四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組白云石化海相流體的地球化學依據

李小寧 黃思靜 黃可可 袁 桃 鐘怡江

“油氣藏地質及開發(fā)工程”國家重點實驗室·成都理工大學

四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組白云石化海相流體的地球化學依據

李小寧 黃思靜 黃可可 袁 桃 鐘怡江

“油氣藏地質及開發(fā)工程”國家重點實驗室·成都理工大學

李小寧等.四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組白云石化海相流體的地球化學依據. 天然氣工業(yè)，2016, 36(10): 35-45.

四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組是油氣勘探的重點層位，為探究其白云石化流體的性質和來源，基于巖石學研究成果，對該區(qū)棲霞組的宿主方解石和不同類型的白云石進行了稀土元素地球化學特征分析。結果表明：①宿主方解石、他形白云石和鞍形白云石具有低的稀土元素含量，且Sc、Ti、Zr、Hf等元素的含量顯著低于陸源碎屑沉積物中這些元素的含量，表明棲霞組碳酸鹽巖未受陸源碎屑物質影響；②他形白云石和鞍形白云石具有輕稀土虧損、重稀土富集、La正異常、Ce虧損、Gd富集、顯著的Y異常、Eu弱虧損和相似的REE+Y配分曲線，類似于宿主方解石的稀土元素地球化學特征，這些特征表明他形白云石和鞍形白云石的白云石化流體主要來源于地層中的海水或海源流體；③個別鞍形白云石樣品微弱的Eu正異常及較高的包裹體均一化溫度表明，棲霞組受到與峨眉山大火成巖省有關的熱事件影響，但熱液流體對白云石形成的影響程度相對有限，可能更多的是熱事件的溫度傳導效應使得棲霞組的宿主方解石克服了白云石形成的動力學屏障。結論認為：高溫僅是棲霞組宿主方解石白云石化的誘導因素，而白云石化流體仍然主要來源于地層中的海水或者海源流體。

四川盆地 他形白云石 鞍形白云石 稀土元素 白云石化流體 峨眉山大火成巖省 海水 海源流體

四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組白云巖成因研究有近30年歷史，取得了很多有價值的研究成果。目前更多的學者傾向于將普遍發(fā)育的斑塊狀云巖或砂糖狀白云巖和孔洞縫中充填的鞍形白云石籠統(tǒng)解釋為與峨眉山大火成巖省活動有關的熱液成因[1-3]，而這2種巖石類型具有明顯不同的特征，例如斑塊狀云巖或砂糖狀白云巖是交代成因的，而鞍形白云石充填物多為流體直接沉淀的產物，兩者的白云化模式是否具有相同的水文驅動機制和流體性質有待于明確。同時，與峨眉山大火成巖省噴發(fā)有關的熱事件僅僅是棲霞組白云石形成的誘導條件，還是直接提供了白云石形成的母液？這些問題值得進一步深入探討。鑒于目前運用稀土元素方法來詳細研究四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組白云石化流體性質的成果較少[1,3]，筆者在詳細劃分巖石類型的基礎上，結合不同類型樣品的稀土元素地球化學特征，探討了該盆地棲霞組的白云石化流體來源，以期為油氣勘探提供基礎資料和理論依據。

1 區(qū)域地質背景

四川盆地是一個多旋回海陸相疊合盆地，其中二疊系因峨眉山玄武巖噴發(fā)、顯生宙以來最大規(guī)模生物滅絕事件和碳埋藏量最高階段而受到了廣泛關注。中二疊統(tǒng)棲霞組是全球石炭紀—二疊紀冰期極地冰蓋逐漸消融、全球大規(guī)模海侵背景下形成的一套特殊的碳酸鹽巖地層[4-5]。棲霞組底部是一套深灰—灰黑色的含生屑泥微晶灰?guī)r，上部主要為淺灰—灰白色亮晶生屑灰?guī)r，含生屑細粉晶灰?guī)r[6]，石灰?guī)r局部白云巖化，與下伏下二疊統(tǒng)梁山組的含煤系碎屑巖和上覆中二疊統(tǒng)茅口組的碳酸鹽巖均為整合接觸，整體上為緩坡—臺地相[7]。晚二疊世峨眉山玄武巖大規(guī)模覆蓋于茅口組之上，當時棲霞組處于淺埋藏階段，峨眉山玄武巖噴發(fā)有關熱事件可能對棲霞組的成巖演化和水/巖相互作用產生重要影響。

2 樣品采集和實驗方法

研究區(qū)位于四川盆地北部，樣品采集于四川省廣元市旺蒼縣雙匯鎮(zhèn)斑竹林剖面和巴中市南江縣橋亭剖面（圖1）。斑竹林剖面實測厚度為114.5 m，橋亭剖面實測厚度為87 m，2個剖面的白云巖樣品均分布在棲霞組二段，同時該段常常發(fā)育孔洞縫。研究區(qū)棲霞組地層出露完整，是研究中二疊統(tǒng)棲霞組碳酸鹽巖的理想地區(qū)。

圖1 四川盆地棲霞組沉積相[8]及研究區(qū)位置簡圖

薄片分析和陰極發(fā)光分析在成都理工大學“油

氣藏地質及開發(fā)工程”國家重點實驗室完成，薄片觀察前先用茜素紅染色劑進行染色，確認顯微鏡下的方解石和白云石，觀察巖石組構。陰極發(fā)光分析采用CL8200MK5陰極發(fā)光儀和Leica偏光顯微鏡，測試條件為電壓12 kV，束電流300 μA，曝光時間為8 s。在薄片觀察的基礎上，進一步選擇樣品進行稀土元素分析。粉末樣品對應普通薄片特定區(qū)域進行微鉆取樣，以確保樣品的純度，然后在瑪瑙研缽中磨制到200目，稀土元素測試在中國科學院海洋研究所分析與檢測中心完成。

3 分析結果

3.1 巖石學特征

研究區(qū)棲霞組以海相石灰?guī)r沉積為主，中上部局部白云石化，發(fā)育晶洞和構造裂縫（圖2）。白云石化是該區(qū)棲霞組海相石灰?guī)r成巖演化中最重要的成巖作用之一，也是該層位成為有利儲層的關鍵因素。根據樣品的鏡下顯微特征，筆者按照礦物和賦存方式將樣品分為以下3種類型：宿主方解石、他形白云石和鞍形白云石。

3.1.1 宿主方解石

宿主方解石是構成宿主灰?guī)r的主要礦物成分。富含宿主方解石的宿主灰?guī)r在野外露頭上呈深灰色—黑灰色，巖性主要為含生屑似球粒微晶灰?guī)r和生屑微晶灰?guī)r（圖3-a），似球粒是生屑泥晶化作用形成的，是海水潛流環(huán)境中泥質由外向內不斷向生屑顆粒內部侵蝕的結果[9]。似球粒主要分布在棲霞組二段上部，與廣元上寺剖面棲霞組發(fā)育的似球?；?guī)r段類似[10]，生屑主要有有孔蟲、介形蟲、棘皮、海膽、

腕足、雙殼等生物，顆粒之間填隙物多以泥微晶為主，也見亮晶方解石膠結。在陰極發(fā)光下，宿主方解石呈昏暗的褐紅色發(fā)光（圖3-b），說明宿主方解石較好地保存了海水的低鐵、錳特征。

圖2 地層綜合柱狀圖

圖3 斑竹林剖面和橋亭剖面不同巖石類型的顯微特征圖

3.1.2 他形白云石

他形白云石是棲霞組最主要的白云石類型，富含他形白云石的樣品在手標本上肉眼觀察形似砂糖也被稱為砂糖狀白云巖。他形白云石呈非平直晶面他形晶，晶體緊密鑲嵌堆積，粒徑主要分布在0.15～0.50 mm，交代宿主方解石形成，交代作用徹底，宿主方解石的原始結構幾乎不保存（圖3-c、3-d），生物的殼體往往沒有白云石化，顯示組構選擇性白云石化的特征，他形白云石具有微弱的溶解特征，溶解形成的孔隙呈不規(guī)則形狀，一些孔隙中仍然保存著白云石的溶解殘晶，部分孔洞和裂縫被后期的鞍形白云石和方解石充填。他形白云石具有中等的暗紅色發(fā)光（圖3-e），類似于宿主方解石的陰極發(fā)光特征，表明他形白云石的白云石化流體是以海水為主。

3.1.3 鞍形白云石

鞍形白云石常常作為膠結物充填在晶洞或者裂縫中，晶體呈非平直晶面鞍形晶（圖3-d、3-f、3-h），表面粗糙，因弧形晶面和晶格缺陷而波狀消光（圖3f、3-h），晶體粒徑一般都大于500 μm，個別晶體可以達到數毫米，去白云石化往往沿著晶體的解理或者邊界。陰極發(fā)光下絕大部分鞍形白云石和他形白云石具有類似的發(fā)光（圖3-e），個別鞍形白云石的邊緣具有明亮的橘紅色發(fā)光，呈明暗相間的環(huán)帶狀結構，勾勒出鞍形白云石的弧形晶面（圖3-g、3-i）。

環(huán)帶狀結構可能是由于鞍形白云石沉淀時具有較高且變化的錳、鐵含量導致的。

3.2 REE地球化學特征

稀土元素獨特的地球化學特性使其記載了成巖流體以及成巖環(huán)境的信息。因而分析白云石的REE特征是了解白云石的成巖流體及成因的重要窗口。由于Y的離子半徑與重稀土元素的離子半徑相似，化學行為相近，且在自然界中往往緊密共生。因此將Y元素作為重稀土元素放在Dy和Ho之間進行討論。自然界的大多數白云石是交代方解石形成的，筆者在研究白云石的同時也分析了一部分宿主方解石的REE特征，用來對比白云石和宿主方解石的成巖流體之間的關系。文中利用Mclennan發(fā)表的后太古代澳大利亞頁巖（PAAS）的稀土元素含量對31組REE數據進行了標準化處理[11]。測試結果列于表1和表2中，各類樣品具有如下的特征：

表1 橋亭剖面棲霞組碳酸鹽巖微量元素及REE分析結果表

表2 斑竹林剖面棲霞組碳酸鹽巖微量元素及REE分析結果表

3.2.2 NdSN/YbSN

NdSN/YbSN是反映輕重稀土元素富集程度的參數之一。各類樣品都顯示出輕稀土相對虧損，重稀土相對富集的特征。宿主方解石的NdSN/YbSN平均比值為0.618，他形白云石的NdSN/YbSN平均比值為0.648，鞍形白云石充填物的NdSN/YbSN平均比值為0.864。從上述數值變化可以看出，棲霞組宿主方解石的白云石化是一個輕稀土逐漸趨向于富集，重稀土逐漸趨向于虧損，輕稀土元素遷入，重稀土元素帶出的過程。

3.2.3 Ce異常

Ce在水溶液和沉淀過程中由于對環(huán)境的氧化還原性敏感，常常與其他三價稀土元素發(fā)生分餾作用[13]。Ce3+在氧化條件下被氧化成Ce4+，Ce4+相對其他三價稀土元素來說是難溶的、在熱力學上更穩(wěn)定[14]。Ce4+

的難溶性和優(yōu)先吸附在顆粒表面從而造成與其他稀土元素相分離[15]，這一過程導致了Ce的負異常。因此Ce異常與氧化還原環(huán)境有著很好的對應關系[16-17]。宿主方解石δCe介于0.789～0.994，平均值為0.885，他形白云石δCe介于0.753～0.971，平均值為0.884。鞍形白云石充填物δCe介于0.840～0.967，平均值為0.892。所有樣品的δCe都小于并接近于1，表現(xiàn)出不同程度的Ce負異常。以往傳統(tǒng)的δCe計算方法多是使用δCe=CeSN/(0.5LaSN+0.5PrSN)來衡定的，然而海水和海相沉積物中大量的La異常會影響Ce異常的計算結果。在這里筆者借鑒Bau和Dulski的方法判斷是否存在真正的Ce異常[15]（圖4）。海相沉積物中La正異常的敏感性可以幫助我們更進一步判斷樣品是否受到污染。研究區(qū)所有樣品都表現(xiàn)為La的正異常，進一步排除了陸源碎屑對樣品的污染。從圖4中可以看出，宿主方解石的絕大部分樣品具有Ce的微弱負異常，2個樣品具有Ce的微弱正異常，可能與這2個樣品具有較高的泥質含量有關。他形白云石的全部樣品具有Ce的微弱負異常，鞍形白云石充填物中有2個樣品具有微弱的Ce正異常，其余樣品具有微弱的Ce負異常。

圖4 Ce/Ce*和Pr/Pr*投點圖

3.2.4 Eu異常

研究區(qū)各類巖石樣品Eu呈現(xiàn)不同程度的異常。宿主方解石的δEu介于0.756～1.406，平均值為0.937，其中3個樣品因泥質含量較高而呈現(xiàn)Eu正異常，使得宿主方解石的δEu平均值接近于1，但總體上Eu弱虧損。他形白云石的δEu介于0.682～0.972，平均值為0.863，Eu總體上呈弱虧損，類似于宿主方解石的Eu異常。鞍形白云石的δEu介于0.718～1.076，平均值為0.951，其中有1個樣品的δEu大于1，整體上來講鞍形白云石的Eu呈弱虧損。

4 分析與討論

4.1 樣品代表性評估

碳酸鹽巖中的非碳酸鹽巖成分會影響REE含量和配分模式，即使是少量黏土都可能改變碳酸鹽巖本身的稀土元素特征，當非碳酸鹽巖成分大于5%時，認為是受到了陸源碎屑的污染。所有樣品的普通薄片在偏光顯微鏡下進行鑒定，均未發(fā)現(xiàn)有超過5%的非碳酸鹽巖成分。選擇粉末樣品時盡量選擇巖性均一的樣品，但是否能夠真正排除這些干擾因素還不能完全肉眼確定。在這里借助一些特殊微量元素來監(jiān)測陸源碎屑的輸入，如Sc、Ti、Zr、Hf這4種微量元素以及Y/Ho比值。斑竹林和橋亭剖面的所有棲霞組碳酸鹽巖樣品的Sc（＜1.1 μg/g），Zr（＜5.4 μg/ g），Hf（＜0.18 μg/g），Th（＜0.69 μg/g），遠遠低于上地殼這4種微量元素的平均含量（Sc=14.90 μg/ g，Zr=240 μg/g，Hf=5.8 μg/g，Th=2.3 μg/g）[18]。Th含量在碳酸鹽巖成巖蝕變過程中具有不變的特征[19]，研究區(qū)所有樣品的Th平均含量為0.131 μg/g。同時Th、Zr元素與Y/Ho比值之間也沒有有意義的相關性，這些特征可以排除樣品受到了污染。所有樣品的Y/ Ho比值介于33.387～66.854，平均值為47.787，接近于現(xiàn)代海水Y/Ho比值范圍（44～74[15]），平均上部地殼的Y/Ho比值為27.5[18]，研究區(qū)樣品的Y/Ho比值遠遠高于上地殼的Y/Ho比值。絕大多數樣品的REE+Y含量都低于5 μg/g，與海相碳酸鹽巖低稀土含量特征相符。所有上述特征均表明這些樣品沒有受到有意義的陸源碎屑輸入影響。

4.2 稀土元素對白云巖化流體的指示

他形白云石晶間界線不規(guī)則，交代作用徹底，宿主方解石的原始結構不保存，根據Gregg等[20]和Silbey等[21]晶體結構和形成溫度的關系，表明他形白云石形成時的溫度應大于50～60 ℃。他形白云石以LREE虧損、La正異常、Ce虧損、輕微富集Gd、顯著的Y異常、Eu弱虧損為特征。Gd異常根據Webb和Kamber的δGd=Gd/Gd*=GdSN/ (0.33*SmSN+0.67*TbSN)計算[22]，他形白云石的δGd變化在0.943～3.777，平均值為1.316，總體表現(xiàn)為Gd的略微富集。樣品的Y異常值計算方法Y/Y*=YSN/(0.5*Dy+0.5*Ho)SN，比值變化在

1.430～2.484，平均值變化在1.841，總體上表現(xiàn)為顯著的Y異常。研究表明，PAAS標準化的海水稀土元素以LREE虧損、富集La、虧損Ce、輕微富集Gd、顯著的正Y異常為主要特征[23]。從上述研究可以看出，他形白云石的稀土元素特征類似于海水的稀土元素特征。為了便于對比，筆者也分析了棲霞組宿主方解石的稀土元素特征。宿主方解石的稀土元素特征表現(xiàn)為：LREE虧損、La正異常、Ce虧損、富集Gd、顯著的Y異常、Eu弱虧損為特征。與宿主方解石的對比表明，他形白云石的LREE虧損有所減弱，略微偏高的La正異常，相似的Ce虧損、Gd和La的富集均有所減弱。他形白云石具有La的正異常的同時也具有Ce的負異常、Y的顯著正異常。這是現(xiàn)代海水稀土元素的一個重要特征，反映了白云石化流體是地層中的海水或者海源流體。

他形白云石和宿主方解石具有相似的REE+Y配分曲線（圖5-a、5-b），也表明他形白云石的白云石化流體是地層中的海水或者海源流體。研究表明碳酸鹽巖礦物稀土元素組成特征主要受礦物沉淀時流體中稀土元素組成和流體物理化學條件的控制[24]。他形白云石形成后在漫長的地質歷史時期必然會受到后期成巖作用的改造，比如他形白云石因遭受地表大氣水的淋濾作用而引起氧同位素顯著變負的特點。然而Banner的定量模擬實驗表明只有成巖流體與巖石的體積比大于104才可能徹底改變原始碳酸鹽巖的稀土元素特征[25]，自然界中的其他流體（包括海水、大氣水、地下水等）的稀土元素含量均非常低。因此他形白云石在后期的成巖演化作用下依舊能夠保持形成時的稀土元素特征[25]。在宿主方解石的REE配分曲線中，sb03和sb30的配分曲線與其他宿主方解石的配分曲線相比較，位置要略微偏正，但整體配分曲線的特征還是與其他宿主方解石相似，雖然這兩個樣品的薄片鑒定表明它們具有較高的黏土含量。

鞍形白云石充填物的δGd變化在0.898～4.66，平均值為1.623，總體表現(xiàn)為Gd的略微富集。Y/ Y*變化在1.597～2.241，平均值為1.866，總體上表現(xiàn)為顯著的Y異常。鞍形白云石的δCe介于微弱的負異常和正異常之間，以負異常為主。δEu介于0.718～1.076，平均值為0.951，其中有1個樣品的δEu大于1，整體上來講鞍形白云石的Eu呈弱虧損。鞍形白云石充填物的稀土元素總體特征是：LREE虧損、La正異常、Ce虧損、富集Gd、顯著的Y異常、Eu弱虧損為特征，總體上類似于他形白云石和宿主方解石的稀土元素特征。不同的是鞍形白云石的輕稀土富集程度有所加強，重稀土的虧損程度逐漸減弱。鞍形白云石1個樣品的δEu大于1，可能是鞍形白云石的形成過程中受到了深部熱流體的影響。鞍形白云石的稀土元素特征表明鞍形白云石的白云石化流體主要是來自于地層中的海水或者海源流體。

研究表明白云巖化過程中所需要的鎂主要有以下幾種來源：①海水中的鎂[26]；②來自深部富鎂的熱液流體[27]；③黏土礦物轉變過程中釋放的鎂[28]；④膏巖的溶解（如光鹵石）[29]。棲霞組的下伏地層梁山組為含煤碎屑巖系，但白云巖化主要集中在棲二段，棲一段并未發(fā)生白云巖化，顯然棲霞組白云巖化所需的鎂不是來源于黏土礦物的轉變；研究區(qū)中上二疊統(tǒng)并未見和膏巖有關的報道，棲霞組、茅

口組、吳家坪組、大隆組和長興組都以海相碳酸鹽巖沉積為主。因此膏巖溶解釋放的鎂也并非是棲霞組白云巖化所需的鎂。假設棲霞組白云巖化所需的鎂主要是來源于深部富鎂的熱液流體，那么白云巖稀土元素中的δEu應該是顯著正異常，而分析測試表明棲霞組他形白云石和鞍形白云石充填物的δEu呈弱虧損，只有1個樣品具有δEu的正異常，顯然我們的假設是不正確的，棲霞組白云巖可能受到了深部富鎂熱液流體的影響，但不是主要的鎂來源，其最有可能的來源是海水中的鎂。海水是自然界最大的鎂庫，海水中強烈富集Mg2+，提供了白云巖化過程中所需要的鎂。

鞍形白云石的REE+Y配分曲線類似于他形白云石和宿主方解石的REE+Y配分曲線（圖5-c），也表明鞍形白云石的白云石化流體主要是來自于地層中的海水或者海源流體。但是個別鞍形白云石的REE+Y配分曲線與他形白云石的配分曲線有所差異，稀土元素之間的起伏程度變化大，如樣品sb23-1，可能鞍形白云石的沉淀流體除了海源流體外，還受到其他流體的影響。已有的研究表明，四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組碳酸鹽巖的成巖演化與峨眉山大火成巖省活動密切相關。峨眉山大火成巖省噴發(fā)時，棲霞組處于淺埋藏階段，地層中的孔隙水主要是囚禁于地層中的海水或者海源流體，水/巖比較高。從稀土元素的特征和配分曲線來看，深部熱液流體對白云石化流體的影響有限，稀土元素特征值的變化（例如Eu）并沒有明顯顯示出來而改變REE+Y的配分曲線。南江橋亭剖面非平直晶面他形白云石的包裹體均一化溫度主要集中在100.0～110.0 ℃，平均溫度為108.1℃。鞍形白云石的均一化溫度分布在96.0～252.2 ℃，超過70%的包裹體均一化溫度分布在130.0～230.0℃，平均溫度為170.6 ℃[30]（圖6）。棲霞組正常的地熱增溫達不到白云石包裹體均一化測試溫度或者達到最大埋藏溫度時已經不具備白云石化的條件[31]，可見峨眉山大火成巖省的巖漿活動對棲霞組成巖演化影響最大的可能是溫度的影響。淺埋藏階段地層中的海水或者海源流體富含鎂離子，而此時溫度是白云石形成的主要動力學屏障。峨眉山大火成巖省的噴發(fā)對棲霞組的熱炙烤傳導效應使棲霞組的溫度升高克服了白云石形成的動力學屏障，形成了交代宿主方解石的他形白云石和孔洞縫中充填的鞍形白云石，高溫僅是棲霞組宿主方解石白云石化的誘導因素，而白云石化流體仍然是地層中的海水或者海源流體。

圖6 四川盆地南江橋亭剖面棲霞組他形白云石和鞍形白云石的包裹體均一化溫度圖[30]

5 結論

1）四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組二段宿主方解石局部白云石化，發(fā)育交代成因的他形白云石和孔洞縫中充填的鞍形白云石。宿主方解石、他形白云石和鞍形白云石具有低的稀土元素含量，且Sc、Ti、Zr、Hf等元素的含量顯著低于陸源碎屑沉積物這些元素的含量，表明棲霞組碳酸鹽巖未受到陸源碎屑物質影響。

2）他形白云石和鞍形白云石充填物具有輕稀土虧損、重稀土富集、La正異常、Ce虧損、Gd富集、顯著的Y異常、Eu弱虧損和相似的REE+Y配分曲線，類似于宿主方解石的稀土元素特征，這些特征表明他形白云石和鞍形白云石充填物的白云石化流體主要來源于地層中的海水或海源流體。

3）個別鞍形白云石樣品微弱的Eu正異常及較高的包裹體均一化溫度表明中二疊統(tǒng)棲霞組受到與峨眉山大火成巖省有關的熱事件影響，但熱液流體對白云石形成的影響程度相對有限，可能更多的是熱事件的溫度傳導效應使得棲霞組的宿主方解石克服了白云石形成的動力學屏障。高溫僅是棲霞組宿主方解石白云石化的誘導因素，而白云石化流體仍然是地層中的海水或者海源流體。

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（修改回稿日期 2016-07-17 編 輯 羅冬梅）

Geochemical characteristics of Middle Permian Qixia Fm dolomitized marine fluids in the Sichuan Basin

Li Xiaoning, Huang Sijing, Huang Keke, Yuan Tao, Zhong Yijiang
(State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059, China)
NATUR. GAS IND. VOLUME 36, ISSUE 10, pp.35-45, 10/25/2016. (ISSN 1000-0976; In Chinese)

The Middle Permian Qixia Fm in the Sichuan Basin is a major target for oil and gas exploration. In order to figure out the properties and source of its dolomitized fluids, it is necessary to analyze the rare earth elements (REE) in host calcite and various dolomites of the Qixia Fm in terms of their geochemical characteristics based on the petrologic research results. The following results were obtained. First, the REE content of host calcite, xenomorphic dolomite and saddle dolomite is low and their Sc, Ti, Zr and Hf content is significantly lower than that of terrigenous clastic sediments, which indicates that the Qixia Fm carbonates were not affected by terrigenous clastics. Second, xenomorphic dolomite and saddle dolomite are characterized by depleted LREE, enriched HREE, positive La anomaly, negative Ce anomaly, enriched Gd, significantly positive Y anomaly, slightly negative Eu anomaly and similar REE+Y partition curve, which are similar to the REE geochemical characteristics of host calcite. It is therefore demonstrated that the dolomitized fluids in xenomorphic dolomite and saddle dolomite are sourced from the sea water or marine-sourced fluid in the formation. And third, some samples of saddle dolomite present the characteristics of slightly positive Eu anomaly and higher fluid inclusion homogenization temperature. It is indicated that the Qixia Fm was affected by the thermal events related to the Emeishan large igneous province, but the influence of hydrothermal fluid on dolomite formation was relatively limited; more likely, due to the temperature conduction effect related to thermal events, the host calcite of Qixia Fm might overcome the kinetics barrier of dolomite formation. To sum up, high temperature is only the inducing factor for the dolomitization of Qixia Fm host calcite, and the dolomitized fluids are still mainly derived from the sea water or marine-sourced fluid in the formation.

Sichuan Basin; Xenomorphic dolomite; Saddle dolomite; Rare earth element (REE); Dolomitized fluid; Emeishan large igneous province; Sea water; Marine-sourced fluid

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.10.005

國家自然科學基金項目“四川盆地西部下二疊統(tǒng)白云巖形成機制”（編號：41172099）、國家自然科學基金項目“川渝地區(qū)早三疊世海相碳酸鹽巖的碳同位素研究”（編號：41272130）。

李小寧，女，1986年生，博士研究生；主要從事沉積地球化學方面的研究工作。地址：（610059）四川省成都市二仙橋東三路1號。ORCID: 0000-0003-0903-8825。E-mail: l-x-n@139.com