鄂爾多斯盆地下奧陶統(tǒng)砂糖狀白云巖成因分析

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1、鄂爾多斯盆地下奧陶統(tǒng)砂糖狀白云巖成因分析游萬(wàn)江1董兆雄1*李高照何小會(huì)吳濤（西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，成都610500）摘要：利用因子分析及聚類(lèi)分析，輔以碳氧同位素分析法對(duì)鄂爾多斯盆地西北部、南部和中部下奧陶統(tǒng)的砂糖狀白云巖中六種常用地球化學(xué)元素（Ca、Mg、Fe、Mn、Na、K）進(jìn)行研究。結(jié)果顯示：1、在旋轉(zhuǎn)因子矩陣中，Ca對(duì)因子1的貢獻(xiàn)得分為0.916，Mg為0.86；Mn對(duì)因子2的貢獻(xiàn)得分為0.853，F(xiàn)e為0.86；K貢獻(xiàn)得分為0.9、Na為0.672；2、碳氧同位素分析中，δ13C范圍為-3.03‰～1.34‰，平均

2、值為0.29‰；δ18O范圍為-8.64‰～-1.89‰，平均值為-5.67‰。結(jié)論：1、鄂爾多斯盆地砂糖狀白云巖的成因分為三類(lèi)，即埋藏白云化與巖漿-熱液共同作用成因、準(zhǔn)同生白云化與大氣淡水共同作用成因以及埋藏白云化與大氣淡水共同作用成因；2、鄂爾多斯盆地砂糖狀白云巖形成主要受準(zhǔn)同生白云化、埋藏白云化及大氣淡水作用的影響，局部受構(gòu)造斷裂控制，巖漿-熱液白云化作用影響強(qiáng)烈。關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；下奧陶統(tǒng)；砂糖狀白云巖；成因分析鄂爾多斯盆地奧陶系白云巖儲(chǔ)層作為油氣的主要產(chǎn)層向來(lái)頗受科研工作者的重視，特別是白云巖的成因分析，一直作為科

3、學(xué)研究討論的重點(diǎn)。但這類(lèi)研究大都著重于局部，就盆地整體的白云巖，由于缺乏實(shí)測(cè)資料等原因，對(duì)其成因缺乏深入探討，而這可能局限研究者的視野，造成以偏概全。因此，本文在前人對(duì)鄂爾多斯奧陶系白云巖成因研究的大量研究成果的基礎(chǔ)上，主要通過(guò)對(duì)盆地西北部、南部和中部下奧陶統(tǒng)的砂糖狀白云巖（粗粉晶-細(xì)晶及其以上白云巖）六種常用地球化學(xué)元素的因子分析及聚類(lèi)分析，輔以碳氧同位素分析，從盆地范圍探討了該類(lèi)白云巖的成因。1地質(zhì)概況根據(jù)地質(zhì)演化史及構(gòu)造特征，整個(gè)鄂爾多斯盆地可劃分為伊盟隆起、伊陜斜坡、渭北隆起、晉西撓褶帶、天環(huán)坳陷以及西緣逆沖帶6個(gè)構(gòu)造單

4、元，而本研究涉及區(qū)域即伊盟隆起、伊陜斜坡、渭北隆起所連成的“L”形地帶（如圖1）。該區(qū)域在早奧陶世為鄂爾多斯臺(tái)地邊緣，正處于被動(dòng)大陸向主動(dòng)大陸轉(zhuǎn)型的末期，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，沉積環(huán)境主要受基底構(gòu)造及海平面變化的控制，發(fā)育了較厚的包括白云巖在內(nèi)的碳酸鹽巖地層。2地球化學(xué)特征2.1六種地球化學(xué)元素因子分析表（）中主要列出了研究區(qū)口井塊砂糖狀白云巖樣品中六種元素含量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),總的特征是值域較寬，樣本個(gè)體數(shù)據(jù)間差異較大，說(shuō)明該類(lèi)白云巖的形成受到多因素影響，故不適合簡(jiǎn)單運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行類(lèi)比分析。表（）Mn（10-6）Fe（10-6）Ca（10-6）

5、K（10-6）Na（10-6）Mg（10-6）Mg/Ca最大值230154003230044006502195001.3最小值22.6240197428.611095932000.7平均值87.346343888.78244319.51279.024306.1463146610.41.0為了更加深入地了解幾種元素的相關(guān)性及其所隱含的地質(zhì)學(xué)意義，本文采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的因子分析方法，建立一個(gè)三因子模型。該模型的選用是因?yàn)樗窘忉屃吮粶y(cè)元素總方差并產(chǎn)生了地質(zhì)學(xué)意義上的相關(guān)性：相關(guān)矩陣MnFeCaKNaMg相關(guān)Mn1.000.646.31

6、9.125.151.510Fe.6461.000.382.525.210.566Ca.319.3821.000.329.413.873K.125.525.3291.000.428.294Na.151.210.413.4281.000.378Mg.510.566.873.294.3781.000本表羅列了實(shí)測(cè)元素的種類(lèi)，一種元素對(duì)另一種元素的相關(guān)性通過(guò)相關(guān)系數(shù)來(lái)量化。旋轉(zhuǎn)因子矩陣a因子123Mn.259.860-.069Fe.166.853.372Ca.916.180.185K.046.262.900Na.481-.117.672

7、Mg.860.422.123提取方法:主成分分析法旋轉(zhuǎn)方法:方差最大旋轉(zhuǎn)發(fā)a.旋轉(zhuǎn)在6次迭代后收斂因子1（高負(fù)載Ca、Mg）包含了一組白云巖中的主要陽(yáng)離子，兩種元素對(duì)于該因子均有較高的貢獻(xiàn)值，Ca為0.916，Mg為0.86，兩者的相關(guān)系數(shù)為0.873，顯示了很好的相關(guān)性。因子2（高負(fù)載Fe、Mn）包含了一組白云巖中的主要交代陽(yáng)離子，兩種元素對(duì)該因子的貢獻(xiàn)基本相同，F(xiàn)e為0.853，Mn為0.86，兩者的相關(guān)系數(shù)為0.646，顯示了較好的相關(guān)性。因子3（高負(fù)載K、Na）包含了一組通常存在于海相水解沉積物中的元素，但兩種元素貢獻(xiàn)值

8、差異較大，K為0.9，Na為0.672，K明顯高于Na。然后對(duì)以上三個(gè)因子進(jìn)行聚類(lèi)分析，進(jìn)而劃分出三個(gè)類(lèi)別，即砂糖狀白云巖三個(gè)側(cè)重點(diǎn)不同的綜合成因。三個(gè)因子對(duì)每一類(lèi)別的貢獻(xiàn)值以分值的形式得以體現(xiàn)，具體如下表所示：聚類(lèi)分析表類(lèi)別123因子1的得分-2.05604.