Oxygen isotope geochemistry of phosphorite and dolomite and palaeo-ocean temperature estimation: A case study from the Neoproterozoic Doushantuo Formation, Guizhou Province,South China

The Neoproterozoic Doushantuo Formation at Weng'an in Guizhou Province of South China consists of phosphorites and dolomites.Three types of samples are recongnized for the phosphate-bearing rocks.In Type I samples, interstitial phosphates occur within the dolomite rocks, whereas in Type III samples, interstitial dolomites occur within the phosphorites; both of them may have diagenetic origin.The Type II samples are interbedded phosphorites and dolomites.Oxygen isotopic compositions of phosphate and coeval carbonate were analyzed.Phosphates of Type I and II samples show similar low δ18Ophos (SMOW) values of 10.9‰～12.1‰ and 10.7‰～12.8‰, respectively, whereas Type III phosphates show higher δ18Ophos (SMOW) values of 13.2‰～15.0‰.Dolomites from Type I and II samples have δ18Ocarb (PDB) and δ13Ccarb (PDB) values of -6.2‰～-3.4‰ and -2.2‰～-0.7‰, respectively, whereas interstitial dolomites from Type III samples show lower δ18Ocarb (PDB) and δ13Ccarb (PDB) values of -12.9‰～-8.6‰ and -4.4‰～-2.6‰.Petrology and oxygen isotope data suggest that diagenetic alteration may have partially affected the studied rocks, but the dolomites from Type I and phosphates from Type III samples represent the most pristine isotopic compositions of primary carbonates and phosphates precipitated from seawater.Calculations of palaeocean temperatures from the most 18O enriched dolomite and phosphate indicate a temperature range of 32.2 ℃ to 34.0 ℃ for the seawater of the Doushantuo Formation period.Ce anomaly also suggests more oxic conditions and possibly shallower water depth in the upper strata of the Doushantuo Formation at Weng'an, Guizhou Province.     

塔里木盆地西北缘通古孜布隆剖面下奥陶统蓬莱坝组白云石化流体来源及白云岩成因分析

通过剖面观测、岩石学特征对比和地球化学分析, 对塔里木盆地西北缘通古孜布隆剖面蓬莱坝组白云岩的白云石化流体来源和白云岩成因进行探讨。观测结果表明: 白云岩的主要类型有粉晶自形?半自形白云岩、细晶自形?半自形白云岩、中晶半自形?它形白云岩和粗晶半自形?它形白云岩; 粉?细晶白云岩主要分布于蓬莱坝组下段, 粉晶白云岩质地均一, 细晶白云岩普遍发育雾心亮边; 中?粗晶白云岩主要分布于蓬莱坝组上段, 并与砂屑灰岩高频次互层, 发育残余颗粒结构和少量晶间孔、残余粒间孔。地球化学分析结果表明: 各类白云岩稀土元素配分模式与同期灰岩相似, 具有LREE富集、HREE亏损、Ce异常不明显、Eu负异常的特征, 碳、氧同位素值位于同期海相白云石范围内, 指示白云石化流体为同期正常或偏咸海水; 粉?细晶白云岩具有低Fe, Mn和高Sr, Ba的特征, 为近地表中等盐度海水渗透回流作用的产物, 多期次流体作用使细晶白云岩发生过度白云石化, 形成雾心亮边或环带; 中?粗晶白云岩在近地表浅埋藏阶段就被半局限台地环境下蒸发作用产生的偏咸海水交代, 高频海平面变化导致周期性的白云石化作用, 从而导致砂屑灰岩与残余颗粒白云岩周期性叠置, 阴极发光显微镜下可见次生加大边, 与粉?细晶白云岩相比, 具有Fe, Mn含量增高而Sr, Ba含量降低的特征, 表明在后期受埋藏作用的影响发生重结晶, 具有早期渗透回流形成、中期埋藏重结晶加强的成因特征。     

苏里格气田东区马五5储层白云岩成因机理分析

鄂尔多斯盆地苏里格气田东区马家沟组马五5储层白云岩的成因争议较大,通过对该区马五5白云岩沉积背景、地球化学特征和岩石学特征详细研究后,认为该区马五5段白云岩是以潮间潮下带沉积为主的沉积产物,主要发育准同生白云岩和埋藏白云岩两种类型,白云石化流体是高盐度海水与粒间孔隙内海水二者并存的海源流体,形成了准同生白云岩和埋藏白云岩两种成因模式。准同生白云岩以泥微晶白云岩为主,有少部分粉晶白云岩,具有水平纹层、膏模孔和鸟眼构造,常与石膏晶体共生,晶粒以自形为主,有序度较差,微量元素Sr和Na含量高,表明其沉积环境为水体较浅、高盐度及气候干燥的强蒸发环境,属于准同生白云岩成因;埋藏白云岩为粉细晶及中晶白云岩,晶粒总体较大,晶形以半自形为主,晶间孔较发育,有序度较高,与黄铁矿共生,呈团块状或不均匀状分布,微量元素Fe和Mn含量较高,δ¹⁸O_PDB值偏负,反映出埋藏还原条件下形成的产物,属于埋藏白云岩成因。     

鄂尔多斯盆地中东部马四段白云岩地球化学特征及成因模式

在岩石学分析的基础上,结合痕量元素、稀土元素、碳氧同位素以及锶同位素的研究,探讨鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组第四段(简称"马四段")白云岩的成因.结果表明:马四段白云岩主要由泥微晶白云岩、粉—细晶白云岩、(残余)砂砾屑白云岩及斑状白云岩组成.不同类型白云岩的稀土 配分模式均与泥晶灰岩相似,且Sr同位素值及碳氧同位值...     

川东北地区飞仙关组和长兴组白云岩成因与成岩-成藏系统

通过沉积相剖面、岩石结构和多项地球化学指标、油气源岩性质对比及流体非均质性与运移路径分析等新技术方法,运用流体-岩石相互作用和流体成藏动力学新理论,研究了川东北地区飞仙关组和长兴组白云岩成因和成藏特征,确定此2个层位的优质生物礁相和鲕滩相白云岩储层成因主要与成岩期的埋藏白云岩化作用有关,都属于同源流体和同一流体输导体系控制的多期次、多阶段埋藏白云岩化与连续的重结晶作用产物,论证了飞仙关组和长兴组与埋藏白云岩化作用及多期次油气运移、充注和成藏过程也受同一流体输导体系和同一油气源控制。依据埋藏白云岩化过程的成岩系统划分与成藏过程在时空上的耦合匹配关系,提出以通源断裂/裂隙带为核心的,由断裂/裂隙带、不整合面和优质礁、滩相白云岩储层构成的复合输导体系为主控因素的统一"成岩-成藏系统"概念。     

古城地区鹰山组储层特征及成岩孔隙演化

针对古城地区鹰山组孔隙在成岩历史中演化的问题,基于岩芯描述、薄片鉴定、阴极发光、测井资料以及地球化学数据分析,对目的层岩石学特征、成岩作用和储层特征几个方面进行了研究。结果表明,古城地区鹰山组储层岩石类型以石灰岩与白云岩为主,其中,白云岩多分布于鹰山组下部,且细晶自形-半自形白云岩和中-粗晶它形白云岩表现出相对较好的孔渗性,储集空间以晶间孔隙、晶间溶孔及裂缝为主,形成的主要储层类性为裂缝型、孔隙型和裂缝-孔洞型。研究区成岩作用对储层储集性能影响较大,其中,早期胶结作用、压实压溶作用、硅化作用以及热液矿物的充填对原生孔隙起破坏作用,浅埋藏白云石化作用、破裂作用、热液溶蚀作用为建设性成岩作用。由于过渡白云石化作用的影响,白云岩晶间孔隙发育程度较低,热液溶蚀作用对优质储层的形成起关键性作用。     

四川盆地东北部飞仙关组白云岩成因分析

在综述四川盆地东北部飞仙关组白云岩成因研究现状及存在问题的基础上,通过对研究区内主要由泥—微晶白云石和细—中晶白云石组成的岩石进行岩石学特征、有序度特征、阴极发光特征、同位素特征的研究,并对成岩流体温度、古盐度分析,认为：主要由泥—微晶白云石组成的岩石,如泥—微晶白云岩、藻纹层白云岩等,这类岩石的白云石化作用为准同生白云石化作用;而主要由细—中晶白云石组成的岩石,如晶粒白云岩、鲕粒白云岩、残余鲕粒白云岩等,这类岩石的白云石化作用是由埋藏白云石化作用引起。通过对锶同位素的聚集分布规律分析后认为,该埋藏白云石化作用发生在一个封闭体系中。     

川东北下三叠统飞仙关组白云岩成因——来自岩石结构的证据

以岩石结构分析为基础,结合自云石有序度和Sr含量及Sr同位素等资料,对川东北下三叠统飞仙关组广泛发育的白云岩成因进行研究,从中识别出准同生白云岩和埋藏白云岩两种成因类型.其中具有储集意义的仅为多期次埋藏交代成因的成岩白云岩,包括鲕粒白云岩和晶粒白云岩两种主要结构类型.综合成岩埋藏白云岩的结构与有序度和Sr含量及Sr同位素地球化学特征,可将埋藏白云化过程划分为早、中、晚三个成岩阶段.各阶段储层白云岩的岩石结构虽然有显著的差别,但微量元素Sr含量和Sr同位素地球化学特征具有明显的相似性与周源性,不仅显示了埋藏白云化流体为具备早三叠世海水Sr同位素组成特征的海源地层水而与大气淡水无关,同时反映了多期次的埋藏白云化作用是发生在继承性发展演化的过程中的和相对封闭的体系中,因此,对储层的发育和天然气的聚集成藏都非常有利.     

湘东南拗陷上古生界碳酸盐岩储层成岩作用

湘东南拗陷是中国南方古生代～新生代叠合盆地之一,古生代～中生代地层普遍裸露,该拗陷油气勘探程度较低。在野外剖面观测、室内薄片鉴定等工作的基础上,分析了湘东南拗陷上古生界碳酸盐岩储层成岩作用类型,包括：泥晶化作用、胶结作用、压溶作用、白云石化作用、重结晶作用、裂缝化作用、溶蚀作用等,以及经历的海底－大陆（淡水和混合水）－浅埋藏－深埋藏－表生等成岩环境。对储层孔隙发育起建设性的成岩作用主要有裂缝化作用、压溶作用、溶蚀作用和白云石化作用。裂缝化作用及压溶作用在一定程度上可改善储层的储集性能。白云石化作用形成的白云石晶间孔为重要的孔隙类型,并成为工区最为有利的勘探目的层。     

双鱼石构造栖霞组白云岩储层特征及主控因素

针对川西北双鱼石构造栖霞组白云岩储层特征及主控因素问题，以野外剖面实测、岩芯观察描述及钻测井资料为基础，结合普通镜下薄片、铸体薄片、扫描电镜及阴极发光等分析手段，探讨储层发育特征及主控因素。结果表明，栖霞组储层沿龙门山山前带呈北东-南西向展布，厚度在10~40 m；储层以台地边缘滩相的晶粒白云岩和少量颗粒白云岩为主；储集空间类型以溶蚀孔（洞）为主，裂缝次之；孔隙度频率分布主要集中在1.0%~4.0%，渗透率主要集中在0.001~10.000 mD；储集类型主要为裂缝-孔隙（洞）型储层。栖霞组储层的发育及分布主要受沉积相带、沉积古地貌、成岩作用及后期构造破裂等因素控制，沉积作用提供了储层发育的物质基础；沉积古地貌则控制了高能颗粒滩相的分布范围；准同生期淡水淋滤溶蚀不但形成了大量的次生溶蚀孔洞，还提供了白云石化流体运移的通道；埋藏白云石化作用最大限度地继承和保存了早期的孔洞系统；后期构造破裂形成的裂缝则进一步连通了孔洞系统。     

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层碳、氧同位素地球化学特征

中—下奥陶统鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层是塔里木盆地轮古西地区的主要油气产层 .为了弄清储层的成因类型、储层古岩溶过程中的流体性质和古水文条件 ,为预测和评价此类储层提供有关的地球化学信息 ,讨论了储层形成过程中记录的碳、氧稳定同位素特征 .结果表明 :轮古西地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层中的δ13C和δ18O值的变化范围较大 ,δ13C值为 -0 .70‰～ -6.5 0‰ ,平均值 -1 .76‰ ;δ18O值为 -3 .75‰～ -1 7.1 0‰ ,平均值 -9.42‰ .碳酸盐岩基质、冲积岩和方解石胶结物的δ13C和δ18O分布具有一定的差异 .三类样品的δ18O值均具有明显偏负特征 ,表明在碳酸盐岩成岩过程中受到大气成因的淡水影响 ,反映了当时的风化壳岩溶成岩环境 .冲积岩样品的δ13C值的偏负程度较高 ,其物源可能来自石炭—二叠系地层     

四川盆地灯影组储层原生孔隙内胶结物研究

论述了四川盆地灯影组储层段内亮晶颗粒白云岩和蓝菌藻粘连白云岩中胶结物的发育情况:颗粒和蓝菌藻粘结组构间的原始孔隙在四期七种不同结构类型的白云石胶结物充填后基本消失;形成于不同成岩环境中的白云石胶结物,在产状、矿物学和地球化学等特征上虽有较大的差异,但总体又具有一定的变化趋势,即随埋藏深度的增加,胶结物在由孔隙边缘向中心充填的同时,晶粒变粗、颜色变浅、包裹体增多、温度升高、同位素值偏负、阴极发光强度变强。     

鄂尔多斯盆地西北部奥陶系“三元”主控成藏规律

通过对鄂尔多斯盆地西北部奥陶系烃源岩、储集层及天然气展布规律的研究,探讨其天然气成藏规律。奥陶系烃源岩主要分布在上统乌拉力克组和拉什仲组,以海相泥岩为主;储层主要发育在中统克里摩里组和桌子山组,依据岩石类型、孔隙结构,可分为岩溶孔洞型储层和白云岩晶间溶孔型储层;天然气藏的形成受烃源岩、储层和圈闭的"三元"主控,具有有效烃源岩控制天然气区域分布、优质储层控制天然气聚集带展布、有效圈闭控制气藏分布特征。鄂尔多斯盆地西北部的西侧气藏主要为油型气,东侧主要为煤型气,均为上生下储的成藏模式。     

鄂尔多斯盆地靖边北部奥陶系马五4-1段成岩作用特征

应用沉积学理论,通过岩心观察、室内薄片研究及扫描电镜、阴极发光等测试分析,对鄂尔多斯盆地靖边气田北部地区奥陶系马家沟组马五4-1段碳酸盐岩的成岩作用进行了较详细的研究,认为该区对储层发育有利的建设性成岩作用类型有白云石化作用、溶蚀作用、去膏化作用;破坏性作用有重结晶作用、压实压溶作用、去白云石化作用.喀斯特作用形成最重要的孔隙网络系统,经埋藏期溶蚀作用改造构成良好储层.根据成岩作用特征以及区域构造演化,总结出成岩演化序次,并将本区分成3个成岩相4个成岩亚相.油气勘探有利区为去膏化泥微晶白云岩相区,去膏化-去白云石化含灰(灰质)白云岩相区次之,微晶白云岩相区和喀斯特微粉晶白云岩亚相区则不利于孔隙发育.     

重庆北碚嘉陵江组第三—第四段碳酸盐岩碳同位素组成对古海水代表性

早三叠世海水的碳同位素组成是近年来地学研究的热点之一,但全球早三叠世碳同位素组成并没有获得统一的认识。上扬子地区早三叠世晚期普遍发育蒸发岩,地表剖面则因表生成岩作用而形成一套夹盐溶角砾岩及次生灰岩的碳酸盐地层,其地球化学信息不同程度地偏离海水,因而样品成岩蚀变性对古海水碳同位素组成的代表性的评估显得十分重要。本文以中、下三叠统界线清楚的重庆北碚剖面为对象,研究了下三叠统嘉陵江组第三、第四段和中三叠统雷口坡组底部样品的元素组成,碳、氧同位素组成及彼此之间的相互关系,选择Mn含量和氧同位素作为条件评价碳酸盐岩的成岩蚀变性及其对海水碳同位素组成的代表性,在此基础上建立了早三叠世晚期海水的碳同位素演化曲线。研究表明:(1)北碚剖面嘉陵江组第三、第四段(嘉三、嘉四段)及雷口坡组底部碳酸盐岩的Mn、Fe含量与碳同位素组成之间具有良好的负相关性,氧同位素组成和碳同位素组成之间则具有良好的正相关性,大量样品具有低δ18 O值、低δ13 C值以及较高Mn、Fe含量的特征,说明其碳同位素组成偏离海水。(2)以δ18 O-7.5‰、方解石的Mn质量分数100×10-6、白云石的Mn质量分数120×10-6为评价条件,北碚剖面嘉三、嘉四段(含雷口坡组底部)的73个样品中有38个需要在建立海水碳同位素曲线时剔除,占全部样品的52%。其中嘉四段需要剔除的样品占嘉四段样品的78%,而嘉三段的该数值为11%,说明作为原始沉积的灰岩段对海水地球化学信息保存较好,而分布盐溶角砾岩及次生灰岩的层位对海水地球化学信息保存很差。(3)氧同位素作为成岩蚀变评价标准比Mn含量更为苛刻,并可基本覆盖Mn含量评价条件,说明对于嘉三—嘉四段这样的石灰岩—白云岩—蒸发岩地层的地表剖面的样品来说,选择氧同位素作为评价条件可较好地对碳同位素的原生性进行控制。(4)白云岩对海水地球化学信息总体上保存较好,与相邻石灰岩相比,白云岩具有更高的δ18 O和δ13 C值,但其原因仍然需要进一步研究,可能与同位素分馏系数的差别以及白云岩形成于盐度更高的流体有关,因而白云岩所代表的海水地球化学信息可能不完全与伴生石灰岩相同。(5)除绿豆岩附近出现了短时间的变化超过4‰的大幅度波动以外,早三叠世晚期海水的碳同位素演化相对平稳,大致在-0.3‰~-1.8‰的范围内波动,呈现一个低幅的"V"字形,显示早三叠世晚期地球生态的恢复与碳循环系统的重建。     

川东北气田储层微量元素及沉积环境分析

海相沉积碳酸盐岩微量元素值域变化对了解古海平面起伏变化、气候条件和及古沉积海水温度具有较大的意义。以PG1井为检验井,取其储层岩芯样品共计122组,分析微相元素纵向演化特征,判识其沉积环境。实验分析表明:Ca/Mg比值从下至上逐渐增大、飞一~飞二段边缘浅滩相的Ca/Mg值(约1.2)小于飞三段的潮坪相的Ca/Mg值(约2.0),说明飞一、飞二段白云化程度高于飞三段;因此其白云化岩较发育,是优势储层。长兴-飞仙关组Sr、Mn、Fe元素含量分别位于80~500μg/g、7~90μg/g、0.6%~1.4%之间,具有高Sr,低Fe、Mn的特征,二者白云岩化流体具有同源性,反映其白云岩成因是在封闭、淡水没有参与的体系下形成。研究认为:川东北晚二叠世-早三叠世气候非常干旱赤热,强烈的蒸发作用导致沉积物中的孔隙水及海水盐度慢慢增大,Mg2+逐渐置换了水体中的Ca2+离子,不仅有利于碳酸盐岩发生准同生白云岩化作用,同时有利于在台地两侧高能边缘礁滩沉积环境中发生埋藏白云岩化作用。     

歧口凹陷沙一下亚段湖相白云岩岩石学特征及成因分析

 歧口凹陷沙一下亚段白云岩发育在整体湖扩背景下,通过对研究区白云岩镜下鉴定,扫描电镜分析,发现研究区主要发育泥晶白云岩、微晶白云岩、砂质白云岩、灰质白云岩、泥质白云岩5种。结合阴极发光特征、氧同位素、稀土元素实验,揭示了研究区白云岩化作用的2种成因环境：准同生期的回流渗透白云岩化作用、成岩期的埋藏白云岩化作用。通常准同生期的回流渗透白云岩经过深部热液流体的改造,进而发生埋藏白云岩化作用,多见于裂缝发育区。研究区不同地区发育的不同成因的白云岩,对这些白云岩形成类型和形成环境的研究,以及对下一步预测白云岩储层具有重要地质意义。     

Isotopic evolution of the terminal Neoproterozoic and early Cambrian carbon cycle on the northern Yangtze Platform, South China

Profound geotectonic, climatic and biological changes occur during the terminal Neoproterozoic and its transition into the early Cambrian. These are reflected in temporal variations of the chemical and isotopic composition of seawater. We are studying a sequence of sedimentary rocks at the Shatan section, northern Yangtze Platform, Sichuan Province of China. This succession comprises, in ascending stratigraphic order, predominantly calcareous sediments of the Sinian upper Dengying Formation and black shales of the lower Cambrian Guojiaba Formation (time equivalent of Niutitang Fm.). Paleoenvironmental setting represents shallow-water shelf deposits. The objective of our study is to provide temporal records for the isotopic compositions of organic and carbonate carbon throughout this time interval. Organic carbon isotope values display a range between -35.8‰ and -30.1‰ with clear stratigraphic variations. Carbonate carbon isotope data vary between -3.5‰ and +0.5‰. These secular variations are interpreted to reflect perturbations of the global carbon cycle, specifically changes in the fractional burial of organic carbon. However, local conditions have further affected the isotopic signals.     

Late Miocene Red River submarine fan,northwestern South China Sea

A huge submarine fan is discovered through the research of the seismic and borehole data in the binding site of Yinggehai basin and Qiongdongnan basin in northwestern South China Sea.The fan,mainly formed during Late Miocene (Huangliu period) has an area over 10000 km 2 and maximum thickness of over 2000 m.It is characterized by a wedge-shaped oblique progradation configuration on the dip profile and a hummocky bidirectional progradation configuration on the strike profile.The core and Logging data from the well YC35-1-2 located in the front side of the fan indicate that sandy gravity flow deposits are predominant in lower Huangliu Formation and change to interbeds of sand and mud in upper Huangliu Formation.The fan is interpreted as a sand/mud-rich submarine fan in combination with the bathyal geological background of Huangliu period.A preliminary analysis of provenance indicates that neither the Guiren Uplift in the west nor the Hainan Uplift in the north can serve as the major provenance for the submarine fan.The provenance is considered to be from the Red River,based on the sedimentary facies study of the Huangliu Formation in Yinggehai basin.The fan is thus named as "Red River submarine fan".The Red River depositional system consists of the Red River submarine fan,the Red River delta,and associated submarine canyons.The discovery of the Red River submarine fan provides important information for the research of the uplift of Tibetan Plateau and the evolvement of Red River Fault Zone.Furthermore,it also points out a new direction for the deepwater hydrocarbon exploration in the northern South China Sea.     

四川盆地中部嘉二段储层特征及成因

通过钻井、录井、测井及岩心等大量资料的综合分析,系统识别出鲕粒灰岩储层、砂屑云岩储层和粉晶云岩储层是四川盆地中部地区下三叠统嘉陵江组嘉第二段主要的碳酸盐岩储层。鲕粒灰岩储层以孤立的粒内溶孔和铸模孔为主要储集空间,孔隙间喉道欠发育,以微喉为主,中孔微喉的配置关系导致储层多表现为中孔低渗、渗透率偏低的特征;砂屑云岩储层以残余粒间孔和粒间溶孔为主要储集空间,孔隙间喉道发育,以缩颈喉道为主,较好的孔喉配置关系使储层多表现为中孔中渗、储渗能力较好的特征;粉晶云岩储层以晶间孔和晶间溶孔为主要储集空间,孔隙间喉道以片状喉道为主,孔喉配置关系较好,储层多表现为中孔中渗的特征。储层成因分析结果表明,沉积微相是储层形成的沉积基础,分别形成于鲕滩微相、砂屑滩微相和云坪微相中的鲕粒灰岩、砂屑云岩和粉晶云岩为储层的形成提供了早期物质基础;台地内次一级微地貌高地为储层形成提供了有益的微地貌条件;同生期大气淡水淋溶、原生粒间孔保存和白云岩化作用分别是鲕粒灰岩储层、砂屑云岩储层和粉晶云岩储层形成的关键。