川东寒武系龙王庙组白云岩地球化学特征、成因及油气意义

在岩石学、矿物学特征研究基础上,通过分析主、微量元素及碳、氧同位素特征,系统研究四川盆地东部寒武系龙王庙组白云岩地球化学特征及成因,并对其油气地质意义进行探讨。结果表明：龙王庙组白云岩多位于地层的中上部,晶粒白云岩广泛发育,颗粒白云岩发育程度低;白云岩的白云石百分含量在48.6%~75%;Mg/Ca值总体较低,并划分为MgO与CaO呈正相关性和负相关性2种类型;白云岩总体具有高Fe、Na和低Sr、Mn含量特征,仅部分白云岩Mn含量相对较高;相较于同期海水值,多数白云岩的δ¹³C值偏正,δ¹⁸O值偏负。结合区域地质背景及上述地球化学特征,研究认为四川盆地东部龙王庙组白云岩主要为渗透回流白云石化成因,蒸发浓缩白云石化、埋藏白云石化发育程度较低,整体上龙王庙组白云石化作用并不彻底;进一步总结川东地区龙王庙组白云石化模式,并结合沉积相带展布、白云石化对储集层控制作用等方面对有利储集层进行预测,指出川东地区龙王庙组白云岩有利储集层主要发育在齐岳山断裂带周缘。     

川南地区灯影组白云岩地球化学特征及流体来源

四川盆地灯影组白云岩是重要的优质油气储集岩,由于复杂的成岩演化和多期的构造作用,白云岩的成因一直存在争议。通过碳、氧同位素、微量元素等分析手段,对川南地区灯影组白云岩的地球化学特征及流体来源进行了研究。研究结果表明,该区白云岩主要类型为微晶、细晶-中晶以及含角砾白云岩。灯影组白云岩的δ¹³C介于0.52‰~2.06‰（均值1.42‰）,δ¹⁸O介于-11.9‰~-2.14‰（均值-9.09‰）,与同期原始碳酸盐岩δ¹³C值（4.43‰）和δ¹⁸O值（-0.62‰）相比明显偏小。结合白云岩具有高U/Th比值、低Sr值以及Eu正异常等特征,认为研究区灯影组白云岩具有埋藏白云石化特征,且在成岩后期受到了热液流体作用的改造。该区白云岩具有与海水来源白云岩相似的稀土元素配分特征以及远高于正常海水的盐度指数（Z值）,表明白云岩化流体主要来源于封存在地层中的浓缩海水。     

川西北地区中二叠统栖霞组白云岩形成机理——以车家坝剖面为例

以岩石学观察为基础,结合稳定同位素与团簇同位素分析,探讨了川西北地区中二叠统栖霞组白云岩形成机理。川西北车家坝剖面白云岩集中发育于栖霞组上段,可识别出基质白云石与白云石胶结物2种不同类型的白云石。基质白云岩呈灰白色,与灰岩接触界线截然,呈指状交错接触;白云石胶结物呈乳白色,局限分布于溶蚀孔洞的边缘。镜下可进一步划分为3种类型基质白云石,即漂浮状细晶直面自形—半自形基质白云石(Md1)、细—中晶直面自形—半自形基质白云石(Md2)、中—粗晶它形曲面基质白云石(Md3),以及一种鞍形白云石胶结物(Sd)。Md1沿缝合线呈漂浮状分布于灰泥基质中,可能为浅埋藏环境下压溶作用的产物。Md2与Md3具有与宿主灰岩相似的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素特征,指示白云石化流体主要来源于二叠纪同期海水,而相对较高的成岩温度说明受二叠纪末大规模火山活动的影响显著。鞍形白云石及其后的方解石胶结物具有明显偏负的δ¹⁸O值和放射性⁸⁷Sr/⁸⁶Sr...     

川中地区寒武系洗象池组白云岩Mg同位素特征与成因机制

明确成岩流体性质、沉积环境演化、富Mg流体来源、流体迁移路径等因素对揭示白云岩成因、理解白云石化过程具有重要意义。以川中地区中—上寒武统洗象池组为例,基于岩石学与沉积旋回分析及微量元素和碳、氧、镁同位素特征,系统分析了沉积-成岩环境的变迁和富Mg流体的迁移规律,探讨了洗象池组白云岩的成因。洗象池组白云石化流体主要为寒武纪的同期海水,白云石化作用发生于准同生—浅埋藏阶段。川中地区洗象池组整体为温暖、干旱亚热带气候背景下的浅水、半咸水—咸水海相沉积,白云石化类型以萨布哈白云石化和渗透回流白云石化为主。洗象池组白云岩δ²⁶Mg值变化趋势与沉积旋回存在耦合关系。当富Mg海水进行垂向迁移时,发生近源渗透回流白云石化作用,白云岩δ²⁶Mg向下逐渐增大;当富Mg海水进行侧向迁移时,发生远源渗透回流白云石化作用,白云岩δ²⁶Mg垂向上无明显变化;在蒸发局限环境中,主要发生萨布哈白云石化作用,白云岩δ²⁶Mg向下逐渐减小。洗象池组白云岩的形成主要受海平面变迁控制,低海平面时期形成薄层状白云岩,高海平面时期多种白云石化作用逐层叠加可形成大规模厚层状白云岩储层。     

塔里木盆地中下奥陶统碳酸盐岩地球化学特征及其对成岩环境的指示——以巴楚大板塔格剖面和阿克苏蓬莱坝剖面为例

利用薄片、碳氧稳定同位素、微量元素等测试资料,以巴楚大板塔格与阿克苏蓬莱坝剖面中下奥陶统碳酸盐岩为研究对象,系统报道了岩石学与地球化学的各种特征,分析了不同特征所表征的成岩环境。研究表明：(1)碳、氧同位素垂向上整体表现为埋藏成岩环境,鹰山组顶部、蓬莱坝组中部以及顶部呈现出淡水成岩环境特征,鹰山组中部与蓬莱坝组底部显示为海水成岩环境,鹰山组下部和上部表现为海水成岩环境背景下短期受到淡水影响,白云岩δ¹⁸O值、δ¹³C值高于灰岩,鹰山组白云岩δ¹³C值低于蓬莱坝组白云岩;(2)不同类型白云岩Sr含量呈现规律性。还原环境敏感元素富集在鹰山组中—粗晶白云岩与蓬莱坝组顶部粉—细晶白云岩,氧化环境敏感元素富集在鹰山组藻砂屑云质灰岩、蓬莱坝组细晶夹自形中晶白云岩和砂屑幻影白云岩;(3)白云岩化的过程是LREE亏损的过程。一间房组生屑灰岩具较高的∑REE,MREE略富集,Ce负异常程度高,蓬莱坝组下部残余结构云岩REE配分继承颗粒灰岩。鹰山组下部藻泥晶砂屑灰岩与云质砂屑灰岩REE配分相似,∑REE具有随水体深度增加而减小的趋势,LREE富集,HREE亏损,Gd正异常。鹰山组中—粗晶白云岩与蓬莱坝组顶部粉_细晶白云岩REE配分相似,MREE富集。鹰山组与蓬莱坝组细晶—中晶白云岩具明显Eu负异常。     

从岩石学及微区同位素探讨四川盆地灯影组皮壳-葡萄状白云石成因

四川盆地灯影组中的“皮壳、栉壳及葡萄状”白云石是一种非常特殊结构白云石。对四川盆地灯影组葡萄-皮壳状及基岩岩石学、碳氧与锶同位素等研究表明：皮壳-葡萄状白云石早期由内纤状（AC）、外为束状-放射状海底纤柱状（RFC）的文石及犬牙状高镁方解石或粒状方解石构成。不同尺度"球状-哑铃"或菱形的泥微晶白云石沿C轴呈台阶式相向生长,反映了海水潜流带为主的生长模式。微区同位素揭示了环带中的粉细晶白云石要比黑、白相间纤状白云石中的δ¹³C,δ¹⁸O负偏明显;黑色纤状又较白色纤状白云石δ¹³C,δ¹⁸O正偏。环带至少有3种变化情形：①δ¹⁸O（PDB）,δ¹³C（PDB）负偏,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr较高,较宽的明、暗阴极条带,指示了周期性弱氧化与弱还原环境的变化海水并叠加了大气淡水作用;②有序度变化大,从环带核部至边缘,δ¹³C（PDB）缓慢下降,δ¹⁸O（PDB）缓慢升高,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr接近同时代的海水平均值,核部中等橙红向外为不发光-暗淡发光,反映了核部弱还原向外变为弱氧化、海水并有持续大气淡水的补给;③有序度较低、从环带核部至边缘,δ¹³C（PDB）缓慢上升,δ¹⁸O（PDB）先升后降,边缘稍为偏负,中等橙红色、间隔有相对暗淡阴极发光,推测为停滞浓缩海水为主、后有弱氧化大气淡水补给。据此推断,皮壳-葡萄状白云石是在新元古南华纪冰期的特殊海水背景下,经历了过饱和海水中微生物中细菌参于下成核、准稳态含镁矿物沉淀（AC-RFC）、大气淡水下水岩作用粒状方解石（RFC-PC）和浓缩海水中的准同生云化作用过程。     

黔北坳陷北缘寒武系娄山关群地球化学特征及古海洋环境恢复

黔北坳陷北缘寒武系娄山关群发育巨厚的白云岩,前人已开展了储层特征和成藏条件等方面研究,但关于其地球化学特征和古海洋环境的研究还较薄弱。研究在野外调查的基础上,对娄山关群岩石学特征与同位素特征进行分析,进而开展古海洋环境及演变研究。结果表明：娄山关群白云岩有序度在0.63～0.91之间,平均为0.78,白云石含量基本在95%以上,碎屑矿物含量较少。岩石δ¹³C值介于-1.94‰～2.78‰之间,平均为-1.02‰,分布在中—晚寒武世海水的碳同位素组成范围内,δ¹³C曲线演化趋势显示娄山关群沉积早—中期海平面较低且波动频繁,中期曾发生一次较高级别海侵,沉积中后期海平面总体呈低频低幅震荡下降的趋势。δ¹⁸O值分布在-8.32‰～-6.24‰之间,平均为-7.19‰,较寒武纪海水和寒武系灰岩小幅正偏,锶同位素⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值分布在0.709 45～0.710 33之间,显著高于同期海水锶同位素组成,这种异常或与深埋藏期下部地层富锶流体的改造作用有关。古盐度指数Z值分布在120.02...     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段富铁白云石成因

鄂尔多斯盆地马家沟组五段白云岩,按照晶粒可分为两种类型：晶粒较细的M型微晶白云岩和晶粒相对较粗的F型粉细晶白云岩。这两类白云岩都具有较高的Fe含量,但Fe并不是均一分布的。在M型微晶白云岩中,基质白云石的铁含量为583×10^-6~3 811×10^-6,富铁白云石主要以膏溶铸模孔的孔隙充填物的形式存在,粗晶白云石充填物铁含量29 112×10^-6~47 148×10^-6,均匀分布于晶体之中;而粉晶白云石充填物,铁含量最可达81 752×10^-6,仅富集于白云石的边缘。在F型粉-细晶白云岩中,其基质白云石的铁含量为233×10^-6~2 007×10^-6;裂缝和孔隙内充填的白云石的铁含量较高,可达9 178×10^-6,均匀分布。铁的富集可能与孔隙的发育有一定联系。孔隙越发育,容易富集铁。M型微晶白云石的δ¹³C（V-PDB）值为-3.5‰~1.4‰,δ¹⁸O（V-PDB）值为-6.5‰~-8.0‰;孔隙充填物粉晶白云石δ¹³C（V-PDB）值为-0.7‰~-2.7‰,δ¹⁸O（V-PDB）值在-9.8‰~-11.5‰;粗晶白云石的δ¹³C（V-PDB）值范围为-1.7‰~-2.9‰,δ¹⁸O（V-PDB）值范围为-9.9‰~-11.3‰,可能受到过较高温度流体的影响。F型粉细晶白云岩的δ¹³C（V-PDB）值为-0.4‰~-0.8‰,δ¹⁸O（V-PDB）值为-5.3‰~-6.6‰,与海水较为接近。两类白云岩的Fe可能来源于上覆的铁质粘土岩。白云岩形成后,后经历了漫长的风化暴露剥蚀,形成了大量的储集空间,并残存形成了上覆铁质粘土岩。当再次进入埋藏期后,铁质粘土岩中富铁的流体在重力的作用下,向下部的地层运移,且到一定深度时,氧化态Fe³⁺转化为还原态的Fe²⁺,且已具有相对较高的地温,使得Fe²⁺更容易进入白云石晶格,形成了富铁的白云岩层系。     

白云岩地球化学特征及成因——以鄂尔多斯盆地靖西马五段中组合为例

通过主微量元素、稀土元素及碳、氧、锶同位素特征分析,系统研究鄂尔多斯盆地靖边气田西侧奥陶系马家沟组马五段中组合白云岩地球化学特征及成因。样品分析结果表明:中组合白云岩MgO和CaO含量呈负相关性,Mg/Ca值总体较高;总体具有高Fe、较高Mn和低Sr、Na含量特征,部分白云岩Fe、Mn含量相对较低,Na含量相对较高;稀土元素含量总体很低,且具相似稀土元素配分模式,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具明显Eu负异常和弱Ce负异常;δ13C值与同期海水值一致,多数白云岩δ18O值较同期海水值偏负;少数87Sr/86Sr值与同期海水值接近,多数显著偏正。结合区域地质背景及上述特征,认为马五段中组合白云岩很可能主要为渗透回流白云石化成因,同时在后期广泛叠加了埋藏白云石化作用。靖西东部地区为有利储集层发育区且可向东大范围拓展。     

塔里木盆地塔深1井超深层白云岩储层成因新认识：来自原位碳氧同位素分析的证据

塔里木盆地超深层钻井塔深1井揭示在埋深8 408 m条件下依然具有优质白云岩储层,但储集空间的成因机制存在较大争议。在详细的岩心描述、显微岩石学观察与孔洞胶结物充填序列分析基础上,对阴极发光分析后的加厚薄片,通过原位微区取样方法分别获取基质、早期白云石胶结物和晚期白云石胶结物样品并进行碳氧同位素分析。早期白云石胶结物与白云岩基质具有相对一致的碳氧同位素分布特征,而晚期白云石胶结物δ¹³C值和δ¹⁸O值偏负。胶结物充填序列与碳氧同位素分析结果表明,不同类型白云石是多阶段白云石化作用的产物,即孔洞在白云石化作用发生的时候已经形成并随着埋深增加不断消亡。中寒武统阿瓦塔格组深灰色孔洞型白云岩储集空间的形成可能与准同生期近地表成岩事件有关。     

川中地区中二叠统茅口组白云岩特征及成因机理

川中地区茅口组白云岩主要位于茅口组二段中、上部和茅口组三段下部,根据岩石学特征可分为含灰质细—中晶白云岩、细—中晶白云岩、角砾白云岩,且以后两者为主。对比泥晶灰岩与不同类型白云岩样品地球化学特征后发现,白云岩相对于同层灰岩具有较低的Fe含量、较高的Mn含量和较低的Sr含量;泥晶灰岩与不同类型白云岩具有相似的稀土配分特征,均表现为LREE亏损、轻微正La异常和负Ce异常,且白云岩样品具有微弱的Eu正异常;细—中晶白云岩与角砾白云岩δ~(18)O值均明显低于原始灰岩,而~(87)Sr/~(86)Sr比值则明显高于原始泥晶灰岩。不同类型白云岩与灰岩相似的稀土配分特征表明茅口组白云岩形成过程中保留了原始灰岩的部分地球化学特征,而白云岩微弱Eu正异常及其与灰岩同位素差异性可能是由于白云岩化过程中高温地质热流体的参与而引发的。茅口组白云岩化作用受多种因素控制:地层残余海水和岩浆活动伴生的热液流体为白云岩化作用中Mg的主要来源;峨眉山大火成岩省热效应为白云岩化提供异常高的古地温背景;断裂系统为异常地温对流和白云岩化流体提供了快速运移通道;颗粒滩相灰岩较好的孔、渗性使之比泥晶灰岩更易发生白云岩化。峨眉山大火成岩省伴生的异常地温和充足Mg供给是茅口组发生白云岩化的关键,不同类型白云岩形成于白云岩化过程的不同阶段。     

四川盆地东部寒武系龙王庙组地球化学特征及其古环境意义

在野外露头和镜下薄片研究的基础上,对四川盆地东部龙王庙组碳酸盐岩样品的主、微量元素和碳、氧同位素的组分含量、比值特征等地球化学指标进行系统分析,结果表明：龙王庙组19个碳酸盐岩样品的CaO含量高,集中在47.6%~68.3%之间,平均为59.09%;MgO含量变化大,分布在0.65%~12.8%之间,平均为6.17%;Na₂O 含量高,集中在0.89%~3.14%之间,平均为1.15%;K₂O含量较高,分布在0.03%~2.06%之间,平均为0.43%;相较于同期海水,δ¹³C值明显偏正,分布在-1.533‰~0.908‰之间,δ¹⁸O值明显偏负,分布在-4.957‰~-9.916‰之间,且两者不具相关性。进一步分析MgO/CaO、Sr/Ba、1 000×(Sr/Ca)、V/(V+Ni)等特征元素的比值及古盐度“Z”值、古温度“t”,发现龙王庙组为干热气候、贫氧_缺氧环境下形成的亚热带陆棚（离岸一定距离）沉积;沉积过程中,古气候、古水深、古盐度等表征参数均呈多段式变化,沉积晚期大气淡水作用显著,中期气候最为干热、水深最低、盐度最高,是四川盆地东部白云岩油气储集层最有利的发育时期。     

鄂尔多斯盆地中部马五段白云岩成因机理研究

对鄂尔多斯盆地中部气田马五段白云岩的岩石学、矿物学和沉积地球化学特征进行了研究,讨论了白云岩成因,并建立了本地区白云岩的形成模式。区内马五期沉积环境为陆表海潮下—潮间坪碳酸盐沉积,白云岩产状呈透镜体状,具有穿层、爬坡特征,岩性以微晶、粉晶白云岩为主;微量元素表现为低锰、低锶、低钠;碳、氧同位素特征为:δ13C值在零值附近,而δ18O值偏负。该地区的白云岩成因为潮间—潮下环境下的准同生期—成岩早期海水—淡水混合白云岩化作用形成的结果。     

中国南方地区灯影组白云岩储层流体溶蚀改造机制

对南方地区震旦系灯影组未遭受溶蚀改造作用的泥粉晶白云岩、遭受溶蚀改造的富含溶蚀孔隙白云岩储层(包括粗晶砂糖状白云岩)以及孔洞中充填的粗晶白云石开展了碳、氧和锶同位素以及稀土元素分析,以判别白云岩储层发育经历的流体改造作用类型、过程和机制。未溶蚀白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为3.0‰、-3.5‰ 和0.708 779;稀土元素组成上无显著的Ce和Eu异常,属于正常的海水成因白云岩。溶蚀改造后的砂糖状白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为1.7‰、-7.7‰ 和0.709 579,与未溶蚀改造白云岩相比具有略偏轻的碳、氧同位素组成和较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有较高的REE含量和显著的Ce负异常,δCe平均值为0.5,表明多孔的砂糖状白云岩储层是大气降水和含油气流体溶蚀改造的产物。孔洞中充填的粗晶白云石的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为0.3‰、-11.3‰ 和0.710 334,具有显著偏轻的碳、氧同位素组成和显著高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有显著的Eu正异常,δEu平均值为3.0,最大达到9.8,表明孔隙充填白云石是从热液流体中沉淀出来的,并受地层中有机成因流体的影响。根据所确定流体作用类型并结合构造地质演化背景,探讨了灯影组白云岩储层流体改造过程和机制。南方地区在震旦纪灯影组沉积时期发育海水台地相泥粉晶白云岩沉积,局部见藻纹层结构。震旦纪末期遭受大气降水溶蚀改造,下渗至地下深处,促使白云岩溶蚀和重结晶作用;在此后的埋藏过程中,进一步遭受含油气流体的溶蚀改造作用,最终形成富含溶蚀孔隙和沥青的中粗晶白云岩储层。埋藏过程中,受盆地深部热液的改造作用,在孔隙中形成白云石充填,使白云岩储层发生了一定程度的致密化作用。     

四川盆地西部雷口坡组非热液成因鞍形白云石的发现及意义

鞍形白云石通常由热液作用形成,四川盆地西部雷口坡组广泛发育的鞍形白云石也被许多学者归为热液作用成因,并由此将雷口坡组白云岩储层归为热液成因储层。为了进一步认识这些鞍形白云石的成因,并为储层研究提供指引,本文通过对四川盆地西部雷口坡组鞍形白云石的岩石学及地球化学特征分析,较深入地开展了雷口坡组鞍形白云石研究。研究指出区内雷口坡组存在两种成因类型的鞍形白云石;构造裂缝内的鞍形白云石在阴极射线下发亮桔红色光或不发光,氧同位素值相对较高、富集稀土元素、并具负Eu异常、锶-钾-铁-锰含量较高,明显不同于围岩,可能是深部与中酸性岩浆活动有关的岩浆期后热液作用的产物;灰岩中的鞍形白云石斑块、白云岩溶蚀缝孔洞内鞍形白云石沉淀物在阴极射线下发玫瑰红色光,氧同位素值相对较低、贫稀土元素、缺乏Eu异常、锶-钾-铁-锰含量较低,与白云岩围岩极其相似,代表了白云石化流体及物质来源于地层本身,是非热液成因的鞍形白云石,是中-深埋藏条件下,白云岩地层内部流体白云石化作用的产物。区内雷口坡组热液成因鞍形白云石发育分布有限,广泛发育分布的是非热液成因鞍形白云石,指示了雷口坡组储层并非热液作用成因;埋藏条件下,地层流体及热液流体活动较弱,大量的有效储集空间得以保存下来。     

川西中二叠统栖霞组白云岩特征与成因

近期在川西地区中二叠统栖霞组斩获的多个白云岩油气发现彰显了白云岩储层的油气潜力,但该组白云岩储层非均质性极强,白云岩化机制不明确,优质白云岩储层分布预测困难。研究综合分析了该组不同类型白云岩的岩石学和地球化学特征,结合沉积相背景和峨眉山大火成岩省热事件,系统总结了不同类型白云岩化作用的期次和成因。结果显示：川西地区栖霞组白云岩多为斑状或层状分布,白云石晶体以细晶为主,中-粗晶、泥-粉晶次之,伴少量鞍状白云石胶结物。泥-粉晶白云岩主要发育在栖霞组底部,白云石晶体多为半自形-他形晶,常与草莓状黄铁矿伴生,部分泥晶白云石呈球粒状、哑铃状和花椰菜状;泥-粉晶白云岩的δ¹³C(VPDB)为负值,δ¹⁸O(VPDB)处于正常海水数值范围内,这些特征表明泥-粉晶白云岩可能为微生物介导作用的产物。细晶白云岩在栖一段和栖二段都有发育,其白云石晶体主要为自形-半自形晶,多具有雾心亮边结构,在阴极发光下晶体内部呈棕色-暗红色,向外过渡为亮红色后再变暗;细晶白云岩具有明显的残余粒屑结构,表明前驱岩岩性为颗粒灰岩;细晶白云岩的δ¹⁸O(VPDB)...