关键词:
鄂尔多斯盆地
碳酸盐岩
古岩溶储层
热液流体
元素地球化学
摘要:
鄂尔多斯盆地奥陶系广泛发育古岩溶碳酸盐岩储层。岩芯及薄片观察显示在盆地东南部奥陶系马家沟组古岩溶碳酸盐岩储层局部明显经历热液改造作用。前人研究对盆地古岩溶储层的表生岩溶作用及埋藏岩溶作用的岩石学及地球化学响应问题以及储层发育特征及控制因素做了详细地讨论,但对热液溶蚀的发育机制与其对储层的改造机制研究尚有不足。本次研究以奥陶系马五段古岩溶碳酸盐岩储层为研究对象,主要针对盆地东部奥陶系马家沟组层位中低温热液流体在碳酸盐岩储层中的流体-岩石作用,化学属性,运移方式及演化模式展开了详细的研究。
研究以岩石学,元素地球化学,与包裹体地球化学为手段并依次对岩芯样品展开了分析实验。基于岩芯观察,阴极发光-显微镜,扫描电镜(SEM-EDS)对马家沟组五段的热液改造古岩溶碳酸盐储层的基岩,充填物,孔隙的类型,赋存模式以及分布特征进行观察,并对沉积特征,孔隙特征,充填物特征进行探究。基于包裹体拉曼分析及包裹体测温学,探究地层中尤其是各类充填物中包裹体的流体期次和流体性质。结合微区能谱分析,元素地球化学参数(包括主量元素和微量元素配分特征)及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)结果,对不同地质年代中的基岩和充填物的流体-岩石作用进行分析,并且探究下古生界热液活动和上古生界砂岩中火山沉积物中的关系。
结果显示,岩溶角砾岩和滑塌角砾岩广泛与于古岩溶储层中,储层孔隙以微米级-厘米级岩溶孔隙,裂缝和溶洞产出。受热液改造的古岩溶储层广泛发育热液热溶蚀孔和石英-方解石-天青石-重晶石-黄铁矿充填物组合。局部靠近寒武系的个别硅质含量非常高的碳酸盐岩层位发育蛇纹石化,以颗粒状的菱镁矿,呈叶片状的滑石和硅质充填物产出。微量元素和包裹体拉曼测温原位分析表明热液流体为多期热液和地层卤水的混合流体。原生热液富集Si O2,富锂,锌和重稀土元素,地层水则表现为盐度较高的卤水性质。基于包裹体测温数据和多期次热液石英原位元素组成结果,推测研究区低温热液受控于幕式构造作用,以多期次幕式运移的形式对碳酸盐岩进行溶蚀。马家沟组热液沉积物与上古生界长英质火山沉积物的微量元素配比和稀土元素配分模式呈良好的耦合关系,揭示了下古生界热液流体与上古生界火山沉积受控于同源上地幔构造活动。研究最终建立了鄂尔多斯盆地马家沟组热液改造古岩溶碳酸盐岩储层的岩溶期次-流体-孔隙演化模式。