89 / 2022-01-23 17:30:57

稀土元素行为对川西北地区中二叠统栖霞组白云岩成因的指示

白云化岩模式；白云石；云质豹斑灰岩；稀土元素；中二叠统；四川盆地。

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义，而在四川盆地西北部中二叠统的栖霞组生物滩广泛发育白云石。矿物特征、成岩流体性质及成岩环境的分析为了解白云岩的形成与分布提供了重要的信息，因此本研究通过野外剖面和钻井岩心的观察取样，利用电子扫描显微镜、稀土元素、碳、氧、锶同位素测试等方法对该位置白云石的成岩流体及成岩环境进行分析并对探讨其成因，研究结果表明研究区内栖霞组的白云石以斑状云质灰岩和晶粒白云岩两种形式存在；晶粒白云岩和斑状云质灰岩中的白云石的稀土配分均显示出LREE亏损，La富集，Ce弱亏损，Gd富集，Y显著正异常的海水特征，并且87Sr/86Sr值范围是0.70724~0.70923，δ13C（PDB）值范围是1.32‰ ~ 4.32‰，δ18O（PDB）值范围是-5.87‰ ~ -1.99‰，指示了其成岩流体是具有淡水参与的海源流体，并且存在两期成岩；δCe和δEu的分析结果显示了其成岩环境是在相对高温下的氧化环境。此外，我们对Folk提出的”镁笼效应”理论进行了延伸，认为海洋沉积物质在沉积成岩过程中受到淡水冲洗并随之排出的镁离子可以为白云石的形成提供帮助。在结合实际的地质背景后，我们提出了一种适用于四川盆地西北部中二叠统栖霞组的白云岩化模式，该模式与以往的经典模式均不相同，其在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带，其中混合渗流带主要形成斑状云质灰岩，混合潜流带则是形成大规模晶粒白云岩的主要位置。