豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别,有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上,运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物;细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段,成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关;细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成;岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此,由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

四川盆地震旦系灯影组白云岩成因

基于岩芯观察、薄片鉴定、地球化学分析,结合区域地质背景,系统研究了四川盆地震旦系灯影组白云岩成因。岩石学特征分析发现,灯影组白云岩可分为泥粉晶云岩、粒屑云岩、微生物云岩、岩溶角砾云岩4类,其结构类型一般为泥晶—粉晶,说明白云岩化时间较早,为准同生期。地球化学分析表明,灯影组白云岩δ^13C平均值与震旦纪原始海水较为接近,δ^18O值呈现中—高负偏的特征,有序度和Fe、Mn含量相对偏低,Na含量相对较高,稀土元素配分模式则与海水配分曲线类似,表明白云岩化主要受到海源流体的影响。盆地周缘的古陆和水下隆起使盆内海水极易封隔浓缩,盆内发育的富Ca^2+菌藻类可间接提高海水的Mg^2+/Ca^2+比值,加之灯影期干旱炎热的古气候让盆内蒸发作用强烈,可伴生石膏等蒸发性矿物,促进白云石化。综合上述特征,四川盆地灯影组白云岩成因为微生物参与的蒸发海水回流渗透白云石化。     

资阳地区震旦系灯影组白云岩成因研究

本文通过实际资料将资阳地区震旦系灯影组划分为四种主要岩石类型及三种主要沉积相。依据最新的白云岩成因理论,结合先进的室内测试手段,对这几类白云岩进行成因分析,证明资阳地区灯影组白云岩具原生和重结晶两种成因类型。     

上扬子区灯影组白云岩葡萄体特征及成因初探--以南江杨坝地区灯影组一段为例

上扬子地区晚震旦世灯影组及其相应地层白云岩中广泛发育一种外形奇特的具有圈层结构的肾球状体、椭球体、葡萄体及不规则状的球体(以下统称为葡萄体),宏观上呈钙华状成片产出,沿层面或裂隙分布,大量学者认为其为受大气淡水影响形成的。在详细野外观察描述的基础上,应用偏光显微镜、阴极发光和扫描电镜等分析测试手段,对四川南江杨坝地区灯影组一段白云岩中的葡萄体进行了研究,结果表明:葡萄体为具核心和明暗相间皮壳层的半球体,矿物组分以白云石为主,局部含少量自生石英,为围岩固结成岩后的产物;核心及暗色皮壳层中发育藻黏结集合体,并见大量不规则的微生物丝状体,且矿物组分中含有较高的碳元素,发较亮的红色阴极光,结合海底硬底的存在,说明其为海水环境中的生物-化学沉积物;葡萄体的外层主要为亮色皮壳层,呈等厚亮晶纤状胶结物,多发暗红色阴极光,并造成葡萄体间呈多面体交汇,说明后期葡萄体的形成以胶结作用为主,为海水潜流带的产物;葡萄体的大小和形态与基底上不规则凸起的形态及生长空间特征密切相关,固定的生长质点和规则的结构指示葡萄体形成于稳定的水体中;葡萄状白云岩的原始组构应为文石或高镁方解石,扫描电镜下呈晶粒结构,为白云石化作用的产物;葡萄集合体的组分、阴极发光性与其围岩相似,按照其产状和形态特征,把这种具有固定生长质点且具等厚皮壳层的半球体称作葡萄状构造,应为生物-化学成因的沉积-成岩构造,形成于稳定的海水中。     

湖北秭归地区震旦系灯影组白云岩地球化学特征及其成因意义

白云岩化流体性质与成岩作用是近年来碳酸盐岩成岩作用研究的热点,研究白云岩的成因有利于进一步认识白云岩储层的形成机制并为优质储层的预测提供依据。通过岩石学、矿物学(X射线衍射)、地球化学(微量元素、稀土元素、碳氧同位素)方法,系统研究湖北秭归地区灯影组不同类型白云岩的成因,并分析了可能的白云岩化模式。样品的微量元素特征显示,秭归地区白云岩未受到陆源碎屑物质的影响,形成于气候干旱、海水咸度较大且氧化的沉积环境中;Sr含量特征显示白云岩发生了较为彻底的白云岩化,其成岩环境为温度较高的埋藏环境,成岩过程中未受到淋滤作用的影响;秭归地区白云岩化流体主要来源于海水。结合蒸发白云岩(萨布哈)及埋藏白云岩化模式解释了秭归地区泥微晶白云岩及晶粒白云岩的形成过程。     

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩成因

四川盆地震旦系灯影组发育巨厚的白云岩,其中灯影组二段和四段发育大量具有各种形态的葡萄状白云岩,其直径最长可达75cm,有的平行于层面,有的穿层。剖面资料表明,葡萄状白云岩发育多期等厚环边胶结物,中部残留大量未充填的不规则洞穴,这成为与岩溶喀斯特作用相关的地下溶蚀作用的证据。围岩泥晶白云石为早期海水中原生结晶的产物,后来的胶结物可划分为4期: (1)自泥晶化白云石(部分样品中可见)作为最早的一期胶结物,由于各种生物化学作用和生物作用的影响而紧贴着围岩发育;(2)第2期胶结物纤维状白云石可能为海水中直接沉淀的产物,经历后期成岩作用后,具有完全有序的结构,晶胞参数接近理想值;(3)细—中晶白云石为第3期胶结物,包含纤维状白云石溶蚀残余,形成于构造抬升之后的近地表大气淡水环境;(4)第4期胶结物中—粗晶白云石为埋藏环境下直接结晶的产物,充填了孔洞中心,残留部分未充填孔洞。灯影组受到了岩溶喀斯特作用、胶结作用以及白云石化作用等成岩作用的影响,其中与葡萄状白云岩有关的岩溶喀斯特作用对于灯影组储集层的发育至关重要。对灯影组葡萄状白云岩的研究,不仅有助于深入探讨灯影组储集层成因和演化及灯影组白云岩的成因,而且有助于指导四川盆地前寒武系油气勘探。     

黔北桑木场背斜灯影组热液白云岩稀土元素地球化学特征

本文利用电感耦合等离子体质谱仪,分析了习水桑木场背斜核部铅锌矿赋矿热液蚀变白云岩的稀土元素组成,并初步探讨了白云岩化与铅锌矿化间的关系。铅锌矿体旁侧工程中白云岩样品的测试显示:有部分样品Zn含量超过200×10-6,具有矿化显示;全部样品∑REE很低(∑REE=0.82～5.96×10-6),具有明显的Ce负异常(δCe=0.37～0.68),除个别有矿化显示的白云岩样品具有正Eu异常(δEu=1.15～2.40)外,其余样品均具有负Eu异常(δEu=0.56～0.80)。在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上,全部样品均呈现轻稀土富集特征。综合研究,认为白云岩化热液流体具有轻稀土富集及Eu和Ce负异常特征,而氧化还原环境的变化可能是导致本区铅锌矿化的重要因素。     

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩成因讨论

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩是天然气藏的重要储集层和铅锌矿床的重要容矿围岩,但关于其特征和成因研究却充满争议。基于传统沉积学研究方法和手段,结合地球化学分析,并与前人研究成果进行对比,认为四川盆地灯影组葡萄状白云岩主要由顺地层、(层间和穿层)溶蚀孔缝中产出的拟晶白云石化的葡萄状团块和葡萄状、栉壳状胶结物或充填物组成。葡萄状团块主要顺地层产出,包括核心和包壳两部分:核心为葡萄石,主要成分为泥、微晶高镁方解石,由沉积阶段的海水沉积作用和微生物捕获、粘结作用形成;包壳主要成分为等厚纤维状环边文石,主要形成于沉积—同生阶段,有厚、薄之分,其中薄包壳形成于相对动荡的海底,而厚包壳形成于相对安静的海底。葡萄状、栉壳状充填物主要在溶蚀孔缝中产出,主要成分为等厚纤维状文石和高镁方解石,为准同生阶段大气淡水作用和海水沉积作用的产物;也存在顺地层葡萄状团块、内碎屑等颗粒粒间或顶部产出的葡萄状、栉壳状胶结物或层状胶结壳,主要为同生—准同生阶段海水潜流带沉积。在葡萄状或栉壳状团块、充填物、胶结物的形成过程中,文石和高镁方解石结晶析出后迅速发生拟晶白云石化作用,并保留其原生的结构和构造。文中关于葡萄状团块和拟晶白云石化作用的研究,为葡萄状白云岩成因研究提供了新的思路和认识。     

震旦系灯影组白云岩多级次岩溶储层叠合发育特征及机制

受加里东早期桐湾运动一幕和二幕强烈构造抬升运动影响,震旦系灯影组二段和四段白云岩顶部分别遭受了强烈长期区域性不整合面岩溶作用。除顶部不整合面岩溶之外,灯影组二段和四段白云岩层内部也都见有多个具有层状特征的短期岩溶发育段,与灯影组二段和灯影组四段沉积过程中多个短期构造抬升沉降旋回有关,在四级层序界面下发育。在短期构造抬升事件影响下,相对海平面下降,白云岩暴露地表,发生同生/准同生期短期层内岩溶作用;形成多个几米至十几米厚的白云岩层内岩溶孔洞发育段;岩溶孔洞发育段之间为短期构造沉降期间较深水环境下沉积形成的致密泥晶白云岩、泥质白云岩或硅质白云岩层。四川盆地北部南江县映水坝剖面灯影组二段和四段分别识别出4层和8层层内短期岩溶发育段;川中乐山-龙女寺隆起钻井对比在灯影组二段白云岩中识别出6层层内短期岩溶发育段。白云岩层内的多个同生/准同生期短期岩溶发育段在垂向上的叠加形成了现今灯影组具有较大厚度的白云岩储层。桐湾一幕和二幕长期不整合面岩溶作用使灯影组二段或四段内部的短期岩溶层储集性能进一步改善。     

Hydrothermal Dolomite in the Upper Sinian (Upper Proterozoic) Dengying Formation,East Sichuan Basin,China

Hydrothermal Dolomite （HTD） is present in the Upper Sinian （Upper Proterozoic） Dengying Formation, east Sichuan Basin, China. The strata are comprised by primary dolomite. The HTD has various textures, including zebra dolomite, subhorizontal sheet-like cavities filled by saddle dolomite and breccias cemented by saddle dolomites as well occur as a fill of veins and fractures. Also co-occur MVT type lead-zinc ores in the study area. The δ13C and δ18O isotopes of HTD in the Upper Sinian Dengying Formation are lighter than those of the host rocks, while STSr/86Sr is higher. The apparent difference in carbon, oxygen and strontium isotopes, especially the large difference in S7Sr/S6Sr isotopes ratio indicate crystallization from hot basinal and/or hydrothermal fluids. Saddle dolomite was precipitated at temperatures of 270-320℃. The diagenetic parasequences of mineral assemblage deposited in the Dengying Formation are： （1） dolomite host rock →sphalerite-galena-barite-fluorite; （2） dolomite host rock →saddle dolomite →quartz; （3） dolomite host rock →saddle dolomite→bitumen; （4） dolomite host rock →saddle dolomite →barite. The mean chemical composition of the host dolomite matrix and HTD didn＇t change much during hydrothermal process. The fluids forming the HTDs in the Dengying Formation were mixtures of freshwater from the unconformity at the top of Sinian, fluids from diagenetic compaction and hydrocarbon generation ＆ expulsion from the Lower Cambrian Niutitang Formation mudstones or the Doushantuo Formation silty mudstones, and hydrothermal fluids from the basement. The hydrocarbon reservoirs associated with the HTD were mostly controlled by the basement faults and fractures and karsting processes at the unconformity separating Sinian and Cambrian strata. The hydrocarbon storage spaces of HTD included dissolved cavities and intercrystalline pores. Dissolution cavities are extensive at the top of Dengying Formation, up to about 46m below the unconformity between Sinian an     

Characterization of the Microbial Dolomite of the Upper Sinian Dengying Formation in the Hanyuan Area of Sichuan Province, China

The algal dolostone of the Upper Sinian Dengying Formation (corresponding to the Ediacaran system) in the Upper Yangtze Platform of China possesses a rich diversity of microorganisms and is an ideal site for the study of ancient microbial dolomite. We focused on algal dolostone and its microbial dolomite in the Hanyuan area of Sichuan Province, China. The macroscopic petrological features, microscopic morphology, texture characteristics of the fossil microorganisms and microbial dolomite, and geochemical characteristics were investigated. We found rich fossil microorganisms and microbial dolomites in the laminated, stromatolithic, uniform and clotted (algal) dolostones. The microorganisms present were mainly body fossils of cyanobacteria (including Renalcis, Girvanella, Nanococcus, and Epiphyton) and their trace fossils (including microbial mats (biofilms), algal traces, and spots). In addition, there was evidence of sulfate-reducing bacteria (SRB), moderately halophilic aerobic bacteria, and red algae. The microbial dolomites presented cryptocrystalline textures under polarizing microscope and nanometer-sized granular (including spherulitic and pene-cubical granular) and (sub) micron-sized sheet-like, irregular, spherical and ovoidal morphologies under scanning electron microscope (SEM). The microbial dolomites were formed by microbially induced mineralization in the intertidal zone and lagoon environments during the depositional and syngenetic stages and microbially influenced mineralization in the supratidal zone environment during the penecontemporaneous stage. The microbial metabolic activities and extracellular polymeric substances (EPS) determined the morphology and element composition of microbial dolomite. During the depositional and syngenetic stages, the metabolic activities of cyanobacteria and SRB were active and EPS, biofilms and microbial mats were well-developed. EPS provided a large number of nucleation sites. Accordingly, many nanometer-sized pene-cubical granular and (sub) micron-sized sheet-like microbial dolomites were formed. During the penecontemporaneous stage, SBR, cyanobacteria, and moderately halophilic aerobic bacteria were inactive. Furthermore, nucleation sites reduced significantly and were derived from both the EPS of surviving microorganisms and un-hydrolyzed EPS from dead microorganisms. Consequently the microbial dolomites present nanometer-sized spherulitic and micron-sized irregular, spherical, and ovoidal morphologies. Overall, the microbial dolomites evolved from nanometer-sized granular (including spherulitic and pene-cubical granular) dolomites to (sub) micron-sized sheet-like, irregular, spherical and ovoidal dolomites, and then to macroscopic laminated, stromatolithic, uniform, and clotted dolostones. These findings reveal the correlation between morphological evolution of microbial dolomite and microbial activities showing the complexity and diversity of mineral (dolomite)-microbe interactions, and providing new insight into microbial biomineralization and microbial dolomite in the Precambrian era.     

四川南江地区灯影组白云岩优质储层的形成与演化

南江地区震旦系灯影组白云岩优质储层主要为潮坪或粒屑滩环境成因的藻白云岩、粒屑白云岩和重结晶成因的粉-细晶白云岩,现存储集空间都是与溶解作用和重结晶作用相关的晶间（溶）孔、粒间溶孔、特大溶孔、缝合线溶孔和残余岩溶孔洞等。通过对原生和后生控制因素研究表明,灯影组优质储层是经过5个演化阶段后的最终产物,主控因素为表生期大气淡水岩溶作用及深埋期埋藏溶蚀作用。原始的沉积微相和岩石类型控制着岩溶作用的强度,埋藏溶蚀作用主要是对岩溶孔洞进行溶蚀扩大或充填破坏。     

四川盆地震旦系灯影组表生岩溶作用研究

四川盆地灯影组是中国最为古老的海相碳酸盐岩沉积地层,也是年代最老的含气储集层之一,灯影组在漫长的地质历史时期中经历过多期次的岩溶作用改造,而表生岩溶作用是其中最为重要的一种。本文以野外露头以及钻井岩心样品的宏观、微观特征为基础,以不同结构组分进行微区取样的多参数实验分析方法为辅助手段,对灯影组白云岩表生岩溶作用进行了研究。灯影组表生岩溶作用主要发育在三个层位,即灯四段顶部,灯二段顶部以及灯二段中、下部。其中桐湾Ⅰ幕和桐湾Ⅱ幕构造运动是造成灯二段顶部以及灯四段顶部表生岩溶作用的主控因素,而灯二段早、中期的表生岩溶作用主要受气候等原因引起的大规模海平面升降所控制。     

贵州瓮安震旦系灯影组磷矿沉积特征

震旦系灯影组是新发现的一个重要成磷层位,该层位磷矿床在国内较为少见。震旦纪灯影期是新发现的一个成磷时期,其含磷岩系具有独特的矿床地质特征。以贵州瓮安灯影组磷矿为例,从矿床地质特征、沉积环境、磷矿石特征及矿石组构等方面进行研究,结果表明:矿石为叠层石磷块岩,以胶状结构为主,少量碎屑状结构及放射状和波状层纹结构,构造为柱状及层纹状;矿石矿物主要为白云质胶磷矿,含少量重结晶微晶质磷灰石;化学成分主要为P2O5、Ca O、Mg O,总量在73.56%~87.9%,平均81.74%;矿床形成于陆棚浅海碳酸盐台地水下隆起边缘半局限盆地内的生物藻丘,隆起边缘的潮下局限环境是矿床形成的主要环境,矿床的形成与生物直接相关,为生物及生物化学成矿。     

四川南江地区上震旦统灯影组混积层系特征及成因

陆源碎屑和碳酸盐混积层系是一种沉积机理特殊而又有重要意义的沉积现象。四川南江新立村下震旦统灯影组剖面碎屑岩-碳酸盐岩混积层系发育良好。在该剖面上共识别出4类混积层系岩石组合类型：细砂岩-泥晶白云岩组合（Ⅰ）、粉砂岩-泥晶白云岩组合（Ⅱ）、粉细砂岩-含粉砂白云岩组合（Ⅲ）、含砾砂岩-白云岩组合（Ⅳ）。通过岩石类型、岩石组合特征的分析,显示出灯影组二段上部-三段由下向上发育混积中潮坪、潮下浅滩、潮道、低潮坪4种沉积亚相,而混积层系主要产出于混积中潮坪和潮道亚相。微量元素指示研究地层整体形成于氧化环境,但发生混积层位的形成环境相对缺氧。根据当时海平面变化和大地构造演化,认为灯影组陆源碎屑和碳酸盐混积层系的出现与桐湾运动玉幕之后海平面下降导致的陆源碎屑输入增强有关。