天然气地球科学 >

2020 , Vol. 31 >Issue 5: 602 - 611

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2020.04.010

塔里木盆地永安坝剖面蓬莱坝组白云岩成因与形成过程——来自有序度和晶胞参数的证据

  • 王泽宇 , 1, 2, 3 ,
  • 乔占峰 , 1, 2 ,
  • 寿芳漪 1, 2 ,
  • 蒙绍兴 1, 2 ,
  • 吕学菊 1, 2
展开
  • 1. 中国石油杭州地质研究院，浙江 杭州 310023
  • 2. 中国石油天然气集团公司碳酸盐岩储层重点实验室，浙江 杭州 310023
  • 3. 中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249
乔占峰（1983-），男，内蒙古凉城人，高级工程师，在读博士，主要从事碳酸盐岩层序地层和沉积储层研究. E-mail：.

王泽宇（1995-），男，陕西延安人，硕士研究生，主要从事地质工程研究. E-mail：.

收稿日期: 2020-03-23

  修回日期: 2020-04-10

  网络出版日期: 2020-05-27

收起

Origin and formation mechanism of dolomite in Penglaiba Formation of Yonganba outcrop, Tarim Basin: Evidence from ordering degree and unit cell parameters

  • Ze-yu WANG , 1, 2, 3 ,
  • Zhan-feng QIAO , 1, 2 ,
  • Fang-yi SHOU 1, 2 ,
  • Shao-xing MENG 1, 2 ,
  • Xue-ju LÜ 1, 2
Expand
  • 1. PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology (HIPG), Hangzhou 310023, China
  • 2. Key Laboratory of Carbonate reservoirs, CNPC, Hangzhou 310023, China
  • 3. School of Geoscience, China University of Petroleum, Beijing 102249, China

Received date: 2020-03-23

  Revised date: 2020-04-10

  Online published: 2020-05-27

Supported by

The Major Science and Technology Project of CNPC(2019B-0406)

National Science and Technology Major Project(2016ZX05004-002)

Fold

本文亮点

塔里木盆地巴楚地区永安坝剖面蓬莱坝组发育粉晶白云岩、细中晶白云岩和粗晶白云岩3类白云岩。结合研究区沉积背景、白云岩特征和XRD测试结果认为3种白云岩代表不同的形成环境和

过程

粉晶白云岩具中等有序度，平均有序度为0.75，晶胞参数偏离理想白云石，为灰泥经准同生快速云化，在浅埋藏期发生重结晶而成；细中晶白云岩具中等有序度，平均有序度为0.79，晶胞参数接近理想白云石，原岩为孔隙型颗粒灰岩，在准同生期发生白云石化作用，后经埋藏期白云石化作用调整具有埋藏白云岩的特征；粗晶白云岩具高有序度，晶胞参数接近理想白云石，原岩为颗粒灰岩，在中埋藏期受持续、充足的云化流体供给，结晶速度较慢，云化时间较长。受云化发生时期差异的控制，细中晶白云岩最有利于孔隙保存，构成有效储层。

本文引用格式

王泽宇 , 乔占峰 , 寿芳漪 , 蒙绍兴 , 吕学菊 . 塔里木盆地永安坝剖面蓬莱坝组白云岩成因与形成过程——来自有序度和晶胞参数的证据[J]. 天然气地球科学, 2020 , 31(5) : 602 -611 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2020.04.010

Highlights

There are three types of dolomites in Penglaiba Formation of Yonganba outcrop in the Bachu area of the Tarim Basin. Based on the analysis of the sedimentary context of this area, and the characteristics of dolomite and XRD results, it could be suggested that three types of dolomites represent different sedimentary environments and process. The average ordering degree of powder crystal dolomite is 0.75 and their unit cell parameters deviate from that of ideal dolomite, which means they are the products of lime-muds by both rapid dolomitization in penecontemporaneous stage and recrystallization in shallow burial stage. The average ordering degree of the fine-middle crystal dolomite is 0.79 and their unit cell parameters are close to ideal dolomite, indicating the effects from porous grain limestones with both dolomitization in penecontemporaneous stage and adjustment to burial dolomites during the burial stage. The average ordering degree of coarse crystal dolomite is 0.90 whose unit cell parameters are close to the ideal dolomite, revealing their original rocks are granular limestones influenced by the persistent and sufficient dolomization fluids, with the slower crystallization speed and longer dolomization period. Preservation of pores and formation of effective reservoirs in the fine-middle crystal dolomites were more common than in other two types, because of the disequilibrium dolomitization.

0 引言

白云岩储层是重要的碳酸盐岩油气储集层[1]。近20年来，中国发现了一系列以白云岩储层为主的大型油气田，深层优质白云岩储层不断取得新的认识与突破，彰显出蓬勃的勘探潜力与价值[2,3]。白云岩成因是认识白云岩储层的基础，一直是地质学家的研究热点。白云岩自提出至今已有200多年历史，多种成因模式相继被证实[4,5,6,7,8,9,10]，但是前期主要集中在某种模式的讨论，对于白云岩的形成过程认识不足，制约着对白云岩及白云岩储层分布规律的认识。
有序度和晶胞参数是白云石矿物学上2个典型的参数，前人已做较多研究。张杰等[11]在岩心、露头和薄片的基础上，利用X-衍射技术研究白云石有序度与晶胞参数得到了很好的应用。对于有序度，GOLDSMITH等[12]利用X-射线粉晶衍射方法研究白云石晶体有序程度并进行表征；黄思静[13]、曾理等[14]对有序度的测定方法及原理展开说明；杨威等[15]通过有序度分析了和田河气田下奥陶统白云岩的结晶速度；陈永权等[16]根据有序度讨论塔里木盆地塔中地区白云岩的成岩阶段，众多学者[17,18,19,20,21]对白云岩的研究都不同程度涉及到了有序度。对于晶胞参数，REEDER等[22]、ROSS等[23]讨论了不同温度、压力下白云石晶胞参数的变化；ROSEN等[24]阐述了Coorong地区2种白云岩晶胞参数的差异；刘集银等[25]讨论了理想白云石与方解石的晶胞参数；雷怀彦等[26]通过分析四川盆地震旦系不同类型白云岩晶胞参数的差异来判断其形成环境；张杰等[11,21,27]综合白云石的组构特征讨论晶胞参数的差异，提出晶体结构分析方法，对晶胞参数的研究提供理论指导。然而，对于白云岩形成过程的讨论仍显不足。
塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组发育有巨厚的白云岩，针对其成因前人已做了大量工作[15,19,20,28,29,30,31]，但对于其成因过程仍有争议。本文以永安坝剖面蓬莱坝组白云岩为研究对象，在岩石学分析的基础上，结合有序度与晶胞参数分析，探讨白云岩成因与形成过程，以期为后期的研究提供新的思路。

1 地质背景

塔里木盆地是一个典型的大型叠合复合盆地[32]，盆内构造格局多隆多坳、相间分布，整体上分为隆起构造、坳陷构造、边缘断隆三大类构造单元[33]。研究区位于中央隆起构造带西段巴楚断隆上。巴楚断隆总面积约为4.2×104 km2，经历了加里东、海西、印支—燕山和喜马拉雅多期构造运动形成现今北高南低、西高东低的特征[34,35]。蓬莱坝组沉积时期主要为碳酸盐岩缓坡台地沉积环境，研究区位于中缓坡沉积相带[36]。
蓬莱坝组广泛分布于柯坪、巴楚露头区和塔克拉玛干覆盖区[32,36]，在西部台地区与上覆鹰山组呈整合接触，与下伏丘里塔格组呈平行不整合接触[19,32,36]。永安坝剖面（图1）位于图木舒克市永安坝水库东侧，地层发育良好，是蓬莱坝组典型的碳酸盐岩剖面之一。
图1 研究剖面位置(据文献[19]修改）

Fig.1 Location of studied outcrop (modified from Ref. [19])

2 实验方法及样品制备

2.1　实验方法及原理

白云石化学成分为CaMg(CO3)2，理想的白云石Ca2+、Mg2+、[CO3]2-完全有序排列（图2），具有超结构反射[14]，在X-射线衍射图上表现为35.3°(2θ)的015峰和37.3°(2θ)的110峰反射较强[13]。当白云石晶体完全有序时，015反射峰与110反射峰强度相同；当白云石完全无序时，超结构反射消失，015反射峰强度为0，因此利用015峰与110峰的反射强度比I (015)/I (110)可以计算有序度[13,14,25]。
图2 白云岩结构示意(据文献[4]）

Fig.2 Schematic of dolomite structure(from Ref. [4])

理想的白云石中Ca2+、Mg2+离子数相同[14]，CaCO3和MgCO3的摩尔分数为50%的理论值，有序度越高，CaCO3摩尔分数越接近50%[37]。为了验证这一观点，笔者建立了CaCO3摩尔分数与有序度关系图（后文对此说明）。CaCO3摩尔分数的计算方法采用LUMMSDEN等[13]的计算方法：
N C a C O 3=333.33d104－911.11
其中:N为摩尔分数含量，%；d 104为白云石最强衍射峰晶面间距，可以在X-射线衍射图上换算得出。当白云石钙离子和镁离子含量发生变化时，白云石晶面间距d 104会随着CaCO3含量不同发生变化[11,25]。

2.2　样品制备及测试

实验样品全部选自永安坝剖面蓬莱坝组，挑选相对较纯的白云岩共计26个，样品在中国石油杭州地质研究院碳酸盐岩重点实验室进行处理分析。首先用切片机对白云岩样品纵向切割，挑选岩石内部对干净的白云岩切片，减少岩石表面风化所产生的影响。一部分切片用于制作阴极发光薄片，在阴极发光仪实验室用适当的阴极电子束对薄片进行轰击，使得薄片中的微观分子产生特殊固有的光学效应，在镜下观察样品阴极发光特性（图3）。实验仪器为英国剑桥图像技术有限公司（CITL）生产的CL8200 MK5型阴极发光仪；另一部分切片进行碎样处理，取样2 g左右，再用玛瑙研钵磨至200目进行X-射线衍射分析，利用X光射线照射白云岩样品产生一系列特征峰用来分析白云岩矿物成分、有序度与晶胞参数，实验仪器为荷兰帕纳科公司生产的X-射线衍射仪，仪器型号为X'Pert。
图3 塔里木盆地永安坝剖面蓬莱坝组白云岩镜下及阴极发光特征

(a)粉晶白云岩，蓝色铸体，单偏光；(b)粉晶白云岩，存在藻类微生物，蓝色铸体，单偏光；(c)粉晶白云岩，阴极发光强度极弱，基本不发光；(d)细晶白云岩，晶间孔发育，蓝色铸体，单偏光；(e)中晶白云岩，晶间孔发育，蓝色铸体，单偏光；(f)中晶白云岩，阴极发光发暗红色光，环带结构清晰可见；(g)粗晶白云岩，蓝色铸体，单偏光；(h)极粗晶白云岩，晶间孔及晶间溶孔发育，蓝色铸体，单偏光；(i)粗晶白云岩，阴极发光发暗棕色光，局部充填裂缝的白云石发亮红色光

Fig.3 Microscope photographs and cathodoluminescence characteristics of dolomites of Penglaiba Formation of Yonganba outcrop,Tarim Basin

3 白云岩类型及特征

永安坝剖面蓬莱坝组主要以粉晶白云岩、细中晶白云岩和粗晶白云岩夹砂屑灰岩为主，局部可见硅质岩、砾屑灰岩及藻纹层，燧石与方解石条带、团块发育，偶见叠层石构造。
蓬莱坝组白云岩具有晶粒大小不一、组构特征多样，自形程度相差较大的特征[19]，据此本文将永安坝剖面蓬莱坝组白云岩主要分为以下3类：①粉晶白云岩[图3(a)]，晶体粒径多小于0.1 mm，自形程度较差，他形为主，白云石晶体紧密镶嵌，基本不发育孔隙或发育少量晶间孔及晶间溶孔，局部层段藻类微生物发育[图3(b)]，具交代残余结构和雾心亮边结构，阴极发光发暗红色光或基本不发光[图3(c)]；②细中晶白云岩[图3(d),图3(e)]，自形程度较好，自形—半自形为主，晶体粒径集中于0.1~0.4 mm，晶体间部分连接或重叠，局部镶嵌接触，晶间孔及晶间溶孔发育，部分层段晶间孔极为发育，在3类白云岩中孔隙性最好，具残余颗粒结构和雾心亮边结构，晶体排列受颗粒结构约束，阴极发光主要为暗红色、暗棕色[图3(f)]，部分样品在阴极发光下可见清晰的环带结构；③粗晶白云岩[图3(g)]，他形为主，晶体粒径多大于0.5 mm，个别样品具有粒径大于1 mm的极粗晶[图3(h)]，主要呈扭曲状镶嵌接触。此类云岩在镜下晶面较为浑浊，晶体内部可见原岩的残留颗粒结构，孔隙性较差，仅局部层段发育晶间孔和晶间溶孔，具残余结构和雾心亮边结构，阴极发光主要为暗红色、暗棕色光或不发光，无环带结构[图3(i)]。

4 实验结果与分析

4.1　实验结果

研究区白云岩CaCO3摩尔分数与有序度计算结果见表1，矿物成分定性定量分析与晶胞参数分析测试结果见表2。可见，粉晶云岩中含有一定的石英与方解石矿物，有序度为0.71~0.82，平均值为0.75，CaCO3摩尔分数为51.60%~54.60%，晶胞参数a分布在4.811 0~4.823 0 Å之间，晶胞参数c分布在16.047 0~16.227 0 Å之间；细中晶白云岩不同程度含有石英与方解石矿物，部分样品石英含量极高（23.9%~39.1%），有序度为0.53~1，平均值为0.79，CaCO3摩尔分数介于50.65%~51.87%之间，晶胞参数a为4.803 0~4.811 0 Å，c为16.018 0~16.147 0 Å；粗晶云岩石英含量较少，主要矿物成分为方解石与白云石，有序度为0.78~1，平均值为0.90，CaCO3摩尔分数介于51.32%~52.37%之间，晶胞参数a为4.803 0~4.808 0 Å，c为16.022 0~16.179 0 Å。
表1 永安坝剖面蓬莱坝组部分白云岩XRD数据及计算结果

Table 1 XRD data and calculation results of partial dolomites in Penglaiba Formation of Yonganba outcrop

样品 编号 岩性 D 104/Å I 015(CPS)

CPS)

I 110(

分数/%

CaCO3摩尔

 有序度

4039

4040

4041

粉晶

白云岩

2.897 17

2.888 17

2.890 84

55.15

69.29

58.69

67.34

97.50

82.21

54.60

51.60

52.49

0.82

0.71

0.71

3990

3991

3992

3993

3995

3996

3997

4002

细中晶

白云岩

2.886 46

2.888 18

2.888 98

2.886 34

2.890 21

2.887 67

2.889 71

2.885 31

59.86

71.51

84.48

95.85

64.88

89.65

54.63

/

109.63

115.27

98.26

130.50

123.41

104.30

72.98

/

51.03

51.61

51.87

50.99

51.44

51.44

52.12

50.65

0.55

0.62

0.86

0.73

0.53

0.86

0.75

1.00

4007

4014

4018

4020

4021

4023

4026

4027

粗晶

白云岩

2.887 83

2.887 40

2.888 09

2.890 46

2.887 99

2.889 29

2.889 28

2.887 33

63.19

81.09

99.65

68.54

66.28

88.11

62.92

/

70.01

91.58

104.05

87.63

80.03

104.27

64.32

/

51.49

51.35

51.58

52.37

51.54

51.98

51.97

51.32

0.90

0.89

0.96

0.78

0.83

0.85

0.98

1.00

注：/表示未检测或检测不出

表2 永安坝剖面蓬莱坝组部分白云岩XRD数据

Table 2 XRD data of partial dolomites in Penglaiba Formation of Yonganba outcrop

样品

编号

 岩性 矿物含量/% 有序度 晶胞参数/Å
石英 方解石 白云石 a c

4039

4040

4041

粉晶

白云岩

0.4

0.4

0.7

6.5

4.0

6.7

93.1

95.6

92.6

0.82

0.71

0.71

4.823

4.811

4.815

16.227

16.047

16.119

3990

3991

3992

3993

3995

3996

3997

4002

细中晶

白云岩

39.1

23.9

2.6

1.6

6.0

2.1

3.7

3.2

0.6

/

/

/

10.0

0.5

7.0

0.8

60.3

76.1

97.4

98.4

84.0

97.4

89.3

95.9

0.55

0.62

0.86

0.73

0.53

0.86

0.75

1.00

4.808

4.811

4.808

4.808

4.812

4.804

4.808

4.809

16.022

16.025

16.022

16.022

16.020

16.140

16.022

16.018

4007

4014

4018

4020

4021

4023

4026

4027

粗晶

白云岩

/

1.7

/

0.4

/

/

/

/

5.1

3.6

0.8

6.8

3.4

3.7

7.7

0.2

94.9

94.7

99.2

92.8

96.6

96.3

92.3

99.8

0.90

0.89

0.96

0.78

0.83

0.85

0.98

1.00

4.803

4.808

4.808

4.806

4.808

4.808

4.808

4.808

16.147

16.022

16.022

16.179

16.022

16.022

16.022

16.022

注：/表示未检测或检测不出

4.2　有序度分析

白云石有序度与其矿物组成有关[38]，一般情况下白云石相对含量越高，白云石有序程度越高。通过建立白云石含量与有序度散点图发现白云岩有序度与白云石相对含量具有很好的正相关性[图4(a)]，部分点位相关性较差可能与成岩演化阶段中的外来元素混入有关，在XRD衍射图谱中也发现个别样品的白云石衍射峰出现“双峰”的特征，证明存在外来元素的混入[图4(b)]。
图4 永安坝剖面蓬莱坝组白云岩有序度图版及X-射线衍射图谱

Fig.4 Ordering degree chart and X-ray spectrogram of dolomite in Penglaiba Formation of Yonganba outcrop

白云石有序度与其结晶速度也有关系，通常情况下白云石结晶速度越慢，晶体粒度越粗，有序度越高，反之则有序度越低[15,18]；有序度与白云石晶形没有必然的关系[21]，本文实验验证了这一观点（为保证实验结果的准确性，笔者仅筛选相对较纯的白云岩分析，后同）：他形粗晶白云岩的有序度整体分布最高，自形程度最好的细中晶白云岩次之，粉晶白云岩整体分布最低[图4(c)]。
埋藏白云岩具有较高的有序度，埋藏环境下白云岩向着理想的方向演化[16]，随埋藏及云化程度的进行，粉晶白云岩→细中晶白云岩→粗晶白云岩逐渐趋于有序，符合埋藏白云岩的特征。
白云石有序度越高，晶格中CaCO3摩尔分数越接近50%理论值[37]，笔者建立了蓬莱坝组3类白云岩CaCO3摩尔分数与有序度散点分布图[图4(d)]发现，粗晶白云岩相关性最好，细中晶白云岩次之，粉晶白云岩相关性较差。相关性差别较大的原因可能与白云岩形成阶段以及云化程度有关。粗晶白云岩的形成时间最晚，经历的云化时间最久、程度最深，当CaCO3摩尔分数接近理想值50%时，白云石中的离子元素会更趋于有序调整，有序度更接近1，因此粗晶白云岩具有最好的相关性。
粉晶白云岩有序度整体分布相对较低，说明结晶速度相对较快，同时粉晶白云岩中存在藻类微生物，藻类能浓集镁，为白云石化提供了高Mg/Ca值的条件，Ca2+、Mg2+离子来不及择位[26]，短时间内不能规律排列，相关性最差。

4.3　晶胞参数分析

晶胞是构成晶体最基本的几何单元，白云石晶体属三方晶系的碳酸盐矿物，六方晶胞，理想的白云石晶胞参数a=b=4.806 9 Å，c=16.003 4 Å[25]，晶格结构中镁钙分层而列，碳酸基团交替有序排列[39]。
稳定、缓慢的环境中形成的白云石，其晶胞参数会接近理想状态的值[26]。以a为横坐标，c为纵坐标将3类白云岩与理想白云石进行投点对比（图5），发现粉晶云岩整体分布偏离理想白云石，在晶胞参数图上往右上方偏移，结合其相对较低的有序度说明白云石晶体结晶速度较快并来不及调整，晶格远达不到理想状态。粗晶白云岩与细中晶白云岩多数样品的晶胞参数接近理想状态的值，a的变化幅度较小，仅存在个别样品c值明显偏大（14.140 0~14.179 0），说明2类白云岩的形成环境相对稳定。
图5 不同类型白云石晶胞参数图版

Fig. 5 The crystal cell parameter chart of different kinds of dolomite crystals

c值的偏大与Fe、Sr 等大的离子半径的微量元素混入有关[11]，阳离子的混排和无序会使晶胞参数发生变化[40]。3类白云岩中存在部分样品的Sr含量明显偏高，达101×10-6以上，可能是晶胞参数偏离理想值的主要原因。此外，一定的温度与压力变化也会使晶胞参数发生变化。晶胞参数很大程度上受碳酸基团控制[23],白云石碳酸基团是不可压缩的刚性单位[39]，ROSS等[23]在室温下通过增压对西班牙Eugui白云石晶体结构展开分析发现：压力从0增加到4.69 GPa，CaO6和MgO6八面体发生畸变压缩，晶胞参数a和c不同程度减小（表3）。REEDER等[22]测量了Eugui白云石从24 °C到700 °C之间晶胞参数的变化发现：受基团八面体的热膨胀影响，a和c会随温度升高而增大（表4）。埋藏环境中地质作用复杂，白云岩在成岩阶段如果遇到强构造应力和热液流体的侵入[21]，或者地层长期处于异常压力的背景下等都有可能使白云石晶格发生畸变，晶胞参数发生变化。
表3 不同压力下的白云石晶胞参数（据文献[23]）

Table 3 Unit-cell parameters of dolomite at several pressures（from Ref. [23]）

压力/GPa 白云石晶胞参数/Å
a c

0.00

0.47

1.50

2.34

5.00

3.70

4.20

4.69

4.806 4（5）

4.802 8（7）

4.791 0（7）

4.784 3（9）

4.777 7（5）

4.770 3（7）

4.767 2（6）

4.763 6（5）

16.006（2）

15.962（2）

15.856（2）

15.785（2）

15.730（1）

15.653（2）

15.611（2）

15.582（3）

表4 不同温度下的白云石晶胞参数（据文献[22]）

Table 4 Unit-cell parameters of dolomite at several temperatures（from Ref. [22]）

温度/°C 白云石晶胞参数/Å
a c

24.00

200.00

400.00

600.00

700.00

4.806 9（9）

4.810 4（9）

4.816 2（7）

4.822 8（7）

4.827 0（1）

16.002（1）

16.055（1）

16.132（1）

16.227（1）

16.279（1）

5 白云岩成因分析

综合镜下及阴极发光特征，3类白云岩符合早中埋藏期白云岩的特征[11,19,20,41,42]。
粉晶白云岩的白云石阴极发光性弱，晶体普遍具有交代残余结构，说明其原岩晶体粒度较小。粉晶白云岩具有最低的有序度，晶胞参数多变且偏离理想白云石的值说明其处于亚稳态[24]。灰泥基质中常包含一些亚稳态的碳酸盐矿物使其白云化作用优先选择性进行[38]，最先发生白云石化作用形成泥晶云岩，可能发生在准同生期到浅埋藏期，这种泥级晶体很少被保存，它们是较大晶体的核心[8]，随浅埋藏云化作用进行以及晶核生长形成粉晶白云岩[图6(a)]。粉晶白云岩在向稳定态发展的过程中，晶胞参数会不断发生改变[24]，这就解释了为什么粉晶白云岩的晶胞参数变化幅度较大，也进一步证明了早期云化时间较短，白云石快速结晶的特征。
图6 塔里木盆地蓬莱坝组白云岩晶体演化特征

Fig.6 Characteristics of dolomite crystal evolution of the Penglaiba Formation, Tarim Basin

晶体排列特征可知，细中晶白云岩晶形较好，具残余颗粒结构，原岩为孔隙型颗粒灰岩[图6(b)]，阴极发光特征出现清晰的环带结构表明存在一定的次生加大现象，由孔隙较好的原岩经过交代和重结晶作用在自由空间里形成自形晶；相对较高的有序度、接近理想状态的晶胞参数值说明白云化流体供给充足，形成环境较为稳定，受原岩孔隙的继承性[19]，经历了交代及重结晶作用具有如今的晶体形态特征。
粗晶白云岩具残余颗粒结构，但晶体对颗粒结构造成破坏，晶体之间扭曲镶嵌接触，孔隙性差，说明该类云岩在发生云化之前经历了长期的压溶作用。高有序度、接近理想状态的晶胞参数值说明云化时间足够长、程度足够深，在充足的云化流体供给条件下形成，长期的云化作用不断对其进行改造使得晶体结构致密。当白云石生长到接触时晶体会竞争生长[31,41]，呈扭曲状镶嵌接触[图6(c)]。
据此，结合研究区早奥陶世沉积特征建立研究区白云化模式图（图7）。
图7 蓬莱坝组白云化模式

Fig.7 Model of dolomitization of the Penglaiba Formation

研究区早奥陶世蓬莱坝组沉积时期主要为碳酸盐岩缓坡台地，此时水体相对较浅，相对海平面处于较低位，水体内部循环受限。早奥陶世塔里木板块在近赤道地区[31,43]，强日照、高温环境下的蒸发作用会使海水盐度变大，镁钙离子浓度比增加，可能存在准同生期白云石化作用[31]；同时，贮存于沉积物中的残余海水具有很高的镁离子浓度，为埋藏期白云石化作用提供了镁离子来源基础。
在埋藏阶断，受地层压力以及温度的影响，埋藏初期沉积残余水开始得到释放，顺地层、裂缝和缝合线等通道流动，使准同生快速云化的泥晶灰岩在浅埋藏期最先形成粉晶白云岩；充足的云化流体供给使准同生期云化的孔隙型颗粒灰岩不断进行埋藏白云石化作用的调整与重结晶作用形成细中晶云岩，因此具有埋藏白云岩的特征；粗晶白云岩的形成可能比细中晶白云岩更晚，沉积残余水持续供给并且更加彻底的释放使得白云化作用充分甚至过渡进行[38]，形成粗晶白云岩，也有证据显示可能涉及到外来流体的加入[44]。
根据孔隙发育状况特征，储层主要发育于细中晶白云岩中，而细中晶白云岩形成于准同生期白云石化作用，然后受埋藏云化重结晶作用改造。相比储层欠发育的粗晶白云岩，关键在于细中晶白云岩经历了准同生期白云石化作用，使得孔隙在浅埋藏期能够得以保存。因此该类白云岩储层的形成和发育主要表现为受沉积相带控制，靠近内缓坡—中缓坡部位为最有利于准同生期发育的区域，是储层有利发育区，其中孔隙发育的颗粒滩相为储层有利发育相带。结合前人研究，塔北南缘和塔中北斜坡可能为潜在的有利区。

6 结论

塔里木盆地巴楚地区永安坝剖面蓬莱坝组发育粉晶白云岩、细中晶白云岩和粗晶白云岩3类白云岩，代表了不同的形成环境和过程，影响储层发育。
粉晶白云岩具中等有序度，晶胞参数偏离理想白云石，为灰泥经准同生快速云化，在浅埋藏期发生重结晶而成；细中晶白云岩具中等有序度，晶胞参数接近理想白云石，原岩为孔隙型颗粒灰岩，在准同生期发生白云石化作用，后经埋藏期白云石化作用调整具有埋藏白云岩的特征；粗晶白云岩具高有序度，晶胞参数接近理想白云石，原岩为颗粒灰岩，在中埋藏期受持续、充足的白云石化流体供给，结晶速度较慢，白云石化时间较长。
受白云石化发生时期差异的控制，细中晶白云岩最有利于孔隙保存，构成有效储层，优先发育于内缓坡—中缓坡颗粒滩相。

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