渤海湾盆地辽河坳陷古近系沙河街组四段湖相方沸石白云岩成因分析

宋柏荣, 韩洪斗, 崔向东, 董晓东, 陈家敏. (2015)渤海湾盆地辽河坳陷古近系沙河街组四段湖相方沸石白云岩成因分析[J]. 古地理学报, 17(1): 33-44
Song Bairong, Han Hongdou, Cui Xiangdong, Dong Xiaodong, Chen Jiamin. (2015)Petrogenesis analysis of lacustrine analcite dolostone of the Member 4 of Paleogene Shahejie Formation in Liaohe Depression, Bohai Bay Basin[J]. Journal Of Palaeogeography, 17(1): 33-44. DOI:10.7605/gdlxb.2015.01.003 复制到剪切板

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宋柏荣, 韩洪斗, 崔向东, 董晓东, 陈家敏

中国石油辽河油田公司勘探开发研究院,辽宁盘锦 124010

第一作者简介宋柏荣,女,1967年生,高级工程师,主要从事岩矿储集层研究。E-mail: songbr@petroChina.com.cn。

收稿日期:2013-05-02

摘要

渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷雷家地区古近系沙河街组四段杜家台油层发现方沸石白云岩及其组合类型。该套岩石具有复杂的矿物组分和沉积构造,以往被认为是一套泥质白云岩和白云质泥岩组合。利用岩石薄片鉴定、 X衍射全岩分析、扫描电镜、电子探针等方法,首次发现该套岩石含有大量沉积成因方沸石,其呈纹层状与泥晶白云石混杂沉积,局部可成为方沸石岩。地球化学分析结果表明,该套岩石δ ¹³C值偏正而 δ ¹⁸O 值偏负,与已报道的热水白云石碳、氧同位素数据非常接近;稀土元素配分曲线特征与其同层位及其下伏房身泡组大套偏碱性玄武岩相似,具有很好的亲缘性。综合上述分析结果认为,方沸石白云岩的形成与房身泡组玄武岩的矿物转变以及湖底热液作用密切相关,为二者共同作用形成的热水沉积岩。

关键词: 沙河街组; 含铁白云石; 方沸石; 地球化学; 热水沉积岩; 辽河坳陷

中图分类号:P588.24⁺5 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2015)01-0033-12

Petrogenesis analysis of lacustrine analcite dolostone of the Member 4 of Paleogene Shahejie Formation in Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

Song Bairong, Han Hongdou, Cui Xiangdong, Dong Xiaodong, Chen Jiamin

Exploration and Development Research Institute of Liaohe Oilfield Company,PetroChina,Panjin 124010,Liaoning

About the first author Song Bairong,born in 1967,senior engineer,is mainly engaged in reservoir. E-mail: songbr@petroChina.com.cn.

Abstract

The analcime dolostone and its rock association were found in Dujiatai reservior of the Member 4 of Paleogene Shahejie Formation in Leijia area of western sag of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin. These rocks have complex mineral assemblages and sedimentary structures, and were regarded as argillaceous dolostone and dolomitic mudstone association previously. Through integrated study of petrography,X-ray diffraction whole rock analysis,scanning electron microscope analysis and electron probe analysis, abundant sedimentary analcites in study area are discovered firstly, and are mixed with lamellar argillaceous dolomites, forming analcimite locally. Carbon and oxygen isotope analyses show that their δ¹³C value are positive while their δ¹⁸O value are negative,similar with those of the hydrothermal dolostones reported by domestic and foreign papers. The rare earth element patterns of the analcite dolostones are similar with the alkali basalts in the same layer and the lower Fangshenpao Formation. By synthesis analysis of these results, the formation of the analcite dolostone and the mineral transformation of the basalt in Fangshenpao Formation are closely related with lake floor hydrothermal process, and they form hydrothermal sedimentary rocks by interactions.

Key words: Shahejie Formation; Fe-bearing dolomite; analcite; geochemistry; hydrothermal sedimentary rock; Liaohe Depression

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自法国博物学家Deodat de Dolomieu 于1971年首次对白云岩进行描述以来, 白云岩成因一直是众多地质学家研究的课题之一, 并提出了次生白云岩的观点(Pettijohn, 1981; 赵澄林和朱筱敏, 2001)。2004年, Wright和Wacey(2004)在地表常温常压条件下通过实验沉淀出白云石, 这为原生白云石的形成提供了实验岩石学依据, 但是目前尚缺乏过硬的实例(张晓宝, 1993; 黄志诚等, 1996; 李红等, 2007)。本世纪初以来, 不断有学者提出湖相热水沉积白云岩的观点(郑荣才等, 2006; 刘春等, 2010; 柳益群等, 2011; 李红等, 2012a, 2012b), 以中生界居多, 新生界古近系中也有发现(戴朝成等, 2008)。近年来, 在一些盆地中发现了方沸石与含铁白云石等共同沉积形成的方沸石质白云岩和方沸石岩, 如新疆三塘湖跃进沟二叠系(李红等, 2012a)、准格尔盆地吉木萨尔二叠系。2012年, 辽河油田在进行致密油勘探过程中, 在渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷雷家地区沙河街组四段杜家台油层中发现大量方沸石, 它们与含铁白云石密切共生, 构成含方沸石或方沸石质白云岩, 是研究区重要的致密油储集层。为探讨该套岩石的成因和成藏关系, 在系统的岩心观察基础上, 采用扫描电子显微镜、电子探针、X衍射物像分析测试方法等对方沸石白云岩开展了详细的矿物学和全岩元素及碳、氧同位素地球化学研究, 认为研究区方沸石白云岩的形成与房身泡组玄武岩的矿物转变以及湖底热液作用密切相关, 为二者共同作用形成的热水沉积岩, 这为热水沉积岩和湖相白云岩的研究增添了新的内容。

1 区域地质概况

辽河坳陷位于渤海湾盆地东北部, 白垩纪末— 古近纪初, 由于郯庐断裂的活动在研究区产生一系列北东向的壳断裂、岩石圈断裂和超岩石圈深大断裂, 通称为辽宁郯庐断裂系(辽宁省地质矿产局, 1989)。这些断裂的形成, 使辽中古隆起开始解体和下沉, 进而在辽河地区形成大陆裂谷。辽河坳陷以辽中断隆为界进一步分为西部凹陷和东部凹陷, 西部凹陷向北延伸形成大民屯凹陷, 研究区雷家地区位于辽河坳陷西部凹陷北段(图 1)。

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	图1 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区位置Fig.1 Location of Leijia area in Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

钻井揭示, 辽河坳陷西部凹陷雷家地区古近系自下而上包括房身泡组、沙河街组和东营组, 其中沙河街组自下而上可划分为4段(表 1)。区域对比发现, 研究区沙河街组四段以沙四上段较发育, 与沙河街组三段共同构成了生烃层系。沙四上段可进一步分为2个油层段, 下部为高升油层, 上部为杜家台油层。方沸石白云岩主要位于杜家台油层, 分布于西部凹陷陈家洼陷的东北隅、高升鼻状隆起的南翼向洼陷的延伸部位, 西接缓坡带, 东临台安断裂。方沸石白云岩主要围绕区深大断裂分布(图 2), 远离断裂方沸石白云岩逐渐消失。

表1 渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷古近系地层划分 Table 1 Strata division of the Paleogene in western sag of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

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	图2 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段方沸石白云岩分布Fig.2 Analcite dolostone distribution of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

2 岩石学及矿物学特征

2012年, 在进行致密油勘探过程中, 首选了杜家台油层作为致密油勘探的研究目标, 对该套岩石进行了岩石类型、矿物成分、成因环境、储集层特征及成藏机理等方面的深入研究。在系统的岩矿分析测试中发现, 杜家台油层含有大量的方沸石, 是由白云石、方沸石、伊蒙混层、伊利石、泥级石英、泥级长石等共同组成的一套泥晶和黏土级粒径的混合沉积岩, 且在断裂附近形成了以泥质含方沸石白云岩和泥质含云方沸石岩为主的岩石组合。该套岩石单层厚度几米到几十米, 且因方沸石的存在而具有极高的视电阻率, 与较纯的白云岩和泥质白云岩在电性上有较大差别。

2.1 岩石学特征

杜家台油层为一套由白云石、方沸石和泥质(包括细粉砂)混合形成的一套混合沉积岩。根据白云石、方沸石和泥质(包括黏土矿物和泥级石英、长石)的含量, 可以将岩石划分为4种主要类型, 分别是含泥泥晶云岩、含泥方沸石质泥晶云岩、泥质含云方沸石岩和含云方沸石质泥岩(图 3, 图4)。含泥泥晶云岩多呈薄层产出, 与纹层状深灰色— 灰黑色泥岩构成间互的薄层层系, 分布于杜家台油层上段(图 5); 其余3种(以下统称方沸石白云岩)分布在杜家台油层下段。方沸石白云岩层理发育, 显微镜下多具纹层状和条带状构造、同生变形构造等, 纹层厚度0.1~2 mm, 层系厚度1~20 cm不等, 分布广泛, 横向延伸较稳定。借助电子探针、扫描电镜、X衍射综合分析后发现, 其纹层矿物类型不尽相同, 主要由隐晶质矿物相间组成, 常见组合为:(1)单一含铁白云石一元纹层组合(图 3-A); (2)方沸石— 含铁白云石二元纹层组合(图 4-D, 暗色纹层); (3)伊蒙混层— 伊利石— 石英— 长石四元纹层组合(图 4-D, 黄色纹层); (4)伊蒙混层— 伊利石二元纹层组合(图 4-C); (5)方沸石— 伊蒙混层— 含铁白云石三元纹层组合(图 3-B); (6)方沸石— 钠长石二元组合(4-E)。各种岩石主要特征如下:

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	图3 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段岩石类型、矿物成分及组构特征(一)Fig.3 Rock types, mineral assemblages and fabric characteristics of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin(Ⅰ )

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	图4 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段岩石类型、矿物成分及组构特征(二)Fig.4 Rock types, mineral assemblages and fabric characteristics of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin(Ⅱ )

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	图5 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区L36井沙河街组四段岩性与电性综合剖面图Fig.5 Comprehensive section of lithology and electric property of the Member 4 of Shahejie Formation in Well L36 of Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

1)含泥泥晶云岩。灰黄色、黄褐色, 泥晶结构, 层理构造, 晶粒小于0.01 mm(图 3-A)。矿物成分以含铁白云石为主, 次为泥质(图 3-C)。泥质以黏土矿物为主, 次为粒径小于0.01 mm的石英、长石(图 3-C)。该类岩石单层厚度较薄, 一般在7~20 cm之间, 层内收缩缝发育, 裂缝与层理面近于垂直或高角度斜交, 局部垮塌成角砾岩, 并具有溶孔, 含油性较好。含铁白云石含量在79.5%~80.4%之间(表 2)。

表2 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段杜家台油层部分样品X衍射全岩分析矿物含量 Table 2 Mineral content analyzed by X-ray diffraction of some samples in Dujiatai reservoir of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

2)含泥方沸石质泥晶云岩。黄灰色, 泥晶结构, 层理构造, 晶粒以小于0.01 mm为主(图 3-D)。矿物成分以白云石和方沸石为主, 次为黏土矿物和石英、长石(图 3-E)。方沸石呈泥晶、胶粒状和粉晶, 纹层状分布; 白云石多呈泥晶状; 泥质为黏土矿物、石英、长石(图 3-F)。该类岩石局部发育粗晶矿物富集层, 单层厚度4~10 cm, 溶蚀作用较发育, 早期形成的石膏仅留晶形, 后期被粉晶白云石充填, 随后白云石又被溶蚀, 方沸石沿着边部充填, 保留较多残余溶孔, 形成储集性能中等的储集岩。白云石含量一般为50.3%~52%, 方沸石含量为24.7%~24.9%(表 2)。

3)泥质含云方沸石岩。灰色, 泥晶结构, 层理构造, 晶粒以小于0.01 mm为主(图 4-A)。矿物成分以方沸石为主, 次为白云石、黏土矿物、石英、长石(图 4-B)。白云石呈泥晶; 方沸石呈泥晶和胶粒状, 纹层状分布; 泥质为伊蒙混层、伊利石及石英、长石(图 4-E)。该类岩石硬度增大, 较致密, 裂缝及溶孔发育差, 储集性能较差。白云石含量一般在15%~20%之间, 方沸石含量一般在40%~59.4%(表 2)。

4)含云方沸石质泥岩。深灰色, 泥质结构, 层理构造, 晶粒以小于0.01 mm为主(图 4-C)。矿物成分以泥质为主, 次为方沸石和白云石(图 4-D)。白云石呈泥晶, 纹层状分布; 方沸石呈泥晶或胶粒状, 纹层状分布; 泥质为黏土矿物及石英、长石, 纹层状分布(图 4-F)。该类岩石硬度大, 形成较差储集层。白云石含量在10%~25%之间, 方沸石含量在30%~40%之间(表 2)。

2.2 矿物学特征

岩石薄片、X衍射全岩分析、电子探针和扫描电镜能谱分析表明, 雷家地区杜家台油层方沸石白云岩矿物种类丰富, 200块样品分析出的主要矿物有含铁白云石(14.4%~80.4%)、方沸石(10.3%~59.4%)、石英(2.8%~31.4%)、钾长石(0.7%~18.1%)和钠长石(1.1%~40.1%), 次要矿物有黄铁矿、伊利石、伊蒙混层、菱铁矿和方解石。石英、斜长石粒径多小于0.01 mm, 少量呈粉砂状, 与伊利石、伊蒙混层混合, 多为雨季陆源泥质沉积; 钠长石电镜下见自形晶体, 仍为热水沉积成因; 黄铁矿是在还原环境下的自生矿物; 含铁白云石、方沸石和方解石为主要的化学沉淀矿物。

2.2.1 含铁白云石

标准白云石氧化物含量为:CaO:30.4%, MgO:21.7%, CO₂:47.9%(伊丽莹, 1994); 高翔等(2010)将白云石中FeO> 2.117%者命名为含铁白云石; 王璞(1987)根据矿物学的严格规定, 认为白云石中FeO> MgO时为铁白云石, FeO< MgO时为含铁白云石。白云石是本次研究中最常见的造岩矿物, 茜素红-S溶液染色后不着色, 多为隐晶质。X衍射分析图谱显示出含铁白云石的峰值特点(图 6), 电子探针分析结果(表 3)亦表明FeO普遍存在、并且含量较高(4.44%~11.37%), 因此, 研究区的白云石为含铁白云石。在岩石的局部也可见到半自形的粉晶状含铁白云石, 其与粉晶状方沸石共生。

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	图6 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段方沸石白云岩X衍射谱图特征Fig.6 X-ray diffraction spectra characteristics of analcite dolostone of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

表3 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段方沸石白云岩电子探针分析结果 Table 3 Electron probe analysis results of analcite dolostone of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

2.2.2 方沸石

已有研究认为(蒋云等, 2008), 方沸石的成因主要有以下4种:(1)原生成因。在火山岩中作为斑晶或基质出现, 形成于岩浆结晶过程中, 方沸石晶体多自形, 表面干净、平整, 不见微孔和裂隙; (2)热液成因。是岩浆及其之后的流体在镁铁质岩的晶洞里结晶形成的, 其特征与原生成因的方沸石相似, 自形, 晶体表面干净、平整, 不见微孔及裂隙, 与中基性、碱性火山岩伴生; (3)交代成因。在岩浆冷凝期间或在主岩固结之后由富钠流体与白榴石发生离子交换和水化作用形成, 保留白榴石假象, 白榴石方沸石化后, 体积相应增加10%, 颗粒不规则, 晶体表面粗糙、不平整, 发育微孔和裂隙; (4)沉积成因。在沉积条件下由火山碎屑岩(或火山岩)玻璃与富钠流体作用形成; (5)低级变质成因。典型的沸石相矿物。

方沸石是本次研究中发现的重要矿物, 电子探针分析结果见表3。研究区的方沸石有2种类型, 一种作为造岩矿物形式存在, 与含铁白云石等共生, 形成方沸石白云岩; 另一种形成较晚, 存在于岩石裂缝中。笔者认为第1种方沸石为沉积成因, 即在沉积条件下由富铁、镁、钙等离子的湖水与富钠流体作用形成, 主要证据包括:(1)手标本上结晶较好的方沸石为白色(图 3-D), 而岩浆成因的方沸石多为肉红色; (2)白榴石晶体中常见辉石、磁铁矿等包裹体呈放射状分布, 方沸石化后该特征通常保留, 本次研究的方沸石晶体呈自形, 表面纯净, 且X衍射图谱显示除含铁白云石外没有其余矿物(图 6); (3)岩心在清洗过程中, 遇水后生成一些白色物质, 经过X衍射分析后确认该白色物质为芒硝, 表明岩石中富钠, 说明当时的形成环境为偏咸水和碱性水环境; (4)钻井岩心中的方沸石白云岩与黑色泥岩呈整合接触, 两者均富含大量胶状、球状、草莓状黄铁矿集合体, 缺乏诸如次生淋滤或赤铁矿化等暴露地表的标志, 说明地层始终处于埋藏状态, 基本排除了钻井中的方沸石白云岩为凝灰质后期地表蚀变作用产生的; (5)研究区白云岩是在玄武岩被上发育的洼陷区内形成, 玄武岩的淋滤蚀变、矿物转变可为湖水提供铁、镁、钙等离子, 同时白云岩同层位仍夹有偏碱性的玄武岩, 说明沙四段沉积时期受到了岩浆活动和构造热液的影响(李得立等, 2010), 为含铁白云石和方沸石的形成提供了物质供给条件和热水环境。

研究区晚期裂缝充填物90%为方沸石, 同时见石膏白云石化后又被方沸石交代, 且这2种类型的方沸石均呈自形、晶体表面干净、平整, 故认为该类方沸石亦为热液成因, 说明岩石成岩后热源仍在活动, 富钠热液流体与成岩流体进入岩石裂缝, 沉淀形成方沸石。

3 地球化学特征

3.1 主量元素特征

研究区方沸石白云岩富SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、TFe₂O₃, 贫TiO₂(表 4), 与陆相热水沉积岩(刘建明等, 2001; 叶杰等, 2002; 戚华文等, 2003)有相似之处。将方沸石白云岩的主量元素数据与该区房身泡组和同层位火山岩进行对比(表 4), 发现两者SiO₂、Al₂O₃含量相近, 但MgO含量总体略低于区域火山岩, TiO₂、TFe₂O₃含量明显低于区域火山岩, Na₂O(样品L36-03除外)含量明显高于区域火山岩, 样品烧失量明显高于火山岩, 说明挥发份(可能主要是H₂O和CO₂)含量较高。方沸石白云岩之间也存在一定差异, 含泥云质方沸石岩和泥质方沸石质泥晶云岩更富含Al₂O₃和Na₂O。因此, 根据方沸石白云岩与区域火山岩的比较认为, 二者具有一定的关系, 同时方沸石白云岩成分中又有外来物质加入。

表4 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段方沸石白云岩与房身泡组玄武质岩主量元素含量 Table 4 Major element content of analcite dolostone of the Member 4 of Shahejie Formation and basalts of Fangshenpao Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

3.2 微量元素特征

研究区方沸石白云岩微量元素分析结果如表5所示。与地壳元素克拉克值(黎彤, 1976)比较, Ni、Cr和Co等元素在方沸石白云岩中丰度偏低, Sr丰度偏高, Zn和Ba等元素丰度较高。与全球页岩微量元素克拉克值(Turekian and Wedepohl, 1961)比较, Ni含量接近或略偏低, Cr和Rb偏低, 而其他深源气液型微量元素丰度则偏高, 其中Ba丰度极高, 显示了非正常沉积微量元素组成特征。

表5 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段方沸石白云岩微量元素含量及其与全球地壳和页岩元素克拉克值对比 Table 5 Trace element content of analcite dolostone of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin and its comparison with clarke value of global crust and shales

3.3 稀土元素特征

沙河街组四段方沸石白云岩与其下伏房身泡组玄武岩(粗面玄武岩、钙碱玄武岩和碱玄岩统称)和同层位的碱玄岩(样品L61-82)稀土元素分析结果(表 6)对比表明:(1)方沸石白云岩的Σ REE很高且变化范围较大, 为127.09~204.08 μ g/g, 平均值为170.164 μ g/g, 高于下伏房身泡组玄武岩, 与其同层位及下伏层位碱玄岩非常接近。(2)方沸石白云岩的Σ REE与辽东盆地沙河街组热水沉积岩非常接近, 同时与已被证实的酒西盆地青西凹陷下沟组热水白云岩以及新疆三塘湖跃进沟二叠系芦草沟组方沸石白云岩稀土元素丰度和变化范围(郑荣才等, 2006; 柳益群等, 2011)非常一致, 都显示了该类岩石对稀土元素有较强的富集能力。这和白云石晶体中Ca²⁺(Fe²⁺)离子与同价稀土元素离子相近而在白云石中发生稀土元素的相对富集有关, 另外还与该类岩石都含有一定量的吸附稀土的黏土矿物有关。(3)在稀土元素配分模式(图 7)中, Σ LREE大于Σ HREE, 呈平缓右倾状, 反映了LREE相对富集的特点, 且除了Tb元素外各样品据呈现出弱的Ce正异常及弱的Eu负异常, 这与青西凹陷下沟组白云岩以及辽东湾盆地沙河街组白云岩稀土元素配分模式和Ce、Eu异常特征(戴朝成等, 2008)一致, 反映了研究区方沸石白云岩沉积发生在还原和偏碱性的缺氧热水环境中。(4)从图7和表6可以看出, 方沸石白云岩与其下伏及同层位碱玄岩以及下伏房身泡组玄武岩, 尤其是偏碱性的玄武岩的稀土元素配分模式特征非常一致, 说明沙河街组四段方沸石白云岩与房身泡组玄武岩之间在稀土元素物质组分的供给关系上具有很强的亲缘性, 推测方沸石白云岩物质供给有2种来源, 一是房身泡组玄武岩被的矿物转变提供了Ca²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺等离子, 二是与沙河街组四段碱玄岩同源的湖底热液喷流提供了Na⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺等离子。

表6 渤海湾盆地辽河坳陷雷家— 高升地区方沸石白云岩与玄武质岩稀土元素特征 Table 6 Rare earth element characteristics of analcite dolostones and basalts in Leijia-Gaosheng area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

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图7 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段方沸石白云岩与区域火山岩及辽东沙河街组热水沉积岩稀土元素配分模式Fig.7 Rare elements patterns of analcite dolostones of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin, regional volcanic rocks and hydrothermal sedimentary rocks of the Shahejie Formation in eastern Liaoning Province

3.4 碳、氧同位素特征

研究区白云石多为泥晶, 粉晶极少; 方沸石为胶状或泥晶、粉晶, 粉晶多呈自形、半自形, 结晶较好。15件样品的碳、氧同位素分析结果(表 7)表明, 研究区沙河街组四段方沸石白云岩的δ ¹³C偏正而 δ ¹⁸O 偏负, 与郑荣才(2006)、Al-Aasm(2003)和Chen(2004)等报道的热水白云石碳、氧同位素数据非常接近。较纯的白云岩(样品号L36-01、L36-02)δ ¹³C更偏正值, 为9.2‰ ~10.2‰ , δ ¹⁸O负值较大, 为-2.4‰ ~-4.5‰ ; 方沸石、白云石和泥质混合沉积岩(样品号L36-03, L36-04, L36-05, L57-08, L57-09, L57-10, L84-03, L84-08, L84-10)δ ¹³C值相对较小, 在2.8‰ ~6.3‰ 之间, δ ¹⁸O更偏负, 为-5.9‰ ~12.1‰ 。根据 $\begin{matrix} δ^{18} O_{PDB} \end{matrix}$ 值, 利用盐度公式(S= $\begin{matrix} δ^{18} O_{PDB} \end{matrix}$ +21.2/0.61)和温度公式(T=13.85-4.54 $\begin{matrix} δ^{18} O_{PDB} \end{matrix}$ +0.04( $\begin{matrix} δ^{18} O_{PDB} \end{matrix}$ )²)(赵澄林和朱筱敏, 2001)计算白云岩形成的盐度和温度, 计算结果(表 7)表明, 研究区内该套方沸石白云岩温度变化较大, 最小26.40 ℃, 最大74.64 ℃, 一般在50~60 ℃; 盐度在24.65‰ ~32.05‰ 之间变化, 并且 δ ¹⁸O 值随盐度增大而增大, 随温度增高而减小。温度的升高和淡水的混入均可促使氧同位素值趋向更负(Boni et al., 2000), 因此, 碳、氧同位素值的剧烈变化恰好反映了雷家地区沙河街组四段沉积时期具有深部热液流体与湖水相互作用的特点。根据利用氧同位素温度计换算出氧的平衡温度(所得结果仅用于反映温度变化的趋势, 并不代表真实成岩温度)(柳益群, 2011; 李红, 2012a), 发现较纯的白云岩平衡温度为26.40~35.09 ℃, 方沸石、白云岩和泥岩的混合沉积岩平衡温度为40.53~74.64 ℃, 温度差别较大, 但总体上当岩石含方沸石时平衡温度升高。如果以含方沸石较高作为距热喷口较近的标志, 则可以解释氧同位素值偏负与温度较高的相关性。

表7 渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段碳、氧同位素分析结果及温度计算 Table7 Carbon and oxygen isotope analysis results and calculated temperature of the Member 4 of Shahejie Formation in Leijia area of Liaohe Depression, Bohai Bay Basin

样品号	岩石类型	$\begin{matrix} δ^{13} C_{PDB} \end{matrix}$ /‰	$\begin{matrix} δ^{18} O_{PDB} \end{matrix}$ /‰	S /‰	T /℃
L36-01	含泥泥晶云岩	10.2	-4.5	30.25	35.09
L36-02	含泥泥晶云岩	9.2	-2.7	32.05	26.40
L36-03	含泥方沸石质泥晶云岩	3.4	-8.6	26.15	55.85
L36-04	泥质含方沸石泥晶云岩	2.8	-8.1	26.65	53.25
L36-05	泥质含云方沸石岩	3.5	-9.1	25.65	48.61
L57-07	含方沸石云质泥岩	6.8	-5.6	29.15	74.64
L57-08	泥质含云方沸石岩	4.0	-8.5	26.25	40.53
L57-09	方沸石质含云泥岩	3.5	-7.2	27.55	55.33
L57-10	方沸石质含云泥岩	6.3	-5.9	28.85	42.03
L84-03	泥质含方沸石泥晶云岩	5.8	-9.0	25.75	57.95
L84-06	泥质含方沸石泥晶云岩	8.0	-5.9	28.85	42.03
L84-07	泥质含方沸石泥晶云岩	4.3	-10.1	24.65	63.78
L84-08	泥质含方沸石泥晶云岩	4.3	-9.5	25.25	60.59
L84-10	云质含方沸石泥岩	4.7	-9.4	25.35	60.06

注:由中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心实验室测试, 仪器型号MTA252质谱仪。

4 方沸石白云岩成因讨论

古近纪, 雷家地区处于内陆裂谷演化阶段, 玄武岩大规模溢流形成房身泡组玄武岩被。沙河街组是在房身泡组玄武岩被之上沉积的一套湖相地层。沙河街组四段还具有以下特征:(1)沙河街组沉积时期在雷家地区仍有玄武岩分布, 且方沸石白云岩主要围绕大断裂分布, 说明该时期火山活动仍在继续, 只是规模和强度大大减弱, 但围绕大断裂局部有高地热值, 具备形成热水沉积岩的地质条件(李得立等, 2010); (2)方沸石白云岩为一套纹层状混合沉积岩, 矿物组成中除了方沸石、含铁白云石外, 还含有大量黏土类矿物及泥级石英、长石等, 局部可以过渡到泥岩类, 显微镜下和扫描电镜下观察, 方沸石白云岩各造岩矿物之间主要是共生关系; (3)方沸石白云岩Σ REE含量与同盆地钙碱性玄武岩相比异常高, 而与下伏房身泡组偏碱性玄武岩和同层位碱性玄武岩非常接近, 并且有完全类同酒西盆地下沟组热水白云岩的稀土配分模式和Ce、Eu异常。

在上述各项特征基础上, 结合方沸石白云岩主量元素、微量元素、稀土元素和同位素分析结果, 认为辽河坳陷西部凹陷雷家地区古近系沙河街组四段沉积时期发育了一套与湖底热源作用相关的方沸石白云岩及其共生组合。它的形成过程为:房身泡组隆起的玄武岩在湖内水流的作用下发生矿物蚀变, 从而提供了足够的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Na⁺和C $\begin{matrix} {O_{3}}^{2 -} \end{matrix}$ 离子; 富含Na⁺、Ca²⁺、C $\begin{matrix} {O_{3}}^{2 -} \end{matrix}$ 的碱性热液流体喷涌出地表后, 与湖水混合后形成热水沉积岩。根据雷家地区沙河街组剖面上发现的古火山口和水下喷发碱性玄武岩, 以及方沸石白云岩稀土元素地球化学特征与同层位碱性玄武岩以及下伏房身泡组偏碱性玄武岩具有极强的亲缘性, 初步推断喷流热液主要来自深部的岩浆。方沸石白云岩仅在研究区大断裂附近分布, 具有分带性展布的热水沉积特点, 说明自喷流通道、喷流口附近至喷流口远端, 存在着温度由高到低、热卤水浓度由大到小、物质组分由复杂到简单以及热水沉积体系由封闭到开放等物理化学条件的梯度, 这一梯度应该是驱动热水从断裂中心的喷流口向断裂附近循环对流、扩散降温并与底层湖水逐渐混合淡化的主要动力来源, 也应该是控制各类热水矿物结晶分异和分带性沉积的主要因素。

上述分析表明, 辽河坳陷西部凹陷古近系沙河街组为高地热异常区, 这加速了有机质的成熟和提前生烷。有机地化分析表明, 研究区在埋深2000 m时已经开始生烃, 生烃率达到150 mg/g(TOC), A/TOC转化率达到15%; 埋深大于2700 m时生成成熟正常原油。因此方沸石白云岩储集层与生油岩间互分布, 对于寻找致密油藏十分有利。

5 结论

1)渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段杜家台油层沉积一套由含铁白云石、方沸石、黏土矿物、泥级长石、泥级石英组成的湖相细粒沉积岩, 岩石类型以含泥方沸石质泥晶云岩为主, 夹薄层含泥泥晶云岩、泥质含云方沸石岩和含云方沸石质泥岩。

2)以含泥方沸石质云岩为主的该套岩石的微形貌特征和地球化学特征表明其具有原生成因特点, 并与下伏房身泡组和同层位碱性玄武岩具有很好的亲缘性。分析认为, 该套岩石的成因与房身泡组玄武岩的矿物转变以及湖底热液作用密切相关, 为二者共同作用形成的热水沉积岩。

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献

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2008

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... 李红等,2012a,2012b),以中生界居多,新生界古近系中也有发现(戴朝成等,2008) ...

... HREE,呈平缓右倾状,反映了LREE相对富集的特点,且除了Tb元素外各样品据呈现出弱的Ce正异常及弱的Eu负异常,这与青西凹陷下沟组白云岩以及辽东湾盆地沙河街组白云岩稀土元素配分模式和Ce、Eu异常特征(戴朝成等,2008)一致,反映了研究区方沸石白云岩沉积发生在还原和偏碱性的缺氧热水环境中 ...

2010

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1996

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黄志诚, 杨守业, 陈智娜. 1996. 原生白云岩与交代白云岩的矿物学对比研究[J]. 中国科学D辑, 26(6): 544-550.

原生白云岩存在于上震旦统灯影组中,选取纯净的未受后期成岩作用影响的原生白云石样品与各时代的交代白云石样品进行矿物学的对比研究,获得重要的对比标志。研究表明,原生白云石具有从海水原始沉淀、沉积的矿物晶体形态、均匀稳定的Mg和Ca元素分布、理想的晶体化学组成、特有规则的晶体调制微结构和低正δ~(13)C、低负δ~(18)O值等特征。这些特征与交代白云石有较大差别。

... 黄志诚等,1996 ...

2008

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... 已有研究认为(蒋云等,2008),方沸石的成因主要有以下4种:(1)原生成因 ...

2010

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... (5)研究区白云岩是在玄武岩被上发育的洼陷区内形成,玄武岩的淋滤蚀变、矿物转变可为湖水提供铁、镁、钙等离子,同时白云岩同层位仍夹有偏碱性的玄武岩,说明沙四段沉积时期受到了岩浆活动和构造热液的影响(李得立等,2010),为含铁白云石和方沸石的形成提供了物质供给条件和热水环境 ...

... 沙河街组四段还具有以下特征:(1)沙河街组沉积时期在雷家地区仍有玄武岩分布,且方沸石白云岩主要围绕大断裂分布,说明该时期火山活动仍在继续,只是规模和强度大大减弱,但围绕大断裂局部有高地热值,具备形成热水沉积岩的地质条件(李得立等,2010) ...

2012

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李红, 柳益群, 梁浩, 等. 2012 a. 三塘湖盆地二叠系陆相热水沉积方沸石岩特征及成因分析[J]. 沉积学报, 30(2): 205-217.

Santanhu Basin, located in northeast of Xinjiang, China, was developed a contenental rift basin from Late Carboniferous to Middle Permian. On the outcrop and the drilling cores of the basin, layers of sublacustrine hydrothermal deposits from which six of them were sampled, were found in the thick mudstones in Lucaogou Formation(P2l), Middle Permian. The hydrothermal samples can be divided into two types: the first type is formed of analcime, sanidine, orthoclase, dolomite and ankerite.The carbonates were detected of concentrating iron and manganese. The second type is formed of analcime, quartz, and carbonates. Most analcime was observed to be xenomorphic block or amorphous gelatinoid otherwise from automorphic tetragonaltrisoctahedron under the SEM. Major elements of all samples were characterized as being rich in SiO2, Al2O3，Na2O，and poor in TiO2. Trace element of the samples show enrichemnt of highly incompatibility elements, such as Ba, Rb, K, Ta, Sr, Zr and Hf, and are lack of Th, Nb, and Ti relatively. The ratios of Sr/Nd = 44.73~831.78, Nb*=0.02~0.17. ΣREE= 7.33 ~20.619 μg/g, LaN/YbN=2.50 ~16.00, LREE/HREE=4.77～11.20. δEu varies from0.6 to 0.99 which shows negative anomalism to primitive mantle , however, δCe value which varies from 0.96 to 1.04 shows the similarity to primitive mantle. The major and trace elements (includes REE) reveal the distinct differences with the basalts and trachytoids of Permian in the same basin, and also disagree with the average value of Upper Crust. 87Sr/86Sr = 0.705 118~0.706 438, 143Nd/144Nd =0.512454~0.512713，εNd=0.81～3.84. Isotope composition indicates that mantle materials may participate in the hydrothermal fluid with which the hydrothermal minerals were deposited. By the analysis of the lithology, geochemistry, and Sr, Nd isotope, the characteristics of the samples suggest that they are an assemblage of hydrothermal rocks which are related to the hot springs exhalation at the lake bottom in Santanghu continental rift basin. Besides the Crust and meteoric components, the hydrothermal fluid of the rocks was probabely composed of the substance sourced from deep earth. 

State Key Laboratory of Continental Dynamics(Northwest University), Xi’an 710069

在新疆三塘湖盆地野外露头及钻井中二叠统芦草沟组(P2l)厚层黑色泥岩中发现多层白色纹层状方沸石岩。根据主要造岩矿物特征，将其大致分为两类，第一类为方沸钾长白云岩，主要造岩矿物包括细粒方沸石、泥晶钾长石（透长石、正长石）、泥晶白云石、泥晶铁白云石等，碳酸盐矿物以高的Fe、Mn含量为特征；第二类为方沸硅质岩与硅质方沸石岩，以细粒方沸石及泥晶石英为主，含少量碳酸盐。扫描电镜观察方沸石以自形的四角三八面体少见，多为它形块状或无定形胶体状。样品主量元素以富SiO2、Al2O3、Na2O、贫TiO2为特征，微量元素Th、Nb、Ti强烈亏损，Sr/Nd比值为44.73~831.78，Nb*介于0.02~0.17之间。∑REE总量偏低7.33~20.619 μg/g，LREE/HREE为4.77~11.20，δEu 0.60~0.99略具负异常，δCe 0.96~1.04，基本无亏损，稀土配分曲线为较平缓的右倾。方沸石岩微量元素、稀土元素配分曲线与研究区早、中二叠世玄武岩、粗面岩及上地壳有较大差异。87Sr/86Sr介于0.705 118~0.706 438之间，低于同时期全球海水及中上二叠统海相碳酸盐的87Sr/86Sr比值，143PNd/144Nd介于0.512 454~0.512 713之间，εNd介于-0.81~3.84之间，表明造岩热液可能含有幔源组分。通过详细的岩石学、地球化学及Sr、Nd同位素研究，认为这是一类与陆相裂谷盆地湖底热泉喷流作用有关的热水沉积岩组合，热液组分除了有壳源物质及大气水等的混入外，可能还有深部物质的参与。

... 李红等,2012a,2012b),以中生界居多,新生界古近系中也有发现(戴朝成等,2008) ...

... 近年来,在一些盆地中发现了方沸石与含铁白云石等共同沉积形成的方沸石质白云岩和方沸石岩,如新疆三塘湖跃进沟二叠系(李红等,2012a)、准格尔盆地吉木萨尔二叠系 ...

... 李红,2012a),发现较纯的白云岩平衡温度为26 ...

2012

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李红, 柳益群, 梁浩, 等. 2012 b. 新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组湖相白云岩成因[J]. 古地理学报, 14(1): 45-58.

The Santanghu Basin is a small intermountain basin located in northeastern Xinjiang，NW China.The Middle Permian comprises the Wulapo，Jingjingzigou，Lucaogou and Hongyanchi Formations from bottom to top.The Lucaogou Formation was formed of interbeded sedimentary rocks such as dolostone，limestone，black mudstone，shale and detrital rock in lacustrine environment.Two kinds of dolostones were found in this basin.One was named silt-micrite dolostone which contains 70 percent of clay-sized dolomite，30 percent of silt-sized dolomite.The dolomite exhibit weak ordering with degree of 0.48.Morphologically，the dolomite was divided into micro-rhombohedra，xenomorphic crystal，microsphere，and microtubule types under the SEM.Part of the micro-rhombohedra dolomite was ferric dolomite.The other kind of dolostone was named analcime-sanidine dolostone which was composed of fine grained analcime with the granularity of 0.08～0.35mm，micrite potash feldspar(almost sanidine)，micrite dolomite，ankerite，and few coarse crystalline dolomite.This kind of dolomite also showed weak ordering with degree of 0.58.Compared with the dolomites in silt-micrite dolostone，the dolomites in analcime-sanidine dolostone which were almost subhedral rhombohedras under the SEM were characterized as high iron and manganese.The similarities between these two dolostones were that they were poor ordering dolomites，abundant in strontium，and lacking of the evidence in replacement during the buried period.Although these two dolostones were deposited in the similar shallow and semi-deep lake anoxic reduction environment，their differences in composition，trace elements and stable isotopes indicated that they had great diversity in their genesis.The silt-micrite dolostone revealed the features of primary precipitation.The microbe was likely to play a formative role in the precipitation of the microspheroidal and microtubular dolomites.Moreover，the micro-rhombohedrala and xenomorphic dolomites were directly precipitated from lake water.Contrastly，the dolomites in analcime-sanidine dolostone were precipitated by the hydrothermal exhalative processes of the sublacustrine hotsprings.

1 State Key Laboratory of Continental Dynamics(Northwest University)，Xi′an 710069，Shaanxi 2 Department of Geology, Northwest University，Xi′an 710069，Shaanxi 3 Research Institute of Exploration and Development，Turpan-Hami Oilfield Company，CNPC，Hami 839000，Xinjiang 4 Lanzhou Geology Institute of CAS，Lanzhou 730000，Gansu

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组发育湖泊背景下的白云岩、灰岩、黑色泥岩、页岩及碎屑岩的互层沉积。白云岩主要有两类：一类为粉—泥晶白云岩，主要由含量约70％的泥晶白云石和含量约30％的粉晶白云石构成，白云石有序度为0.48，扫描电镜下主要有菱形、他形、球状和管状4种微形态，自形程度较好的菱形晶体多为含铁白云石；另一类为方沸钾长白云岩，主要由晶粒为0.08～0.35mm的细粒方沸石、泥晶钾长石（透长石）、泥晶白云石和铁白云石构成，个别为粗晶白云石，白云石有序度0.58。与粉—泥晶白云岩中的白云石相比，方沸钾长白云岩中的白云石以高的铁、锰含量为特征，扫描电镜下多为半自形的菱形晶体。两类白云岩中白云石的有序度均较低，且均为富Sr白云石，内部均缺乏次生交代证据。通过对两类白云岩成分、微量元素及稳定同位素的差异性分析，认为尽管两类白云岩都形成于浅—半深湖相强还原沉积环境，但是它们的形成机制有所不同，粉—泥晶白云岩具有原生沉淀白云石的特征，其中球状及管状的白云石可能与微生物吸附作用有关，而他形及菱形的白云石为直接沉淀的原生白云石；另一类方沸钾长白云岩中的白云石及铁白云石可能与湖底热泉的喷流沉积作用有关。

... 李红等,2012a,2012b),以中生界居多,新生界古近系中也有发现(戴朝成等,2008) ...

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... 李红等,2007) ...

1976

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摘　要： Chemical element abundances are estimated with respect to the Earth as a whole and it's major shells, i.e., the crust, upper and lower mantle and the core, according to present geophysical, geochemical, cosmochemieal data and. the new chemical models of the Earth. Results in' grams per ton are given in Table 1. Abundances of the major elements in the entire Earth are as follows (in weight percentage) : Fe32.49,O 29.06, Mg 16.23, Si 13.39, S 3.79, Ni 1,63, Ca 0.92, A10.91, Na 0.49, Cr 0.15, Mn 0.12,P 0.10. Ti 0.084. K 0.083: total 99.45.

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... 刘春等,2010 ...

... 古近纪初,由于郯庐断裂的活动在研究区产生一系列北东向的壳断裂、岩石圈断裂和超岩石圈深大断裂,通称为辽宁郯庐断裂系(辽宁省地质矿产局,1989) ...

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In order to analyze the dolomite origin of Paleogene dolomite(Kumugeliemu group)in Kuqa depression, this article take the thin slice to dye, trace element and stable isotope test as method, and system atically analyzed this set of dolomite geochemistry characteristic and their origin. The research indicated that the dolomite mainly divide into the creaming dolomite and micrite (powder crystal) dolomite. The trace element and the isotope characteristic of dolomite indicated that it forms in highsalinity, high Mg/Ca ratio, and the strong reducing water environment. The discontinuity ingression in Kuqa depression western area in early stage of Tertiary Period and the intense evaporation environment causes the water body salinity to be high, and the water has provided the magnesium ion for dolomite's formation in penecontemporaneous time. Combine the deposition and lithic facies characteristic of dolomite, we think the dolomite have two kinds of genetic types: the evaporation dolomitization and reflux dolomitization, creaming dolomite that stem from the evaporation dolomitization mainly distributes in supratidal flat(that is lowenergy environment), creaming micrite (powder crystal) dolomite or creaming dolarenite that stem from the reflux dolomitization distributes in subtidalthe lagoon (that is moderatelow energy environment).

Hangzhou Research Institute of Petroleum Geology, PetroChina, Hangzhou 310023

为了分析库车坳陷古近系库姆格列木群白云岩的成因，利用薄片染色、微量元素和稳定同位素测试等方法为手段，系统分析该套白云岩地球化学特征，并讨论其成因。研究表明，该套白云岩主要分为膏质云岩和泥（粉）晶白云岩两种类型。白云岩的微量元素和同位素特征表明其形成于较高盐度、高Mg/Ca比、强还原的海陆过渡环境。古近纪早期库车坳陷西部地区间断性海侵和强烈蒸发环境使得水体盐度较高，并为准同生期白云岩的形成提供了镁离子来源。结合沉积、岩相特征认为该套白云岩有蒸发白云石化及回流渗透白云石化两种成因类型，蒸发白云石化形成的膏质云岩主要分布在低能的潮上环境，回流渗透白云石化形成的膏质泥(粉)晶白云岩或膏质砂屑白云岩分布于中低能的潮下—泻湖环境。

... 1 主量元素特征研究区方沸石白云岩富SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、TFe₂O₃,贫TiO₂(表 4),与陆相热水沉积岩(刘建明等,2001 ...

2001

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刘建明, 叶杰, 张安立, 等. 2001. 一种新类型热水沉积岩: 产在湖相短陷盆地中菱铁绢云硅质岩[J]. 中国科学D辑, 31(7): 570-557.

通过系统而又详实的地质学、组构学、岩相学和矿物学的研究, 报道了一种独特的新类型热水沉积岩——产在湖相断陷盆地中与锡铜铅锌银复杂元素组合的多金属矿床密切共生的菱铁绢云硅质岩. 无论其地质背景、物质组分、还是共生的金属矿石都独具特色, 具有很高的研究意义. 在内蒙林西县大井矿床, 这种热水沉积的菱铁绢云硅质岩至今仍然被错误地认为是一种酸性次火山岩脉, 并因此盛行次火山热液充填成矿的观点. 研究表明, 没有坚实的地质学和组构学研究基础, 任何地球化学研究可能都是没有意义的, 这对于各种高新技术使人眼花缭乱的今天或者今后尤为重要.

... 柳益群等,2011 ...

... 柳益群等,2011)非常一致,都显示了该类岩石对稀土元素有较强的富集能力 ...

... 根据利用氧同位素温度计换算出氧的平衡温度(所得结果仅用于反映温度变化的趋势,并不代表真实成岩温度)(柳益群,2011 ...

2011

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... 戚华文等,2003)有相似之处 ...

2003

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戚华文, 胡瑞忠, 苏文超, 等. 2003. 陆相热水沉积硅质岩和超大型锗矿床的成因: 以临沧锗矿床为例[J]. 中国科学D辑, 33(3): 236-246.

临沧锗矿床的硅质岩中存在大量的热水沉积构造和植物化石, 该硅质岩富SiO 2 , 低TiO 2 和Al 2 O 3 , Al/(Al+Fe+Mn)比值平均为0.010, 明显富集Ge, Sb, As, W; 其次Cs, U, Mo和Tl有不同程度的富集, 稀土总量一般小于1 μ g/g, 最大2.324 μ g/g , 相对富集LREE; δ Eu为0.452 ~ 5.141, δ Ce为 0.997 ~ 1.174; 稀土元素北美页岩标准化模式呈平坦状或向左倾斜; 氧同位素组成与热泉硅华类似. 上述特征表明本区硅质岩属陆相热水沉积成因. 硅质岩作为中寨锗矿体的顶板或夹层, 在空间上与锗矿体紧密接触. 硅质岩中含锗5.6 ~ 360 μ g/g, 平均78 μ g/g. 靠近硅质岩的煤中锗含量明显升高. 随着煤中锗含量的不断升高, 含矿煤的特征微量元素比值及稀土元素的球粒陨石标准化分配模式与硅质岩越来越相似. 临沧锗矿床煤中锗可能主要由与煤层形成近同时的、以热水成因硅质岩为标志的热水活动带入.

1987

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... 叶杰等,2002 ...

2002

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... 9%(伊丽莹,1994) ...

1994

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... 2004年,Wright和Wacey(2004)在地表常温常压条件下通过实验沉淀出白云石,这为原生白云石的形成提供了实验岩石学依据,但是目前尚缺乏过硬的实例(张晓宝,1993 ...

1993

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张晓宝. 1993. 准噶尔盆地南缘东部中二叠统芦草沟组黑色页岩中白云岩夹层的成因探讨[J]. 沉积学报, 11(2): 132-138.

Kerogen is the direct original material of oil-forming. To determine the type and the mature degree of kerogen is one of the important work in petroleum geology. While studing the clay minerals of Baise Basin,Guangxi,the authors made some detialed work on the kerogen of this oil-forming region. The type,mature degree,and the evolution process of kerogen was determined through X-ray diffraction and micro-region analysis method,and also by microscopic,atom distribution and infrared work. According to the results of X-ray analysis, the aliphatic degree (Fa) of the kerogen in this region is 0. 28 to 0. 37. On increasing of the depth in the same geological section,the Fa becomes higher, that is, the kerogen evoluted to mature. By calculation, the height of aliphatic nuclei (Lc) is between 16. 60 and 20. 76 A,the layer number (n) of them is 5 to 6. These are the characteristics of type III kerogen. The evolution process of the kerogen in this region was studied using micro-region method,and also using some routine methods. The lower matured kerogen was photoed by microscope, and the distribution of the atoms in it was analyzed by electronic probe. It is shown that the carbon atom in this kind of lower mature kerogen is not homogeneous,normally higher in the center,lower in the outer part. Iron and silica are also concentrated to the center. Most of the Kerogen have FeS2 nuclei,and around the nuclei mainly are clay minerals. The evolution trent of the mature degree of the kerogen is consistent with the evolution trend of the clay minerals,that is,montmorillonite evoluted to illite/montmorillonite. The combining patterns of organic molecules and clay minerals were also discussed. According to the thermodynamics data and some experiments of transforming clay minerals, we qualitatively calculated the water and heat that produced by the montmorillonite to illite. It will let out 30 to 40 grams of water and 100 kcal of heat by 1 mol montmorillonite transform to illite. This may be the medium and dynamic power source of the forming,evolution,and decomposition of kerogen. It is concluded that the clay minerals were the catalytic promoter for organic material evelute to hydrocarbon.

China University of Geosciences, Wuhan

本文用X射线、微区分析等方法对广西百色盆地那读三段泥岩中的干酪根进行了详细研究,该盆地干酪根的芳香度（Fa）为0.28至0.37,芳香核厚度（Le）为16.60A到20.76A,芳香片层数（n）为5到6层,证明属Ⅱ型干酪根,在同一剖面,fa随深度增加而变大,表明了干酪根向成熟方向转化。在干酪根中碳元素的分布是不均匀的,一般中间含量高,向边部则含量变低,铁及硅元素也向中间聚集,多数情况下形成FeS 2 核,在核的周围分布有粘土矿物。干酪根成熟程度的变化趋势与粘土矿物的演化趋势在宏观上是一致的,即与蒙脱石转化为伊/蒙混层粘土矿物的趋势一致。并从化学健和能量方面对这种过程进行了一些探讨。

... 赵澄林和朱筱敏,2001) ...

... 04( δ18OPDB)²)(赵澄林和朱筱敏,2001)计算白云岩形成的盐度和温度,计算结果(表 7)表明,研究区内该套方沸石白云岩温度变化较大,最小26 ...

2001

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... 本世纪初以来,不断有学者提出湖相热水沉积白云岩的观点(郑荣才等,2006 ...

... REE与辽东盆地沙河街组热水沉积岩非常接近,同时与已被证实的酒西盆地青西凹陷下沟组热水白云岩以及新疆三塘湖跃进沟二叠系芦草沟组方沸石白云岩稀土元素丰度和变化范围(郑荣才等,2006 ...

2006

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郑荣才, 文华国, 范铭涛, 等. 2006. 酒西盆地下沟组湖相白烟型喷流岩岩石学特征[J]. 岩石学报, 22(12): 3027-3038.

A number of geological workers take it seriously that sublacustrine white smoke type exhalative rock is firstly discovered and contains complicated mineral component and rich special sedimentary structure in Xiagou Formation, Lower Cretaceous in Jiuxi basin. The authors research thoroughly the lithological characteristics of the exhalative rock which is divided into six types of hydrothermal mineral assemblages mainly including albite-ferrodolomite, quartz-albite-ferrodolomite, quartz-barite-albite-ferrodolomite, quartz-analeite-albite-ferrodolomite, dickite-ferrodolomite and ferrodolomite according to assemblage characteristics of the material components and which is divided into four types of the sedimentary types, i e, filling lode rock type, water bursting breccia type, basin depositing type and region diffusing type in term of hydrothermal mineral assemblages and the texture and structure features. The different genetic type of the exhalative rock has the different hydrothermal mineral assemblage characteristic and the geological significance of hot water deposition. Based on all above, the authors establish sedimentary model of sublacustrine white smoke type exhalative rock in Xiagou Formation, Lower Cretaceous in Jiuxi Basin .

酒西盆地下白垩统下沟组首次发现的湖相白烟型喷流岩，以其复杂的矿物组分和丰富的沉积构造业已引起众多地质工作者的重视。本文通过深入系统的岩石学研究，按物质组分的组合特征，从此类喷流岩中划分出6种热水矿物组合，分别为钠长石-铁白云石或铁白云石-钠长石组合、石英-钠长石-铁白云石组合、石英-重晶石-钠长石-铁白云石组合、石英-方沸石瑚长石-铁白云石组合、地开石-铁白云石组合和单-铁白云石组合，根据热水矿物组合和结构构造特征。可将下沟组喷流岩划分成4种成因类型，分别为脉状充填型、水爆角砾型、盆地沉积型和区域扩散型，不同成因类型的喷流岩具有不同的热水矿物组合特征和热水沉积地质意义，在此基础上，建立了下沟组湖相白烟型喷流岩热水沉积模式。

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... 自法国博物学家Deodat de Dolomieu 于1971年首次对白云岩进行描述以来,白云岩成因一直是众多地质学家研究的课题之一,并提出了次生白云岩的观点(Pettijohn,1981 ...

2003

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... 温度的升高和淡水的混入均可促使氧同位素值趋向更负(Boni et al ...

2000

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2004

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1984

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1961

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... 与全球页岩微量元素克拉克值(Turekian and Wedepohl, 1961)比较,Ni含量接近或略偏低,Cr和Rb偏低,而其他深源气液型微量元素丰度则偏高,其中Ba丰度极高,显示了非正常沉积微量元素组成特征 ...

2004

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