茜素红染色技术应用于川西北中二叠统栖霞组豹斑灰岩流体包裹体测温研究.pdf

2015年1
岩矿测试
January 2015
ROCK AND MINERAL ANALYSIS
67~74
文章编号:0254-5357(2015)01-0067-08
DOI:10.15898/j.cnki.11-213l/td.2015.01.011
茜素红染色技术应用于川西北中二叠统栖霞组豹斑灰岩流体
包裹体测温研究
兰叶芳,黄思静,袁桃”3,胡博”,黄树光23
(1.贵州工程应用技术学院矿业工程学院,贵州毕节551700
2.油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,四川成都610059
3.成都理工大学沉积地质研究院,四川成都610059
摘要:碳酸盐岩流体包裹体測温过程中宿主矿物的准确鉴别和包襄体
那成制的完之为送ポ息重体与其水合才能好地
充填物中鞍形白云石和方解石为研究对象,在岩石学特征研究确定二者
形成顺序基础上,借助茜素红染色正确区分流体包裹体的宿主矿物。研
究结果表明,染色剂的使用对流体色体別温結果无影响,染色前后包
東体的均一化温度测量差值在1℃以内,而染色剂配制比例(尤其是盐
酸浓度)、染色时间和染色液清除方式是素红染色技术能否成功应用
于碳酸盐岩沆体包裏体测温的关键。本研究准确获得了鞍形白云石和
分布于鞍形白云石晶间和晶内的方解石的包裏体均一化温度,分别集中在110~190℃和70~130℃区间,二者
具有40~60℃的温度差。研究认为,方解石的沉淀时间晚于鞍形白云石,鞍形白云石的沉淀可能与峨眉山玄武
岩喷发热事件有关,热事件后的温度降低导致鞍形白云石的溶解并伴随方解石的沉淀。
关键词:茜素红染色;豹斑灰岩;流体包裹体测温;热流体
中图分类号:P57
文献标识码:A
碳酸盐岩流体包裹体的测试为成岩作用,油紧密交生情况下进行流体包裹体宿主矿物的准确归
气成藏2-引,古环境分析(古温度、古压力)-?,盆属依然十分困难。本文选取四川盆地西北部长江沟
地演化?等研究提供重要的直接资料和信息,受到剖面二叠系栖霞组豹斑灰岩晶洞中充填的碳酸盐矿
地质学家广泛关注。然而,与岩浆岩和变质岩相较物作为研究对象,将茜素红染色技术应用到豹斑灰
而言,碳酸盐矿物流体包裹体具有个体小、数量少、岩/云岩的流体包裹体测温中,以准确定位包裹体的
气液比小等特点“-?,测试不但费时且准确性往往宿主矿物和判别包裹体的形成期次,为合理解释白
得不到保证,测试结果往往具有多解性或者其解释云石和方解石的沉淀和溶解机制提供证据。
不符合客观地质事实,唯有正确认识流体包裹体宿
主矿物类型、形成期次,抓住碳酸盐岩流体包裹体研1样品采集与地质背景
究的核心问题一一确认包裹体的生源和属性,才能
研究样品采自四川盆地西北部广元市剑阁县的
对包裹体的测试结果进行合理解释。目前主要根据长江沟剖面栖霞组(图1),剖面出露良好,沉积地层
成岩自生矿物形成顺序来确定流体包裹体的期连续。据岩性将栖霞组进一步划分为栖一段和栖
次?。然而,在某些情况下,例如对于豹斑灰岩/云段,用于分析的样品主要是栖二段豹斑灰岩晶洞中
岩,即使弄清自生矿物先后顺序,在方解石和白云石的成岩自生矿物。晶洞大小2~10cm不等,形状多
收稿日期:2013-11-08;修回日期:2014-03-30;接受日期:2014-12-17
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41172099,41272130
作者简介;兰叶芳,博士,主要从事沉积地质学研究。E-mail:wssbdnn(@163.com。
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第1期
岩矿测试
2015年
http://www.ykes.ac.cn
不规则,晶洞与围岩的边界有的易于区分,有的界限盐岩地层晶洞中的充填物主要由方解石和白云石构
不清。
成(图2)。进一步分析发现,晶洞中充填的白云石
为非平直晶面他形晶的鞍形白云石,具有弧形弯曲
y-面安回晶面和典型的波状消光。較形白云石晶体粗大,主
甘肃
陕西
要为粗晶-极粗晶(多数大于0.5mm)。同时,晶
洞充填物的鞍形白云石存在典型的去白云石化作
汉中
用,普遍遭受溶解使其内部被方解石充填,仅残留鞍
形白云石的镰刀状的晶体轮廓或波状消光特征(图
长江沟文
广元
2c,d)。通过二者占位关系可以看出,晶洞中先沉
四川
淀的是鞍形白云石,充填在鞍形白云石晶体之间和
晶体内部的方解石晚于鞍形白云石形成。
认绵阳
2.2阴极发光特征
阴极发光分析由成都理工大学油气藏地质及开
成都
发工程国家重点实验室完成,采用英国剑桥仪器公
可CI8200MK5阴极发光仪(配以 Leica偏光显微
乐山
重庆
境),测试条件选择朿电压12kV、東电流300以A。
阴极发光分析表明,交代鞍形白云石的方解石和沉
200km
淀于鞍形白云石晶间的方解石具有类似的阴极发
光,发光颜色很暗,为弱发光甚至不发光的阴极发光
图1长江沟剖面地理位置图
特征(图2e,f),显示二者具有同期沉淀的性质。相
Fig.1 Map showing the location of Changjianggou sectie对而言,鞍形白云石发光相对较强,为桔红色的阴极
( after Ma ct al, 2011 1)
发光,显示白云石的发光强度大于方解石。
在中二叠统栖霞组沉积时期,四川盆地西部处于碳
3茜素红染色技术应用于流体包裹体测温
酸盐台地环境,台地前缘斜坡、台地边缘浅滩和开阔
台地是3个次一级的沉积环境,长江沟剖面栖二段
的可行性验证
主要沉积于碳酸盐台地边缘浅滩环境
3.1茜素红染色技术
茜素红(茜素磺酸钠, Alizarin S,分子式:C4Hl
四川盆地古构造位置属于华南板块次一级构造
NaO2S(H20,化学名9,10-二氢-3,4-二羟基
单元扬子准地台西北缘,盆地及其周缘大断裂发育,9,10-二氧代-2-蒽磺酸单钠盐),橙黄色或黄棕
影响四川盆地二叠系沉积的构造运动主要是东吴运色粉末,易溶于水,其水溶液呈浅黄褐色,与稀盐酸
动。早二叠世中晚期ー晚二叠世的东吴运动为印支反应生成的溶液为黄色,能与许多金属离子生成红
运动的序释,华南板块西侧蝦眉山玄武岩沿早期基色的水溶性络合物,常作为络合滴定指示剂和酸碳
底断製大量喷发,峨眉地幔柱形成,这是西南地区晚指示剂。茜素红染色技术在20世纪60年代以后被
二叠世发生的一次重大构造热事件,此热事件波及应用于区分不同的碳酸盐矿物。由于不同碳酸盐矿
四川盆地的大部分地区?。
物与稀盐酸的反应速度不同,文石、方解石、毒重石
和方铅矿在稀盐酸中溶解反应迅速,容易很快被染
2样品岩石学特征
上色,而白云石、菱铁矿、菱镁矿等矿物与稀盐酸的
2.1自生矿物形成顺序
反应速率要慢得多,在很长的时间内也不能被染上
长江沟剖面栖霞组地层中白云化作用普遍,但色,因而茜素红染色溶液可区分不同的碳酸盐矿物
大多不彻底,纯白云岩所占比例较小,白云岩中或多染色可使得矿物之间的差异对比明显,提供了快速
或少都含有一定的灰质成分。这些岩石在成分上以鉴别碳酸盐岩结构和成分差异的途径
石灰岩/白云岩之间的过渡类型为主,构成所谓的灰3.2包裹体均一化温度的测量方法
斑云