鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相碳、氧稳定同位素特征

　第３４卷　第５期

文章编号：０２５３－９９８５（２０１３）０５－０６５２－０７ＯＩＬ＆ＧＡＳＧＥＯＬＯＧＹ２０１３年１０月　ｄｏｉ：１０．１１７４３／ｏｇｇ２０１３０５１１

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相

碳、氧稳定同位素特征

王起琮，张　阳，肖　玲

（西安石油大学油气资源学院，陕西西安７１００６５）

摘要：根据岩石薄片及阴极发光图像，研究了鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相类型及岩相特征。据碳、氧稳定同位素（δＣ，１３１８

１８１３发海水、早期大气淡水及热海水４类成岩环境及成岩相。正常海水、热海水及蒸发海水成岩相的δＯ和δＣ值普遍较高，随生物

目前残存地层的岩石类型，表生期成岩域可划分为峰峰组的灰岩风化成岩相和马家沟组的云岩风化成岩相，其δＯ和δＣ值明显１８１３δＯ）分析数据，研究了各类成岩相的地球化学特征。奥陶系海相碳酸盐岩台地在早古生代处于近地表成岩域，划分为正常海水、蒸碎屑含量增加δＯ及δＣ值趋于减小；早期淡水成岩相的δＯ和δＣ值普遍较低。晚古生代，奥陶系顶部进入表生期成岩域，据１８１３１８１３

低于早期淡水成岩相的值。晚古生代末期，奥陶系进入３０００～４０００ｍ的中－深埋藏成岩域，划分为封闭系统及开放系统成岩相。

１８１３１８１３封闭系统成岩相的δＯ和δＣ值主要继承了其原岩的δＯ和δＣ值特征；而在开放系统中，由于同位素高温分馏作用，其成岩相

分成岩相的重要指标。的δＯ和δＣ值则大幅度降低。研究结果表明，碳酸盐岩岩相特征及碳、氧稳定同位素组成是追溯碳酸盐岩成岩环境及识别和划１８１３

关键词：成岩相；碳、氧稳定同位素；海相碳酸盐岩；奥陶系；鄂尔多斯盆地

中图分类号：１２１．３　　　文献标识码：Ａ

ＣａｒｂｏｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓｏｆＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓｉｎＯｒｄｏｓＢａｓｉｎ

ＷａｎｇＱｉｃｏｎｇ，ＺｈａｎｇＹａｎｇ，ＸｉａｏＬｉｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｉｌａｎｄＧａｓＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｘｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）

ｊｉａｇｏｕＦｏｒｍａｔｉｏｎ．ＴｈｅｉｒδＯａｎｄδＣｖａｌｕｅｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｅａｒｌｙｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓ．ＡｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅＬａｔｅＰａｌｅｏｚｏｉｃ，ｔｈｅＯｒｄｏｖｉｃｉａｎＦｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓｉｎｔｈｅｍｏｄｅｒａｔｅ－ｄｅｅｐｂｕｒｉａｌｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｔｒａｃｔａｔａｄｅｐｔｈｏｆ３０００－４０００ｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏａｃｌｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓａｎｄａｎｏｐｅｎｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓ．Ｔｈｅ１８１３１８１３１８ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓａｎｄｆａｃｉｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎｏｒｍａｌｓｅａｗａｔｅｒ，ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅｓｅａｗａｔｅｒ，ｅａｒｌｙｍｅｔｅｏｒｉｃｆｒｅｓｈｗａｔｅｒａｎｄｈｏｔｓｅａｗａｔｅｒａｃ－１８１３ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｍｅｄｉｕｍ．ＴｈｅδＯａｎｄδＣｏｆｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓｏｆｎｏｒｍａｌｓｅａｗａｔｅｒ，ｈｏｔｓｅａｗａｔｅｒａｎｄｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ１８１３ｓｅａｗａｔｅｒａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｈｉｇｈ，ｂｕｔｔｅｎｄｔｏｄｅｃｒｅａｓｅａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｂｉｏｃｌａｓｔｉｃｃｏｎｔｅｎｔ．Ｉｎｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅδＯａｎｄδＣｏｆｔｈｅｅａｒｌｙｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓ，ａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｌｏｗ．ＤｕｒｉｎｇｔｈｅｌａｔｅＰａｌｅｏｚｏｉｃ，ｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｗａｓｉｎｔｈｅｅｐｉｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｔｒａｃｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｏｃｋｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒａｔａ，ｔｈｅｅｐｉｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｔｒａｃｔｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎ－ｔｏｌｉｍｅｓｔｏｎｅｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓｉｎｔｈｅＦｅｎｇｆｅｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄｏｌｏｍｉｔｅｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓｉｎｔｈｅＭａ－Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｉｔｈｏｆａｃｉｅｓｏｆＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓｉｎＯｒｄｏｓＢａｓｉｎ．Ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｃａｒｂｏｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｓｔａ－ｂｌｅｉｓｏｔｏｐｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｗｅａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅａｃｈｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓ．ＤｕｒｉｎｇｔｈｅｅａｒｌｙＰａ－ｌｅｏｚｏｉｃ，ｔｈｅＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｃａｒｂｏｎａｔｅｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｉｎａｎｅａｒ－ｓｕｒｆａｃｅｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｔｒａｃｔａｎｄｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｄｉａｇｅｎｅｔｉｃδＯａｎｄδＣｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｃｌｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓａｒｅｓｉｍｉｌａｒｗｉｔｈｔｈｅｉｒｏｒｉｇｉｎａｌｒｏｃｋｓ．Ｉｎｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅδＯａｎｄ１３δＣｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｏｐｅｎｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓａｒｅｍｕｃｈｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｉｒｏｒｉｇｉｎａｌｒｏｃｋｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｓｏｔｏｐｅｆｒａｃｔｉｏｎａ－１８１３ｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｈｏｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ＴｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅδＯａｎｄδＣｖａ－ｌｕｅｓｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｉａｇｅ－．

　　收稿日期：２０１２－１１－２８；修订日期：２０１３－０８－２３。

　　第一作者简介：王起琮（１９６１—），女，储层地质学与油藏描述。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｃｏｎｇｗａｎｇ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ。

　　基金项目：国家油气重大专项（２０１１ＺＸ０５００５－００４－０８ＨＺ）；国家自然科学基金项目（４１１７３０３５）。

　第５期王起琮，等．鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相碳、氧稳定同位素特征

６５３　　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉａｇｅｎｅｔｉｃｆａｃｉｅｓ；ｃａｒｂｏｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅ；ｍａｒｉｎｅｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋ；Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ；ＯｒｄｏｓＢａｓｉｎ　　鄂尔多斯盆地中东部奥陶系碳酸盐岩主要形成于

蒸发台地及局限海台地，以泥晶白云岩夹蒸发岩及粉细晶白云岩为特征，盆地周缘的碳酸盐岩主要形成于开阔海台地及台地边缘，以厚层颗粒灰岩夹中－细晶

［１－６］

白云岩为特征。笔者根据补充的大量的碳、氧稳定同位素数据以及岩石薄片鉴定数据，对碳酸盐岩成岩相及其地球化学特征进行了系统研究。

　　实验在７０℃真空条件下进行，首先使１００％正磷酸与样品发生反应，提取白云岩及石灰岩中的ＣＯ２，同时用液氮冷阱收集ＣＯ２，然后由仪器自动完成稳定同位素测试。石灰岩或方解石样品测试由ＫｉｅｌⅢ碳酸盐样品处理装置与ＭＡＴ２５２气体质谱仪联合组成的全自动在线测试系统进行；白云岩或白云石样品测试由ＭＡＴ２５１气体质谱仪的离线测试系统进行。碳、氧稳

１３１８

定同位素比值（δＣ，δＯ）的表达为：

δ‰＝（Ｒ样品／Ｒ标准－１）×１０００（１）式中：Ｒ＝Ｏ／Ｏ或Ｃ／Ｃ。

分析结果以ＰＤＢ为标准，测试误差小于０畅１‰，精

１３

度符合国家标准ＴＴＢ１（ＧＢＷ０４４０５），δＣ优于±

１８

０畅０６‰，δＯ优于±０畅０８‰。

１８

１６

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