郭春濤，宋海強，梁 潔，倪玲梅

(1.山西工程技術(shù)學(xué)院 地質(zhì)與環(huán)境工程系，山西 陽泉 045000； 2.中國石油 大慶油田有限責(zé)任公司 人才開發(fā)院，黑龍江 大慶 163453；3.陜西延長石油國際勘探開發(fā)工程有限公司，陜西 西安 710075; 4.山西大同大學(xué) 建筑與測繪工程學(xué)院，山西 大同 037003；5.曲靖師范學(xué)院 文化旅游學(xué)院，云南 曲靖 655011)

塔里木盆地震旦系-奧陶系發(fā)育巨厚的碳酸鹽巖，一直是重要的勘探領(lǐng)域。盡管在古城地區(qū)取得顯著突破，相繼在古城6和古城8等井獲得高產(chǎn)氣流[1]，揭示了震旦系-奧陶系巨厚的烴源巖和儲集層發(fā)育，展現(xiàn)了深層白云巖巨大的勘探潛力，然而塔東探區(qū)白云巖油氣藏勘探仍然舉步維艱，其中的關(guān)鍵問題之一是優(yōu)質(zhì)儲層的預(yù)測。要預(yù)測白云巖儲層的展布，首要搞清楚白云巖的成因和成儲控制因素。由于震旦系-奧陶系白云巖儲層普遍埋深大、成巖演化時間長，經(jīng)歷了多期復(fù)雜的構(gòu)造-流體活動，普遍具有成因復(fù)雜、形成機制差異大等特點。前人針對塔里木盆地下古生界白云巖提出了多種成因模式[2-8]，如蒸發(fā)泵作用[2,4,6]、滲透回流作用[3,5,7]、熱液白云化作用[2-5]、埋藏白云化作用[2-5,7]及微生物白云巖作用[8]等。然而由于塔東地區(qū)僅有10多口探井鉆遇寒武系，且相關(guān)研究主要集中于古地理、沉積環(huán)境、烴源巖和地球化學(xué)特征[1,9-13]，而針對寒武系白云巖儲層的研究較少[14-15]，從而導(dǎo)致白云巖成因不清，儲層形成機理及控制因素不明，儲層垂向發(fā)育和橫向展布不詳，嚴(yán)重滯后了塔東地區(qū)深層白云巖油氣藏的勘探步伐。

白云巖的成因和儲層形成機理往往很復(fù)雜，白云石化流體多樣，有大氣淡水或地表水、埋藏流體、深部熱液，還可能有混合流體[2-4,16-17]，對白云石化流體的追蹤是研究白云巖儲層形成的關(guān)鍵問題之一。以往人們通常使用同位素示蹤技術(shù)(C，O和Sr同位素等)解決流體來源問題，解決了部分問題，但也存在多解性[18]。稀土元素(REE)具有穩(wěn)定的地球化學(xué)特征，自然界中不同來源的流體具有不同的稀土元素特征，而白云巖中的稀土元素是成巖流體和原巖相互作用的結(jié)果，所以可以用其示蹤成巖流體。已經(jīng)有不少國內(nèi)外學(xué)者將其應(yīng)用于白云石化流體性質(zhì)的研究，并取得了不少成果[2,4-7,11-13,18]。本文以塔東地區(qū)典型井米蘭1井的巖心、薄片和地化等資料為基礎(chǔ)，通過稀土元素特征分析，結(jié)合前人資料，探討了白云石化流體的特征，豐富了該區(qū)對白云巖成因的認(rèn)識，解析了白云巖儲層的成因，將有助于米蘭地區(qū)乃至塔東地區(qū)寒武系白云巖儲層的預(yù)測。

1 地質(zhì)背景

塔里木盆地是在前震旦系結(jié)晶基底之上發(fā)展形成的大型疊合盆地。塔東低凸起位于盆地東南部、中央隆起帶東端、車爾臣斷裂下盤(圖1a)，西為古城鼻隆，北鄰英吉蘇凹陷，南接羅布莊凸起，是在加里東-海西-印支期褶皺基礎(chǔ)上發(fā)育起來的巨型長軸背斜。米蘭構(gòu)造帶位于塔東低凸起的東端，緊鄰英吉蘇凹陷，平面上呈北東-南西向展布，米蘭1井即位于米蘭構(gòu)造帶的東部。

受全球泛大陸解體的影響，寒武紀(jì)塔里木地塊整體處于穩(wěn)定拉張構(gòu)造背景，巖漿侵入和噴發(fā)活動較少，西部發(fā)育了大型的塔西孤立臺地，東部發(fā)育羅西局限臺地，中間為塔東深水盆地[9]。米蘭構(gòu)造帶位于羅西臺地的西邊緣，區(qū)內(nèi)缺失震旦系，發(fā)育較完整的寒武系-奧陶系，缺失志留系-三疊系。目前沒有井鉆穿下寒武統(tǒng)西大山組和西山布拉克組，其主要為盆地相的灰黑色泥巖[9](圖1b)。中統(tǒng)莫合爾山組水體逐漸變淺，為一套上斜坡、陸棚沉積，下部巖性以泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r為主，上部以含泥(含云)灰?guī)r、灰?guī)r、泥灰?guī)r為主。上寒武統(tǒng)-下奧陶統(tǒng)研究區(qū)處于羅西臺地邊緣，突爾沙克塔格組下部以白云巖、含灰(含泥)云巖和灰質(zhì)云巖為主，為一套臺地邊緣、臺緣斜坡相沉積；上部以泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、泥巖和云質(zhì)灰?guī)r為主，為一套向上變深的陸棚、斜坡相沉積。中-下奧陶統(tǒng)黑土凹組以厚層灰黑色泥巖為主，反映水體持續(xù)加深，為一套盆地相沉積[19]。上奧陶統(tǒng)卻爾卻克組以極細(xì)粒-細(xì)粒沉積物為主，夾泥灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖，鮑馬序列發(fā)育，以盆地相和海底扇相為主。志留紀(jì)之后，塔東地區(qū)抬升并強烈剝蝕，侏羅系直接覆蓋于奧陶系之上。

2 巖石學(xué)特征

米蘭1井寒武系白云巖主要分布在突爾沙克塔格組中下部和莫合爾山組中部。薄片鑒定和掃描電鏡分析表明，白云巖主要為泥微晶白云巖、晶粒白云巖以及部分鞍形白云石，基本不發(fā)育顆粒白云巖。晶粒白云巖可進一步分為細(xì)晶白云巖、中晶白云巖和粗晶白云巖。

泥微晶白云巖分布較多，通常晶體細(xì)小、它形為主(圖2a)，晶體結(jié)構(gòu)和晶形常難以識別，多呈鑲嵌接觸，表面較臟，部分可見縫合線和構(gòu)造裂縫。

細(xì)晶白云巖分布最多，晶體以半自形、它形為主(圖2b)，大多較臟，多呈線接觸、凹凸接觸和鑲嵌接觸，部分可見鳥眼和窗格構(gòu)造。常見“霧心亮邊”結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)。偶見部分被硅質(zhì)充填(圖2d，h)。宏觀上以淺灰黑色中厚層狀或塊狀為主。

圖1 塔東地區(qū)位置(a)及米蘭1井地層綜合柱狀圖(b)Fig.1 Geological sketch map of the Tadong area (a) and stratigraphic column of Well Milan 1 (b)

中晶白云巖晶體以它形、半自形為主(圖2c)，少量自形，部分具波狀消光，晶粒間凹凸接觸、線接觸、縫合接觸均見。晶間孔、構(gòu)造縫被瀝青質(zhì)、硅質(zhì)和方解石充填，部分白云石發(fā)生硅化。宏觀上以灰色或深灰色為主，呈條帶狀或中薄層狀為主。

粗晶白云巖整體分布較少，晶體粗大，晶面大多較干凈，晶形多以曲面、半自形和自形為主(圖2e，f)，晶粒多呈鑲嵌狀、線狀分布。部分具波狀消光，可見“霧心亮邊”和環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖2g)。部分孔隙中充填了硅質(zhì)和瀝青質(zhì)，部分白云巖被硅化。宏觀上整體以灰色或灰黑色塊狀、透鏡狀和條帶狀為主。

鞍形白云石多為熱液產(chǎn)物，晶體粗大，以自形為主，晶面多發(fā)生彎曲，晶體干凈。多以孔洞或裂縫充填物出現(xiàn)(圖2j)，部分手標(biāo)本上可見(圖2i，j)，多呈白色產(chǎn)出。

3 樣品與實驗

用于測試分析的28個樣品主要來自米蘭1井突爾沙克塔格組，部分來自莫合爾山組(圖1b)。在進行稀土元素測試之前，首先進行巖心觀察，分析白云巖在巖心上的產(chǎn)出特征，選取白云巖發(fā)育良好的井段，避開裂縫，通過薄片分析，挑選無明顯泥質(zhì)和鐵質(zhì)等雜質(zhì)的白云巖純度高的樣品，同時保證測試樣品包含不同粒度的白云巖，最后委托成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)國家重點實驗室完成測試(表1)。測試結(jié)果采用后太古代澳大利亞頁巖(PAAS)稀土元素含量進行標(biāo)準(zhǔn)化。

4 白云巖稀土元素地球化學(xué)特征

一般情況下，純白云巖的REE含量都很低。樣品ML-01的REE含量為71.129×10-6，明顯高于其他樣品(圖3a)，因此下文分析時，該樣品僅作為參考。

圖2 塔東地區(qū)米蘭1井寒武系白云巖巖心及顯微鏡下特征Fig.2 Images showing the Cambrian dolomite core samples under microscope and naked eyes from Well Milan 1 in the Tadong areaa.埋深5 260.11 m，泥微晶白云巖，晶粒極細(xì)小，較均勻，縫洞內(nèi)見鞍形白云石充填；b.埋深5 356.49 m，粉-細(xì)晶它形白云巖，表面臟，見縫合線，部分被瀝青充填；c.埋深5 524.30 m，細(xì)-中晶它形白云巖，表面臟，見縫合線切割白云石顆粒；d.埋深5 356.60 m，細(xì)晶它形白云巖，鑲嵌接觸，見硅質(zhì)充填；e.埋深5 253.41 m，中-粗晶半自形-它形白云巖，凹凸接觸，霧心亮邊結(jié)構(gòu)；f.埋深5 254.34 m，中-粗晶半自形-自形白云巖，表面臟，見晶間孔，部分被瀝青充填；g.埋深5 253.51 m，粗晶它形白云巖，凹凸接觸，霧心亮邊結(jié)構(gòu)，見裂縫被方解石充填；h.埋深5 355.82 m，硅質(zhì)粉-細(xì)晶白云巖，見硅化斑塊，呈玉髓產(chǎn)出；i.埋深5 524.29 m，鞍形白云石，巖心；j.埋深5 324.88 m，粉晶白云巖，裂縫被白云石完全充填；k.埋深5 356.52 m，粉晶白 云巖，發(fā)育熱液溶蝕洞；l.埋深5 262.21 m，中-粗晶白云巖，邊緣被有機酸溶蝕而參差不齊

4.1 REE總量

各類白云巖稀土元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)(∑REE)為(3.724～46.005)×10-6(表1;圖3a)，平均為19.924×10-6。其中泥微晶、細(xì)晶、中晶和粗晶白云巖∑REE依次為28.313×10-6,22.320×10-6,18.727×10-6和10.556×10-6。樣品隨著晶粒增大，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小。

4.2 LREE和HREE含量

不同類型碳酸鹽巖樣品輕重稀土含量不同，總體δCe=2CeN/(LaN+PrN)，δEu=2EuN/(SmN+TbN)，δPr=2PrN/(CeN+NdN)。

表1 塔東地區(qū)米蘭1井寒武系白云巖稀土元素含量及參數(shù)Table 1 Contents and characteristic parameters of REEs in the Cambrian dolomite from Well Milan 1,Tadong area

圖3 塔東地區(qū)米蘭1井寒武系白云巖稀土元素特征參數(shù)Fig.3 REE geochemical characteristics of the Cambrian dolomite from Well Milan 1 in the Tadong areaa.樣品稀土元素ΣLREE/ΣHREE變化特征；b.樣品ΣLREE和ΣHREE變化特征；c.樣品δCe和δPr變化特征；d.樣品δEu和δCe變化特征

上輕稀土元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ΣLREE)、重稀土元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ΣHREE)線性關(guān)系可分為兩段(圖3b)，說明不同粒度白云巖經(jīng)歷的沉積和成巖環(huán)境具有顯著差異，白云化過程和流體可能有多種。輕、重稀土元素含量之比顯示(圖3a)，泥微晶、細(xì)晶白云巖為13.633，10.640(圖3a)，中晶、粗晶白云巖為17.049，18.617(圖3a)，細(xì)粒白云巖和粗粒白云巖輕、重稀土元素具有不同的協(xié)同遷移性，也說明其成巖過程和流體可能有多種。

4.3 δCe和δEu

δCe和δPr圖解(圖3c)在判斷La和Ce異常方面作用明顯[20]。大部分白云巖樣品δPr大于1.0或非常接近1.0(圖3c)，大部分δCe小于1.0或非常接近1.0，表明樣品的Ce負(fù)異常、La正異常的特征是確實存在的。

研究區(qū)δEu異常值變化較大(表1；圖3d)。不同類型白云巖的δEu異常程度存在明顯差別(圖3d)，泥微晶白云巖δEu介于0.97～1.08；細(xì)晶白云巖δEu介于0.77～1.05；中晶白云巖δEu介于0.80～3.23；粗晶白云巖δEu介于0.81～2.23，表明每種類型白云巖均可能有多種成因。大部分樣品具有δCe負(fù)異常特征，介于0.86～1.02(表1；圖3d)。

4.4 REE配分模式

稀土元素配分模式可以反映碳酸鹽巖沉積和成巖流體特征。以太古代澳大利亞頁巖(PAAS)為標(biāo)準(zhǔn)，將米蘭1井稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化后，其配分模式可分為3類(圖4)。

1) δEu負(fù)異常型(圖4a)。該類樣品巖性主要為中-細(xì)粒白云巖，包括細(xì)-中晶白云巖、中晶白云巖和細(xì)晶白云巖。樣品δEu均為負(fù)異常，介于0.77～0.88，平均為0.82。δCe多數(shù)為微負(fù)異常，介于0.91～1.02，平均為0.96。(La/Yb)N平均為0.73，配分曲線左傾，表現(xiàn)出輕稀土稍虧損、重稀土稍富集特征。

2) δEu正異常型(圖4b)。該類樣品巖性主要為粗粒白云巖，包括細(xì)-中晶白云巖、中-粗晶白云巖和粗晶白云巖。樣品δEu均為正異常，介于1.18～3.23，平均為1.85。δCe多數(shù)為微負(fù)異常，介于0.86～1.02，平均為0.94。(La/Yb)N平均為2.34，表現(xiàn)出輕稀土富集、重稀土虧損特征。

圖4 塔東地區(qū)米蘭1井寒武系白云巖稀土元素PAAS標(biāo)準(zhǔn)化配分模式Fig.4 PAAS normalized REE distribution patterns of the Cambrian dolomite from Well Milan 1,Tadong areaa. δEu負(fù)異常型；b. δEu正異常型；c. δEu無異常型

3) δEu無異常型(圖4c)。該類樣品巖性主要為泥微晶白云巖和微-細(xì)晶白云巖。樣品δEu基本無異常，介于0.97～1.08，平均為1.03。δCe基本無異常，介于0.95～1.01，平均為0.98。(La/Yb)N平均為1.33，配分曲線近似水平，表現(xiàn)出輕稀土稍富集、重稀土稍虧損特征。

5 白云巖成因

前文述及，隨著晶粒增大，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，說明白云化過程中稀土元素發(fā)生明顯遷移貧化，白云化流體與原巖沉積時的流體特征不完全一致。一般來說，由于蒸發(fā)濃縮原因，蒸發(fā)海水的稀土含量相對較高，所以形成的泥粉晶白云巖具有較高的稀土含量。而由于海水、大氣水和地下水等稀土含量比蒸發(fā)海水低的多[18]，后期流體改造會使較粗粒白云巖稀土含量降低。據(jù)此，較細(xì)粒白云巖可能形成于蒸發(fā)或回流滲透環(huán)境。同時，與典型的海水具有輕稀土相對虧損、重稀土相對富集特征不同，研究區(qū)不同粒度白云巖具有不同的富集特征(表1)，也說明其成巖流體不僅包含同期海水，還可能包含其他流體。

據(jù)前人研究，在不同的氧化、還原、溫度等條件下，稀土元素Ce和Eu具有不同的化學(xué)特征，常因變價而出現(xiàn)溶解性差異，進而導(dǎo)致δCe和δEu呈現(xiàn)異常，其能有效的指示成巖環(huán)境[21-22]。依據(jù)Ce和Eu特征參數(shù)，結(jié)合稀土元素組成及配分模式等，可將樣品分為以下幾種類型。

5.1 δCe負(fù)異常型樣品

研究區(qū)大部分樣品(圖4a，b)都顯現(xiàn)出δCe負(fù)異常特征(表1；圖3c)，這與Heron reef全新世正常海水碳酸鹽巖的δCe接近[23]，且兩者都具有相似的輕稀土相對虧損、重稀土相對富集特征，表明樣品的成巖流體為濃縮海水。同時，δCe負(fù)異常特征與塔里木盆地其他地區(qū)蒸發(fā)泵模式白云巖特征一致[2,4,11]，也與研究區(qū)沉積環(huán)境、地理位置、干熱氣候特征相符合，表明米蘭1井寒武系白云巖大多形成于蒸發(fā)泵機制(圖5a)。

在寒武紀(jì)臺地邊緣環(huán)境中，干熱的氣候、較淺的水體、頻繁的海平面波動，常使局部發(fā)生暴露，使海水蒸發(fā)濃縮。濃縮海水作用于先前沉積的文石顆粒使其白云化。這種模式下，白云巖形成時溫度低、鹽度高、結(jié)晶速度快，所以一般晶粒細(xì)小、表面臟、它形晶為主，與樣品的鏡下特征一致(圖2)。

圖5 塔東地區(qū)米蘭1井寒武系白云巖成因模式Fig.5 Genesis models of the Cambrian dolomite from Well Milan 1,Tadong areaa.埋藏初期白云化模式；b.埋藏中、后期白云化模式

5.2 δEu負(fù)異常型樣品

圖4a中樣品δEu負(fù)異常，平均為0.82，巖性主要為中-細(xì)粒白云巖，鏡下可見較臟的晶面、霧心亮邊等特征(圖2)。樣品稀土元素配分曲線、特征參數(shù)與塔里木盆地下古生界埋藏白云巖具有很大的相似性[2,4,11]，即輕稀土虧損、重稀土富集，可進一步推測其為埋藏白云化成因(圖5b)。

埋藏成巖環(huán)境可進一步細(xì)分為淺埋藏環(huán)境和深埋藏環(huán)境。黃思靜等[3]將淺埋藏環(huán)境的深度下限定義為600～1 000 m。壓溶現(xiàn)象常被看作是進入深埋藏環(huán)境的重要標(biāo)志。米蘭1井鏡下可見縫合線切割白云石顆粒(圖2c)，顯示埋藏白云巖不會超過大量縫合線發(fā)育的600～1 000 m，δEu負(fù)異常也指示較低溫度的成巖環(huán)境，以上說明白云石化主要發(fā)生在淺埋藏環(huán)境。白云化流體可能為盆內(nèi)蒸發(fā)巖間封存的海源性流體或壓實流體，這些流體通過斷層和滲透層向上運移使中-上寒武統(tǒng)白云石化[6,12]。依據(jù)塔東地區(qū)埋藏演化史[12]，可進一步確定淺埋藏白云化主要發(fā)生在中-晚奧陶世。

5.3 δEu正異常型樣品

還原性的酸性熱液常以顯著的δEu正異常為特征[21]，因此δEu正異常是判別白云巖是否受熱液改造的重要依據(jù)[2,4,11-12,18,24]。圖4b中樣品δEu均為正異常，同時巖石學(xué)特征表明其大多為粗粒白云巖，具波狀消光、曲面-它形晶等特征(圖2)，部分還有典型熱液礦物硅質(zhì)組分(圖2)及黃鐵礦等，說明這些樣品均受到了較強的熱液改造(圖5b)。稀土配分曲線為右傾型，(La/Yb)N平均為2.34，表現(xiàn)出輕稀土富集、重稀土虧損特征，也與塔里木盆地下古生界熱液白云巖有很大的相似性[2,4,11]。同時塔東地區(qū)寒武紀(jì)—白堊紀(jì)發(fā)生多次構(gòu)造熱事件，據(jù)邵紅梅等[24]認(rèn)為塔東地區(qū)熱液白云巖的形成時間可能為中-晚奧陶世和(或)二疊紀(jì)末。

5.4 δEu無異常型樣品

圖4c中樣品δCe和δEu均基本無異常，表明白云化環(huán)境不具氧化、埋藏、高溫的特點。配分曲線近水平，與古城地區(qū)泥晶灰?guī)r配分曲線相似[11,13]，說明其白云化流體為同期的濃縮海水。樣品巖性主要為泥粉晶白云巖和粉-細(xì)晶白云巖，晶粒細(xì)小、它形晶為主，晶面較臟(圖2)，這些特征均說明其可能形成于回流滲透機制(圖5a)。蒸發(fā)泵形成部分白云巖后，剩余的富含鎂離子的濃縮海水繼續(xù)向下、側(cè)向運動，交代早期灰?guī)r，形成細(xì)粒的回流滲透白云巖，其白云化深度為毛細(xì)管作用的最大深度，白云化時間為中-晚奧陶世以前。

綜上所述，米蘭1井寒武系白云巖的形成環(huán)境和作用流體等比較復(fù)雜(圖5)，干熱的氣候、較淺的水體以及海平面頻繁波動使蒸發(fā)作用強烈，形成富鎂離子的蒸發(fā)濃縮海水，使部分剛沉淀的文石白云化。濃縮海水繼續(xù)向下運動，使早期灰?guī)r白云化。隨著埋藏深度的增加，溫度逐漸升高還原性增強，逐漸形成中-細(xì)粒的埋藏白云巖，絕大多數(shù)白云巖在同生/準(zhǔn)同生階段已經(jīng)生成[25]。后期，盆地深部熱液沿斷層和滲透層向上運動，使原巖再次發(fā)生改造。

6 白云巖儲層形成模式

6.1 儲層類型

根據(jù)巖心、普通薄片和鑄體薄片觀察，米蘭1井寒武系儲層巖性以泥粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖為主，儲集空間主要為孔隙和裂縫。其中，原生孔隙比例較小[26]，主要為泥粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖中發(fā)育的原生晶間孔。次生孔隙比例較大[26]，主要為晶間孔、晶間溶孔、晶內(nèi)溶孔和溶蝕孔洞等[14]，其中以前兩者為主。晶間溶孔廣泛分布于各種白云巖中，是熱液和有機酸等溶蝕作用的結(jié)果。米蘭1井裂縫體系較發(fā)育，主要包括構(gòu)造縫、溶蝕縫和成巖縫，尤以構(gòu)造縫為主，然而大多被鞍形白云石、方解石、玉髓和瀝青等半充填-充填，顯著的降低了白云巖的縫孔率。溶蝕縫大多為熱液對原有的縫合線和構(gòu)造縫溶蝕改造而成，形狀大多不規(guī)則，部分被瀝青充填。物性特征方面，43塊樣品孔、滲分析表明，白云巖孔隙度平均為0.91%，72%的樣品孔隙度小于1.0%；滲透率平均為0.23×10-3μm2，70%樣品滲透率低于0.1×10-3μm2，屬低孔低滲儲層。但儲層縱向集中，總厚度和單層厚度均較大，橫向也較穩(wěn)定，總體評價為中等儲層。

6.2 儲層形成模式

上寒武統(tǒng)白云石化作用表現(xiàn)為與沉積環(huán)境相關(guān)的同生/準(zhǔn)同生成因為基礎(chǔ)、早成巖淺埋藏流體和晚成巖熱液流體進行改造的特點，形成了以晶間孔和晶間溶孔為主的儲集空間。白云巖儲層的形成受多種條件的控制，其中有利的沉積環(huán)境是儲層形成的先決條件，大規(guī)模白云石化是儲層形成的基石，裂縫體系對儲層有多重影響，而溶蝕作用是儲層形成的關(guān)鍵。

6.2.1 臺地邊緣相是白云巖儲層發(fā)育的有利區(qū)域

研究表明，寒武紀(jì)米蘭地區(qū)位于羅西局限臺地[9]的邊緣，上寒武統(tǒng)主要發(fā)育臺地邊緣沉積(圖1)。白云巖的發(fā)育與沉積水體密切相關(guān)[15]。當(dāng)相對海平面較低時，蒸發(fā)作用強烈導(dǎo)致局部地區(qū)形成高鹽度鹵水，進而使剛沉積的文石發(fā)生白云石化。同時，相鄰的羅西局限臺地也能提供大量的高鹽度鹵水，這些鹵水向下滲流，有利于回流滲透白云巖的發(fā)育[27]。所有測試的樣品均受到了蒸發(fā)作用或回流滲透作用的影響(圖4)，說明蒸發(fā)作用及高鹽度鹵水滲流對白云石化作用顯著。

而與之相對比的中寒武統(tǒng)和下奧陶統(tǒng)主要發(fā)育陸棚相，遠(yuǎn)離局限臺地，巖性以灰?guī)r為主(圖1)。實際上，在塔東地區(qū)，沉積相帶對白云巖的發(fā)育具有一定的控制作用，兩者具有很好的對應(yīng)關(guān)系，臺地及臺地邊緣相區(qū)更有利于白云巖或較純白云巖的發(fā)育，斜坡相區(qū)表現(xiàn)為泥云巖與較純白云巖的間互發(fā)育，盆地相區(qū)則主要發(fā)育泥巖、硅質(zhì)巖和泥灰?guī)r。

6.2.2 白云石化對儲集空間的形成具有雙重作用

前人關(guān)于白云石化對儲層發(fā)育的影響已經(jīng)進行了大量研究[2,16,26-32]，往往認(rèn)為白云石化作用能夠改善儲層物性[14-15,30,33]，特別是在埋藏環(huán)境的封閉體系中[31]，白云石交代方解石能導(dǎo)致礦物體積減小、孔隙度增加。但也有人認(rèn)為白云石化對孔隙形成的直接貢獻有所夸大[2,28]，不能完全證明白云石化具有顯著的增孔或減孔效應(yīng)[32]，規(guī)模白云巖儲層的孔隙主要來自于對原生孔隙的繼承和溶蝕[2,28]。白云石化對孔隙具有破壞、保持或強化作用[16]。

對米蘭1井來說，白云石化對儲層的形成有建設(shè)[15]和破壞兩方面的作用[2,28-29]，且破壞作用顯著。前文分析和薄片觀察顯示，寒武系灰?guī)r發(fā)生了長時間、多類型和多期次的白云石化，白云石交代方解石，礦物體積減小，新生成微孔隙或擴大了已存在的微孔隙。圖2b為埋藏環(huán)境重結(jié)晶形成的白云巖，由于晶體增大，晶體間產(chǎn)生眾多微孔隙。圖2f為熱液流體形成的白云巖，由于晶體的生長，在晶體間形成了大量的孔隙，造成晶體間點接觸或線接觸。而白云石化對儲層的破壞作用主要表現(xiàn)為白云石在孔隙間的沉淀。鞍狀白云石的沉淀肯定是破壞孔隙的[28]。如果富鎂流體供應(yīng)充足，在原巖白云石化后，可能發(fā)生過度白云石化或者白云石的膠結(jié)作用[17]，在孔隙和裂縫中沉淀白云石。例如圖2j顯示原巖經(jīng)熱液白云石化后，在裂縫中繼續(xù)沉淀鞍形白云石，導(dǎo)致裂縫被完全充填。

6.2.3 斷裂有助于儲層的形成

斷裂往往與成巖作用、儲層形成演化、油氣成藏有著密切的關(guān)系。根據(jù)塔里木盆地構(gòu)造演化和塔東低凸起地層發(fā)育特征[10]，其斷裂演化受控于阿爾金-車爾臣斷裂系統(tǒng)的控制，主要呈NW，NWW，NE三組走向，平面上具帶狀展布，整體顯示“南北分帶、東西分區(qū)”的特征[10]。

區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)對儲集空間的影響主要有4個方面：①Davies和Smith[34]認(rèn)為熱液流體在張性斷層和基底大斷裂等構(gòu)造部分特別發(fā)育，因此阿爾金-車爾臣巖石圈大斷裂及其次級斷裂能成為熱液活動的重要通道和場所。區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)為深部熱液上涌提供了通道，從而加熱了斷裂及其臨近地層，有利于克服白云石沉淀的熱力學(xué)障礙，促進白云巖(石)的形成；②熱液流體沿裂縫系統(tǒng)對原巖進行選擇性改造，不僅能促使白云巖的形成，還能形成新的儲滲空間(圖2k)[2,4,6,12,24-25,29,35]，增加縫孔率，更能擴大熱液的分布范圍，促使白云石化在更大范圍內(nèi)發(fā)生；③地層中的有機酸沿高滲透層或裂縫系統(tǒng)對地層進行溶蝕，同樣能增加地層的儲集性能(圖2l)，還能形成新的溶蝕縫洞，擴大有機酸的侵蝕范圍；④斷裂體系的形成時間對油氣賦存有重要影響，加里東期形成的斷裂與油氣大量生成和運移有很好的匹配關(guān)系，對于古油藏的形成有重要意義，然而現(xiàn)今這些儲集空間大多被瀝青充填，燕山期和喜馬拉雅期形成的斷裂體系才有助于現(xiàn)今的油氣藏的形成。

6.2.4 溶蝕作用顯著擴大了儲集空間

根據(jù)巖心和薄片觀察，認(rèn)為米蘭1井寒武系白云巖溶蝕作用主要包括熱液溶蝕和有機酸溶蝕，溶蝕作用是儲層形成的重要機制。

前人對塔東地區(qū)寒武系-奧陶系熱液白云巖化進行了諸多研究[2,4,6,12,24-25,29,35-38]，認(rèn)為該區(qū)可能存在多期多次的熱液作用[11,24]，作用時間主要為奧陶紀(jì)—志留紀(jì)、二疊紀(jì)[24]，并對儲層的形成有重要的控制作用[2,14,15,28]。石英、黃鐵礦、天青石、鞍形白云巖、鈉長石等典型礦物[11,24]，不規(guī)則縫洞及其內(nèi)部白云石、方解石的多期次生長，都可能代表了明顯的熱液作用(圖2d，h)。熱液溶蝕的橫向影響有限，主要集中于斷裂帶附近[39]。此外，下古生界巨厚的碳酸鹽巖是塔里木盆地重要的烴源巖，有機質(zhì)演化過程中形成的大量有機酸隨流體沿斷層、裂縫、縫合線和高滲層等運移，對白云石和方解石進行溶蝕，也能導(dǎo)致孔隙度增加。晶體邊緣因受溶蝕而參差不齊和孔縫中的瀝青充填是有機酸溶蝕的顯著標(biāo)志(圖2l)。實際上，有機酸溶蝕作用在塔里木盆地白云巖中廣泛發(fā)育[26,28-29]。

7 結(jié)論

1) 根據(jù)稀土元素配分特征，塔東地區(qū)米蘭1井寒武系白云巖可分為3種類型：δEu負(fù)異常型、δEu正異常型和δEu無異常型。

2) 米蘭1井寒武系白云巖的成因多樣，包括蒸發(fā)泵白云化、埋藏白云化、熱液白云化和回流滲透白云化。

3) 白云巖儲層的形成受多種條件的控制，其中有利的沉積環(huán)境是儲層形成的先決條件，大規(guī)模白云石化是儲層形成的基石，裂縫體系對儲層有多重影響，而溶蝕作用是儲層形成的關(guān)鍵。