东营凹陷超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的成因

摘要

东营凹陷超压顶界面埋深2 200～2 800 m,在深部超压流体影响下,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐矿化作用发育,碳酸盐含量一般在15%～40%。对53块砂岩样品共101个碳酸盐胶结物原位微区电子探针成分数据进行数理统计后发现,碳酸盐矿物主要可分为准同生白云石、方解石与铁白云石3种类型,综合X-衍射、阴极发光等判断其成岩序列为准同生白云石→方解石→铁白云石。根据碳酸盐胶结物成岩流体包裹体观测结果,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的沉淀伴随着超压流体环境,最小古压力系数为1.29～1.62,且沉淀温度明显高于背景温度值,指示与超压热流体侵入有关。结合前人研究成果认为,方解石、铁白云石胶结物的沉淀可能分别与东营组沉积末期、明化镇组沉积以来的超压流体活动有关;同时利用氧同位素地质温度计对上述认识进行了检验,其结果与实际观测值也较为吻合。方解石胶结物的沉淀温度90～120℃,其超压流体的δ18 OSMOW值为零,方解石胶结物的δ18 OPDB值为-16.86‰～-12.29‰;铁白云石胶结物的沉淀温度约110～135℃,其超压流体的δ18 OSMOW值为0.25‰,铁白云石胶结物的δ18 OPDB值介于-12.20‰～-10.20‰。晚成岩阶段碳酸盐胶结物的碳同位素值具有正漂移现象,δ13 CPDB值介于-0.9‰～+3.58‰,说明其主要来源于沙四段湖相碳酸盐岩的溶解—再沉淀作用,有机酸的参与显得相对次要,或者是由于羧酸分子内碳同位素分馏作用的影响。