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塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩的成岩流体演化:来自团簇同位素的证据

作者:刘嘉庆 李忠 颜梦珂 Peter K.Swart 杨柳 卢朝进

关键词: 团簇同位素; 碳酸盐; 成岩流体; 储层; 白云岩; 下奥陶统; 塔中地区; 塔里木盆地;

摘要:基于碳酸根中13C-18O键的相对丰度与温度的关系,碳酸盐团簇同位素(Δ47)具有独特的温度指示特征,而且不受碳酸盐沉淀时流体的化学和同位素组成的影响,是成岩流体研究中很好的温度指标。应用该指标可以更好地解决与温度相关的成岩流体来源及演化的问题。论文主要针对塔里木盆地塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩样品,在详细的岩矿观察基础上,选取了基质(孔隙发育处)、孔洞内充填物和裂缝内充填物进行了团簇同位素测试分析,解析了深层-超深层碳酸盐岩储层的流体性质、演化与其对储层发育的影响。测试结果表明,塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩主要经历了3期成岩流体改造:第一期流体为浅-中埋藏,为粉晶-细晶结构,团簇同位素形成温度T(Δ47)分布范围为69~94℃,流体氧同位素值(δ18Ow,SMOW)分布范围为+1.81‰~+5.19‰,为奥陶系改造海水;第二期流体为晚期深埋藏卤水,多表现为细晶与中-粗晶结构,T(Δ47)为111~113℃,δ18Ow(SMOW)值为+8.46‰~+8.95‰,指示进一步增加的水-岩相互作用;第三期为热流体,T(Δ47)为130~147℃,δ18Ow(SMOW)值为+7.93‰~+9.42‰,矿物氧同位素较第二期明显偏负,且鞍状白云石发育。孔洞和裂缝内充填碳酸盐岩的碳、氧同位素分布范围较宽,δ18Ocarb(VPDB)值为-17.38‰~-5.84‰,δ13Ccarb(VPDB)值为-3.57‰~-1.33‰,也揭示了多期次流体活动的叠加改造。岩心和显微观测结果显示,白云岩具有很好的储集空间,埋藏溶蚀作用和断裂带附近的热流体活动叠加是鹰山组白云岩储层发育的主要建设性成岩作用。


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