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    團(tuán)簇同位素在白云巖化流體恢復(fù)中的應(yīng)用與局限性

    2021-06-29 03:14:34李平平鄒華耀余新亞
    石油與天然氣地質(zhì) 2021年3期
    關(guān)鍵詞:關(guān)組飛仙重置

    李平平,王 淳,鄒華耀,余新亞

    [1.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249; 2.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院,北京 102249;3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院,武漢 湖北 430074]

    白云巖化的流體性質(zhì)與來(lái)源識(shí)別,是建立白云巖化模式和預(yù)測(cè)白云巖分布的關(guān)鍵問(wèn)題之一[1]。對(duì)于白云巖化的流體來(lái)源分析,傳統(tǒng)研究主要依據(jù)地質(zhì)(白云巖的分布特征)、同位素地球化學(xué)(δ13C,δ18O和87Sr/86Sr等)和元素地球化學(xué)(Fe,Mn和REE等)的分析進(jìn)行推測(cè)[1-5],而對(duì)于白云巖化流體(水)的性質(zhì),比如如何確定白云巖化流體的δ18O,目前尚存在諸多難題。確定白云巖化流體的δ18O時(shí),根據(jù)傳統(tǒng)的氧同位素溫度計(jì)[2, 6-7],需要確定白云石的δ18O和形成溫度,前者容易獲得,但白云石的形成溫度研究較少,這也是確定白云巖化流體的δ18O的難點(diǎn)所在。此外,現(xiàn)今白云巖儲(chǔ)集層中的地層水在白云巖化之后還經(jīng)歷了復(fù)雜的烴-水-巖相互作用,難以代表白云巖化時(shí)期的流體性質(zhì)。

    團(tuán)簇同位素(clumped isotopes)最早由美國(guó)加州理工學(xué)院的John Eiler教授團(tuán)隊(duì)提出,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳酸鹽團(tuán)簇同位素(Δ47)的測(cè)定[8-10]。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者也稱之為二元同位素、耦合同位素[11-14]。碳酸鹽的Δ47可以直接確定碳酸鹽礦物(比如方解石或白云石等)的形成溫度[10],結(jié)合礦物本身的δ18O,并利用氧同位素溫度計(jì),就可以確定礦物生長(zhǎng)流體的δ18O,這為確定白云巖化流體的δ18O提供了新的解決辦法[15]。目前Δ47在白云巖化的流體來(lái)源與模式中也得到了廣泛的應(yīng)用[12,16-20]。但是白云石形成后的重結(jié)晶作用,或深埋過(guò)程的高溫固態(tài)重置作用,會(huì)改變白云石的Δ47[21-24],由此確定的白云石生長(zhǎng)溫度要高于實(shí)際的白云石生長(zhǎng)溫度,這對(duì)于利用白云石的Δ47來(lái)確定白云巖化流體的δ18O造成了一定的局限性。

    四川盆地東北部地區(qū)在晚二疊世—早三疊世為陸棚-臺(tái)地沉積,在開(kāi)江-梁平陸棚東側(cè)和西側(cè)的臺(tái)地邊緣相帶均發(fā)育了優(yōu)質(zhì)的白云巖儲(chǔ)層,是普光和元壩大氣田的主力儲(chǔ)層[25-26]。東側(cè)臺(tái)地的長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖被認(rèn)為是滲透回流成因[27-31],而且在東側(cè)臺(tái)地的飛仙關(guān)組早期確實(shí)存在一個(gè)蒸發(fā)臺(tái)地,可以提供白云巖化所需要的富鎂離子的鹵水[32]。但是西側(cè)臺(tái)地的元壩氣田白云巖主要發(fā)育在長(zhǎng)興組,而且長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組早期在側(cè)向上均未見(jiàn)蒸發(fā)臺(tái)地發(fā)育,僅在飛仙關(guān)組末期發(fā)育蒸發(fā)臺(tái)地,導(dǎo)致西側(cè)臺(tái)地的白云巖化流體來(lái)源不清。此外,該地區(qū)的白云巖發(fā)生了多期的重結(jié)晶作用[28],并經(jīng)歷了200 ℃以上的高溫[33-34]。因此,本研究以長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖為例,闡明利用Δ47確定白云巖化流體的δ18O的方法,并說(shuō)明該方法存在的局限性。

    1 地質(zhì)背景

    四川盆地在中二疊世整體為開(kāi)闊臺(tái)地沉積,在晚二疊世受峨眉地裂運(yùn)動(dòng)的影響,在盆地的東北部發(fā)生了裂陷,產(chǎn)生了構(gòu)造和沉積分異,在川東北地區(qū)形成了北西-南東向的開(kāi)江-梁平陸棚或海槽[35-36],陸棚東側(cè)發(fā)育孤立的臺(tái)地,陸棚西側(cè)為與海陸過(guò)渡相和陸相毗鄰的臺(tái)地(圖1)。長(zhǎng)興組沉積期在臺(tái)地邊緣相帶發(fā)育了高能的礁-灘相沉積,飛仙關(guān)組一段和二段沉積期基本繼承了長(zhǎng)興期的沉積格局,在臺(tái)地邊緣相帶發(fā)育了高能灘相沉積。在飛二段沉積期,東側(cè)臺(tái)地的臺(tái)內(nèi)為蒸發(fā)臺(tái)地,發(fā)育了大量的膏鹽巖;但是西側(cè)臺(tái)地的臺(tái)內(nèi)為開(kāi)闊臺(tái)地沉積,主要發(fā)育泥晶灰?guī)r。至飛三段-飛四段沉積期,構(gòu)造分異被逐漸填平補(bǔ)齊,川東北地區(qū)整體演化為蒸發(fā)臺(tái)地,在飛四段末期普遍發(fā)育膏鹽巖沉積(圖2)。

    圖1 四川盆地東北部地區(qū)長(zhǎng)興組沉積相展布與主要?dú)馓锓植糉ig.1 Sedimentary facies and major gas fields in the P2c in northeastern Sichuan Basin

    圖2 四川盆地東北部地區(qū)開(kāi)江-梁平西側(cè)和東側(cè)臺(tái)地的長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組巖性剖面圖 (剖面線位置見(jiàn)圖1)Fig.2 Lithologic section of P2c-T1f in the western and eastern platform across the Kaijiang-Liangping trough in northeastern Sichuan Basin (see Fig.1 for the section line position)

    2 團(tuán)簇同位素與白云巖化流體的δ18O恢復(fù)基本原理

    團(tuán)簇同位素指的是含有2個(gè)及以上的重同位素(稀有同位素)的同位素分子[10]。以CO2分子為例,共含有12個(gè)同位素分子:12C16O16O,12C17O16O,13C16O16O,12C18O16O,13C17O16O,12C17O17O,13C18O16O,12C17O18O,13C17O17O,12C18O18O,13C17O18O和13C18O18O,其中后面的8個(gè)同位素分子含有2個(gè)及以上的重同位素(13C,17O,18O),屬于團(tuán)簇同位素。其中質(zhì)量數(shù)為47的13C18O16O的隨機(jī)豐度最高(44.4×10-6),利用目前的同位素質(zhì)譜儀可以比較精確地測(cè)定,而其他團(tuán)簇同位素的隨機(jī)豐度都很低導(dǎo)致難以精確測(cè)定[10],因此13C18O16O是目前CO2的團(tuán)簇同位素的主要研究對(duì)象,用Δ47來(lái)表示碳酸鹽礦物的13C18O16O豐度偏離隨機(jī)豐度的程度[10](公式1)。

    Δ47=[(R47/R47*-1)-(R46/R46*-1)-

    (R45/R45*-1)]×1 000

    (1)

    式中:Ri是mi/m44的豐度比(m為CO2的分子質(zhì)量數(shù),i分別為45,46,47),無(wú)量綱。R45*=R13+2R17,R46*=2R18+2R13R17+(R17)2,R47*=2R13R18+2R17R18+R13(R17)2,其中R13,R17和R18分別是13C/12C,17O/16O和18O/16O的豐度比。

    與傳統(tǒng)的氧同位素溫度計(jì)相對(duì)應(yīng),利用Δ47確定碳酸鹽礦物(比如方解石和白云石)的形成溫度可稱之為團(tuán)簇同位素溫度計(jì)[10]。碳酸鹽團(tuán)簇同位素溫度計(jì)主要基于13C和18O的交換反應(yīng)(公式2),礦物中的13C-18O的豐度是該反應(yīng)的平衡常數(shù)的函數(shù),與反應(yīng)溫度有關(guān)。目前還不能直接測(cè)定碳酸鹽礦物中的這些同位素分子的豐度,只能測(cè)定碳酸鹽礦物溶解產(chǎn)生的CO2的13C18O16O的豐度(Δ47),然后利用前人建立的溫度標(biāo)定方程直接確定礦物的形成溫度。目前普遍認(rèn)為方解石和白云石的磷酸溶解產(chǎn)生的Δ47分餾差異非常小,因此可用相同的溫度標(biāo)定方程來(lái)確定方解石和白云石的形成溫度[37-38]。碳酸鹽礦物的形成溫度確定之后,結(jié)合礦物的氧同位素(δ18O),就可利用傳統(tǒng)的氧同位素溫度計(jì)(公式3)[7]確定礦物的生長(zhǎng)流體的δ18O,比如確定白云巖化流體(H2O)的δ18O。

    Ca13C16O3+Ca12C18O16O2=Ca13C18O16O2+ Ca12C16O3

    (2)

    103lnα白云石-水=3.140×106/T2-3.14

    (3)

    式中:α白云石-水為白云石和水之間的氧同位素分餾系數(shù),無(wú)量綱;T為白云石的平衡溫度,K。

    3 樣品與實(shí)驗(yàn)

    本研究采集了開(kāi)江-梁平陸棚東側(cè)臺(tái)緣帶的普光氣田長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖樣品40件,以及西側(cè)臺(tái)緣帶元壩氣田的長(zhǎng)興組白云巖樣品26件。白云巖樣品基本涵蓋了所有的巖石結(jié)構(gòu)類型:晶粒白云巖(包括泥-粉晶白云巖、細(xì)-中晶白云巖、粗晶的糖粒狀白云巖)、殘余顆粒(鮞?;蛏靶?白云巖、殘余生屑白云巖,以及生物礁白云巖(圖3)。

    樣品全部經(jīng)過(guò)巖石薄片鑒定和X衍射分析,確保白云石的含量在95%以上。樣品經(jīng)粉碎和研磨至200目以下,然后采用Eagle等提出的方法[39]對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理:把粉末樣品與3%的雙氧水(H2O2)反應(yīng)4 h,除去可能存在的有機(jī)質(zhì)污染,然后把樣品低溫(50 ℃左右)烘干,最后在MAT253氣源同位素質(zhì)譜儀上進(jìn)行Δ47的測(cè)定。Δ47在美國(guó)加州理工學(xué)院John Eiler的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定,詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)文獻(xiàn)[40-41],可簡(jiǎn)單概述如下:10 mg左右的碳酸鹽粉末樣品與103%的磷酸在90 ℃反應(yīng),產(chǎn)生的CO2經(jīng)過(guò)系列的冷凍除水和去除雜質(zhì)氣體,然后進(jìn)入質(zhì)譜儀測(cè)定質(zhì)量數(shù)為44~49的CO2的豐度,計(jì)算出δ13C,δ18O和Δ47。Δ47經(jīng)過(guò)了絕對(duì)參考體系轉(zhuǎn)換,δ13C和δ18O的誤差低于±0.01‰,Δ47的誤差低于±0.02‰。最后,利用Bonifacie等提出的碳酸鹽的溫度標(biāo)定方程[42](公式4)計(jì)算白云石的形成溫度。

    Δ47(90 ℃)=0.042 2×106T-2+0.126 2

    (4)

    4 結(jié)果與討論

    4.1 白云巖的視平衡溫度及影響因素

    利用Δ47和溫度標(biāo)定方程確定的普光氣田和元壩氣田的長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖的形成溫度(TΔ47)具有較大的分布范圍(圖4),其中普光氣田的長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖主要在70~120 ℃,對(duì)應(yīng)的白云巖化流體的δ18O(SMOW)在2‰~6‰,元壩氣田的長(zhǎng)興組白云巖主要在100~135 ℃,對(duì)應(yīng)的白云巖化流體的δ18O(SMOW)在4‰~8‰。按照前人研究成果,早三疊世的古海水溫度高達(dá)35 ℃左右[43],按照古地溫梯度3 ℃/100 m,普光氣田白云巖的形成深度在1 100~2 800 m,元壩氣田白云巖的形成深度在2 100~3 300 m。

    圖3 四川盆地東北部地區(qū)元壩(YB)氣田和普光(PG)氣田長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖的主要巖石結(jié)構(gòu)類型Fig.3 Major dolostone texture patterns of P2c-T1f in the Yuanba (YB) and Puguang (PG) gas fields in northeastern Sichuan Basina. YB2井,P2c,埋深6 550.3 m,泥-粉晶白云巖;b. YB102井,P2c,埋深6 773.4 m,細(xì)晶白云巖;c. YB123井,P2c,埋深6 944.0 m,殘余生屑白云巖;d. PG12井,T1f2,埋深6 006.7 m,粉晶白云巖;e. PG2井,T1f1,埋深5 066.0 m,中晶白云巖;f. PG2井,T1f2,埋深4 946.8 m,殘 余顆粒白云巖

    圖4 四川盆地東北部地區(qū)元壩氣田和普光氣田白云巖的氧同位素(δ18O)與團(tuán)簇同位素溫度(TΔ47)關(guān)系Fig.4 Relationship of δ18O and TΔ47 of dolostones from the Yuanba and Puguang gas fields in northeastern Sichuan Basin

    顯然,這與前人研究得出的川東北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖為早期滲透回流成因[27-29]的觀點(diǎn)存在較大差異。根據(jù)前人研究,長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖主要發(fā)育在臺(tái)緣高能礁灘相帶[27],容易遭受大氣淡水溶蝕,形成大量的非選擇性溶蝕孔隙,比如鮞粒的鑄??缀蜕锏捏w腔孔,而且現(xiàn)今的殘余鮞粒白云巖或殘余生屑白云巖也保留了這些早期溶蝕孔隙(圖3c,f);此外,這些溶蝕孔隙在縱向上表現(xiàn)一定的旋回性,即在每個(gè)高頻旋回的中、上部容易發(fā)育大氣淡水淋濾相關(guān)的非選擇性溶蝕孔隙[27,30, 44-48],保留了早期灰?guī)r遭受大氣淡水淋濾產(chǎn)生的孔隙特征的縱向變化。這些巖石學(xué)特點(diǎn)表明白云巖化發(fā)生在較早的階段,否則這些大氣淡水溶蝕孔隙會(huì)在隨后的埋藏階段發(fā)生膠結(jié)作用被破壞,從而在現(xiàn)今的白云巖儲(chǔ)層中難以保留。另外,東側(cè)臺(tái)地的長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖的Sr同位素與飛仙關(guān)組早期海水的Sr同位素在相同分布范圍[28],表明白云巖化流體主要為飛仙關(guān)組早期流體。而且東側(cè)孤立臺(tái)地內(nèi)部在飛仙關(guān)組二段沉積期發(fā)育蒸發(fā)臺(tái)地,可以提供充足的富Mg離子的高鹽度鹵水[32],因此,地質(zhì)和地球化學(xué)特征均支持鹵水滲透回流的早期白云巖化模式。

    本研究通過(guò)Δ47直接獲得的白云石生長(zhǎng)溫度(TΔ47)應(yīng)該不是真實(shí)的白云巖化的溫度,而是白云巖的視平衡溫度。碳酸鹽礦物的Δ47主要受到了重結(jié)晶和高溫固態(tài)重置的影響[22-23,41],從而改變礦物的TΔ47,由此獲得的礦物的生長(zhǎng)溫度為礦物的視平衡溫度。重結(jié)晶作用是碳酸鹽巖中常見(jiàn)的成巖作用,可以在較大的溫度范圍發(fā)生。四川盆地長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖從泥-粉晶到粗晶的糖粒狀白云巖均有發(fā)育(圖3),表明發(fā)生了不同程度的重結(jié)晶作用,而且泥-粉晶白云巖的TΔ47最低,晶粒較粗的白云巖的TΔ47較高,表明重結(jié)晶作用影響了Δ47的分布,即現(xiàn)今白云巖的TΔ47應(yīng)該是白云巖化之后發(fā)生的重結(jié)晶之后的平衡溫度,而不是白云巖化發(fā)生時(shí)期的溫度。此外,白云巖在晚期的深埋過(guò)程經(jīng)歷了200 ℃以上的高溫[33-34],按照Lloyd等的研究[24],晚期高溫可導(dǎo)致白云石中的13C18O16O發(fā)生固態(tài)重置,導(dǎo)致TΔ47進(jìn)一步偏高。因此,用Δ47獲得的白云石的TΔ47往往是重結(jié)晶和固態(tài)重置之后的視平衡溫度,需要評(píng)估重結(jié)晶和固態(tài)重置的影響以較準(zhǔn)確地恢復(fù)白云石的形成溫度和白云巖化流體的δ18O。

    4.2 方解石和白云石的固態(tài)重置過(guò)程

    對(duì)于方解石和白云石的固態(tài)重置動(dòng)力學(xué)研究,目前主要有2個(gè)模型:缺陷-平衡模型[22,49]以及固態(tài)擴(kuò)散-交換模型[23]。盡管模型的研究思路存在差異,但是都認(rèn)為方解石和白云石的固態(tài)重置效應(yīng)存在較大的差異。參考普光氣田的埋藏?zé)嵫莼瘹v史,以四川盆地長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組為例,假定地層溫度在120 Ma達(dá)到200~220 ℃,然后逐漸降溫至120 ℃左右[33],采用Stolper and Eiler提出的固態(tài)擴(kuò)散-交換模型[23],可得出方解石和白云石的固態(tài)重置演化路徑(圖5a)。

    對(duì)于方解石而言,當(dāng)埋藏溫度(環(huán)境溫度)小于100 ℃,隨著埋藏溫度增加,方解石未發(fā)生固態(tài)重置,其TΔ47保持不變;當(dāng)埋藏溫度在100~200 ℃時(shí),方解石開(kāi)始發(fā)生部分固態(tài)重置,其TΔ47會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高而逐漸升高,并不斷接近環(huán)境溫度;當(dāng)埋藏溫度大于200 ℃時(shí),方解石發(fā)生完全固態(tài)重置,其TΔ47與環(huán)境溫度達(dá)到平衡;隨著晚期的抬升降溫,方解石發(fā)生再重置作用,其TΔ47也會(huì)逐漸降低至150~160 ℃發(fā)生封閉,之后不再隨著埋藏溫度的降低而降低(圖5a)。對(duì)于白云石而言,在埋藏溫度小于150 ℃時(shí),白云石不會(huì)發(fā)生固態(tài)重置作用,其TΔ47保持不變;當(dāng)埋藏溫度在大于150 ℃時(shí),白云石開(kāi)始發(fā)生固態(tài)重置作用,其TΔ47會(huì)逐漸增加;當(dāng)埋藏溫度達(dá)到220 ℃時(shí),其TΔ47會(huì)逐漸增加至120 ℃,之后隨著晚期的抬升降溫過(guò)程,白云石的TΔ47會(huì)稍有降低至110 ℃(圖5a)。根據(jù)Lloyd等的研究[24],當(dāng)埋藏溫度達(dá)到250~300 ℃時(shí),白云石的TΔ47才會(huì)與環(huán)境溫度達(dá)到平衡。

    圖5 四川盆地長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組不同初始溫度的白云石和方解石固態(tài)重置模型Fig.5 Solid-state reordering model of calcite and dolomite with diverse initial temperatures of P2c and T1f in the Sichuan Basina.最大地層溫度為250 ℃,白云石和方解石;b.最大地層溫度為200 ℃,白云石

    四川盆地的普光氣田和元壩氣田長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組儲(chǔ)層發(fā)育大量的固體瀝青,天然氣主要為原油裂解氣,其最大埋藏溫度應(yīng)該超過(guò)200 ℃[33-34]。白云石發(fā)生固態(tài)重置作用的可能性極大,因此有必要根據(jù)白云石的固態(tài)重置的動(dòng)力學(xué)模型,恢復(fù)重置前的TΔ47,便于獲得成巖流體的信息。普光氣田的現(xiàn)今地層溫度在120 ℃左右,假定地層最大溫度在200 ℃左右[33],對(duì)于不同的重結(jié)晶溫度,其在固態(tài)重置之后的溫度也存在一定的差異性。如果白云石在50 ℃發(fā)生重結(jié)晶平衡,發(fā)生固態(tài)重置之后的平衡溫度在90~100 ℃;如果白云石在100 ℃發(fā)生重結(jié)晶平衡,發(fā)生固態(tài)重置之后的平衡溫度在120~130 ℃(圖5b)。按照現(xiàn)今的普光氣田的白云巖的視平衡溫度接近120 ℃(圖4),與白云石在90 ℃達(dá)到重結(jié)晶平衡再發(fā)生固態(tài)重置的結(jié)果比較吻合(圖5b)。因此,按照這個(gè)固態(tài)重置的演化模型,可以認(rèn)為固態(tài)重置導(dǎo)致普光氣田的白云巖的溫度增加了30±5 ℃(1σ)。元壩氣田的現(xiàn)今地層溫度在150 ℃左右,晚期降溫過(guò)程導(dǎo)致白云巖的TΔ47的降幅要低于普光氣田,固態(tài)重置導(dǎo)致白云巖溫度增加了35±5 ℃(1σ)。

    4.3 白云巖化流體的δ18O與來(lái)源

    經(jīng)過(guò)固態(tài)重置恢復(fù)之后的TΔ47如圖6所示,普光氣田的白云巖的平衡溫度在40~100 ℃,元壩氣田的長(zhǎng)興組白云巖在60~100 ℃。經(jīng)固態(tài)重置恢復(fù)之后的TΔ47主要受到了重結(jié)晶作用的影響,并且隨著重結(jié)晶作用的進(jìn)行,礦物的氧同位素變負(fù)(圖6),而對(duì)應(yīng)流體的δ18O基本保持不變,即不同程度重結(jié)晶的白云石其生長(zhǎng)流體的δ18O是相同的,表明重結(jié)晶作用是在相對(duì)封閉的體系中進(jìn)行。因此,重結(jié)晶白云石的生長(zhǎng)流體的δ18O可以代表初始白云巖化流體的性質(zhì)。這與該地區(qū)在飛仙關(guān)組末期發(fā)育區(qū)域性的膏鹽巖蓋層(圖2),產(chǎn)生一個(gè)流體相對(duì)封閉的成巖體系是吻合的。因此,普光氣田白云巖化流體的δ18O主要分布在0~2‰,元壩氣田白云巖化流體的δ18O主要在0~4‰(圖6),均重于晚二疊世—早三疊世海水的δ18O(-2.2‰~-1.2‰)[19]。

    圖6 固態(tài)重置前的四川盆地元壩氣田和普光氣田白云巖的δ18O與TΔ47關(guān)系Fig.6 Relationship of δ18O and TΔ47 of dolostones experienced no solid-state reordering from the Yuanba and Puguang gas fields in the Sichuan Basin

    根據(jù)自然界中不同流體的δ18O分布,可知0~4‰的流體主要來(lái)源于蒸發(fā)的高鹽度鹵水(圖7),這進(jìn)一步從流體性質(zhì)上確定了該地區(qū)的流體來(lái)源,支持了前人提出的鹵水回流白云巖化模式。更為重要的是,西側(cè)臺(tái)地的元壩氣田的白云巖化流體來(lái)源同樣是蒸發(fā)鹵水,但是長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組早期并沒(méi)有同期的蒸發(fā)鹽發(fā)育,僅在飛仙關(guān)組末期發(fā)育蒸發(fā)鹽。因此,西側(cè)臺(tái)地的白云巖化流體應(yīng)該主要來(lái)源于飛仙關(guān)組晚期的蒸發(fā)海水,并且西側(cè)臺(tái)地的長(zhǎng)興組白云巖要稍晚于東側(cè)臺(tái)地,這與元壩氣田長(zhǎng)興組白云巖的平衡溫度要高于東側(cè)普光氣田的認(rèn)識(shí)高度吻合(圖6)。至于飛仙關(guān)組末期的蒸發(fā)海水是如何進(jìn)入長(zhǎng)興組并發(fā)生白云巖化,還需要結(jié)合地層格架和白云巖的分布特征,做進(jìn)一步的研究。

    圖7 不同流體的δ18O與川東北地區(qū)長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組白云巖化流體的δ18O分布Fig.7 Distribution of the δ18O in the P2c and T1f dolomitizing fluids in northeastern Sichuan Basin

    5 結(jié)論

    1) 白云石的團(tuán)簇同位素溫度(TΔ47)在白云化之后容易受到重結(jié)晶作用和高溫固態(tài)重置的影響而發(fā)生改變。當(dāng)?shù)貙拥淖畲舐癫販囟瘸^(guò)150 ℃,利用TΔ47來(lái)恢復(fù)白云巖化流體的δ18O,必須考慮固態(tài)重置和重結(jié)晶作用的影響。

    2) 普光氣田和元壩氣田長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組白云巖的TΔ47在70~130 ℃,是重結(jié)晶作用和固態(tài)重置之后的白云巖的視平衡溫度。高溫固態(tài)重置作用使得白云巖的平衡溫度增加了30~35 ℃,經(jīng)固態(tài)重置恢復(fù)之后的白云巖化流體的δ18O在0~4‰,重于同期海水的δ18O,表明白云巖化流體應(yīng)為高鹽度的蒸發(fā)流體。

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