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白云岩—蒸发岩共生体系研究进展及展望

文华国1,2,3，霍飞1,2,3，郭佩1,2,3，甯濛1,2,3，梁金同1,2,3，钟怡江1,2,3，苏中堂1,2,3，徐文礼1,2,3，刘四兵2,3，温龙彬1,2,3，蒋华川1,2,3

1.成都理工大学机构沉积地质研究院，成都

2.油气藏地质及开发工程国家重点实验室机构（成都理工大学），成都

3.中石油集团碳酸盐岩储层重点实验室成都理工大学分室，成都

摘要

白云岩—蒸发岩共生体系在全球范围内分布广泛，在前寒武纪至第四纪地层中均有发现，然而该共生体系的发育机理及控制因素目前研究薄弱，亟待厘清。在调研国内外大量文献的基础上，结合研究团队对国内白云岩—蒸发岩共生体系的已有研究，系统总结了白云岩—蒸发岩共生体系发育特征及组合类型，并进一步探讨了其形成机制。在此基础上，明确了白云岩—蒸发岩共生体系的研究意义，并提出目前白云岩—蒸发岩共生体系研究存在的问题及下一步研究方向。首先，通过梳理全球范围内已报道的各地质历史时期白云岩—蒸发岩共生体系的特征，发现白云岩—蒸发岩共生体系广泛分布于全球51个地区，以北半球为主，且亚洲分布最多；其次为欧洲和北美洲，非洲分布相对较少；此外在南美洲及大洋洲也有零星分布；共生体系分布层位众多，从前寒武系到第四系均有分布，以二叠系居多。总结了蒸发岩与白云岩共生组合方式的5种类型：白云岩与蒸发岩互层、厚层白云岩上覆于厚层蒸发岩、厚层蒸发岩上覆于厚层白云岩、厚层白云岩夹薄层蒸发岩、厚层蒸发岩夹薄层白云岩，并探讨了共生差异的形成过程、分布规律、主要控制因素以及共生体系发育的特殊性和普遍性规律。其次，在全球共生体系矿物类型、特征精细表征基础之上，由宏观现象分析向微观机理解释转变，并划分出共生体系中6种蒸发岩和5种白云岩类型，初步分析了共生体系特征及成因。最后，总结了白云岩—蒸发岩共生体系中成岩流体的性质、特征、来源及流体演化路径。对白云岩—蒸发岩共生体系的研究不仅为解决“白云岩（白云石）问题”提供了新的思路，也将推动对白云岩—蒸发岩共生体系重要基础地质问题的认识，并为共生体系内油气资源勘探提供理论指导。

关键词：白云岩；蒸发岩；共生关系；形成机制；主控因素；研究进展；展望

0引言

白云岩是由白云石[CaMg（CO3）2]形成的一类常见碳酸盐岩[1]。理想的白云石晶体简单且高度有序，由钙离子层和镁离子层交替与碳酸根离子层互层排列组成。然而，如此常见的一种岩石，其成因却是困扰地质学界多年的“白云岩问题”[2]，它主要体现在两个方面：一是白云岩在前寒武纪和古生代及中生代地层中极其普遍，但在白云石过饱和的现代海水中却十分罕见；二是在常温、无机实验室条件下，白云石并不能直接沉淀[3]。因此很难通过“将今论古”的地质思维来解释在地史时期具有广泛时空分布的白云岩的成因。蒸发岩是由湖盆、海盆中的卤水经蒸发、浓缩，盐类物质按照不同的溶解度结晶而形成的一类化学沉积岩[4]，主要由氯化物（石盐、钾盐、光卤石等）、硫酸盐（石膏、硬石膏、芒硝、无水芒硝、杂卤石等）、硝酸盐（硝石等）、碳酸盐（苏打石、天然碱等）和硼酸盐（硼砂等）等矿物组成[4-6]。通常沉积蒸发岩的同时，也往往形成多种白云岩，这种伴生现象在地层中呈规律性分布，形成了白云岩与蒸发岩共生体系[7]。

白云岩—蒸发岩共生体系具有广泛的时空分布特征，从前寒武纪至全新世均有发育，并且在全球尺度可追踪。目前白云岩—蒸发岩共生体系（以下简称共生体系）在古气候、古环境重建和油气勘探中扮演着越来越重要的角色，并引起了国际上诸多学者的