0 引言
1 样品和方法
1.1 样品特征和产状
图1 样品特征和产状(a)藻叠层白云岩,藻架孔发育,保留原岩结构,上震旦统灯影组二段,南江杨坝剖面,铸体薄片,四川盆地;(b)泥晶白云岩,石盐晶体溶解形成的铸模孔,下奥陶统马家沟组马五4亚段,靳6井,铸体薄片,鄂尔多斯盆地;(c)细晶白云岩,晶间孔发育,下奥陶统蓬莱坝组,巴楚地区永安坝水库剖面,铸体薄片,塔里木盆地;(d)颗粒白云岩,颗粒由细晶白云石构成,粒间孔发育,下奥陶统蓬莱坝组,巴楚地区永安坝水库剖面,普通薄片,塔里木盆地;(e)砂屑灰岩,斑块状白云石化,白云石他形—半自形晶,下奥陶统鹰山组,古城601井,普通薄片,塔里木盆地;(f)中晶白云岩,发育少量晶间孔,白云石他形—半自形晶,下奥陶统鹰山组,古城601井,铸体薄片,塔里木盆地;(g)中粗晶白云岩,溶蚀孔洞中充填自形细晶白云石,中二叠统栖霞组,矿2井,岩心,四川盆地;(h)中粗晶白云岩,溶蚀孔洞中充填鞍状白云石,中二叠统栖霞组,矿2井,岩心,四川盆地;(i)生屑粒泥灰岩,中下奥陶统鹰山组上段,中古43-1井,普通薄片,塔里木盆地 |
1.2 样品制备和测试
2 测试结果
2.1 白云石有序度
2.2 碳氧同位素组成
2.3 锶同位素组成
2.4 微量稀土元素
2.5 团簇同位素温度
2.6 激光U-Pb同位素年龄
表1 5种白云石结构组分激光U-Pb同位素年龄 |
结构组分 | 样品编号 | 产地 | 层位 | 产状 | 年龄/Ma |
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保留原岩 结构白云岩 | XF-Z2dn1-B1① | 四川峨边先锋剖面 | 灯影组一段 | 围岩:藻纹层泥晶白云石 | 584±26 |
YB-Z2dn2-B7① | 四川南江杨坝剖面 | 灯影组二段 | 592±24 | ||
Q-58-1-2① | 塔里木阿克苏地区 奇格布拉克剖面 | 震旦系奇格布拉克组 | 围岩:泥晶白云石 | 576±16 | |
Q-76-1① | 560±26 | ||||
埋藏交代 白云岩Ⅰ | y-jp4-9 | 塔里木巴楚地区 永安坝水库剖面 | 蓬莱坝组 | 细中晶白云岩 | 428±22 |
埋藏交代 白云岩Ⅱ | Tlm-GC601-3 | 塔里木盆地塔东 古城601井 | 鹰山组下段 | 泥粉晶白云岩 | 474±11 |
Tlm-GC601-4 | 467±19 | ||||
Tlm-GC601-6 | 鹰山组下段 | 细晶白云岩 | 429±26 | ||
埋藏沉淀 白云石 | YB-Z2dn2-B2① | 四川南江杨坝剖面 | 灯影组二段 | 充填于溶蚀孔洞中的自形晶细— 中晶白云石 | 487±21 |
K2-18 | 川西北地区矿2井 | 栖霞组 | 235±7.7 | ||
MX42-11 | 川西北磨溪42井 | 栖霞组 | 247±11 | ||
粗晶鞍状 白云石 | YB-Z2dn2-B7① | 四川南江杨坝剖面 | 灯影组二段 | 充填于溶蚀孔洞及裂缝中的鞍状白云石 | 268±45 |
XF-Z2dn1-B3 | 四川峨边先锋剖面 | 灯影组一段 | 充填于溶蚀孔洞及裂缝中的鞍状白云石 | 115±69 | |
YB-Z2dn2-B2① | 四川南江杨坝剖面 | 灯影组二段 | 91±83 | ||
K2-11 | 川西北地区矿2井 | 栖霞组 | 198±43 | ||
K2-18 | 川西北地区矿2井 | 栖霞组 | 234±9.0 |
3 讨论
3.1 不同白云石成因结构组分识别图版
表2 5种白云石结构组分的地质和地球化学特征 |
结构 组分 | 地质特征 和产状 | 地球化学特征 | 均一温度/ Δ47温度 | U-Pb同位素 年龄 | |||
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有序度 | 碳氧同位素 组成 | 锶同位素比值 (87Sr/86Sr) | 微量和稀土元素 | ||||
保留原岩 结构白云岩 | 保留原岩结构, 结构组分由泥晶白云石构成 | 小于0.5 | δ18O为-5‰~0, δ13C为低负值— 低正值 | 小于 0.709 | 低温(地表—极浅埋藏) | 与地层年龄相当,近似于白云石化年龄 | |
埋藏交代 白云岩Ⅰ | 细、中、粗晶半 自形—自形晶 白云岩 | 0.8 | δ18O为-10‰~ -5‰,δ13C为 低负值 | 0.708 0~ 0.710 5 | Mg/Ca值大于0.6, Mn/Fe值为0~0.035, Ce负异常, Eu、Gd、Dy、Ho正异常, Eu3+/Eu4+值大于2.0,Y/Ho值小于1.0 | 包裹体少见,Δ47温度不代表埋藏白云石的形成温度 | 介于地层年龄和白云石化年龄之间,晶粒越粗越接近白云石化年龄 |
埋藏交代 白云岩Ⅱ | 细、中、粗晶他 形—半自形晶 白云岩 | 0.65 | δ18O为-10‰~ -5‰,δ13C为 低正值 | 0.708~ 0.710 | Mg/Ca值小于0.6, Mn/Fe值为0.005~0.025, Ce正异常, Eu、Gd、Dy、Ho异负常, Eu3+/Eu4+值小于2.0,Y/Ho值大于1.0 | 包裹体少见,Δ47温度不代表埋藏白云石的形成温度 | |
埋藏沉淀 白云石 | 细—中晶自形 晶白云石,充填 于裂缝及孔洞中 | 0.8~0.9 | δ18O为-15‰~-10‰,δ13C为 低负值—低正值 | 0.710~ 0.711 | 中高温多期 (100~180 ℃) | 代表白云石沉淀的年龄,多期 | |
粗晶鞍状 白云石 | 粗晶自形晶白 云石,充填于 裂缝及孔洞中 | 0.9~1.0 | δ18O为-20‰~ -15‰,δ13C为 低负值—低正值 | 0.711~ 0.712 | 高温多期 (160~240 ℃) | 代表白云石沉淀的年龄,多期 |
3.2 白云石化路径及成储效应评价
白云石化路径 | 白云石化的成储效应 | 储集层特征 | 储集层评价 | |
---|---|---|---|---|
白云岩保持型 | 保留原岩结构白云岩 | 干旱气候背景缺方解石胶结物,有利于原生孔保存;易于 发生同沉积期暴露和石膏等易溶矿物的溶解形成次生孔; 早期白云石化有利于埋藏期孔隙的保存;有利于TSR作用 的发生以形成埋藏溶蚀孔洞 | 礁(丘)滩白云岩、 膏云岩(泥晶),格架 孔、粒间孔、膏模孔 | Ⅰ |
保留原岩结构白云岩→埋藏沉淀/ 粗晶鞍状白云石 | Ⅰ—Ⅱ | |||
白云岩改造型 | 保留原岩结构白云岩→ 埋藏交代白云岩Ⅰ | 原岩(白云岩)有较高的初始孔隙度和渗透率;埋藏交代白 云石化作用使初始孔隙得以继承和调整;晶粒白云岩脆性抗 压实有利于孔隙的保存和裂缝、砾间孔缝的发育;埋藏溶蚀 改造有利于埋藏溶蚀孔洞的发育 | 细晶、中晶、粗晶白云 岩,半自形—自形晶, 残留部分原岩结构,晶 间孔及晶间溶孔、裂缝 | Ⅰ |
保留原岩结构白云岩→埋藏交代白云岩Ⅰ→埋藏沉淀/粗晶鞍状白云石 | Ⅰ—Ⅱ | |||
灰岩埋藏白云石化型 | 灰岩→埋藏交代白云岩Ⅱ | 灰岩埋藏过程中发生的压溶作用初始孔隙大多被充填,原岩 物性差;埋藏交代白云石化不新增孔隙;晶粒白云岩脆性抗 压实有利于裂缝、砾间孔缝的发育;埋藏溶蚀改造有利于埋 藏溶蚀孔洞的发育 | 细晶、中晶、粗晶白云 岩,他形—半自形晶, 残留部分原岩结构,晶 间孔及晶间溶孔、裂缝 | Ⅲ—Ⅳ |
灰岩→埋藏交代白云岩Ⅱ→ 埋藏沉淀/粗晶鞍状白云石 | Ⅲ—Ⅳ |