趙 金

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500）

川西北部中二疊統(tǒng)棲霞組發(fā)育一套縱、橫向分布穩(wěn)定的白云巖儲(chǔ)層。但目前對(duì)棲霞組白云巖成因的爭(zhēng)議較大[1-3]。鑒于此，本次研究重點(diǎn)在研究區(qū)中-粗晶白云石巖石學(xué)特征表征的基礎(chǔ)上。結(jié)合其地球化學(xué)特征，與前人研究成果相互印證對(duì)比，揭示其成巖流體性質(zhì)、來(lái)源，分析其成因機(jī)理，以期為該區(qū)白云巖研究提供部分借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

川西北部雙魚(yú)石地區(qū)位于劍閣-廣元一帶，受控于復(fù)雜的龍門(mén)山和米倉(cāng)山斷褶帶。在晚石炭世加里東運(yùn)動(dòng)后，沉積下二疊統(tǒng)梁山組粉砂巖及上覆的中二疊統(tǒng)棲霞、茅口組碳酸鹽巖地層。棲霞組為完整海進(jìn)-海退旋回控制下的淺水碳酸鹽沉積物，由下至上可劃分為棲一段及棲二段[4]。區(qū)內(nèi)棲霞組主要發(fā)育 “眼球眼皮狀”深灰色泥晶灰?guī)r、灰色生屑泥晶灰?guī)r、淺灰色晶粒云巖。棲霞組整體處于碳酸鹽巖緩坡型沉積環(huán)境，棲二段在頻繁的海平面變化過(guò)程中，其高地勢(shì)顆粒灘在間隙暴露后，受大氣淡水淋濾作用形成較多的溶蝕溝道。

2 巖石學(xué)特征

該類(lèi)型白云巖鏡下觀測(cè)為半自形-它形中-粗晶白云石，見(jiàn)霧心亮邊，白云石晶體之間為曲面接觸。中-粗晶白云石中晶間孔、不規(guī)則溶孔發(fā)育，并被瀝青半-全充填，并可見(jiàn)少量黏土及黃鐵礦（圖1A，圖1D）。此外，在孔隙邊緣可見(jiàn)少量具波狀消光特征的鞍狀白云石膠結(jié)物（圖1B）。在中-粗晶白云石中出現(xiàn)少量去白云石化現(xiàn)象，表明白云石在形成之后可能遭受大氣淡水影響（圖1C）。陰極發(fā)光下白云石核心為暗紅色發(fā)光，邊緣具亮紅色環(huán)帶特征（圖1E，圖1F）。

圖1 研究區(qū)中-粗晶白云石巖石學(xué)特征

3 地球化學(xué)特征

3.1 同位素

研究區(qū)中-粗晶白云石δ13CPDB值介于0.18%～0.263%（平均值為 0.23%），δ18OPDB值介于 -0.549%～-0.442%（平均值為-0.511%），二者均處于同期海水范圍內(nèi)，指示白云石化流體可能為海水（圖2A）。此外，中-粗晶白云石87Sr／86Sr值介于0.70860～0.70958（平均值為0.70909），高于同期海水范圍，表明可能受外來(lái)流體影響（圖2B）。

3.2 稀土元素特征

對(duì)研究區(qū)樣品進(jìn)行NASC北美頁(yè)巖標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用REE反映白云巖沉積和成巖流體來(lái)源。分析表明，研究區(qū)中-粗晶白云石∑REE含量低，整體為平緩型曲線，且具有輕微的Ce負(fù)異常（圖2C）。Ce負(fù)異常多指示形成于缺氧環(huán)境，而較低的∑REE含量表明白云石的成巖過(guò)程基本未受到其他作用影響，其成巖環(huán)境應(yīng)具有一定的封閉性。

圖2 研究區(qū)中-粗晶白云石地球化學(xué)特征

3.3 有序度

白云石有序度的高低與結(jié)晶速度有關(guān)。埋藏早期形成的有序度較低的白云石隨著埋藏深度的增加有序度會(huì)逐漸升高，但高溫能克服白云石化過(guò)程中動(dòng)力學(xué)障礙，使白云石晶格畸變并快速結(jié)晶[5]。研究區(qū)中-粗晶白云石有序度最低，介于0.50～0.56，不具有深埋藏環(huán)境緩慢結(jié)晶形成的高有序度特征，推測(cè)可能為淺埋藏期快速結(jié)晶形成。

4 成因分析

中-粗晶白云石成因復(fù)雜，為多期流體共同作用形成。中-粗晶白云石碳氧同位素值均處于同期海水范圍內(nèi)，說(shuō)明二者成巖流體為海水。鏡下可見(jiàn)去白云石化現(xiàn)象，結(jié)合其區(qū)域地質(zhì)背景，說(shuō)明中-粗晶白云石在抬升暴露后受大氣淡水改造。此外，鞍狀白云石及黃鐵礦說(shuō)明中-粗晶白云石受到后期熱液流體影響。中-粗晶白云石的87Sr／86Sr特征也指示其受外來(lái)流體影響；具環(huán)帶的陰極發(fā)光特征也證實(shí)中-粗晶白云石受多期流體作用。從巖石學(xué)、稀土元素特征可以看出，中-粗晶白云石形成于淺埋藏期的封閉成巖環(huán)境；而較低的有序度則可能是受熱液的高溫影響。

綜合地質(zhì)質(zhì)料表明，中-粗晶白云石為淺埋藏環(huán)境下海源流體云化形成，并受大氣淡水及熱液流體的改造。

5 結(jié)論

1）中-粗晶白云石為半自形-他形曲面接觸霧狀晶，孔隙發(fā)育；并具較低有序度及∑REE含量，碳氧同位素值均處于同期海水范圍內(nèi)，87Sr／86Sr值高于同期海水值。2）中-粗晶白云石為淺埋藏環(huán)境下海源流體云化形成，并受到大氣淡水以及熱液流體的改造。中-粗晶白云巖孔隙的發(fā)育，表明其具備成為良好油氣儲(chǔ)層的潛質(zhì)。