于春勇 崔軍平 王起琮 任虎俊
摘要:基于巖石學及稀土元素等特征,開展馬家溝組中下組合白云巖儲層成因機制研究。結果表明,研究區(qū)主要發(fā)育泥微晶、粉細晶和細中晶3種類型的白云巖;不同類型白云巖的稀土元素總含量具有一定的差異性,整體含量較低,平均值為13.75×10-6,Y/Ho平均值為38.4,主要與沉積與埋藏作用有關;白云巖稀土元素的配分模式均與泥晶灰?guī)r相似,輕稀土元素相對富集,重稀土元素相對虧損,NdN/YbN的平均值為6.87,δCe值均表現為顯著負異常;不同類型白云巖稀土元素Eu異常值具有一定的差異性,泥微晶白云巖δEu值表現為微弱正異常,平均值為1.02,粉細晶白云巖和細中晶白云巖表現為微弱負異常,平均值均為0.96,且多數樣品Y和La呈顯著正異常,表明泥微晶白云巖形成于相對開放、低氧化性、低溫度的局限臺地環(huán)境,粉細晶白云巖形成于相對封閉、低還原性、弱—中等水動力條件的潮緣淺灘環(huán)境,細中晶白云巖形成于相對封閉、低還原性、溫度相對較高的潮坪淺灘環(huán)境,且主要受回流滲透白云石化作用機制控制。
關鍵詞:稀土元素;白云巖;中下組合;馬家溝組;奧陶系;鄂爾多斯盆地
中圖分類號:P54;P58;P59
DOI:10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020-05-016
The REE characteristics and genesis of the middle and lower
combinations dolomite of Ordovician Majiagou inthe southern Ordos Basin
YU Chunyong1, CUI Junping2, WANG Qicong3, REN Hujun1
(1.Hydrogeology Bureau of CNACG, Handan 056006, China;
2.State Key Laboratory for Continental Dynamics, Northwest University, Xi′an 710069, China;
3.College of Oil and Gas Resources, Xi′an Shiyou University, Xi′an 710065, China)
Abstract: Based on the characteristics of petrology and rare earth elements, the genetic mechanism of the middle and lower combined dolomite reservoirs in the Majiagou Formation was studied. The results show that there are mainly three types of dolomite, namely micritic dolomite, silty-fine dolomite, fine mesocrystalline dolomite in the study area. The total content of rare earth elements in different types of dolomites is somewhat different, and the overall content is relatively low. The average value is 13.75×10-6 and the average value of Y/Ho is 38.4, which is mainly related to sedimentation and burial, the REE pattern of dolomite is similar to that of limestone, the light rare earth elements are relatively enriched, the heavy rare earth elements are relatively depleted, the average of NdN/YbN is 6.87, and the δCe values are all significant negative anomalies, the δEu values of different types of dolomite have some differences. The δEu values of micritic dolomite is negative anomalies, with average values of 1.02, respectively. The silty-fine dolomite and fine mesocrystalline dolomite exhibits a weak negative anomaly with an average of 0.96, and most of the samples Y and La presented significant positive anomalies. It indicates that the micritic dolomite is formed in a relatively open, low-oxidation, low-temperature limited mesa environment, and the silty-fine dolomite is formed in a relatively closed, low-reduction, weak-medium hydrodynamic condition in the tidal shoal environment, fine medium crystal Dolomite is formed in the relatively closed, low-reducing, relatively high temperature tidal flat shoal environment, which is mainly controlled by the mechanism of reflux infiltration and dolomitization.
Key words: rare earth element; dolomite; middle and lower combinations; Majiagou Formation; Ordovician; Ordos Basin
自鄂爾多斯盆地南部奧陶系馬家溝組中下組合優(yōu)質白云巖儲層發(fā)現以來,多口井獲得高產工業(yè)氣流,展現出巨大的天然氣勘探潛力,其天然氣勘探開發(fā)工作逐漸進入一個新的階段。然而,研究區(qū)復雜多樣的白云巖成因機制致使對有效白云巖儲層的預測十分困難,極大地阻礙了繼續(xù)尋找、擴大天然氣資源量的進程。近年來,眾多學者對鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組白云巖儲層的特征及成因做了大量的研究工作,認為馬家溝組白云巖儲層的形成是表生成巖期和埋藏成巖期共同作用下,孔、洞、縫系統(tǒng)疊加的結果,且典型的蒸發(fā)泵、回流滲透、埋藏、混合水及熱液白云巖化等成因模式近乎都被提及[1-8],但以哪種模式為主,目前尚未達成共識。
白云石化流體性質是判斷不同白云巖成因模式的主要依據之一,故可作為研究白云巖成因的重要手段。前人研究通常采用同位素示蹤技術(C,O,Sr同位素)來探討白云巖化流體來源,雖取得了一定程度的進展,但仍然存在一定的多解性[9]。自然界中稀土元素(REE)的地球化學性質一般較穩(wěn)定,不同來源流體的沉積物,其稀土元素的配分模式往往不同,且流體中沉淀出來的礦物對母液的特性具有較好的繼承性,故可作為白云巖化流體性質研究的一種重要的地球化學示蹤指標[10]。近年來,國內少數學者已初步嘗試應用稀土元素特征來解釋四川、塔里木及羌塘等盆地中白云巖化流體的性質及成因,并取得良好的效果[11-15],但研究水平整體處于起步階段,仍需進一步深入探討稀土元素對白云巖化流體的指示意義。
鑒于上述原因,本研究以鄂爾多斯盆地南部奧陶系馬家溝組中下組合白云巖為例,充分結合巖石學特征,通過稀土元素分析化驗資料,闡明南部馬家溝組中下組合白云巖的形成機制,以期為研究區(qū)的天然氣勘探工作提供理論依據。
1 區(qū)域地質概況
鄂爾多斯盆地地處華北克拉通西部,是在太古界及下元古界變質巖的基礎上形成的一個穩(wěn)定的多旋回克拉通型盆地,分布面積廣,整體呈矩形展布,是中國非常重要的大型含油氣盆地之一[16]。鄂爾多斯盆地南部奧陶系馬家溝組中下組合碳酸鹽巖沉積地層內,斷層及褶皺不發(fā)育,整體由東北向西南方向傾伏,區(qū)域構造相對平緩[6,17]。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部,包括吳起—志丹及部分靖邊、定邊、甘泉、富縣、黃陵、宜川等地區(qū)(見圖1)。馬家溝組沉積時期,鄂爾多斯盆南部主要發(fā)育淺海碳酸鹽巖臺地相及潮坪相沉積,共經歷了3次海進和海退旋回,沉積地層自下而上可劃分為馬一~馬六段, 其中馬五段自上而下又可進一步劃分為上組合馬五1~馬五4, 中組合馬五5~馬五10,共計10個亞段。中組合馬五5~馬五10沉積時期,鄂爾多斯盆地南部主要發(fā)育淺水碳酸鹽巖臺地相沉積,古氣候周期性轉變?yōu)楦蔁?,海平面動蕩升降,高頻海退、海進旋回發(fā)育,期間水下古隆起廣泛發(fā)育,臺地坡度傾緩[18-20]。高頻海進、海退旋回的發(fā)育,致使中下組合馬五5~馬四段形成了一套以潮下—潮間沉積環(huán)境為主,巖性以泥微晶灰?guī)r、灰色泥微晶白云巖、深灰色藻砂屑灰?guī)r、藻疊層石白云巖及含膏泥晶白云巖為主,且縱向上巖性變化頻繁的沉積體系。其中,灰?guī)r經后期白云石化作用,可形成有效的白云巖儲層,為天然氣的富集奠定了良好的基礎(見圖1)。
2 樣品制備及實驗方法
本研究樣品均來自鄂爾多斯盆地南部的鉆井巖心(鉆井分布見圖1),泥微晶、粉細晶、細中晶等白云巖共計11塊。為進行對比,同時還選取同層段的4塊灰?guī)r樣品進行巖石學和地球化學分析。制備測試樣品前,首先對所選取樣品進行詳細的巖心觀察及鏡下顯微結構鑒定,其次,考慮到樣品的微量元素含量測試結果可能受非碳酸鹽巖含量(黏土礦物、陸源碎屑物、鐵錳氧化物),尤其是非碳酸鹽巖含量高于5%時的干擾[21-22],樣品選取時遵循挑選不含或含極少非碳酸鹽巖礦物的原則。在遵循上述原則的前提下,采用微型牙鉆方法,在與薄片對應的新鮮巖石切面上鉆取50 mg樣品。
樣品在瑪瑙研缽中研磨后過300 μm篩,裝入紙質信封袋內備用。微量元素(包括稀土元素)的測定在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成。稀土元素測定時,將樣品和酸加入Teflon高壓溶樣彈中溶解后制成溶液,然后利用電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS,Agilent 7500A)進行測定,測量結果相對標準偏差(RSD)小于5%,精度能夠滿足研究的要求。樣品的制備及具體實驗過程與劉曄等的微量元素分析方法相同[23]。
3 實驗結果
3.1 巖石學特征
巖石顯微觀察發(fā)現,鄂爾多斯盆地南部奧陶系馬家溝組中下組合主要發(fā)育白云巖、灰?guī)r及其過渡巖石類型(如灰質云巖、云質灰?guī)r)。根據巖石結構及成因分類,又可將研究區(qū)的白云巖劃分為泥微晶白云巖、粉細晶白云巖、細中晶白云巖3種類型。
泥微晶白云巖主要發(fā)育于馬五5, 馬五7及馬四段,以泥晶或微晶結構為主,含少量砂屑。顯微鏡下,砂屑顆粒與基質界限不甚清晰,顆粒一般小于50 μm,晶粒結構與晶體形態(tài)較難識別,孔隙不發(fā)育,可見大量顯微紋層(見圖2A),基質中富含絲絮狀、絮凝狀隱藻斑點,可見水平層理、鹽類假晶等原始沉積構造(見圖2B),應為弱水動力局限臺地潮坪環(huán)境下的準同生作用階段的產物。
粉晶白云巖主要發(fā)育于馬五5亞段上部, 馬五6,馬五9亞段也可見呈薄層展布的粉晶白云巖。按顆粒結構,其又可劃分為殘余砂屑顆粒結構及鮞粒結構兩大類。鏡下觀察發(fā)現,殘余砂屑結構粉晶白云巖的顆粒大小不均一,彼此之間混雜排列,粒徑介于50~130 μm;鮞粒結構白云巖的粒徑較小,介于10~30 μm(見圖2C,D)。粉晶殘余砂屑白云巖的晶形多為他形,部分為半自形,發(fā)育大量不規(guī)溶蝕孔隙,后期多被方解石充填(見圖2C);鮞粒白云巖較好地保留了顆粒的原始結構,粒間亮晶白云石櫛殼狀膠結,白云石重結晶作用明顯,可見微細的交錯層理(見圖2D),應為弱—中等水動力條件下潮緣淺灘環(huán)境下的準同生作用階段的產物。
細中晶白云巖主要發(fā)育于馬五5,馬五10段,晶粒相對較粗,以細晶結構為主,大小介于150~350 μm,巖性整體較致密;白云石晶形以他形、半自形為主(見圖2E,F),晶粒間多呈凹凸或鑲嵌接觸,顆粒輪廓清晰;可見平行、交錯等紋層構造,且白云石顆粒多順紋層發(fā)育,常見“霧心亮邊”結構(見圖2E);孔隙以晶間孔、晶間溶孔為主,少量溶蝕孔隙被異形白云石充填(見圖2F),應為潮坪淺灘相沉積環(huán)境下的回流滲透白云石化作用的產物。
3.2 稀土元素測試結果
稀土和釔元素測試結果見表1。測試結果采用球粒隕石進行標準化[24],標準化后的數據用下標CN進行標注。其中,相關參數異常值計算公式為:δCe=Ce/Ce*=CeN/(0.5LaN+0.5PrN),δPr=Pr/Pr*=PrN/(0.5CeN+0.5NdN), δY=Y/Y*=YN/(0.5DyN+0.5HoN),δEu=Eu/Eu*=EuN/(0.5SmN+0.5GdN)。在研究區(qū)的采集樣品中,ΣREE+Y含量整體相對偏低,僅1個泥晶白云巖樣品相對偏高,其中又以粉細晶白云巖總含量最低。根據(Nd/Yb)N比值判斷輕重稀土元素相對富集系數的方法[25],發(fā)現研究區(qū)白云巖樣品的(Nd/Yb)N比值均大于1,平均值為6.87,灰?guī)r樣品整體(Nd/Yb)N比值亦均大于1,平均值為5.01,這表明輕稀土元素(LREE)較重稀土元素(HREE)富集,且二者分異程度較大?;?guī)r樣品的Ce異常值分布范圍為0.96~1.07,平均值為1.02,白云巖樣品的Ce異常值則略微偏負,分布范圍為0.89~1.10,平均值為0.98;灰?guī)r和白云巖樣品的Y異常值分布范圍分別為1.13~1.36,1.09~1.84,平均值分別為1.21,1.35;Eu異常值分布范圍分別為0.46~0.68,0.44~0.77,平均值分別為0.56,0.60。
4 討 論
4.1 樣品受污染程度
海相碳酸鹽巖沉積物與陸源碎屑巖沉積物中,稀土元素的分布特征存在顯著差異,沉積時期海水、后期的外來流體、雜質的注入、成巖作用等因素均可影響海相碳酸鹽巖沉積物中稀土元素的分布特征[26]。因此,確定樣品是否遭受后期雜質的混染是利用稀土元素分析碳酸鹽巖沉積環(huán)境和成巖作用的必要前提。近年來,國內外學者一致認為,海相碳酸鹽巖的稀土元素分布特征主要受陸源碎屑物、鐵錳氧化物兩大因素控制[25-26]。
Webb研究發(fā)現,陸源沉積物與海相碳酸鹽巖沉積物中,Y/Ho值的分布范圍差別較大,海相沉積物或海水中的Y/Ho值相對較高,分布范圍分別為26~28,44~72[22],因此可通過Y/Ho值來判別海相碳酸鹽巖樣品是否遭受陸源碎屑物的混染。若樣品遭受陸源碎屑物的混染作用,Y/Ho值則應表現為顯著偏低的特征。研究區(qū)除Y1112-3,Y1165-6白云巖樣品的Y/Ho比值高于44,其余樣品均低于44,接近現代海水的Y/Ho比值,表明樣品可能遭受陸源碎屑物的混染(見表1)。然而,已有研究發(fā)現,沉積后期成巖作用可形成Y/Ho比值低于現代海水(44~72)或Coral Sea全新世微生物碳酸鹽巖(50~61)的現象[27],且本測試樣品選取前已經過詳細的巖心觀察及鏡下顯微結構鑒定,加之后期采用微型牙鉆方法,因此可基本排除陸源碎屑物的干擾。劉建清等研究認為,ΣREE+Y含量通常會隨著陸源碎屑沉積物混染程度的加大而增加[9],由表1可知,研究區(qū)樣品ΣREE+Y含量平均值(13.84×10-6)遠低于陸源碎屑物ΣREE+Y含量平均值(100×10-6),這同樣表明,測試樣品遭受陸源碎屑物混染程度可近似為0。另外,根據ΣREE與Fe,Mn含量關系(見圖3),發(fā)現ΣREE與Fe,Mn含量之間均不存在顯著相關性,亦可反映樣品未遭受鐵錳氧化物的混染,最終確保了測試結果的可靠性。
4.2 白云巖稀土元素特征
4.2.1 稀土元素總含量
碳酸鹽巖的類型不同,其REE總含量分布特征亦不同。由表1可知,研究區(qū)奧陶系馬家溝組中下組合除1塊泥晶白云巖外(49.06×10-6),各類碳酸鹽巖中,稀土元素的總含量均表現為偏低的特征(<20×10-6),且灰?guī)r中稀土元素總含量整體相對白云巖高,這主要與白云巖化過程中,稀土元素發(fā)生遷移作用有關。胡忠貴等發(fā)現,堿性環(huán)境條件下,稀土元素的遷移能力與白云石化流體的Mg/Ca比值呈正相關:白云巖化程度越高,稀土元素貧化幅度越大[28]。
單從理論上推斷,研究區(qū)泥微晶白云巖中較高的稀土元含量可能與后期外來流體的混入作用或強烈的成巖作用有關。然而,鏡下顯微觀察發(fā)現,該樣品巖石結構致密且發(fā)育大量的藻紋層,基本排除了外來流體侵入或強烈成巖作用導致稀土元素含量增加的可能性。另外,研究區(qū)泥微晶白云巖中,稀土元素平均含量(28.64×10-6)與沉積藻類中的稀土元素平均含量(24.3×10-6)頗為相似,因此推斷,泥微晶白云巖較高的稀土元素含量可能主要與藻類有關[29]。實際地質過程中,藻類富集的Mg2+往往不足以供給白云石化作用的需求,其相似甚至略高于灰?guī)r的稀土元素特征,表明研究區(qū)白云石化流體應主要為海源性流體。粉細晶白云巖和細中晶白云巖較灰?guī)r中的稀土元素含量均相對較低,且白云石化程度較高的細中晶白云巖,稀土元素含量高出粉細晶白云巖近兩倍,平均值分別為12.87×10-6,5.35×10-6(見表1)。白云石化程度較高的細中晶白云巖的稀土元素含量高出粉細晶白云巖近兩倍的現象,與上述白云石化程度越高,稀土元素越貧乏的結論相悖,這主要與中奧陶世馬家溝組中下組合沉積地層一直處于高頻海進、海退的動蕩環(huán)境有關:當處于高頻海進旋回時期,相對較充足的水動力促使粉細晶中的泥質不斷被淘洗,從而大幅度降低了稀土元素的總含量,而細中晶白云巖相對較高的稀土元素含量則可能主要與低水巖比的淺埋藏環(huán)境有關。
4.2.2 稀土元素配分模式
沉積于不同地質背景或流體來源不同的碳酸鹽巖,其稀土元素配分模式亦不同[30]。因此,可通過稀土元素配分模式來判別不同類型碳酸鹽巖的沉積環(huán)境及成巖流體來源。已有研究發(fā)現,泥晶灰?guī)r與同沉積時期海水中的稀土元素的組成特征基本一致,能夠一定程度反映碳酸鹽巖沉積時期的海水稀土元素的信息,故可作為探討白云石化流體來源的參照依據[24]。
白云巖前驅物灰?guī)r與白云巖稀土元素組成特征相似時,后期白云巖稀土元素特征往往不會發(fā)生較大變化[25],僅當白云巖形成期或后期遭受富含大量陽離子的外來源流體混入時,其稀土元素特征才會發(fā)生顯著變化,但這通常需要較高的水巖比或高濃度的稀土元素流體。研究區(qū)白云巖與灰?guī)r稀土元素的配分模式十分相似,均表現為右傾型(見圖4),這不僅表明白云巖中稀土元素具有同沉積時期海水的特征(即白云石化流體主要為海源性流體),同時也說明,白云石化流體水巖比值相對較低且該成巖系統(tǒng)具有一定的封閉性。另外,在白云巖與灰?guī)r稀土元素配分模式整體相似的前提下,泥微晶和粉細晶白云巖的各類稀土元素含量,在球粒隕石標準化后分布范圍基本一致,表明二者應形成于相似的沉積和成巖環(huán)境。
4.2.3 輕稀土與重稀土元素特征
稀土元素中的(Nd/Yb)N比值可用來判別輕稀土元素與重稀土元素的相對富集程度,比值越大,輕稀土元素越富集。由表1可知,研究區(qū)粉細晶白云巖的輕重稀土元素分異程度較泥微晶、細中晶白云巖均顯著偏高,(Nd/Yb)N平均值分別為8.92,5.33,4.98。不同類型碳酸鹽巖的輕稀土元素相對富集,重稀土元素相對虧損,與典型海水輕稀土元素相對虧損、重稀土元素相對富集的特征恰恰相反,這主要是由于碳酸鹽巖在沉積或成巖過程中,稀土元素通常以溶解態(tài)碳酸鹽離子絡合物形式存在,且絡合作用從LREE向HREE呈規(guī)律性增加,從而致使流體中的HREE相對更穩(wěn)定,形成沉積物中相對富集LREE,流體中相對富集HREE的現象[30-31]。Y元素含量通常又與白云石化程度呈負相關關系[25]。研究區(qū)不同類型白云巖的Y元素含量由高到低分別為泥微晶白云巖(平均值3.99×10-6)、細中晶白云巖(平均值2.62×10-6)、粉細晶白云巖(平均值0.62×10-6)(見表1),與白云石有序度測試(細中晶白云巖有序度最高,平均值為0.87)的結論顯然相悖。產生此現象的主要原因同樣與細中晶白云巖形成的水動力環(huán)境相關:細中晶白云巖形成于淺埋藏環(huán)境,水巖比較低,水動力相對較弱,泥質淘洗能力差,從而形成Y元素含量相對粉細晶白云較高的特征。另外,由(ΣLREE)與(ΣHREE+Y),(ΣHREE+Y)與(ΣLREE)/(ΣREE+Y)的相關性可知(見圖5,6),泥晶灰?guī)r、泥微晶白云巖和粉細晶白云巖的輕重稀土元素含量變化具有一定協同性,表明三者形成于相似的沉積和成巖環(huán)境的同時,又具有一定的繼承性,而細中晶白云巖輕重稀土元素分異程度較低的現象則同上文論述的,其形成于淺埋藏環(huán)境因素相關。
4.2.4 δEu,δCe特征 白云巖中的Eu異常值主要受白云石化流體母液及后期成巖作用等因素的影響。已有研究表明,正常海相沉積物的稀土元素經球粒隕石標準化后,Eu往往不會出現正異常,若后期經過熱液改造或者直接從熱液中沉積的白云巖稀土元素Eu值通常表現為正異常[32]。研究區(qū)不同類型碳酸鹽巖中的稀土元素經球粒隕石標準化后,δEu值范圍介于0.44~0.77,平均值為0.59,表現為顯著負異常(見表1),這表明研究區(qū)碳酸鹽巖的形成,整體受熱液流體的影響較小,白云石化流體應主要為海源性流體。然而,研究區(qū)不同類型白云巖的δEu值又存在顯著的差異性,泥微晶白云巖和粉細晶白云巖δEu值分布范圍相似,分別為0.48~0.60,0.44~0.71,平均值分別為0.54,0.58,與泥晶灰?guī)r平均值0.56均十分接近;細中晶白云巖δEu值則相對偏高,分布范圍為0.60~0.77,平均值為0.69,表明泥微晶白云巖和粉細晶白云巖應形成于溫度相似且較低的準同生作用階段,細中晶白云巖則應形成于溫度相對較高的淺埋藏作用階段。
Ce由于其本身對氧化還原條件的敏感性,沉積演化過程中常與正常海水中的其他的三價稀土元素發(fā)生分餾作用[33]。氧化條件下,易溶解的Ce3+將轉變?yōu)闊崃W穩(wěn)定、遷移能力較弱的的Ce4+,從而優(yōu)先附著于沉積物的顆粒表面而沉淀下來,致使沉積物中Ce呈現正異常,成巖流體則顯示負異常。因此,Ce的異常程度能夠用來反映沉積水體的氧化還原程度[34]。由表1可知,研究區(qū)不同類型白云巖樣品的δCe值存在著顯著的差異,泥微晶白云巖的δCe值分布范圍為0.97~1.10,平均值為1.02,呈微弱正異常,表明泥微晶白云巖應形成于低氧化且相對開放的環(huán)境中,這與上文論述的泥微晶白云巖形成于局限臺地潮坪環(huán)境相吻合;粉晶白云巖和細中晶白云巖的δCe值分布范圍為0.89~1.07,0.93~0.98,平均值均為0.96,呈微弱正異常,反映二者均應形成于相對封閉的低還原環(huán)境條件,這似乎與粉細晶白云巖形成于準同生階段相互矛盾,其實不然。粉細晶白云巖形成時期,水動力弱—中等,水體相對較深,從而形成了低還原且相對封閉的沉環(huán)境。根據δCe與δPr海相沉積物判別圖版可知(見圖7),雖然研究區(qū)的白云巖δCe值相比斐濟盆地Coral Sea現代海水(平均值0.487)高[35],但與古代正常海水稀土元素的典型代表Heorn reef全新世微生物碳酸鹽巖的δCe值卻相近(平均值為0.752)[22],某種程度上亦可反映研究區(qū)白云石化流體具有海源性特征。
除上述特征外,研究區(qū)不同類型白云巖的δY值均大于1,介于1.09~1.83,平均值為1.35,表現為顯著正異常,且對應的Y/Ho值也均相對較高,顯著Y正異常和La正異常均代表典型海水稀土元素特征,同樣為研究區(qū)白云巖化流體主要為海源性流體提供了佐證。
5 結 論
1)鄂爾多斯盆地南部馬家溝組中下組合主要發(fā)育泥微晶、粉晶、細中晶3種白云巖類型。泥微晶白云巖的顯微藻紋層結構發(fā)育,孔隙相對不發(fā)育;粉晶白云巖包括殘余砂屑白云巖和鮞粒白云巖兩大類,顆粒較粗,溶蝕孔隙發(fā)育;細中晶白云巖巖石較致密,常見“霧心亮邊”結構,晶間孔及晶間溶孔發(fā)育。
2)研究區(qū)3種白云巖的稀土元素總含量總體均較低,泥微晶白云巖稀土元素含量最高,主要與富含藻類有關;白云石化程度較低的粉晶白云巖稀土元素含量相對較低,主要與沉積時期較充足的水動力有關;白云石化程度較高的細中晶白云巖稀土元素含量相對較高則主要與其形成于低水巖比的淺埋藏階段有關。
3)研究區(qū)不同類型的白云巖與灰?guī)r具有相似的稀土元素配分模式,整體輕稀土元素相對富集,重稀土相對虧損,輕重稀土元素分異程度較高;3種類型白云巖的Y/Ho值均較高,全部樣品的Y和多數樣品的La呈顯著正異常,不同類型白云巖δEu值均表現為顯著負異常;泥微晶白云巖δCe值表現為微弱正異常,粉晶白云巖和細中晶白云巖δCe值表現為微弱負異常,這表明其白云石化的流體主要為海源性流體:泥微晶白云巖應為相對開放、低氧化性、低溫度的局限臺地環(huán)境下的產物,粉細晶白云巖應為相對封閉、低還原性、弱—中等水動力條件的潮緣淺灘環(huán)境下的產物,細中晶白云巖應為相對封閉、低還原性、溫度相對較高的潮坪淺灘環(huán)境下的產物。
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(編 輯 雷雁林)