白云岩成因研究.ppt
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白云岩成因研究.ppt
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白云岩成因报告人:
郑荣才成都理工大学沉积地质研究院2014年11月,白云岩成因是碳酸盐岩研究领域最复杂和最有争议的科学问题之一,自1791年提出“交代成因论”到现今的200多年时间里,围绕白云岩化环境、物质来源、作用阶段和成因模式等问题一直是地质学家探索的前缘课题。
随着科学研究技术手段的进步和勘探实践的拓展,已证明与热液作用有关的埋藏白云岩化是储层白云岩成因的主导模式。
同时,白云岩化流体来源、流体输导体系、流体运移路径与流体岩石相互作用过程的成岩系统与成藏系统在时间-空间上的耦合匹配关系,更是当今石油地质学界最前缘的研究热点。
1.白云岩化的意义白云岩化(或白云石化)的实质是成岩介质中Mg2+逐渐置换方解石晶格中Ca2+的过程,在此过程中,由于离子半径较小的Mg2+置换了方解石晶格中离子半径较大的Ca2+而使新生白云石晶体的晶形变好和体积相对方解石缩小。
理论上,由方解石转化为白云石的过程可缩小的体积最多可达14.81%,即所谓的减体积效应,由此而产生的规则多面体晶间孔使岩石的孔隙度增大,因此,白云岩化过程是形成次生孔隙、即晶间孔的一个重要过程,是形成碳酸盐岩储层的最重要的成岩作用方式之一。
白云岩化过程的减体积效应文石质转变成方解石时体积会加大.1,加大的体积主要占据孔隙而使岩石变得非常致密;文石质转变成白云石颗粒时体积会缩小6.15,产生晶间孔隙而岩石变得多孔(如考虑Sr2+被Ca2+取代时造成的体积变化,体积缩小还会略多一些);方解石转变成白云石时体积会缩小14.81,使岩石变得更加地多孔。
(减体积效应的理论依据)文石:
mol体积为34.15cm3mol方解石:
mol体积为36.93cm3mol白云石:
0.5mol体积为32.05cm3mol,Dolomitesareimportanthydrocarbonreservoirswithexcellentporosityandpermeability.,3-8-1-11W2,3213.2m.w=1.3mm,200mm,2.白云岩成因模式,2.1原生白云石模式在2O世纪下半叶,人们相继在一些近现代沉积环境中,如巴尔喀什湖东部阿拉库司湾、波斯湾、波纳利岛、巴哈马安德鲁斯岛、牙买加湾裙礁和西沙群岛的古近系和新近系生物礁等碳酸盐岩中等,都发现了所谓的“原白云石”,这些原白云石一般是全新世产物,为洁净透明自形细晶或微晶,呈原生的或溶蚀孔隙中充填胶结物产出.研究发现,原白云石是非化学计量成分的,其沉积速度不是过快就是过慢。
迄今为止还没有找到一个过硬的、没有争议的实例。
故这以原生白云石的沉淀机理以及相关的问题,还会继续争论下去。
相对原生白云石的成因模式,各种次生白云石化模式的实例就多得多,且可信度也很高。
2.2次生白云石模式次生白云岩形成的化学反应方程式是:
2CaCO3(固态)Mg2(溶液)CaMg(CO3)2(固态)Ca2(溶液)即方解石或文石被白云石交代的过程,即白云岩化作用,形成的是成岩白云岩,关于白云岩化作用、即地史时期大量白云岩形成的主要机理和原因目前争执不休,已提出多种白云岩化模式,其中最早是由Adams和Rhods提出的所提出的渗透回流机制,在其后40多年的研究中,先后又提出了很多白云岩的成因模式,最典型的是萨布哈(蒸发泵)模式、调整白云岩化模式、淡水与海水混合水模式,正常海水白云石化模式,埋藏白云石化模式,热液白云石化模式,以及最新已得到实验室证明的微生物白云岩模式,2.3微生物白云岩模式在第16、17届国际沉积学大会上、特别是第17届国际沉积学大会上对微生物碳酸盐及其沉积-成岩作用做了热烈的交流与讨论,IAS主席JudithA.McKenzie教授作了“探究碳酸盐岩世界的窗口”大会报告,重点介绍了微生物的过程、产物及其相关沉积系统科学最新的研究成果,特别是从实验模拟角度获得大量微生物碳酸盐岩及白云岩成因实验结果。
她指出:
自从35亿年前生命出现以来,微生物无疑已经改变了地球上部岩石圈、水圈和大气圈。
随着新的分子生物学方法引入和显微技术的进步,沉积学家可在纳米级尺度上直观地分析微生物作用和过程,这就使得从微生物窗口探索碳酸盐岩世界和关注生物圈沉积圈相互作用成为可能。
甚至预言:
“一个新的碳酸盐岩沉积学的科学研究趋向已经开始”,巴西LagoaVermelha地区微生物白云岩模式的形成示意图,3.白云岩成因模式目前面临的挑战现在许多碳酸盐油气田碳酸盐岩储层已被鉴定为HTD型,其中许多位于北美,大多数是最近2030年内被确定和开发的。
在加拿大和美国,大部分HTD储层属古生代年龄,而且在加拿大西部沉积盆地和密执安和阿帕拉契亚盆地中尤其常见,某些储层有共生的溶蚀淋滤灰岩相。
更年轻的(J-K)HTD和溶蚀淋滤灰岩储层在更年轻沉积盆地中应更常见,如裂陷的大西洋边缘(Wierzbichietal.,2006)、墨西哥湾、西班牙外海和阿拉伯湾地区,作为混合水白云岩化模型基础的美国威斯康星中奥陶统米夫林段的白云岩,已被重新解释为热液成因的(L.Hardie,2004),3.1热液白云岩成因观点的提出加拿大西部沉积盆地泥盆系和密西西比系、加拿大东部和美国东北部密执安和阿帕拉契盆地奥陶系Ellenburgerh和Arbuckle油田,南北大西洋边缘裂谷中中生代碳酸盐岩、以及西班牙滨线和远滨白垩系,阿拉伯湾地区的二叠-三叠系及侏罗-白垩系,包括世界最大油田阿拉伯湾的北部气油田田中的白云岩储层,以及其他地方的许多油田的白云岩储层都被重新识别为构造控制的热液白云岩储层,而这些储层以前都被解释为混合水成因的。
3.2热液白云岩鉴别标志,鞍状白云石是热液环境的重要的岩石学特征(DaviesandSmith,2006),鞍状白云石晶面弯曲,反映了原子高速结晶,并附着晶体生长,晶格缺陷多(富含白色包裹体),鞍状白云石,Qing,2009,鞍状白云石,西加拿大井下鞍状白云岩,热液白云岩鉴别标志,据Qing,2009,鞍状白云石,突尼斯,上二叠统,鞍状白云石,曲晶面,波状消光。
HA=2.4mm。
(Qing,2009),岩石学特征:
晶面弯曲波状消光,中国,塔里木盆地柯坪,鞍状白云石,单偏光,中国,塔里木盆地柯坪,鞍状白云石,阴极发光。
热液白云岩鉴别标志,3.3热液白云岩(简称HTD)的定义“热液”一词意味着热水。
White(1957)的“热液”定义常常作为标准予以引用:
“是可测量的比周围环境更温暖(高出5或更多)的任何水或所属产物”。
一般成岩过程中的“热液”,是指在高于围岩环境的温度条件下被引入或侵位到围岩层组中的流体或矿产。
它是地热异常的证据,要求对流体来源、运动机理和通道予以解释。
断裂和裂隙带无疑是最常见的流体运移通道和发生“热液”蚀变的部位,3.4构造控制的热液白云岩化过程热液白云岩化过程被定义为:
在被提高的、但通常为在埋藏条件下,由瞬时温度和压力高于围岩环境(典型地为灰岩)的流体引起的白云岩化作用,被称之为“热液白云岩化”,最具代表性的这种流体地是卤水,往往侵位到张性或拉张断层或裂隙系统的外围或沿其分布,但对交代结构和组构,以及孔隙类型和体积具有强烈的从沉积相、沉积组构到成岩早期的控制作用。
白云岩或成岩环境的热液术语概念,被定义为:
内在的构造浅成和低温热液。
三个类型:
沉积型Pb-Zn矿体、MVT型Pb-Zn矿体、热液白云岩油气储集体,(Davies,2006),3.5已提出的热液白云岩成因模式,热液白云岩成因模式,据Oliver(1986),(Davies,2006),几个因素:
走滑断裂、张性构造、基底含水层、页岩隔水层、基底隆起、顶部洼陷,热液白云岩成因模式,(Davies,2006),灰岩中发育热液白云岩储层,其顶部的构造洼陷形成机制:
多种,与走滑断层相关机制更为可信,热液白云岩成因模式,桂林石炭系热液白云岩,3.6优质的热液白云岩储层实例,桂林石炭系热液白云岩,桂林石炭系优质的热液白云岩储层实例,3.7热液白云岩的主要成因特点导致HTD广泛侵位的热液流体系统可能出现在拉张而非强烈的收缩构造环境中,这种选择性可能扩展到汇聚盆地演化的早期阶段;HTD储层带发育位置往往处于平行或接近平行碳酸盐岩陆架-盆地边缘的位置,意味着陆架边缘本身和热液作用都是受卷入盆地基底的张性断层控制;鞍状白云石对热液环境是最有指示意义的,出现在孔隙充填模式和交代模式中;由流体包裹体共结温度(Te)计算的卤水成分一般为MgCl2-CaCl2-NaCl-H2O流体,其浓度一般为海水的9倍,可归结于蒸发成因,但不同程度被海水或淡水,再或深部地层水的相互作用所改变;,大多数热液白云石与其宿主同年龄的海水(石灰岩)之推断Sr同位素成分相比,倾向于富含放射性锶,表现为87Sr/86Sr比值高一些,白云石富集放射性锶同位素被归因于两种机理:
其一为流体与含泥和/或长石质成分的陆源硅质碎屑沉积;其二为和/或与基岩的相互作用;在宿主石灰岩的基质白云石化开端时,可能出现方解石质生物碎屑、早期方解石胶结物、甚至还有基质灰岩本身的大量溶解,宿主石灰岩不同程度地被剪切微裂缝先破碎改造。
当灰质基质继续溶解时,点状的或漂浮的鞍状白云石晶体就沉淀在溶蚀孔洞中并受重力作用沉积于底部,形成铸模孔中的示底组构。
孔隙空间可以被粗粒的鞍状白云石充填胶结,形成一种示底组构;出现斑马结构,是HTD宿主中最易见到的引人注意的岩石组构之一。
流体包裹体分析表明,全球大多数充填孔隙的鞍状白云石,由盐度为现代海水盐度29倍的卤水析出的,包括结构较细的基质白云石和较粗鞍状白云石,两类白云石都来源于常见流体的MgCl2-CaCl2-NaCl型卤水。
这些特征否定简单海水或稍有改变的海水流体(混合水),而支持蒸发岩后浓缩的残余卤水来源。
Hanor(1994)和Heydari(1997)指出,在沉积盆地中盐度通常随深度而增加,达到接近石盐饱和的程度。
由这些较深来源卤水沿断层向上流动的流体,其盐度应高于较浅围岩中的地层水。
就加拿大西部盆地中、上泥盆统而言,广泛的硬石膏和石盐蒸发盐沉积可以满足大规模白云石化对蒸发后卤水源体积的要求。
对于以密西西比系为围岩的HTD储层,其远处的同时代蒸发盐可能是蒸发后浓缩卤水来源,但要求长距离运移。
地球化学特征,1、高温:
西加拿大中泥盆统和中寒武统基质白云石与孔洞中充填的鞍状白云石的均一温度均集中在130-210。
*NAH=Nahanni;DUN=Dunedin;SLP=SlavePoint;CAT=Cathedral.,(Davies,2006),2.高盐度:
鞍状白云石中两相流体包裹体盐度由冰点温度(Tm)求出。
样品来自加拿大和世界各地,多数盐度为现代海水的三到八倍甚至更多。
(Davies,2006),地球化学特征,3.白云石化流体氧同位素值高:
西加拿大盆地泥盆系中交代白云石与孔洞充填鞍状白云石的均一温度与氧同位素值交会图,表明鞍状白云石形成于富含18O的流体中(+5+16),这也是热液系统的典型特征。
地球化学特征,据Davis,2006,4.锶同位素值高寒武系、奥陶系、泥盆系和密西西比系中鞍状白云石富含放射性的Sr同位素,可能来源于硅质碎屑含水层,但更高的放射性可能来源于基底。
西加拿大不同时代白云岩Sr同位素值与海水对比图,据Qing,2009,地球化学特征,4埋藏白云岩化的几个理论问题近地表条件下形成的白云石(原白云石)是很不稳定的;在温度高于60时,富Ca2+离子的孔隙水会伴随Ca2+离子的消耗会变成富Mg2+离子的白云岩化流体,从而使地下水或埋藏的孔隙水满足白云岩化的要求;很多白云岩的原始沉积组构在埋藏成岩阶段遭到严重的破坏,白云石的重结晶作用使岩石的整体特征与近地表条件下形成的白云岩面貌迥然不同;形成大规模块状白云岩的Mg2+来源和对埋藏深度的定义,以及埋藏成岩白云岩与准同生白云岩如何区别等。
海水作为白云岩化Mg2+离子的主要来源已是不争的事实,现在讨论更多的是富Mg2+离子的白云岩化流体是通过什么方式形成的。
埋藏深度划分方案中的浅埋藏与中、深埋藏深度界定,多数人认为是1000m,也有认为500m即可,目前还没有共同认可的标准;在多阶段白云岩化叠加作用的产物,所记录的大多数是对最终成岩环境留下的标志,因此,要准确区分不同埋藏成岩阶段和成因类型白云岩化过程,无论是从岩石学还是从地球化学角度,都是非常困难的。
地球化学分析资料(尤其是Sr同位素特征)反映,埋藏成岩阶段与准同生阶段形成白云石在很多方面存在明显差异;一些先进的分析手段,通过矿物流体包裹体资料分析提供了埋藏成岩阶段的流体组成及成岩温度等珍贵信息。
5.储层白云岩研究实例川东北地区飞仙关组和长兴组储层白云岩成因分析来自岩石结构和锶同位素的证据,5.1川东北长兴组和飞仙关组白云岩储层的基本特征川东北长兴组和飞仙关组发育有两种结构类型的白云岩:
其一是泥-微晶白云岩和石膏质白云岩,岩性非常致密,不利储层发育;其二是长兴组的礁白云岩和飞仙关组以鲕粒为主的颗粒白云岩、残余颗粒粉-细晶白云岩和中-粗晶白云岩,礁白云岩,白云石晶粒粗和多孔,溶蚀作用强烈,往往是优质碳酸盐岩储层发育的岩性。
长兴组和飞仙关组中常见的泥-微晶白云岩和石膏质白云岩,大多数研究者认为川东北长兴组和飞仙关组准同生白云岩是蒸发台地萨勃哈环境的产物,用蒸发泵模式解释其成因,典型的岩石类型是泥-微晶的、含硬石膏的,或与硬石膏互层产出的膏盐质泥-微晶白云岩、层纹石泥-微晶白云岩、膏质藻团粒微晶白云岩和硬石膏、盐岩组合,常见干裂、钙结壳等暴露标志,近年来在川东北地区下三叠统飞仙关组和上二叠统长兴组中钻获以普光、元坝、龙岗、罗家寨、渡口河、黄龙场、五百梯和高峰场为代表的一系列特大型和大中型气田,优质礁、滩相储层均为高程度白云岩化作用的产物,长兴组和飞仙关组中常见的礁白云岩和颗粒白云岩、晶粒白云岩等,普遍具很好的储集性,部分为优质储层,长兴组白云岩储层特征,长兴组溶孔海绵礁白云岩,长兴组溶孔海绵礁白云岩,长兴组溶孔海绵礁白云岩,长兴组溶孔海绵礁白云岩,长兴组溶孔海绵礁白云岩,白云岩藻团粒粘结白云岩,飞仙关组白云岩储层特征,亮晶鲕粒白云岩(粒间和粒内溶孔非常发育),亮晶鲕粒白云岩(粒间和粒内溶孔非常发育),粉-细晶鲕粒白云岩(粒间、粒内和超大溶孔非常发育),中晶白云岩(晶间孔、晶间溶孔和超大溶孔非常发育),碎裂化不等晶白云岩(晶间孔和晶间溶孔非常发育),亮晶鲕粒白云岩(粒间、粒内溶孔非常发育,具示底构造),5.2长兴组和飞仙关组中白云岩储层成因渗滤回流模式(成矿所,2005,杭州石油地质所,2012),泻湖,飞仙关组和长兴组中丰富多彩的优质白云岩储层成因,大多数被认为与早期暴露和大气水、混合水流体有关的白云岩化作用结果,并提出了众多成因模式,其中被最广泛应用的模式是渗透回流和混合水白云岩化模式。
混合水模式(西南油气田分公司和成矿所,2005),淡水与正常海水混合水,淡水或卤水与海水混合水,卤水,海水,海水,淡水,淡水,需要特别强调的是,“渗透回流”和“混合水白云岩化”是否能形成大规模的块状白云岩,近十年来在欧美国家遭到广泛质疑,在近期众多有关块状白云岩储层的研究成果中,对白云岩成因机理解释的更多的是“成岩埋藏白云岩化作用”,最经典的研究成果是“加拿大西部沉积盆地中泥盆统埋藏白云岩的锶同位素组成-白云化流体来源的明显证据”(W.Mountjoy,1999)和“阿尔伯特深盆中西部泥盆系受断裂和管道流体控制的埋藏成岩白云石化作用”(DarrlyG.GreenandEricW.Mountjoy,2005)。
川东北地区飞仙关组鲕粒白云岩和长兴组礁白云岩储层被确定为成岩埋藏白云岩化的产物依据如下几方面的证据:
成岩期埋藏白云石化模式对川东北早三叠世碳酸盐岩沉积区而言,当时气候条件极干旱炎热,区域上以广泛发育局限和蒸发台地为主,由于持续强烈的蒸发作用促使沉积环境的海水或沉积物中的孔隙水盐度逐渐升高,不仅缺乏持续性的淡水透镜体形成条件而难以构成区域性的“混合水白云石化带”,而且在海水或孔隙水的不断蒸发过程中,水体中Ca2+离子不断消耗而Mg2+不断富集,其结果是:
一方面有利于白云石快速成核而形成与石膏等盐类矿物共生的准同生阶段白云岩化作用;另一方面在高能的鲕粒滩(或生物礁)沉积环境中可形成高盐度的埋藏孔隙水流体而有利于成岩过程中埋藏交代作用为主的白云岩化作用,岩石学特征;矿物学特征(白云石的标型特征和有序度);阴极发光性特征;Fe、Mn、Sr微量元素地球化学特征;碳、氧稳定同位素地球化学特征;次生方解石单矿物异常锶丰度;锶稳定同位素;包裹体均一温度;以下重点讨论来自岩石结构和锶稳定同位素的证据,5.4川东北飞仙关组和长兴组储层是埋藏成岩白云岩化作用结果的证据,
(1)飞仙关组白云岩同位素分布特征示意图,Z:
盐度指数Z=2.048(13C+50)+0.498(18O+50)(PDB)标准,
(2)来自岩石结构的证据1.由准同生白云岩化所形成的白云石多以它形和半自形的泥-微晶结构为主,飞仙关组和长兴组白云岩储层晶粒普遍以较粗的细中晶为主,部分达到粗晶;2.以鲕粒白云岩、残余鲕粒白云岩、残余礁白云岩及晶粒白云岩为代表,据白云石产出特征和白云岩残余结构的保存状况,可划分出三阶段五期次埋藏白云岩化:
早成岩阶段A期结构保存非常好的亮晶鲕粒白云岩;早成岩阶段B期鲕粒结构保存较好的粉-细晶鲕粒白云岩;中成岩阶段A期残余鲕粒细-中晶白云岩;中成岩阶段B期中-粗晶白云岩,晚成岩阶段构造活动期碎裂化不等晶白云岩。
3.不同成岩期次白云岩在岩石结构、晶体大小和干净程度,以及各类孔隙的发育状况和充填物类型的众多特征有明显差别,出现继承性演化特点,并一致反映白云化程度越高越有利于储层发育的基本规律。
4.随成岩作用增强,白云石有序度增高和变化范围缩小。
5.不同成岩阶段白云岩的Fe、Mn、Sr微量元素的含量变化非常近似,说明不同成岩阶段的白云岩化流体性质是非常相似的,大多数样品具很高的Sr和Fe及很低的Mn含量,显示出正常海水的影响特征和缺乏外界大陆淡水的干扰作用。
早成岩阶段A期,中成岩阶段A期,早成岩阶段B期,早成岩阶段B期,川东北飞仙关组各成岩阶段鲕粒白云岩结构演化图谱,中成岩阶段A期,晚成岩阶段,晚成岩阶段构造活动期,中成岩阶段B期,中成岩阶段B期,川东北飞仙关组各成岩阶段鲕粒白云岩结构演化图谱,B,B,D,C,F,G,H,I,E,长兴组各阶段成岩埋藏白云岩图谱(照片对角线3.75mm),(3)不同成岩阶段白云石有序度和变化范围的证据,(4)不同成岩阶段白云岩Fe、Mn、Sr、MgO含量证据,(5)来自锶稳定同位素证据依据Mler等(1990)对阿布扎比萨勃哈白云岩的系统取样分析结果,越靠近陆的方向,随着淡水的比例增加,Sr丰度逐渐降低而87Sr86Sr比值逐渐增大,并高于正常海水的87Sr86Sr比值,白云岩样品的87Sr86Sr比值与相应位置的地层孔隙水或海水是一致的。
卤水环境的87Sr86Sr比值要明显低于有淡水加入的地区。
该研究结果表明了淡水及正常海水与沉积物之间的87Sr86Sr比值变化特征,尤其是准同生成因的白云石与相同位置的灰岩或方解石的87Sr86Sr比值是非常接近的。
在无陆源沉积物和幔源物质供给的情况下,淡水是导致87Sr86Sr比值加大的根本原因,因此,仅就白云岩样品的87Sr86Sr比值及其与相应位置的地层孔隙水或海水的关系,已成为探讨白云岩化流体来源及其性质的重要线索,以此为理论依据,利用锶稳定同位素地球化学特征研究白云岩的成因,在国外已成为最有说服力的证据。
阿布扎比萨勃哈海水及沉积物的Sr同位素随位置而变化的87Sr86Sr比值变化趋势(据Mler等,1990),普光和茅坝构造飞仙关组碳酸盐岩Sr含量和87Sr86Sr比值,川东北白云岩储层锶稳定同位素特征,全求海相灰岩随时间变化的87Sr/86Sr比值变化曲线(海相Sr同位素地层),飞仙关组碳酸盐岩地层随时间变化的87Sr/86Sr比值位置,川东北白云岩储层锶稳定同位素特征,飞仙关组白云岩储层锶同位素组成特征出现如下几个显著的特点:
除两件样品的87Sr/86Sr比值较高,显示出有少量与大陆淡水有关的壳源锶加入特征以外,其余27件样品均显示出强烈的早三叠世海水锶同位素组成特征;不同成因的碳酸盐岩87Sr86Sr比值的平均值变化范围为0.7065880.708187,覆盖了全球早三叠世锶同位素变化范围(0.70760.7078,Mmler,1990),略大于川东北早三叠世海水Sr同位素变化范围(0.7073300.707383,黄思静,2005),但平均值(0.707656)与Mmler的全球早三叠世平均值(0.707743)和黄思静的川东地区早三叠世海相碳酸盐岩地层平均值(0.707350)具有很大的一致性;,不同成因碳酸盐岩87Sr86Sr平均值有所不同,以正常海相灰岩为最低(平均值0.706588),准同生白云岩(平均值0.708828)和各种次生方解石相对较高(平均值0.707998),而各埋藏成岩阶段的白云岩介于其间(0.7071220.707419,平均值0.707393),与阿布扎比不同成因碳酸盐矿物锶同位素分布规律相一致,反映成岩白云岩化流体具有介于正常海水与萨勃哈海水之间的高盐度海源地层水性质;各埋藏成岩阶段的白云岩87Sr86Sr比值变化不大,略微高于正常海相灰岩,而相对晚期的两期方解石的87Sr86Sr比值均超出埋藏成岩白云岩和全球早三叠世锶同位素的演化范围,说明埋藏成岩白云石化过程中未能脱离源于早三叠世海水锶同位素的影响范围,而相对晚期的热液方解石可能存在轻微的大陆壳源锶混入,但未对白云岩化作用生产明显影响。
5.4飞仙关组储层白云岩化流体来源的讨论1.综合上述飞仙关组白云岩储层的锶同位素组成特征,认为源于早三叠世地层封存的海源卤水为各埋藏成岩阶段的富Mg2+离子的白云岩化流体来源,87Sr86Sr偏低的样品主要是正常海相微晶灰岩,偏高的主要是准同生白云岩和热液方解石,而与海水最接近的则是早-中成岩阶段埋藏交代成因的细中晶白云岩,并且白云岩化程度越高,87Sr86Sr比值越接近McArthur的早三叠世海水锶同位素值。
黄思静教授对罗家寨和渡口坝构造飞仙关组白云岩储层的锶同位素地层研究结果,也得出了白云岩化流体的锶同位素符合沉积期海水特征的结论,在其分析的37件鲕粒和晶粒白云岩样品中,87Sr/86Sr比值变化范围为0.7074060.708276,平均值为0.707659,与本项目研究得出的平均值0.707656完全一致。
2.原始沉积的正常海相灰岩和准同生白云石都具有很高的Sr含量,说明早三叠世飞仙关期上扬子海盆的海水具有很高的Sr含量,此特征提示了2个有关沉积-成岩的重要问题:
其一是早三叠世飞仙关期的上扬子海盆的海水和碳酸盐沉积物中的孔隙水具有很高的Sr含量;其二是飞仙关组原始碳酸盐沉积组分中文石的含量非常高,为一类具有很高成岩敏感性和易于遭受白云岩化改造的碳酸盐沉积物。
3.在白云石的MgCO3摩尔百分数和Sr含量散点图上,来自罗家寨、渡口坝、普光和茅坝构造的飞仙关组白云岩样品,组成了沿海水线两侧分布的演化趋势,说明白云岩化流体的Sr含量与当时沉积时的海水非常接近,可作为白云岩化流体来自地层中埋藏孔隙水(海源水)的重要证据。
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