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。     

微量碳酸盐岩碳氧同位素在线分析方法与应用——以渤海湾盆地渤南洼陷为例

碳酸盐岩碳氧同位素组成变化对湖盆沉积环境、水体性质、气候变化等具有重要指示意义。利用微量碳酸盐岩碳氧同位素在线分析方法对渤南洼陷沙四段上亚段和沙三段下亚段湖相页岩进行分析,结果表明,沙四段上亚段的 δ¹³C_PDB和 δ¹⁸O_PDB均为负值,呈现较好的正相关关系,指示断陷发育期湖盆水体环境封闭性较强、盐度较高;δ¹³C_PDB值负偏,除一定程度受淡水补给的影响外,还与沉积时期湖水中硫酸盐含量高有关,δ¹⁸O_PDB值较轻则主要是成岩中晚期胶结作用的结果。与沙四段上亚段相比,沙三段下亚段的 δ¹³C_PDB和 δ¹⁸O_PDB值整体变重,二者之间相关性较好,反映出断陷鼎盛期较为封闭和稳定的湖泊水体环境;纵向上从沙三段下亚段下部至上部碳氧同位素组成呈现一定的差异性,指示从沉积早期至晚期,具有气候从相对干旱向温暖湿润变化,以及水体盐度逐渐降低...     

鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩碳氧同位素分析

对鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩成因类型与碳氧同位素的关系进行了研究。准同生白云岩碳氧同位素值重,δ¹³C介于0.639‰~-2.2‰之间,δ¹⁸O值介于-0.2‰~-8.668‰,产生于咸化水体;成岩白云岩的δ¹³C介于0.9‰~-3.2‰,δ¹⁸O介于-1.7‰~-7.607‰,产生于高镁咸化水体;深埋白云岩碳氧同位素值轻,δ¹³C介于0.580‰~-3.7‰,δ¹⁸O介于-6.88‰~-9.97‰,形成于温度较高、盐度较低、含镁亦较低的环境。白云岩中的碳酸盐脉δ¹³C集中在-1.00‰~-5.66‰,而灰岩中碳酸盐脉δ¹³C集中在-1.30‰~-8.65‰;碳酸盐脉氧同位素值较轻且变化较小,δ¹⁸O介于-10.66‰~-18.91‰,Z峰值集中在100和110,表明碳酸盐脉形成受到淡水淋滤。     

沉积条件下白云石与伴生方解石碳氧同位素组成的差别及影响因素

以岩石学为基础,运用元素、X射线衍射和碳氧同位素分析等方法,在手标本中观尺度上探讨同一样品中白云石与伴生方解石的碳氧同位素组成及影响因素。研究表明,白云石比伴生方解石具有更高的δ¹³C和δ¹⁸O值。白云石的δ¹⁸O值高于伴生方解石可能与如下2种因素有关：（1）在白云石-水和方解石-水系统中,前者的氧同位素分馏系数大于后者,因此在白云石-方解石系统中,氧同位素分馏系数大于1;（2）白云石沉淀于比方解石盐度更高、更富¹⁸O的水体中。白云石的δ¹³C值高于伴生方解石可能与如下因素有关：在白云石-CO₂和方解石-CO₂系统中,前者的碳同位素分馏系数大于后者,因而对交代过程的白云石-方解石系统而言,碳同位素分馏系数大于1。准同生白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较大,而热液/深埋藏白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较小。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组烃源岩沉积古环境

为查明准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组烃源岩古沉积环境演化过程,对27块烃源岩样品进行主量元素、微量元素测试,并结合生物标志物、碳酸盐岩δ¹⁸O数据,对芦一段、芦二段沉积期的古氧相、古盐度、古气候以及古水深演化进行了研究。结果表明：吉木萨尔凹陷芦草沟组一段正构烷烃主峰碳以nC₁₇为主,相对富集伽马蜡烷,Ph,β胡萝卜烷,V,U,FeO,Sr,Mg和Ca等,碳酸盐岩δ¹⁸O偏正,为干旱气候咸化贫氧—厌氧沉积,部分层段为半咸水沉积,MnO/TiO₂指示其古水深较深;芦二段正构烷烃主峰碳以nC₂₁和nC₂₃为主,相对富集Pr,Fe₂O₃,Al,Ti和C₂₄四环萜烷等,总体为湿润气候半咸水贫氧沉积,偶尔处于干旱咸化沉积,古水深相对较浅。该研究成果表明芦一段可作为研究区下一步勘探的重点层系。     

四川盆地早三叠世多尺度海平面变化旋回及对储层发育的影响

四川盆地东北部鸡唱峭壁剖面发育了下三叠统碳酸盐鲕粒浅滩层序。为揭示该层序形成过程中的海平面变化,进行了一系列同位素和元素地球化学分析。C和O同位素变化反映了高频的海平面变化,可用于地层层序的划分。δ¹³C增加和δ¹⁸O的减少,表明海平面的上升,发育退积准层序组;δ¹³C的减少和δ¹⁸O的增多表明海平面下降,发育进积准层序组。样品采自飞一段至飞二段,这两段共识别了5个准层序组,即pss1-pss5。整个研究层段共划分了5个五级海平面变化旋回及2个四级海平面变化旋回。Sr和Mn含量变化反映了低频的海平面变化,也可用于背景分析以及验证样品是否保持原始沉积成岩环境。Sr同位素的上升趋势,与全球海平面的上升同步;Mn的含量与古水深有关,常富集于深水区,表现为Mn的含量在离岸深水区较岸边浅水区高。Sr、Mn含量的变化揭示了长期的海平面变化趋势。     

塔里木盆地塔河油田中下奥陶统鹰山组内幕储层成因机理

塔里木盆地塔河油田中下奥陶统顶部风化壳缝洞型储集体是主力产层,在其下部依然发育规模性储集体,为探讨这套储集体的成因机理,在A井区开展了碳氧同位素、锶同位素、稀土元素和阴极发光等分析测试工作。洞穴和构造裂缝方解石的δ¹⁸O和δ¹³C值明显比灰岩背景值偏负,具有δ¹⁸O不变而δ¹³C可变的趋势,δ¹⁸O_PDB均值为-14.74‰,为脱气作用形成的大气水方解石线。洞穴和构造裂缝方解石的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值介于0.709 622~0.709 968之间,明显高于背景值,主要受壳源锶的影响;稀土元素中Ce和Eu元素无正异常,表明缺乏热液流体的参与。洞穴和构造裂缝方解石胶结物主要发橘黄色和暗棕色光,代表的是弱氧化—弱还原环境。研究认为,A井区中下奥陶统鹰山组缝洞储集体形成于海西早期大气淡水深部缓流带环境,该岩溶环境具有承压、水流缓慢、不受排水基准面控制的特点。     

南黄海盆地碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

对南黄海盆地碳酸盐岩烃源岩(P₁q-T₁q)进行了碳氧同位素测定及孢粉相等分析,研究海相碳酸盐岩有效烃源岩的形成和控制因素.通过对样品δ¹³C与δ¹⁸O相关性等的分析,发现碳氧同位素组成基本保留了原始海洋的同位素组成.栖霞组δ¹³C相对青龙组偏重,预示着较高的生物生产力,更有利于烃源岩的发育.栖霞组δ¹³C以均值为基准可以划分为3个演化阶段,并与孢粉相的变化相对应,表明不同层段烃源岩发育具有差异性.WX5-ST1井青龙组δ¹³C_PDB(均值3.83‰)明显比CZ24-1-1井(均值-1.34‰)的偏重,并与高无定形孢粉相相对应,表明同一层段不同区域烃源岩形成也具有差异性.对比碳氧同位素和孢粉相资料,发现生物生产力与保存条件有效的匹配是烃源岩发育的有利层段.     

酒西盆地砂岩储层碳酸盐胶结物分布及碳、氧稳定同位素富集特征

碳酸盐胶结物是酒西盆地石油沟油田古近系白杨河群间泉子组（N₁b₁）M油组砂岩储层中最重要的自生矿物,其含量及分布是储层定量评价的主要参数。通过矿物学、岩石学和地球化学测试分析认为,该区碳酸盐胶结物主要以方解石为主,少量白云石胶结物,胶结物分布范围为2.11%~56.39%,平均为12.93%。碳酸盐胶结物以基底式、孔隙式结构为主,部分斑点状、环边状。研究表明,不同微相砂体中碳酸盐胶结物相对含量明显不同,其中沙坝微相含量最高,平均为14.6%,河心滩微相含量最低,平均为8.09％,而滞留沉积微相含量居中,平均为7.73％。碳、氧稳定同位素分析表明,δ¹⁸O（PDB）值为-11.14‰~-3.25‰,δ¹³C（PDB）值为-7.32‰~-0.42‰,显示了该区碳酸盐胶结物来自淡水—微咸水环境,与溶解—沉积作用相关。δ¹³C、δ¹⁸O 值呈现由深部到浅部逐渐变小、变轻的趋势,说明由深到浅大气淡水影响逐渐增强,水体盐度减小,成岩温度逐渐增高。研究还发现,碳酸盐胶结物δ¹⁸O、δ¹³C值的分异与油气富集程度具较好的分区性,油浸—含油级砂岩碳酸盐胶结物富集δ¹³C,油斑—油迹级砂岩缺少δ¹⁸O同位素,荧光级砂岩胶结物同时缺少δ¹⁸O和δ¹³C同位素。     

烃源岩抽提物中藿烷分子碳同位素分析新方法及指示意义

以5Å分子筛/氧化铝混合填料的层析柱对烃源岩抽提物进行了分离,成功获取了以藿烷类化合物为主的亚组分,可直接用于单化合物碳同位素分析。通过对典型海、陆相烃源岩中的藿烷碳同位素特征进行对比研究,结果表明准噶尔盆地二叠系芦草沟组湖相页岩中藿烷系列单体化合物的碳同位素值(δ¹³C)分布在-40.7‰~-62.7‰,且呈现出随着碳数的增加同位素值变轻的特点;而川西北二叠系海相页岩中藿烷化合物δ¹³C则相对较重,分布在-20.5‰~-45.4‰,具有随碳数增加先变轻再变重的趋势。两类页岩中藿烷类化合物的碳同位素变化幅度可达±20‰以上,尤其是川西北二叠系海相页岩中藿烷类化合物单体碳同位素的差异可达到±24.9‰,表明藿烷类化合物具有明显的多源特征。藿烷类化合物的分子碳同位素受到原始沉积环境、母质来源与演化过程的影响而可能具有较大的差异,但这并不影响其有望成为新的油源对比指标。     

辽河西部凹陷雷家地区古近系沙四段湖相白云岩成因

通过岩石学特征、主微量元素、碳氧同位素等地球化学特征分析,明确了辽河西部凹陷雷家地区古近系沙四段湖相白云岩的成因.研究结果表明:①研究区白云岩沉积时,湖盆水体较咸,且处于强还原环境,以泥晶级白云岩为主,有均匀分散型、纹层状富集型2种产状.②研究区白云岩的δ18O值平均为-4.4‰,δ13C值平均为8.7‰,整体上具有"...     

大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物碳、氧同位素研究

对大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物的12个样品进行了碳、氧同位素分析,结果表明碳同位素δ¹³C值分布范围在-9.58‰～+13.61‰,平均为5.29‰;氧同位素δ¹⁸O值分布范围在-12.46‰～+0.09‰,平均为-6.28‰.探讨了碳酸盐岩的成岩流体盐度及碳的来源和成因等问题,认为本区的方解石胶结物成岩流体为高盐度流体,方解石胶结物主要来自层内碎屑碳酸盐颗粒或者邻近碳酸盐岩层的溶解,其碳来源主要为还原有机碳.     

渤海湾盆地廊固凹陷烃源岩特征及其发育模式

通过对廊固凹陷古近系沙河街组四段-沙河街组三段下亚段烃源岩热解数据、碳氧同位素和分子地球化学参数的深入分析,探讨了不同构造气候条件下低丰度湖相烃源岩的发育机理。岩石热解和干酪根显微组分分析表明沙河街组四段-沙河街组三段下亚段有机质类型主要为Ⅱ型,有机质丰度存在明显差异。结合区域构造-气候背景以及碳氧同位素和分子地球化学参数,建立了沙河街组四段-沙河街组三段下亚段的烃源岩发育模式。沉积于裂陷初始阶段的沙河街组四段烃源岩,其湖盆宽/深比小,气候干热,水体为咸水-半咸水,发育稳定的盐度分层。有机-无机碳同位素的负偏移与较低的Pr/Ph值反映了相对低的古生产力和较好的保存条件。沙河街组三段下亚段烃源岩沉积于强烈裂陷阶段,湖盆宽/深大,气候温暖湿润,水体为淡水,上、下水体交换相对频繁,发育不稳定的温度分层,碳同位素正偏移以及C₂₇/C₂₉甾烷的变化反映了生产力增高和陆源有机质输入增多。     

三峡地区早寒武世海水氧化还原环境的变化——来自罗家村剖面碳同位素解耦的证据

新元古代晚期到寒武纪早期是地球历史上生命演化和环境变化的重要转折期,此期间深海被认为广泛缺氧,而表层海水存在重大氧化还原环境的波动。选取宜昌三峡地区罗家村剖面下寒武统岩家河组、水井沱组为研究对象,基于生物地层学和无机碳同位素地层学对比,岩家河组、水井沱组分别对应纽芬兰统幸运阶至第二阶和第二统第三阶。根据此时间框架,系统研究了无机碳同位素和有机碳同位素解耦对水体氧化还原环境转变的响应。研究显示,海侵过程中底部缺氧水体的上升为初级生产力提供了充足的营养元素和生物必需微量元素,净生产力的提高导致了水体氧化还原环境的变化。光合作用产生的氧气使得表层海水处于暂时充氧的环境,这部分溶解氧随着溶解有机碳(DOC)储库的氧化而逐步消耗,海洋缺氧面积逐渐增加,有利于有机质的保存。底水上涌将深部缺氧水体中的DOC输入到表层水体,此氧化环境下DOC的持续氧化,导致形成的自生碳酸盐岩贫¹³C,而早寒武世海水中容量可观的DOC库缓冲了δ¹³C_org的变化,最终表现为早寒武世第二期—第三期过渡时期的碳同位素解耦现象。     

川东北地区长兴组-飞仙关组碳酸盐岩同位素地球化学响应及其地质意义

碳、氧同位素是碳酸盐岩研究的重要地化指标之一,在反映全球气候变化、海平面升降变化、成岩作用影响及进行地层对比等方面发挥着重要作用。基于川东北地区野外剖面考察、岩石薄片鉴定和微量元素分析,结合长兴组-飞仙关组241件碳酸盐岩样品的碳、氧同位素组成,建立同位素演化曲线,重点对碳、氧同位素地球化学响应特征进行区域性对比分析,进一步对其地质意义进行试验性探讨。研究结果表明:川东北地区长兴期碳同位素演化曲线与海平面变化呈明显的正相关关系,并可与层序内部体系域进行良好对应,该时期氧同位素组成呈相对稳定趋势;在二叠系/三叠系界线附近碳、氧同位素值均发生强烈负漂移,达到最低值;进入飞仙关期后碳同位素值进入低幅波动的恢复阶段,在飞四段内部达到极大值后降低,氧同位素组成在飞仙关期也较为稳定。碳、氧同位素值在二叠系/三叠系界线处发生强烈负漂移可能与甲烷释放及火山喷发事件有密切关系。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组碳酸盐岩碳、氧稳定同位素特征

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积于局限的、高盐度陆表海碳酸盐岩台地,以泥晶白云岩、泥晶石灰岩和蒸发岩为主。部分岩石经岩溶作用改造成岩溶角砾岩。马家沟组碳酸盐岩全岩或手选样品的δ¹⁸O值在-16.0‰~-1.9‰（VPDB标准,下同）之间,平均为-8.5‰;δ¹³C值在-16.1‰~4.83‰之间,平均为-0.90‰。激光显微采样样品δ¹⁸O值在-15.8‰~-0.8‰之间,平均为-7.7‰;δ¹³C值在-12.4‰~5.77‰（VPDB标准,下同）之间,平均为-0.15‰。总的来说,2种采样方法的结果没有大的差别,后者较前者能更准确地反映不同组分特征。原始沉积方解石和石灰岩δ¹⁸O最大值均为5.8‰,代表原始碳酸盐岩的δ¹⁸O值,与大多数学者的全球同位素地层学研究成果吻合。由于淡水淋滤和埋藏作用,原始沉积方解石和石灰岩δ¹⁸O最小值和平均值均较低。充填于孔隙的方解石受淡水淋滤和高温埋藏作用影响,一般有较低的δ¹⁸O值。原始沉积的白云石或白云岩δ¹⁸O最大值较原始沉积方解石和石灰岩相应值明显偏高,白云石沉积于高盐度、局限环境条件下,由微生物白云石机理形成。因形成较晚,充填于孔隙的白云石有较低的δ¹⁸O值。碳酸盐岩δ¹³C最大值明显偏高,与全球海水的δ¹³C值在晚奥陶世升高有关,鄂尔多斯盆地海水δ¹³C值在中奥陶世晚期已升高。受有机碳影响,部分样品具有低的δ¹³C值。     

渤海湾盆地黄骅坳陷齐家务地区沙一下亚段湖相碳酸盐岩储层地球化学特征

黄骅坳陷齐家务地区沙一下亚段主要以碳酸盐岩储层为主。通过该段10余口钻井岩心的岩石化学组分、碳氧同位素及微量元素分析,认为该区沙一下亚段碳酸盐岩的岩石化学组分的SiO₂、Al₂O₃、CaO等含量相对较高,而MgO含量则随岩性不同而变化,同时,SiO₂与Al₂O₃、K₂O+Na₂O均具有正相关性,而与MgO则呈负相关。SiO₂富集显示出该区碳酸盐岩的湖相沉积环境特征;碳、氧同位素测定结果表明,δ¹⁸O_PDB值在-4.73‰～9.46‰,δ¹³C_PDB值则在-0.08‰～7.71‰,具有局限湖盆碳、氧同位素变化特征,反映研究区碳酸盐岩具有湖水咸化与淡化的沉积环境;微量元素测试结果表明,微量元素组合及含量变化复杂,以石灰岩为主的碳酸盐岩,其Sr含量大都高于1000×10^-6,而含泥砂较高的碳酸盐岩,其Sr含量大都低于1000×10^-6。B的含量大多分布在(7.77～122)×10^-6,泥质样的B/Ga比值均大于4,Sr/Ba比值均大于1;碳酸盐岩样的Sr/Ba主要分布在2.3～20.33之间,最高为33.98,B/Ga比值均小于10,主要分布在2～5之间,总体反映出淡水与半咸水之间变化的沉积环境。