豹斑灰巖特點及成因研究

前言：本站為你精心整理了豹斑灰巖特點及成因研究范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：郝毅1林良彪2周進高1倪超1張建勇1陳薇1作者單位：1中國石油杭州地質研究院2成都理工大學沉積地質研究院

成因分析

對豹斑形態的成因目前有幾種不同的解釋，有的學者認為云斑狀白云巖可能屬于灰巖中的白云質粒屑，是由異地搬運而來［18］；有的學者認為豹斑灰巖其實是一種碳酸鹽糜棱巖［19］。要想解釋清楚豹斑灰巖的成因，需要解決2個問題。第一個是豹斑灰巖特殊分布形態的原因；第二是白云石化的成因。大多數學者認為，豹斑灰巖的分布形態是與生物活動有關的［20－22］，掘穴生物在半固結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基本就是生物潛穴的形態。筆者認為，在不同地區的不同層位中，類似的現象可能確實存在不同的合理解釋（前面所述的例子主要來自華北地區，層位主要是寒武系和奧陶系，無論從地區上及層位上跟本文研究區還是有很大差別的）。就本研究區的目的層而言，豹斑灰巖分布形態很可能是與棲霞末期的暴露溶蝕作用有關的。野外剖面上可以看到，白云石斑塊的形態與各種小型溶溝、溶斗、溶洞的形態類似（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象的直接證據（圖4）。

對于白云石化成因問題的看法和認識也比較多，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。筆者針對研究區棲霞組豹斑灰巖進行了一些樣品分析，從白云石有序度的研究中我們可以發現（表1），除了豹斑灰巖外，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0．85；而豹斑灰巖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志。前面已經提到，研究區豹斑灰巖的云斑中可以見到宿主灰巖的“俘虜體”，因此，白云石肯定不是在潮坪環境下同生或準同生時期形成的，至少形成于宿主灰巖固結之后。碳氧同位素分析數據也支持豹斑灰巖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＋，白云石晶體結構不斷進行調整，其有序度也會不斷增高［23］。因此，可以推斷研究區豹斑灰巖的云斑應該是在淺埋藏時期形成的。

白云石化流體的運移方向很可能是自下而上的。據前所述，豹斑灰巖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巖的變化，富Mg2＋流體由下而上運移也是合理的。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，白云巖與宿主灰巖之間的界線清晰，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巖或灰質泥巖，具有一定的封堵能力。陰極發光和掃描電鏡顯示，白云石化流體先對前期縫洞系統中垮塌的生屑灰巖進行交代作用，陰極發光實驗中發暗光（圖3－F，H）；后沿顆粒邊緣向著自形晶形態（菱形）生長，陰極發光實驗中發亮紅色光（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作用（圖3－G），陰極發光實驗中幾乎不發光（圖3－H）。掃描電鏡可以明顯地看到，豹斑灰巖局部發育溶蝕孔洞，說明白云石化流體有可能還伴隨著強烈的溶蝕作用（圖3－I）。另外，在豹斑灰巖之下的白云巖地層中見到了一些熱液白云石的證據（圖5），如鞍狀白云石、斑馬紋狀白云石等，從側面說明白云石化流體來源與埋藏熱液可能有著一定的關系。

認識

本文嘗試對豹斑灰巖的特征和成因做出分析，并得出以下初步認識：（1）豹斑灰巖分布形態很可能與棲霞末期的暴露溶蝕作用有關，溶蝕作用產生的縫洞系統控制了豹斑灰巖的分布形態；（2）白云石化作用形成的時間應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，運移方向是由下而上的，由于流體供應有限加上茅口組底部泥質巖封堵等原因，白云石化作用在棲霞組頂部結束；（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。