川西地区中二叠统茅口组二段白云岩类型与成因模式

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　　摘要

　　近期，四川盆地中二叠统茅口组白云岩储层勘探不断取得突破，但其白云岩的类型与成因备受争议。以川西地区典型钻井和露头剖面的茅口组二段(茅二段)白云岩为研究对象，基于岩石薄片鉴定、主量/微量元素、碳/氧/锶同位素和稀土元素测定及流体包裹体测温等技术分析，划分出白云岩类型，建立了2类3期白云石化作用模式。研究结果表明：根据产状和结构，川西地区茅二段可分为与灰岩呈层状/斑状伴生的粉晶白云岩、与硅质结核/硅质条带伴生的粉晶白云岩、薄层状粉晶白云岩、中层状细晶白云岩、厚层块状细晶-中晶白云岩和中晶-粗晶白云岩。与灰岩伴生的粉晶白云岩、与硅质伴生的粉晶白云岩和薄层状粉晶白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值处于中二叠世海水范围内，稀土元素具有Ce正异常，流体包裹体均一温度为111.0~136.9℃;相较于同期海水，中层状细晶白云岩、厚层块状细晶-中晶白云岩的δ¹⁸O偏负，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值偏高，稀土元素具有Ce正异常，流体包裹体均一温度为121.9~147.6℃;中晶-粗晶白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O显著偏负，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值显著偏高，稀土元素具有明显Eu正异常，流体包裹体均一温度为153.2~189.2℃。川西地区中二叠统茅二段白云岩为相控型海泡石成岩转化水白云石化作用成因，高能颗粒滩相区是白云石化作用的主要发育区域，不同类型的白云岩形成于海泡石不同成岩转化阶段释放的成岩转化水。前述3类粉晶白云岩形成于海泡石成岩转化初期释放的少量成岩转化水，2类细晶-中晶白云岩形成于海泡石成岩转化高峰期释放的足量成岩转化水，中晶-粗晶白云岩形成于构造-热液活动期受热液改造的成岩转化水。相控型海泡石成岩转化水白云石化作用模式可为茅口组白云岩储层的预测提供参考。

　　关键词

　　川西地区;茅口组;白云石化作用;海泡石成岩转化水;地球化学特征

　　Types and genetic modes of dolomite in the Member 2 of Middle Permian Maokou Formation in western Sichuan Basin

　　Wang Bin¹, Song Jinmin¹, Liu Shugen¹,², Jin Xin¹, Li Zhiwu¹, Ye Yuehao¹, Yang Di¹, Wang Jiarui¹, Wang Junke¹, Deng Haoshuang¹, Guo Jiaxin¹, Luo Ping¹,³

　　1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China;2. Xihua University, Chengdu 610039, China;3. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China

　　Abstract

　　Recent breakthroughs in the exploration of dolomite reservoirs in the Middle Permian Maokou Formation of Sichuan Basin have sparked debates over the types and genesis of the dolomite. This study focuses on the dolomite from typical wells and outcrop sections in the Member 2 of Maokou Formation in western Sichuan Basin. By employing techniques such as rock thin-section identification, major/trace element analysis, carbon/oxygen/strontium isotope measurements, rare earth element (REE) analysis, and fluid inclusion thermometry, the paper classifies the dolomite types in the study area and establishes two categories and three phases of dolomitization modes. The results indicate that based on occurrence and structure, the dolomite in the Member 2 of Maokou Formation in western Sichuan can be classified into silty crystalline dolomite with limestones in laminated/spotty patterns, silty crystalline dolomite with siliceous nodules/bands, thin-layered silty crystalline dolomite, medium-layered fine crystalline dolomite, thick-layered massive fine-medium crystalline dolomite, and medium-coarse crystalline dolomite. For the silty crystalline dolomite with limestone, silty crystalline dolomite with siliceous materials, and thin-layered silty crystalline dolomite, δ¹³C and δ¹⁸O values and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios are consistent with those of the Middle Permian seawater, positive Ce anomalies are observed in REEs, and the fluid inclusion homogenization temperatures are in the range between 111.0℃ and 136.9℃. Compared with seawater in the same stage, medium-layered silty crystalline dolomite and thick-layered massive fine-medium crystalline dolomite display larger negative δ¹⁸O values, higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, and more obvious positive Ce anomalies, and the fluid inclusion homogenization temperatures are in the range of 121.9℃ to 147.6℃. The medium-coarse crystalline dolomite shows more significantly negative δ¹³C and δ¹⁸O values, markedly higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, more obvious positive Eu anomalies, and the fluid inclusion homogenization temperatures are in the range of 153.2℃ to 189.2℃. The dolomite of the Member 2 of Middle Permian Maokou Formation in western Sichuan is originated from dolomitization caused by diagenetic transformation water of the facies-controlled sepiolite, which was mainly developed in high-energy grain shoal facies areas, and different types of dolomite were formed from diagenetic transformation water released by sepiolite at different diagenetic transformation stages. The aforementioned three types of silty crystalline dolomites were formed from minor diagenetic transformation water released during the early stage of sepiolite diagenesis. The two types of fine-medium crystalline dolomites were formed from abundant diagenetic transformation water released during the peak period of sepiolite diagenesis. The medium-coarse crystalline dolomite was formed from diagenetic transformation water altered by hydrothermal activity during tectonic-hydrothermal events. The dolomitization mode caused by diagenetic transformation water of facies-controlled sepiolite provides a reference for predicting dolomite reservoirs in Maokou Formation.

　　Key words

　　western Sichuan Basin;Maokou Formation;dolomitization;diagenetic transformation water of sepiolite;geochemical characteristics

　　引言

　　白云岩储层是极其重要的油气储集层，四川盆地90%以上的碳酸盐岩天然气藏富集于震旦系-二叠系白云岩储层中。近年来，随着勘探的深入，四川盆地中二叠统茅口组白云岩气藏不断取得重大突破，JT1井、MX145井、TS4井、PY1井和PY3井等陆续在茅口组二段(茅二段)白云岩储层中发现高产工业气流，测试产气量均超过(100×10^4 ext{m}^3/ ext{d})，彰显出四川盆地中二叠统茅口组白云岩储层广阔的油气勘探前景。

　　杨雨等和蒋航等研究认为，四川盆地中二叠统茅口组白云岩储层主要为滩相孔隙型储层，普遍发育细晶-中晶白云岩、残余生屑白云岩、硅质白云岩和粗晶白云岩，储集空间以粒间溶孔、晶间孔和晶间溶孔为主。关于白云石化模式的主流观点有以下4种：①混合水白云石化;②玄武岩淋滤白云石化;③埋藏白云石化;④构造-热液白云石化。针对川西地区茅口组白云岩，李双建等和黎霆等研究认为与峨眉山大火成岩省(ELIP)背景下的构造-热液活动相关，白云石化流体为深部热液，受基底断裂控制，白云岩分布具有强烈的非均质性。冯轲等和张景琦等则将其解释为热对流白云石化作用，白云石化流体为热液和受热液改造的海水，其本质上也与构造-热液相关。由于岩性差异和断裂发育程度的不同，当前的白云石化模式对解释白云岩的成因机制和分布规律相对局限，这制约着川西地区中二叠统茅口组白云岩储层的预测和油气勘探部署。

　　海泡石是一种富Si和Mg、贫Al的黏土矿物，主要分布在中国华南板块中二叠统，普遍与硅质、方解石和白云石伴生。四川盆地内海泡石主要发育在茅口组一段(茅一段)灰岩-泥质灰岩韵律层中。苏成鹏等和张宇等研究发现，海泡石在埋藏过程中会向滑石、蒙脱石等矿物发生转化，期间析出大量(Mg^{2+})和(SiO_2)。宋金民等研究认为富(Mg^{2+})成岩流体可以在流体势和层间压力等驱动下向低隆区运移并发生交代白云石化。苏成鹏等和江青春等研究表明，海泡石在转化过程中通常伴有白云石交代方解石的现象。海泡石的成岩转化流体可以较好地解释茅口组白云石化中(Mg^{2+})的来源和动力学机制问题，有望成为解决中二叠统茅口组白云岩储层分布和预测等难题的关键抓手，但目前对其白云石化模式和主控因素尚不清楚。

　　笔者基于川西地区中二叠统茅口组白云岩露头剖面实测和岩心观察结果，结合岩石薄片鉴定、主量/微量元素和稀土元素分析，以及碳/氧/锶同位素测定与流体包裹体测温等手段，恢复了原岩结构，划分出白云岩类型，探讨了白云石化流体的来源，建立了白云岩成因模式，以期为茅口组白云岩储层分布的判定及预测提供依据。

　　1 地质背景

　　川西地区位于四川盆地西部，大地构造上属于上扬子地块西缘，隶属于龙门山山前带，北起米仓山褶皱带，南抵峨眉-瓦山断隆带，西邻松潘-甘孜褶皱带，东与川中古陆隆起带相接[图1(a)]。石炭纪末期，云南运动造成地壳抬升，上扬子地块广泛遭受剥蚀作用，导致大范围的地层缺失和准平原化，古地貌呈现出隆、坳起伏的相对缓坡格局。早-中二叠世发生大规模海侵，沉积了一套由海陆交互相含煤层系到海相碳酸盐岩的地层序列，并超覆于石炭系或下古生界之上，从下到上依次为下二叠统梁山组、中二叠统栖霞组和茅口组。晚二叠世，受东吴运动影响，构造隆升，峨眉山玄武岩大规模喷发，上扬子地台区再次露出水面，局部地区的茅口组顶部遭受不同程度剥蚀，造成中二叠统与上二叠统之间呈不整合接触。

　　茅口组自下而上划分为茅一段、茅二段、茅口组三段(茅三段)和茅口组四段(茅四段)，东吴运动造成川西地区仅残留茅三段及以下地层[图1(b)]。茅一段发育碳酸盐岩中缓坡-外缓坡沉积亚相，水体能量较低，主要发育泥晶灰岩和泥质灰岩。茅二段-茅三段沉积期为持续海退期，由缓坡沉积转变为台地沉积，水体能量升高，主要发育生屑泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩、生屑灰岩和白云岩;川西北部发育台地边缘滩，川西南部发育台洼边缘滩[图1(a)]。白云岩储层主要发育在茅二段，其测井曲线表现为低自然伽马值、低电阻率的特征，声波时差曲线、中子曲线表现出锯齿状升高的趋势[图1(b)]。

　　图1 四川盆地茅二段沉积相及茅口组综合地层特征(据文献[31-32]修改)

　　(注：a图为四川盆地构造位置及茅二段沉积相，标注盆地边界、古陆、研究区、地名、剖面、钻井、断裂及沉积相类型;b图为HS1井茅口组综合地层特征，标注GR-自然伽马、AC-声波时差、RT-地层真电阻率、CNL-中子孔隙度)

　　2 样品与测试方法

　　样品主要采集于ST3井、ST9井、新基姑剖面、新建乡剖面和华蓥山剖面等，共采集灰岩和白云岩岩屑、岩心样品18件，野外露头样品37件，并选取其中海泡石含量较高的泥质灰岩作为海泡石矿物测试的代表样品。用于主量/微量元素和稀土元素测试的样品39件、碳/氧/锶同位素测试的样品43件、流体包裹体测试的样品9件。

　　所有样品经磨片染色后，使用徕卡DM2500P型偏光显微镜观察微观结构，并依据产状和微观特征将研究区的白云岩划分为3种类型：粉晶白云岩、细晶-中晶白云岩和中晶-粗晶白云岩。选取各类代表性样品进行主量/微量元素、碳/氧/锶同位素、流体包裹体和稀土元素分析。

　　其中，主量/微量元素和稀土元素分析在中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室完成。主量元素测试中，Ca、Mg元素采用乙二胺四乙酸络合(EDTA)滴定法测定;Fe、Mn等主量/微量元素和稀土元素则采用电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)测定，实验仪器为Agilent7500a型质谱仪。

　　碳/氧/锶同位素、流体包裹体分析在成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室完成。碳/氧同位素采用磷酸法测定，实验仪器为MAT-252型质谱仪;锶同位素采用Sr特效树脂对样品进行分离提纯，然后通过TRITONPLUS型质谱仪测定;流体包裹体采用均一法测定流体温度，采用冷冻法测定冰点温度并恢复流体盐度，实验仪器为THMSG-600型冷热台。

　　3 岩石学特征

　　3.1 海泡石黏土矿物

　　中二叠统茅一段海泡石黏土矿物在四川盆地内广泛分布，地势低洼区的茅一段沉积厚度较大。川西地区茅一段滩间洼地主要发育泥晶灰岩-泥质灰岩韵律层，其沉积厚度较大，“眼皮”状、“眼球”状构造发育[图2、图3(a)]，泥质灰岩中发育大量海泡石，累计厚度为22.4~34.8m。野外露头可见含海泡石层系发育在茅口组底部，呈层状或似层状产出，局部夹硅质岩[图3(b)]，向上逐渐发育白云岩，构成海泡石-硅质岩-白云岩纵向组合[图3(a)-图3(d)];镜下可见海泡石呈片状、星点状聚集分布在方解石之间[图3(c)]，并伴有白云石交代方解石的现象。

　　图2 新基姑剖面茅口组沉积特征

　　(注：展示剖面分层、层厚、岩性、取样位置及样品编号、沉积微相，标注海泡石发育段和白云岩发育段)

　　| 累计厚度/m | 组 | 段 | 分层 | 层厚/m | 岩性 | 取样位置及样品编号 | 沉积微相 | 备注 |

　　| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |

　　| 190 | 峨眉山玄武岩 | - | 95 | - | - | XJG-94-2、XJC-94-1 | - | - |

　　| 180 | 茅三段 | - | 94 | 14.8 | 岩溶角砾 | - | - | - |

　　| 170 | 茅二段 | - | 93 | 16.8 | - | XJG-93-2、XJC-93-1 | 滩间洼地 | - |

　　| 160 | - | - | 92 | 5.0 | - | XJG-92-1 | - | - |

　　| 150 | - | - | 91 | 16.9 | - | XJG-91-2、XJG-91-1、XJG-90-2 | 生屑滩、滩间洼地 | - |

　　| 130 | - | - | 90 | 13.5 | - | XJC-90-1 | - | - |

　　| 110 | - | - | 88 | 11.0 | - | XJG-89-1、XJG-88-2、XJG-88-1 | 颗粒滩 | 白云岩发育段 |

　　| 100 | - | - | 87 | 6.6 | - | XJG-87-1 | - | - |

　　| 90 | - | - | 86 | 8.4 | - | XJG-86-2、XJG-86-1 | - | - |

　　| 80 | - | - | 85 | 7.0 | - | XJG-85-1 | - | - |

　　| 70 | - | - | 84 | 5.5 | - | XJC-84-7、XJG-84-1 | 生屑滩 | - |

　　| 60 | - | - | 83 | 13.5 | - | XJG-83-2、XJG-83-1 | - | - |

　　| 50 | 茅一段 | - | 82 | 10.7 | - | XJC-82-3、XJC-82-2、XJG-82-1、XJC-81-3、XJG-81-1、XJC-80-2、XJG-80-1、XJC-79-3、XJC-79-1 | - | 海泡石发育段 |

　　| 40 | - | - | 81 | 17.4 | - | - | 滩间洼地 | - |

　　| 30 | - | - | 80 | 10.0 | - | - | - | - |

　　| 20 | - | - | 79 | 5.0 | - | - | - | - |

　　| 10 | - | - | 78 | 10.1 | - | XJC-78-1 | 生屑滩 | - |

　　| 0 | - | - | 77 | 8.0 | - | XJC-77-1 | - | - |

　　| - | 栖霞组 | - | 76 | - | - | - | - | - |

　　3.2 粉晶白云岩

　　粉晶白云岩在新基姑剖面茅二段中-下部较为发育，累计厚度为51.2m。白云石以他形晶为主，表面较污浊，粒径为10~50μm。白云岩中偶见棘皮类、介壳类等化石。根据岩石产状和显微结构可进一步划分为：

　　① 薄层状粉晶白云岩[图3(d)]，其在岩石薄片下可见残余颗粒结构[图3(e)]，颗粒的组成主要为生屑、砂屑和似球粒;

　　② 与灰岩呈斑状/层状伴生的粉晶白云岩[图3(f)]，其在岩石薄片下可见方解石与粉晶白云石伴生;

　　③ 与硅质结核/硅质条带伴生的粉晶白云岩[图3(g)]，其在岩石薄片下可见隐晶质硅质与粉晶白云石呈斑状[图3(h)、图3(i)]。

　　3.3 细晶-中晶白云岩

　　细晶-中晶白云岩在新建乡剖面茅二段下部较为发育，累计厚度为17.2m，宏观上呈中层状[图4(a)]和厚层块状[图4(b)]产出。根据产状与微观结构进一步划分为中层状细晶白云岩[图4(c)]和厚层块状细晶-中晶白云岩[图4(d)]。白云石以他形-半自形晶为主，晶粒呈镶嵌状，粒径为50~250μm，偶见残余颗粒幻影，具轻微雾心亮边结构。岩石发育大量晶间(溶)孔[图4(e)]。

　　3.4 中晶-粗晶白云岩

　　中晶-粗晶白云岩在川西地区钻井及剖面的茅二段中零星发育，累计厚度小于1m。宏观上，中晶-粗晶白云岩呈斑状、块状分布在粉晶-细晶白云岩中，白云石晶粒呈砂糖状[图4(f)]。此类白云岩在岩石薄片下显示主要由中晶-粗晶白云石组成，具有明显的雾心亮边结构[图4(g)];白云石晶粒的粒径多大于250μm，呈自形-半自形或马鞍状，晶面平直，在正交偏光下可见波状消光[图4(h)、图4(i)]，多与缝洞系统伴生，充填于溶蚀孔洞内。

　　图3 川西地区茅一段-茅二段泥质灰岩和粉晶白云岩的宏观/微观特征

　　(注：a图为泥质灰岩韵律层，茅一段露头，新基姑剖面;b图为泥质灰岩夹硅质岩，茅一段露头，新基姑剖面;c图为含海泡石泥质灰岩，茅一段样品XJGS-79-1，新基姑剖面，单偏光;d图为薄层状粉晶白云岩，茅二段露头，新基姑剖面;e图为残余砂屑粉晶白云岩，茅二段样品XJGS-86-1，新基姑剖面，单偏光;f图为与斑状灰岩伴生的粉晶白云岩，茅二段露头，新基姑剖面;g图为硅质结核粉晶白云岩，茅二段露头，新基姑剖面;h图为硅质粉晶白云岩，茅二段样品XJGS-84-1，新基姑剖面，单偏光;i图为硅质粉晶白云岩，茅二段样品XJGS-84-1，新基姑剖面，正交偏光)

　　图4 川西地区茅二段细晶-中晶白云岩和中晶-粗晶白云岩的宏观/微观特征

　　(注：a图为中层状细晶白云岩，茅二段露头，新建乡剖面;b图为厚层块状细晶-中晶白云岩，茅二段露头，新建乡剖面;c图为中层状细晶白云岩，茅二段样品NNM-23-3，新建乡剖面，单偏光;d图为厚层块状细晶-中晶白云岩，茅二段样品NNM-20-2，新建乡剖面，单偏光;e图为细晶-中晶白云岩，茅二段，ST3井7268m，单偏光;f图为砂糖状粗晶白云岩，茅二段露头，新建乡剖面;g图为粗晶白云岩，茅二段样品NNM-25-2，新建乡剖面，单偏光;h图为粗晶白云岩，茅二段样品NNM-30-1，新建乡剖面，单偏光;i图为粗晶白云岩，茅二段样品NNM-30-1，新建乡剖面，正交偏光)

　　4 地球化学特征

　　4.1 主量/微量元素

　　研究区灰岩和白云岩的主量/微量元素测试结果见表1。泥晶灰岩和泥质灰岩具有高Sr、Na、K含量，低Mn、Fe含量的特征(图5)，其Mn/Sr比值低(Mn/Sr<3)，表明基本未受成岩作用影响，较好地保存了原始沉积信息。部分泥质灰岩的Mg/Ca比值较高(0.38~0.43)，由于海泡石矿物富含Mg和Si，因而这部分样品可能与海泡石含量高有关。

　　相较于灰岩，白云岩总体具有低Sr、Na、K含量，高Mn、Fe含量的特征;Mg/Ca比值为0.33~0.61，低于标准白云石的Mg/Ca比值(0.61)，白云石化程度不高;Mn/Sr比值为1.33~9.15，表明埋藏过程中遭受了不同程度的成岩改造作用。

　　表1 茅一段-茅二段灰岩和白云岩的主量/微量元素特征

　　| 岩性 | Mg/Ca | Na/10⁻⁶ | K/10⁻⁶ | Sr/10⁻⁶ | Fe/10⁻⁶ | Mn/10⁻⁶ | Mn/Sr | 样品数 |

　　| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |

　　| 泥晶灰岩 | 0.02~0.12 | 338.1~848.7 | 357.3~2433.2 | 246.8~3115.4 | 91.1~512.7 | 46.5~298.6 | 0.02~0.11 | 5 |

　　| 泥质灰岩 | 0.22~0.43 | 472.8~2114.3 | 297.2~494.1 | 1044.0~1949.0 | 503.6~1098.2 | 23.2~266.4 | 0.02~0.15 | 5 |

　　| 粉晶白云岩 | 与灰岩伴生的粉晶白云岩 | 0.33~0.39 | 174.5~245.8 | 51.6~322.1 | 46.5~87.4 | 1950.8~3893.8 | 132.6~191.3 | 1.52~4.11 | 3 |

　　| | 与硅质伴生的粉晶白云岩 | 0.35~0.40 | 95.9~201.0 | 43.5~137.3 | 39.7~63.2 | 515.1~2064.6 | 68.0~163.3 | 1.71~3.29 | 3 |

　　| | 薄层状粉晶白云岩 | 0.37~0.42 | 148.9~226.4 | 47.9~99.3 | 50.1~80.9 | 2109.3~3486.5 | 22.8~759.6 | 1.33~4.31 | 4 |

　　| 细晶-中晶白云岩 | 中层状细晶白云岩 | 0.36~0.60 | 108.3~202.5 | 33.5~118.1 | 26.4~98.3 | 338.4~1318.2 | 5.7~318.6 | 1.85~7.37 | 7 |

　　| | 厚层块状细晶-中晶白云岩 | 0.38~0.61 | 102.7~294.5 | 23.2~755.5 | 26.2~121.0 | 1026.9~2809.4 | 21.4~528.4 | 2.15~8.78 | 8 |

　　| 中晶-粗晶白云岩 | 0.38~0.58 | 93.2~206.1 | 31.7~416.8 | 53.8~453.1 | 116.0~2793.0 | 16.2~555.8 | 2.54~9.15 | 4 |

　　4.2 碳/氧同位素

　　研究区灰岩、白云岩经Vienna实验室PeeDee Belemnite(VPDB)标样进行标准化后的碳/氧同位素测试结果见表2。泥晶灰岩的δ¹³C为2.54‰~5.08‰，δ¹⁸O为-5.21‰~-3.64‰，泥质灰岩的δ¹³C为2.36‰~3.31‰、δ¹⁸O为-5.58‰~-4.63‰，均处于中二叠世海水范围内(δ¹³C为2‰~6‰，δ¹⁸O为-7‰~-4‰)。

　　整体上看，白云岩的δ¹³C-δ¹⁸O具有正相关特征[图6(a)]，其中，薄层状粉晶白云岩、与硅质伴生的粉晶白云岩、与灰岩伴生的粉晶白云岩在δ¹³C-δ¹⁸O相关性判识图上处于同期海水范围内，与泥晶灰岩相近;中层状细晶白云岩和厚层块状细晶-中晶白云岩的δ¹³C处于同期海水范围，但δ¹⁸O较同期海水偏负;中晶-粗晶白云岩对比同期海水的δ¹³C、δ¹⁸O显著偏负，远小于泥晶灰岩的δ¹³C、δ¹⁸O。

　　4.3 锶同位素

　　研究区灰岩、白云岩的锶同位素测试结果见表2。泥晶灰岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.70694~0.70723，处于中二叠世海水范围内(0.7068~0.7081);泥质灰岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.70699~0.70879，部分样品的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高于同期海水。

　　整体上看，研究区内白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-δ¹⁸O具有负相关特征[图6(b)]，白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值大于峨眉山玄武岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.7045~0.7065)，而小于梁山组砂岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.7120~0.7128)[图6(c)]。其中，薄层状粉晶白云岩、与硅质伴生的粉晶白云岩和与灰岩伴生的粉晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值基本处于同期海水范围内，较泥晶灰岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值偏高;中层状细晶白云岩和厚层块状细晶-中晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值超过同期海水，高于粉晶白云岩;中晶-粗晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值远高于同期海水，部分样品的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值接近梁山组砂岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值。

　　表2 茅一段-茅二段灰岩和白云岩的稳定同位素分析结果

　　| 岩性 | δ¹³C/‰ | δ¹⁸O/‰ | ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr | 样品数 |

　　| --- | --- | --- | --- | --- |

　　| 泥晶灰岩 | 2.54~5.08 / 3.89 | -5.21~-3.64 / -4.72 | 0.70694~0.70723 / 0.70703 | 7 |

　　| 泥质灰岩 | 2.36~3.31 / 2.85 | -5.58~-4.63 / -5.08 | 0.70699~0.70879 / 0.70781 | 6 |

　　| 粉晶白云岩 | 与灰岩伴生的粉晶白云岩 | 3.48~4.16 / 3.74 | -6.24~-4.40 / -5.29 | 0.70780~0.70873 / 0.70831 | 3 |

　　| | 与硅质伴生的粉晶白云岩 | 3.89~4.60 / 4.25 | -5.92~-3.76 / -4.84 | 0.70778~0.70873 / 0.70833 | 3 |

　　| | 薄层状粉晶白云岩 | 4.67~6.53 / 5.73 | -5.24~-4.02 / -4.61 | 0.70759~0.70833 / 0.70934 | 6 |

　　| 细晶-中晶白云岩 | 中层状细晶白云岩 | 2.19~4.57 / 3.78 | -7.95~-6.48 / -7.08 | 0.70894~0.70971 / 0.70915 | 5 |

　　| | 厚层块状细晶-中晶白云岩 | 0.48~2.96 / 1.49 | -8.37~-6.71 / -7.86 | 0.70787~0.71036 / 0.70935 | 9 |

　　| 中晶-粗晶白云岩 | -3.07~-1.10 / -1.89 | -9.24~-7.83 / -8.54 | 0.70977~0.71189 / 0.71088 | 4 |

　　(注：“/”后为平均值)

　　4.4 流体包裹体

　　笔者选取川西地区茅二段白云岩包裹体样品共9件。其中，野外样品6件，其包裹体呈长条状、椭圆状和不规则状，相态以气-液相为主，成群分布;井下样品3件，其包裹体呈椭圆状和不规则状，相态以气-液相为主(图7)。

　　同一类型白云岩的包裹体不论野外露头样品还是井下岩心样品均具有相似的流体温度(表3)，其中，新建乡剖面厚层块状细晶-中晶白云岩中包裹体的平均温度为132.2℃，与ST3井茅二段细晶-中晶白云岩中包裹体的平均温度相近(137.8℃);而新建乡剖面中晶-粗晶白云岩中包裹体的平均温度为164.9℃，ST9井茅二段中晶-粗晶白云岩中包裹体的平均温度为171.2℃，均表现出极高的流体温度。

　　整体上看，研究区白云岩内包裹体的均一温度可分为3个区间：与灰岩伴生的粉晶白云岩、与硅质伴生的粉晶白云岩和薄层状粉晶白云岩的流体包裹体均一温度相对较低，主要分布在120~130℃;中层状细晶白云岩和厚层块状细晶-中晶白云岩的流体包裹体均一温度主要分布在130~140℃;中晶-粗晶白云岩的流体包裹体均一温度较高，主要分布在160~170℃[图8(a)]。白云岩随流体温度的升高白云石化程度增加[图8(b)]。

　　表3 茅二段白云岩的流体包裹体均一温度

　　| 岩石类型 | 来源 | 包裹体形态 | 包裹体相态 | 均一温度/℃ | 盐度/% | 样品数 |

　　| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |

　　| 粉晶白云岩 | 与灰岩伴生的粉晶白云岩 | 新基姑剖面 | 长条状、椭圆状 | 气-液两相 | 119.8~136.9 / 124.2 | 1.78~8.85 / 6.48 | 23 |

　　| | 与硅质伴生的粉晶白云岩 | 新基姑剖面 | 椭圆状 | 气-液两相 | 111.0~125.4 / 120.5 | 3.98~11.55 / 6.97 | 11 |

　　| | 薄层状粉晶白云岩 | 新基姑剖面 | 椭圆状、不规则状 | 气-液两相 | 111.0~137.6 / 121.5 | 4.13~8.59 / 6.36 | 9 |

　　| 细晶-中晶白云岩 | 中层状细晶白云岩 | 新建乡剖面 | 长条状、椭圆状 | 气-液两相 | 121.9~139.4 / 130.7 | 3.98~10.30 / 6.87 | 20 |

　　| | 厚层块状细晶-中晶白云岩 | 新建乡剖面 | 椭圆状、不规则状 | 气-液两相 | 122.4~142.3 / 132.2 | 4.59~9.52 / 6.79 | 20 |

　　| | 细晶-中晶白云岩 | ST3井 | 椭圆状 | 气-液两相 | 133.2~147.6 / 137.8 | - | 12 |

　　| 中晶-粗晶白云岩 | 新建乡剖面 | 椭圆状、不规则状 | 气-液两相 | 155.6~175.6 / 164.9 | 11.43~12.04 / 11.72 | 4 |

　　| | ST9井 | 椭圆状、不规则状 | 气-液两相 | 153.2~189.2 / 171.2 | - | 11 |

　　| 硅质结核 | 新基姑剖面 | 椭圆状 | 气-液两相 | 112.4~142.3 / 125.2 | 3.82~10.81 / 6.85 | 20 |

　　(注：“/”后为平均值)

　　4.5 稀土元素

　　川西地区茅口组灰岩、白云岩的稀土元素经澳大利亚后太古宙页岩(PAAS)标准化后显示，泥晶灰岩具有明显Ce负异常、Y正异常和重稀土元素(HREE)富集等特征，为典型的海水沉积;海泡石含量较低的泥质灰岩的稀土元素配分模式与泥晶灰岩相似，具有弱Eu负异常;海泡石含量较高的泥质灰岩的稀土元素的富集程度较高且曲线形态平坦，与黏土矿物的稀土元素配分模式相似，无明显的海水沉积特征，具有明显Eu负异常[图9(a)]。

　　研究区所有类型白云岩均具有明显Y正异常，但不同类型白云岩的Ce和Eu异常情况存在差异。其中，与灰岩伴生的粉晶白云岩、与硅质伴生的粉晶白云岩和薄层状粉晶白云岩的稀土元素配分模式相似，曲线形态较平坦，具有弱Ce正异常、Eu无异常或负异常[图9(b)]。中层状细晶白云岩和厚层块状细晶-中晶白云岩的稀土元素配分模式相似，表现为轻微的HREE富集，具有弱Ce正异常、弱Eu负异常特征[图9(c)]。中晶-粗晶白云岩的稀土元素配分模式为明显的HREE富集且呈左倾形态，具有明显的Eu正异常[图9(c)]、Ce负异常或弱正异常特征。

　　图5 茅一段-茅二段灰岩和白云岩的主量/微量元素分布特征

　　(注：a图为灰岩和白云岩Na+K含量分布;b图为灰岩和白云岩Mg/Ca-Mn/Sr交会图)

　　图6 茅一段-茅二段灰岩和白云岩的稳定同位素分布特征

　　(注：a图为灰岩和白云岩δ¹³C-δ¹⁸O交会图;b图为灰岩和白云岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-δ¹⁸O交会图;c图为灰岩和白云岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr分布)

　　图7 茅二段白云岩的流体包裹体特征

　　(注：a图为与灰岩伴生的粉晶白云岩，白云石包裹体，茅二段样品XJGS-90-1b，新基姑剖面，单偏光;b图为与硅质伴生的粉晶白云岩，白云石包裹体，茅二段样品XJGS-84-7b，新基姑剖面，单偏光;c图为薄层状粉晶白云岩，白云石包裹体，茅二段样品XJGS-87-1b，新基姑剖面，单偏光;d图为中层状细晶白云岩，白云石包裹体，茅二段样品NNM-23-3b，新建乡剖面，单偏光;e图为厚层块状细晶-中晶白云岩，白云石包裹体，茅二段样品NNM-20-2b，新建乡剖面，单偏光;f图为粗晶白云岩，白云石包裹体，茅二段样品NNM-30-1b，新建乡剖面，单偏光;g图为细晶-中晶白云岩，白云石包裹体，茅二段，ST3井7268m，单偏光;h图为粗晶白云岩，白云石包裹体，茅二段，ST9井7548m，单偏光;i图为与硅质伴生的粉晶白云岩，硅质包裹体，茅二段样品XJGS-84-7b，新基姑剖面，单偏光)

　　图8 茅二段白云岩的包裹体均一温度分布特征

　　(注：a图为包裹体均一温度分布直方图;b图为不同类型白云岩均一温度分布)

　　图9 茅一段-茅二段灰岩和白云岩的稀土元素分布特征

　　(注：a图为海泡石矿物与灰岩的稀土元素配分模式;b图为薄层状粉晶白云岩、与灰岩伴生的粉晶白云岩以及与硅质伴生的粉晶白云岩的稀土元素配分模式;c图为中层状细晶白云岩、厚层块状细晶-中晶白云岩以及中晶-粗晶白云岩的稀土元素配分模式;d图为δCe-δEu交会图)

　　5 白云石化流体来源

　　5.1 粉晶白云岩

　　5.1.1 与泥晶灰岩伴生的粉晶白云岩

　　该类粉晶白云岩与泥晶灰岩呈层状/斑状相伴产出，原岩为生屑灰岩。粉晶白云岩的Na、K含量为(226~568)×10⁻⁶，较泥晶灰岩低[(695.4~1749.6)×10⁻⁶，图5(a)]。根据白云岩中的Na、K含量判断成岩流体的盐度，其流体包裹体的盐度平均为6.48%(表3)，属于中-低盐度，表明白云石化流体并非高盐度卤水。

　　Jacobsen等和黄思静等研究认为，Mg/Ca比值可反映白云石化程度，Mn/Sr比值可评价成岩作用强度。该类粉晶白云岩的Mg/Ca比值为0.33~0.39、Mn/Sr比值为1.52~4.11，比值均较低且二者呈明显的正相关关系[图5(b)]，表明白云石化流体不充足，遭受的成岩作用较弱，但总体反映出随着成岩作用增强白云石化程度增加的特征。

　　此外，根据稀土元素的富集规律可识别成岩环境和流体性质，Ce正异常反映相对还原的成岩环境，Eu正异常则表明成岩时受高温热液影响。该类粉晶白云岩继承了灰岩的Y正异常特征，存在Ce正异常[图9(d)]，表明白云石化作用发生于埋藏还原条件下。碳/氧同位素分析表明，与泥晶灰岩伴生的粉晶白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O与泥晶灰岩的δ¹³C、δ¹⁸O相近[图6(a)]，且无Eu正异常，表明白云石化作用未受热液流体影响。

　　综上分析认为，该类粉晶白云岩为埋藏白云石化的产物，白云石化流体可能与含海泡石层系有关。海泡石在沉积过程中吸附了大量壳源⁸⁷Sr，并且随着埋藏温压升高会阶段性地向滑石成岩阶段转化，在生烃排驱有机酸的过程中会发生溶蚀，其反应式为(Mg_4Si_6O_{15}(OH)_2·6H_2O + 8H^+ o 4Mg^{2+} + 6SiO_2 + 11H_2O)，在转化溶解过程中释放出大量含水(Mg^{2+})和(SiO_2)的成岩转化水。该类粉晶白云岩包裹体的平均温度为124.2℃，已达到海泡石的成岩转化门限，因此海泡石的成岩转化水可以为白云石化作用提供(Mg^{2+})，流体在交代原始灰岩的同时保留了海泡石高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的特征。

　　5.1.2 与硅质伴生的粉晶白云岩

　　该类粉晶白云岩主要与硅质结核/硅质条带相伴产出，成层性较差，原岩为生屑灰岩。粉晶白云岩具有低Na、K含量的特征[(217~299)×10⁻⁶]，流体包裹体为中-低盐度(6.97%);Mg/Ca比值(0.35~0.40)、Mn/Sr比值(1.71~3.29)较低且二者呈正相关，表明白云石化流体不充分，白云石化作用较弱;稀土元素存在Ce正异常，无Eu正异常;粉晶白云岩与泥晶灰岩的δ¹³C、δ¹⁸O相近[图6(a)]，表明白云石化作用发生于埋藏还原环境，未受热液流体影响;粉晶白云岩与泥质灰岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值相近[图6(c)]，表明受壳源⁸⁷Sr输入影响;白云岩中流体包裹体的平均温度为120.5℃，盐度为6.97%，与硅质结核的流体包裹体相近(平均温度为125.2℃，盐度为6.85%)，表明其亦属于埋藏期海泡石成岩转化水的白云石化作用产物，硅质流体来源于同期海泡石成岩转化过程中释放的(SiO_2)。

　　5.1.3 薄层状粉晶白云岩

　　该类粉晶白云岩的成层性较好，呈薄层状产出，原岩为砂屑灰岩。薄层状粉晶白云岩的Na、K含量较低[(224.3~275.2)×10⁻⁶]，流体包裹体为中-低盐度(6.36%);Mg/Ca比值(0.37~0.42)和Mn/Sr比值(1.33~4.31)略高于前述2类粉晶白云岩，表明白云石化作用增强;稀土元素存在Ce正异常，无Eu正异常[图9(d)];粉晶白云岩与泥晶灰岩的δ¹³C相近[图6(a)]，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值受壳源⁸⁷Sr输入影响;白云岩中流体包裹体的平均温度为121.5℃，盐度为6.36%。以上指标与前述2类粉晶白云岩相似，表明其亦属于埋藏期海泡石成岩转化水的白云石化作用产物。不同的是，与前2类粉晶白云岩相比，薄层状粉晶白云岩原岩的水体能量更高，孔渗性更好，宏观上表现为呈薄层状产出。

　　上述3类粉晶白云岩的地球化学特征相似，与埋藏期中成岩阶段A₁-A₂期部分海泡石转化为斯蒂文石(stevensite)过程中释放的成岩转化水有关，但受控于地温差异以及富(Mg^{2+})流体的量和成岩环境的封闭性，这一时期的白云石化程度较低，发生了差异白云石化作用，白云岩多与灰岩、硅质岩伴生，仅在孔渗较好的颗粒滩处发育薄层状粉晶白云岩。

　　5.2 细晶-中晶白云岩

　　5.2.1 中层状细晶白云岩

　　该类白云岩的原始结构保存差，仅局部见残余颗粒幻影。中层状细晶白云岩的Mg/Ca比值(0.36~0.60)和Mn/Sr比值(1.85~7.37)较粉晶白云岩更高，指示白云石化作用和程度加深;Na、K含量较低[(142~309)×10⁻⁶]，流体包裹体为中-低盐度(6.87%);δ¹³C和稀土元素配分模式与粉晶白云岩相近，具有Ce正异常，无Eu正异常[图9(d)]，表明白云石化流体为埋藏期海泡石成岩转化水。

　　相较于泥晶灰岩和粉晶白云岩(图6)，中层状细晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值偏高(0.70894~0.70971)，表明后者对⁸⁷Sr的富集进一步增强。中层状细晶白云岩δ¹⁸O偏负(-7.95‰~-6.48‰)，流体包裹体的平均温度为130.7℃，结合前述分析结果，指示从泥晶灰岩、粉晶白云岩到细晶-中晶白云岩，流体温度不断升高，可能与峨眉地裂运动引起的异常高古地热背景有关。

　　该类白云岩晶体较大，以晶粒结构为主，原岩结构基本没有保存。相较于中层状细晶白云岩，厚层块状细晶-中晶白云岩的Mg/Ca比值(0.38~0.61)和Mn/Sr比值(2.15~8.78)更高，白云石化程度更彻底;δ¹³C和稀土元素配分模式与粉晶白云岩相近，具有Ce正异常，无Eu正异常[图9(d)];δ¹⁸O较粉晶白云岩偏负，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值偏高(0.70787~0.71036);流体包裹体的平均温度为132.2℃，盐度为6.79%。以上指标与前述中层状细晶白云岩相似，流体为同一时期的白云石化流体，但流体的体量和白云石化程度更高。

　　上述2类细晶-中晶白云岩具有相似的地球化学特征，均与在埋藏期中成岩阶段A₂期海泡石转化为斯蒂文石、B₁期斯蒂文石转化为无序滑石过程中释放大量成岩转化水的白云石化作用有关。一方面，流体直接交代原始孔渗性较好的中层-厚层状生屑灰岩或颗粒灰岩;另一方面，峨眉山大火成岩省活动引起的古热流异常高温会导致早期的粉晶白云岩发生重结晶作用。其中，中层状细晶白云岩可能与海泡石转化为斯蒂文石的成岩转化水白云石化作用有关;而厚层块状细晶-中晶白云岩则与斯蒂文石转化为无序滑石的成岩转化水白云石化作用有关。

　　5.3 中晶-粗晶白云岩

　　前人研究认为，茅二段中晶-粗晶白云岩和鞍状白云石的形成与构造-热液叠加改造相关，其发育区通常伴随有大的断裂，流体活动与峨眉地裂运动和印支运动相关。该类白云岩的晶面粗糙，呈“马鞍”状或“镰刀”状，在正交偏光下呈波状消光，具有在高温热液作用下快速生长结晶的典型特征。

　　相较于泥晶灰岩、粉晶白云岩和细晶-中晶白云岩，中晶-粗晶白云岩的Mg/Ca比值(0.38~0.58)、Mn/Sr比值(2.54~9.15)更高，Eu正异常显著，δ¹³C、δ¹⁸O明显偏负[图6(a)]，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值(0.70977~0.71189)显著高于中二叠世海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，接近梁山组碎屑岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值(0.7120~0.7128)[图6(c)]，流体包裹体的平均温度为169.5℃，这些指示流体具有经较强的热液改造后成岩转化流体的特征，且与深部热液相关的幔源轻碳[δ¹³C为-7‰~-5‰(VPDB标准)]和下伏壳源⁸⁷Sr进入白云石化流体有关，表现出典型的热液白云石化流体的地球化学特征。

　　6 白云岩成因模式

　　综合岩石学特征和地球化学特征分析认为，川西地区中二叠统茅二段白云岩主要形成于埋藏期，共发育2类3期白云石化作用：第1类与海泡石成岩转化有关，可划分为2期;第2类与热液改造有关。

　　第1期白云石化作用发生于海泡石成岩转化初期[图11(a)]。白云石的U-Pb同位素年龄为(257±10)Ma[图10(a)]，地层埋深约为1.8km，流体温度为120~130℃，盐度为6.36%~6.97%。该期白云岩的Mg/Ca比值、Mn/Sr比值较低，δ¹³C、δ¹⁸O、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值均处于中二叠世海水范围，具有Ce正异常。随着茅一段海泡石层系开始向斯蒂文石转化并释放出富(Mg^{2+})的成岩转化水，流体在压实排驱作用下通过层面、裂缝和局部高渗带等运移交代邻层灰岩，形成3类粉晶白云岩。由于转化初期释放的成岩转化水较少，白云石化作用对孔渗条件具有选择性：与灰岩伴生的粉晶白云岩和与硅质伴生的粉晶白云岩，其原岩为生屑灰岩，水体能量较低，孔渗性较差，宏观上与泥晶灰岩、硅质结核等相伴产出，成层性较差[图11(a)];薄层状粉晶白云岩的原岩为水体能量较高的砂屑灰岩，孔渗性较好，但受控于成岩转化水的量少，宏观上呈薄层状产出[图11(a)]。

　　图10 茅二段白云岩U-Pb定年及构造-热演化史(据文献[29,53-55]修改)

　　(注：a图为粉晶白云岩U-Pb定年;b图为细晶-中晶白云岩U-Pb定年;c图为中晶-粗晶白云岩U-Pb定年;d图为川西地区H1井构造-热演化史，标注3期白云石化作用对应的时间和温度)

　　第2期白云石化作用发生于海泡石成岩转化高峰期[图11(b)]。白云石的U-Pb同位素年龄为(243.7±5.5)Ma[图10(b)]，埋深约为2.8km，流体温度为130~140℃，盐度为6.79%~6.87%。该期白云岩的Mg/Ca比值、Mn/Sr比值进一步升高，δ¹⁸O较同期海水偏负，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值略高于同期海水，具有Ce正异常特征。随着埋深进一步增加，温压进一步升高，峨眉地裂运动产生的地热异常使得海泡石-斯蒂文石-无序滑石的转化过程趋向高峰，释放出大量富(Mg^{2+})的成岩转化水，流体在压实排驱、流体势和温度势的联合驱动下，运移至茅二段，交代原始高能带的颗粒灰岩，并与粉晶白云岩发生重结晶作用。该期白云石化流体充足，白云石化作用程度较高，形成的白云石晶粒以细晶-中晶为主，主要以中层状细晶白云岩和厚层块状细晶-中晶白云岩产出[图11(b)]。

　　第3期白云石化作用发生于构造-热液活动期[图11(c)]，白云石的U-Pb同位素年龄为(238.9±8.2)Ma[图10(c)]，处于峨眉地裂运动末期，埋深约为3.2km，热液温度为160~170℃。该期白云岩的Mg/Ca比值、Mn/Sr比值高，δ¹³C、δ¹⁸O较同期海水偏负，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高于同期海水，具有明显正Eu异常特征。由于构造运动导致川西地区基底断裂带活化，断裂带沟通了深部地幔，大量岩浆热液上涌提供了充足的异常高的热源，流体在热驱动下对早期白云岩进行热液改造，进一步发生重结晶作用，形成中晶-粗晶白云岩，其中，部分受热液改造后的成岩转化流体充填于溶蚀孔洞中，形成鞍状白云石。

　　图11 川西地区中二叠统茅口组二段白云石化作用模式

　　(注：a图为第1期白云石化作用，展示海泡石转化初期成岩转化水交代灰岩形成粉晶白云岩;b图为第2期白云石化作用，展示海泡石转化高峰期成岩转化水交代灰岩及粉晶白云岩重结晶形成细晶-中晶白云岩;c图为第3期白云石化作用，展示构造-热液改造下成岩转化水进一步改造早期白云岩形成中晶-粗晶白云岩)

　　7 结论

　　(1)川西地区中二叠统茅二段白云岩类型多样，主要发育在茅二段颗粒滩中，多呈层状产出，以粉晶白云岩、细晶-中晶白云岩和中晶-粗晶白云岩为主。根据岩石结构和产状将粉晶白云岩进一步划分为与灰岩呈斑状/层状伴生的粉晶白云岩、与硅质结核/硅质条带伴生的粉晶白云岩和薄层状粉晶白云岩;细晶-中晶白云岩可进一步划分为中层状细晶白云岩和厚层块状细晶-中晶白云岩。

　　(2)川西地区茅二段发育2类3期白云石化作用，第1类与海泡石成岩转化过程中阶段性排出的成岩转化水有关，划分为2期;第2类与热液改造有关。第1期粉晶白云岩形成于(257±10)Ma前，处于海泡石成岩转化初期(中成岩阶段A₁-A₂期)，其碳/氧/锶同位素值与中二叠世海水相似，稀土元素配分模式具有弱Ce正异常特征，流体包裹体均一温度为111.0~136.9℃，白云石化流体为少量的海泡石成岩转化水;第2期细晶-中晶白云岩形成于(243.7±5.5)Ma前，处于海泡石成岩转化高峰期(中成岩阶段A₂-B₁期)，相较于同期海水，其δ¹⁸O偏负、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值偏高，稀土元素配分模式具有弱Ce正异常特征，流体包裹体均一温度为121.9~147.6℃，白云石化流体为充足的成岩转化水;第3期中晶-粗晶白云岩形成于238.9±8.2Ma前，处于构造-热液活动期，相较于同期海水，其δ¹³C、δ¹⁸O显著偏负、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值显著偏高，稀土元素配分模式具有明显Eu正异常特征，流体包裹体均一温度为153.2~189.2℃，白云石化流体为受热液改造的成岩转化水。

　　(3)川西地区茅二段白云石化作用发生于埋藏期，为相控型海泡石成岩转化水白云石化模式。具有良好孔渗条件的颗粒灰岩是白云石化优先交代的场所，富(Mg^{2+})成岩转化水的体量决定了白云岩发育的类型。海泡石成岩转化初期，较少的成岩转化水导致发育的白云岩晶粒较小;海泡石成岩转化高峰期，充足的成岩转化水使得发育的白云岩晶粒较大;峨眉地裂运动伴随的古热流异常升高催化了海泡石的成岩转化，并在热驱动下对早期的白云岩进行热液改造，进一步形成晶粒更粗大的白云岩。

　　(4)海泡石成岩转化水白云石化作用模式丰富了中二叠统白云石化过程的理解，该模式与海泡石的强关联性对于阐释茅口组白云岩的成因和预测分布规律具有重要意义。

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