四川盆地川中地区震旦系灯影组碳酸盐沉积物成岩作用与孔隙流体演化

以四川盆地川中高石梯—磨溪地区钻井岩芯和水样资料为主,盆地周边地面剖面露头资料为辅,采用微量元素、阴极发光、包裹体、同位素等分析手段进行岩石学和地球化学分析,在此基础上讨论了灯影组碳酸盐岩的成岩作用变化和成岩作用过程中孔隙流体的演化。研究结果表明:灯影组碳酸盐岩沉积物在沉积作用和成岩作用过程中广泛地受到孔隙流体和成岩作用变化的影响,发生过海水的胶结作用、早期大气水成岩作用(溶解作用和沉淀作用)、表生喀斯特化作用、构造控制的热液白云石化和密西西比谷型矿化作用、碳氢产生时的溶解作用、油热裂解时焦沥青的充填孔洞作用等,其中喀斯特化和热液白云石化对储层的发育起着重要的作用。然而,灯影组孔隙流体广泛地被白云石化作用和喀斯特化作用的修饰。现今地层水资料分析表明这些成岩作用明显地影响蒸发海水的地层水流体。地层水分析资料在Ca-Br及Mg-Br关系图上显示出蒸发海水的特征,Ca的浓度比蒸发海水分布曲线要高,Mg的浓度比蒸发海水曲线要低,为灯影组沉积物在成岩作用过程中发生过白云石化作用的结果。

川中地区茅口组两期流体叠合控制下的白云石化模式

岩相学特征、地化分析揭示：川中地区下二叠统茅口组白云岩存在三种白云石：1平直晶面细晶白云石（δ13CPDB=3.06‰,δ18OPDB=-6.81‰;Fe：1×10^-6,Mn：未检出,Sr：150×10-6）;2非平直晶面粗晶鞍状白云石（δ^13CPDB=3.22‰,δ^18OPDB=-7.82‰;Fe：149×10^-6,Mn：185×10^-6,Sr：85×10^-6）;3非平直晶面细晶白云石（δ^13CPDB=3.49‰,δ^18OPDB=-9.45‰;Th=123℃,S=133~139‰Na Cl;Fe：58×10^-6,Mn：59×10^-6,Sr：76×10^-6）。研究结果表明存在两期白云石化流体：1早期压实作用形成的埋藏白云石化流体（T=37.4℃;S=29.8‰Na Cl）;2晚期受构造控制的热液白云石化流体（Th=114.8℃;S=153~226‰Na Cl）。明确了三种白云石的成因：平直晶面细晶白云石是由早期埋藏流体交代泥晶基质形成的;非平直晶面细晶白云石是平直晶面细晶白云石在受到热液流体改造后所形成的;而非平直晶面粗晶鞍状白云石则是由热液流体直接沉淀出的。基于研究结果建立了相应的白云化模式。