川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖成巖作用

羅 雷, 洪天求, 殷延端, 李孝才, 任鑫鑫, 楊 梅

(合肥工業大學 資源與環境工程學院,安徽 合肥 230009)

川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖成巖作用

羅 雷, 洪天求, 殷延端, 李孝才, 任鑫鑫, 楊 梅

(合肥工業大學 資源與環境工程學院,安徽 合肥 230009)

川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖廣泛發育,成巖作用的類型和過程復雜。薄片鏡下鑒定顯示該區碳酸鹽巖內發育泥晶化作用、溶解作用、白云石化作用、壓溶作用和破裂作用5種主要的建設性成巖作用和壓實作用、膠結作用、去白云化作用、硅化作用、重結晶作用和充填作用6種主要的破壞性成巖作用。成巖作用特征和碳氧同位素分析表明,研究區存在海底、大氣淡水、埋藏和表生4種主要的成巖環境和準同生-同生期、早期、中期、晚期成巖階段及表生成巖階段,不同的成巖環境和成巖階段分別發育不同的成巖作用。在成巖作用的影響下發育較高的孔隙度,主要集中在長興組的生物礁灰巖內及白云巖內,孔隙連通性也較好,是油氣生成、運移和儲集的有利通道和場所。

成巖作用;成巖階段;碳酸鹽巖;晚二疊世;川東北

碳酸鹽巖作為重要的油氣儲集層,蘊藏著豐富的油氣資源,其所含油氣儲量約占世界總儲量的50%以上[1]。隨著國內最大的整裝氣田——普光氣田的發現,海相碳酸鹽巖已經成為中國重要的油氣勘探領域。但是碳酸鹽巖非均質性極強,影響和控制因素復雜多樣[2-4],其在成巖過程中受多期次、多種類型成巖作用的改造與疊加,而這些改造與疊加對孔隙演化具有重要的控制作用,對油氣開采影響較大[5-8]。因此,研究碳酸鹽巖的成巖作用很有必要。

川東北地區位于上揚子板塊北部,秦嶺造山帶南緣與四川前陸盆地之間的構造拼接部位,主要受北東向的川湘構造帶和東西向的米倉山—北西向的大巴山前緣構造帶控制。該地區晚二疊世碳酸鹽巖廣泛發育,雖然對其研究工作開始得較早,但主要都集中在沉積相、生物礁、礁相儲層和白云巖等方面[9-21],對成巖作用的研究也主要集中在與儲層有關的礁灘相碳酸鹽巖[20-24]。川東北地區大量發育的碳酸鹽巖是一套優質烴源巖和儲層,有機質含量高、厚度大、保存好,具有較高的生油潛力和良好的油氣勘探前景。因此,開展川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖成巖作用的研究,對該地區晚二疊世沉積環境的恢復、油氣資源的預測與勘探具有重要的理論和實踐意義。四川盆地構造簡圖參見文獻[25]。

1 地層分布及巖石特征

1.1 地層特征

川東北地區上二疊統從西南向東北相變明顯:在旺蒼—萬源以北,發育大隆組硅質巖;在旺蒼—萬源與綿竹—達縣—南川之間為大隆組和長興組相變區,發育大隆組硅質巖和長興組灰巖;綿竹—達縣—南川和樂山—珙縣之間發育吳家坪組灰巖和龍潭組陸源碎屑巖。

龍潭組(P3l)為海陸交互相含煤沉積,巖性為砂巖、粉砂巖、泥巖夾煤層及石灰巖。在川中分區,東北部與吳家坪組相變接觸,靠近吳家坪組的地層海相灰巖逐漸增多,靠近宣威組時,龍潭組的石灰巖逐漸減少,以至缺失。與下伏茅口組或峨眉玄武巖呈假整合接觸。

吳家坪組(P3w)分布于川東北分區,可分為2段。上段巖性主要為泥晶灰巖和灰巖夾頁巖及煤線,向東白云質含量逐漸增加,頂部夾少量的硅質層。在綿竹—酉陽地區巖性主要為薄層泥晶灰巖和灰巖夾頁巖及煤層。往綿竹—達縣—南川西南方向,逐漸相變為龍潭組。不同地區厚度差異很大。與下伏茅口組呈假整合接觸,和龍潭組為同時異相關系。

長興組(P3ch)分布在廣元朝天、旺蒼、萬源及奉節以南,可分為3段。下段為灰、深灰色厚層泥晶灰巖、生物碎屑灰巖夾少量黑色鈣質頁巖;中段為灰、灰白色中厚層含燧石結核、條帶灰巖與白云質灰巖;上段為青灰色薄層泥晶灰巖、白云質灰巖與黏土巖互層,夾硅質層及燧石條帶。不同地區厚度差異很大,在4.5～190.0 m不等。產Palaeofusulina、有孔蟲Colaniella、腕足Oldhamina、珊瑚Waagenophllum等化石。與下伏吳家坪組/龍潭組整合接觸。

大隆組(P3d)在川東的東北部較為發育,可分為2段。下段主要為薄層硅質巖夾頁巖和灰巖透鏡體;上段主要為薄層硅質巖夾頁巖和薄層泥晶灰巖。越靠近東部和北部,硅質巖越少,黑色頁巖越多;向西南方向,灰巖夾層逐漸增多,厚數米至60 m,產Pseudotirolites。

1.2 巖石特征

川東北地區晚二疊世的沉積相變明顯,巖石類型豐富,可見陸源碎屑巖、淺海碳酸鹽巖和深海硅質巖等。

(1) 陸源碎屑巖。川東北地區的碎屑巖主要發育在龍潭組和吳家坪組海陸相交互地層中,由砂巖、粉砂巖、泥頁巖、炭質頁巖、煤層和黏土巖組成。砂巖、粉砂巖主要呈黃褐色、深灰色,風化強烈,主要成分為石英、長石,還含有少量的玄武質巖屑、泥質和鐵質。泥頁巖呈黃綠-深灰色,常含有炭質和粉砂質,可見生物化石及其碎屑和有機物,常夾于灰巖或硅質巖中。炭質頁巖呈深灰-灰黑色或黑色,薄層狀,夾有煤層,部分地區煤層可采。

(2) 硅質巖。川東北地區晚二疊世硅質巖較發育,主要以燧石結核、燧石條帶和薄層硅質巖的形式產出,是研究區上二疊統重要的組成巖石。

(3) 碳酸鹽巖。研究區晚二疊世碳酸鹽巖分布廣泛,類型多樣,以石灰巖為主,局部為白云巖。大量發育的碳酸鹽巖是一套優質烴源巖和儲層,有機質含量高、厚度大、保存好,具有較高的生油氣潛力和良好的油氣勘探前景。根據Dunham分類[26],研究區碳酸鹽巖可分為骨架巖、黏結巖、障積巖、顆粒灰巖、粒泥灰巖、灰泥灰巖和顆粒白云巖等多種類型。

2 成巖作用

川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖成巖作用主要有泥晶化作用、壓實-壓溶作用、膠結作用、破裂作用、溶解作用、白云石化和去白云石化作用、硅化作用、重結晶作用及充填作用等。

2.1 泥晶化作用

碳酸鹽顆粒泥晶化作用在研究區碳酸鹽巖中廣泛發育,可分為2種類型:第1類是整個顆粒均被泥晶化,即泥晶方解石對生物顆粒或其他顆粒發生由外向內的置換,其內部結構已完全消失,形成巴哈馬球粒[27],如圖1a所示;第2類是顆粒被部分泥晶化,一般可見顆粒的邊緣被泥晶化,形成泥晶套,顆粒內部的成分和結構仍保存較好,如圖1b所示。川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖中2類泥晶化作用均有發育,但以第2類泥晶化作用更為普遍。

圖1 開縣紅園剖面長興組中的泥晶化作用

泥晶化作用是由藻類和菌類生物對未完全固結顆粒進行鉆孔,之后孔隙被泥晶方解石充填的作用,為停滯海水滲流帶的產物[28-30],2種泥晶化作用是同生成巖作用階段的標志[31]。

2.2 壓實-壓溶作用

川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖的壓實作用表現明顯,后期常與壓溶作用相伴生。例如，在所研究的生屑顆粒灰巖和泥粒灰巖中壓實作用表現為腕足動物的殼體被壓碎變形和定向排列，被壓碎的腕足動物殼體如圖2所示。

圖2 長江溝剖面長興組中的壓實作用

當碳酸鹽沉積物被壓實到一定程度之后,繼續增大的壓力會使顆粒接觸面上的溶解度增大,進而導致接觸面上的顆粒優先發生溶解形成壓溶縫合線,按形態可將其分為4類,如圖3所示。

圖3 壓溶作用

第1類是微縫合線(圖3a),其發育在顆粒相接觸的部位,部分壓溶形成鋸齒狀,溶解面上僅含有少量的不溶殘余物;第2類是齒狀縫合線(圖3b),幅度主要在1.0 ～3.0 mm之間,橫向上連續發育,沒有間斷,縫合線內含有大量不溶殘留物;第3類是纖細縫合線(圖3c),其由多條微細縫合線組成,單個縫合線較細,不連續,其內含有少量的黑色不溶有機質充填物;第4類是溶解薄層縫合線(圖3d),其壓溶面波動平緩,黑色不溶有機質充填物較厚,是油氣運移的有利通道。

壓實作用主要發生在淺埋藏環境,其快速降低了碳酸鹽沉積物的孔隙度。而壓溶作用主要發生在中-深埋藏環境,在800～1 000 m之后才會開始出現縫合線構造[32]。

縫合線的存在可以顯著增加巖石孔隙的連通性,提高滲透率,這對油氣的生成、儲集和運移都有重要意義。

2.3 膠結作用

根據對巖石標本的鏡下觀察和分析,研究區主要發育4種類型的膠結作用,如圖4所示。

(1) 等厚環邊膠結物。該類膠結物發育于同生-準同生成巖階段,發育類型多樣。根據形成環境的不同,可分為纖狀(圖4a灰色箭頭所示)、葉片狀(圖4b白色箭頭所示)和粒狀等形態。纖狀和葉片狀膠結物由原始的文石或高鎂方解石膠結物轉化形成,粒狀膠結物是直接在孔隙水中結晶形成的。膠結物圍繞顆粒生長,晶體間接觸緊密,構成等厚環邊膠結物。其厚度一般在0.005～0.050 mm之間,正交偏光下呈波狀或不均勻消光。

(2) 等軸鑲嵌膠結物。該類膠結物常出現在顆粒間、鑄模孔和生物骨架內部孔隙中(圖4a黑色箭頭所示),膠結物為粒狀亮晶方解石,晶體干凈明亮、解理平直,呈近等軸-等軸狀,大小一般在0.1～0.5 mm之間,局部發育有較大的嵌晶(圖4c灰色箭頭所示),粒徑達1 mm以上,見雙晶發育,晶體間鑲嵌接觸。此類膠結物常出現在環邊膠結物之后,形成于中-深埋藏成巖環境,充填在孔隙的中心。

(3) 重力型膠結物。重力型膠結作用主要發生在大氣淡水滲流環境。淡水滲流帶中的流體因重力作用而懸掛于顆粒的下方,像懸掛著的水滴,因此結晶的膠結物也從顆粒兩側到底部逐漸變厚,形成向下凸出的重力型膠結物。在川東北地區,重力型膠結物見于顆粒灰巖中(圖4c中白色箭頭所示),亮晶方解石膠結物的厚度從顆粒兩側到其底部由0.01 mm增加到0.05 mm以上,晶體之間鑲嵌接觸。

圖4 膠結作用

(4) 同軸增生膠結物。同軸增生膠結作用發生在淡水滲流帶的下部和淡水潛流帶。同軸生長的亮晶方解石多以棘皮動物碎屑為核心向外增生結晶(圖4d),形成一個具有相同解理和消光角的方解石單晶結構。同軸生長的方解石膠結物比棘皮動物本身的方解石組分更加干凈明亮。同軸增生膠結的結果使棘皮動物的碎屑顆粒增大(直徑由3.0～3.5 mm擴大至5.0～5.5 mm),大大地降低了原生粒間孔隙度。

不同的成巖環境可以形成結構相同的膠結物類型,因此不能用單一的膠結物類型來判斷成巖環境,但根據不同膠結物類型的組合特征卻可以判斷其為大氣淡水潛流帶的產物;而等軸鑲嵌方解石膠結物則為埋藏成巖環境的產物。

2.4 破裂作用

破裂作用主要是指由構造作用產生各類裂縫的作用。研究區發育的裂縫常平行、垂直或斜交層面發育,或構成網格狀。裂縫內可見多期的溶解和充填作用,充填物一般為方解石、白云石,或者是黑色有機質殘余如圖5所示。晚期破裂作用形成的裂隙對巖石滲透率的提升有著積極的意義。

圖5 板東4井長興組中的破裂作用

2.5 溶解作用

川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖溶解作用非常發育,主要有2種類型:第1種類型發生在成巖作用的早期,由文石和高鎂方解石組成的基質、顆粒和膠結物不穩定,易在顆粒、顆粒內部和顆粒之間發生選擇性溶解,形成鑄模孔、粒內孔和粒間孔,它們是早期大氣淡水或混合水溶解作用的結果;第2種類型發生在成巖作用的中晚期,由于不穩定的碳酸鹽礦物已轉變為穩定的低鎂方解石,溶解作用不具有選擇性。在深部流體的作用下,溶縫和溶孔沿著解理、裂縫、縫合線和殘留的孔隙發生溶解,并保存下來,如圖6所示。

圖6 羊鼓洞剖面長興組中的溶解作用

川東北晚二疊世碳酸鹽巖中蘊藏著豐富的有機質,有機質成熟和熱化學硫酸鹽還原作用產生的酸性流體,使埋藏溶解作用廣泛發育,形成的孔洞中可見黑色有機質殘留。因此，第2種溶解作用對巖石的孔隙度和滲透性都有顯著的提升。

2.6 白云石化和去白云石化作用

野外和室內研究表明,研究區白云石化作用主要發育在長興組中上部和頂部的生物骨架灰巖中，如圖7所示。白云石晶體占90%～95%,晶形發育良好,晶體從不足0.1 mm到大于0.5 mm皆有分布。晶體內部因含有殘留物而顯渾濁,邊緣膠結物較干凈明亮,具典型的霧心亮邊結構,如圖7a所示。同時可見異形白云石,如圖7b黑色箭頭所示,晶體粗大,其直徑通常大于0.5 mm。晶體中微裂隙發育,晶面彎曲,具有馬鞍狀結構特征,正交偏光下見波狀消光。

圖7 白云石化作用

因為具環帶結構的粗晶平直晶面白云石晶體形成的溫度很高[33](>60 ℃),鞍狀白云石形成溫度更高,一般在100～180 ℃之間,最高可達235 ℃[34],所以具有標志性的細-中晶并具霧心亮邊結構的白云石和具鞍狀結構的白云石是埋藏-熱液白云石化作用的產物[34-37]。

去白云石化作用同樣也發育在研究區晚二疊世長興組的中上部和頂部。在表生成巖環境中,大氣淡水或混合水沿空隙或構造裂隙交代白云石,形成具白云石假晶的方解石。在鏡下(單偏光)可以看到白云石被交代后留下的港灣狀溶解殘留結構和暗褐色的白云石輪廓,如圖8中黑色箭頭所示。

圖8 長江溝剖面吳家坪組中的去白云石化作用

2.7 硅化作用

硅化作用在川東北地區晚二疊世吳家坪組和長興組都有發育,主要分布在吳家坪組的上段、頂部和長興組的中上部。本區的硅化作用主要有2種類型,如圖9所示。

圖9 硅化作用

第1類是在生物顆粒中發生選擇性的硅化作用,即生物顆粒被放射纖維狀玉髓(圖9a)和粒狀石英分期次地充填交代,形成硅化的生物碎屑;第2類是在碳酸鹽膠結物中選擇性地發生硅化,即硅質流體有選擇地交代方解石膠結物而形成石英，鏡下觀察可見這種類型的石英內部常含有方解石的殘余(圖9b)。

2.8 重結晶作用與充填作用

重結晶作用與充填作用如圖10所示。

研究區重結晶作用非常發育,主要表現為2種類型。第1種類型是文石質和高鎂方解石質的動物骨骼轉化為方解石的新生變形作用,如圖10a灰色箭頭所示,主要發生在早期成巖階段;第2種類型是早期形成的泥晶基質和亮晶方解石膠結物結晶增大的重結晶作用,主要發生在中-晚期成巖階段，這種作用形成的方解石晶粒大且干凈明亮,解理發育,如圖10b所示。部分顆粒發生重結晶后,原有的成分發生改變,結構被破壞,僅能依靠殘留成分和結構加以識別。

研究區碳酸鹽巖中常發育原生孔洞和次生孔洞，當其處于大氣淡水滲流環境時,外部沉積物(滲流粉砂)隨著大氣淡水進入并沉積于孔洞中,此類沉積物與圍巖在結構和成分上都不相同。有的孔洞被外部沉積物填滿,如圖10a中白色箭頭所示;有的孔洞下部充填外部沉積物,上部空隙充填亮晶方解石,沉積界面較平直,呈現典型的示頂底構造。

圖10 重結晶作用與充填作用

3 碳氧同位素特征

利用碳酸鹽巖的碳氧同位素組成判別沉積和成巖環境是一種非常有效的方法[38-40],已成功地應用于解釋碳酸鹽巖的沉積和成巖環境[41-42]。本次研究分析的樣品以精細的鏡下鑒定為基礎。

川東北地區晚二疊世部分碳酸鹽巖的碳氧同位素組成見表1所列。

通常δ13C和δ18O的相關性可以表示樣品中后期淋濾交代作用對δ13C的影響程度[43-44]。所選樣品中碳、氧同位素的相關系數為-0.05,說明樣品受后期淋濾作用的影響微弱。

數據顯示各類巖石的δ13C(0.147%～0.453%)和δ18O(-0.544%～-0.757%)變化較小,與長興期全球古海水的δ13C值(0～0.580%,均值0.350%)和δ18O值(-0.750%～-0.350%,均值-0.450%)[45]相近,說明該地區的碳酸鹽巖為正常沉積的海相碳酸鹽巖。其中δ13C組成更加接近古海水的δ13C平均值,說明其組成主要取決于沉積物的組分以及原始的沉積環境,因此在同種巖石中δ13C組成變化較小;而δ18O與古海水的δ18O平均值相比,負偏明顯,這是由于隨著埋藏深度逐漸增加,溫度升高,δ18O發生丟失而導致[46]的。成巖作用類型越豐富,發生的程度越深,δ18O負偏越明顯,例如，成巖作用類型很少的灰泥灰巖和微粉晶白云巖中δ18O值最接近古海水的δ18O平均值。

表1 川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖碳氧同位素數據 %

注:δ13C和δ18O數據依據V-PDB(Vienna Pee Dee Belemnite)標準化。

根據前述不同巖石類型中的成巖作用研究,研究區碳酸鹽巖經歷了多種成巖環境并發育豐富的成巖作用類型,但碳氧同位素特征僅反映了中-深埋藏成巖環境的特征,這說明隨著埋深逐漸增加,成巖作用不斷進行,不同成巖環境中的成巖現象可以被保留下來,但巖石的碳氧同位素特征僅能反映巖石所經歷的最后一種成巖環境。

4 成巖階段劃分

川東北地區上二疊統為一套臺地礁灘組合組成的沉積體系,在漫長的成巖環境下經歷了復雜的成巖作用,其成巖階段劃分如圖11所示,實線代表大量出現的成巖標志,虛線代表可能或少量出現的成巖標志。

圖11 川東北地區晚二疊世碳酸鹽巖成巖作用階段劃分

(1) 同生-準同生成巖階段。顆粒沉積下來后,受鉆孔的藻類的影響,發生泥晶巖化作用,同時顆粒還被孔隙水沉淀物所膠結,使得顆粒間孔隙度逐漸降低。之后受海平面頻繁波動的影響,多次暴露于大氣淡水環境,不穩定的海水沉積物和膠結物新生變形為穩定的方解石,進而出現纖狀、柱狀和粒狀方解石膠結作用。其間發生選擇性溶解形成大量溶解孔隙。

由于海平面波動,在蒸發環境下可形成微-粉晶白云巖。

(2) 早期成巖階段。二疊紀末至早三疊世,沉積物處于淺埋藏環境，其主要標志是由較疏松的沉積物變成堅固的巖石。

由于上覆沉積物靜壓力逐漸增加,沉積顆粒開始發生破碎、變形及定向排列,同時沉積物中的孔隙繼續被粒狀亮晶方解石膠結,使得孔隙度變得愈來愈小。

當壓實作用發展到一定程度時,在流體的作用下沉積顆粒發生溶解,溶解性差的顆粒侵入到溶解性較好的顆粒中,形成鋸齒狀壓溶縫合線。縫合線對滲透性有積極作用,同時溶解釋放出來的飽和水也成為孔隙膠結物的一個重要來源。隨著巖層靜壓力增大,礦物晶體也發生由小變大的原地轉變。顆粒繼續結晶,形成更大的單晶或多晶,部分泥晶基質也發生重結晶作用形成微晶或亮晶方解石。此時沉積物已經具有一定的強度,在地殼運動的影響下,巖石中開始產生一些構造裂縫,但都被膠結物所充填。

(3) 中期成巖階段。早三疊世至中三疊世末,沉積物處于中埋藏環境，方解石膠結物以粒狀、連晶和粗亮晶的形式鑲嵌于剩余的孔隙和裂縫中。

在此埋深環境下,由有機質成熟所產生的有機酸使得巖石開始發生埋藏溶解作用,形成粒間溶孔、晶間溶孔和溶縫,并開始發育埋藏白云石化,形成具有霧心亮邊結構的細晶半自形-自形白云石晶體,其對孔隙度和滲透性的貢獻意義重大。

(4) 晚期成巖階段。中三疊世末至第四紀,沉積物處于深埋藏環境，在此封閉的高溫高壓缺氧環境中,含有大量有機酸和有機質的地下流體具有強烈的溶解作用,使巖石的孔隙度急劇升高。構造運動產生大量的裂縫,都被方解石和白云石所充填。

晚期形成的白云石晶體粗大,具有彎曲的解理面和波狀消光,晶體之間呈鑲嵌結構,部分發生溶解。方解石也以粗亮晶的形式出現。

(5) 表生成巖階段。晚白堊世的燕山運動及其后發生的喜馬拉雅運動導致地層強烈褶皺和斷裂,使部分沉積物經深埋藏之后重新抬升至地表環境,在地表水(及地下水)的作用下沿著構造裂縫和殘留的孔洞發生溶解形成大量的孔洞,孔洞可被滲流粉砂和亮晶方解石鑲嵌充填,形成示頂底構造,未被完全充填的孔隙則可作為重要的油氣儲集空間。

5 結 論

研究區主要發育11種類型的成巖作用,其中泥晶化作用、溶解作用、白云石化作用、壓溶作用和破裂作用有利于巖石孔隙度和滲透性的提高,稱為建設性成巖作用;而壓實作用、膠結作用、去白云石化作用、硅化作用、重結晶作用和充填作用阻礙巖石孔隙的形成或充填已有的孔隙,降低巖石的滲透性,稱為破壞性成巖作用。

成巖作用的特征和碳氧同位素分析表明研究區經歷4種成巖環境和5個成巖階段:

(1) 海底環境(淺海臺地和臺地邊緣)與大氣淡水環境(包括潛流帶和滲流帶)的同生-準同生成巖階段、埋藏環境的早、中、晚成巖階段和表生成巖階段,分別發育不同的成巖作用。海底環境,主要發生泥晶化作用和非選擇性硅化作用。

(2) 大氣淡水環境,主要發生膠結作用(潛流帶等厚環邊膠結物、粒狀膠結物和同軸增生膠結物和滲流帶重力型膠結物)、溶解作用、早期重結晶作用、去白云化作用。

(3) 埋藏環境,主要發生壓實-壓溶作用、膠結作用、白云石化作用、溶解作用、選擇性硅化作用和晚期重結晶作用。

(4) 表生環境,主要發生溶解作用、膠結作用和去白云石化作用。

研究區碳酸鹽巖中經歷漫長而復雜的成巖作用,發育良好的孔隙度和滲透性,尤其值得關注的是在長興組的白云巖及生物礁灰巖內,受后期構造裂隙的影響,孔隙連通性較好,是油氣生成、儲集和運移的理想場所。

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(責任編輯 張淑艷)

Diagenesis of Late Permian carbonates in northeastern Sichuan

LUO Lei, HONG Tianqiu, YIN Yanduan, LI Xiaocai, REN Xinxin, YANG Mei

(School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

The Late Permian carbonates are widespread in the northeastern Sichuan Province, and the process and types of their diagenesis are complex. Microscopic examination shows that there are five major constructive diagenesis, such as micritization, dissolution, dolomitization, pressure solution and tectonic rupture, and six types of destructive diagenesis, such as compaction, cementation, dedolomitization, silicification, recrystallization and filling. Combined with the C-O isotope analysis, four main diagenetic environments can be recognized in this area, including marine, meteoric, burial and surface environments. The sediments have experienced syngenetic-quasi syngenetic stage, early, middle, late diagenetic stage and epidiagenetic stage. Different diagenetic environments and diagenetic stages were responded to different diagenesis. The carbonates of the studying area developed high porosity because of the effect of diagenesis, which are mainly seen in the bioherm limestone and dolomite of Changxing Formation. The extensive porosity and connectivity make the carbonates in this area become the ideal place for generation, storage and migration of the gas and oil.

diagenesis; diagenetic stage; carbonate; Late Permian; northeastern Sichuan

2015-12-02；

2016-11-01

國家自然科學基金資助項目(41072085);合肥工業大學博士學位人員專項基金資助項目(JZ2016HGBZ1043)

羅 雷(1986-),男,湖北襄陽人,博士,合肥工業大學講師; 洪天求(1953-),男,安徽懷寧人,博士,合肥工業大學教授,博士生導師.

10.3969/j.issn.1003-5060.2017.01.019

P586

A

1003-5060(2017)01-0101-10