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川东南地区茅口组碳酸盐岩储层地球化学特征研究

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摘要

第一章 引言

1.1 选题依据及研究意义

1.2 国内外研究现状与进展

1.2.1 碳酸盐岩储层的研究进展

1.2.2 地球化学方法研究进展

1.2.3 研究区的研究现状

1.3 研究思路、研究内容及技术路线

1.4 完成的工作量

第二章 区域地质概况

2.1 研究区地理位置

2.2 区域地质背景

2.2.1 大地构造背景

2.2.2 构造特征

2.3 沉积演化史

2.4 地层发育特征

第三章 古岩溶储层的岩石学特征

3.1 储集岩石类型

3.1.1 碳酸盐岩

3.1.2 硅质岩

3.2 主要储集空间类型

3.3 成岩环境的确定及相对应的成岩阶段划分

3.3.1 成岩环境的确定

3.3.2 各成岩阶段及相对应的成岩作用

3.4 古岩溶分类及其发育特征

3.4.1 沉积期(层间)岩溶

3.4.2 表生风化期岩溶

3.4.3 埋藏期岩溶

3.4.4 褶皱期(缝洞系统)岩溶

第四章 古岩溶储层的地球化学特征

4.1 样品采集与实验方法

4.1.1 样品采集

4.1.2 实验方法

4.2 成岩流体性质分析

4.2.1 流体包裹体类型

4.2.2 流体包裹体均一温度特征

4.3 与沉积环境有关的同位素地球化学特征

4.3.1 泥晶灰岩的碳氧同位素特征

4.3.2 泥晶灰岩的锶同位素特征

4.4 与成岩环境有关的地球化学特征分析

4.4.1 阴极发光特征

4.4.2 主微量元素特征

4.4.3 碳氧同位素特征

4.5 与古岩溶类型有关的地球化学特征分析

4.5.1 碳同位素特征

4.5.2 锶同位素特征

4.5.3 阴极发光特征

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

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摘要

川东南地区茅口组碳酸盐岩储层为岩溶缝洞型,主要受控于古岩溶,因此利用地球化学方法研究古岩溶储层的成岩环境、流体性质与来源以及古岩溶类型等具有重要价值和经济意义。
  在充分利用前人研究成果的基础上,以川东南地区六条剖面的岩石样品为重点分析对象,运用岩矿测试、同位素测试(C、O和Sr)、电子探针主微量元素数据分析和阴极发光以及流体包裹体测温等测试分析方法,对储层的岩石学和地球化学特征进行了详细研究,取得了以下主要认识:
  (1)茅口组碳酸盐岩类型为泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩、白云质灰岩、砂砾屑灰岩、亮晶生屑灰岩,但绝大部分为泥晶灰岩或泥晶生屑灰岩。茅口组顶部岩溶角砾岩(又称砂砾屑灰岩)较常见,古岩溶十分发育,几乎每个野外露头和岩芯上都能见到。主要储集空间类型为溶蚀裂缝和溶蚀孔洞。
  (2)储层成岩环境为大气水成岩环境、混合水成岩环境和海洋成岩环境。对储层的改造有破坏性的成岩作用为压实压溶和胶结作用,对储层的改造有建设性的成岩作用为白云化和岩溶溶蚀作用,其中以岩溶作用贡献最大,白云化作用不具有普遍性。
  (3)流体包裹体呈零散状或带状排列分布,主要为液相和气相水包裹体,含少量有机包裹体。包裹体均一温度特征显示了四个不同的温度区间范围,说明茅口组可能存在四次流体活动。方解石胶结物的阴极发光图像和不同阴极发光强度下的主微量元素分析,证实了茅口组至少存在三种不同微量元素含量的流体来源。
  (4)不同剖面的茅口组泥晶灰岩的碳、氧和锶同位素特征分析表明,茅口早-中期碳氧和锶同位素基本保持不变,与全球同时期正常碳酸盐岩的碳、氧、锶同位素组成相一致。在茅口晚期,氧同位素的分馏具有多样性,同位素数值变化不明显,碳同位素持续降低,锶同位素比值降低幅度较大。这些特征说明了茅口晚期峨眉山地裂运动和东吴构造运动处于最强烈时期,沉积受到陆源风化的强烈影响,低碳的带入使碳同位素降低,而随着大量玄武岩喷发进入海水,使得海水中的锶同位素比值降低,造成有机质的裂解,使茅口晚期形成的泥晶灰岩的锶同位素比值偏低,碳同位素继续降低。
  (5)对区内不同成岩环境的不同世代的方解石胶结物碳氧同位素特征分析表明,除茅口晚期直接受大气淡水影响区域外,碳同位素低于正常海相平均值时,碳同位素的变化相对不大,氧同位素值变化相对明显。通过氧同位素可以判断出在-7.45‰--10.79‰之间可能均为混合成岩环境。
  (6)茅口组古岩溶类型划分为沉积期(层间)岩溶、风化期(表生)岩溶、埋藏期岩溶和褶皱期岩溶,并且在岩石学和地球化学特征上有明显的差异,可以很好的区分开来。

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