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*
刘玲1,2, 朱井泉2, 由雪莲1,2, 何凯1,2
1 中国科学院研究生院,北京 100049
2 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029

第一作者简介 刘玲,女,1986年生,中国科学院地质与地球物理研究所博士研究生,石油地质学专业。联系电话:010-82998497;E-mail:liuling522@sohu.com

通讯作者简介 朱井泉,男,1956年生,中国科学院地质与地球物理研究所研究员,主要从事沉积学、储集层沉积学和沉积地质学研究工作。

摘要

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 5.47,低的 U/Th 0.2954(明显小于 0.7),高的 Zr/Hf 36.86,相对高的稀土总量,相对高的 δ 18O -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 2.33,相对高的 U/Th 1.3,低的 Zr/Hf 20.857,相对居中的稀土总量,相对低的δ 18O -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 2.77,相对高的 U/Th 1,相对低的 Zr/Hf 32.08,相对居中的稀土总量,相对低的 δ 18O -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 3.15,相对高的 U/Th 0.8666,相对低的 Zr/Hf 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。

关键词: 孔洞充填物; 碳氧同位素; 微量稀土; 流体条件; 塔里木盆地
中图分类号:P581 文献标志码:文章编号:1671-1505(2012)06-0757-10 文章编号:1671-1505(2012)06-0757-10
Generations,geochemistry characteristics and their precipitation conditions of cave fillings of the Middle Cambrian penecontemporaneous dolostone in Keping area,Tarim Basin
Liu Ling1,2, Zhu Jingquan2, You Xuelian1,2, He Kai1
1 Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049
2 Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029

About the first author Liu Ling,born in 1986, is a candidate for Ph.D.degree in Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences. She majors in petroleum geology.E-mail:liuling522@sohu.com.

About the corresponding author Zhu Jingquan,born in 1956,is a research professor in Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences.He is mainly engaged in sedimentology,reservoir sedimentology and sedimentary geology.

Abstract

In order to rationally analyze and evaluate the developing and preserving condition of penecontemporaneous dolostone caves related with evaporation in burial diagenetic environment,the petrology and geochemistry of the Middle Cambrian dolomites and their cave fillings in the Keping area,Tarim Basin have been studied in details,and the precipitation conditions of the cave fillings have been recovered.It has been discovered that the cave fillings show obvious generational features.There are at least four generations of fillings from the bedrock to the center of the cave:(1) ivory granular calcite;(2)iron dipped variegated columnar calcite;(3)achromatic transparent quartz;(4)purple fluorite.The analytical data of carbon and oxygen stable isotope,trace elements and REE compositions show that the host dolomite has these characteristics such as high Sr/Ba ratio 5.47,low U/Th ratio -0.2954<0.7,high Zr/Hf ratio 36.86,relatively high total REE,relatively high δ18O -7.444‰,salinity index Z was 120.56,which show a relatively lower temperature,oxygen rich and relatively high saline environment. The calcite fillings of the first generation has these characteristics such as low Sr/Ba 2.33,high U/Th 1.3>1.25,low Zr/Hf ratio 20.857,moderate total REE,relatively low δ18O -13.758‰,salinity index Z was 105.35<120,which shows a relatively higher temperature,hypoxia and relatively lower saline environment. The second generation has these characteristics such as relatively low Sr/Ba 2.77,high U/Th 1,in the range 0.75~1.25,relatively lower Zr/H ratio 32.08,moderate total REE,relatively low δ18O -11.344‰,salinity index Z was 116.51<120,which also shows a relatively high temperature,Oxygen-poor and low saline condition. The fluorite fillings of the fourth generation has these characteristics such as relatively low Sr/Ba 3.15,relatively high U/Th 0.8666,in the range 0.75~1.25,relatively low Zr/Hf ratio 31.875,low total REE,and the REE pattern is similar to that of the magmatic origin fluorite,which also shows a relatively high temperature,oxygen-poor and low saline precipitation condition.The precipitation conditions of cave fillings reflect that this set of strata experienced a process of burial-uplift-and then buried-and ultimately uplifting to the surface after the penecontemporaneous dolomitization.

Key words: cave fillings; carbon and oxygen isotope; trace and REE elements; precipitation condition; Tarim Basin

塔里木盆地中下奥陶统— 寒武系发育巨厚的白云岩。白云岩储集层是该区重要的油气勘探目的层系之一, 近年的勘探实践已揭示了白云岩储集层巨大的油气资源潜力, 而其储集层条件是决定勘探成败的关键因素之一。塔中1井、中15井、中19井等钻探结果显示, 中下奥陶统— 寒武系的白云岩发育有针孔和蜂窝孔等溶孔, 而有的溶孔被后期矿物充填或半充填。白云岩在埋藏过程中所经历的成岩作用是影响深层白云岩储集层中孔洞发育和保持的重要因素, 因此, 恢复埋藏期白云岩的成岩环境及其中的流体性质, 对于正确分析和评价深层白云岩储集层的发育条件具有重要的理论意义。

碳酸盐岩洞穴充填物是溶蚀孔洞形成后成岩环境和成岩流体的物质记录。国内外专家学者通过对洞穴充填物的岩石学和地球化学特征进行分析, 旨在从不同角度对其成岩环境的温度和成岩流体的性质进行探索。Allan和Wiggins(1993)在《Dolomite Reservoirs》一书中明确指出碳氧同位素对恢复成岩温度与判断物源有很好的指示作用; Kyung Sik Woo 与Boo-Keun Khim(2006)试图根据Pohang 盆地中新统碳酸盐岩碳氧同位素的组成恢复其成岩环境; 桑树勋等(2004)指出对碳酸盐岩碳氧同位素及相关地球化学等的研究可以指示沉积环境及其演化; 钱一雄等(2002)认为根据碳酸盐岩的矿物学及地球化学的分析可以定性地进行古沉积环境的判别; 而微量元素、稀土元素以及碳、氧、氢同位素等均可作为示踪碳酸盐岩原始沉积环境条件较理想的地球化学指标(陈衍景等, 1996; 王爱华, 1996; Catherine and Jean-Marie, 2004; 腾格尔等, 2006)。

塔里木盆地北部阿克苏— 柯坪地区是盆地周边露头区寒武纪— 奥陶纪地层序列、沉积特征及演化历史研究最深入的地区之一。该区的蓬莱坝剖面和肖尔布拉克剖面是塔北地区寒武系的经典研究剖面, 前人在地层划分、沉积特征和成岩作用等方面均进行了大量的研究工作(付建奎等, 1999; Zheng et al., 2003; 于炳松等, 2004), 研究程度较高。作者在前人研究基础上, 主要研究蓬莱坝剖面的中寒武统萨布哈白云岩内发育的众多的膏盐溶蚀孔洞, 这些孔洞部分未充填, 部分半充填, 也有部分被全充填。通过对这些孔洞充填物的岩石学和地球化学分析, 揭示其流体性质和成岩环境, 进一步认识与蒸发岩有关的准同生白云岩储集层的形成和演化。

1 地质背景

蓬莱坝剖面位于塔里木盆地西北缘柯坪地区(图 1), GPS坐标为N40° 55'、E79° 53'。该剖面寒武系发育齐全, 出露完整, 由下至上可划分为:下寒武统肖尔布拉克组和吾松格尔组, 中寒武统沙依里克组和阿瓦塔格组, 上寒武统丘里塔格下亚群(表 1)。

图1 塔里木盆地柯坪地区及蓬莱坝剖面地理位置(据谢小敏等, 2009)Fig.1 Schematic map showing locations of Keping area and Penglaiba section, Tarim Basin(from Xie et al., 2009)

表1 塔里木盆地柯坪地区寒武系地层划分及岩性特征 Table1 Stratigraphic division and lithologic characteristics of the Cambrian in Keping area, Tarim Basin

本次研究样品主要取自中寒武统沙依里克组的含膏白云岩。已有研究表明, 在野外露头剖面, 含膏盐的岩石常呈砖红色。因膏岩在地表淋滤流失, 该类白云岩也呈现出两种产出形式:一种是膏溶角砾白云岩, 其原岩是与层状膏岩呈互层产出的泥粉晶白云岩, 为膏盐湖沉积环境中形成; 二是含石膏假晶和/或结核假象的泥粉晶白云岩, 石膏假晶仍保留石膏针状晶体形态, 而其成分已变为单晶状亮晶方解石, 这是在地表或近地表被方解石交代形成的。硬石膏结核呈球状或椭球状, 大小在2~20, mm, 疏密不等地散布于泥粉晶白云岩中, 在其密集分布处, 可构成“ 鸡笼铁丝” 状构造, 结核假象是(硬)石膏结核在地表被淋滤的产物, 在岩石表面呈圆形或椭圆形空洞(图 2-A), 或疏或密分布于泥粉晶白云岩中(朱井泉等, 2008)。此类白云岩是在强蒸发、高盐度的云坪或膏云坪环境中, 在准同生阶段交代泥晶灰质沉积物(岩)所形成(吴仕强等, 2009)。这两种产出形式常相互交替出现, 为蒸发台地相的常见产出模式(刘玲等, 2012)。

图2 塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面沙依里克组白云岩孔洞充填物野外及显微照片Fig.2 Field photos and photomicrographs of dolostone cave fillings of the Middle Cambrian Shayilike Formation at Penglaiba section in Keping area, Tarim Basin

本次研究样品主要取自含石膏结核孔洞的泥粉晶白云岩及其中所发育的充填物, 单个孔洞大小:长1~3.5 cm、高1.5~2.5 cm、深2~3, mm, 后期被流体改造并充填至少4期矿物:2期方解石、1期石英和1期萤石(图 2-B, 2-C)。

2 样品分析及测试

在采集的所有样品中选取有代表性的孔洞, 将其破碎后在双目镜下进行单矿物挑选。依据孔洞及其充填物由边缘至中心表现出不同的矿物学特征, 把样品分成4组, 即白云岩(S1)、乳白色粒状方解石(S2)、杂色柱状方解石(S3)以及紫色萤石(S4)。由于充填物中石英的含量很少, 仅见个别晶体, 单矿物挑选中没有挑到足够的样品量, 故未能进行相关的地球化学分析。对细小的孔洞充填物整体和大型洞穴充填物中不同世代的单矿物样品进行了扫描电镜分析。对分选后的单矿物样品, 用玛瑙研钵磨至200 目以下, 然后分别对其进行微量元素、稀土元素和碳氧稳定同位素分析。

扫描电镜分析在南京大学内生矿床重点实验室扫描电镜室完成。微量稀土元素测定是在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。样品采用两酸(HNO3+HF)溶样罐溶样方法进行样品的化学预处理, 然后用电感耦合等离子质谱分析方法(ICP-MS)对样品进行测试。电子探针分析是在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室JCXA-733型电子探针仪上完成的。碳氧稳定同位素测定是在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成, CO2 的制备采用纯磷酸法, 将所获得的CO2在MAT-251EM气体稳定同位素比值质谱仪上进行质谱分析, 分析结果采用PDB标准, 以δ 值表示。

3 白云岩及孔洞充填物显微特征

从野外露头及显微薄片(图 2)可以看出, 孔洞中充填4期矿物:2期方解石、1期石英、1期萤石。第1期方解石, 也是最靠近白云岩的方解石, 颜色呈乳白色, 粒状产出, 且晶体形态细小, 大小为0.5~1.0, mm; 第2期方解石, 由于直接与大气接触, 表面大部分被风化成黄褐色, 呈柱状, 且顶端呈三角锥形, 晶体形态相对第1期要大, 大小为1.5~3.0, mm; 石英六方柱状, 无色透明, 晶体形态较大, 大小为5~10, mm; 萤石为淡紫色, 晶体大小为1.0~2.5, mm, 镶嵌在第2期方解石之间。

白云岩和孔洞充填物单矿物的扫描电镜分析结果表明, 白云岩中白云石晶体自形程度较低, 且颗粒为泥粉晶级, 能谱分析Ca︰Mg≈ 1︰1(图 3-A)。充填物由基岩向孔洞中心依次为:(1)第1期方解石, 晶体呈粒状, 自形程度不高, 因完全被第2期方解石覆盖, 无法进行能谱分析; (2)第2期方解石, 晶体成柱状, 顶部成锥状, 可见完整晶面, 能谱分析显示主要阳离子为Ca2+, 含有少量的Mg2+(图 3-B); (3)石英晶体, 可见完整的晶面, 能谱分析显示主要成分为Si和O(图 3-C); (4)萤石, 发育明显的四方柱状晶体, 自形— 半自形, 能谱分析显示主要成分为Ca和F(图 3-D)。

图3 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩及各期充填物扫描电镜及能谱分析结果Fig.3 SEM images and EDS results of different fillings and penecontemporaneous dolostone from the Middle Cambrian in Keping area, Tarim Basin

4 白云岩及孔洞充填物地球化学特征
4.1 微量元素

研究样品微量元素分析结果见表2。白云岩S1的微量元素普遍偏高, 充填的2期方解石S2、S3次之, 萤石S4的微量元素含量最低。微量元素中U/Th值和Zr/Hf值是反映沉积环境氧化还原条件的有效指标(邓宏文和钱凯, 1993; 赵振华, 1997; 腾格尔等, 2004)。U、Th是地球化学性质相似的元素对, U有U4+、U6+ 两种价态, U4+ 较稳定而U6+ 较活泼, 易形成络离子迁移。在还原条件下U4+形成不溶化合物沉淀, 使U/Th值增加, 而在氧化条件下U/Th值降低。有研究表明, 在缺氧条件下沉积物中U/Th值大于1.25, 在富氧化环境下小于0.75, 而在贫氧环境下居于0.75~1.25之间。白云岩S1的U/Th值为0.2954, 明显小于0.75, 反映白云岩S1形成于极度富氧的环境下。第1期方解石S2的U/Th值为1.3, 略大于1.25, 反映形成于缺氧的流体环境下。第2期方解石S3和萤石S4的U/Th值比较接近, 分别为1和0.8666, 居于0.75~1.25之间, 反映它们是在贫氧环境下形成的。另外, Zr/Hf值与U/Th值具有类似的性质, Zr/Hf值越大, 表明流体条件越富氧。白云岩S1与几期充填物S2、S3和S4的Zr/Hf值分别为:36.86、20.857、32.08和31.875。白云岩S1的Zr/Hf值明显高于几期充填物。第2期方解石S3和萤石S4的Zr/Hf值稍高, 可能与长期暴露地表有关, 这也与该期方解石晶面有褐色铁质淋染的现象相吻合。

表2 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩与孔洞充填物的微量元素含量及相关比值 Table2 Abundance of trace elements and ratios of interrelated parameter for different fillings of penecontemporaneous dolostone from the Middle Cambrian in Keping area, Tarim Basin

微量元素中的K+、Na+可反应沉积物形成的盐度。一般情况下, K+、Na+浓度越高, 流体盐度越大。电子探针数据(表 3)显示, 白云岩S1的K+、Na+含量均高于几期充填物。另外, 微量元素中的Sr/Ba值不仅可以判别海、陆相沉积环境, 且大小还可反映成岩流体的盐度(刘英俊, 1984; 邓宏文和钱凯, 1993)。众所周知, 海水中Sr 的含量远远大于Ba, 故海水蒸发对Sr的影响亦远大于Ba; 同时海水蒸发时Ba易形成重晶石而沉淀, 所以海水盐度越高, Sr/Ba值越大。通过电子探针数据(表 3)得出, 白云岩S1的Sr/Ba值为5.47, 2期方解石的Sr/Ba值分别为2.33, 2.77, 萤石的Sr/Ba值为3.15, 可见这3期充填物均形成于低于白云石沉积时的海水盐度条件。第1期方解石和第2期方解石的盐度比较接近, 萤石的Sr/Ba值稍高, 可初步判断萤石形成的流体盐度要高于2期方解石充填物, 但低于白云岩形成时的流体盐度。

表3 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩与孔洞充填物电子探针分析结果 Table3 EPMA data for different fillings and penecontemporaneous dolostone from the Middle Cambrian in Keping area, Tarim Basin
4.2 稀土元素

稀土元素及它们之间的配分关系在成岩和后期改造过程中较稳定, 是示踪原始沉积环境条件较理想的地球化学指标之一(王中刚等, 1989; 邓宏文和钱凯, 1993)。

表4图4可以看出, 白云岩与2期方解石充填物的稀土元素配分模式相似, 都显示LREE富集、HREE亏损及Eu轻微负异常的特征, 基岩的稀土元素总量比2期方解石的总量稍高, 而萤石的稀土元素总量显著偏低, 且配分模式与前者完全不同, 说明萤石的形成环境与白云岩及2期方解石充填物的沉淀环境完全不同, 萤石可能是岩浆或热液成因的(张兴阳等, 2004, 2006)。

表4 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩及其孔洞充填物稀土元素含量 Table4 Abundance of REE for different fillings and penecontemporaneous dolostone from the Middle Cambrian in Keping area, Tarim Basin

图4 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩及其孔洞充填物稀土元素配分模式Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns of different fillings and penecontemporaneous dolostone from the Middle Cambrian in Keping area, Tarim Basin

据前人研究, 岩浆成因萤石总体稀土元素含量较低, 稀土配分模式轻微右倾, LREE/HREE比值不大, Ce异常不明显, 中稀土元素比例较高, 由Sm到Ho呈现上凸型; 而热液成因萤石稀土配分模式图总体稀土元素总量含量较高, 右倾程度大, LREE/HREE比值较大, Ce明显正异常, 中稀土元素比例较低(图 5)(牛贺才等, 1996)。而本次研究中的第4期充填物萤石S4的配分模式与岩浆成因相似, 因此推测其形成可能与二叠纪发生的岩浆作用有关。

图5 岩浆成因(A)和热液成因(B)萤石稀土配分模式(据牛贺才等, 1996)Fig.5 REE distribution patterns in magmatogenie fluorite (A) and in hydrothermal fluorite (B)(from Niu et al., 1996)

4.3 碳氧稳定同位素

碳酸盐岩碳氧稳定同位素组成主要受介质的温度、盐度影响。在成岩作用中, 沉积物的埋深、温度的增加, 大气降水的淋虑溶解, 生物有机体的降解等都对δ 13C、δ 18O产生一定的影响。总体上盐度升高, δ 13C、δ 18O值增大, 温度升高, δ 18O变轻; 研究样品从白云岩到孔洞充填的2期方解石的碳氧同位素测试结果见表5

表5 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩及其孔洞充填物碳氧同位素组成 Table5 Carbon-oxygen isotope composition of different fillings and penecontemporaneous dolostone from the Middle Cambrian in Keping area, Tarim Basin

碳氧同位素分析结果显示, 白云岩的δ 13CPDB接近0, 这与准同生成因的渗透回流白云岩化作用相吻合, 2期方解石δ 13CPDB偏负, 说明不是热液成因的, 可能为埋藏的地层水中沉淀形成。δ 18O的范围为-7.444‰ ~-13.758‰ 。已有研究证实, δ18OPDB随温度的升高、埋深的加大而更趋向负值, 而 δ18OPDB值低于-7‰ 以下的白云石通常形成于高温条件下, 或形成于低温条件而后期经受过高温的重结晶改造。白云岩的 δ18OPDB为-7.444‰ , 2期方解石充填物的δ 18OPDB分别为-13.758‰ 、-11.344‰ 。将样品的所测结果投于δ 13C-δ 18O 图(图 6), 可知白云岩和2期方解石充填物均落在高温区, 说明白云岩在后期埋藏过程中经历了高温条件的改造, 而孔洞充填物, 结合上文的微量元素和稀土元素所反映的沉积时的氧化还原条件分析, 应为埋藏条件下的沉积物。综上所述, 白云岩经历了正常海相沉积后的高温改造, 而孔洞内的不同期次充填物形成于稍高温的埋藏环境, 而非现代表生暴露期的充填物。这为进一步分析埋藏期的流体性质奠定了基础。

图6 δ18OPDB‰ -δ 13CPDB‰ 成岩温度判别图解(底图据Allan和Wiggins, 1993)Fig.6 Diagram of diagenetic temperature estimation for δ 18OPDB‰ -δ 18CPDB‰ (basemap from Allan and Wiggins, 1993)

根据Keith和Weber(1964)提出的划分海相和淡水相碳酸盐岩的经验公式, Z=2.048X(δ 13C+50)+0.498X(δ 18O+50), T=14.8-5.4118O, 其中δ 18O、δ 13C均为PDB标准, a=0.048, b=0.489; Z> =120为海相, Z< 120为淡水相, 可以计算出碳酸盐岩形成的盐度。

表5的数据计算出白云岩的Z值为120.56≈ 120, 说明白云岩形成于接近海水或稍高于海水盐度的条件下, 这与该套白云岩形成于准同生环境是一致的; 第1期方解石的Z值为105.35, 小于120, 说明该期方解石是在较淡的流体条件下沉淀的; 第2期方解石的Z值为116.51, 小于120, 说明该期方解石是在比海水稍淡、比第1期方解石沉淀的盐度稍高的流体环境下沉淀的。

5 讨论

前人对该区埋藏史的研究(图 7)(张惠良等, 2005)发现, 寒武系— 奥陶系经历了复杂的埋藏、抬升历史。奥陶纪末— 早泥盆世— 二叠纪, 该区经历了快速沉降— 稳定埋藏— 快速沉降的埋藏历史; 从三叠纪开始, 地层处于持续缓慢隆升状态, 一直到白垩纪末期; 古近纪开始, 本区由隆升转为快速埋藏, 至新近纪, 受喜山运动的影响, 该区奥陶系又快速抬升直至暴露地表。

图7 塔里木盆地柯坪地区寒武— 奥陶系地层埋藏史(据张惠良等, 2005, 有修改)Fig.7 Burial history of the Cambrian-Ordovician in Keping area, Tarim Basin(modified from Zhang et al., 2005)

通过对塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面寒武系白云岩中发育的洞穴及其充填物进行详细的岩石学和地球化学特征分析, 恢复了这些洞穴充填物的形成环境及流体性质, 白云岩在准同生条件下形成以后, 接受奥陶系沉积, 然后沉降埋藏, 在埋藏过程中沉淀第1期方解石, 之后地层抬升沉淀第2期方解石, 之后地层继续沉降埋深, 在埋藏过程中沉淀石英, 后遇岩浆活动形成萤石。

萨布哈白云岩伴生的石膏结核被溶蚀后, 被后期流体改造充填不同期次的充填物, 这些充填物可在一定程度上反映邻区地层所经历的流体改造及地层抬升或埋藏情况, 这对常与萨布哈白云岩伴生的膏盐岩的溶蚀储集性具有重要的指示意义。

6 结论

1)白云岩溶蚀孔洞充填物的矿物学特征表明, 塔里木盆地柯坪地区中寒武统准同生白云岩孔洞中的环带状充填物发育在不同的成岩阶段, 具有明显的世代性, 从基岩向孔洞中心, 一般可识别出4期:第1期为乳白色粒状方解石, 第2期为杂色柱状方解石, 第3期为无色柱状石英, 第4期为紫色粒状萤石。

2)碳氧稳定同位素及微量元素、稀土元素的分析表明, 不同期次充填物所反映的成岩环境和流体条件性质具有较大的差异。白云岩形成于盐度较高的相对富氧的常温蒸发海水环境, 孔洞充填物形成于为相对还原的埋藏成岩环境。2期孔洞充填方解石形成于相对缺氧的低盐度流体条件; 而萤石形成的流体贫氧程度和盐度介于基质白云石和方解石充填物之间。

3)这几期充填物的发育在一定程度上反映了该地区的构造埋藏史:萨布哈白云岩形成后, 埋藏到一定深度, 石膏结核被溶蚀形成孔洞, 同时沉淀第1期方解石, 地层抬升沉淀第2期含铁质方解石, 随后地层又埋藏, 沉淀石英, 后岩浆活动形成萤石, 最后被抬升到地表, 接受现代风化淋滤。

4)本研究为该区具有类似埋藏历史和埋藏条件的碳酸盐岩储集层评价提供相应的资料和参考, 尤其是对常与萨布哈白云岩伴生的膏盐岩的溶蚀储集性具有重要的指示意义。

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
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