济阳坳陷古近系沙河街组湖相富有机质页岩白云石成因及成岩演化

摘要

通过岩石学、X衍射全岩成分分析、稳定碳氧同位素组成分析,以及微量元素和稀土元素组成分析,对济阳坳陷古近系沙河街组页岩中白云石的成因进行研究。结果表明,研究区沙河街组湖相富有机质页岩中的白云岩发育规模小,可识别出3种白云石矿物:原生白云石(D1)、准同生白云石(D2)和铁白云石(Ak)。D1具有原生球形白云石的结构,高镁高钙,白云石有序度为0.3~0.5,且普遍具有外缘次生加大现象和内核溶蚀孔共存的特征;D2有序度为0.5~0.7,具有次生加大、高镁高钙和含铁锰元素的特点;Ak具有高有序度(0.7~0.9)、菱形晶、高镁、高钙和高铁的特征。在利用碳氧同位素组成和稀土元素分馏特征佐证泥晶方解石为原生成因的基础上,根据共生白云石和泥晶方解石之间的氧同位素组成分馏方程,计算得到研究区页岩中白云石的形成温度为36.76~45.83℃,属于湖相低温白云石。此外,基于原生和准同生白云石晶体的熟化生长机制,恢复了与研究区沙河街组湖相页岩成岩环境相对应的白云石成岩序列和白云石化作用进程。