塔里木盆地中央隆起区寒武—奥陶系白云岩结构特征及成因探讨

黄擎宇 张哨楠 孟祥豪 叶 宁

(1.成都理工大学能源学院 成都 610059;2.西南石油大学资源与环境学院 成都 610050;3.成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 成都 610059)

0 引言

白云岩研究的关键在于对白云石化作用的理解，而岩石结构作为白云石化作用分析的基础，不仅对白云岩的成因具有指示意义还深刻地影响着白云岩储层的质量。前人针对塔里木盆地下古生界白云岩进行了大量研究，提出了多种白云石化机理［1，8］和储层成因模型［9，13］，为该区白云岩储层的评价和预测提供了必要的理论支撑。但由于“白云岩问题”的复杂性与特殊性，难免在一些基础问题上存在争议:如白云岩的分类命名方面，目前大部分分类以晶体大小或是宏观组构特征为依据进行区分［14，16］，缺乏对白云岩微观结构类型(如是否保留原始结构、白云石晶体的大小、形状、晶面特征以及晶体之间的组合关系等)更为详细的描述，而这些结构特征往往包含着解读白云岩成因的重要信息;同时，塔里木盆地寒武系中分布着大量具有“残余结构”的白云岩，如何命名这类白云岩并合理解释其成因也值得探索。此外，近年来关于白云岩的研究多集中在白云石化模式的建立上，而很少关注白云岩结构与成因之间的相关关系。鉴于此，本文以塔里木盆地中央隆起区寒武—奥陶系白云岩为研究对象，利用该区近年来的探井资料，在岩芯观察、薄片鉴定、阴极发光、扫描电镜以及碳、氧、锶同位素分析的基础上，结合国际上常用的分类术语，尝试建立一套以结构特征为依据的白云岩分类方案，并对不同结构类型的白云岩所揭示的成因意义进行讨论，以期加强对白云岩基础理论的研究，增进对白云岩成因的理解和认识，并最终为白云岩油气储层的评价提供更多地质依据。

1 白云岩结构分类研究现状

国际上对于白云岩的分类主要依据其结构特征，较早认识到白云岩结构重要性的有Friedman(1965)［17］，他借用岩浆岩和变质岩中的分类术语对沉积岩中具有晶粒结构的岩石进行了分类，并将白云石分为自形(euhedral)、半自形(subhedral)和他形(anhedral)三种基本结构类型。随后Gregg和Sibley(1984)［18］、Sibley 和 Gregg(1987)［19］在大量人工合成白云石实验的基础上，结合晶体生长动力学理论，以晶体大小分布、形态和晶体边界特征为依据，提出了更为详细的白云岩结构分类方案:首先根据晶体大小的分布将白云岩分为单峰或多峰等类型，然后依据晶体边界形态和晶形特征进一步分为平面—自形(planar-e)、平面—半自形(planar-s)和曲面—他形晶(nonplanar-a)，这里的平面是指晶体具有平直边界;而非平面/曲面则是指晶体具有弯曲的、叶片状或阶梯状等各种不规则的边界。平面和曲面白云石都可以以胶结物的形式存在。该分类方案特别强调了平面和曲面晶体之间的差别，并定义了一个由平面晶体向非平面晶体转化的临界温度，即晶体他形生长的临界温度(大致为50℃～60℃左右)，低于该温度时形成平面—自形或半自形白云石，而高于该温度则形成曲面—他形白云石;Wright(2001)［20］之后又定义了一个平面—半自形到非平面—他形之间的过渡类型，对上述分类方案进行了补充。至此，该分类方案由于其简单实用、易于描述又带有一定成因启示意义而在国际上备受推崇［21，24］。

近来国内也有不少学者注意到了白云岩结构与其成因之间的相关性，并进行了讨论:如王丹等(2010)［25］以单个白云石晶体形态特征为依据对埋藏阶段形成的白云岩进行了结构—成因分类，并探讨了不同类型白云石的形态与成岩环境之间的关系;黄思静等(2011)［26］以四川盆地二叠—三叠系白云岩为研究对象，系统对比了不同类型白云岩/石之间的差异以及与白云石化作用之间的联系。由于这些研究缺乏相应的地球化学数据支撑，因而未能引起足够重视。

2 寒武—奥陶系白云岩结构类型

本次研究中，根据塔里木盆地寒武—奥陶系白云岩的实际情况，结合国际上常用的分类术语，尝试提出以下分类方案。首先根据白云岩中原始结构的保存状况将其分为两个大类:一类是保留(或残余)原始沉积结构的白云岩，另一类是原始结构无法识别的白云岩(即晶粒白云岩)。对于原始结构保存较好的白云岩我们可以根据其原有结构类型来分类(如纹层状泥—粉晶白云岩、颗粒白云岩等);对于那些原始结构无法识别的白云岩我们可以根据白云石的晶体大小和晶体结构特征(如晶体的形状、边界和晶间关系等)进行分类，其中晶体大小依据刘宝珺(1980)［27］的分类标准;晶体结构特征以 Sibley和Gregg(1987)［19］的分类为基础，并根据研究区实际情况进行适当调整和简化，主要分为自形(平面—自形晶)、半自形(平面—半自形晶为主，少量曲面—他形晶)和他形(曲面—他形晶)三种类型。此外，由于白云石同样可以以充填物的形式出现在孔隙和裂缝中，且对白云岩成因和储层的形成具有重要指示意义(如鞍形白云石往往被认为与热液改造有关［28］)，因此也将其列入分类表中。

根据上述分类标准，研究区寒武—奥陶系白云岩可分为以下几类(表1):(一)保留(或残余)原始结构白云岩，包括(1)泥—粉晶白云岩，(2)(残余)颗粒白云岩;(二)晶粒结构白云岩，包括(3)细晶、自形白云岩，(4)细晶、半自形白云岩，(5)中—粗晶、他形白云岩;(三)白云石充填物:细晶、自形(半自形)白云石充填物和中—粗晶、鞍形白云石充填物。

2.1 保留(或残余)原始结构白云岩

(1)泥—粉晶白云岩

该类白云岩主要由泥晶到粉晶级(0.001～0.05 mm)的白云石组成(图 1a)，晶体细小，晶形较差，多为半自形—他形晶，晶间可见泥质或膏质充填。该类白云岩多为浅灰—灰褐色，薄—中层状，常与膏岩伴生并具明显的层理构造，如中寒武统中可见膏岩层与泥—粉晶白云岩呈薄互层状产出(图1b);此外，膏质也可呈结核状或针状出现于泥—粉晶白云岩中;镜下观察还可见明暗相间的沉积显微层理。阴极发光显示该类白云岩发光性极差，基本不发光。

(2)(残余)颗粒白云岩

该类白云岩最大的特点就是保留或是残余原始灰岩的结构特征，我们可以通过这些结构特征来推断原岩组构并恢复其沉积环境［29］。不过由于这种残余结构所经历的交代强度不同，原始颗粒的可识别程度也具有很大差异，根据研究区所观察到的现象大致可将其分为三类:一类是完整保留颗粒或胶结物轮廓及其内部结构的白云岩，国外学者常称之为拟晶或拟态交代(mimic/mimetic replacement)［30，31］，这类白云岩在寒武系中常见(图1c)，部分与膏岩层伴生;第二类为只保留了原始颗粒的形状或轮廓，但其内部结构已无法识别的白云岩，国内有学者称之为残余粒形结构白云岩［32］，研究区中较为常见的是由于铸模孔发育而保留了原始颗粒轮廓的残余颗粒白云岩(图1d)，在中下奥陶统鹰山组有见;第三类则为原始颗粒或胶结物的结构已无法区分，仅仅能够识别出残留颗粒影像或幻影的白云岩，由于此类白云岩基本由细到中晶、半自形或他形白云石组成，因此归属于晶粒白云岩的范畴可能更为合理一些。

表1 研究区寒武—奥陶系白云岩结构分类表Table 1 Classification of Cambrian-Ordovician dolomite textures in the study area

2.2 晶粒白云岩

(1)细晶、自形白云岩

主要分布在中下奥陶统中，特别是鹰山组中较常见，岩芯上以浅灰色或灰白色为主，呈中厚层状或是块状产出(图 2a);显微镜下，以细晶(0.05～0.25 mm)为主，少量粉晶，晶体自形程度高，具细砂糖状特征，部分晶体边缘见明亮的细环带，晶体之间点或线接触，晶粒支撑，晶间孔发育(图2b)。扫描电镜下，该类白云岩多由菱面体白云石组成，并具有平直的晶面边界特征(图2c)，一些晶体边缘还可见极细的生长纹层。阴极发光下该类白云岩显均匀的中等亮度红色光到暗红色光(图2d)。

图1 保留(或残余)原始结构白云岩特征Fig.1 Features of dolomite with well-preserved(or relict)precursor lithologic fabricsa.泥—粉晶白云岩，单偏光，古隆3井，鹰山组，6 237.2 m;b.条带状膏质泥晶白云岩，石膏与白云岩呈互层状产出，和田1井，阿瓦塔格组，6 436.0 m;c.颗粒白云岩(拟态交代)，原始颗粒及胶结物的轮廓和内部结构保存完好，单偏光，巴探5井，下丘里塔格组，4 741.4 m;d.残余颗粒结构白云岩，颗粒溶蚀后形成的铸模孔被方解石胶结物(茜素红染色)充填，单偏光，中19井，鹰山组，5 479.55 m。

图2 细晶、自形白云岩特征Fig.2 Characteristics of finely crystalline，euhedral dolomitea.浅灰白色细晶、自形白云岩，中19井，鹰山组，5 526.0 m;b.细晶、自形白云岩镜下特征，自形晶为主，晶间孔发育，铸体薄片，中19井，鹰山组，5 526.0 m;c.细晶、自形白云岩扫描电镜(SEM)特征，白云石多为菱面体，具有平直的晶面边界特征，中19井，鹰山组，5 527.7 m;d.细晶、自形白云岩发均一的红色光，阴极发光照片，中19井，鹰山组，5 527.7 m。

图3 细晶、半自形白云岩特征Fig.3 Characteristics of finely crystalline，subhedral dolomitea.深灰色细晶、半自形白云岩，中19井，鹰山组，5 546.8 m;b.细晶、半自形白云岩，半自形晶为主，少量他形晶，环带或雾心亮边特征常见，正交偏光，中12井，鹰山组，5 611.64 m;c.细晶、半自形白云岩，晶体仍以平直晶面为主，但许多晶体受生长空间所限致使晶形不完整(黄色箭头)或是嵌入相邻晶体中，白云石断面处可见生长纹层或包壳(红色箭头)，背散射(BSE)照片，中19井，鹰山组，5 529.5 m;d.细晶、半自形白云岩发暗红色光，溶孔处呈亮红色(黄色箭头)，阴极发光照片，中15井，鹰山组，5 571.9 m。

(2)细晶、半自形白云岩

该类白云岩也主要分布在下奥陶统中，岩芯上观察其颜色略深，以深灰色或灰色为主(图3a)，可与细晶、自形白云岩呈互层状产出。镜下观察，仍以细晶(0.05～0.25 mm)为主，晶体自形程度较上一类白云岩有所降低，多为半自形到他形，大部分白云石晶体可见雾心亮边或环带结构(图3b);晶间接触关系也转变为线接触为主，局部甚至呈镶嵌状接触，晶间孔大幅减少。扫描电镜下观察白云石紧密堆积，虽然仍具有平直的晶面边界，但许多晶体受生长空间所限晶形不完整或是嵌入到相邻晶体中并堵塞原有孔隙空间(图3c)，仅在面向孔隙中心方向具有完好的菱面体晶形;另外，白云石断面处还可见多层生长纹层或包壳状环带(图3c)。阴极发光下观察，该类白云岩发光性与细晶、自形白云岩类似或稍弱，仍以均匀的暗红色光为主，孔隙边缘显亮红色环带或斑点(图3d)。

(3)中—粗晶、他形白云岩

该类白云岩主要有两种产出方式:一种是不彻底的或是选择性白云石化的产物，属于灰岩和白云岩之间的过渡类型，即灰质或含灰白云岩，在鹰山组中下部云灰过渡段最为发育。通常在岩芯上呈现出深浅不一的斑点状、斑块状或条带状外貌，且白云石斑块多沿溶蚀缝或缝合线发育处富集(图4a，b);另一种则是以浅黄灰色、灰色或深灰色、中厚层状或块状产出的纯白云岩，蓬莱坝组以及下丘里塔格组最为常见;部分岩芯上裂缝及溶蚀孔洞发育程度高，并伴随有鞍形白云石、自生石英、萤石、重晶石等热液矿物充填(图4c)。镜下观察，细到粗晶均有出现，但以中—粗晶(0.25～2 mm)为主，白云石自形程度差，多为他形晶，晶粒之间呈凹凸甚至缝合线状接触，晶间孔匮乏(图4b，d);部分样品中白云石的粒度具有双众数分布特征，即粗大的白云石中残留有较细小的白云石晶体(图 4d);正交偏光下波状消光特征明显(图4d);扫描电镜照片中可清晰地观察到其弯曲的、锯齿状或阶梯状的晶面边界特征(图 4e)。阴极发光下，该类白云岩整体显极暗红色光或基本不发光(图4f)，局部可见暗红色斑块(图5d)。

图4 中—粗晶、它形白云岩特征Fig.4 Characteristics of coarsely crystalline and anhedral dolomite a.斑状灰质白云岩，中13井，鹰山组，5 721.7 m;b.灰质中—细晶、他形白云岩，白云岩沿缝合线发育，单偏光，中12井，鹰山组，5 579.3 m;c.浅黄灰色中—粗晶、他形白云岩，裂缝发育，见硅质充填孔洞(箭头)，YB1-2井，蓬莱坝组，5 136.8 m;d.中—粗晶、他形白云岩，他形晶，具波状消光，部分晶体发育环带，正交偏光，中4井，下丘里塔格组，5 813.55 m;e.中—粗晶、他形白云岩，晶体边界不规则，呈阶梯状或弯曲状(箭头)，扫描电镜(SEM)照片，古隆1井，蓬莱坝组，6 533.34 m;f.中—粗晶、他形白云岩基本不发光或极暗的红色光，仅缝洞充填物发亮红色光，阴极发光照片，中3井，蓬莱坝组，3 938.3 m。

2.3 白云石充填物

这里的充填物主要是指围绕孔洞或裂缝内壁生长的白云石，对于这类白云石我们很难判断其成因是由胶结作用还是交代作用所致，因此用“充填物”而非“胶结物”这个术语可能更合适一些。虽然这类白云石含量很少，但其存在对成岩流体性质、孔洞形成机理的理解具有重要意义。在研究区白云岩地层中发育有两类白云石充填物:

(1)细晶、自形(半自形)白云石充填物

这类白云石通常作为孔洞或裂缝的首期充填物附着其内壁生长，以细晶为主，少量粉晶或中晶，面向孔洞或裂缝中心方向晶体自形程度变好，发育平直的晶面边界，晶体清澈明亮，含较少的包裹体和杂质(图5a);阴极发光测试表明其发光性较差，以暗红色光为主，局部见发光环带，总体上显示出与细晶、半自形白云岩类似的发光性。

图5 白云石充填物特征Fig.5 Characteristics of void-filling dolomitea.细—中晶、自形白云石充填物，单偏光，中12井，鹰山组，5 578.8 m;b.中—粗晶、鞍形白云石充填裂缝，显波状消光特征，正交偏光，中4井，下丘里塔格组，5 813.55 m;c.溶蚀孔洞中的鞍形白云石充填物，晶面弯曲呈阶梯状(黄色箭头)，背散射(BSE)照片，中3井，鹰山组，3 938.3 m;d.中—粗晶、他形白云岩显斑状暗红色光，裂缝中充填的鞍形白云石具有暗红色的核心和明暗相间的环带(黄色箭头)，阴极发光照片，古隆1井，蓬莱坝组，6 544.34 m。

(2)中—粗晶、鞍形白云石充填物

充填溶孔和裂缝的鞍形白云石一般都比较粗大，岩芯上观察以乳白色为主，既可围绕洞壁生长成一个壳层也能完全充填孔洞。单偏光下晶面较污浊，可见大量固相或液相包裹体，晶体内微裂缝及解理发育，晶体边界弯曲似镰刀状，正交偏光下具有明显的波状消光特征(图5b);扫描电镜下观察可见晶体向孔洞内部生长时发生扭曲甚至小的错断，形成锯齿状或阶梯状的形态(图5c);阴极发光以发暗红色光为主，部分样品边缘可见明暗相间的环带(图5d)。

3 各类白云岩/石成因探讨

3.1 保留(或残余)原始结构白云岩成因

该类白云岩在结构上有两个特点，一是组成岩石的白云石晶粒极为细小(泥晶为主)，二是原始结构保存完好。细小的白云石晶粒通常被认为是典型的近地表、低温、高盐度条件下白云化的产物［33］，而且这些极细的白云石很可能是交代未固结或半固结的灰泥而来(因为细小的颗粒相对它们的体积而言具有更大的表面区域，有利于白云石成核作用的快速进行［21，34］);另外，阴极发光下基本不发光或是发均匀的极暗红色光也反映了锰含量很低的海水成岩环境特征［35］，亦说明这类白云岩形成时间较早。能够完好保留原生灰岩组构的特点可能与拟晶交代作用［31］以及较低的成岩温度［24］有关，这种交代作用通常需要高密度的白云石晶核，以确保碳酸钙质颗粒及胶结物复杂的内部结构得以保存下来［31］;而高密度的成核点又与高度可溶的反应物(如高镁方解石相比低镁方解石具有更高的溶解度，由高镁方解石组成的生屑颗粒通常会优先被白云石交代，并能够完好的保留原始组构特征［36］)以及高度过饱和的白云石化流体有关，特别是后者能够促使白云石成核点的大量生成，极为有利于原始沉积物组构的完好保存。

研究区泥—粉晶白云岩以及颗粒白云岩多分布在中下寒武统与蒸发岩伴生的地层中，说明当时海水盐度高、Mg/Ca比值大，具备形成高度过饱和的白云化流体的条件;地球化学数据同样支持这种观点:其Sr同位素比值(0.708 170～0.708 402)和C同位素值(-1.0‰～-0.2‰)(表2)均接近当时的海水值(分别为0.708 0～0.709 0，-1.5‰～0.5‰)［37，39］，而 O 同位素明显偏重(图 6，7)，暗示其成因与高盐度流体(如蒸发海水)有关［23，40，41］。

综上，研究区原始结构保存完好的白云岩，其白云石化过程有以下共性:如云化时间早、形成温度低、白云化流体饱和度高以及被交代的矿物以未发生新生变形的高镁方解石为主等特征;因此认为该类白云岩属于同生或准同生成岩阶段、与蒸发海水有关的拟晶白云石化作用的产物，大量过饱和白云石化流体的快速通过以及较低的成岩温度均有利于原始结构的保存，其中分布于蒸发台地相中的泥—粉晶白云岩可用蒸发泵模式解释，而分布于局限台地内的(残余)颗粒白云岩则主要由高盐度蒸发海水交代所致。

3.2 晶粒白云岩成因

(1)细晶、自形白云岩

平直的晶面结构、呈砂糖状松散堆积的晶体、均一的红—暗红色阴极发光以及缺乏缝合线等特征均说明该类白云岩形成于强烈的压实、压溶作用之前，属于早成岩阶段低温白云石化的产物;且这种结构类型也与经典的、由高盐度蒸发海水回流形成的白云岩极为类似［42，43］。但研究区该类白云岩所发育的区域(塔中地区下奥陶统)缺乏大面积膏岩层，说明当时的海水盐度并不是很高，更可能是一种半咸水或轻度蒸发的海水(未达到膏岩沉淀的盐度)，因此很难用传统意义上的超咸水回流模式来解释。然而越来越多的研究表明，中等盐度的海水(penesaline seawater)或轻微蒸发的海水同样具备白云石化作用的潜力［44，46］;

地化方面，该类白云岩略重的O同位素组成(图6)以及与当时海水值相似的Sr同位素值(图7)也说明其成因与轻微蒸发的海水有关。从另一角度理解，这类饱和度或盐度不是很高的白云石化流体还可以防止过度白云石化(overdolomitization)作用的发生，有利于晶间孔的大量保存。因此，这类具有平直晶面的白云岩应形成于成岩早期温度不高的环境中，浅埋藏阶段轻微蒸发的海水发生回流或下渗扩散可能是一种主要的云化模式，而且这种“适度的”云化对于晶间孔隙的发育和保存极为有利。

表2 研究区各类碳酸盐岩样品碳、氧、锶同位素组成Table 2 C，O and Sr isotope data of the different carbonate rocks in the study area

图6 研究区各类碳酸盐岩的碳、氧同位素交汇图Fig.6 Cross-plot showing δ18O vs.δ13C of different carbonate rocks in the study area

图7 研究区各类碳酸盐岩的锶、氧同位素交汇图Fig.7 Cross-plot showing87Sr/86Sr vs.δ13C of different carbonate rocks in the study area

(2)细晶、半自形白云岩

该类白云岩与上述细晶、自形白云岩具有相似的阴极发光性和Sr同位素值(图7)，说明两者的成岩环境和云化流体性质差别不大，仍以浅埋藏阶段的海源流体为主;而相对较轻的O同位素组成(表 2、图6)则与其形成时的埋深增加、温度略有升高有关。埋藏过程中云化流体的持续供给以及逐渐增加的成岩温度可使白云石在交代方解石之后又继续胶结增生，发生过度白云石化:过度白云石化作用使新的白云石围绕早期形成的白云石再生长，形成多层加大边或包壳状环带(图3b，c)，从而导致白云石由自形晶向半自形晶转变，晶间孔隙也不断减少。由于该类白云石仍发育相对平直的晶面边界，说明其形成时的温度未达到晶体曲面化的临界温度，因此推断其形成阶段为浅埋藏晚期。总体上，细晶、半自形白云岩和细晶、自形白云岩的成因具有相似性和继承性，埋藏过程中的过度白云石化可能是导致晶体自形程度变差的主要原因。

(3)中—粗晶、他形白云岩

该类白云岩主要由非平面/曲面—他形白云石组成，与前几类晶粒白云岩的结构差别明显。已有研究表明，弯曲的晶面特征与较高的形成温度［18，19］、高度过饱和的白云石化流体［47］以及晶体为争夺生长空间而产生的竞争性生长［48］等因素有关。对于研究区这类白云岩而言，相对较粗的晶粒、波状消光以及与压溶缝合线相伴生的现象均说明其形成于温度不断升高的中或深埋藏成岩环境中［49，51］。

地化方面，该类白云岩的δ18O值明显偏负(较上述几类白云岩低1.9‰～3.5‰左右)，而碳同位素变化不明显(可排除大气淡水的影响)，亦说明其成因与高温有关(图6)。特别地，少量87Sr/86Sr值明显低于当时海水值的样品(图7)指示了贫87Sr的幔源锶的存在［52，53］，说明幔源热流体参与到了白云石化过程中;而部分放射性成因87Sr明显增加的样品，可能与埋藏过程中的成岩蚀变有关［54］，或是幔源贫87Sr的热流体流经前寒武系碎屑岩输导层后吸附了大量放射性成因87Sr而导致87Sr/86Sr值变高所致［28］，前人对塔里木盆地下古生界热液白云岩的研究中也显示出类似的特征［55］。显然，中—粗晶、他形白云岩在形成过程中有大量高温或热液流体的参与，这也与岩芯上观察到的裂缝或溶孔局部富集并伴随热液矿物充填的现象相吻合。

在形成方式上，除了直接交代灰岩之外，该类白云岩也可由早期形成的细晶白云岩经重结晶而来［56，58］，从而使部分中—粗晶、他形白云岩中呈现双峰态分布的粒度特征(图4d)以及斑状阴极发光现象(图5d)。另外，许多晶粒白云岩的δ18O值和87Sr/86Sr值具有不同程度的重叠，很可能是早期形成的白云岩(如细晶、自形/半自形白云岩)受后期白云石化流体(形成中—粗晶、他形白云岩的流体)影响而发生重结晶作用的结果。

综上，中—粗晶、他形白云岩是中或深埋藏成岩阶段高温/热液白云石化或重结晶作用的产物，较高的形成温度是导致白云石晶体发生曲面化的主要原因。

3.3 白云石充填物

细晶、自形(半自形)白云石充填物通常作为缝洞首期充填物紧贴孔洞和裂缝壁生长，由于其晶体结构特征和阴极发光性与细晶、自形白云岩或半自形白云岩类似，因此两者具有相似的成岩环境或白云石化流体来源。

鞍形白云石独特的晶体结构预示其生长环境的特殊性，结晶学和地球化学特征表明这种晶体是在高温过饱和溶液中快速形成的［59］，但也有少量鞍形白云石可能与埋藏压实过程中宿主白云岩的自调节作用［60］以及热化学硫酸盐还原作用有关［61，62］。与北美地区鞍形白云石多以灰岩为宿主岩层所不同的是，塔里木盆地这类白云石往往分布于白云岩地层中，虽然较高的均一温度以及高于海水5～8倍的盐度值均表明其形成与深部热卤水有关［63］，但其形成方式更可能是对先存基质白云石的重结晶或是直接从热流体中沉淀，而非交代灰岩而来;其氧、锶同位素组成与中—粗晶、他形白云岩具有明显相似性(图6，7)也说明这种白云石化流体具有亲缘性和继承性的特点。无论其形成方式如何，这些充填溶蚀孔洞的鞍形白云石的出现均表明研究区寒武—奥陶系碳酸盐岩经历了热液流体改造，而且部分鞍形白云石中明暗相间的阴极发光环带似乎暗示着多期热液活动的影响(图5d)，这对于深埋藏条件下碳酸盐岩中次生孔隙的形成具有重要意义，同时也为白云岩地层的油气勘探提供了新思路。

4 结论

(1)根据国际上对白云岩研究的通用术语，结合研究区实际情况，尝试提出了塔里木盆地中央隆起区寒武—奥陶系白云岩的结构分类方案。首先根据原始结构保存情况将白云岩分为保留(或残余)原始沉积结构的白云岩和原始结构无法识别的晶粒白云岩。保留(或残余)原始结构的白云岩包括了泥—粉晶白云岩和(残余)颗粒白云岩;而晶粒白云岩则由细晶、自形白云岩、细晶、半自形白云岩和中—粗晶、他形白云岩组成。另外研究区还发育两类白云石充填物:细晶、自形(半自形)白云石充填物和中—粗晶、鞍形白云石充填物。

(2)保留(或残余)原始结构的白云岩属同生或准同生期、与蒸发海水有关的拟晶白云石化作用的产物，大量高度过饱和白云石化流体的通过有利于原始结构的保存。

(3)晶粒白云岩中，细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩与浅埋藏成岩阶段的低温白云石化作用有关，半咸海水的回流或下渗扩散可能是一种主要的云化模式，适度的白云石化作用有利于孔隙的形成和保存，而过度白云石化则导致晶体由自形向半自形转化，并逐步堵塞孔隙空间。中—粗晶、他形白云岩多与中或深埋藏成岩阶段的高温/热液白云石化及重结晶作用有关，较高的形成温度使晶体发生曲面化。

(4)细晶、自形(半自形)白云石充填物形成于浅埋藏阶段;中—粗晶、鞍形白云石充填物则属于热液活动的产物，其形成方式以重结晶或是从热流体中直接沉淀为主。

致谢 感谢两位审稿人提出的宝贵意见。

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