沈安江，胡安平，鄭劍鋒，梁 峰，王永生

1中國石油杭州地質(zhì)研究院；2中國石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

0 前言

可靠的構(gòu)造-埋藏史是含油氣盆地?zé)N源巖生排烴史恢復(fù)、儲(chǔ)層成巖-孔隙演化史恢復(fù)和烴類運(yùn)移前有效孔隙判識(shí)、油氣成藏期次和成藏地質(zhì)過程重建的重要依據(jù)，一直以來是地質(zhì)學(xué)家們研究的熱點(diǎn)問題［1-2］。前人［3-4］主要基于區(qū)域地質(zhì)背景、地層剝蝕厚度、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次等地質(zhì)認(rèn)識(shí)恢復(fù)盆地構(gòu)造-埋藏史，但因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次認(rèn)識(shí)的不同和地層剝蝕厚度難以恢復(fù)，造成恢復(fù)結(jié)果存在不確定性，尤其是經(jīng)歷了多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的中國海相碳酸鹽巖構(gòu)造-埋藏史的重建更是如此。對(duì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次認(rèn)識(shí)的不同，造成構(gòu)造-埋藏史曲線側(cè)向震蕩頻率的差異；對(duì)地層剝蝕厚度認(rèn)識(shí)的不同，造成構(gòu)造-埋藏史曲線垂向震蕩幅度的差異。除包裹體均一溫度外（并非總能找到可供均一溫度測試的包裹體），徐秋晨等［5］、邱楠生等［6］應(yīng)用多種古溫標(biāo)法（磷灰石和鋯石裂變徑跡、磷灰石和鋯石(U-Th)/He、鏡質(zhì)組反射率）重建目的層系的古地溫史，結(jié)合地溫梯度和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次，重建構(gòu)造-埋藏史。磷灰石和鋯石裂變徑跡、磷灰石和鋯石(U-Th)/He等方法僅適用于碎屑巖或夾碎屑巖的碳酸鹽巖地層，不適用于純碳酸鹽巖地層，而且挑選出來的磷灰石和鋯石與碎屑巖地層幾乎是同期的，雖然可以通過磷灰石和鋯石裂變徑跡溫度的測定重建整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的古地溫史，但無法通過鋯石測年獲得能代表整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的一系列同位素年齡數(shù)據(jù)，無法建立絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下的構(gòu)造-埋藏史曲線。鏡質(zhì)組反射率（碳酸鹽巖地層主要由瀝青反射率換算）方法在恢復(fù)盆地?zé)嵫莼贰⒒謴?fù)剝蝕厚度等方面得到了廣泛應(yīng)用，但無論是鏡質(zhì)組反射率還是瀝青反射率方法本身也有許多局限性，比如鏡質(zhì)組和瀝青缺乏、瀝青成因復(fù)雜等，鏡質(zhì)組反射率與時(shí)間－溫度的關(guān)系及有機(jī)質(zhì)成熟作用的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)問題也一直存在爭議［7-8］。

近幾年開發(fā)的碳酸鹽礦物激光原位U-Pb同位素測年技術(shù)［9-10］、團(tuán)簇同位素測溫（Δ47溫度）技術(shù)［11-12］為構(gòu)造-埋藏史重建提供了解決方案。與磷灰石、鋯石不同，碳酸鹽膠結(jié)物膠結(jié)期次多，膠結(jié)物年齡可以比地層年齡年輕，只要能找到足夠期次的膠結(jié)物，就可以建立絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下的構(gòu)造-埋藏史曲線。該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是碳酸鹽巖的每一期方解石或白云石膠結(jié)物都是在特定的地質(zhì)年齡、埋藏深度和溫度背景下的產(chǎn)物，通過多期碳酸鹽膠結(jié)物U-Pb同位素測年和Δ47測溫，結(jié)合古地溫梯度，就可求取絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下的構(gòu)造-埋藏史曲線。碳酸鹽膠結(jié)物的期次越多，測得的同位素年齡和Δ47溫度的約束點(diǎn)就越多，建立的構(gòu)造-埋藏史曲線就越符合地質(zhì)實(shí)際。與前人的構(gòu)造-埋藏史重建對(duì)比，該技術(shù)具有以下3個(gè)方面的優(yōu)勢：①適用于經(jīng)歷多旋回構(gòu)造改造的海相碳酸鹽巖地層；②通過同位素年齡和Δ47溫度的約束，構(gòu)造-埋藏史曲線由定性走向定量，精度更高；③多期次碳酸鹽膠結(jié)物樣品更易獲得，檢測成功率高，易于推廣應(yīng)用。

本文以塔里木盆地震旦系奇格布拉克組為例，闡述基于U-Pb同位素年齡和Δ47溫度約束的構(gòu)造-埋藏史重建方法。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地夾持于天山、西昆侖山和阿爾金山構(gòu)成的環(huán)形山鏈之間（圖1a），整體呈菱形。南華紀(jì)時(shí)，塔里木盆地受羅迪尼亞（Rodinia）超大陸裂解的影響進(jìn)入拉張裂谷演化階段，盆地基底開始接受蓋層沉積［13］。震旦紀(jì)以來隨著地幔柱活動(dòng)逐漸減弱，盆地由克拉通裂陷期進(jìn)入克拉通內(nèi)坳陷期［14-15］。在早震旦世填平補(bǔ)齊的基礎(chǔ)上，晚震旦世在中央古隆起以北形成了廣海碳酸鹽緩坡［16］。前期工作認(rèn)為阿克蘇地區(qū)上震旦統(tǒng)奇格布拉克組發(fā)育一套內(nèi)緩坡—中緩坡相沉積［17］，與下伏蘇蓋特布拉克組碎屑巖呈平行不整合接觸。震旦紀(jì)末柯坪運(yùn)動(dòng)引起的抬升剝蝕導(dǎo)致奇格布拉克組頂部發(fā)育巖溶風(fēng)化殼［18］。寒武紀(jì)初期發(fā)生快速海侵，在奇格布拉克組之上覆蓋了玉爾吐斯組優(yōu)質(zhì)烴源巖。自震旦紀(jì)末的柯坪運(yùn)動(dòng)后，研究區(qū)又經(jīng)歷了4期主要的區(qū)域性構(gòu)造事件［19］，分別為以奧陶紀(jì)末的抬升為代表的晚加里東運(yùn)動(dòng)、以石炭紀(jì)末的抬升為代表的晚海西運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)致研究區(qū)志留系—泥盆系的缺失）、以三疊紀(jì)末的抬升為代表的晚印支運(yùn)動(dòng)和以白堊紀(jì)末的抬升為代表的晚燕山運(yùn)動(dòng)。

圖1 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)震旦紀(jì)古地理背景和晚震旦世地層序列Fig.1 Stratigraphic sequence and paleogeographic setting of Late Sinian in Aksu area,Tarim Basin

本文研究的肖爾布拉克西溝剖面（圖1b）是研究區(qū)上震旦統(tǒng)出露較為完整的剖面［20］，前期實(shí)測工作揭示奇格布拉克組主要發(fā)育微生物白云巖和顆粒白云巖，沉積環(huán)境自下而上由內(nèi)緩坡潮坪相過渡為中緩坡丘灘相［17］，由下至上可劃分為4個(gè)以微生物白云巖為主的巖性段（圖1c）：①薄層微生物白云巖與粉砂巖、泥巖互層，厚25.45 m；②薄層水平—微波狀疊層石白云巖夾顆粒白云巖及凝塊石白云巖，厚44.45 m；③厚層塊狀泡沫綿層石白云巖、凝塊石白云巖及其過渡類型構(gòu)成若干旋回，中上部受頂部風(fēng)化殼影響發(fā)育順層溶縫，厚93.10 m；④巖溶角礫白云巖，厚10.50 m。奇格布拉克組發(fā)育2類儲(chǔ)層，即微生物白云巖儲(chǔ)層和巖溶儲(chǔ)層。微生物白云巖儲(chǔ)層集中發(fā)育于中部和上部2個(gè)儲(chǔ)層段：中部儲(chǔ)層段儲(chǔ)集巖包括疊層石白云巖和泡沫綿層石白云巖，儲(chǔ)集空間以疊層石紋層間格架（溶）孔和泡沫綿層窗格孔為主；上部儲(chǔ)層段儲(chǔ)集巖以泡沫綿層石白云巖為主，儲(chǔ)集空間包括泡沫綿層窗格孔和少量溶蝕縫洞。儲(chǔ)層發(fā)育受沉積微相和震旦紀(jì)末抬升剝蝕所控制［21］。

2 樣品、方法和測試結(jié)果

2.1 樣品的制作和測試

本文樣品均來自塔里木盆地阿克蘇地區(qū)肖爾布拉克西溝剖面上震旦統(tǒng)奇格布拉克組四段。選擇孔洞和裂縫發(fā)育、充填有多期碳酸鹽膠結(jié)物、溶蝕和膠結(jié)特征清晰、相互交割關(guān)系明顯、易于建立完整可靠成巖序列的樣品（圖2）。

2.1.1 薄片樣品的制作

薄片樣品的制作過程和用途如下：

（1）將樣品切成直徑1.5～2.5 cm、厚約0.8 cm的圓柱體，沿切面兩邊做成2個(gè)平行樣。切制了Q-56-1、Q-58-1-1、Q-58-1-2、Q-76-1、X-151-1、X28-1-2、X-56-2、Q-76-2共8組平行樣。

（2）對(duì)每個(gè)樣品的1個(gè)平行樣制作薄片A（厚30μm），另1個(gè)平行樣制作薄片B（厚100μm）。2個(gè)平行樣的殘留實(shí)體樣均可用于制作粉末樣品。

（3）對(duì)薄片A進(jìn)行鏡下特征觀察，明確膠結(jié)物的類型、特征和期次。

（4）對(duì)薄片B進(jìn)行鏡下特征觀察，找到與薄片A對(duì)應(yīng)的沉積成巖組構(gòu)類型。

通過薄片A的觀察，識(shí)別出6期白云石沉積成巖組構(gòu)（①圍巖白云石，②纖狀環(huán)邊白云石，③葉片狀白云石，④細(xì)粉晶白云石，⑤中晶白云石,⑥粗晶鞍狀白云石）和2類方解石成巖膠結(jié)組構(gòu)（裂縫中充填的方解石、孔洞中充填的方解石），成巖序列清晰（圖2）。根據(jù)測年數(shù)據(jù)，充填裂縫和孔洞的方解石各可區(qū)分出兩期（Ⅰ、Ⅱ）。

圖2 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)肖爾布拉克西溝剖面奇格布拉克組沉積成巖組構(gòu)特征和產(chǎn)狀Fig.2 Depositional-diagenetic fabric characteristics and occurrence of Qigebulak Formation in Xigou section of Xiaoerbulak，Aksu area,Tarim Basin

2.1.2 粉末樣品的制備

對(duì)2個(gè)平行樣的殘留實(shí)體樣品進(jìn)行鏡下觀察，找到與薄片A或薄片B對(duì)應(yīng)的區(qū)域，用微鉆分別鉆取不同沉積成巖組構(gòu)的粉末樣品各10 mg。

2.1.3 樣品的測試

對(duì)薄片B中不同的沉積成巖組構(gòu)分別開展激光原位U-Pb同位素測年。對(duì)不同沉積成巖組構(gòu)的粉末樣品分別開展團(tuán)簇同位素（Δ47）測溫。

2.2 技術(shù)簡介

2.2.1 激光原位U-Pb同位素測年技術(shù)

碳酸鹽礦物定年技術(shù)在確定地質(zhì)事件發(fā)生的時(shí)間中具有廣闊的應(yīng)用前景［22］。在碳酸鹽礦物定年方法中，Rb-Sr、K-Ar、Re-Os和Nd-Sm定年法均無法獲得碳酸鹽礦物穩(wěn)定可靠的絕對(duì)年齡［23-24］。Moorbath等［25］最早證實(shí)了鈾系定年法在碳酸鹽礦物定年中的可行性，隨后Smith等［26］和Dewolf等［27］陸續(xù)報(bào)道了低鈾(100～500 ng/g）碳酸鹽礦物U-Pb定年的實(shí)例，使得U-Pb同位素測年成為唯一適用于碳酸鹽礦物絕對(duì)年齡測定的技術(shù)［28］，并在洞穴石筍［29］、鈣質(zhì)結(jié)核［30］、方解石脈［31-32］、滲透回流白云巖［33］以及孔洞膠結(jié)物［28,34］定年中得到廣泛應(yīng)用，用于確定白云石化作用［33］、斷層滑動(dòng)［32］、區(qū)域構(gòu)造及成巖流體活動(dòng)［28,34］、盆地?zé)崾泛统蓭r-孔隙演化事件的發(fā)生時(shí)間［9,28］。

碳酸鹽礦物U-Pb同位素稀釋法測年［35］由于存在WC-1標(biāo)樣不穩(wěn)定［36-37］及ASH-15標(biāo)樣偏年輕［27］、超低鈾含量檢測難、足夠粉末樣鉆取難、化學(xué)提純繁瑣、樣品污染潛在風(fēng)險(xiǎn)大等問題，測試極為耗時(shí)，成功率低，因此難以推廣應(yīng)用。隨著AHX-1標(biāo)樣（絕對(duì)年齡209.1±2.2 Ma）的開發(fā)和激光剝蝕技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)在多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（MCICP-MS）上特別安裝了5個(gè)連續(xù)打拿極離子計(jì)數(shù)器（Ion Countor,IC0-IC4）和IC5，分別用于測量同位素208Pb、207Pb、206Pb、204Pb、202Hg和238U，解決了標(biāo)樣、取樣和超低U含量檢測的難題，U含量檢測的極限可低至10 ng/g，中國石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從而成功開發(fā)了碳酸鹽礦物激光U-Pb同位素測年技術(shù)［9,38］。該技術(shù)利用30～250μm直徑的激光束斑，在單一結(jié)構(gòu)組分內(nèi)進(jìn)行30～60次的單點(diǎn)剝蝕，擬合出等時(shí)線年齡。與同位素稀釋法相比，激光剝蝕方法具有高分辨率（＞5μm）、高成功率、高精度、高分析速度等優(yōu)勢，易于推廣應(yīng)用。

2.2.2 團(tuán)簇同位素（Δ47）測溫技術(shù)

團(tuán)簇同位素（Δ47）是近十年來新興的一種同位素地球化學(xué)指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于古溫度重建和成巖流體示蹤等研究中。其測試方法比傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素方法復(fù)雜，主要分為CO2提純和測試兩部分。CO2提純是在不銹鋼提純前處理線上進(jìn)行的，主要包括以下步驟：

（1）在團(tuán)簇同位素的前處理系統(tǒng)真空度達(dá)到5×10-4hPa后，將10 mg粉末樣品溶解于3.5 mL的超濃度磷酸（濃度為105%）中30～40 min，產(chǎn)生的CO2氣體用液氮（約-196℃）冷凝在第1個(gè)水阱中，再用-90℃的甲醇替換液氮，使第1個(gè)水阱中的CO2氣體從水中分離向第2個(gè)水阱轉(zhuǎn)移，去除雜氣和水，將析出的CO2氣體通過溫度約為-30℃的Porapak Q冷阱去除有機(jī)物質(zhì)（此處轉(zhuǎn)移時(shí)間約30 min），然后將全部CO2氣體收集在第3個(gè)水阱，最后轉(zhuǎn)移至取氣瓶中，以備上機(jī)測試。

（2）對(duì)提純后的CO2氣體用Thermo MAT-253質(zhì)譜儀進(jìn)行測試，采用雙路進(jìn)氣法，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部標(biāo)樣氣體與待測的CO2氣體共交替測試14次，離子束強(qiáng)度為12 000 mV，質(zhì)譜儀離子束背景應(yīng)用PBL法（pressure baseline）進(jìn)行校正。

（3）將測得的Δ47值根據(jù)Hunting等［39］的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的Δ47-raw值應(yīng)用Dennis等［40］提出的團(tuán)簇同位素實(shí)驗(yàn)室之間的二氧化碳?xì)怏w平衡轉(zhuǎn)換標(biāo)尺（CDES,carbon dioxide equilibrate scale）進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的數(shù)據(jù)對(duì)比。

（4）測試和處理后的Δ47值對(duì)應(yīng)的溫度用Swart等［41］提出的公式進(jìn)行計(jì)算。詳細(xì)的測試和處理流程可參閱Murray等［42］的詳細(xì)介紹。

2.3 測試結(jié)果

碳酸鹽礦物團(tuán)簇同位素測溫（Δ47溫度）在邁阿密大學(xué)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成，碳酸鹽礦物激光原位U-Pb同位素測年在中國石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。測試結(jié)果見表1、圖3。

圖3 主要沉積成巖組構(gòu)U-Pb同位素年齡圖譜Fig.3 U-Pb isotopic dating of main depositional-diagenetic fabrics

表1 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)沉積成巖組構(gòu)U-Pb同位素年齡、團(tuán)簇同位素溫度及其地球化學(xué)特征Table 1 U-Pb isotopic age,cluster isotopic temperature and geochemical characteristics of depositional-diagenetic fabrics in Aksu area,Tarim Basin

3 奇格布拉克組構(gòu)造-埋藏史重建

理論上，任何一期碳酸鹽巖成巖礦物都是絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下特定埋藏深度和溫度條件下的產(chǎn)物，在地質(zhì)年代、埋藏深度和地層溫度坐標(biāo)系中的投點(diǎn)是唯一的。圖4中的黑色曲線為依據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景、地層剝蝕厚度、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次等地質(zhì)認(rèn)識(shí)建立的塔里木盆地阿克蘇地區(qū)震旦系奇格布拉克組構(gòu)造-埋藏史曲線。由于沒有溫度的約束，導(dǎo)致地層剝蝕厚度和埋藏深度出現(xiàn)誤差；因?yàn)闆]有年齡的約束，目的層系從埋藏到抬升的轉(zhuǎn)折時(shí)間的確定是定性的，導(dǎo)致曲線發(fā)生了不同程度的側(cè)向偏移。事實(shí)上，由于對(duì)地層剝蝕厚度、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次等認(rèn)識(shí)的不同，不同學(xué)者建立的構(gòu)造-埋藏史曲線會(huì)存在很大差異。對(duì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次認(rèn)識(shí)的差異會(huì)導(dǎo)致構(gòu)造-埋藏史曲線側(cè)向震蕩頻率的差異，對(duì)地層剝蝕厚度認(rèn)識(shí)的差異會(huì)導(dǎo)致構(gòu)造-埋藏史曲線垂向震蕩幅度的差異。

圖4 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)震旦系奇格布拉克組絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下的構(gòu)造-埋藏史曲線Fig.4 Tectonic-burial history curve under absolute age coordinate system of the Sinian Qigebulak Formation in Aksu area，Tarim Basin

U-Pb同位素年齡和Δ47溫度為目的層系可靠的構(gòu)造-埋藏史曲線的建立提供了約束。年齡和溫度的約束主要體現(xiàn)在對(duì)構(gòu)造-埋藏史曲線垂向震蕩幅度的修正上。曲線側(cè)向震蕩頻率主要基于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次的認(rèn)識(shí)來確定，因?yàn)椴⒉荒艽_定每一期成巖產(chǎn)物對(duì)應(yīng)的同位素年齡和Δ47溫度值是否在埋藏與抬升的轉(zhuǎn)折過程中形成。這也是基于同位素年齡和Δ47溫度約束重建目的層系構(gòu)造-埋藏史需要以基于地質(zhì)認(rèn)識(shí)所建立的構(gòu)造-埋史曲線作為工作底圖的原因。

圖4中紅色曲線是基于U-Pb同位素年齡和Δ47溫度約束的構(gòu)造-埋藏史曲線。阿克蘇地區(qū)寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)地溫梯度為3.5℃/100 m，志留紀(jì)—二疊紀(jì)地溫梯度為3.0℃/100 m，三疊紀(jì)—白堊紀(jì)末地溫梯度為2.5℃/100 m，新生代地溫梯度為2.0℃/100 m［43］，據(jù)此可換算地質(zhì)歷史時(shí)期不同埋藏深度的古地溫。將碳酸鹽礦物U-Pb同位素年齡和Δ47溫度換算的深度投到基于地質(zhì)認(rèn)識(shí)所建立的構(gòu)造-埋藏史曲線上，如果地質(zhì)年齡和埋藏深度具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系（能投到曲線上），則構(gòu)造-埋藏史曲線被視為是可靠的，否則要不斷地調(diào)整地層沉積厚度和剝蝕厚度，直至測年測溫點(diǎn)擬合到曲線上，這時(shí)所建立的構(gòu)造-埋藏史曲線是地質(zhì)年齡、古地溫和埋藏深度歸一的曲線。這種將測年測溫成果應(yīng)用于埋藏史曲線恢復(fù)的方法，減少了不確定性和多解性，和傳統(tǒng)方法相比，效果更理想。

圖4中紅色曲線側(cè)向上的震蕩頻率與黑色曲線基本一致，這是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次決定的，只是基于同位素年齡的約束，對(duì)黑色曲線側(cè)向上的偏移做了校正。但是對(duì)于黑色曲線垂向上的振幅，則基于地質(zhì)年齡、古地溫和埋藏深度的一致性做了較大的校正。假設(shè)地表溫度為25℃，點(diǎn)A、B、C、D、E按寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)3.5℃/100 m的地溫梯度計(jì)算的深度分別約為140 m（近地表）、1 100 m、1 130 m、1 870 m、2 833 m，點(diǎn)F、G按志留紀(jì)—二疊紀(jì)3.0℃/100 m的地溫梯度計(jì)算的深度分別約為4 700 m、3 566 m，點(diǎn)H、I按三疊紀(jì)—白堊紀(jì)2.5℃/100 m的地溫梯度計(jì)算的深度分別約為5 200 m、1 800 m，點(diǎn)J按新生代2.0℃/100 m的地溫梯度計(jì)算的深度約為3 900 m。以A、B、C、D、E、F、G、H、I、J點(diǎn)的同位素年齡和深度為坐標(biāo)投點(diǎn)，即可得到圖4中的紅色曲線。

圖4中黑色曲線與紅色曲線垂向上震蕩幅度的差異是由于對(duì)地層沉積厚度和剝蝕厚度誤判的結(jié)果，如F點(diǎn)孔洞充填方解石Ⅰ的同位素年齡為380±7.8 Ma，Δ47溫度為166℃，對(duì)應(yīng)的深度為4 700 m，不應(yīng)為黑色曲線所示的近5 600 m，說明對(duì)志留系—泥盆系厚度的估值偏高了。又如G點(diǎn)裂縫充填方解石Ⅰ的同位素年齡為320±13 Ma，Δ47溫度為132℃，對(duì)應(yīng)的深度為3 566 m，不應(yīng)為黑色曲線所示的近2 000 m，說明對(duì)志留系—泥盆系厚度的估值偏高了。同理，點(diǎn)H、I、J與黑色曲線的不一致也是地層厚度誤判的結(jié)果。經(jīng)過一系列同位素年齡和Δ47溫度點(diǎn)對(duì)構(gòu)造-埋藏史曲線的校正，很好地解決了地層厚度恢復(fù)的難題，構(gòu)建了更為可靠的由地質(zhì)年齡、古地溫和埋藏深度歸一的構(gòu)造-埋藏史曲線。顯而易見，盡可能找到更多期次的成巖礦物，才能有更多的同位素年齡和Δ47溫度點(diǎn)來約束，這樣構(gòu)建的構(gòu)造-埋藏史曲線才更接近地質(zhì)實(shí)際。

4 構(gòu)造-埋藏史曲線的應(yīng)用

目的層系構(gòu)造-埋藏史曲線為成烴、成儲(chǔ)和成藏研究提供非常重要的基礎(chǔ)圖件［44］。本文重點(diǎn)討論構(gòu)造-埋藏史曲線在塔里木盆地震旦系奇格布拉克組成儲(chǔ)評(píng)價(jià)研究中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：①絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下儲(chǔ)層成巖作用-成巖環(huán)境-地球化學(xué)特征和演化關(guān)系的建立，為區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景控制下的孔隙改造事件和成孔效應(yīng)的理解提供依據(jù)；②絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下定時(shí)定量成巖-孔隙演化史的重建，為烴類充注前有效孔隙的判斷提供依據(jù)。

基于同位素年齡和Δ47溫度約束的構(gòu)造-埋藏史曲線，不但為成巖產(chǎn)物的成巖環(huán)境判識(shí)提供證據(jù)，而且為絕對(duì)年齡坐標(biāo)系下儲(chǔ)層成巖作用-成巖環(huán)境-地球化學(xué)特征和演化圖譜（圖5）的建立提供了背景圖件。

圖5 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)震旦系奇格布拉克組儲(chǔ)層成巖作用-成巖環(huán)境-地球化學(xué)特征和演化圖譜及儲(chǔ)層成巖-孔隙演化史Fig.5 Diagenesis-diagenetic environment-geochemical characteristics and evolution curve and diagenesis-pore evolution history of the Sinian Qigebulak Formation in Aksu area，Tarim Basin

塔里木盆地阿克蘇地區(qū)震旦系奇格布拉克組圍巖和各期成巖產(chǎn)物的碳同位素組成變化不大，但氧同位素和鍶同位素的變化非常有規(guī)律，隨埋藏深度的增加和成巖溫度的升高，δ18O逐漸向負(fù)值遷移，87Sr/86Sr逐漸增大。目前還沒有晚震旦世海水鍶同位素的參考值，與早寒武世海水的87Sr/86Sr值（0.708 5～0.709 0）相比，圍巖、纖狀環(huán)邊白云石和葉片狀白云石的87Sr/86Sr值位于該區(qū)間，說明白云石化是早期發(fā)生的。細(xì)粉晶白云石和中晶白云石87Sr/86Sr值偏高（0.709 0～0.709 1），說明受到油田鹵水或地下深處埋藏水的影響。典型鞍狀白云石是幔源流體的產(chǎn)物，87Sr/86Sr值可以達(dá)到0.711 9～0.712 3［7］，這里的鞍狀白云石屬于地?zé)岚自剖╣eothermal dolo?mite），87Sr/86Sr值為0.709 5，沒有明顯幔源流體的影響，而與深部高溫成巖介質(zhì)有關(guān)。裂縫和孔洞中的方解石的87Sr/86Sr值（0.708 9～0.709 5）明顯比白云石膠結(jié)物值偏高，這可能是礦物的基質(zhì)效應(yīng)造成的，并不代表幔源流體的產(chǎn)物，主要受深部油田鹵水或埋藏水的影響。

儲(chǔ)層成巖作用-成巖環(huán)境-地球化學(xué)特征和演化圖譜（圖5）為區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景控制下孔隙改造事件、成孔效應(yīng)的理解提供了基礎(chǔ)（表2），據(jù)此建立了定時(shí)定量的成巖-孔隙演化史曲線（圖5），結(jié)合烴源巖的生排烴史，可判識(shí)烴類運(yùn)移前的有效孔隙。由圖5和表2可見，儲(chǔ)集空間主要形成于沉積和早表生環(huán)境，埋藏環(huán)境通過膠結(jié)作用逐漸減孔。

表2 塔里木盆地阿克蘇地區(qū)奇格布拉克組成巖環(huán)境、孔隙改造事件及成孔效應(yīng)Table 2 Diagenetic environment,pore transformation events and pore forming effect of Qigebulak Formation in Aksu area，Tarim Basin

膠結(jié)物的出現(xiàn)總是對(duì)應(yīng)著減孔效應(yīng)，但是膠結(jié)物地球化學(xué)特征所揭示的成巖環(huán)境、氧化或還原背景（表2）卻能反映構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和成孔作用。纖狀環(huán)邊白云石和葉片狀白云石的出現(xiàn)，在減孔的同時(shí)揭示了柯坪運(yùn)動(dòng)和表生巖溶作用的存在，表明儲(chǔ)集空間主要形成于沉積和表生環(huán)境。中晶粒狀白云石和鞍狀白云石的出現(xiàn)，使儲(chǔ)層孔隙度減小的同時(shí)揭示了深層氧化環(huán)境和開放體系的存在，為認(rèn)識(shí)埋藏和熱液溶蝕孔洞的發(fā)育、孔隙的調(diào)整和富集提供了證據(jù)。

5 結(jié)論

（1）建立了塔里木盆地震旦系奇格布拉克組基于年齡和溫度約束的構(gòu)造-埋藏史曲線，解決了前人基于地質(zhì)認(rèn)識(shí)的構(gòu)造-埋藏史曲線不確定性的問題。

（2）基于同位素年齡和Δ47溫度約束的構(gòu)造-埋藏史曲線，建立了儲(chǔ)層成巖作用-成巖環(huán)境-地球化學(xué)特征和演化圖譜和定時(shí)定量的成巖-孔隙演化史曲線，為區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景控制下孔隙改造事件、成孔效應(yīng)的理解提供了基礎(chǔ)，指出儲(chǔ)集空間主要形成于沉積和早表生環(huán)境，埋藏環(huán)境通過膠結(jié)作用逐漸減孔。

本文案例揭示的基于同位素年齡和Δ47溫度約束的構(gòu)造-埋藏史恢復(fù)方法，不但適用于經(jīng)歷多旋回構(gòu)造改造的深層碳酸鹽巖構(gòu)造-埋藏史重建，而且在成儲(chǔ)和成巖年代學(xué)研究中具重要的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)的應(yīng)用存在2個(gè)局限性：①同位素年齡和Δ47溫度的約束主要體現(xiàn)在對(duì)構(gòu)造-埋藏史曲線垂向震蕩幅度的修正上，對(duì)曲線側(cè)向震蕩頻率的修正作用有限；②需要建立完整的成巖序列，找到足夠多的成巖礦物期次，才能有更多的同位素年齡和Δ47溫度點(diǎn)來約束，這樣構(gòu)建的構(gòu)造-埋藏史曲線才更接近地質(zhì)實(shí)際。