渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中方沸石的特征及成因

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中有多种矿物,X射线衍射(XRD)分析识别出的主要矿物有白云石、方沸石、石英、长石、黏土矿物、黄铁矿及方解石等,其中方沸石平均含量达38.8%。根据钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、电子探针和地球化学分析等资料,对沙三段白云岩中方沸石的矿物特征进行详细描述并探究其成因。结果表明,沙三段白云岩中的方沸石有2种分布样式,分别是纹层型和充填型,其中前者多与白云石互层、呈纹层状,偶见似结核状;后者形成较晚,方沸石以填隙物形式充填在裂缝、孔隙之中。这2种方沸石的存在形式、晶体形态、伴生矿物各不相同,其中纹层型方沸石多与白云石共生,晶体粒径小于0.04mm,为泥晶结构;充填型方沸石多与黄铁矿、有机质共生,晶体粒径大于0.04mm,为粉晶结构。根据主、微量元素及碳、氧同位素分析结果,计算出古盐度平均为28.8‰,Sr/Ba值平均为2.93,表明渤海湾盆地北塘凹陷沙河街组三段沉积时期为碱—咸溶液沉积环境,具备形成方沸石的条件。电子探针测试的Si/Al值表明,这2类方沸石母质来源不同,纹层型方沸石母质为黏土矿物,而充填型方沸石母质与热液有关。与国内含方沸石白云岩的盆地进行对比,并从岩石学特征、形成温度等方面进行分析,认为研究区方沸石有2种成因,其中纹层型方沸石是同生成岩阶段的产物,而充填型方沸石则受到热液流体的影响。

不同赋存状态方沸石的特征与成因——以辽河西部凹陷雷家地区古近系沙四段为例

不同赋存状态的方沸石对认识沉积环境、成岩流体类型及储层等均具有重要意义。论文以辽河西部凹陷雷家地区古近系沙四段为例,在大量岩芯、薄片观察的基础上,对不同赋存状态方沸石的阴极发光、微量元素、同位素分析、流体包裹体等进行了系统测试分析,共识别出纹层状、裂缝充填状及结核状3种方沸石赋存状态。纹层状方沸石主要呈纹层状与白云岩、泥岩间互出现,常具有不同程度揉皱变形特征,产状凌乱破碎。高Si/Al值、轻稀土富集、重稀土亏损、偏高Sr同位素、低δ18O、高δ13C、主量元素富SiO2、Al2O3、Na2O、TFe2O3、贫TiO2等特征表明该类方沸石系深部火山热液流体与较高盐碱度水介质相互作用形成;裂缝充填方沸石通常晶粒较大、半自形-自晶型,自裂缝边缘向中部晶粒逐渐增大、自形程度变好,具多期性,并常具沥青质残余,形成时间最晚。低Si/Al值、元素组成特征、流体包裹体温度呈多峰值等特征表明该类方沸石可能具有2种来源,其一为固结成岩后纹层状方沸石溶解并在裂缝边缘胶结形成;其二为来自深部的热液流体沿裂缝缓慢冷却、胶结成因,结核状方沸石多呈分散状,偶见串珠状顺层定向分布,赋存状态特征等表明其为纹层状方沸石成岩分异、物质重新分配形成。