始新世沙河街组砂岩中热液成因碳酸盐胶结物的物质来源与成岩时序：基于原位U-Pb同位素定年的约束

本研究针对东营凹陷北部始新世沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的热液活动印记问题，通过岩石学分析、电子探针微区分析(EPMA)、流体包裹体测温及原位U-Pb同位素定年等技术，揭示了钙质来源为碱性原生地层水与热液流体的混合，碳源以岩浆CO2 和大气CO2 为主，并首次将胶结作用时限限定为39.4±1.9至42±7.6 Ma，为渤海湾盆地构造-岩浆活动研究提供了关键数据支撑。

　　

在油气勘探领域，砂岩储层中碳酸盐胶结物的形成机制一直是困扰地质学家的难题。这些胶结物如同岩石的"时间胶囊"，记录着地下流体活动的关键信息，但其物质来源和形成时序长期存在争议。东营凹陷作为渤海湾盆地重要的油气产区，其始新世沙河街组砂岩中广泛发育的碳酸盐胶结物，被认为是热液活动的直接证据，然而热液流体的具体贡献程度、物质来源及活动时限始终缺乏系统论证。

针对这一科学问题，中国石油大学的研究团队开展了创新性研究。通过整合岩石薄片观察、电子探针微区分析(EPMA)、流体包裹体测温、稳定同位素分析和原位钙质U-Pb同位素定年等先进技术，对15口井的153个岩心样品进行了系统分析。特别值得注意的是，研究首次将原位U-Pb同位素定年技术应用于碎屑岩成岩作用研究，为热液活动年代学提供了直接证据。

Petrological analysis揭示沙河街组砂岩存在基质富集型和贫基质型两种类型，前者以分散状方解石胶结为主，后者则发育块状方解石。Framework composition显示砂岩主要为岩屑长石砂岩(Q_48.2
F_24.2
R_27.6
)，单晶石英占主导。Hydrothermal evidence部分通过三大证据锁定热液活动：①研究区464.1米厚的玄武岩层；②流体包裹体均一温度85-350°C的异常高温；③方解石δ¹³
C(-11.8至-3.1‰ VPDB)和δ¹⁸
O(-14.0至-11.1‰ VPDB)的异常轻同位素组成。

研究得出突破性结论：碳酸盐胶结物的钙质主要来源于碱性原生地层水与热液流体的混合，碳源以岩浆CO₂
和大气CO₂
为主，可能混入少量土壤CO₂
。通过原位U-Pb定年首次将胶结作用限定在39.4±1.9至42±7.6 Ma，对应太平洋板块俯冲的构造背景。这项发表于《Marine and Petroleum Geology》的研究不仅创新性地将原位定年技术应用于碎屑岩成岩研究，更为重要的是，它为渤海湾盆地新生代构造-岩浆活动提供了精确的年代学标尺，对深层油气勘探具有重要指导意义。