白云岩-蒸发岩共生体系白云石化过程研究：以鄂尔多斯盆地马家沟组为例

摘要

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组典型的白云岩-蒸发岩共生体系中白云岩储集层发育，前人围绕该白云岩储集层特征及形成机制开展了大量研究，但缺乏从白云岩-蒸发岩共生体系角度来探索白云石化过程及演化特征的研究。文中选取鄂尔多斯盆地东南缘西磑口剖面发育的2段白云岩-蒸发岩沉积序列（S1、S2）进行高精度连续采样，以沉积学、岩石学分析为基础，结合碳氧同位素、稀土元素及微量元素地球化学分析，识别出2类白云岩-蒸发岩共生组合，并对其白云石化流体性质、来源、演化及白云石化过程进行了详细研究。结果表明：（1）S1采样段发育Ⅰ型共生组合，主要由内碎屑颗粒白云岩—膏溶角砾白云岩—泥晶白云岩（含石膏假晶）—泥岩组成，代表强蒸发潮上带环境；S2采样段发育Ⅱ型共生组合，主要由薄-中厚层细晶白云岩—中层（颗粒）白云岩—泥质白云岩（含石膏假晶）—泥岩构成，代表潮间带—潮下带环境。（2）2种共生组合类型中白云岩的稀土配分模式与孔隙水的配分模式相似，均表现为中稀土（MREE）富集、Ce弱负异常—正常、Eu弱负异常—正常、δ¹³C和δ¹～8O值无明显差别、Fe_carb和Mn_carb含量较高，推测其白云石化流体来源相同，为海水衍生的弱还原性孔隙水。（3）研究剖面由下至上从Ⅰ型共生组合到Ⅱ型共生组合沉积序列的垂向演化，反映了蒸发潮坪环境中共生体系的典型白云石化过程，即随着海平面上升，从S1段至S2段由潮上带准同生萨布哈白云石化演化为潮间带—潮下带渗透回流白云石化，Ⅰ型共生组合中白云岩的MREE和Fe_carb含量高于Ⅱ型共生组合白云岩，反映白云石化流体性质从富Fe²⁺-Mn²⁺、MREE向贫Fe²⁺-Mn²⁺、MREE的演化。研究认识丰富了共生体系下白云岩成因的基础理论，可为马家沟组油气勘探提供理论指导。

关键词

白云岩-蒸发岩共生体系 / 白云石化过程 / 稀土元素 / 马家沟组 / 鄂尔多斯盆地

基金资助

国家自然科学基金项目(编号:42272133,42102136); 中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目(编号:2021DJ0503)共同资助