摘要
四川盆地震旦系灯影组白云岩发育广泛,但由于白云岩沉积时代古老、埋藏深又经历多期成岩改造作用,因此造成川中地区白云岩成岩演化的研究整体较少。通过本次川中震旦系灯影组白云岩成岩时间、成岩温度以及成岩环境的研究,有助于深入认识川中深层白云岩成岩演化特征及成岩演化史。本文以川中地区震旦系灯影组白云岩为研究对象,通过岩心观察、镜下薄片鉴定,对泥晶白云石和充填孔洞缝的不同期次白云石胶结物进行激光原位U-Pb同位素定年和团簇同位素测温,综合研究白云石胶结物的成岩时间和成岩温度;利用泥晶白云石和孔洞缝充填胶结物的碳氧同位素分析白云岩的成岩环境;最终明确了川中深层白云岩成岩演化特征和成岩演化史。主要认识如下: 岩心观察和镜下薄片鉴定明确川中灯影组孔洞缝充填的白云石胶结物的成岩演化序列:细晶白云石-纤维状白云石-叶片状白云石-中粗晶白云石-马鞍状白云石。 泥晶白云石和孔洞缝充填各期胶结物的U-Pb同位素绝对年龄和团簇同位素测温结果显示,认为泥晶白云石的绝对年龄(565Ma~545Ma)与震旦系地层的年龄相当,成岩温度在20~30℃,为早期白云石化的产物,大气淡水是其流体来源;孔洞缝充填的细晶白云石、纤维状白云石、叶片状白云石(500Ma~410Ma)在加里东期形成,成岩温度在50~70℃,是源于海水的浅埋藏成岩阶段;中粗晶白云石(380Ma~250Ma)在晚加里东期-早海西期抬升阶段形成,成岩温度在120~150℃,是源于蒸发热卤水的深埋藏成岩阶段;马鞍状白云石(250Ma~210Ma)受热液作用影响形成于印支运动早期,成岩温度在150~180℃,是源于深部地层富镁的热卤水的深埋藏成岩阶段。 充填孔洞和裂缝中不同期次白云石胶结物的测年和测温结果显示:孔洞的充填作用发生在早加里东期、晚加里东期-早海西期抬升阶段、印支运动期3个阶段,裂缝的充填作用发生在早加里东期和晚加里东-早海西期2个阶段,其中未被胶结充填的孔洞缝可能会变成油气储存的主要空间。以上认识与研究区构造-埋藏史、盆地热演化史的吻合度较高,说明激光原位U-Pb同位素定年技术和团簇同位素测温新技术对判断白云岩的成岩时间、成岩温度和成岩环境具有有效性,也为古老海相碳酸盐岩成岩演化史研究提供了新的方法。