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世界上众多大型油气田都发现在构造—热液白云岩中,与构造活动、异常热事件有关的白云岩储层往往具有丰富的天然气资源。在四川盆地中二叠统栖霞—茅口组地层中发育大规模白云岩体,主要集中在川西北、川中和川西南三个地区,具有巨大的勘探潜力。由于峨眉山大火成岩省(ELIP)的作用,四川盆地中二叠统白云岩常被解释为热液白云岩(HTD)。然而白云岩类型多样,且对于各类白云岩形成期次、成岩流体、成因机理、空间分布规律等方面的认识仍存在较大争议。本论文综合利用四川盆地内的典型野外剖面和钻井的岩芯、录井、测井资料以及各类白云岩样品的地球化学测试数据,结合构造背景和沉积演化特征,通过分析和对比不同地区内不同类型白云岩的成因及形成过程,开展四川盆地中二叠统白云岩成因机理研究。通过宏观观察和薄片鉴定,综合多种白云岩分类方案,将四川盆地内中二叠统白云岩归纳总结为四种类型:三种基质白云岩(Md1、Md2和Md3)和白云石胶结物(Cd)。Md1白云岩为微—粉晶原始结构保存的白云岩,在四川盆地内丰度较低。Md2白云岩为细—中晶自形—半自形白云岩,常见雾心亮边特征,原始结构破坏,为丰度最高的类型。根据白云石化程度可进一步分为Md2-A斑状白云质灰岩和Md2-B结晶白云岩。Md3白云岩为中—粗晶它形白云岩,晶面较污浊,波状消光,盆地内丰度较高。Cd白云岩为它形—鞍形白云石胶结物,粗晶以上大小,晶面干净,以孔洞、裂缝充填物形式主要发育在川中和川西南地区。在川西北地区,白云岩呈厚层状分布在栖霞组台缘带内,综合分析认为该地区白云岩以热对流白云石化成因为主。岩石学特征和较为相似的地球化学特征(δ13C值、87Sr/86Sr比值、REE特征以及Mn、Sr含量)表明,Md1白云岩是在准同生期海水中形成的,而Md2、Md3和Cd白云岩是在浅埋期以二叠纪海水为主的成岩流体中形成的,两种白云石化流体都是非热液流体。由较低的δ18O值和较高的流体包裹体均一温度推断出Md2、Md3和Cd白云岩形成于较高温度,这表明ELIP事件为栖霞期碳酸盐岩台地内的白云石化提供了热量。位于台缘带地层中温暖的孔隙水与斜坡外的冷海水之间的温度差异,形成显著的流体势差,导致台地内与外部开阔深海水之间流体快速对流交换,促进了广泛的白云岩体的形成,因此Md2白云岩为侧向开放的热对流白云石化成因。当ELIP进入活跃期时,温度进一步提高,在局部地区形成更高温且更快速的热对流循环,形成以高温热对流白云石化为主的Md3白云岩和Cd白云石胶结物。在川中地区,白云岩主要发育在茅口组中部地层的开阔台地内,且集中在川中基底断裂带周围,综合分析认为该地区白云岩以热对流白云石化和构造—热液白云石化成因为主。与灰岩较为相似的地球化学特征(δ13C值、87Sr/86Sr比值、REE特征以及Mn、Sr含量)表明,Md2白云岩是在浅埋期以二叠纪海水为主的成岩流体中形成的,相对较低的δ18O值和较高的均一温度推断出Md2白云岩形成于较高温度;高87Sr/86Sr比值、Eu正异常、高Mn含量、低δ18O值以及很高的包裹体均一温度和盐度,说明Md3白云岩受构造—热液流体影响严重。Md2白云岩的高温特征表明,其形成亦受到ELIP热事件影响。强烈构造运动使得基底断裂带活化,在地热增温效应下,浅埋藏台地内温暖的孔隙水与顶部较冷海水通过渗透性断层带进行流体交换,顶部较冷海水源源不断吸入地层内,形成断层控制的顶部开放热对流白云岩Md2。ELIP活跃期,大量岩浆热液流体上涌,其热效应进一步促进热液与海水的混合流体热对流循环,在靠近断层处形成构造—热液改造白云岩Md3和Cd胶结物。在川西南地区,白云岩广泛分布在栖霞组和茅口组地层的局限台地内,综合岩石学和地球化学分析,Md1白云岩为准同生期略微蒸发海水的回流渗透白云石化作用形成的。Md2、Md3和Cd白云岩的岩石学和地球化学特征与川中地区相似,Md2白云岩的成岩流体为浅埋藏期被加热的二叠纪海水,Md3白云岩的成岩流体受高温热液严重影响。由于更高靠近ELIP内带,川西南地区遭受到更高程度的地热增温和热液作用。因此,在靠近西侧的台缘带内,Md2白云岩以侧向开放热对流成因为主,在局限台地内Md2白云岩为顶部开放热对流成因。Md3和Cd白云岩为断层控制的构造—热液改造白云岩。综合对比三个地区的白云岩特征及成因模式,Md1白云岩为准同生期回流渗透白云石化成因,Md2白云岩为热对流白云石化成因,Md3白云岩为较高温热对流和构造—热液改造白云石化综合成因。同时,综合对比各项地化指标,从川西南、川中到川西北地区,白云岩形成温度逐渐降低,热液信号逐渐减弱,且台地内部白云岩分布多受高渗透性滩相和基底断裂的综合控制,进一步证实了四川盆地中二叠统白云岩主要为ELIP热事件控制下的产物。此外,热对流白云石化作用应该广泛存在于与异常热事件有关的“构造—热液”白云石化体系内,热对流为白云石化流体大范围流动运移的主要动力,白云岩分布受控于热对流白云石化作用,但该类型白云岩常常因被后期热液特征所覆盖而难以识别。因此,通过本次研究建立与ELIP热事件有关的四川盆地中二叠统白云岩成因模式,希望能够为与异常热事件有关的白云岩的形成过程和分布预测提供有效的指导意见。