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广西环江凹陷深部岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及古环境意义

董红琪 张庆玉 梁嘉鹏 淡永 梁彬 聂国权 季少聪

董红琪,张庆玉,梁嘉鹏,等. 广西环江凹陷深部岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及古环境意义[J]. 中国岩溶,2022,41(5):838-846, 837 doi: 10.11932/karst20220512
引用本文: 董红琪,张庆玉,梁嘉鹏,等. 广西环江凹陷深部岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及古环境意义[J]. 中国岩溶,2022,41(5):838-846, 837 doi: 10.11932/karst20220512
DONG Hongqi, ZHANG Qingyu, LIANG Jiapeng, DAN Yong, LIANG Bin, NIE Guoquan, JI Shaocong. Carbon and oxygen isotope characteristics and paleoenvironmental significance of deep karst fracture-cave fillings in Huanjiang sag, Guangxi[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2022, 41(5): 838-846, 837. doi: 10.11932/karst20220512
Citation: DONG Hongqi, ZHANG Qingyu, LIANG Jiapeng, DAN Yong, LIANG Bin, NIE Guoquan, JI Shaocong. Carbon and oxygen isotope characteristics and paleoenvironmental significance of deep karst fracture-cave fillings in Huanjiang sag, Guangxi[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2022, 41(5): 838-846, 837. doi: 10.11932/karst20220512

广西环江凹陷深部岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及古环境意义

doi: 10.11932/karst20220512
基金项目: 国家重点研发计划课题(2018YFC0604301);中国地质调查局项目(DD20190562,DD20190723,DD20221658)
详细信息
    作者简介:

    董红琪(1993-)女,博士研究生,助理研究员,主要从事岩溶储层与页岩气地质研究工作。E-mail:donghq@karst.ac.cn

    通讯作者:

    张庆玉(1983-),男,博士,高级工程师,主要从事古岩溶储层与页岩气地质研究工作。E-mail: zhangqingyu@mail.cgs.gov.cn

  • 中图分类号: P618.13;P597

Carbon and oxygen isotope characteristics and paleoenvironmental significance of deep karst fracture-cave fillings in Huanjiang sag, Guangxi

  • 摘要: 深部岩溶是碳酸盐岩地区深部油气资源勘探中不可避免的问题。深部岩溶发育期次的确定是岩溶储层地质的技术难题。广西环江凹陷在页岩气钻井中发现大量深部溶洞且充填物丰富多样,成为深部岩溶发育期次研究的良好素材。文章对HD1-4钻井揭露的深部岩溶缝洞充填物及地表岩溶缝洞充填物进行碳氧同位素分析,揭示出环江地区的4种不同岩溶环境:同生期或准同生期岩溶环境、表生期大气淡水岩溶环境、中浅埋藏岩溶环境、深埋藏或热液岩溶环境,环江地区深部岩溶发育为4期不同岩溶环境叠加的效果,主要受到热液岩溶环境和大气淡水岩溶环境的影响。

     

  • 图  1  广西环江凹陷区域地质图

    Figure  1.  Tectonic location of Huanjiang area (A. Regional geological map of Huanjiang sag, Guangxi; B. Karst geomorphic map of Huanjiang sag, Guangxi)

    图  2  HD1-4岩溶发育特征图

    Figure  2.  Characteristic histogram of karst development of HD1-4

    图  3  岩芯中不同类型充填物生长或充填形态

    注:A、B.溶洞内钙华生长纹,432 m,环地1-4井;C.孔洞内两期生长方解石,一期含紫红色泥,二期具有晶形,环地1-4井,1 723 m;D.花边状生长纹,为两期生长形成花边,第一期纤状,第二期晶粒状,环地1-4井;E.晶形较好的方解石在孔洞内生长,局部染成紫红色,1 090 m,环地1-4井;F.钙化生长,423 m,环地1-4井;G.孔洞内充填渗流泥,232 m,环地1-4井;H.溶洞内充填泥,426 m,环地1-4井;I.大型溶洞底部淤泥,881 m,环地1-2井;J.溶洞内充填方解石及紫红色渗滤泥混合充填,1 132 m,环地1-4井。

    Figure  3.  Growth or filling morphology of different types of fillings in rock cores

    图  4  环江地区石炭系缝洞充填物碳氧同位素交汇图

    Figure  4.  Carbon and oxygen isotope crossplot of karst fracture-cavity fillings in Huanjiang area of Carboniferous system

    表  1  岩溶缝洞充填物分类及碳氧同位素测试结果

    Table  1.   Classification of filling materials in karst fracture-cave and test results of carbon and oxygen isotopes

    分类 序号 样品编号 地层 岩性/产出 采样地点/HD1-4井深/m δ13C(V-PDB)/‰ δ18O(V-PDB)/‰
    大浦组、黄龙组基岩 1 HD015-1 C2d 白云岩 环江猜峒断裂 3.48 −11.51
    2 HD015-4 C2h 白云质灰岩 环江猜峒断裂 2.51 −9.13
    3 HD016-1 C2h 灰岩 环江猜峒断裂 2.50 −8.72
    4 HD1-3B C2d 孔壁白云岩 38 3.24 −8.53
    5 HD1-8B C2d 孔壁白云岩 120 3.34 −7.80
    6 HD1-14 C2d 洞壁白云岩 419 2.48 −11.35
    7 HD1-24A C2d 花边状白云岩 484 3.35 −5.30
    8 HD1-45B C2d 灰质白云岩 1 088 3.02 −8.22
    9 HD1-47B C2d 灰质白云岩 1 131~1 137 1.72 −6.28
    溶蚀孔洞中的白云石 10 HD1-3A C2d 溶孔白云石 38 4.21 −8.90
    11 HD1-8A C2d 溶孔充填方解石 120 −0.94 −12.62
    12 HD1-13 C2d 花斑状溶孔白云石半充填 415 −4.93 −8.80
    13 HD1-25 C2d 白云石半充填溶孔 497 −0.81 −13.50
    断层或裂缝充填白云石 14 HD015-2 C2d 白云石脉 环江猜峒断裂 0.56 −16.36
    15 HD015-3 C2d 白云石脉 环江猜峒断裂 −1.76 −12.03
    16 HD016-2 C2h 裂缝方解石 环江猜峒断裂 −3.11 −10.76
    17 HD1-56 C2d 断层砾石及网状缝方解石充填 1 721 −4.10 −13.94
    18 HD1-57 C2d 断裂充填方解石 1 762 −1.04 −14.29
    19 HD1-58 C2d 方解石 1 840 −2.15 −15.76
    角砾间白云石胶结物 20 HD1-20 C2d 角砾白云石胶结 448 −5.04 −8.34
    孔洞边缘花边1期白云石 21 HD1-24B C2d 花边1期白云石 484 4.10 −7.53
    孔洞边缘花边2期白云石 22 HD1-24C C2d 花边2期白云石 484 2.45 −12.15
    溶洞充填钙质泥混合物 23 HD1-46 C2d 溶洞充填钙质泥 1 091~1 094 −5.20 −11.56
    溶孔充填方解石 24 HD1-45A C2d 溶孔充填方解石 1 088 −4.55 −12.19
    25 HD1-47A C2d 方解石充填 1 131~1 137 −2.93 −16.78
    26 HD1-50 C2d 溶孔方解石充填 1 220 −3.65 −15.81
    27 HD1-51 C2d 溶孔方解石充填 1 224~1 225 −3.80 −15.87
    28 HD1-53 C2d 溶孔方解石 1 258 −1.81 −13.99
    29 HD1-54 C2d 溶孔方解石 1 457 −0.81 −13.93
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    表  2  环江地区晚石炭基岩及缝洞充填物碳氧同位素指示环境

    Table  2.   Carbon and oxygen isotope indicator environment of late Carboniferous bedrock and fracture-cavity fillings in Huanjiang area

    发育期次 形成环境 同位素特征
    δ13C(PDB)/‰ δ18O(PDB)/‰
    同生期或准同生期岩溶环境 1.8~4.2 −4.0~−9.0
    表生期大气淡水岩溶环境 −2.5~−6.0 −8.2~−13.0
    中浅埋藏岩溶环境 −2.0~2.5 −9.0~−13.0
    深埋藏或热液岩溶环境 −4.0~2.0 <−13.0
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  • 收稿日期:  2022-03-02
  • 刊出日期:  2022-12-02

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