渝东地区寒武系第四阶龙王庙组古环境演化的稳定同位素与主、微量元素证据

寒武系第四阶是生命演化史上重要的时间节点.渝东地区寒武系第四阶龙王庙组以碳酸盐岩为主要岩石类型,地层中、下部混积岩发育,生物化石发育程度低.∑（CaO+MgO+LOI）含量分布范围广（74.64%~99.18%）,Na₂O、K₂O、Fe₂O₃与MnO含量较高（平均值分别为0.20%、0.27%、0.27%和0.014%）,∑（SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃+P₂O₅+TiO₂）在地层中下部具较高含量（最大值24.00%）;Sr元素含量较低（135×10-6~407×10-6）,∑REE+Y在地层中部含量较高,∑LREE/∑HREE分布在2~4,具显著正铈异常（δCe=5.6~6.2）,配分曲线为平缓右倾模式.全岩与方解石的δ13C值分别为-1.5‰~1.1‰ VPDB、-3.4‰ ~+0.5‰ VPDB,δ18O值分别为-9.7‰ ~-3.5‰ VPDB、-9.8‰~-5.0‰ VPDB;垂向上,两者的δ13C值在地层中下部均以负值为主,中上部多为正值.依据δ13C、δ18O、MgO/CaO（0.03%~0.12%）、100×MgO/Al₂O₃（93.1~4 715.4）、B_校（278.7~1 494.2）、Sr/Ba（4.05~58.25）、1 000×Sr/Ca（5.41~14.43）、V/（V+Ni）（0.61~0.78）及U/Th（0.21~1.45）等与沉积环境的关系,推断龙王庙期水体温度在17~25℃,属半咸水-咸水环境;水体深度在早-中期波动频繁;以贫氧-缺氧环境为主,在早-中期、末期为阶段性富氧环境.整体上龙王庙组沉积早-中期受河流注入影响较为明显、陆源碎屑供给充足,具海陆过渡环境特征,沉积中后期为稳定的海相环境.咸水、缺氧的条件及海平面波动频繁并伴有大量陆源碎屑注入所产生的环境压力,是引发渝东地区寒武系第四阶生物消亡的主要环境因素.      

四川盆地东部下寒武统龙王庙组碳、氧同位素组成及古环境意义

在野外沉积特征研究、室内薄片观察的基础上,对四川盆地东部龙王庙组22个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行测试,在充分论证样品的有效性后,分析研究区龙王庙组碳、氧同位素特征,进而探讨龙王庙组沉积期的古气候及古海洋环境。样品实验数据显示δ13C值分布在-1.533‰~2.619‰,平均为0.046‰;δ18O值分布在-9.916‰~-3.580‰,平均为-7.746‰;碳、氧同位素整体变化趋势与扬子地台其他区域基本相同。古海洋环境恢复表明,龙王庙组沉积期四川盆地东部整体处于海相环境,海水盐度呈先降低、后增高、复又降低的多段式变化;海水温度主要分布在20~30℃,属于温暖或炎热的亚热带气候;在海平面缓慢波动性下降、陆架暴露、生物灭绝的沉积环境影响下,龙王庙组δ13C值具有负漂移的演化趋势。龙王庙组沉积中期的水体深度最浅,古盐度最高,是白云岩最为有利的发育阶段。     

北京西山地区下苇甸剖面寒武系碳酸盐岩碳氧同位素研究

北京西山下苇甸剖面寒武系的碳酸盐岩发育良好且连续,在岩石学和地层学研究基础上,通过实测剖面和碳酸盐岩碳氧同位素,探讨了下苇甸地区寒武纪海洋环境及沉积相演变。研究表明,下苇甸寒武系发育碳酸盐岩镶边台地相沉积,自底部昌平组至顶部凤山组依次发育潮坪、潟湖、障壁岛礁滩、滩外斜坡沉积相。碳酸盐岩氧同位素表明该区域寒武纪为温暖至炎热的亚热带气候,同时对古沉积环境也有明显响应,沉积环境的盐度自潮上带至滩外斜坡逐渐减低至正常海水的水平,碳同位素与下苇甸沉积相及沉积旋回的变化契合度良好,表明寒武系整体为一个大的海侵过程,晚期凤山组沉积期海平面略下降。     

滇黔北坳陷寒武系碳酸盐岩古海洋环境特征及地质意义

为厘定滇黔北坳陷寒武系碳酸盐岩古海洋环境,揭示成岩流体与岩溶作用的潜在联系,并预测有利储层发育层段,基于镇雄羊场碳酸盐岩剖面实测及系统取样基础上,采用微量元素、碳氧锶同位素及铸体薄片等分析手段,地球化学与岩石学方法相结合,探讨碳酸盐岩古海洋环境及地质意义。研究结果表明:滇黔北坳陷寒武系清虚洞组-娄山关组整体为海相环境,古海洋温度处于12.82℃~32.84℃之间,主体为温暖或炎热的亚热带气候。海平面具有主体震荡下降的趋势,存在8期海平面变化旋回,发育对应的岩相组合,其同位素演化曲线可作为地层划分依据。微量元素、同位素地球化学及岩石学特征证实娄山关组岩溶作用相对发育,成岩流体混入强氧化性低温大气水,有利储层纵向上主要分布在海平面下降旋回的高部位。     

重庆东部地区寒武系龙王庙组碳、氧同位素特征及其意义

在野外露头和镜下薄片观察分析的基础上,对重庆东部地区下寒武统龙王庙组83个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行测试,并分析了其所保留的海水原始信息的有效性。结果表明,扣除无效数据后,重庆地区龙王庙组δ¹³C值分布在-4.300‰~2.694‰之间,平均值为-0.031‰;δ¹⁸O值分布在-9.880‰~-0.100‰之间,平均值为-7.396‰;纵向上,碳同位素值整体呈现先降低后升高的趋势,底部、中上部及顶部为正值且变化幅度小;中下部整体为负值且波动幅度大,正、负漂移事件频发。古环境恢复结果显示,龙王庙期重庆东部地区整体处于海相沉积环境,海水盐度在龙王庙组早期较低,晚期较高;海水温度主要介于20~30,℃之间,属温暖或炎热的亚热带气候;龙王庙期共经历3期海退—海侵作用,海平面上升、海洋生产力增加、有机碳快速埋藏使得海洋中¹³C含量升高,反之则使其降低。龙王庙组沉积中期与末期,δ¹³C值负偏,水体较浅,盐度较高,是白云岩发育的最有利阶段。     

湖北宜昌地区寒武系—下奥陶统的碳氧同位素记录

对宜昌地区寒武系和下奥陶统的碳酸盐碳、氧同位素进行测定,所得δ18O大 于－10‰且与δ13C不相关,表明研究区碳酸盐样品基本上保存了碳、氧同位素的初 始比值。δ18O在白云岩样品中呈现正漂移而在非白云岩样品中呈现负漂移,认为δ 18O反映海水古盐度变化,即δ18O随着古盐度升高而增大;δ13 C在缺氧沉积物中呈现负漂移,但负漂移的δ13C却不限于缺氧沉积物,推测δ13 C可能反映古海洋的初级生产力,即δ13C随着初级生产力的提高而降低。研究还指 出,由于Z值与δ13C密切正相关（相关系数为0.99）,综合运用δ18O和δ 13C的经典盐度公式不适用于研究区古盐度环境的重建。     

渝东地区平桥构造寒武系洗象池群天然气成藏特征及意义

位于渝东地区南部平桥一带的平桥1井在洗象池群中获得天然气勘探突破。本文通过对洗象池群气藏中的天然气碳同位素研究,认为气藏中烃类来源于五峰组—龙马溪组页岩气;基于平桥1井岩心、成像测井,结合毗邻的南川三泉等洗象池群剖面的储层初步研究,认为：平桥1井的产气层段孔洞发育,气藏属于孔洞型或裂缝—孔洞型;平桥1井洗象池群岩心裂缝中的白云石、石英及方解石等矿物充填序列及包裹体特征研究表明,裂缝形成及矿物充填主要发生在燕山-喜山期,发育构造变形的燕山期是洗象池群气藏充注的重要时期,燕山—喜山期的隆升期也是气藏进一步充注的时期。渝东南部平桥一带洗象池群的成功勘探证实早期页岩气藏通过部分页岩气释放及侧向供烃可以形成工业气藏,对整个渝东高陡构造带下组合的油气勘探具有推动意义。     

浙江江山寒武系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其古环境意义探讨

对浙江江山碓边下寒武统上部—下奥陶统下部碳酸盐岩进行了碳氧同位素测定。δ1 3C、δ1 8O值变化范围和均值分别为 - 1.9‰～ 3.7‰、- 13.0‰～ - 1.3‰和 0 .86‰、- 9.76‰。碳氧同位素地层曲线与 Veizer et al.(1986 )的同位素年代演化曲线形状相似 ,在寒武纪—奥陶纪界线附近没有明显的δ1 3C、δ1 8O漂移现象。δ1 3C地层曲线具旋回性变化特征 ,大陈岭组、杨柳岗组各形成一个完整的演化旋回 ,与根据露头层序地层研究推测的海平面变化曲线吻合性较好 ,表现出δ1 3C值的高值区是海盆水体变深的反映。一个明显的碳同位素正漂移发生于晚寒武世早期 (华严寺组下部 ) ,与 Matthew etal.(2 0 0 0 )报道的在美国内华达州中东部、哈萨克斯坦 Malyi Karatau地区、澳大利亚昆士兰州西北部和湘西桃源瓦儿岗等地发现的 δ1 3C正漂移记录 (SPICE— The Steptoean Positive CarbonIsotope Excursion)和 Veizer et al.(1986 )碳同位素年代演化曲线中的正漂移波峰一致 ,为晚寒武世全球性碳同位素正漂移提供了一个佐证。     

扬子地台寒武系碳酸盐岩的碳同位素组成及地质意义

贵州金沙地区寒武系上部娄山关组岩性单一,为蒸发相白云岩,生物化石稀少,沉积时代归属不清.为寻找地层对比与划分的岩石地球化学标志,按5 m的样品间距对贵州金沙地区相邻的长岩沟剖面、岩孔剖面寒武系采集了250件碳、氧同位素样品进行测试分析,对其演化趋势进行了研究.结果表明,贵州金沙地区寒武系碳同位素组成演化表现出4次显著负漂移和3次显著的正漂移.负漂移分布于清虚洞组中部(NE-1)、陡坡寺组下部(NE-2)、陡坡寺组与娄山关组的分界处(NE-3)、及娄山关组下部(NE-4),δ13C值分别降低到-2.3‰0、-2.6‰o、-6.2‰和-4.8‰;正漂移分布于清虚洞组底部(PE-1)、顶部(PE-2)及娄山关组上部(PE-3),δ13C值分别上升到1.3‰、2.1‰和2.6‰.δ13C的演化趋势可与世界各大陆寒武系δ13C演化趋势对比,它将娄山关组下部、中部、上部分别划归全球寒武系第二统上部、第三统及第四统.     

川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组沉积相

通过野外露头、钻测井、三维地震及区域地质调查等资料的综合研究发现,川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组岩石类型以碳酸盐岩(粉晶白云岩、颗粒白云岩、泥晶灰岩和颗粒灰岩)为主,局部发育大套蒸发岩(膏岩和云质膏岩)及碳酸盐岩与碎屑岩的混合沉积;识别出局限台地相、开阔台地相、蒸发台地相和混积台地相4种沉积相类型,以局限台地相最为发育;川东及其周缘地区龙王庙组各沉积相带呈北东—南西向展布,混积台地相分布于研究区西北部,蒸发台地相集中发育在研究区西部华蓥山断裂东侧,局限台地相分布于混积台地相以东到盆地东边界以西的地区,开阔台地相分布于局限台地相以东到广海的部分地区。     

云南东部上新元古界-下寒武统地层碳同位素变化

云南东部上新元古界-下寒武统沉积序列中碳酸盐岩较多，本文研究的三条剖面上厚约500m，包括：东龙潭组、渔户村组及筇竹寺组底部，覆于海相冰水沉积之上，反映了从潮上蒸发至浅水相环境。已获得的δ^13C和δ^18O值显示出较大的变化范围，分别是-7．33～ 2．64(‰)和-14．98～ 0．78(‰)。依靠δ^13C测试，结合岩矿鉴定，发现梅树村震旦系．寒武系界线层型剖面岩石成岩作用中有改造现象。显然，δ^13C总的变化范围及变化模式比世界其它地区小，但却包含一个δ^13C负异常，直接位于古生物学上的前寒武系-寒武系界线之下。     

Sedimentary facies and model of shallow water carbonates platform of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

Building the sedimentary model accurately and delineating the spatial-temporal distribution of grain bank are the keys to increase the rate of success in natural gas exploration. Thus,the types and characteristics of sedimentary facies of the Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin were studied based on field outcrops,drilling,logging and seismic data. Taking a fourth-order sequence systems tract as a unit,the spatial-temporal distribution characteristics of sedimentary facies within the chronostratigraphic framework were precisely described,and the depositional model of the Longwangmiao Formation was established to reveal the development mechanisms of grain bank and point out the future natural gas exploration. The results showed that: (1)The typical shallow carbonate platform depositional system was developed in the Longwangmiao Formation of the Sichuan Basin and its surrounding areas. Mixed tidal flat,restricted platform(microfacies types including grain bank,dolomitic tidal flat,lagoon,and gypsum lagoon),open platform(microfacies types including grain bank,lime tidal flat),platform margin,and slope-basin were developed from the edge to the interior of the basin;(2)A sedimentary model was established,which was characterized by “one depression,two uplifts,and two grain banks in the form of belts”. The development of grain banks was mainly controlled by palaeo-topography and relative sea-level fluctuation. It was mainly developed in the highstand systems tract of a fourth-order sequence vertically,and distributed as a belt along the platform margin and around the lagoon area horizontally. Our paper pointed out the grain shoal deposits are the material basis for the development of high-quality reservoirs,the results thus provide a sedimentary geological basis for future natural gas exploration of the Cambrian Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin.     

四川盆地下寒武统龙王庙组浅水碳酸盐岩台地沉积相特征及模式*

准确建立四川盆地龙王庙组沉积模式和精细刻画颗粒滩时空分布规律,是提高天然气勘探成功率的关键。依据野外露头、钻井、测井和地震等资料,综合分析四川盆地及周缘下寒武统龙王庙组沉积相类型及特征;以四级层序为单元,精细刻画等时地层格架内沉积相时空展布特征,建立沉积模式,揭示颗粒滩发育规律,指出下一步天然气勘探方向。结果表明: (1)四川盆地及周缘龙王庙组发育典型浅水碳酸盐岩镶边台地沉积体系,自盆地西缘向东依次发育混积潮坪、局限台地(颗粒滩、云坪和咸化潟湖等微相类型)、开阔台地(颗粒滩、灰坪等微相类型)、台地边缘和斜坡—盆地等沉积相类型;(2)建立了“一凹两隆,双滩成带”的沉积模式,颗粒滩的发育主要受控于古地貌和相对海平面升降,具体表现为垂向上主要发育于四级层序海退时期,平面上沿台地边缘带和围绕咸化潟湖的相对隆起区呈带状分布。由于颗粒滩是优质储集层发育的有利相带,因此该结果可为四川盆地寒武系龙王庙组下一步天然气勘探提供沉积地质基础。     

川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组储集层特征与控制因素

根据薄片、阴极发光、扫描电镜、岩石物性等分析化验资料以及测井资料,对川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组储集层特征与控制因素进行研究。结果表明:(1)龙王庙组储集层岩性主要为颗粒碳酸盐岩,其次是粉-细晶白云岩。(2)龙王庙组储集层储集空间主要为粒间(溶)孔、晶间(溶)孔、粒内溶孔,构造缝和溶蚀缝发育;储集层基质孔隙度值和渗透率值低,平均值分别为4.25％和6.25×10^-3μm²,储集层类型包括孔隙型和裂缝-溶孔型2种。(3)龙王庙组储集层的形成和分布可能受到沉积作用、成岩作用、埋藏过程等3种控制因素的共同影响:沉积作用提供了储集层发育的地质基础;成岩作用是影响储集层发育的关键因素;埋藏方式影响储集层的最终形成,是川东地区龙王庙组储集层质量差于川中及川东南地区的原因之一。(4)综合储集层的岩性、物性、厚度及分布范围,认为川东及其周缘地区龙王庙组储集层以局限台地内滩体最为有利,局限潮坪次之。     

四川盆地下寒武统龙王庙组颗粒滩沉积组合及其对储集层的控制作用

基于前人研究成果, 综合四川盆地龙王庙组野外露头、钻测井、岩心及薄片等资料, 对龙王庙组的岩石类型、沉积亚相和岩石物性进行了详细的分析, 探讨了龙王庙组颗粒滩沉积组合的特征、分布规律及其对储集层发育的控制作用。结果表明： （1）四川盆地龙王庙组可以识别出4种主要的岩石类型, 垂向上主要发育3种与颗粒滩相关的水体向上变浅的沉积组合： 多期颗粒滩垂向叠置、颗粒滩—台坪（混积潮坪）、滩间海—颗粒滩（—台坪）;（2）颗粒滩沉积组合分布受控于古地貌和海平面升降;平面分布主要受控于古地貌, 多期颗粒滩垂向叠置组合主要发育在川中地区, 颗粒滩—台坪（混积潮坪）组合主要发育在川北、川西南地区, 滩间海—颗粒滩（—台坪）组合主要发育在川东、川东南地区;垂向分布主要受控于海平面升降, 与所处层序地层的位置有密切关系, 滩间海—颗粒滩组合多发育于层序中下部, 颗粒滩—台坪（混积潮坪）, 多期颗粒滩垂向叠置组合发育于层序中上部;（3）多期颗粒滩垂向叠置组合最有利于储集层发育, 其次是颗粒滩—台坪（混积潮坪）组合, 滩间海—颗粒滩（—台坪）组合储集层物性较差。     

Depositional combination of carbonate grain banks of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin and its control on reservoirs

Rock types, sedimentary subfacies and grain bank properties of the Longwangmiao Formation are studied in detail by outcrop, drilling and logging data, core, thin section and physical property of the Longwangmiao Formation in the Sichuan Basin. The characteristics, development and distribution of grain bank depositional combinations of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin and their control on reservoir development are discussed. The results show that: （1）four main rock types can be identified in the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin. Vertically, three upward shallowing depositional combinations associated with carbonate grain bank can be identified: multi-stage vertical overlapping of grain banks, grain bank-tidal flat（mixed tidal flat）, interbank-grain bank（-tidal flat）; (2）the distribution of depositional combinations of grain banks is controlled by paleogeomorphy and sea level fluctuation;and the horizontal distribution is mainly controlled by paleogeomorphy, the vertical overlapping of multi-stage grain banks is mainly developed in the central Sichuan Basin, grain bank-tidal flat（mixed tidal flat）mainly develop in northern and southwestern Sichuan Basin, and interbank-grain bank（-tidal flat）mainly develop in the eastern and southeastern Sichuan Basin;vertically, they are mainly controlled by sea level changes, and have close relationship with their locations in the sequence stratigraphy, and interbank-grain bank（-tidal flat）mostly develop in the middle and lower parts of the sequence, multi-stage vertical overlapping of grain banks and grain bank-tidal flat（mixed tidal flat）develop in the upper part of the sequence; (3）multi-stage vertical overlapping of grain banks is the most favorable for reservoir development, followed by grain bank-tidal flat（mixed tidal flat）combination, and interbank-grain bank（-tidal flat）combination has the poor reservoir physical properties.     

四川盆地下寒武统龙王庙组岩相古地理特征和沉积模式

在系统吸收前人研究成果的基础上,通过露头、岩心和薄片观察,结合测井和区域地质资料,探讨了四川盆地龙王庙组岩相古地理特征及沉积模式。研究认为:四川盆地及周缘在寒武系龙王庙组沉积时期为远端变陡的缓坡环境,自西向东依次发育近岸潮坪—内缓坡—中缓坡—外缓坡相带。其中四川盆地主体位于内缓坡,它又可划分为浅水内缓坡、局限内缓坡和开阔内缓坡三个古地理环境,发育颗粒滩、滩间海、正常湖、局限湖和潮坪等5种亚相。在纵向上龙王庙组沉积期经历了上下两个海侵—海退的短期旋回。古地貌较高的浅水内缓坡主要发育上旋回,以颗粒滩和滩间海亚相为主,沉积了较厚层的砂屑白云岩、鲕粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩等。局限内缓坡和开阔内缓坡的下旋回发育了2套完整的湖—台坪组合,岩性以泥晶灰岩为主。上旋回普遍发生了白云石化,水体能量总体较弱;其中在局限内缓坡由于水流不畅、环境局限,以上旋回发育膏盐岩为特征。四川盆地及周缘缓坡台地的沉积特征和沉积模式的主控因素有三个:即古构造控制了沉积体系和沉积相类型;海平面升降控制了沉积物的垂向叠置和演变;古地貌和水体能量控制了沉积物类型和沉积微相分异。据此预测了安岳—南充—剑阁一带为有利储层的分布区。