塔里木盆地塔中1井藻纹层白云岩与竹叶状白云岩成因——基于岩石学、元素与同位素地球化学的厘定

塔里木盆地寒武系—奥陶系底部发育了大量的白云岩, 白云岩中赋存丰富的油气资源, 但是由于塔里木盆地白云岩研究基础薄弱,限制了塔里木盆地白云岩型油气藏的勘探。本文选择塔中地区塔中1井下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩作为对象,应用岩石学与地球化学方法对其成因问题进行了研究。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的宏观构造与微观结构指示其可能形成于高能的潮坪环境;低有序度值（0.6）与塔北地区中寒武统阿瓦塔格组潮坪同沉积白云岩(有序度值0.61)特点一致,指示该白云岩结晶速率较快;同时,高Fe、Mn含量与低U、Mo含量也与氧化环境的潮坪相一致。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩δ18O值非常集中, 变化在-7.4‰～-5.8‰;87Sr/86Sr组成变化很小,在0.709015～0.709276之间,与前人报道的晚寒武世－早奥陶世海水同位素特征一致,同时白云岩的稀土元素配分模式也与下奥陶统泥晶灰岩一致,指示了白云岩的沉积/成岩物质来源于蒸发海水;白云岩δ13C值变化从-2.5‰～+1.6‰,并有着随深度增加而升高的变化规律,可能指示了古海洋的碳同位素氧化。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的构造特点具有原生沉积特征,同时白云岩CaO与MgO含量的正相关关系也支持该白云岩原生沉积特点。因此,塔里木盆地塔中1井钻遇的下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩为潮坪环境下,从蒸发海水中快速沉积形成的。     

Controls on the formation of stratabound dolostone bodies,Hammam Faraun Fault block,Gulf of Suez

Dolomitization is commonly associated with crustal‐scale faults, but tectonic rejuvenation, diagenetic overprinting and a fluid and Mg mass‐imbalance often makes it difficult to determine the dolomitization mechanism. This study considers differential dolomitization of the Eocene Thebes Formation on the Hammam Faraun Fault block, Gulf of Suez, which has undergone a simple history of burial and exhumation as a result of rifting. Stratabound dolostone bodies occur selectively within remobilized sediments (debrites and turbidites) in the lower Thebes Formation and extend into the footwall of, and for up to 2 km away from, the Hammam Faraun Fault. They are offset by the north–south trending Gebel fault, which was active during the earliest phases of rifting, suggesting that dolomitization occurred between rift initiation (26 Ma) and rift climax (15 Ma). Geochemical data suggest that dolomitization occurred from evaporated (ca 1·43 concentration) seawater at less than ca 80°C. Geothermal convection is interpreted to have occurred as seawater was drawn down surface‐breaching faults into the Nubian sandstone aquifer, convected and discharged into the lower Thebes Formation via the Hammam Faraun Fault. Assuming a ca 10 Myr window for dolomitization, a horizontal velocity of ca 0·7 m year⁻¹ into the Thebes Formation is calculated, with fluid flux and reactivity likely to have been facilitated by fracturing. Although fluids were at least marginally hydrothermal, stratabound dolostone bodies do not contain saddle dolomite and there is no evidence of hydrobrecciation. This highlights how misleading dolostone textures can be as a proxy for the genesis and spatial distribution of such bodies in the subsurface. Overall, this study provides an excellent example of how fluid flux may occur during the earliest phases of rifting, and the importance of crustal‐scale faults on fluid flow from the onset of their growth. Furthermore, this article presents a mechanism for dolomitization from seawater that has none of the inherent mass balance problems of classical, conceptual models of hydrothermal dolomitization.     

华南石炭纪中期白云岩地层分布及其形成模式

石炭纪是地质演化历史上重要的时期,发生了全球规模的海西造山运动,晚古生代大冰期（LPIA）达到峰值,全球海平面频繁波动,导致古气候和古环境的剧烈变化。在华南,石炭纪中期,浅水碳酸盐岩台地相区广泛发育一套白云岩沉积。本文系统总结华南3个主要碳酸盐台地内白云岩的厚度及时代,识别出白云岩时空分布的差异性。结合石炭纪中期全球气候环境特征,认为冰期兴盛引发了全球海平面下降,导致华南各沉积盆地形成利于白云岩化的环境,白云岩得以发育。而白云岩时空分布的差异性可能与各沉积盆地独特的构造演化以及不同成岩模式有关。中下扬子碳酸盐岩台地白云岩的形成模式主要为萨勃哈模式和成岩早期浅埋藏的渗透回流模式,形成相对较薄的白云岩沉积;中南部和西南部碳酸盐岩台地白云岩的形成模式为渗透回流模式,成岩规模较大,沉积较厚。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩稀土元素特征及其成因意义

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩是重要的油气储集层,按能反映成因的结构构造特征将其分为4类,即泥晶—粉晶白云岩、藻纹层白云岩、斑状白云岩及重结晶白云岩。通过分析各类白云岩的稀土元素组成特征,并结合岩石学研究,探讨了各类白云岩成岩流体性质及其水岩比的相对大小。4类白云岩的ΣREE差别较大,但稀土元素配分模式均具LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常且与海相泥晶灰岩相似的特征,其稀土元素配分模式主要受海水的影响。4类白云岩经受的成岩作用差别明显,但REE迁移行为类似,无明显分馏。泥晶—粉晶白云岩中ΣREE平均值为51.55×10-6,与泥晶灰岩相近,其ΣREE主要受控于原岩,受后期成岩作用的影响相对较小,其成岩过程的水岩比较小。藻纹层白云岩的ΣREE平均值为21.37×10-6,不及海相泥晶灰岩的1/2;岩石学及地球化学资料反映其成因与藻类密切相关,其低ΣREE可能是由ΣREE极低的藻类参与白云岩化所致,后期成岩改造作用对其影响并不明显。斑状白云岩的ΣREE平均值为28.89×10-6,远低于泥晶灰岩及泥晶—粉晶白云岩,反映其白云岩化过程的水岩比远高于泥晶—粉晶白云岩。重结晶白云岩的ΣREE平均值为13.64×10-6,不及泥晶灰岩的1/4,在4类白云岩中最低,岩石学特征表明此类白云岩经受了白云岩化及后期强烈重结晶2期主要成岩作用,而这2期成岩作用均需极高的水岩比,此类白云岩的稀土元素组成特征主要是这2期成岩作用叠加的结果,其低ΣREE值可能是大量ΣREE含量极低的成岩流体改造的结果。     

达县—宣汉地区长兴组礁滩白云岩成岩作用与成岩环境研究

达县—宣汉长兴组礁滩白云岩主要成岩作用类型有压实作用、压溶作用、胶结作用、白云石化作用、新生变形作用、溶蚀作用、破裂作用和充填胶结作用等,对研究区储层贡献最大的成岩作用主要是溶蚀作用、新生变形作用和破裂作用。根据岩石中所形成的大量溶蚀孔隙、晶间溶孔和晶间孔以及裂缝的特征,该套礁滩白云岩储层的良好物性主要形成于中—深埋藏环境。     

南羌塘盆地扎仁古油藏白云岩储层特征及成因研究

根据薄片、铸体薄片、压汞、阴极发光等研究,详细描述了南羌塘盆地扎仁古油藏白云岩的储层特征,并对白云岩成因作了初步研究。认为该白云岩在沉积期后变化中经历了多种成岩作用改造,其中影响白云岩储集性的作用主要有白云石化作用、溶蚀作用、重结晶作用和构造应力作用,对白云岩孔渗改善起了积极作用。白云岩主要储集空间为晶间孔、晶间溶孔,储集物性良好。广泛发育的白云石环边结构等淡水成因标志表明,该区白云岩是通过大气水-海水孔隙混合流体交代灰岩所形成的。     

塔里木盆地东部地区寒武系-奥陶系白云岩特征及成因

通过对塔东低凸起带寒武系-奥陶系白云岩的岩石学特征、碳氧同位素特征、锶同位素比值特征、有序度等的分析,认为塔东地区带寒武系-奥陶系准同生阶段的泥-粉晶白云岩由受潮汐作用的海水泵汲作用形成;成岩阶段的细-中晶白云岩、粗-巨晶白云岩是在埋藏成岩环境中经过调整白云岩化以及成岩后期的外来热液作用引起的埋藏热液白云岩化作用形成。     

山西芮城水峪地区罗圈组海侵沉积物

华北陆块南缘、西南缘广泛分布的罗圈组及其相应地层多被认为是新元古代末期冰川沉积。山西南部芮城水峪剖面位于华北南缘罗圈组出露范围的最北端,罗圈组受下伏蓟县系龙家园组白云岩风化面形态控制,横向岩性变化剧烈,分别由准原地堆积的风化角砾岩、紫红色含砾泥岩及一套特殊的"含砾砂质鲕粒白云岩"组成,均为温暖气候下海侵或海侵改造产物,与冰川作用无关。"含砾砂质鲕粒白云岩"在华北南缘罗圈组中尚属首次发现,具有明显的指相意义。该地区罗圈组海侵沉积物的存在,可能表明华北南缘罗圈组在各地区存在沉积环境乃至地层时代的巨大差异,不能简单以某一冰期的"冰碛岩"笼统看待。     

鄂尔多斯盆地下奥陶统白云岩成因类型及其地球化学特征

鄂尔多斯盆地天然气藏的主要储集层段,下奥陶统白云岩,按成因可分为准同生、成岩和深埋藏三种类型,它们在岩石结构、X射线衍射、阴极发光、稳定同位素、微量元素特征以及白云石化机理上均有较大差别。     

川东北上二叠统长兴组白云岩地球化学特征及形成机制

四川盆地东北部长兴组储集层主要由细—中晶白云岩组成,其次为微晶白云岩。根据薄片观察、阴极发光、电子探针分析发现,细—中晶白云岩与微晶白云岩在阴极发光特征方面很相似,都不发光,且在Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和Ba含量方面也没有区别。根据上述分析结果认为,研究区的细—中晶白云岩是微晶白云岩在准同生期重结晶形成的,控制重结晶的主要因素是引起准同生白云石化的蒸发卤水下渗。这一认识为确定研究区白云岩储集层的空间分布提供了新的思路。