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本文作者：郝毅1林良彪2周進(jìn)高1倪超1張建勇1陳薇1作者單位：1中國石油杭州地質(zhì)研究院2成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院

成因分析

對豹斑形態(tài)的成因目前有幾種不同的解釋，有的學(xué)者認(rèn)為云斑狀白云巖可能屬于灰?guī)r中的白云質(zhì)粒屑，是由異地搬運(yùn)而來［18］；有的學(xué)者認(rèn)為豹斑灰?guī)r其實(shí)是一種碳酸鹽糜棱巖［19］。要想解釋清楚豹斑灰?guī)r的成因，需要解決2個問題。第一個是豹斑灰?guī)r特殊分布形態(tài)的原因；第二是白云石化的成因。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，豹斑灰?guī)r的分布形態(tài)是與生物活動有關(guān)的［20－22］，掘穴生物在半固結(jié)的碳酸鹽沉積物中活動造成潛穴，為后期的白云石化流體提供了通道和存儲空間，也就是說豹斑的分布形態(tài)基本就是生物潛穴的形態(tài)。筆者認(rèn)為，在不同地區(qū)的不同層位中，類似的現(xiàn)象可能確實(shí)存在不同的合理解釋（前面所述的例子主要來自華北地區(qū)，層位主要是寒武系和奧陶系，無論從地區(qū)上及層位上跟本文研究區(qū)還是有很大差別的）。就本研究區(qū)的目的層而言，豹斑灰?guī)r分布形態(tài)很可能是與棲霞末期的暴露溶蝕作用有關(guān)的。野外剖面上可以看到，白云石斑塊的形態(tài)與各種小型溶溝、溶斗、溶洞的形態(tài)類似（圖2－A），這些孔洞可能被垮塌物充填或者半充填后埋藏，為后期的白云石化流體提供了通道和空間；另外，在巖心中也看到過這種溶蝕垮塌現(xiàn)象的直接證據(jù)（圖4）。

對于白云石化成因問題的看法和認(rèn)識也比較多，主要有混合水模式［10］、埋藏模式［20，21］、滲透回流模式［21］、大氣淡水影響［22］等。筆者針對研究區(qū)棲霞組豹斑灰?guī)r進(jìn)行了一些樣品分析，從白云石有序度的研究中我們可以發(fā)現(xiàn)（表1），除了豹斑灰?guī)r外，3口鉆井的棲霞組上部白云巖的白云石有序度都是很高的，為0．8～0．95，平均可達(dá)0．85；而豹斑灰?guī)r中云斑的白云石有序度平均僅有0．49。白云石有序度較低是白云石快速形成的標(biāo)志。前面已經(jīng)提到，研究區(qū)豹斑灰?guī)r的云斑中可以見到宿主灰?guī)r的“俘虜體”，因此，白云石肯定不是在潮坪環(huán)境下同生或準(zhǔn)同生時期形成的，至少形成于宿主灰?guī)r固結(jié)之后。碳氧同位素分析數(shù)據(jù)也支持豹斑灰?guī)r的形成未受到早期大氣淡水作用的影響（δ13C平均為2．57‰，δ18O平均為－4．567‰）。而如果埋藏太深的話，地溫較高，加上地層、孔隙流體參與，Mg2＋會不斷置換Ca2＋，白云石晶體結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行調(diào)整，其有序度也會不斷增高［23］。因此，可以推斷研究區(qū)豹斑灰?guī)r的云斑應(yīng)該是在淺埋藏時期形成的。

白云石化流體的運(yùn)移方向很可能是自下而上的。據(jù)前所述，豹斑灰?guī)r中的白云石形成于成巖之后的淺埋藏期，從縱向剖面來看（圖1），地層由下至上是一個純白云巖到豹斑灰?guī)r的變化，富Mg2＋流體由下而上運(yùn)移也是合理的。薄片下也可以看到白云石化流體具有一定的方向性，有較大的生屑或方解石脈阻擋的時候，白云巖與宿主灰?guī)r之間的界線清晰，否則往往呈過渡狀（圖3－B，E）；而其上覆的茅口組底部往往都是海侵形成的泥質(zhì)巖或灰質(zhì)泥巖，具有一定的封堵能力。陰極發(fā)光和掃描電鏡顯示，白云石化流體先對前期縫洞系統(tǒng)中垮塌的生屑灰?guī)r進(jìn)行交代作用，陰極發(fā)光實(shí)驗(yàn)中發(fā)暗光（圖3－F，H）；后沿顆粒邊緣向著自形晶形態(tài)（菱形）生長，陰極發(fā)光實(shí)驗(yàn)中發(fā)亮紅色光（圖3－F，H）；在白云石形成之后，局部還有一期亮晶方解石的膠結(jié)作用（圖3－G），陰極發(fā)光實(shí)驗(yàn)中幾乎不發(fā)光（圖3－H）。掃描電鏡可以明顯地看到，豹斑灰?guī)r局部發(fā)育溶蝕孔洞，說明白云石化流體有可能還伴隨著強(qiáng)烈的溶蝕作用（圖3－I）。另外，在豹斑灰?guī)r之下的白云巖地層中見到了一些熱液白云石的證據(jù)（圖5），如鞍狀白云石、斑馬紋狀白云石等，從側(cè)面說明白云石化流體來源與埋藏?zé)嵋嚎赡苡兄欢ǖ年P(guān)系。

認(rèn)識

本文嘗試對豹斑灰?guī)r的特征和成因做出分析，并得出以下初步認(rèn)識：（1）豹斑灰?guī)r分布形態(tài)很可能與棲霞末期的暴露溶蝕作用有關(guān)，溶蝕作用產(chǎn)生的縫洞系統(tǒng)控制了豹斑灰?guī)r的分布形態(tài)；（2）白云石化作用形成的時間應(yīng)該是成巖之后的淺埋藏時期；（3）白云石化流體可能與深部熱液有關(guān)，運(yùn)移方向是由下而上的，由于流體供應(yīng)有限加上茅口組底部泥質(zhì)巖封堵等原因，白云石化作用在棲霞組頂部結(jié)束；（4）白云石化流體除了可以形成白云石外，可能還伴隨著一定的溶蝕作用。