塔里木盆地西缘上寒武统下丘里塔格群热液白云岩改造时限:来自古地磁的约束

成岩流体活动时间的确定一直都是学界难以解决的问题。上寒武统下丘里塔格群广泛发育有热液白云石,但热液改造的时间缺乏可靠约束。基于热液改造形成的广泛重磁化对热液改造时间进行约束,在巴楚永安坝和柯坪水泥厂下丘里塔格群中共采集43个热液白云石脉定向古柱状样品,并制样测试了64件古地磁样品,再对其中的29件样品进行了岩石磁学分析。大多数样品磁性在580℃时也没有被完全清洗掉,一部分在高外部磁场上才得到饱和等温剩磁,指示高矫顽力、高阻挡温度载磁矿物,推测为赤铁矿;另一部分样品在低外部磁场上迅速达到饱和,指示低矫顽力、高阻挡温度载磁矿物,推测为磁铁矿。许多样品的退磁数据较离散,但少数样品退磁曲线具有典型的双分量特征。柯坪水泥厂2号采样点和永安坝2号采样点的高温特征剩磁分量对应的古地磁极位置能与前人在同地区测的早二叠世与晚二叠世古磁极位置良好对应。考虑到所测样品均为热液白云石脉,这部分高温特征剩磁分量显然是热液活动引起化学重磁化的结果,说明热液白云岩改造与塔里木板块二叠纪强烈的岩浆活动有关系。

塔北与巴楚下丘里塔格群白云岩储层特征对比

针对塔北和巴楚地区下丘里塔格群白云岩储层特征的差异问题,通过岩芯描述、薄片鉴定、阴极发光、扫描电镜、物性分析以及压汞等资料从岩石学、储集空间、物性及孔隙结构几个方面进行研究。结果表明:塔北地区主要为晶粒白云岩和颗粒白云岩;储集空间以晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞和裂缝为主,储集空间类型组合多样;喉道主要为粗—细喉型,分选好,孔喉分布均匀,连通性较好,物性较好;此外该区构造破裂作用和岩溶作用发育,也改善了储层物性。巴楚地区以晶粒白云岩和泥微晶白云岩为主;溶蚀孔洞、裂缝的发育程度和规模不如塔北地区,储集空间类型组合较单一;喉道多为细—微喉型,分选差,孔喉分布极不均匀,连通性差,物性较差。塔北地区白云岩储层物性好于巴楚地区,造成该差异的原因主要是受到了沉积作用和成岩作用的共同影响。

塔北地区寒武系下丘里塔格群白云石化模式

针对塔北上寒武统下丘里塔格群复杂的白云石化作用,通过岩石学和地球化学分析认为下丘里塔格群埋藏后主要经历3期白云石化流体作用:早期浅埋藏环境下高浓度卤水在台缘带的迁移促进了渗透回流白云石化作用发生,形成残余颗粒幻影结构的粉晶白云岩,具有碳氧同位素负偏和微量元素Fe、Mn、Sr、Ba元素质量分数较低的特征;第二期流体主要为地层孔隙残余高盐度海水,在埋藏压实作用下白云岩发生重结晶作用,晶粒结构广泛发育,具有同位素碳正氧负和微量元素呈现富Mn贫Fe及低Sr高Ba的特征,该时期是晶间孔和晶间溶孔发育的主要时期;第三期流体主要为沿基底断裂上涌的高温富镁热液流体,发育构造-热液白云石化作用形成大量鞍状白云石,具有富Mn贫Fe和氧同位素负偏明显等特征。