鄂尔多斯盆地靖边气田马五段白云岩稀土元素特征及成岩流体示踪

分析白云岩及储层形成过程的流体特征,对探讨白云岩形成机理和储层特征具有重要意义。以靖边气田马五段白云岩作为研究对象,分析其稀土元素特征,并探讨了其中蕴含的成岩流体信息。研究结果表明,海水标准化后所有样品的稀土元素配分特征相近,均表现为正Ce异常(δCe=12.2~14.7),LREE稍富集,HREE配分曲线平坦,显示海水来源的特征。泥晶灰岩标准化后均表现为正Eu异常、LREE富集的特征,说明在白云岩化过程中,HREE减少最多,Eu减少最少,推测与热液流体的水—岩作用有关。与未溶蚀的白云岩相比,溶蚀白云岩的∑REE值减少30%,REE配分模式基本不变,且越接近古地表∑REE值和δCe值越大,符合成岩—成烃流体水—岩反应时REE的变化特征,而与大气水的淋滤效应明显不同。现今白云岩中的溶蚀孔可能主要与白云岩再次埋藏时的成岩—成烃流体有关。     

白云岩储层形成演化过程中不同流体作用的稀土元素判别模式

综合近年来应用稀土元素研究白云岩储层流体作用特征的结果,结合对四川盆地和塔里木盆地典型样品稀土元素特征的分析,提出了辨别不同流体来源及作用特点的主要模式:1）受成岩流体改造较弱的白云岩依然显示海水来源的稀土元素模式。全岩稀土元素总量低（一般小于20μg/g）,显著的正Ce异常,轻稀土元素富集,重稀土元素配分曲线较为平坦。2）大气降水淋滤-渗滤模式。全岩稀土元素含量低于正常白云岩,Ce正异常显著降低,甚至出现负Ce异常,其中淡水淋滤成因的方解石脉具最低的稀土元素含量。3）成岩-成烃流体作用模式。全岩稀土元素含量稍微降低,但配分模式保持与海水类似,与之相关的白云石次生加大边具有较高的稀土元素含量和Ce SWN 值,成岩流体方解石脉的稀土元素和Ce SWN 值明显高于围岩,但两者都显示了海水来源特征。4）热液作用模式。稀土元素含量降低,出现正Eu异常,稀土元素配分曲线起伏不平。     

塔里木盆地中下奥陶统碳酸盐岩地球化学特征及其对成岩环境的指示——以巴楚大板塔格剖面和阿克苏蓬莱坝剖面为例

利用薄片、碳氧稳定同位素、微量元素等测试资料,以巴楚大板塔格与阿克苏蓬莱坝剖面中下奥陶统碳酸盐岩为研究对象,系统报道了岩石学与地球化学的各种特征,分析了不同特征所表征的成岩环境。研究表明：(1)碳、氧同位素垂向上整体表现为埋藏成岩环境,鹰山组顶部、蓬莱坝组中部以及顶部呈现出淡水成岩环境特征,鹰山组中部与蓬莱坝组底部显示为海水成岩环境,鹰山组下部和上部表现为海水成岩环境背景下短期受到淡水影响,白云岩δ¹⁸O值、δ¹³C值高于灰岩,鹰山组白云岩δ¹³C值低于蓬莱坝组白云岩;(2)不同类型白云岩Sr含量呈现规律性。还原环境敏感元素富集在鹰山组中—粗晶白云岩与蓬莱坝组顶部粉—细晶白云岩,氧化环境敏感元素富集在鹰山组藻砂屑云质灰岩、蓬莱坝组细晶夹自形中晶白云岩和砂屑幻影白云岩;(3)白云岩化的过程是LREE亏损的过程。一间房组生屑灰岩具较高的∑REE,MREE略富集,Ce负异常程度高,蓬莱坝组下部残余结构云岩REE配分继承颗粒灰岩。鹰山组下部藻泥晶砂屑灰岩与云质砂屑灰岩REE配分相似,∑REE具有随水体深度增加而减小的趋势,LREE富集,HREE亏损,Gd正异常。鹰山组中—粗晶白云岩与蓬莱坝组顶部粉_细晶白云岩REE配分相似,MREE富集。鹰山组与蓬莱坝组细晶—中晶白云岩具明显Eu负异常。     

川中地区中二叠统茅口组白云岩特征及成因机理

川中地区茅口组白云岩主要位于茅口组二段中、上部和茅口组三段下部,根据岩石学特征可分为含灰质细—中晶白云岩、细—中晶白云岩、角砾白云岩,且以后两者为主。对比泥晶灰岩与不同类型白云岩样品地球化学特征后发现,白云岩相对于同层灰岩具有较低的Fe含量、较高的Mn含量和较低的Sr含量;泥晶灰岩与不同类型白云岩具有相似的稀土配分特征,均表现为LREE亏损、轻微正La异常和负Ce异常,且白云岩样品具有微弱的Eu正异常;细—中晶白云岩与角砾白云岩δ~(18)O值均明显低于原始灰岩,而~(87)Sr/~(86)Sr比值则明显高于原始泥晶灰岩。不同类型白云岩与灰岩相似的稀土配分特征表明茅口组白云岩形成过程中保留了原始灰岩的部分地球化学特征,而白云岩微弱Eu正异常及其与灰岩同位素差异性可能是由于白云岩化过程中高温地质热流体的参与而引发的。茅口组白云岩化作用受多种因素控制:地层残余海水和岩浆活动伴生的热液流体为白云岩化作用中Mg的主要来源;峨眉山大火成岩省热效应为白云岩化提供异常高的古地温背景;断裂系统为异常地温对流和白云岩化流体提供了快速运移通道;颗粒滩相灰岩较好的孔、渗性使之比泥晶灰岩更易发生白云岩化。峨眉山大火成岩省伴生的异常地温和充足Mg供给是茅口组发生白云岩化的关键,不同类型白云岩形成于白云岩化过程的不同阶段。     

川东北飞仙关组白云岩化作用对鲕粒滩储层的孔隙改造效应

当白云石含量超过一定范围后,白云岩孔隙度随着白云石含量增高而增大,这是否意味着白云岩化作用导致新生孔隙产生,这是值得深究的问题。选取川东北地区下三叠统飞仙关组鲕粒滩储层为对象,进行细致的岩石矿物学观察,并开展白云岩段和灰岩段对比分析工作。结果表明：当白云石含量大于40%,随着白云石含量增加,白云石的抗压实压溶作用使得鲕粒岩中压溶再沉淀成因的第三期粒间方解石胶结物含量不断减少,理应被其占据的粒间孔隙不断空出,并成为现今孔隙的主体,由此导致了岩石孔隙度与白云石含量之间的协同增长关系。由此提出,白云岩化并非为鲕粒滩储层贡献了新生孔隙,而是有效地保存了早期孔隙。研究还揭示了现今鲕粒滩体不同部位白云岩物性迥异根源于白云岩结构差异演化。沉积旋回内灰岩岩性及其分布特征的不同引发了这种白云岩结构差异演化;早期大气水淋滤对鲕粒岩结构、矿物组成以及稳定性等方面的效应是鲕粒原始结构保存与否的根本原因;重结晶和深埋藏溶蚀作用加剧原始鲕粒离散和结构破坏,趋向于形成最终的结晶云岩。     

川西南地区中二叠统栖霞组白云岩储层特征及成因

通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光和地球化学分析等方法,对川西南地区中二叠统栖霞组白云岩特征及成因进行了研究。研究结果表明：①研究区栖霞组基质白云岩主要是细—中晶白云岩,其次为粉—细晶白云岩,并伴生少量粗晶鞍形白云石。②研究区细—中晶白云岩与同期颗粒灰岩方解石胶结物的稀土配型模式一致,具有现代海水典型稀土配分特征,为半局限水体动荡环境下沉积的颗粒灰岩交代而成;粉—细晶白云岩具有∑REE含量较高、Ce微弱正异常、LREE整体抬升的平坦稀土配型形态特征,为半局限水体安静环境下沉积的泥晶灰岩或粒泥灰岩交代而成。不同类型白云石Fe,Mn元素含量随云化程度加深表现出协同性升高,表明其具有相同成因。③研究区沿坡折带发育的生屑滩滩间存在局部蒸发受限环境,形成浓缩咸化海水,发生准同生期回流渗透白云石化作用,主要形成粉—细晶白云岩;早成岩—浅埋藏期峨眉山大火成岩省岩浆活动提供异常高热,高温孔隙水与先期白云岩进一步进行水岩作用,形成细—中晶白云岩,具“雾心亮边”特征;埋藏期深部热液沿裂缝运移,在裂缝和围岩中沉淀出鞍形白云石。生屑滩导致的半局限环境与热源叠加是研究区白云岩形成的关键。     

鄂尔多斯盆地南部二叠系山西组二段泥岩稀土元素特征及地质意义

对鄂尔多斯盆地南部二叠系山西组二段35块泥岩样品的地球化学分析结果表明,该区样品的∑REE较高,LREE/HREE及LaN/YbN等特征比值表明轻、重稀土分异明显,REE配分模式为明显的轻稀土富集、重稀土亏损型,轻稀土段呈明显的“右倾”,重稀土段则为“平坦状”,Eu负异常明显,大部分Ce显示正常,少量正异常.Ceano...     

川东地区开江—梁平海槽南段飞仙关组鲕滩储层特征及主控因素

开江-梁平海槽中-北段飞仙关组鲕滩气藏勘探已在多个区块取得重大突破,而海槽南段的勘探进展有限,其储层面貌及分布的控制因素不明确。基于录井、岩心、岩石薄片和碳、氧、锶同位素、主量与微量元素等测试资料,根据矿物组成、晶粒大小和孔隙成因类型,在开江-梁平海槽南段飞仙关组鲕滩识别出粒间孔型鲕粒灰岩（A型）、铸模孔型鲕粒灰岩（B型）、粒间溶孔型鲕粒白云岩（C型）、铸模孔型鲕粒白云岩（D型）、细晶白云岩（E型）和粉晶白云岩（F型）6种储集岩类型以及鲕粒灰岩储层、鲕粒白云岩储层和晶粒白云岩储层3类储层。鲕粒灰岩储层分布在台缘带和台内。台缘带鲕粒灰岩储层岩石类型为粒间孔型鲕粒灰岩,储集空间以残留粒间孔为主;台内鲕粒灰岩储层岩石类型为铸模孔型鲕粒灰岩,储集空间主要为铸模孔或粒内溶孔。鲕粒白云岩储层仅发育在台缘带,储集岩类型为粒间溶孔型鲕粒白云岩或粒间溶孔型鲕粒白云岩与铸模孔型鲕粒白云岩的组合。晶粒白云岩储层仅在台缘带发育,储集岩类型为细晶白云岩或粉晶白云岩,储集空间以晶间孔为主。飞仙关组鲕滩储层整体为低孔、低渗,鲕粒白云岩储层与晶粒白云岩储层、细晶白云岩与粒间溶孔型鲕粒白云岩的储集物性相对较好。组构选择性溶蚀作用和同生成岩阶段-早成岩阶段中等盐度海水主导的渗透回流白云石化作用是飞仙关组鲕滩储层与储集岩类型多样化及其分布规律的主要控制因素。     

羌塘盆地南部古油藏带布曲组碳酸盐岩稀土元素特征及意义

在羌塘盆地南部古油藏带布曲组碳酸盐岩的详细岩石学分析基础上,研究不同类型碳酸盐岩的稀土元素特征,结果表明:①研究区碳酸盐岩包括灰岩、泥—微晶白云岩、（残余）颗粒白云岩、晶粒白云岩及鞍形白云岩;②各类碳酸盐岩均具有较低的稀土元素总量,能够指示沉积或成岩流体的性质,部分鞍形白云岩样品稀土元素总量高于灰岩,预示着可能有外来流体的加入;③不同类型碳酸盐岩稀土总量具有差别,但经太平洋表层海水标准化后,具有相似的稀土元素配分模式,La_N/Yb_N平均值为2.86,轻微的轻稀土富集和重稀土亏损,随着白云石化程度的增加,轻稀土富集程度变弱,δCe正异常（平均值2.94）和δEu正异常（平均值1.43）,这些特征说明布曲组碳酸盐岩沉积于氧化性质的水体中,白云石化流体主要为同期海源地层水,但在烃类充注以后成岩环境变为还原环境,受早白垩世末期拉萨地体与羌塘地块剪刀式碰撞,研究区布曲组地层中有大气淡水加入,再次受到新生代构造热事件影响,形成鞍形白云岩,构造热事件为Eu2+富集提供温度条件。      

中扬子京山地区方解石脉成因及其对油气保存的指示意义

野外观察中扬子京山地区逆冲推覆带和冲断褶皱带内奥陶系、二叠系和三叠系发育多期沿裂缝分布的方解石脉。通过稀土元素（REE）,电子探针,氧同位素,流体包裹体分析及盆地模拟对方解石脉成因进行了研究。奥陶系和三叠系方解石脉REE呈现轻稀土元素（LREE）富集,重稀土元素（HREE）亏损,明显的正铕（Eu）异常,说明成脉流体受到了热液流体的影响;二叠系方解石脉REE总量低,LREE低度富集,HREE配分曲线平坦,中等程度负铈（Ce）异常,显示成脉流体为大气淡水成因。根据电子探针Fe,Mn元素分析,部分奥陶系方解石脉成因与其围岩碳酸盐溶解有关;二叠系方解石脉成因主要与大气淡水淋滤碳酸盐成分有关,三叠系方解石脉成因与其他层位海相碳酸盐成分有关。利用氧同位素温度和流体包裹体均一温度,结合研究区虚拟井的埋藏史和热史模拟结果,推测3套地层裂缝方解石脉体形成深度约在2 000~2 500 m,形成时间约为距今150~60 Ma。综合方解石脉地球化学特征分析认为,燕山期构造挤压抬升作用伴随的热液流体、成岩流体及地表水下渗作用使京山地区油气保存条件遭受了一定程度的破坏。     

中国南方地区灯影组白云岩储层流体溶蚀改造机制

对南方地区震旦系灯影组未遭受溶蚀改造作用的泥粉晶白云岩、遭受溶蚀改造的富含溶蚀孔隙白云岩储层(包括粗晶砂糖状白云岩)以及孔洞中充填的粗晶白云石开展了碳、氧和锶同位素以及稀土元素分析,以判别白云岩储层发育经历的流体改造作用类型、过程和机制。未溶蚀白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为3.0‰、-3.5‰ 和0.708 779;稀土元素组成上无显著的Ce和Eu异常,属于正常的海水成因白云岩。溶蚀改造后的砂糖状白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为1.7‰、-7.7‰ 和0.709 579,与未溶蚀改造白云岩相比具有略偏轻的碳、氧同位素组成和较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有较高的REE含量和显著的Ce负异常,δCe平均值为0.5,表明多孔的砂糖状白云岩储层是大气降水和含油气流体溶蚀改造的产物。孔洞中充填的粗晶白云石的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为0.3‰、-11.3‰ 和0.710 334,具有显著偏轻的碳、氧同位素组成和显著高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有显著的Eu正异常,δEu平均值为3.0,最大达到9.8,表明孔隙充填白云石是从热液流体中沉淀出来的,并受地层中有机成因流体的影响。根据所确定流体作用类型并结合构造地质演化背景,探讨了灯影组白云岩储层流体改造过程和机制。南方地区在震旦纪灯影组沉积时期发育海水台地相泥粉晶白云岩沉积,局部见藻纹层结构。震旦纪末期遭受大气降水溶蚀改造,下渗至地下深处,促使白云岩溶蚀和重结晶作用;在此后的埋藏过程中,进一步遭受含油气流体的溶蚀改造作用,最终形成富含溶蚀孔隙和沥青的中粗晶白云岩储层。埋藏过程中,受盆地深部热液的改造作用,在孔隙中形成白云石充填,使白云岩储层发生了一定程度的致密化作用。     

川南地区灯影组白云岩地球化学特征及流体来源

四川盆地灯影组白云岩是重要的优质油气储集岩,由于复杂的成岩演化和多期的构造作用,白云岩的成因一直存在争议。通过碳、氧同位素、微量元素等分析手段,对川南地区灯影组白云岩的地球化学特征及流体来源进行了研究。研究结果表明,该区白云岩主要类型为微晶、细晶-中晶以及含角砾白云岩。灯影组白云岩的δ¹³C介于0.52‰~2.06‰（均值1.42‰）,δ¹⁸O介于-11.9‰~-2.14‰（均值-9.09‰）,与同期原始碳酸盐岩δ¹³C值（4.43‰）和δ¹⁸O值（-0.62‰）相比明显偏小。结合白云岩具有高U/Th比值、低Sr值以及Eu正异常等特征,认为研究区灯影组白云岩具有埋藏白云石化特征,且在成岩后期受到了热液流体作用的改造。该区白云岩具有与海水来源白云岩相似的稀土元素配分特征以及远高于正常海水的盐度指数（Z值）,表明白云岩化流体主要来源于封存在地层中的浓缩海水。     

中国南海西沙地区西科1井中新统梅山组白云岩特征及成因

南海新生代碳酸盐台地发育,在西沙地区碳酸盐岩层序中白云岩常见。通过对西科1井白云岩的宏观形态、微观特征以及碳、氧同位素、主微量元素测试分析,描述了中新统梅山组白云岩的特征。西科1井梅山组主要发育4套厚度不一的白云岩层,颜色各异,孔隙发育。厚层白云岩中可见砂糖状白云岩,且往往分布在古暴露面之下;薄层白云岩表现为弱固结,白云岩化不彻底。白云石晶体以平直面半自形-自形晶为主,部分粉、细晶白云石发育雾心亮边。梅山组碳酸盐岩的碳、氧同位素值整体呈现一定的相关性,而白云岩的碳、氧同位素值相关性不明显。白云岩沉积时的古盐度值略高正常海水,且白云岩层中氧同位素值均为正值,说明其不受岩浆热液流体及有机酸溶液的影响。梅山组薄层白云岩多为灰质云岩,白云岩整体具有低铁、低锶、低锰的特征,说明其镁离子来源主要为海源。稀土元素具有低Ce、低Eu的特点,综合认为梅山组白云岩以渗透回流成因为主,且受到地热增温的影响,具有高孔隙度、高渗透率的特点,具有良好的储层潜力。     

塔里木盆地古城地区上寒武统白云岩稀土元素地球化学特征及成因模式

塔里木盆地古城地区特殊的沉积构造演化,预示着其白云岩的形成可能有其特殊性。以古城构造带上寒武统白云岩为研究对象,在岩心、薄片、沉积环境分析的基础上,对各类结晶白云岩及缝洞白云石、方解石充填物进行了稀土元素地球化学特征分析。结果表明,各类白云岩及缝洞充填物稀土元素NASC配分模式共分为4种类型:δCe负异常δEu弱正异常型、δEu负异常型、δEu正异常型和δCe正异常型。详解白云岩及缝洞充填物的成因,蒸发泵作用是古城地区白云岩的主要成因类型,热液作用也非常显著,而埋藏作用和混合水作用影响较小。此外,所有测试的缝洞充填物都是在混合水环境和热液环境中形成的,蒸发作用和埋藏作用并没有形成明显的充填物,这可能对寻找有利的白云岩储层有一定的借鉴意义。      

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段桌子山组白云岩碳氧同位素特征及意义

通过空间展布和不同类型白云岩的碳氧同位素特征,诠释了鄂尔多斯盆地西部天环坳陷北段奥陶系桌子山组白云岩的成因和储层地质学意义。研究区白云岩主要有微-粉晶白云岩、残余砂屑细晶白云岩和细-中晶白云岩3种,其中微-粉晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.78‰和-5.0‰;残余砂屑细晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.53‰和-6.5‰;细-中晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.47‰和-6.3‰。桌子山组白云岩碳氧同位素的组成位于正常海相碳酸盐岩范围之内,说明其白云石化流体来源于囚禁的古海水。白云岩碳氧同位素演化特征及成岩作用特征,指示微-粉晶白云岩为准同生阶段白云石化的产物,而残余砂屑细晶白云岩及细-中晶白云岩则为浅埋藏白云石化的产物。      

Geochemical characteristics of the Permian Changxing Formation reef dolomites, northeastern Sichuan Basin, China

The recent discovery of deep and ultra-deep gas reservoirs in the Permian Changxing Formation reefs, northeastern Sichuan Basin is a significant development in marine carbonate oil & gas exploration in China. Reef dolomites and their origins have been major research topics for sedimentologists and oil & gas geologists. The petrography, trace element and isotope geochemistry of the reef dolomites indicated that the dolomites are characterized by low Sr and Mn contents, relatively low Fe contents, very similar δ 13 C and δ 18 O values and very different 87 Sr/ 86 Sr ratios. Although the calculated results of the fluid mixing suggested that a mixture with 85%-95% meteoric water and 5%-15% seawater seemed to be the dolomitizing fluids of the reef dolomites, the low Mn contents, relatively low Fe contents, high δ 13 C values and high homogenization temperatures of the dolomites did not support that there were large proportions of meteoric water in the dolomitization process, and the 87 Sr/ 86 Sr ratios which were close to coeval seawater also did not support the possibility of the mixture of deep-burial circulated fluids from clastic rocks. High temperature deep-burial circulated seawater with low Mn and Fe contents, high Sr content and high δ 13 C values from the dissolution of widely distributed Triassic evaporites during the burial diagenetic processes (including dehydration of water-bearing evaporites) could have been the dolomitizing fluids of the reef dolomites.