川东北飞仙关组储层结晶白云岩的形成机制与白云化模式

摘要：

根据作为川东北三叠系飞仙关组作为重要储层的结晶白云岩（包括用以对比的原始结构保存的粒屑白云岩）的结构、元素构成、包裹体均一化温度和碳、氧、锶同位素特征，以及结晶白云岩在时间上和空间上的分布，讨论了这类白云岩形成的流体、温度和白云化机制，解释了结晶白云岩具有较好物性的原因。川东北飞仙关组结晶白云岩主要由细-中晶的平直晶面半自形-自形晶白云石构成，缺乏可进行均一化温度分析的气-液两相包裹体，具有低的锰、铁含量和较高的锶含量，显示较低温条件下海水或海源流体在白云化过程中的控制作用。结晶白云岩的碳、氧、锶同位素组成说明先驱鲕粒灰岩的碳是其主要碳源，白云化流体主要是早三叠世印度阶晚期海水，其次是奥伦尼克阶海水，白云化作用发生时鲕粒灰岩处于埋藏深度＜1 km的埋藏阶段，40～60℃的温度主要由地热增温提供，台地内部埋藏环境的热对流模式可以解释川东北飞仙关组结晶白云岩的形成机制。开江-梁平台棚以东的孤立（或半孤立）碳酸盐台地具有陡峻的边缘，两侧同时对海水开放，鲕粒岩分布层位较低（飞1-飞2段）都有利于热对流作用，台地内较为发育的蒸发盐造成纵向热传导率的差异并加强台内热对流。在白云岩分布样式的控制机理上，由于高渗透率鲕粒岩仅分布在台地边缘，使得海水进入台地后的垂向对流大于水平对流，白云化作用发生在台地边缘，飞3段鲕粒岩没有足够时间完成白云化，台地边缘结晶白云岩的体积向上减少。另外，川东北还存在回流白云化作用和塞卜哈白云化作用，由此形成的白云岩主要分布在台地上部或顶部，保留有很好的原始粒屑灰岩与泥微晶灰岩的结构，具有与同期海水类似的锶同位素组成，稍低的δ13 C值和偏正的δ18 O值以及稍高的锰、铁含量，显示白云化流体是同期海水，白云化系统对大气环境相对开放，白云化流体盐度高于同期海水。由于结晶白云岩是在不对大气水环境开放、但对非同期海水开放的条件下进行的，白云化反应的外来CO2-3较少，白云化过程岩石孔隙相对增加，储层质量较好。原始结构保存的粒屑白云岩是在对大气水环境相对开放的条件下进行的，白云化反应的外来CO2-3较多，白云化过程岩石孔隙增加有限甚至减少，白云岩为差储层或致密层。开江-梁平台棚以西的镶边陆棚飞仙关组虽然也发育高能环境的鲕粒灰岩或其他高能环境的粒屑灰岩，但形成优质储层结晶白云岩的条件差于台棚以东的孤立（或半孤立）碳酸盐台地。

关键词：川东北、飞仙关组、白云岩储层、海水白云岩化、台内热对流模式

分类号：P588.245(岩石学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2014-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：612-624