川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素特征及其成因分析

利用微量元素和碳、氧同位素特征对样品有效性作出了检验。在证明样品未受明显蚀变的前提下对川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素进行了分析。在层序地层格架中对比不同体系域、不同岩性的碳、氧同位素特征,87Sr/86Sr比值特征,Z值与古温度特征,分析了碳酸盐岩的成岩环境。低位体系域以膏盐湖及萨巴哈环境为主,炎热干旱,陆源淡水对成岩作用影响有限,去膏化、去白云岩化作用导致次生灰岩和"鸡笼铁丝"构造的发育。海侵体系域以半局限—局限陆棚环境为主,锶同位素特征表明陆源淡水对成岩作用影响增强,广泛沉积白云岩。高位体系域仍以陆棚环境为主,沉积海相灰岩为主,幔源锶含量增加,表明海平面上升,陆源锶的注入明显降低。白云岩碳、氧、锶同位素值差异较大,主要存在4种沉积环境:(1)Z值较低的淡水沉积环境;(2)海相环境下的中—浅埋藏环境;(3)海相环境,温度较低的蒸发潟湖环境;(4)温度最高的高温环境。结合87Sr/86Sr比值特征与岩石学特征相,认为川东地区主要存在淡水、埋藏、准同生、热液等4种白云岩化作用。

西昆仑玛尔坎苏地区穆呼锰矿含锰岩系沉积环境——来自[虫筳]类化石及碳酸盐岩碳、氧、锶同位素证据

穆呼锰矿是玛尔坎苏锰矿带东部重要的典型锰矿床,锰矿体主要产于一套碎屑岩碳酸盐岩之中。含锰岩系顶部产出的类化石主要为似纺锤[虫筳]Quasifusulina属,其中包括最揉似纺锤[虫筳]Quasifusulina tennissima(Schellwien)、大豆形似纺锤[虫筳]Quasifusulina phaselus(Lee)和拟紧卷似纺锤[虫筳]Quasifusulina paracompacta(Chang)3个种和2个未定种,指示含锰岩系为晚石炭世地层。锰矿体顶底板围岩δ^(13) C_(PDB)值为-2.06‰~3.99‰,δ^(18) O_(PDB)值为-13.35‰~-7.49‰,^(87)Sr/^(86)Sr值为0.70770~0.70797。菱锰矿δ^(13) C_(PDB)值为-16.60‰~-1.95‰,δ^(18) O_(PDB)值为-11.51‰~-4.48‰,^(87)Sr/^(86)Sr值为0.70764~0.70790。综合分析,认为穆呼锰矿含锰岩系为温暖、盐度正常、水动力相对较强的浅海陆棚沉积;水体清澈,但相对于碳酸盐岩台地沉积水体要浑浊。碳酸盐岩和锰矿层在沉积过程中受到了陆表水的影响,菱锰矿的形成与有机质还原作用有关。

渝北-川东地区黄龙组古岩溶储层稳定同位素地球化学特征

石炭系黄龙组碳酸盐岩古岩溶储层是渝北—川东地区最重要的天然气储集类型之一。依据岩溶岩的结构特征,将黄龙组岩溶岩系划分为弱溶蚀岩溶岩、中等溶蚀多孔状岩溶岩、强溶蚀角砾状岩溶岩和强溶蚀交代的次生灰质岩溶岩等4种岩溶岩类型,和淡水方解石与白云石两种胶结物类型。以基质岩为对比参照物,对各类岩溶岩和胶结物的碳、氧、锶稳定同位素分析对比研究结果表明,不同成因类型、溶蚀强度、结构和成分的岩溶岩与胶结物的碳、氧、锶稳定同位素地球化学特征各异,其形成、演化和分布规律明显受古地理背景、流体性质、流体来源以及同位素分馏效应控制。依据岩溶岩系的结构和地球化学特征的差异性,可总结出4个主要特征:(1)伴随岩溶强度加大,δ13C表现向低值方向弱偏移,而δ18O负偏移较强烈;(2)87Sr/86Sr比值出现由渗流-活跃潜流带的正偏移,至静滞潜流带转化为强烈负偏移的演化趋势;(3)对应古岩溶系碳、氧、锶稳定同位素演化,古岩溶储层的物性出现由差变好至重新变差的对应变化关系;(4)淡水白云石结晶沉淀过程中可能具有对87Sr有很强"捕获"能力的锶同位素正偏移分馏效应。

陕西陈家坝铜铅锌多金属矿床C、H、O、S、Sr同位素地球化学示踪

陈家坝铜铅锌多金属矿床为近年来在陕西勉(县)-略(阳)-宁(强)铜金镍矿化集中区新发现的铜铅锌多金属矿床。为了查明陈家坝矿床成矿物质来源,笔者开展了系统的C、H、O、S和Sr同位素地球化学研究。结果表明,陈家坝矿区的围岩的δ^(13)CPDB值范围-0.93‰～1.44‰,平均值为0.35‰,δ^(18)OV-SMOW值范围14.14‰～27.49‰,平均22.1‰,为沉积成因海相碳酸盐岩。脉石矿物白云石的δ^(13)CPDB范围在-0.53‰～-0.89‰,δ^(18)OV-SMOW值范围12.12‰～13.23‰,指示成矿流体中的CO_2主要来自岩浆水,少量CO_2来源于围岩海相碳酸盐岩的溶解作用。成矿流体中δD值范围-91‰～-72‰,δ^(18)OH矿流体以岩浆流体为主。成矿流体与围2岩的水-岩反应是导致该区铜铅锌2矿床中白云石和黄铜矿、闪锌矿和方铅矿矿物沉淀结晶的主要机制。矿石金属硫化物δ34S值范围4.88‰～8.90‰,平均值为7.37‰,介于岩浆硫与海水硫之间,且与矿集区内典型的徐家沟铜矿床矿石矿物δ34S变化区间重叠,表明硫主要来自于岩浆硫,部分硫来自海水硫酸盐。矿石中黄铁矿的初始锶同位素比值87Sr/86Sr比值为0.72,高于赋矿围岩锶同位素比值,接近大陆地壳的87Sr/86Sr比值(0.719),指示了成矿流体流经了雪花太坪组地层,并与其中具有高87Sr/86Sr比值的白云岩进行水岩反应及同位素交换。

川东南地区灯影组葡萄石地球化学特征及成因分析

长期以来,人们对灯影组葡萄石的成因存在较大的争议。本文对灯影组葡萄石及基岩的地球化学特征进行了详细的对比分析,讨论了灯影组葡萄石的形成环境。灯影组葡萄石与基岩相比,具有较明显的Ce负异常和相对低的稀土总含量,说明了葡萄石并非是和基岩同时沉积而成;葡萄石中Na、K元素含量低而Mn、Fe含量较高,具有很低的Sr/Ba比值,同时具有碳、氧同位素明显偏负和87Sr/86Sr值偏高的特点,表明葡萄石是在淡水的作用下形成的。证实了灯影组在沉积过程中有过一次短暂暴露过程,这次沉积间断使灯影组暴露地表接受淡水淋滤,形成了小规模的岩溶现象,为葡萄石的形成创造了条件。这次短暂暴露过程对人们更好地理解葡萄石的成因及灯影组中部储层的形成有重要的意义。

西藏南部晚白垩世厚壳蛤不同壳层的地球化学特征及其对古海洋信息的保存性

测试了西藏南部岗巴剖面上白垩统宗山组上段地层中厚壳蛤不同壳层的Sr、Mn、A l、S i含量,以及碳、氧、锶同位素组成,测试结果表明:1)厚壳蛤的不同壳层(包括柱状层、珍珠层和二者间的过渡层)的碳酸盐矿物均已新生变形为成岩低镁方解石(DLMC),各种原始碳酸盐矿物(沉积低镁方解石或文石)都已不同程度地发生重结晶;2)从壳的外层(柱状层)向内层(珍珠层)方向,碳酸盐矿物重结晶作用有逐渐增强的趋势,柱状层仍具有很好的柱状结构,其平均阴极发光强度明显弱于内部的珍珠层;3)厚壳蛤不同壳层的Sr含量和δ18O值都呈现有规律的变化,从靠外部的柱状层到内部的珍珠层,Sr含量和δ18O值都逐渐降低,同样说明内部的珍珠层丢掉的海水信息相对较多;4)厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的1δ8O值都显著低于前人报道的同期海水值,说明在新生变形过程中,厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的氧同位素都与大气水或其它成岩流体发生了交换,但柱状层的氧同位素与大气水(或其它成岩流体)的交换相对较少;5)厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的锶、碳同位素组成与同期海水值接近,不同壳层之间也没有表现出有规律性的变化,因而在矿物的新生变形过程中,厚壳蛤的锶、碳同位素与成岩流体间的交换相对较少,同时也说明,在氧、碳、锶三种同位素中,氧很容易与成岩流体发生同位素交换,而碳、锶同位素则更多地代表了海水信息。

塔东地区古城4井上寒武统-中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w（87Sr）/w（86Sr）介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w（87Sr）/w（86Sr）相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w（87Sr）/w（86Sr）为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。

海相高演化页岩裂缝方解石脉成因机制及指示意义

以川南地区龙马溪组为例,采用全岩测试、微区原位元素、同位素、流体包裹体相结合的方法,分析海相高演化页岩中方解石脉成因,结合地质背景,探讨其对烃类活动和油气成藏的影响,通过对方解石脉物质组成及成因机制分析,探讨流体成岩与烃类演化的示踪关系,明确方解石充填物可能对储层物性具有临界效应(以方解石质量分数5%为界)。结果表明研究区方解石脉普遍受深部热液与有机流体影响,高温包裹体和δ^(18)O偏负特征记录了深部热流信息,Mn^(2+)元素富集说明火山物质汇入,^(87)Sr/^(86)Sr高值反映壳源锶影响;研究区主要发育3期方解石脉,存在生物氧化、油源改造和甲烷热化学3种成因机制,对应志留纪时期的地层流体、二叠纪以来的油源、侏罗纪以来的甲烷3类流体活动;一定含量的方解石可能有助于改善页岩空间结构,有利于页岩气的吸附和储集。

富有机质页岩方解石脉成因、成岩模式与地质意义——以四川盆地南部龙马溪组为例

富有机质页岩中方解石脉体普遍发育,其形成过程和机制对成烃储层和成藏具有重要指示意义。本文以四川盆地南部龙马溪组为例,采用显微岩相学、阴极发光、原位微区电子探针、同位素地球化学及流体包裹体相结合的方法,分析其中的方解石脉成因,并结合地质背景探讨了成岩流体动态演化模式及其勘探意义。结果表明,研究区龙马溪组页岩发育三期方解石脉,第一期(Cal-1)近围岩或独立生长,形成于同生-准同生成岩阶段,是微生物还原作用的产物,具有富Fe、Mg、Al元素、贫Mn元素的特征,其δ13CV-PDB=0.06‰~4.53‰,δ18OV-PDB=-13.21‰^-10.79‰,n(87Sr)/n(86Sr)=0.719366~0.719689;第二期(Cal-2)形成于早成岩阶段,是有机质脱羧作用的产物,以相对富Fe、Mg、Mn、Al元素为特征,其δ13CV-PDB=-6.93‰^-0.08‰,δ18OV-PDB=-13.28‰^-10.05‰,n(87Sr)/n(86Sr)=0.719378~0.720688;第三期(Cal-3)远离围岩,形成于晚成岩阶段,是甲烷热氧化作用的产物,具有富Fe、Mg、Mn元素,不含Al元素的特征,其δ13CV-PDB=-19.00‰^-12.64‰,δ18OV-PDB=-9.08‰^-6.65‰,n(87Sr)/n(86Sr)=0.719855~0.721342。通过对方解石脉成因及流体来源刻画,结合龙马溪组页岩热演化史,三期方解石脉的成岩演化对页岩的储集空间具有改善作用,有利于页岩气的勘探开发。

焦石坝-武隆构造带古流体活动差异及对页岩气保存条件的影响

焦石坝-武隆地区差异构造带发育,古流体活动复杂,对页岩气保存条件影响较为关键.以两类典型背斜(高陡背斜和箱状背斜)的裂缝脉为研究对象,基于裂缝分形理论和碳、氧、锶同位素地球化学理论,揭示出不同构造的古流体活动差异与页岩气保存条件优劣的耦合性.研究认为:(1)构造变形与古流体活动性存在耦合性.构造应力集中部位(如箱状背斜枢纽、隐伏断层)较构造其他部位具更强的流体活动性.(2)古流体示踪差异与页岩气保存条件存在耦合性.同位素地球化学揭示出二叠系-下三叠统以内源流体活动为主,封闭能力较好,盆内高陡背斜带和盆外残余向斜五峰-龙马溪组页岩气具备一定勘探前景;中寒武统-下奥陶统存在跨层流体活动的痕迹,封闭能力变差,盆外箱状背斜下寒武统筇竹寺组页岩气勘探风险加大.