山西興縣關(guān)家崖剖面馬五5亞段核形石灰?guī)r特征及成因

李百?gòu)?qiáng)，王起琮，寧博，王妍，靳程光，石堃，劉佳瑋，趙克里，孟劉，閆佐

（1西安石油大學(xué)；2青海油田公司英東采油廠；3新疆油田公司采油一廠第三采油作業(yè)區(qū)）

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山西興縣關(guān)家崖剖面馬五5亞段核形石灰?guī)r特征及成因

李百?gòu)?qiáng)1，王起琮1，寧博1，王妍1，
靳程光1，石堃1，劉佳瑋1，趙克里2，孟劉3，閆佐1

（1西安石油大學(xué)；2青海油田公司英東采油廠；3新疆油田公司采油一廠第三采油作業(yè)區(qū)）

摘 要在觀察興縣關(guān)家崖野外露頭剖面馬五5亞段核形石灰?guī)r巖性特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了薄片鏡下鑒定，開展了全巖X衍射，主、微量元素，鍶和碳、氧穩(wěn)定同位素及有機(jī)碳分析。研究結(jié)果表明，核形石灰?guī)r形成于開闊海環(huán)境，準(zhǔn)同生階段核形石發(fā)生重結(jié)晶作用，淺埋藏期壓實(shí)作用使巨晶方解石呈鑲嵌接觸并產(chǎn)生壓力雙晶紋；馬五5亞段底部核形石灰?guī)r形成于海平面上升過(guò)程，未受早期淡水溶蝕；馬五5亞段頂部核形石灰?guī)r形成于海平面下降過(guò)程，明顯受早期大氣淡水淋濾與溶蝕作用影響；在中—深埋藏階段受地下熱液影響，在水-巖作用過(guò)程中發(fā)生了同位素交換及有機(jī)質(zhì)成熟及排烴作用。該套核形石灰?guī)r的發(fā)現(xiàn)，明確了馬五5亞段形成于開闊海環(huán)境，這對(duì)于馬家溝組烴源巖的研究具有參考意義。

關(guān)鍵詞核形石；石灰?guī)r；馬家溝組；關(guān)家崖剖面；山西

本文受國(guó)家科技重大專項(xiàng)專題“鄂爾多斯盆地南部奧陶系碳酸鹽巖成巖作用與儲(chǔ)層分布與演化”（編號(hào)：2011ZX05005-004-08HZ）和西安石油大學(xué)全日制碩士研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目“鄂爾多斯盆地馬家溝組馬五5亞段核形石灰?guī)r特征及其成因”（編號(hào)：2014cx130218）共同資助

李百?gòu)?qiáng)：1989年生，西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院在讀碩士研究生。從事沉積學(xué)與儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究。通訊地址：710065陜西省西安市雁塔區(qū)電子二路東段18號(hào)；E-mail：924374439@qq.com

核形石又稱藻灰結(jié)核，由核心和包殼兩部分構(gòu)成，它是分泌黏液的藍(lán)細(xì)菌粘結(jié)周圍碳酸鈣質(zhì)點(diǎn)并圍繞核心加積生長(zhǎng)形成的［1-2］。前人將此類具細(xì)菌粘結(jié)結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖（如核形石灰?guī)r、凝塊石灰?guī)r、疊層石灰?guī)r及藍(lán)細(xì)菌白云巖等）統(tǒng)稱為微生物碳酸鹽巖［3-4］。由于富含有機(jī)質(zhì)并形成于獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境，近年來(lái)微生物碳酸鹽巖逐漸成為地學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)［1，5-7］。筆者最近在山西興縣關(guān)家崖剖面的中奧陶統(tǒng)馬家溝組五段5亞段（以下簡(jiǎn)稱“馬五5亞段”）的頂部和底部發(fā)現(xiàn)了多層核形石灰?guī)r，本文將探討該套核形石灰?guī)r的特征、成因及意義。

1 野外露頭基本情況

興縣關(guān)家崖［8］位于鄂爾多斯盆地中東部晉西撓褶帶（圖1）。關(guān)家崖剖面走向?yàn)楸逼珫|30°（圖2），局部構(gòu)造呈低緩背斜，背斜軸部走向北西—南東向，東北翼較陡（傾角11°～24°），西南翼較緩（傾角3°～6°）。剖面出露馬五段的馬五7—馬五3亞段，總厚度134.4m，背斜核部以下地層為馬五8亞段（未出露），頂部覆蓋石炭系本溪組鋁土巖。

圖1 興縣關(guān)家崖剖面地理位置圖

該剖面馬五5亞段厚28.3m（圖3），頂部為3層總厚度達(dá)1.2m的深灰色核形石灰?guī)r，底部為2層總厚度達(dá)1.2m的淺灰色核形石灰?guī)r，中部則為具有云斑及生物擾動(dòng)構(gòu)造的厚層土黃色白云質(zhì)灰?guī)r夾薄層的淺黃色泥晶白云巖，總厚約25.4m。

圖2 興縣關(guān)家崖奧陶系馬家溝組五段地層實(shí)測(cè)剖面

圖3 興縣關(guān)家崖剖面馬五5亞段巖性綜合柱狀圖

2 核形石灰?guī)r巖相特征

一般根據(jù)核形石的形態(tài)、大小及紋層特征，可將核形石灰?guī)r劃分為橢球狀同心紋層、橢圓狀不規(guī)則紋層、葉狀不連續(xù)紋層及迷霧狀等4類［5，9］。關(guān)家崖剖面核形石灰?guī)r的核形石具扁圓狀紋層結(jié)構(gòu)，故屬于橢球狀同心紋層核形石灰?guī)r。

2.1 巖石礦物組分及結(jié)構(gòu)特征

全巖X衍射分析結(jié)果表明，核形石灰?guī)r皆由方解石構(gòu)成，黏土等其他組分含量極微（＜1﹪）。

巖石具顆粒支撐結(jié)構(gòu)。馬五5亞段頂部的核形石呈橢球狀，長(zhǎng)軸介于6～8cm，由深灰色巨晶方解石構(gòu)成，晶粒直徑介于5～8㎜，核形石之間充填大量白色方解石膠結(jié)物，含量約30﹪（圖4a），膠結(jié)物中可見被溶蝕殘余的巨晶方解石（圖4b），顆粒間灰質(zhì)雜基組分很少。馬五5亞段底部的核形石較頂部的要大，長(zhǎng)軸介于8～10㎝，由淺灰色細(xì)晶方解石構(gòu)成，晶粒直徑介于0.125～0.25㎜，核形石之間的白色方解石膠結(jié)物充填較少，含量約10﹪，有少量灰質(zhì)雜基組分（圖4c）。

2.2 核形石內(nèi)部及微觀結(jié)構(gòu)

核形石由“核心與紋層”構(gòu)成。核心是核形石形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，通常為生物碎屑、內(nèi)碎屑、球粒以及藍(lán)細(xì)菌顆粒；紋層是包裹核心的、由細(xì)菌形成的層狀包殼，在不同沉積環(huán)境中形成的紋層的類型、形狀、厚度、圈層數(shù)目以及紋層連續(xù)程度均會(huì)有所不同。核形石核心的大小和形狀也影響著核形石外部層狀包殼的形狀、大小及圈層數(shù)目，但隨著包殼厚度增加，核心對(duì)其影響程度逐漸減弱［6］。

2.2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖4 興縣關(guān)家崖剖面馬五5亞段核形石灰?guī)r宏觀特征

據(jù)露頭觀察，核形石核心多為深灰色橢球狀顆粒，長(zhǎng)軸約1㎝，經(jīng)鏡下鑒定，它主要由大量藍(lán)細(xì)菌鞘鈣化絲狀體纏繞形成，其外部包殼的紋層構(gòu)造清晰，連續(xù)性好，紋層數(shù)目多，一般約6～10層，總厚度介于2～3㎝，主要成分為暗色方解石?？拷诵问诵牡某跗诤诵问蕶E球狀，隨著核形石變大，短軸方向紋層厚度增加，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻驙詈诵问▓D4d）。核形石內(nèi)、外形態(tài)的變化有可能源于核形石生長(zhǎng)過(guò)程中，其上部向光側(cè)藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)及紋層厚度快速增加，之后在動(dòng)蕩的水體以及重力作用下，藍(lán)細(xì)菌自身纏繞形成的團(tuán)塊不斷發(fā)生旋轉(zhuǎn)，周而往復(fù)直至核形石表面受光均勻，紋層等軸生長(zhǎng)，形成近圓球狀的核形石紋層。

2.2.2 微觀結(jié)構(gòu)

核形石紋層普遍發(fā)生了重結(jié)晶作用，單偏光鏡下可見到方解石巨晶中含大量深灰色藍(lán)細(xì)菌斑點(diǎn)（圖5a1）；在熒光下觀察，發(fā)現(xiàn)紋層中還包含大量發(fā)亮藍(lán)色熒光的、具特征生物結(jié)構(gòu)的藍(lán)細(xì)菌鞘鈣化絲狀體（圖5a2），表明核形石紋層中除藍(lán)細(xì)菌之外，還包含大量其他生物碎屑。在正交偏光鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)巨晶方解石顆粒皆彼此鑲嵌接觸（圖5b），具不同消光角度的晶體大致呈層狀分布（圖5c）。另外，在單偏光和正交偏光鏡下觀察，巨晶方解石普遍發(fā)育明暗相間的壓力雙晶紋；在陰極發(fā)光下巨晶方解石發(fā)弱的橘紅色光，但微裂縫中的膠結(jié)物則發(fā)明亮的橙黃色光（圖5d）。

3 核形石灰?guī)r地球化學(xué)特征

3.1 氧、碳穩(wěn)定同位素特征

氧、碳穩(wěn)定同位素是確定石灰?guī)r沉積、成巖環(huán)境及成因類型的重要指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)正常海水成因的泥晶灰?guī)r具有較高的δ18O和δ13C值，而早期及表生淡水方解石膠結(jié)物具有較低的δ18O和δ13C值，晚期熱液方解石膠結(jié)物呈異常低的δ18O和δ13C值［10］。

圖5 興縣關(guān)家崖剖面馬五5亞段頂部核形石灰?guī)r微觀特征

Allan等［11］根據(jù)大量測(cè)試數(shù)據(jù)確定了奧陶紀(jì)海水方解石膠結(jié)物及化石的δ18O（-6.60‰～-4.00‰）和δ13C（-2.00‰～0.50‰）的分布范圍。與此界限值對(duì)比的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，馬五5亞段的泥晶灰?guī)r及核形石灰?guī)r的δ18O和δ13C普遍偏低（表1），核形石之間的膠結(jié)物具有更低的δ18O和δ13C（圖6）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖受埋藏成巖作用影響較大，為了與富含輕同位素（12C、16O）的地下熱液達(dá)到平衡，水、巖之間發(fā)生離子及同位素交換作用，從而明顯降低了巖石的δ18O和δ13C。

表1 興縣地區(qū)奧陶系馬五5亞段石灰?guī)r樣品地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)

圖6 興縣地區(qū)關(guān)家崖馬五5亞段石灰?guī)r及其膠結(jié)物δ18O和δ13C交會(huì)圖

3.2 鍶含量及其同位素特征

不同沉積和成巖環(huán)境下形成的巖石，其微量元素類型及含量存在明顯差異。海水是碳酸鹽沉積與成巖的主要介質(zhì)，具有富鍶、鈉、鎂而缺乏鐵、錳、鋅等元素的特征［12］。因此海水成因的泥晶灰?guī)r及核形石灰?guī)r都具有類似的特征，表現(xiàn)為由于貧錳而顯示弱的陰極發(fā)光特征。

沉積與成巖體系中的87Sr/86Sr大小與變化，受其中陸源鍶和幔源鍶相對(duì)含量的控制，全球陸源鍶的87Sr/86Sr平均為0.712 000（±0.001 000），幔源鍶的87Sr/86Sr平均為0.703000（±0.001000）［12］。因此，如果沉積與成巖體系中有大量陸源鍶輸入，會(huì)導(dǎo)致87Sr/86Sr明顯升高，而大量幔源鍶輸入，則會(huì)導(dǎo)致87Sr/86Sr明顯降低［13］。

興縣地區(qū)各類石灰?guī)r樣品的鍶含量與87Sr/86Sr散點(diǎn)圖顯示（圖7），正常海水成因的核形石灰?guī)r與泥晶灰?guī)r具有鍶含量高的特征，一般大于100×10-6，而在早期淡水環(huán)境下由去石膏化及去白云石化作用形成的結(jié)晶次生灰?guī)r則含少量的鍶，一般低于100×10-6。

圖7 興縣關(guān)家崖馬五5亞段石灰?guī)r及其方解石膠結(jié)物的鍶含量與87Sr/86Sr交會(huì)圖

馬五5亞段頂部的核形石灰?guī)r87Sr/86Sr為0.709181，明顯高于奧陶紀(jì)海水87Sr/86Sr值（0.708500～0.708 800）［12］，而底部核形石灰?guī)r的87Sr/86Sr為0.708 614，與奧陶紀(jì)海水的87Sr/86Sr基本一致，核形石之間的白色方解石膠結(jié)物的鍶含量偏低（152.690～167.850）×10-6、87Sr/86Sr 為0.709 155，這些數(shù)據(jù)均表明，馬五5亞段頂部的核形石灰?guī)r形成并發(fā)生重結(jié)晶作用之后，在早期大氣淡水或混合水環(huán)境中，個(gè)別核形石被溶解，隨后被膠結(jié)，膠結(jié)物中可見溶蝕殘余組分。而馬五5亞段底部的核形石灰?guī)r形成之后，即進(jìn)入淺埋藏環(huán)境，未受早期地表淡水的影響。

3.3 錳、鐵元素含量與陰極發(fā)光特征

碳酸鹽礦物的陰極發(fā)光強(qiáng)度主要受其中Mn2+和Fe2+含量所控制，Mn2+是陰極發(fā)光的激活劑，而Fe2+是猝滅劑。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Mn2+含量＜20×10-6或Fe2+含量＞10000×10-6時(shí)，碳酸鹽礦物不具有陰極發(fā)光；當(dāng)Mn2+含量介于（20～40）×10-6或Fe2+含量介于（5000～10000）×10-6時(shí)，碳酸鹽礦物具有弱的陰極發(fā)光；當(dāng)Mn2+含量＞40×10-6且Fe2+含量＜5000×10-6時(shí)，若Fe2+/Mn2+＞30，則具弱的陰極發(fā)光；若7＜Fe2+/Mn2+＜30，則具中等強(qiáng)度的陰極發(fā)光；若Fe2+/ Mn2+＜7，則具有強(qiáng)的陰極發(fā)光。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)繪制的模板（圖8），可用于判斷樣品的陰極發(fā)光特征［14］。

圖8 興縣關(guān)家崖馬五5亞段石灰?guī)r及其方解石膠結(jié)物的陰極發(fā)光特征與鐵、錳含量的關(guān)系（據(jù)文獻(xiàn)［14］）

核形石灰?guī)r與正常海水成因的泥晶灰?guī)r的Mn2+含量普遍偏低（＜40×10-6），均處于圖8中的Ⅰ區(qū)和Ⅲ-1區(qū)，陰極發(fā)光強(qiáng)度弱甚至不發(fā)光；核形石之間的方解石膠結(jié)物與去石膏化、去白云石化的次生灰?guī)r，由于受地表淡水的影響，含大量Mn2+（＞40×10-6），雖然Fe2+含量也較高，但未達(dá)到猝滅發(fā)光的含量，故處于模板的中等到強(qiáng)陰極發(fā)光區(qū)域。

3.4 有機(jī)地球化學(xué)特征

細(xì)菌的富集是油氣生成的有利條件［15］。在鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，核形石灰?guī)r中含大量的藍(lán)細(xì)菌以及藍(lán)細(xì)菌鞘鈣化絲狀體，表明具有豐富的有機(jī)質(zhì)。另外，在樣品研磨過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)樣品粉末散發(fā)出濃烈的疑似游離烴氣味，但其有機(jī)碳（TOC）卻偏低，僅介于0.09﹪～0.1﹪。

目前普遍認(rèn)可的泥頁(yè)巖有效烴源巖TOC下限為0.4﹪～0.5﹪；而對(duì)碳酸鹽巖烴源巖的TOC下限則爭(zhēng)議很大，多數(shù)人堅(jiān)持認(rèn)為0.5﹪為下限［16-18］，但也有學(xué)者認(rèn)為由于碳酸鹽巖與泥頁(yè)巖烴源巖存在不同的生、排烴機(jī)制，其TOC下限可以降低到0.05﹪［19-20］。首先碳酸鹽巖吸附烴的能力遠(yuǎn)小于泥頁(yè)巖，因而具有更高的排烴效率；其次碳酸鹽巖屬于源儲(chǔ)共生型巖石，其生、排烴效率高，具更短的油氣運(yùn)移距離及更小的油氣散失量［21］，因此，作者認(rèn)可碳酸鹽巖烴源巖的TOC下限應(yīng)該比泥頁(yè)巖更低，而不應(yīng)將TOC＜0.5﹪作為碳酸鹽巖烴源巖的下限。

霍志鵬等［19］認(rèn)為碳酸鹽巖烴源巖的TOC下限隨有機(jī)質(zhì)成熟度升高而降低，提出未成熟及低成熟階段（Ro＜0.75﹪）的TOC下限為1.41﹪，成熟階段（Ro為0.75﹪～1.30﹪）的TOC下限為0.1﹪～1.41﹪，高、過(guò)成熟階段（Ro＞1.30﹪）碳酸鹽巖有效烴源巖的TOC下限為0.1﹪。大量鏡質(zhì)體反射率測(cè)試數(shù)據(jù)表明，馬家溝組有機(jī)質(zhì)成熟度處于成熟及高成熟階段（Ro為1.60﹪～2.20﹪）［22］，按照上述標(biāo)準(zhǔn)，興縣地區(qū)的核形石灰?guī)r（表1）應(yīng)該屬于有效烴源巖。

在蘇里格地區(qū)東部的巖心觀察中（巖心觀察點(diǎn)的位置見圖1所示），也發(fā)現(xiàn)了與興縣關(guān)家崖剖面馬五5亞段同層位的藍(lán)細(xì)菌成因的凝塊石灰?guī)r，其有機(jī)碳含量介于0.08﹪～0.11﹪。該套廣泛分布于盆地內(nèi)馬五5亞段的頂部和底部的高成熟及低有機(jī)碳含量的核形石灰?guī)r的發(fā)現(xiàn)，可能預(yù)示著這是一套具有較好生烴潛力和較高排烴效率的烴源巖，即使這不是一套起決定作用的烴源巖層，但對(duì)于馬家溝組碳酸鹽巖油氣藏的形成也有著不可忽略的作用。這對(duì)于重新評(píng)價(jià)馬家溝組碳酸鹽巖烴源巖的生烴潛力具有一定的參考意義。

4 核形石灰?guī)r成因

4.1 生態(tài)環(huán)境

在顯微鏡下觀察到的大量細(xì)菌斑點(diǎn)及藍(lán)細(xì)菌鞘鈣化絲狀體，說(shuō)明細(xì)菌是構(gòu)成核形石灰?guī)r主要的微生物類型。劉效曾［15］認(rèn)為構(gòu)成核形石的細(xì)菌通常是一類呈非固著狀態(tài)生長(zhǎng)的藍(lán)細(xì)菌，它對(duì)不同水深、鹽度、溫度具有較強(qiáng)適應(yīng)能力。溫度介于20～35℃、pH值介于7.9～9.5、水深小于20m的近岸極淺水環(huán)境是藍(lán)細(xì)菌大量分布的區(qū)域［15］。興縣關(guān)家崖馬五5亞段沉積相屬于開闊臺(tái)地亞相中的潮坪微相，其水深、鹽度、光照條件適宜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，是適合藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)的有利場(chǎng)所。馬五5亞段核形石灰?guī)r皆由球狀及橢球狀核形石構(gòu)成，表明其形成于動(dòng)蕩的水體，在水體連續(xù)攪動(dòng)的過(guò)程中，藍(lán)細(xì)菌形成的團(tuán)塊受光面均一，圍繞核形石核心不斷生長(zhǎng)纏繞，并捕獲周圍碳酸鹽顆粒形成核形石。

4.2 沉積環(huán)境

馬五5亞段底部核形石灰?guī)r的鍶含量及87Sr/86Sr值與奧陶紀(jì)海水的鍶含量及87Sr/86Sr值一致，鐵、錳含量低，陰極發(fā)光弱或不發(fā)光，表明沉積環(huán)境為正常海水環(huán)境，核形石灰?guī)r形成于海平面持續(xù)不斷的上升過(guò)程，未受大氣淡水影響；而馬五5亞段頂部的核形石灰?guī)r的鍶含量與奧陶紀(jì)海水的鍶含量一致，鐵、錳含量較低，陰極發(fā)光弱，但其87Sr/86Sr值則高于奧陶紀(jì)海水的87Sr/86Sr值，表明該核形石灰?guī)r形成于正常海水環(huán)境，但在海平面下降過(guò)程中，明顯受到早期大氣淡水的影響；核形石之間的方解石膠結(jié)物的鍶含量低，87Sr/86Sr值高于奧陶紀(jì)海水的87Sr/86Sr值，鐵、錳含量較高，處于強(qiáng)陰極發(fā)光區(qū)域，δ13C明顯偏低，表明該方解石膠結(jié)物屬于淡水成因。

4.3 成巖作用

巨晶方解石之間的鑲嵌結(jié)構(gòu)和普遍發(fā)育的壓力雙晶紋，以及膠結(jié)物中包裹的巨晶方解石殘余等現(xiàn)象，均表明核形石的重結(jié)晶作用發(fā)生于準(zhǔn)同生階段。頂部核形石灰?guī)r具有巨晶結(jié)構(gòu)、膠結(jié)物含量高、核形石溶蝕作用明顯等特征，表明淡水及混合水環(huán)境進(jìn)一步促進(jìn)了核形石灰?guī)r的重結(jié)晶作用；進(jìn)入淺埋藏環(huán)境之后，在壓實(shí)作用下，巨晶方解石產(chǎn)生一系列壓力雙晶紋，這表明重結(jié)晶作用發(fā)生在壓實(shí)作用之前；而且，明顯偏低的碳、氧穩(wěn)定同位素測(cè)試數(shù)據(jù)表明，進(jìn)入中—深埋藏環(huán)境之后，包括核形石灰?guī)r在內(nèi)的所有地層，普遍受到了來(lái)自于埋藏環(huán)境的地下熱液影響，水-巖體系在達(dá)到再平衡的過(guò)程中，發(fā)生了離子及同位素交換，同時(shí)伴隨著有機(jī)質(zhì)的成熟以及烴類的排出。

5 結(jié) 論

（1）興縣關(guān)家崖馬五5亞段頂部核形石灰?guī)r的核形石團(tuán)塊較小，呈橢球狀，重結(jié)晶作用較強(qiáng)，主要由深灰色巨晶方解石組成，核形石團(tuán)塊之間的白色方解石膠結(jié)物含量較高；底部核形石灰?guī)r的核形石團(tuán)塊較大，重結(jié)晶作用較弱，由淺灰色細(xì)晶方解石組成，核形石團(tuán)塊之間的方解石膠結(jié)物含量少。

（2）各類地化數(shù)據(jù)表明，核形石灰?guī)r形成于開闊海環(huán)境，而核形石之間的方解石膠結(jié)物可能形成于混合水環(huán)境，頂部核形石灰?guī)r遭受早期大氣淡水淋濾作用較強(qiáng)，而底部核形石灰?guī)r受大氣淡水影響很小。

（3）研究區(qū)核形石灰?guī)r的重結(jié)晶作用發(fā)生于準(zhǔn)同生階段，早期大氣淡水及混合水的溶蝕淋濾使重結(jié)晶作用進(jìn)一步加強(qiáng)，大量核形石出現(xiàn)了溶蝕殘余現(xiàn)象并伴有白色方解石膠結(jié)物的形成；進(jìn)入淺埋藏期后，壓實(shí)作用使巨晶方解石產(chǎn)生了一系列壓力雙晶紋；到達(dá)中—深埋藏階段時(shí)，核形石普遍受到了來(lái)自地下熱液的影響，發(fā)生了同位素交換，并伴隨有機(jī)質(zhì)的成熟及烴類的排出。

（4）基于碳酸鹽巖烴源巖生排烴的獨(dú)特性及其TOC下限評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推測(cè)極富藍(lán)細(xì)菌有機(jī)質(zhì)的馬五5亞段核形石灰?guī)r可能是一套良好的烴源巖，即使不是起決定作用的烴源巖層，但其對(duì)于馬家溝組油氣藏形成的貢獻(xiàn)也是不應(yīng)忽視的。

參考文獻(xiàn)

［1］楊玉芳，鐘建華，曾石岐，等.松遼盆地早白堊世青山口組核形石的特征及其環(huán)境意義［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，83（4）: 558-569.

［2］賀自愛(ài).藻灰結(jié)核分類及其成因［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1982，3（1）: 41-48.

［3］ Riding R. Microbial carbonates: The geological record of calcified bacterial-algal mats and biofilms［J］. Sedimentology，2000，47 （S1）: 179-214.

［4］梅冥相.微生物碳酸鹽巖分類體系的修訂:對(duì)灰?guī)r成因結(jié)構(gòu)分類體系的補(bǔ)充［J］.地學(xué)前緣，2007，14（5）: 222-233.

［5］楊仁超，樊愛(ài)萍，韓作振，等.核形石研究現(xiàn)狀與展望［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2011，26（5）: 465-474.

［6］徐錦龍，洪天求，賈志海，等.四川江油馬角壩地區(qū)船山組核形石基本特征及其環(huán)境意義［J］.沉積學(xué)報(bào)，2013，31（1）: 1-10.

［7］代明月，齊永安，常玉光，等.河南登封地區(qū)寒武系第三統(tǒng)饅頭組二段中的核形石及其意義［J］.沉積學(xué)報(bào)，2014，32（3）: 410-417.

［8］王寶清.山西省興縣奧陶系馬家溝組頂部的沉積期后作用［J］.地質(zhì)論評(píng)，1996，42（增刊）: 215-221.

［9］Védrine S，Strasser A，Hug W. Oncoid growth and distribution controlled by sea-level fluctuations and climate（Late Oxfordian，Swiss Jura Mountains）［J］. Facies，2007，53（4）: 535-552.

［10］王起琮，宮旋，肖玲.鄂爾多斯盆地下古生界石灰?guī)r巖相及碳、氧穩(wěn)定同位素特征［J］.沉積學(xué)報(bào)，2013，31（4）: 580-589.

［11］Allan J R，Wiggins W D. Dolomite reservoirs: Geochemical techniques for evaluating origin and distribution（AAPG Continuing Education Course Note Series No.36）［M］. Tulsa: AAPG，1993: 36-129.

［12］黃思靜.碳酸鹽巖的成巖作用［M］.北京:地質(zhì)出版社，2010: 111-207.

［13］Palmer M R，Edmond J M. The strontium isotope budget of the modern ocean［J］. Earth and Planetary Science Letters，1989，92 （1）: 11-26.

［14］黃思靜.碳酸鹽巖礦物的陰極發(fā)光性與其Fe，Mn含量的關(guān)系［J］.礦物巖石，1992，12（4）: 74-79.

［15］劉效曾.川西北中三疊統(tǒng)隱藻類碳酸鹽巖特征及其環(huán)境意義［J］.沉積學(xué)報(bào)，1983，1（3）: 79-87.

［16］ 梁狄剛，張水昌，張寶民，等.從塔里木盆地看中國(guó)海相生油問(wèn)題［J］.地學(xué)前緣，2000，7（4）: 534-545.

［17］夏新宇，戴金星.碳酸鹽巖生烴指標(biāo)及生烴量評(píng)價(jià)的新認(rèn)識(shí)［J］.石油學(xué)報(bào)，2000，21（4）: 36-41.

［18］張水昌，梁狄剛，張大江.關(guān)于古生界烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［J］.石油勘探與開發(fā)，2002，29（2）: 8-12.

［19］ 霍志鵬，龐雄奇，張寶收，等.低豐度碳酸鹽巖有效烴源巖存在的證據(jù)及其TOC下限［J］.地質(zhì)論評(píng)，2013，59（6）: 1165 -1176.

［20］ 龐雄奇，李倩文，陳?ài)`發(fā)，等.含油氣盆地深部高過(guò)成熟烴源巖古TOC恢復(fù)方法及其應(yīng)用［J］.古地理學(xué)報(bào)，2014，16 （6）: 769-789.

［21］ 秦建中，劉寶泉，國(guó)建英，等.關(guān)于碳酸鹽烴源巖的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2004，26（3）: 281-286.

［22］賈蓉芬，劉德漢.鄂爾多斯盆地下古生界海相碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)分布特征及其對(duì)氣田形成的意義［J］.海相油氣地質(zhì)，2000，5（1/2）: 29-34.

編輯：趙國(guó)憲，黃革萍

Li Baiqiang：Master degree in progress at Xi′an Petroleum University. Add：Xi'an Petroleum University，Dong-18 Dianzi Er Rd.，Xi'an，Shanxi，710065，China

機(jī)理·模式

Characteristics and Genesis of Middle Ordovician Majiagou Submember-55Oncolitic Limestone at Guanjiaya Outcrop in Xingxian，Shanxi

Li Baiqiang，Wang Qicong，Ning Bo，Wang Yan，Jin Chengguang，Shi Kun，Liu Jiawei，Zhao Keli，Meng Liu，Yan Zuo

Abstract：Several layers of oncolitic limestone that are subordinate to Middle Ordovician Majiagou Submember -55are discovered at Guanjiaya outcrop in Xingxian area，Ordos Basin. Based on the outcrop observation and microscopic thin-section identification to lithologic characteristics of the oncolitic limestone，some experimental analysis of outcrop samples were carried out，including whole rock X-ray diffraction，major and trace elements，C，O and Sr stable isotopes and organic carbon. It is indicated that the oncolitic limestone formed in tidal flat environment in open sea，and recrystallization of oncolite took place in the penecontemporaneous stage. Megacrystalline calcites presented mosaic contact under compaction and pressuring twin-crystal lamellae formed in shallow burial stage. The oncolitic limestone at the bottom of Submember-55，which formed during sea level rising，was not affected by early freshwater leaching and corrosion. Otherwise，the oncolitic limestone on the uppermost，which formed during sea level falling，was evidently affected by the leaching and corrosion. Led by underground hydrotherm，isotope exchange，organic maturation and hydrocarbon expulsion took place in water-rock interaction during the moderate-deep burial stage. The discovery of this set of oncolitic limestone makes it clear that the Majiagou Submember-55limestone formed in the environment of open sea，which can provide important reference for the research of Ordovician Majiagou source rock.

Key words：Middle Ordovician；Oncolite；Limestone；Lithologic characteristics；Petrogenesis；Majiagou Fm.；Guanjiaya outcrop；Shanxi；Ordos Basin

中圖分類號(hào)：TE122.1+13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-9854.2016.02.007

文章編號(hào)：1672-9854（2016）-02-0057-08

收稿日期：2015-08-12；改回日期：2015-12-05