川東地區(qū)三疊系飛仙關(guān)組碳酸鹽巖氧、碳同位素組成特征及成巖流體性質(zhì).pdf

1、氧、碳同位素是碳酸鹽巖的重要地球化學(xué)指標(biāo)之一，是沉積和成巖流體信息的重要載體之一。本文在對川東地區(qū)三疊系飛仙關(guān)組碳酸鹽巖的沉積相特征、礦物學(xué)以及巖石學(xué)研究的基礎(chǔ)上，獲得了飛仙關(guān)組碳酸鹽巖的氧、碳同位素組成信息。并以中梁山?jīng)鲲L(fēng)埡剖面成巖蝕變性較弱的灰?guī)r樣品為基礎(chǔ)建立了飛仙關(guān)組灰?guī)r氧、碳同位素演化曲線，嘗試性討論了飛仙關(guān)組灰?guī)r氧同位素及同期海水碳同位素演化的控制因素。在此基礎(chǔ)上將川東北井下飛仙關(guān)組白云巖的氧、碳同位素與同期灰?guī)r（海水）特征進(jìn)

2、行了對比，得到了不同類型白云巖的氧、碳同位素組成特征，結(jié)合鍶同位素以及鍶、錳和鐵微量元素特征反演了白云巖的成巖流體（白云化流體）性質(zhì)，并嘗試性對可能的白云化模式進(jìn)行了推斷。
　　 中梁山?jīng)鲲L(fēng)埡剖面飛仙關(guān)組的灰?guī)r樣品都具有較好的微晶結(jié)構(gòu)或粒屑結(jié)構(gòu)。對成巖蝕變性進(jìn)行評估，剔除Mn/Sr>2的樣品后，剩余灰?guī)r樣品遭受成巖蝕變性相對較弱，對同期海水具有較好的代表性。剩余樣品具有較高的鍶含量，較低的錳含量，平均鍶含量高達(dá)1166ppm，平

3、均錳含量為330ppm。樣品的δ18O值主要集中在-6.5‰左右，上下波動2‰，δ13C值波動較大，分布在-1.67～4.91‰之間。
　　 根據(jù)Mn/Sr<2 樣品的δ18O值和δ13C值建立了飛仙關(guān)組灰?guī)r氧同位素及同期海水碳同位素演化曲線，曲線具有較高的分辨率并且演化的總體趨勢上與目前國際上公布的氧、碳同位素演化曲線具有較好的一致性，證明了所建立曲線的可靠性，同時(shí)也說明全球地質(zhì)事件控制了這些樣品的氧、碳同位素組成及演化。

4、r>　　 早三疊世飛仙關(guān)組灰?guī)r的δ18O值總體上呈上升趨勢，在二疊紀(jì)—三疊紀(jì)界線后的短期內(nèi)出現(xiàn)急劇升高，之后經(jīng)歷了小幅下降而后在飛仙關(guān)中、晚期一直保持小幅持續(xù)上升。認(rèn)為界線附近的δ18O值短期急劇升高與二疊紀(jì)末期發(fā)生在四川盆地廣大地區(qū)的火山噴發(fā)作用造成的高溫海水的急劇冷卻有關(guān)。早三疊世飛仙關(guān)期海水δ13C值存在較大的正漂移，在二疊紀(jì)—三疊紀(jì)界線附近出現(xiàn)了兩次極小值，第二個極小值小于第一個極小值，然后經(jīng)歷多次增長旋回總體上呈上升趨勢，認(rèn)

5、為界線附近的生物大滅絕事件及甲烷泄露事件是極小值出現(xiàn)的直接原因，事件之后環(huán)境改善生物復(fù)蘇是δ13C值升高的主要原因。
　　 川東北地區(qū)飛仙關(guān)組白云巖依據(jù)顯微結(jié)構(gòu)特征可分為三種主要類型：微晶白云巖、原始結(jié)構(gòu)保存粒屑白云巖及結(jié)晶白云巖，且三種類型白云巖自上而下依次分布于向上變淺旋回剖面中。不同類型白云巖的δ18O值均不同程度高于同期灰?guī)r值，δ13C值與海水值具有較好一致性，87Sr/86Sr 也不同程度略高于同期海水，各種類型白云巖

6、均具有很低的錳含量平均值和較低的鐵含量平均值，平均錳含量在100ppm 以下，鐵含量在1000ppm 以下。反映了飛仙關(guān)組白云巖的白云化流體具有高鹽度、類似于海水性質(zhì)的特征，然而不同類型白云巖的氧、碳同位素組成以及鍶同位素組成和錳、鐵元素含量又分別具有不同特征，反映在海源流體作為白云化流體的總體背景下不同類型白云巖具有不同的形成機(jī)制。
　　 微晶白云巖的流體包裹體均一化溫度較低，主要分布在40～42℃之間；原始結(jié)構(gòu)保存粒屑白云巖

7、缺乏可以測溫的兩相包裹體；結(jié)晶白云巖具有較高的流體包裹體均一化溫度，最大頻數(shù)分布在110～130℃之間，且白云石宿主礦物中的包裹體鹽度高達(dá)13.52～15.96％（EqWt，NaCl），明顯高于海水的鹽度。通過礦物氧同位素組成及沉淀溫度反演流體氧同位素組成結(jié)果顯示，微晶白云巖及原始結(jié)構(gòu)保存粒屑白云巖的白云化流體具有與灰?guī)r類似的δ18O值以及與海水類似的鹽度，而結(jié)晶白云巖的白云化流體具有顯著高于灰?guī)r的δ18O值以及顯著高于同期海水的鹽度。

8、與海水非常相近的δ13C值反映從海水中沉積的方解石（或文石）中的碳是這些白云巖（石）主要的碳來源，大多數(shù)白云巖的碳繼承了其先驅(qū)碳酸鹽礦物中的碳。比較而言，微晶白云巖及原始結(jié)構(gòu)保存粒屑白云巖具有相對較高的錳、鐵含量，而結(jié)晶白云巖具有極低的錳、鐵含量。飛仙關(guān)組白云巖的這些地球化學(xué)特征及其與同期灰?guī)r或海水間的差異反映了，微晶白云巖及原始結(jié)構(gòu)保存粒屑白云巖的白云化流體為相對開放系統(tǒng)中的同期海源流體；結(jié)晶白云巖的白云化流體的性質(zhì)為埋藏條件相對封閉