文章编号:1004—5716(2003)06—67—04中图分类号:P61文献标识码:A·石油与矿业工程·潜江凹陷潜江组盐湖地层演化与层序发育特征史军,史忠生,刘保军,何胡军,刘刚(中国地质大学,湖北武汉430074)摘要:结合盐湖层序地层分析,在系统测试了潜江凹陷潜江组碳、氧同位素后,对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨,研究结果表明:潜江组内δ13C和δ18O值的变化范围分别是-7.37‰～2.35‰和-6.42‰～0.23‰(PDB)。在低位体系域的初期和高位体系域的末期,由于湖水范围较小,这时如果降雨量小于蒸发量就会有盐岩的沉积,所以其碳、氧同位素的值偏大;而在水进体系域时期,由于湖平面上升,湖水的注入量大于蒸发量,所以这一时期没有盐岩的沉积,碳、氧同位素的值也偏低。然而在对潜江组的潜四段进行研究时,却发现碳、氧同位素的分布不具上述规律。在潜四段盐岩不仅分布于低位体系域的初期和高位体系域的末期,而且在水进体系域中也可见盐岩。作者认为潜江凹陷潜江组可能存在另一种成盐模式—深水事件性成盐。关键词:盐湖;层序地层学;同位素;地球化学;湖平面变化盐湖盆地的石油资源勘探,长期以来一直是国际石油界所密切关注、饶有兴趣的一个研究领域。勘探实践表明,世界上大多盐湖盆地都是含油气区。陆相盐湖盆地的含油气远景,也一直是国内外石油地质界所备受关注的研究方向。盐湖研究逐渐形成一门科学,盐湖沉积学、盐湖地球化学等成为盐湖科学的比较热门的研究方向。但是,目前,在世界上研究程度较高的盐湖油气盆地中,绝大多数都是海相沉积盆地,即关于碳酸盐岩层序地层学的研究较为成熟,而国内外还未见系统的盐湖盆地层序地层学的研究成果,特别是难以发现陆相盐湖盆地层序地层学的研究成果。盐湖盆地的层序地层解释至今缺乏一个比较适用的模式或研究方法,其中的关键是如何识别盐剖面的层序界面以及正确的认识岩盐沉积时的湖平面变化的特征进而确定盐湖的沉积响应模式、层序划分以及进行层序的对比与追踪等。本文将重点探讨碳、氧同位素的演化规律与盐湖层序地层之间的对应关系,从而为层序的划分提供地化方面的依据。1基本理论及原理111基本理论碳为周期表第二周期ⅣA族元素,原子序数6。碳有2个稳定的同位素,它们的质量数和丰度分别是12C98.89%、13C1.11%。自然界13C/12C比值的变化与碳的来源及碳化合物形成的物理化学条件有关。14C为放射性同位素,半衰期为5730a。氧是周期表第二周期ⅥA族元素,原子序数8,它在自然界有3个稳定的同位素,在大洋水中它们的丰度为16O99.763%、17O0.0372%、18O0.1995%。16O和18O的丰度较高,并且质量差别较大,所以在氧同位素地球化学研究中,通常测量的是18O/16O比值,这个比值在自然界的变化约为10%。目前常用它相对于标准的千分差δ18O‰来表示自然界中氧同位素的变化。“标准”在各个实验室有所不同。国际上通用的氧同位素标准之一是“标准平均海洋水(SMOW)”。13C/12C比值用δ13C值表示:δ=[(R样品-R标准)/R标准]×103(‰)或δ=[R样品/R标准-1]×103式中:R样品———样品的某一对同位素之比,如13C/12C或18O/16O;R标准———“标准”样品的同一对同位素之比。“标准”样品被用作国际对比的样品,对氧同位素用SMOW和PDB;SMOW(StandardMeanOceanWater)是标准平均海洋水,PDB是美国南卡罗莱纳州白垩世皮狄组(PeedeeFormation)中的箭石(Belemnite)化石的碳和氧。SMOW标准和PDB标准之间有如下关系:δ18P(PDB)=[δ18O(SMOW)-29.5]/1.0295112基本原理对于一个水体停留时间长、封闭性的湖泊,蒸发作用将对湖水的化学组成起着决定性的作用。随着蒸发作用的增强,较轻的16O和12C优先逸出,造成水体中的18O和13C含量增加,从而使湖水的碳、氧同位素值同步增加,反映在原生碳酸盐岩和氧同位素组分的变化上,两者呈共变趋势。如果以δ18O为横座标、以δ13C为纵座标作散布图,δ18O和δ13C的投点是呈线性相关的。地史中海相碳酸岩δ18O值具有随地质年代变老而明显降低的“同位素年代效应”[1],这可能反映出随地质年代变化,成岩作用加强,导致氧同位素组成变轻。因为碳酸盐岩沉积之后,平衡成岩体系中δ18O在固相中仅需5倍于它自身体积的流体运移便可顺利进行同位素交换作用[2]。同时人们也发现,一定时期...
