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。     

塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩孔洞充填物期次、地化特征及形成条件*

对塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面中寒武统沙依里克组萨布哈白云岩及其溶孔中的多期次充填物进行了岩石学和地球化学分析,以对其沉淀时的流体环境进行恢复。孔洞中的环带状充填物可分为4期,由白云岩向内依次为：（1）乳白色粒状方解石;（2）铁质浸染的杂色柱状方解石;（3）无色透明的石英;（4）紫色粒状萤石。碳氧同位素、微量元素及稀土元素分析结果表明：白云岩具有高的Sr/Ba值5.47,低的U/Th值0.2954（明显小于0.7）,高的Zr/Hf值36.86,相对高的稀土总量,相对高的 δ¹⁸O值-7.444‰,盐度指数Z值为120.56,表明它形成于相对低温、富氧和盐度相对较高的流体环境,进一步证实其是形成于蒸发环境的准同生白云岩。第1期方解石具有低的Sr/Ba值2.33,相对高的U/Th值1.3,低的Zr/Hf值20.857,相对居中的稀土总量,相对低的δ¹⁸O值-13.758‰,盐度指数Z值为105.35（小于120）,表明它形成于温度相对较高、缺氧、盐度较低的流体条件下。第2期方解石具有具有相对低的Sr/Ba值2.77,相对高的U/Th值1,相对低的Zr/Hf值32.08,相对居中的稀土总量,相对低的 δ¹⁸O值-11.344‰,盐度指数Z值为116.51,表明其形成于温度相对较高、贫氧、盐度较低的流体条件下。萤石具有居中的Sr/Ba值3.15,相对高的U/Th值0.8666,相对低的Zr/Hf值31.875,相对低的稀土总量,其配分模式与岩浆成因萤石较为接近,表明其形成于温度相对较高、缺氧、低盐度的流体条件下。这些特征反映该套地层经历了准同生期白云岩化后的埋藏-抬升-再埋藏-最终抬升至地表的过程。     

库车盆地西北缘下第三系碳、氧同位素特征及成岩环境

库车盆地西北缘及柯坪地区下第三系碳酸盐岩稳定同位素分析结果显示氧同位素组成在相对较小的范围内变化，而碳同位素组成变化很大。沉积学研究表明塔拉克组和小库孜拜组海相地层主要为潮坪、萨布哈和渴湖相沉积，在成岩过程中或成岩期后，沉积物不同程度地受到了淡水作用的影响。所分析的样品大部分形成于大气淡水成岩环境，富集１２Ｃ，δ１３Ｃ为正值的样品一般形成于海水成岩环境。稳定同位素分析是研究成岩作用的有效手段之一。     

鄂尔多斯盆地奥陶系孔洞充填特征分析

鄂尔多斯盆地奥陶系以碳酸盐岩溶蚀孔洞为主要的油气储集空间.通过100余口钻井300余个岩石薄片,以单个薄片的溶斑为研究对象,发现孔洞的充填程度在区域上具有明显的分带性,东、西部地区发育的孔洞被完全充填,孔隙消失殆尽,而中部地区孔洞被部分充填,存在大量的剩余孔隙,为油气储集提供了有利空间.孔洞充填物主要为白云石、方解石以...     

稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用

笔者对湖北宜昌寒武系、奥陶系和鄂尔多斯布１井寒武系、任３井奥陶系的大量样品测试和研究结果表明大气淡水成岩环境中的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向较高负值漂移；正常和咸化海水成岩环境中δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向高正值漂移；较深埋藏成岩δ１８Ｏ值向高负值漂移.且与埋深成反比，而δ１３Ｃ值相对较稳定或向低正值漂移。     

四川盆地下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义北大核心CSCD

四川盆地古生代海相地层沉积厚度巨大。奥陶系碳酸盐岩的碳氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成:δ^(13)C_(PDB)值分布区间为0.17‰~-6.20‰,δ^(18)O_(PDB)值分布区间为-4.98‰~-11.07‰,δ^(18)O_(PDB)与δ^(13)C_(PDB)两者不存在明显的线性关系。碳氧同位素对比表明,四川盆地下奥陶统碳氧同位素值与全球下奥陶统的碳氧同位素分布区间基本一致,并且碳同位素值曲线识别了具有全球对比特征的TSICE正漂事件,显示奥陶系碳同位素曲线具有全球可对比性。同时,四川盆地奥陶系桐梓组中期δ^(13)C_(PDB)平均值从-1.62‰负漂为-4.87‰,发生了显著的负漂移事件,分析认为在四川盆地早奥陶世早期由西向东的海退事件导致海洋生产力急速下降是造成δ^(13)C_(PDB)值的负漂移主要原因。桐梓组中上部δ^(18)O_(PDB)大幅度负向偏移,表明桐梓组中期有一个短时期温度升高、盐度降低的过程。研究揭示奥陶系碳氧同位素可以有效的辅助该区的地层划分对比,并且四川盆地早奥陶世发生过显著的海退事件。     

塔里木盆地塔中Ⅰ号带西北部上奥陶统碳酸盐岩同生期岩溶——以顺2井为例

在对塔中Ⅰ构造带西北部的顺2井奥陶系碳酸盐岩详细岩心观察和室内研究基础上,通过对岩溶作用中的泥质和方解石充填物的矿物组成、粘土成分、常量与微量元素和碳氧同位素的综合研究认为:顺2井良里塔格组碳酸盐岩取心井段显示出小型的潜流-缓流带及渗潜带岩溶结构,发育厚度为几十米(20～60m);具有块(粒)状结构、不发光泥微晶颗粒和裂隙充填方解石等大气水成岩特征及等粒镶嵌状结构、环带结构等埋藏或混合成岩作用特征;泥质充填物含稳定石英、钾长石、斜长石及代表埋藏早期未压实的标型矿物菱铁矿,相对高的CaO、K2O、Sr/Ba、B、F和相对低的Sr具负铈异常等;泥岩充填物中碳酸盐岩δ13C>0,中低负值的δ18O和Z>120;反映其形成于海相或处于海水-淡水混合带,代表了与沉积间断面有关的同生期表生岩溶的特征,后经历了成岩埋藏阶段的热液(水)作用改造。     

塔里木盆地轮南地区下奥陶统碳酸盐岩储层的控制因素分析

轮南地区下奥陶统潜山是一个具有良好勘探前景的油气富集区 ,但该区碳酸盐岩储层的不均一性及其预测的难度制约了该区勘探的进展 ,这也是碳酸盐岩地区油气勘探的难题之一。从影响碳酸盐岩储层发育的基本地质条件入手 ,对该区的构造特征、沉积环境及成岩作用分别进行了探讨 ,同时结合近年来的钻探成果进行了分析。结果表明 ,该区储层的储集性主要与次生孔隙有关 ,即主要受构造作用和成岩作用控制 ,而与沉积环境没有直接的关系 ,这一分析为该区碳酸盐岩储层的预测和评价提供了依据     

鄂中地区下奥陶统碳酸盐岩成岩作用及孔隙演化

本文根据岩石学特征、沉积构造、生物化石等标志将鄂中地区下奥陶统碳酸盐岩沉积划分为五种不同的相带，其中以开阔台地相最为发育。并采用阴极发光、氧碳同位素、混合染色等手段，详细研究了该区碳酸盐岩成岩作用类型、成岩序列和孔隙演化特征。认为胶结、溶解、压溶作用和白云石化作用是控制该区碳酸盐岩储层的主要因素，聚集期孔隙形成于深埋藏成岩环境，与压溶作用和深部溶解作用密切相关     

川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素特征及其成因分析

利用微量元素和碳、氧同位素特征对样品有效性作出了检验.在证明样品未受明显蚀变的前提下对川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素进行了分析.在层序地层格架中对比不同体系域、不同岩性的碳、氧同位素特征,87Sr/86Sr比值特征,Z值与古温度特征,分析了碳酸盐岩的成岩环境.低位体系域以膏盐湖及萨巴哈环境为主,炎热干旱,陆源淡...     

塔里木盆地玉北地区中下奥陶统鹰山组溶洞充填物稀土元素特征及其意义*

中下奥陶统碳酸盐岩古岩溶型储集层的特征、演化及纵横向分布是塔里木盆地玉北地区勘探关注的重要问题,而YB7井在鹰山组钻遇的溶洞及其充填物为研究该地区中下奥陶统古岩溶作用提供了契机。研究区YB7井中下奥陶统鹰山组溶洞充填物以长石石英砂岩为主,文中将其稀土元素组成特征与该地区志留系依木干他乌组和克孜尔塔格组、泥盆系东河塘组、石炭系巴楚组及塔中地区志留系柯坪塔格组和塔塔埃尔塔格组进行对比,以分析其物源及溶洞的演化时限。结果显示: 4个溶洞充填物样品稀土元素配分模式表现为轻稀土轻微富集,重稀土稍显亏损,具有明显的Ce负异常和轻微的Eu正异常,与东河塘组和柯坪塔格组的特征较为接近。溶洞充填物的ΣREE平均为36.48 μg/g,与东河塘组最为接近,而与柯坪塔格组相距甚远。玉北地区缺失柯坪塔格组,至巴楚组沉积前一直处于构造高部位,故柯坪塔格组不具备为YB7井溶洞提供物源的基础。玉北地区西部局部钻遇东河塘组,而YB7井周边缺失该组,故综合稀土元素组成特征、沉积特征及构造背景认为,YB7井溶洞充填物来源于东河塘组,其形成于暗河系统,且东河塘组沉积后至巴楚组沉积前是玉北地区重要的岩溶储集层发育时期。     

Oxygen and carbon isotope composition of Gordon Group carbonates (Ordovician), Florentine Valley,Tasmania, Australia

The Gordon Group carbonates consist of biota of the Chlorozoan assemblage, diverse non‐skeletal grains and abundant micrite and dolomite, similar to those of modern warm water carbonates. Cathodoluminescence studies indicate marine, meteoric and some burial cements. Dolomites replacing burrows, mudcracks and micrite formed during early diagenesis.

δ¹⁸O values (‐5 to ‐7%ō PDB) of the non‐luminescent fauna and marine cement are lighter than those of modern counterparts but are similar to those existing within low latitudes during the Ordovician because of the light δ¹⁸O values of Ordovician seawater (‐3 to ‐5%o SMOW). The δ¹⁸O difference (2%o) between marine and meteoric calcite indicates that Ordovician meteoric water was similar to that in modern subtropics. Values of δ¹³C relative to δ¹⁸O indicate that during the Early Ordovician there were higher atmospheric CO₂ levels than at present but during the Middle and Late Ordovician they became comparable with the present because of a change from ‘Greenhouse’ to glacial conditions. δ¹⁸O values of Late Ordovician seawater were heavier than in the Middle Ordovician mainly because of glaciation.

Dolomitization took place in marine to mixed‐marine waters while the original calcium carbonate was undergoing marine to meteoric diagenesis.     

鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩成岩相地球化学特征*

白云岩是鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩层系最主要的岩石类型和天然气藏的主要储集层。文中探讨了鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云岩成岩相的岩相与地球化学特征及其识别方法。根据岩心及露头观察、薄片鉴定、全岩X衍射、元素分析和碳、氧、锶同位素测试数据,识别出8种白云岩成岩相类型(准同生云化相、膏盐溶角砾相、活跃回流云化相、隐伏回流云化相、海水云化相、表生岩溶角砾相、埋藏溶蚀相和埋藏重结晶相),其分别形成于蒸发海水、中等盐度海水、正常海水、早期淡水、表生淡水及地层水成岩环境,隶属于近地表、风化壳及中—深埋藏3个成岩系统。建立了Fe-Mn、Cs-Sc、(K×Tl)/Na-(Sc×Ni)/Sr、δ¹³C-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 成岩相判别模版。弱活动性元素Sc、Ni和稳定重同位素¹³C、¹⁸O富集于蒸发海水类成岩相,较活动性元素Cs富集于中等盐度及正常海水类成岩相;K、Tl富集于还原环境成岩相,Fe、Mn富集于氧化环境成岩相;表生类成岩相以富含大量吸附态分散元素和 ⁸⁷Sr 为特征。研究结果表明,近地表及风化壳成岩系统决定了研究区马家沟组白云岩的成岩相及其地球化学特征,且岩相学研究及地球化学实验是开展白云岩成岩机理研究的有效手段。     

Geochemical,and stable and radiogenic isotope records in Devonian and Early Carboniferous carbonates from Valle de Tena,central Pyrenees (Spain): evidence for their diagenetic environments

Mineralogical, textural and geochemical investigations were made to determine the post-depositional evolution of Devonian and Early Carboniferous carbonates from Valle de Tena. The carbonate association is made up of low-Mg calcite, which occurs as micrite, spar cements, neomorphic patches and spar filling veinlets. Non-stoichiometric dolomite and ankerite occur as cements (dolomite also as replacements) in the Middle Devonian, post-dating calcite types. All these phases pre-date tectonic stylolites, indicating compaction after stabilization of the carbonate minerals. Strontium concentrations indicate that Early Devonian and Early Carboniferous micrites initially precipitated as aragonite; Middle and Late Devonian micrites precipitated as high-Mg calcites. Both precursors were diagenetically stabilized to low-Mg calcites through interaction with meteoric waters in phreatic environments. Trace elements in dolomite and ankerite indicate precipitation from Sr-enriched meteoric water. All studied carbonates, except Middle Devonian limestones, precipitated in reducing environments, which favoured incorporation of Fe and Mn. Late calcite generations precipitated from more saline waters than micrites. Light ¹⁸O values in micrites suggest alteration mainly in meteoric-phreatic environments. The dolomites and ankerites precipitated from more ¹⁸O-depleted fluids than the calcites, suggesting a greater contribution from meteoric waters. Variations in ¹³C of micrites represent primary secular trends, according to published ¹³C variations. The ¹³C oscillations within each succession probably relate to sea-level oscillations. Strontium isotopes also point to a meteoric origin of diagenetic fluids. Model calculations suggest that O and Sr isotopes equilibrated between calcites and fluid at relatively low water/rock ratios, whereas C isotopic signatures are inherited from limestones.     

塔里木盆地塔北东部下奥陶统基质白云岩的稀土元素特征及其成因

白云岩成因机制的核心问题之一是白云石化流体的来源.本文选择塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组白云岩、云质灰岩作为研究对象,在沉积学和岩石学基础上对基质白云岩的稀土元素地球化学特征进行了分析研究.结果表明,白云岩、云质灰岩中Sc、Th、Hf、Zr等元素的含量远远低于这些元素在陆源沉积物中的含量,并且Th、Zr的含量与Y/Ho比值间不具有明显的正相关关系,La的正异常、较高的Y/Ho比值等特征均表明塔北东部下奥陶统蓬莱坝组碳酸盐岩形成的环境为未受陆源物质混染的浅海相沉积.而白云岩负Ce异常、正La异常、轻微富集的Gd正异常以及La正异常与Y异常的正相关性等典型稀土元素特征均反映了白云石化流体具有典型的海水来源特征;而基质白云岩与白云质灰岩之间的ΣREE+Y,ΣLREE和∑HREE含量差异表明,在白云石化过程中稀土元素发生了一定程度的流失,且HREE较之于LREE更易于发生流失,因此白云石化过程中成岩流体对HREE的移出量大于LREE的移出量是塔北东部下奥陶统白云岩具有相对富集的LREE及相对较低的Y/Ho比值的主要原因.结合岩石学、沉积学、微量元素以及稳定同位素特征的综合分析认为,塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组基质白云岩是海水白云石化作用的结果.个别白云岩样品的Eu正异常以及同层位构造裂隙方解石的δ~(18O) 、~(87)Sr/~(86)Sr以及流体包裹体均表明下奥陶统蓬莱坝组受到后期热液流体的影响,但其对研究样品基质白云岩的影响程度比较弱.     

塔里木盆地北缘奥陶系古溶洞和古岩溶沉积中包壳砾石和包壳砾岩的发现及特征*

塔里木盆地北缘奥陶系发育典型的古岩溶,笔者在其中发现了一种非常特殊的沉积物或沉积构造:包壳砾石和包壳砾岩,且这种包壳砾岩之前从未见报道。该包壳砾石和包壳砾岩的结构类似鲕粒或核形石,可分为核心和包壳2部分,大部分呈近圆形或扁圆形,少数形态不规则,直径为数厘米到数十厘米。核心可分为4种,分别是:(1)与溶洞围岩相同的灰岩砾石;(2)由砂岩形成的核心;(3)由砾岩构成的复合核心;(4)由古钙华碎块形成的核心。包壳也可分为4种类型,分别是:(1)具有圈层的包壳;(2)颗粒状包壳;(3)均质包壳;(4)由颗粒状包壳和圈层状包壳组合形成的复合包壳。包壳砾石和包壳砾岩是溶洞和岩溶沉积中的典型产物,其不仅可以作为识别溶洞和岩溶的标志之一,而且具有一定的储集能力,是一种有效的油气储集体。     

塔里木盆地北部露头区与井下古岩溶充填物包裹体特征对比研究

塔里木盆地奥陶系储层经历多期水-岩作用改造,其分布发育规律异常复杂,古岩溶充填物中包裹体特征对古岩溶作用环境和期次具有较好的指示性。本文通过对塔里木盆地北部露头区和井下古岩溶充填物中包裹体进行测试,系统总结了两个地区包裹体的物理、化学特征,从一个新的角度开展露头区和井下岩溶发育规律对比研究。结果表明,研究区以单液相、气液相的盐水包裹体为主,仅塔河主体区井下样品中含有少量烃质包裹体;包裹体的物理特征反映了埋藏期岩溶作用的环境特征;按盐度与均一温度的交互关系划分出5种包裹体类型;根据古地温梯度计算出包裹体形成于浅埋藏、中埋藏、深埋藏3种环境;奥陶系碳酸盐岩经历了风化壳期岩溶、浅埋藏期岩溶、中埋藏期岩溶(早、晚)、深埋藏期岩溶等4期岩溶作用,岩溶储层的充填主要发育在中埋藏期。     

岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及环境意义——以塔河油田奥陶系鹰山组为例

塔河油田奥陶系鹰山组岩溶缝洞是该地区主要的碳酸盐岩储层,弄清岩溶缝洞充填物特征有利于寻找最优储集体,对该区石油地质研究具有重要意义。通过对塔河油田31口钻井岩心观察、描述和充填物类型统计,选取7口典型钻井奥陶系鹰山组岩溶缝洞充填物取样,并对充填物样品δ¹³C和δ¹⁸O进行测试分析。结果表明：（1）充填物碳氧同位素变化范围较大,δ¹³C为0.75‰~−10.14‰,δ¹⁸O为−5.94‰~−14.14‰。（2）奥陶系鹰山组岩溶缝洞充填物存在4中不同类型的形成环境：同生期或早期成岩岩溶环境、风化壳岩溶环境、埋藏岩溶环境、较晚期岩溶环境。该研究成果对古岩溶型油气储层研究及油气勘探具有重要意义。