义

对砂岩型铀矿床各地球化学分带中砂岩的岩石学、矿物学特征进行对比分析,对于探索铀成矿过程具有重要意义。前人对纳岭沟铀矿床砂岩的矿物学特征做了一定的研究,但是对铀成矿过程中各伴生矿物之间的相关关系及其地质意义的认识相对薄弱。本文通过对鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床不同地球化学分带中砂岩进行岩相学分析、X衍射分析以及碳酸盐C—O同位素分析,建立了各矿物之间的相关关系,根据矿物之间的相关关系来反演成矿过程中目的层砂岩地球化学环境变化的过程。镜下鉴定结果表明纳岭沟铀矿床砂岩主要为长石岩屑砂岩;全岩碳酸盐胶结物的碳同位素组成范围为-20.6‰～-3.8‰,根据碳酸盐胶结物的氧同位素反演的碳酸盐胶结物形成时期的流体为大气降水和海水,表明碳酸盐胶结物的形成与有机质、大气降水中以及深部海相碳酸盐的溶解有关;矿物之间的相关关系表明在成矿过程中目的层砂岩经历了三个阶段的地球化学环境的变化:层间氧化过程中的酸性氧化环境阶段、氧化还原过渡带的碱性弱还原环境阶段以及晚期的碱性强还原环境阶段。本文的研究对深入认识铀成矿过程中地球化学环境的变化具有重要的意义。     

珠江口盆地白云凹陷深层砂岩储层中碳酸盐胶结作用及成因探讨

通过各类薄片显微镜下鉴定与定量统计,阴极发光、扫描电镜、电子探针、碳、氧及锶同位素、流体包裹体均一温度测试等分析,开展了白云凹陷深水区珠江组和珠海组砂岩储层中碳酸盐胶结物的类型与期次、地球化学特征、成因机制研究。结果显示,存在三期碳酸盐胶结作用,早期主要为方解石,以高Ca、低Fe、低Mg为特征。但珠江组早期碳酸盐胶结物的同位素组成(δ~(13)C_(PDB):-2.43‰~0.29‰,δ~(18)OPDB:-9.79‰~-3.08‰,87 Sr/86Sr:0.7084~0.7109)与珠海组(δ~(13)C_(PDB):-9.37‰~-8.13‰,δ~(18)OPDB:-7.11‰~-7.09‰,87Sr/86Sr:0.7138~0.7142)有一定差异,前者是在浅埋藏阶段从碳酸盐过饱和碱性海水介质中沉淀出的产物;后者与碳酸盐过饱和的碱性淡水有关。中期主要为铁方解石,以高Ca、较高Fe、低Mg、碳和锶同位素组成变化范围较大(δ~(13)C_(PDB):-20.88‰~-5.29‰,δ~(18)OPDB:-11.1‰~-8.99‰,87Sr/86Sr:0.7093~0.7151)为特征,其部分碳源与有机酸脱羧作用产生的CO_2有关,另一部分碳源(δ~(13)C_(PDB):-5.38‰~-5.29‰)可能与深部物质有关。形成碳酸盐胶结物所需的Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子来源于砂岩中长石等碎屑的溶蚀、黏土矿物的转化以及深部热液流体。晚期主要为铁白云石(δ~(13)C_(PDB):-2.83‰~-1.83‰,δ~(18)OPDB:-9.45‰~-5.77‰,87Sr/86Sr:0.7101~0.7162),以高Fe、高Mg、较低Ca、碳同位素组成与同期海水基本一致为特征,87Sr/86Sr值低于正常成岩演化形成的碳酸盐,该期碳酸盐胶结物的形成与砂岩中生物碎屑以及先期碳酸盐胶结物的溶蚀再沉淀有关,部分可能受到深部热液流体的影响。     

松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿碳氧同位素特征及铀成矿意义

为进一步探讨松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿的成岩环境、铀沉淀机制及成矿机理,通过钻井岩心观察,岩石薄片,含铀砂岩碳酸盐胶结物碳、氧同位素分析,对研究区砂岩岩石类型、碳酸盐胶结物类型、成岩阶段以及碳、氧同位素特征进行了系统研究.结果表明:含铀砂岩岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,碳酸盐胶结物可分为3个期次,以...     

南秦岭-大巴山地区下寒武统沉积层状钡矿床成因机制研究

为理清沉积层状重晶石、毒重石矿床成因机制及其差异成矿的控制因素，对南秦岭-大巴山地区下寒武统地层中不同成矿特征的钡矿床开展了矿物学和碳-硫-氧-锶同位素地球化学分析。结果显示，该区内沉积钡矿床有以重晶石为主或以毒重石为主的类型；矿石中碳酸盐矿物具有负的碳同位素组成(δ¹³C_Carb为-26.1‰～-6.3‰),重晶石具有非常大的硫、氧同位素分馏(δ³⁴S_Brt为25.1‰～62.2‰,δ¹⁸O_Brt为12.2‰～18.9‰和δ¹⁸O/δ³⁴S≈0.1),反映成矿时有强烈的甲烷驱动微生物硫酸盐还原作用；毒重石等碳酸盐矿物和重晶石的锶同位素组成较为一致，都具有宽的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr变化范围(0.7070～0.7103)和低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(～0.7070),指示成矿流体可能是与基性-超基性岩有关的富金属热液，热液流体在运移过...     

鄂尔多斯盆地长8砂岩储层碳酸盐胶结物特征及其对物性的影响

为厘清鄂尔多斯盆地长8砂岩储层中碳酸盐胶结物的基本特征及其对储层物性的影响,综合运用铁氰化钾和茜素红混合液染色薄片、阴极发光和碳氧同位素等分析技术,对碳酸盐胶结物的矿物学和地球化学特征进行了研究。结果表明,长8砂岩储层主要发育3期碳酸盐胶结物,第一期(准同生期-成岩早期)碳酸盐胶结物以方解石为主,δ~(13)CPDB在-3.7‰~-2.4‰之间,δ~(18)OPDB为-10‰左右,其成因与碱性湖水中碳酸钙的过饱和相关;第二期(早成岩B期-中成岩A期)碳酸盐胶结物以铁方解石为主,δ~(13)CPDB为-14.8‰~-4.1‰,δ~(18)OPDB为-21.0‰~-13.2‰,其主要受有机质热催化作用形成的有机酸轻碳源的影响;第三期(中成岩B期)碳酸盐胶结物主要为铁白云石和铁方解石,δ~(13)CPDB为-9.5‰~-5.5‰,δ~(18)OPDB为-25.7‰~-22.3‰,其可能受有机碳源和早期碳酸盐胶结物发生溶蚀形成的无机碳源的共同影响。理论计算表明,碳酸盐胶结物导致长8砂岩储层孔隙度降低了约5.06%,其孔隙度损失率为12.05%~12.95%。该研究对有利砂岩储层的预测具有重要的借鉴意义。     

柴北缘西段鄂博梁构造带储层碳酸盐胶结物成因及其油气地质意义——来自碳、氧同位素的约束

碳酸盐胶结物是古流体活动的产物,蕴含着成岩环境、成岩流体演化等方面的有益地质信息。综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对柴北缘西段鄂博梁构造带侏罗系、古近系、新近系储层中普遍存在的碳酸盐胶结物的成因机制进行了研究。结果表明,研究区碳酸盐胶结物以方解石和含铁方解石为主。鄂博梁I号构造主要见方解石,其碳、氧同位素分布范围较大:-13.47‰ <δ13C_PDB <2.54‰,-15.93‰ <δ18O_PDB <-4.74‰,成因多种多样,与有机质脱羧、同生-准同生、甲烷生成等作用有关;鄂博梁III号-鸭湖构造则主要见含铁方解石,其碳、氧同位素分布集中:-4.24‰ <δ13C_PDB <-1.99‰,-11.17‰ <δ18O_PDB <-9.41‰,为沉积压实水沉淀而成。碳酸盐胶结物的成因揭示了鄂博梁构造带无机-有机流体的活动信息,从而为该地区油气成藏研究提供了重要依据。     

库车坳陷大北-克深地区深层致密砂岩气地球化学特征及成因

为探讨库车坳陷大北-克深地区深层致密砂岩气的地球化学特征及成因,对采集的天然气样品进行了组分定量和碳同位素组成分析。结果显示,库车坳陷大北-克深地区深层致密砂岩气中甲烷占绝对优势,为87.30%～98.33%,平均为96.18%;其重烃气含量较低,为0%～3.41%,为明显的干气;天然气的δ¹³C_1为-31.9‰～-26.5‰,δ¹³C_2为-24.2‰～-16.1‰,δ¹³C_3为-31.1‰～-15.7‰;烷烃气碳同位素偏重,主体呈正碳同位素序列,局部出现倒转;天然气成熟度为1.50%～3.62%,平均为2.39%,为高-过成熟天然气;δ¹³C_CO2主要为-19‰～-10.3‰。研究表明,大北-克深地区深层致密砂岩气中烷烃气属于煤成气成因,同型不同源气或煤成气与油型气的混合是烷烃气碳同位素倒转的主要原因,同时也与深层高温高压条件下烷烃气的形成与成藏过程有关;深层致密砂岩气中CO_2主要为有机成因。     

氢氧同位素在岩溶山区地下水循环条件研究上的应用——以贵州省镇宁地区为例

通过对贵州镇宁地区地下水调查取样,测定氢氧同位素组成,计算氘过量参数(d)表明,不同取样点δD、δ⁽¹⁸⁾O、d值差异明显,δD值范围为-77‰～-53‰,平均值-63.7‰;δ(18)O、d值差异明显,δD值范围为-77‰～-53‰,平均值-63.7‰;δ⁽¹⁸⁾O值变化范围为-11.1‰～-7.8‰,平均值-9.3‰;d值变化范围为9.4‰～12.6‰,平均值11‰。对镇宁地区地下水环境同位素特征综合研究,揭示了地下水系统规模及含水介质组合类型对地下水循环的控制规律。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床稳定同位素地球化学特征

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床是近年来秦岭—大别成矿带发现的超大型斑岩钼矿床,已探明钼资源储量246×10~4t。通过对沙坪沟钼矿床不同勘探线剖面和不同深度代表性样品的S、H、O稳定同位素地球化学的研究,揭示了沙坪沟钼矿床S、H、O同位素组成特征及其空间分布特征。矿床硫化物硫同位素组成变化范围较窄,δ³⁴S变化于+0.4‰～+6.2‰,平均值为+3.47‰,落在火成岩范围,分布具明显的塔式效应,硫的来源比较均一,主要为深源硫。成矿流体的δ¹⁸O_包裹体水为0.40‰～7.52‰。流体包裹体中δD变化范围为-90‰～-63‰。主成矿期成矿流体总体为岩浆水。在不同勘探线剖面上矿化中心具高的δ³⁴S、δ¹⁸O值,而且显示出从深部钠长石—钾长石—硅化带→黄铁绢英岩化带→浅部的绿泥石—碳酸盐化带δ³⁴S、δ¹⁸O值有降低的趋势。上述特征表明沙坪沟钼矿床主成矿期成矿环境由碱性向酸性过渡,且没有发生明显的低δ¹⁸O作用,成矿环境相对封闭,外部对流循环的雨水系统参与成矿作用程度相对较小,与东秦岭其他斑岩钼矿床不同。     

鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩方解石胶结物成因

运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩中普遍存在的方解石胶结物的成因进行了系统研究。结果表明:鄂尔多斯盆地东南缘延长组砂岩中的方解石胶结物以微晶基质及连生结构的产状存在于砂岩中,且方解石胶结物的碳、氧同位素值相对较轻,δ13 CPDB值为2.50‰～-9.83‰,为正低或负低值,δ13OPDB值为-10.58‰～-27.24‰,属于负高值;有很少一部分是早成岩阶段与甲烷生成有关的方解石胶结,其余大部分是中成岩阶段微咸水向半咸水的封闭-半封闭环境下有机质脱羧基作用形成的方解石胶结;在此基础上计算出因碳酸盐胶结作用消除的原始孔隙达17.29%,使本区砂岩物性变差。     

柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号中新统成岩作用及沉积环境

综合运用岩石学、矿物学和元素地球化学等方法,对柴达木盆地北缘构造带鄂博梁Ⅲ号构造中新统上干柴沟组碎屑岩的成岩作用、形成环境和物质来源等进行了系统研究。发现上干柴沟组碎屑岩中碎屑颗粒间主要以点-线接触关系为主,长粒矿物被定向排列,经历过较强的压实作用。其中黏土矿物含量较高,平均达到了35.03%,主要以伊利石,绿泥石及伊-蒙混层为主。碳酸盐胶结物类型主要以方解石为主,仅含有少量白云石。碳酸盐胶结物的碳氧同位素含量测定表明,碳同位素(δ13C)分布在-6.8‰~-4.0‰之间,平均为-5.0‰;氧同位素(δ18O)分布于-11.1‰~-5.4‰,平均为-8.7‰;根据碳氧同位素含量推算古盐度Z值分布于108.34~114.89,平均值为112.77;碳酸盐沉淀温度分布在43.36℃~77.84℃,平均值为62.30℃。结合对主量元素、微量元素及有机碳含量等地球化学元素的综合分析,认为鄂博梁Ⅲ号构造带中新统上干柴沟组目前所处的成岩阶段主要为早成岩阶段B期至中成岩阶段A期,在形成早期主要以干、冷的淡水-微咸水环境为主,晚期则以要对暖、湿的淡水环境为主。     

川西坳陷中段须家河组四段砂岩中碳酸盐胶结物碳、氧同位素特征及成因探讨

碳酸盐胶结物是川西坳陷须家河组四段砂岩中最常见的成岩矿物。应用激光微区取样碳、氧同位素测试方法，对研究区须四段砂岩中不同类型的碳酸盐胶结物的碳、氧同位素特征进行了精细分析，结合岩相学特征和流体包裹体分析，查明了不同类型碳酸盐胶结物的形成时间和成因机制。研究表明，研究区须四段砂岩中发育Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三期碳酸盐胶结物。第Ⅰ期方解石的δ13CPDB值为-0. 13‰~1. 53‰，δ18OPDB值为-9. 92‰~-6. 41‰；第Ⅱ期方解石的δ13CPDB值为-2. 44‰~1. 85‰，δ18OPDB值为-13. 97‰~-10. 06‰；第Ⅲ期方解石的δ13CPDB值为-5. 34‰~0. 75‰，δ18OPDB值为-16. 55‰~-14. 44‰，第Ⅲ期白云石的δ13CPDB值为-0. 97‰~-0. 81‰，δ18OPDB值为-13. 32‰~-12. 91‰。从早期到晚期，碳酸盐胶结物的碳、氧同位素均表现为逐渐变轻，说明其沉淀温度逐渐升高，受有机流体影响逐渐加深。第Ⅰ期碳酸盐胶结物形成于晚三叠世末，储层处于浅埋藏阶段，是从早期过饱和碱性孔隙流体中直接沉淀出来的，其“碳”源主要来自沉积水中溶解的CO32-。第Ⅱ期碳酸盐胶结物形成于早侏罗世，沉淀温度约45~70℃，其形成有少量有机流体的参与，有机轻“碳”、原始孔隙水中溶解的“碳”以及少量溶蚀作用释放出的重“碳”共同为该期碳酸盐胶结物提供“碳”源。第Ⅲ期碳酸盐胶结物形成于晚侏罗世，沉淀温度约100~140℃，其成因与有机酸性流体关系密切，有机成因的轻“碳”和部分由溶蚀作用释放的重“碳”是该期方解石的主要“碳”源；而该期白云石的沉淀受砂岩中碳酸盐岩岩屑溶蚀的控制更明显，由溶蚀作用产生的重“碳”是其主要“碳”源。