准噶尔盆地二叠系风城组碱性湖相页岩中热液结构的形成机制及其对页岩储层的影响

这篇研究通过岩心观察、阴极发光分析及原位碳氧锶同位素技术，揭示了准噶尔盆地风城组碱性湖相页岩中四类碳酸盐矿物充填结构（Type-1至Type-4）的热液成因机制。研究发现，早期成岩阶段的热液活动通过引入大气降水（Type-1/2）和深部热液流体（Type-3/4），分别导致钠碳酸盐蒸发矿物的方解石化（Calcitization）和白云石化（Dolomitization），显著提升了页岩的碳酸盐含量、储集空间和流体运移通道，为非常规油气勘探提供了关键理论依据。

　　

Highlight

本研究聚焦准噶尔盆地晚古生代风城组碱性湖相页岩，通过多尺度分析手段，揭示了热液活动如何从早期成岩阶段开始改造页岩特性。

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地质背景（Geological settings）

准噶尔盆地位于中国西北部（图1A），形成于石炭纪复杂的残余洋盆基底之上，历经长期演化成为大型叠合油气盆地。

样品与方法（Sampling and methods）

从MY1井300米岩心中密集取样，制备200余张薄片观察碳酸盐充填结构，结合阴极发光（CL）、微钻碳氧同位素及原位锶同位素分析，系统解析其形成机制。

页岩中碳酸盐充填结构的产状（Occurrences of carbonate-filled structures in shales）

根据形态特征将白色结构分为四类：Type-1方解石充填水平条带（图3A）、Type-2方解石充填斑点、Type-3白云石充填斑点及Type-4白云石充填根状结构。Type-1/2方解石显示暗色阴极发光、轻微正碳同位素（0-2‰）和极低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比（0.705136-0.705745）；Type-3/4白云石则呈现暗红-绿色发光、中度正氧同位素（+3‰至+5‰）及负碳同位素（-8.5‰至-13.5‰）。

方解石充填结构的形成机制（Formation mechanisms of calcite-filled structures）

Type-1/2结构源于浅埋藏沉积物中热液驱动的水平裂隙形成，导致钠碳酸盐蒸发矿物稀释与方解石化；Type-3/4结构则与深部热液流体引发的白云石化和摩尔牙结构（Molar Tooth）改造有关。

结论（Conclusions）

早期成岩热液活动通过不同流体来源（大气降水 vs 深部热液）塑造了四类碳酸盐结构，显著提升了页岩储集性能，为碱性湖相页岩油气勘探提供了新视角。