韓 波，李 新，鐘曉勤，姜黎明，趙強(qiáng)先，張永浩，劉 鵬，李 兵

(1.中國石油集團(tuán)測井有限公司 技術(shù)中心，陜西 西安 710077； 2.中國石油集團(tuán) 測井重點實驗室，陜西 西安 710077； 3.中國石油長慶油田 勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 71077)

引 言

碳酸鹽巖中的油氣儲量約世界油氣儲量的38%，其中，大型油氣田中海相碳酸鹽巖的油氣儲量約占60%。近15年來，中國海相領(lǐng)域油氣勘探進(jìn)入儲量快速增長期，相繼探明塔河、普光、靖邊、安岳等一批大型—特大型油氣田。在四川盆地的川中地區(qū)，特別是2012年安岳氣田磨溪8井龍王廟組試油獲氣，測試日產(chǎn)氣量107.18×104m3，使得磨溪區(qū)塊龍王廟組成為我國最大的海相單體整裝氣藏，揭開了寒武系龍王廟組氣藏勘探開發(fā)的序幕。

隨著四川盆地安岳氣田的成功勘探開發(fā)，寒武系龍王廟組儲層成因與分布成為學(xué)界關(guān)注的熱點問題。對于該層系的儲層成因存在不同意見，嚴(yán)重制約著后續(xù)勘探推進(jìn)。此次研究以中上揚(yáng)子地區(qū)為研究對象，地理位置跨越川、黔、滇、湘、渝、鄂、陜等省市，北部以漢中—鄖西為界，南部以大方—湄潭—懷化為界，東部以神農(nóng)架—宜昌—石門為界，西部以瀘定—西昌為界，其地理坐標(biāo)介于27°～33°N，102°～111°E，面積約35×104km2。構(gòu)造位置屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺的次級構(gòu)造單元，位于地臺西北部，盆地內(nèi)部的現(xiàn)今構(gòu)造可劃分為川西北斷褶帶、川中臺隆帶和川東南坳褶帶[1-2](圖1)。

圖1 中上揚(yáng)子地區(qū)構(gòu)造及剖面位置分布Fig.1 Structure and section location distribution in Middle and Upper Yangtze region

選取貴州金沙巖孔、貴州習(xí)水土河、湖北宣恩高羅、湖南慈利南山坪、重慶秀山溶溪、四川南江沙灘、咸豐廟梁子等野外剖面以及一口鉆井YD2井，利用野外露頭及鉆井巖心資料，通過巖心觀察、鏡下薄片鑒定，結(jié)合陰極發(fā)光、全巖X衍射、碳氧鍶同位素、微量元素以及稀土元素等地球化學(xué)分析手段，對儲層特征以及白云石化作用的類型進(jìn)行分析研究，探討儲層成因機(jī)理。

1 實驗部分

對從野外剖面采集的樣品進(jìn)行白云石有序度、碳氧同位素、稀土元素和鍶含量等地球化學(xué)實驗。

首先對研究區(qū)所選120塊樣品進(jìn)行全巖X衍射，用以確定白云石和方解石的含量，為后續(xù)實驗提供巖石礦物組分支持。取樣后在瑪瑙研缽內(nèi)將樣品磨成200目粉末，用背壓法制片后進(jìn)行測量，檢測依據(jù)和方法為EJ/553-91《礦物晶胞參數(shù)的確定 粉末X射線衍射法》。儀器為Panalytiacal X’Pert PRO X射線衍射儀，編號為8649。

挑選42塊白云巖樣品進(jìn)行白云石有序度測試，將所選白云巖樣品用牙鉆取樣后在瑪瑙研缽中研磨成200目粉末(全部粒徑過200目篩)，送至核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心進(jìn)行測試，儀器為Panalytiacal X’ Pert PRO X射線衍射儀，編號為8649，檢測依據(jù)和方法同上。

選取83塊樣品進(jìn)行碳、氧同位素研究，取樣后在瑪瑙研缽內(nèi)將樣品磨成200目粉末，送至核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心進(jìn)行測試，測試依據(jù)為DZ/T 0184.17-1997《碳酸鹽巖礦物或巖石中碳氧同位素組成的磷酸法測定》。儀器為MAT 253，編號為8633。

對58塊灰?guī)r和白云巖樣品進(jìn)行稀土元素和鍶含量測試。測試前先將樣品研磨成200目左右的粉末，實驗在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成，儀器為ELEMENT XR 等離子體質(zhì)譜儀，測試依據(jù)為GB/T 1450630-2010《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法：44個元素測定》。儀器編號為9443，測試溫度為22.6 ℃，相對濕度為32.36%。

2 儲層特征

2.1 儲層巖石類型

對除磨溪—高石梯地區(qū)的中上揚(yáng)子其他地區(qū)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，儲層巖石類型與磨溪—高石梯地區(qū)十分相似，同樣以顆粒白云巖、晶粒白云巖為主，其次為顆粒云質(zhì)灰?guī)r。(1)顆粒白云巖的類型有鮞粒、砂屑等，鮞粒大多呈圓形，少數(shù)因壓實作用發(fā)生變形，粒徑0.3 ～ 0.5 mm(圖2(a))，鮞粒內(nèi)部既有泥晶白云石，也有粉晶白云石；砂屑白云巖多呈圓形—次圓形，部分砂屑后期發(fā)生強(qiáng)烈的重結(jié)晶作用和白云化作用，導(dǎo)致顆粒結(jié)構(gòu)基本消失，形成具有殘余砂屑結(jié)構(gòu)的粉細(xì)晶白云巖(圖2(b))。(2)晶粒白云巖主要是粉晶、細(xì)晶白云巖，也可見少量中晶白云巖，白云化作用比較徹底，早期溶孔及裂縫被瀝青充填(圖2(c))；細(xì)晶白云巖的白云石晶粒中心比較污濁，晶間孔發(fā)育，孔隙內(nèi)可見瀝青充填，視孔隙度高達(dá)15% ～ 20%(圖2(d))，這些晶粒白云巖有些殘存有顆?；糜?，有些被后期改造已完全無法辨認(rèn)原巖結(jié)構(gòu)。(3)顆粒云質(zhì)灰?guī)r，也可稱為斑狀灰?guī)r，在研究區(qū)主要是指發(fā)生不規(guī)則白云化作用的灰質(zhì)白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r，斑塊一般指白云質(zhì)部分，基質(zhì)指斑塊以外的灰質(zhì)部分。斑塊常呈淺黃—深灰色，抗風(fēng)化能力較基質(zhì)強(qiáng)，因此，凸出巖石表面。云斑在新鮮斷面上可見閃亮的白云石晶面，比基質(zhì)灰?guī)r晶粒粗大(圖2(e))。斑塊與基巖的接觸方式有兩種，一種是漸變式接觸，另一種是縫合線作為邊界接觸(圖2(f))。

圖2 中上揚(yáng)子地區(qū)龍王廟組儲層巖石類型Fig.2 Reservoir rock types of Longwangmiao Formation in Middle and Upper Yangtze region

2.2 儲集空間特征

川西磨溪—高石梯地區(qū)是龍王廟組目前已勘探開發(fā)的主力產(chǎn)區(qū)，由于為川中古隆起區(qū)，在加里東期受表生溶蝕形成了一些大的溶孔溶洞，所以儲集空間比較發(fā)育。而中上揚(yáng)子其他地區(qū)儲集空間類型主要為粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔、晶間溶孔及微裂縫等。粒間溶孔發(fā)育于砂屑白云巖和鮞粒白云巖中，孔隙呈不規(guī)則多邊形，多與早期組構(gòu)選擇性溶蝕有關(guān)(圖3(a)—圖3(b))。粒內(nèi)溶孔在研究區(qū)也有發(fā)育，多與相對海平面下降導(dǎo)致的大氣淡水淋濾溶蝕作用有關(guān)(圖3(b))。晶間孔發(fā)育在晶粒白云巖中，應(yīng)該是白云石化作用對早期孔隙系統(tǒng)進(jìn)行改造而形成的(圖3(c))。對于晶粒較粗大的白云巖(如粉—細(xì)晶白云巖和中晶白云巖)要重點強(qiáng)調(diào)早期孔隙系統(tǒng)的重要性。如果沒有早期孔隙系統(tǒng)，則無法發(fā)生化學(xué)水—巖反應(yīng)，則白云石化作用很難進(jìn)行。這些孔隙經(jīng)后期溶蝕改造又會形成晶間溶孔(圖3(d))。常見的微裂縫有兩種，一種是與構(gòu)造活動有關(guān)的構(gòu)造縫，另一種是與成巖作用有關(guān)的縫合線。龍王廟組儲層發(fā)育多期構(gòu)造縫，且多期裂縫相互切割(圖3(e)—圖3(f))。構(gòu)造縫雖然儲集能力有限，但對提高滲透率卻有極其重要的意義。有些裂縫被后期的方解石、白云石或者瀝青充填而物性降低。

2.3 儲層物性特征

川中地區(qū)磨溪—高石梯區(qū)塊龍王廟組儲層研究程度較高，前人分析該區(qū)7口井共計655塊樣品的常規(guī)物性[3]認(rèn)為龍王廟組儲層孔隙度分布在0.8%～11.6%。其中，孔隙度在2%～ 4%的樣品占全部樣品數(shù)量的40%，小于2%的樣品占全部樣品數(shù)量的32%；滲透率分布在(0.001～100.000)×10-3μm2，主要集中在(0.001～ 0.100)×10-3μm2，占全部樣品數(shù)量的71%。

圖3 中上揚(yáng)子地區(qū)龍王廟組儲層儲集空間類型Fig.3 Reservoir space types of Longwangmiao Formation in Middle and Upper Yangtze region

對磨溪12、磨溪13和磨溪17井的262塊樣品分別進(jìn)行了小樣物性(n=226)和全直徑物性(n=36)測試(圖4)。小樣物性測試結(jié)果顯示：孔隙度為2%～6%的樣品占全部樣品數(shù)量的54%，孔隙度小于2%的樣品占38%，平均孔隙度為3.11%；滲透率范圍為(0.010～ 10.000)×10-3μm2的樣品占49%，平均滲透率5.204×10-3μm2。全直徑物性測試結(jié)果顯示：孔隙度為2%～ 6%的樣品占全部樣品數(shù)量的72%，平均孔隙度為5.32%；滲透率為(0.010～10.000)×10-3μm2的樣品占72%，平均滲透率為30.408×10-3μm2。磨溪—高石梯地區(qū)儲層總體表現(xiàn)為中低孔—低滲的特征，而全直徑物性明顯優(yōu)于小樣物性，顯示儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)。

圖4 磨溪—高石梯地區(qū)龍王廟組巖心孔滲物性分布[4]Fig.4 Core porosity and permeability distribution of the Longwangmiao Formation in Moxi-Gaoshiti region

對中上揚(yáng)子地區(qū)其他區(qū)域龍王廟組的6條基干剖面(習(xí)水土河剖面(XS)、宣恩高羅剖面(GL)、金沙巖孔剖面(YK)、慈利南山坪剖面(NSP)、南江沙灘剖面(NJ)和秀山溶溪剖面(RX))的91塊柱塞樣品進(jìn)行孔隙度測試，發(fā)現(xiàn)其孔隙度分布范圍與磨溪地區(qū)極為相似。測試結(jié)果顯示，龍王廟組孔隙度在0.4%～11.7%，平均3.6%。其中：XS剖面選取15塊樣品，孔隙度為1.6%～7.9%，平均3.3%；GL剖面選取9塊樣品，孔隙度為2.3%～7.8%，平均4.4%； YK剖面選取18塊樣品，孔隙度為0.4%～8.9%，平均3.8%；NSP剖面選取13塊樣品，孔隙度分布范圍為1.1%～11.7%，平均3.2%；NJ剖面選取21塊樣品，孔隙度為0.55%～11.2%，平均3.0%；RX剖面選取14塊樣品，孔隙度為0.69%～3.5%，平均1.8%(圖5)。另外，川東北地區(qū)北城口楊寺橋和巫溪徐家壩剖面由于主要發(fā)育灰?guī)r，孔隙度整體較差，平均值小于1%。可見，雖然每個剖面的分布位置不同，但是平均孔隙度較為接近，而且每個剖面都存在孔隙度較好的層位，也反映儲層在整個中上揚(yáng)子地區(qū)分布的普遍性。

圖5 龍王廟組不同基干剖面巖樣孔隙度分布Fig.5 Porosity distribution of different profiles in Longwangmiao Formation

此外，鄂西渝東地區(qū)YD2井的儲集物性更好，對儲層段的30塊鑄體薄片進(jìn)行面孔率統(tǒng)計，分布范圍在3%～21%，平均孔隙度高達(dá)10.5%。

研究發(fā)現(xiàn)，巖性不同，其孔隙度存在較大差別。對川中磨溪—高石梯地區(qū)來說，其巖性主要為顆粒白云巖和晶粒白云巖，以顆粒白云巖為主(前已述及晶粒較粗大的粉-細(xì)晶白云巖和細(xì)晶白云巖經(jīng)沉積恢復(fù)后都是由顆粒灰?guī)r發(fā)生白云石化作用而形成的，所以說晶粒白云巖也是顆粒灘相沉積)。分析龍王廟組樣品不同巖性與孔隙度關(guān)系(圖6)可以看出：物性最好的是顆粒白云巖，其次是粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖，顆粒灰?guī)r的物性與白云化作用有關(guān)，發(fā)生白云石化的部分具有一定的儲集性能，而未發(fā)生白云石化的部分通常比較致密；泥晶白云巖和泥晶灰?guī)r物性最差，幾乎不能成為儲層。

圖6 龍王廟組不同巖石類型與孔隙度的關(guān)系Fig.6 Porosity distribution of different rock types in Longwangmiao Formation

3 儲層白云石化作用

自然界中絕大多數(shù)白云巖都是次生交代成因的。四川盆地東緣龍王廟組沉積期為炎熱干旱氣候條件[4-6]，該條件下的白云石化作用主要有兩種模式：蒸發(fā)濃縮白云石化作用和回流滲透白云石化作用。干旱炎熱的氣候使得沉積物底部的海水因毛細(xì)管作用不斷濃縮，Mg2+、Ca2+含量不斷升高，導(dǎo)致沉積物中方解石或文石發(fā)生蒸發(fā)濃縮而白云石化。隨著蒸發(fā)作用的不斷進(jìn)行，海水鹽度逐漸增大，這種富含Mg2+的重鹽水向下滲透并向海方向回流，發(fā)生滲透回流白云石化作用[7]。

從研究區(qū)龍王廟組不同巖性與物性特征分析結(jié)果來看，白云巖儲集性能明顯優(yōu)于灰?guī)r，儲層多發(fā)育在白云巖含量較高的層段。對于研究區(qū)內(nèi)不均勻白云石化的斑狀灰?guī)r進(jìn)行普通薄片和掃描電鏡觀察(圖7)，云斑部分(黃色方框1)在掃描電鏡下可以看到白云石晶間孔十分發(fā)育，而基質(zhì)灰?guī)r部分(黃色方框2)則比較致密。微觀孔隙結(jié)構(gòu)也揭示了粉細(xì)晶白云巖發(fā)育晶間孔，儲集物性明顯優(yōu)于灰?guī)r。因此，儲層發(fā)育的優(yōu)劣與白云石化作用密切相關(guān)[8]。

圖7 下寒武統(tǒng)斑狀灰?guī)r微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征Fig.7 Micro pore structure characteristics of Lower Cambrian leopard limestone

3.1 白云石化作用的地化特征

3.1.1 白云石有序度

有序度反映礦物形成的物理、化學(xué)環(huán)境，是判斷白云石結(jié)晶程度好壞的重要標(biāo)志[9-10]。對42塊白云巖樣品進(jìn)行有序度測試，其中有13塊泥粉晶白云巖、12塊粉晶白云巖、11塊粉-細(xì)晶白云巖和6塊細(xì)晶白云巖，測試結(jié)果見表1。

測試結(jié)果顯示：泥粉晶白云巖有序度為0.46～0.70，平均0.58；粉晶白云巖有序度為0.52～0.82，平均0.68； 粉-細(xì)晶白云巖有序度為0.66～0.95，平均0.76；細(xì)晶白云巖有序度為0.74～0.83，平均0.77(圖8)。這表明泥粉晶白云巖結(jié)晶速度較快，具有準(zhǔn)同生期白云巖的特征，屬于近地表蒸發(fā)濃縮白云石化作用模式。雖然晶粒稍大的粉-細(xì)晶白云巖和細(xì)晶白云巖與泥粉晶、粉晶白云巖相比，有序度偏高，但總體來說，有序度仍偏低，表明白云石結(jié)晶速度中等，屬于淺埋藏回流滲透白云石化作用模式。偏低的白云石序度說明白云巖形成時間較早，主要為準(zhǔn)同生期或早期成巖階段。

3.1.2 碳、氧同位素

首先對需要測試的白云巖樣品進(jìn)行牙鉆微區(qū)取樣，取樣后在瑪瑙研缽內(nèi)將樣品磨成200目粉末，分為兩部分，一份用于X衍射，一份用于碳、氧同位素研究，測試方法同上。這樣可以保證選取的白云巖樣品中白云石的體積分?jǐn)?shù)全部高于50%。測試結(jié)果顯示：δ13C值為-2.8‰～2.8‰，平均0.1‰；δ18O值為-9.5‰～-5‰，平均-7.1%。與早寒武世海水(δ13C值為-2‰～0‰，δ18O值為-9‰～-7‰)相比，具有相似的海源流體性質(zhì)(圖9)。

圖9 龍王廟組白云巖樣品碳、氧同位素值交會圖Fig.9 Cross-plot of carbon and oxygen isotope values of dolomite samples from Longwangmiao Formation

在上述實驗數(shù)據(jù)中，分析發(fā)現(xiàn)氧同位素δ18O值與白云石體積分?jǐn)?shù)具有正相關(guān)關(guān)系，且δ18O值在均值線以下，白云石含量相對較低；δ18O值在均值線以上，白云石含量較高(圖10(a))，這表明白云石化作用與海水咸化濃縮有關(guān)。

但在白云石體積分?jǐn)?shù)高達(dá)95%附近有些數(shù)據(jù)點明顯偏負(fù)，很可能受到后期成巖作用改造的影響。因為成巖過程中的重結(jié)晶作用、白云石化作用和淡水淋濾作用都會使δ18O值發(fā)生較大變化，如：大氣淡水的注入會引起水體介質(zhì)鹽度降低，使得δ18O值減小；溫度升高，也會使得δ18O值降低[11-13]。選取δ18O值偏負(fù)的樣品進(jìn)行鏡下觀察(圖10(b))，發(fā)現(xiàn)樣品點1：YK-7-2有陸源石英，存在陸源淡水混入；樣品點2：XS-4-(5)為中-粗晶白云巖，且在正交光下具有鞍狀結(jié)構(gòu)，推測受到熱水事件影響；樣品點3：YD2-ε1-36具有粒間溶孔，可能也受到大氣淡水影響；樣品點4：YD2-ε1-24發(fā)生組構(gòu)選擇性溶蝕而形成粒間溶孔，同時也發(fā)現(xiàn)部分鮞粒內(nèi)部發(fā)生溶蝕形成粒內(nèi)溶孔，推測也受到大氣淡水影響。因此，除去這些受到后期大氣淡水或者熱水事件的影響，可以看出大部分樣品的δ18O值與白云石含量仍具有明顯的正相關(guān)關(guān)系。

圖10 龍王廟組氧同位素值(δ18O)與白云石體積分?jǐn)?shù)交會圖Fig.10 Cross-plot of δ18O value and dolomite volume fraction in Longwangmiao Formation

3.1.3 稀土元素及微量元素

稀土元素是一種指示沉積物來源和成巖環(huán)境的一種重要的地球化學(xué)指標(biāo)。對于稀土元素分析，前人大多用球粒隕石、北美頁巖NASC或澳大利亞太古宙頁巖PAAS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然而，白云巖的形成與隕石、頁巖沒有任何內(nèi)在聯(lián)系，而與海水的成分卻密切相關(guān)[14]。有不少學(xué)者利用海水對四川盆地和塔里木盆地典型白云巖樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[15]，都取得了較好效果。因此，本次研究也采用海水的REE組成(Sw)對碳酸鹽巖樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

泥晶白云巖通常認(rèn)為是在潟湖、潮坪環(huán)境中由海水蒸發(fā)濃縮形成，稀土元素的配分模式也證實了泥晶白云巖的成因。泥晶白云巖的稀土元素配分模式(圖11(b))與灰?guī)r的配分模式(圖11(a))基本一致，都表現(xiàn)出明顯的Ce正異常，配分曲線整體右傾，顯示輕稀土元素(LREE)較重稀土元素(HREE)富集，這些特征均與典型海水沉積物特征相同，反映其物質(zhì)來源于海水。

圖11 龍王廟組不同類型巖性稀土元素配分模式Fig.11 Distribution patterns of different lithologic rare earth elements in Longwangmiao Formation

晶粒白云巖主要有粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖，是白云石化作用較為徹底的產(chǎn)物，綜合分析認(rèn)為，這類白云巖主要為淺埋藏環(huán)境下的回流滲透成因。粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖的稀土配分模式(圖11(c)—圖11(d))與灰?guī)r的配分模式也基本一致，都表現(xiàn)出明顯的Ce正異常，無明顯的Eu正異常，Eu/Eu*小于1，平均0.75，顯示粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖形成過程中流體來源沒有發(fā)生根本性改變，也沒有受到明顯的后期熱液影響。

微量元素中不同元素具有不同性質(zhì)，單元素化學(xué)特性的差異可以指示不同的沉積環(huán)境。Ba的溶度積較小，淡水與海水混合時，淡水中的Ba2+與海水中的SO42-結(jié)合形成BaSO4沉淀，且Ba具有比Sr小的水合能，易于被黏土礦物和有機(jī)質(zhì)等吸附，使得陸相和海陸過渡相沉積物中Ba含量較高，從而導(dǎo)致進(jìn)入海洋的Ba減少，海洋沉積物中Ba的含量遠(yuǎn)低于Sr[16]，一般淡水沉積物中Sr/Ba值小于1，海相沉積物中Sr/Ba值大于1。因此，Sr/Ba值越大，代表海洋沉積中水體鹽度越高；Sr/Ba值越小，則代表水體鹽度越小[17-18]。Th不易發(fā)生遷移，以機(jī)械搬運(yùn)為主，在地表常溫環(huán)境中富集在抗風(fēng)化礦物中，多富集在靠近物源的殘積物、沖積物和濱海地區(qū)，因此，沉積物中Th含量與離岸距離成反比，可以反映海平面升降。海相自生U主要富集在缺氧盆地、富含有機(jī)質(zhì)的大陸架和遠(yuǎn)離海岸的斜坡-盆地地區(qū)。因此，Th/U值能反映水體的深淺，Th/U值大代表水體較淺，為相對氧化環(huán)境，Th/U值小則代表水體較深，相對還原環(huán)境[19]。

檢測龍王廟組灰?guī)r與白云巖樣品的地球化學(xué)特征，結(jié)果如表2所示。

表2 龍王廟組灰?guī)r與白云巖稀土元素及微量元素地球化學(xué)參數(shù)Tab.2 Geochemical parameters of rare earth elements and trace elements in limestone and dolomite of Longwangmiao Formation

續(xù)表2：

從表2來看，泥晶白云巖的Sr/Ba平均值為6.93，遠(yuǎn)高于灰?guī)r的平均值4.49，顯示其形成時具有很高的鹽度；泥晶白云巖的Th/U值為2.11，與灰?guī)r的Th/U值2.24接近，但高于粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖的Th/U值，代表泥晶白云巖形成時水體較淺，處于相對氧化的環(huán)境，這些與其形成的淺水潟湖或潮坪環(huán)境相符合。而粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖的Sr/Ba平均值分別為5.32和5.23，也高于灰?guī)r的平均值4.49，同樣顯示出白云石化是在較高鹽度環(huán)境下進(jìn)行的；粉晶白云巖和細(xì)晶白云巖的Th/U平均值分別為1.71和1.39，稍低于灰?guī)r和泥晶白云巖，顯示其處于弱還原環(huán)境中，表明這類白云巖形成的深度較淺，為淺埋藏環(huán)境回流滲透白云石化作用的產(chǎn)物。

3.1.4 鍶含量

鍶同位素除了被用于確定海相沉積物的年代外，還是指示海平面升降的靈敏指示劑。在自然界諸多儲庫中，河流等地表水溶解元素和離子作為從陸相輸入海相的最主要途徑，是海洋中鍶輸入的最主要的來源儲庫[22]。海洋鍶輸入通量主要來自河水匯人海洋的通量(約60%)、地下水(約29%)和熱液流體(約4%)，以及少部分大陸塵土、冰川土、雨水和海相沉積物溶解的輸入[23]。

對龍王廟組采集的樣品進(jìn)行Sr體積分?jǐn)?shù)的測試，測試前對樣品進(jìn)行全巖X衍射測定，繪制了Sr含量與白云石體積分?jǐn)?shù)交會圖(圖12)，發(fā)現(xiàn)Sr體積分?jǐn)?shù)與白云石體積分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著白云石體積分?jǐn)?shù)的增加，Sr體積分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)明顯減小的趨勢，表明白云石化作用與海平面下降有關(guān)，同樣也指示為海水濃縮作用的產(chǎn)物。

圖12 龍王廟組Sr體積分?jǐn)?shù)與白云石體積分?jǐn)?shù)交會圖Fig.12 Cross-plot of volume fraction of Strontium and dolomite in Longwangmiao Formation

3.2 白云石化作用機(jī)理

中上揚(yáng)子地區(qū)龍王廟組儲層主要發(fā)育在白云石化程度較高的顆粒灘相，顆粒灘相沉積有利于孔隙的形成，具有較好的孔滲，而潮坪或潟湖環(huán)境沉積的泥粉晶白云巖和泥晶灰?guī)r物性較差。研究區(qū)龍王廟組主要的白云石化作用為蒸發(fā)濃縮白云石化和回流滲透白云石化模式。在潟湖或云坪相中，海水不斷蒸發(fā)濃縮，同時不斷周期性補(bǔ)給，形成高鹽度的蒸發(fā)濃縮海水，由于鹽度較高，其中生物較少，早期潟湖或云坪中主要以無機(jī)化學(xué)沉淀作用的形式沉淀出文石及高鎂方解石的灰泥層。因這種形式的碳酸鹽巖的生產(chǎn)力有限，沉積的文石及高鎂方解石厚度大多較薄。隨著文石及高鎂方解石的沉淀，鈣離子被大量消耗，但鎂離子消耗有限，導(dǎo)致Mg/Ca值增加，當(dāng)Mg/Ca值增加到一定程度時，灰泥層開始發(fā)生白云石化，這種高鎂鹽水相對密度較大，必然會向下回流滲透，導(dǎo)致灰泥層下面的灰?guī)r層發(fā)生白云石化。這種回流滲透白云石化的規(guī)模取決于灰泥層下的巖性及厚度。當(dāng)其下地層較薄，且主要以滲透性較好的鮞?；?guī)r、內(nèi)碎屑灰?guī)r及生屑灰?guī)r為主時，整個巖層可能都會發(fā)生白云石化作用，川北及川中地區(qū)多屬于此種情況；若地層較厚，下面的地層又有較多致密灰?guī)r夾層隔檔，則僅在上部發(fā)生較徹底的白云石化作用，厚度有限，川東及川南地區(qū)屬于此類情況。

大致過程為在水動能較高的地區(qū)，沉積灘體，灘體沉積以后，緊隨其后發(fā)生了一系列海底膠結(jié)作用，當(dāng)海平面下降時，灘體短暫地暴露在水體之上，發(fā)生準(zhǔn)同生期或與低級序?qū)有蚪缑嫦嚓P(guān)的溶蝕作用，形成初始儲集空間，這次溶蝕作用最為普遍。沉積物沉積不久，基本脫離沉積水體，進(jìn)入不再受沉積水體影響的準(zhǔn)同生成巖階段，之后又由于海平面下降導(dǎo)致上覆地層的暴露，水體變淺，海水蒸發(fā)濃縮，發(fā)生準(zhǔn)同生期—淺埋藏期的白云石化，保持和改善了初始的孔隙體系。

4 結(jié) 論

(1)中上揚(yáng)子地區(qū)龍王廟組儲層巖性為顆粒白云巖、晶粒白云巖和顆粒云質(zhì)灰?guī)r，儲集空間類型為粒間(溶)孔、晶間(溶)孔及微裂縫等。龍王廟組具有明顯的沉積控儲特征，顆粒灘和白云巖是儲層發(fā)育的主要沉積相帶和巖石類型。

(2)白云石化作用主要發(fā)生于準(zhǔn)同生期或早期成巖階段，主要包括蒸發(fā)濃縮白云石化和回流滲透白云石化。蒸發(fā)濃縮白云石化主要形成云坪相為主的泥粉晶白云巖，物性較差；回流滲透白云石化主要形成以顆粒灘相為主的顆粒白云巖和晶粒白云巖，物性較好。優(yōu)質(zhì)儲層的形成主要以回流滲透白云石化作用為主。