四川盆地震旦系灯影组是重要的油气勘探开发层系,复杂的成岩演化和多期流体活动导致多种类型的白云岩形成。揭示震旦系白云岩的形成时代和成因不仅可以为四川盆地震旦系下一步的油气勘探提供更加充实的科学依据,也可为理解全球大规模存在前寒武纪白云岩的原因提供有益启示。
本文针对川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩的形成时代和成因进行了综合研究。岩相学研究表明,“葡萄花边”白云岩充填于藻白云岩的孔隙内,向内对称生长,结晶程度明显好于藻白云岩。在岩相学的基础上,利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位U-Pb定年确定其形成时代,研究结果表明:川中地区震旦系灯影组"葡萄花边"白云岩形成时代为530±12Ma~502±12Ma,略新于灯影组地层年代。
结合微量元素分析以及碳-氧-锶同位素数据,对川中地区震旦系灯影组"葡萄花边"白云岩进行成因分析。结果表明,其稀土元素总量(∑REE)相对较低(0.680×10-6~8.963×10-6),δ13CVPDB(-0.1‰~1.7‰)略低于与同时期海水沉积白云岩的碳同位素值,δ18OVPDB(-2.3‰~1.4‰)略高于与同时期海水达到氧同位素平衡的白云岩氧同位素值,87Sr/86Sr值(0.70876~0.70909)基本落入同时期海水范围。稀土元素配分总体为水平的模式,所有样品表现出Ce负异常。表明其形成环境既非海水沉积环境,也不完全是表生大气水岩溶条件。
综合上述特征,推断川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩是在震旦纪末-寒武纪早期海平面高频低幅度波动这一背景下,灯影组地层多次暴露与淹没,形成岩溶裂缝和孔洞的同时在溶蚀空间内结晶形成。残留孔洞为其后流体活动、油气充注提供了储集空间。本研究为认识川中地区震旦系灯影组"葡萄花边"白云岩成因、震旦纪末-寒武纪早期水化学条件、及超深层油气勘探开发提供了有益参考。
图２ 四川盆地震旦系灯二段“葡萄花边”白云石岩相学特征。“葡萄花边”白云岩手标本正面特征（a）和侧面特征（b）（先峰剖面，郝毅等，2015）；（c）藻白云岩孔隙中的等厚“葡萄花边”白云岩，内部被沥青充填；（d）藻白云岩孔隙中的等厚“葡萄花边”白云岩，内侧被亮晶白云石充填；（e、f）“葡萄花边”白云岩内部明暗相间的纹层结构；（g）不同世代的“葡萄花边”白云岩在藻白云岩裂缝中充呈对称性生长：由外向内第一世代为黑色泥晶壳；第二世代呈浅黄色、等厚纤维状，垂直纹层生长；第三世代粗晶白云岩；（h）第三世代马牙状暗色粗晶白云岩；（i、j）“葡萄花边”白云岩阴极发光特征，暗色纹层狭窄发红色光，浅色纹层较宽发暗色光，明暗条带相间分布；（k、l）“葡萄花边”白云岩扫描电镜特征
图４ 研究区灯二段“葡萄花边”白云石C-O、Sr-O同位素相关图
图５ 研究区灯二段“葡萄花边”白云石Tera-Wasserburg 238U/206Ph-207Pb/206Pb反等时线图
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