CN112859199A - 一种碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法，该方法包括：获取工区成岩环境演化史恢复用岩样；明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行同位素测年获取其绝对年龄，进行团簇同位素测试获取其形成温度，进行地球化学分析获取其地球化学分析结果；获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取其埋藏深度；基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度及地球化学分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物成岩环境；基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型‑成岩环境与绝对年龄的关系。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气地质勘探中碳酸盐岩油气藏评价技术领域，特别涉及一种基于测年和测温技术的绝对年龄坐标系下的碳酸盐岩成岩环境演化史的恢复方法。
背景技术
成岩环境包括海水成岩环境(正常海水与蒸发海水)、大气淡水成岩环境(早表生与晚表生)、埋藏成岩环境。层序格架中碳酸盐岩孔隙改造事件都是在各种成岩环境中发生的，不同成岩环境对孔隙改造的潜力存在很大的差异。正常海水成岩环境以原生孔的建造为主，胶结作用可以充填部分原生孔。大气淡水成岩环境以溶蚀孔洞的建造为主，甚至形成大型的洞穴。埋藏成岩环境以储集空间的破坏为主，虽然埋藏溶蚀作用可以导致孔隙的局部富集。白云石化主要发生在蒸发海水和埋藏成岩环境，是非常重要的孔隙改造作用。所以成岩环境识别是研究碳酸盐岩储层成因非常重要的内容。
储层地球化学特征(碳氧稳定同位素、微量-稀土元素、锶同位素、Ca/Mg/Fe/Mn等非传统稳定同位素)是判识成岩环境非常重要的手段，并建立了识别图版，但依然存在两个未解的难题。一方面，成岩产物的成岩环境判识主要是地质家在区域地质背景、成岩序列等研究基础上的定性判断，由于没有年龄和温度数据的约束，存在很大的不确定性，建立的识别图版只能代表这种成岩产物的地球化学特征，很难建立可靠的地球化学特征与成岩环境之间的对应关系。另一方面，同样是因为没有年龄和温度数据的约束，无法建立绝对年龄坐标系下的成岩环境变迁和孔隙改造事件的发生时间，制约了区域构造地质背景控制下的孔隙改造事件和成孔效应的理解，而这种理解对储层成因和分布预测是非常重要的。
碳酸盐岩激光原位U-Pb同位素测年和团簇同位素(Δ47)测温两项技术的开发为绝对年龄坐标系下成岩产物的成岩环境判识和演化、地球化学特征和演化研究提供了可能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有效的恢复碳酸盐岩成岩环境演化史的方法，该方法基于成岩矿物的绝对年龄和团簇同位素温度的约束，在绝对年龄坐标系下探究了成岩矿物的成岩环境演化情况。
为了实现上述目的，本发明提供了一种碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法，其中，该方法包括：
获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割；
明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行同位素测年获取各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度；对各期次碳酸盐岩进行地球化学分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的地球化学分析结果，所述地球化学分析包括锶同位素值分析、微量稀土元素分析、阴极发光以及碳氧稳定同位素分析中的至少一种；
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度以及地球化学分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
在本发明提供的碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，碳酸盐成岩矿物包括碳酸盐胶结物和围岩。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，具备孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠的成岩序列从而确定岩样中碳酸盐成岩矿物的期次；具体而言，可以采用常规方法建立完整可靠的成岩序列，例如基于岩样中碳酸盐胶结物的期次、特征、期次、相互交割关系以及溶蚀期次、被溶蚀碳酸盐胶结物的期次等建立完整可靠的成岩序列。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型时，使用由岩样制成的样品薄片进行；更优选地，用于明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型的样品薄片的厚度为30±3μm。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，进行同位素测年时，使用由岩样制成的样品薄片进行；更优选地，用于进行同位素测年的样品薄片的厚度为80-100μm。在一具体实施方式中，用于进行同位素测年的样品薄片的厚度为100μm。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，进行团簇同位素测试时，使用由岩样制成的使用各期次碳酸盐成岩矿物的粉末样进行；更优选地，用于进行团簇同位素测试的粉末样的质量不少于10mg。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，进行锶同位素值分析时，使用由岩样制成的使用各期次碳酸盐成岩矿物的粉末样进行；更优选地，用于进行锶同位素值分析的粉末样的质量不少于1mg。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，进行微量稀土元素分析时，使用由岩样制成的样品薄片进行；更优选地，用于进行微量稀土元素分析的样品薄片的厚度为80-100μm。在一具体实施方式中，用于进行微量稀土元素分析的样品薄片的厚度为100μm。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，进行碳氧稳定同位素分析时，使用由岩样制成的样品薄片进行；更优选地，用于进行碳氧稳定同位素分析的样品薄片的厚度为60-70μm。在一具体实施方式中，用于进行碳氧稳定同位素分析的样品薄片的厚度为60μm。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，进行阴极发光分析时，使用由岩样制成的样品薄片进行；更优选地，用于进行阴极发光分析的样品薄片的厚度为30±3μm。
在一具体实施方式中，上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法包括：
获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割；
针对获取的各个成岩环境演化史恢复用岩样，分别制备各岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分；
针对获取的各个岩样，对样品薄片A进行碳酸盐成岩矿物观察，明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物的粉末样，用于进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的团簇同位素温度；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行同位素测年获取各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物的粉末样，用于进行锶同位素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的锶同位素分析结果；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行微量稀土元素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的微量稀土元素分析结果；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片C中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行碳氧稳定同位素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的碳氧稳定同位素分析结果；
对样品薄片A进行阴极发光分析，获取各期次碳酸盐成岩矿物的阴极发光分析结果；
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度、锶同位素分析结果、碳氧稳定同位素分析结果、微量稀土元素分析结果以及阴极发光分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
优选地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm；
优选地，所述样品薄片B的厚度为80-100μm；
优选地，所述样品薄片C的厚度为60-70μm；
优选地，所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
优选地，所述样品薄片B的直径为1.5-2.5cm；
优选地，所述样品薄片C的直径为1.5-2.5cm；
优选地，所述分别制备各成岩环境演化史恢复用岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分通过下述方式进行：将各成岩环境演化史恢复用岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样，将其中1个平行样制作样品薄片A和样品薄片B，将另1个平行样制作薄片C，平行样残余部分保留备用；
优选地，样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C镜像相似度高，不低于90％；
优选地，用于进行团簇同位素测试的各碳酸盐成岩矿物的粉末样不低于10mg；
优选地，用于进行锶同位素分析的各碳酸盐成岩矿物的粉末样不低于1mg。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，粉末样可以使用微钻获取。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，同位素测年可以按照同位素测年技术的规范和要求进行。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，微量稀土元素分析可以采用原位微量稀土元素测试技术进行。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，碳氧稳定同位素分析可以按照碳氧稳定同位素测定的规范和要求开展测试工作，获取得到各期碳酸盐成岩矿物的碳氧稳定同位素值。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，团簇同位素测试可以按照团簇同位素(Δ47)测温技术的规范和要求开展测温工作，获取各期碳酸盐成岩矿物的Δ47温度。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，锶同位素分析可以按照锶同位素测定技术的规范和要求开展测试工作，获取各期碳酸盐成岩矿物的锶同位素值。
在上述碳酸盐岩油气成藏期次综合分析方法中，基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系可以通过下述方式实现：
将各期次碳酸盐成岩矿物按照其绝对年龄投点到埋藏史模型中，并具体建立各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及成岩环境随绝对年龄的变化曲线作为绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，所述同位素测年使用激光原位U-Pb同位素测年方式进行。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，所述获取工区埋藏史模型包括：
基于区域地质背景、钻井和地震资料，初步建立工区埋藏史模型；
获取工区地温梯度；
利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型作为所述工区埋藏史模型用于结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
更优选地，所述利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正包括：
将各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐成岩矿物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度根据地温梯度计算各期次碳酸盐成岩矿物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史曲线是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，所述成岩环境包括海水成岩环境、大气淡水成岩环境和埋藏成岩环境；其中，所述海水成岩环境包括正常海水成岩环境和蒸发海水成岩环境，所述大气淡水成岩环境包括早表生成岩环境和晚表生成岩环境。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度以及地球化学分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境采用常规方式进行即可，具体可以采用如下方式进行：采用地球化学分析结果初步确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境(采用本领域常规方式进行即可)；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度对初步确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境进行约束矫正。
在上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法中，优选地，该方法进一步包括：
基于建立的在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系、各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及各期次碳酸盐成岩矿物地球化学分析结果，建立碳酸盐成岩矿物类型和/或成岩环境与地球化学特征的对应关系。在该优选方案中，并不是建立不同成岩环境的地球化学特征识别图版，事实上同一成岩环境在不同的地质背景下，地球化学特征也会呈现很大的差异，不可能建立一个具有普遍适用性的成岩环境地球化学特征识别图版；该优选方式是通过成岩产物的绝对年龄和团簇同位素(Δ47)温度的约束，建立绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系，再通过地球化学特征(碳氧稳定同位素、微量稀土元素、锶同位素、阴极发光)的测试数据，建立地球化学特征随成岩环境变迁的演化规律。地球化学特征的演化反映了成岩介质属性和区域构造地质背景的变化，对孔隙改造成岩事件和成孔效应的理解、储层分布预测具重要的指导意义。
基于上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法建立的碳酸盐成岩矿物类型和/或成岩环境与地球化学特征的对应关系，和/或，绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系，能够进行孔隙改造分析，为储层分布预测提供依据。
本发明提供的技术方案建立了碳酸盐成岩矿物类型和/或成岩环境与地球化学特征的对应关系，恢复了碳酸盐岩成岩环境演化史；为区域构造地质背景控制下的孔隙改造事件和成孔效应的理解、区域储层分布预测提供了依据，同时助推了古老碳酸盐岩成岩年代学学科的发展。
附图说明
图1为实施例1中碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法流程图。
图2A为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-56-1的特征和成岩序列图。
图2B为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-56-1的特征和成岩序列图。
图3A为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-1的特征和成岩序列图。
图3B为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-1的特征和成岩序列图。
图4为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-2的特征和成岩序列图。
图5A为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1的特征和成岩序列图。
图5B为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1的特征和成岩序列图。
图6A为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-151-1的特征和成岩序列图。
图6B为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-151-1的特征和成岩序列图。
图7为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-56-1碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图8为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-1碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图9A为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-2白云岩围岩激光原位U-Pb同位素测年图。
图9B为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-2碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图9C为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-2碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图10A为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1白云岩围岩激光原位U-Pb同位素测年图。
图10B为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图10C为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图11为实施例1中阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-151-1碳酸盐成岩矿物激光原位U-Pb同位素测年图。
图12为阿克苏地区锶同位素和氧稳定同位素地球化学特征随不同类型碳酸盐成岩矿物的变化图。
图13A为阿克苏地区微量-稀土元素地球化学特征随不同类型碳酸盐成岩矿物的变化图。
图13B为阿克苏地区微量-稀土元素地球化学特征随不同类型碳酸盐成岩矿物的变化图。
图14为阿克苏地区绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系图(成岩矿物-成岩环境对应关系和变迁图)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明一实施例提供了一种碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法，其中，该方法包括：
获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割；
明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行同位素测年获取各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度；对各期次碳酸盐岩进行地球化学分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的地球化学分析结果，所述地球化学分析包括锶同位素值分析、微量稀土元素分析、阴极发光以及碳氧稳定同位素分析中的至少一种；
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度以及地球化学分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
其中，碳酸盐成岩矿物包括碳酸盐胶结物和围岩。
其中，具备孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠的成岩序列从而确定岩样中碳酸盐成岩矿物的期次；具体而言，可以采用常规方法建立完整可靠的成岩序列，例如基于岩样中碳酸盐胶结物的期次、特征、期次、相互交割关系以及溶蚀期次、被溶蚀碳酸盐胶结物的期次等建立完整可靠的成岩序列。
在一优选实施方式中，明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型时，使用由岩样制成的样品薄片进行；进一步地，用于明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型的样品薄片的厚度为30±3μm。
在一优选实施方式中，进行同位素测年时，使用由岩样制成的样品薄片进行；更进一步，用于进行同位素测年的样品薄片的厚度为80-100μm，例如用于进行同位素测年的样品薄片的厚度为100μm。
在一优选实施方式中，进行团簇同位素测试时，使用由岩样制成的使用各期次碳酸盐成岩矿物的粉末样进行；进一步地，用于进行团簇同位素测试的粉末样的质量不少于10mg。
在一优选实施方式中，进行锶同位素值分析时，使用由岩样制成的使用各期次碳酸盐成岩矿物的粉末样进行；进一步地，用于进行锶同位素值分析的粉末样的质量不少于1mg。
在一优选实施方式中，进行微量稀土元素分析时，使用由岩样制成的样品薄片进行；进一步地，用于进行微量稀土元素分析的样品薄片的厚度为80-100μm，例如用于进行微量稀土元素分析的样品薄片的厚度为100μm。
在一优选实施方式中，进行碳氧稳定同位素分析时，使用由岩样制成的样品薄片进行；进一步地，用于进行碳氧稳定同位素分析的样品薄片的厚度为60-70μm，例如用于进行碳氧稳定同位素分析的样品薄片的厚度为60μm。
在一优选实施方式中，进行阴极发光分析时，使用由岩样制成的样品薄片进行；进一步地，用于进行阴极发光分析的样品薄片的厚度为30±3μm。
在一优选实施方式中，上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法包括：
获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割；
针对获取的各个成岩环境演化史恢复用岩样，分别制备各岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分；
针对获取的各个岩样，对样品薄片A进行碳酸盐成岩矿物观察，明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物的粉末样，用于进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的团簇同位素温度；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行同位素测年获取各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物的粉末样，用于进行锶同位素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的锶同位素分析结果；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行微量稀土元素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的微量稀土元素分析结果；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片C中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行碳氧稳定同位素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的碳氧稳定同位素分析结果；
对样品薄片A进行阴极发光分析，获取各期次碳酸盐成岩矿物的阴极发光分析结果；
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度、锶同位素分析结果、碳氧稳定同位素分析结果、微量稀土元素分析结果以及阴极发光分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
进一步地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm；
进一步地，所述样品薄片B的厚度为80-100μm；
进一步地，所述样品薄片C的厚度为60-70μm；
进一步地，所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
进一步地，所述样品薄片B的直径为1.5-2.5cm；
进一步地，所述样品薄片C的直径为1.5-2.5cm；
进一步地，所述分别制备各成岩环境演化史恢复用岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分通过下述方式进行：将各成岩环境演化史恢复用岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样，将其中1个平行样制作样品薄片A和样品薄片B，将另1个平行样制作薄片C，平行样残余部分保留备用；
进一步地，样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C镜像相似度高，不低于90％；
进一步地，用于进行团簇同位素测试的各碳酸盐成岩矿物的粉末样不低于10mg；
进一步地，用于进行锶同位素分析的各碳酸盐成岩矿物的粉末样不低于1mg。
在一优选实施方式中，粉末样可以使用微钻获取。
在一优选实施方式中，同位素测年可以按照同位素测年技术的规范和要求进行。
在一优选实施方式中，微量稀土元素分析可以采用原位微量稀土元素测试技术进行。
在一优选实施方式中，碳氧稳定同位素分析可以按照碳氧稳定同位素测定的规范和要求开展测试工作，获取得到各期碳酸盐成岩矿物的碳氧稳定同位素值。
在一优选实施方式中，团簇同位素测试可以按照团簇同位素(Δ47)测温技术的规范和要求开展测温工作，获取各期碳酸盐成岩矿物的Δ47温度。
在一优选实施方式中，锶同位素分析可以按照锶同位素测定技术的规范和要求开展测试工作，获取各期碳酸盐成岩矿物的锶同位素值。
在一优选实施方式中，基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系可以通过下述方式实现：
将各期次碳酸盐成岩矿物按照其绝对年龄投点到埋藏史模型中，并具体建立各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及成岩环境随绝对年龄的变化曲线作为绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
在一优选实施方式中，所述同位素测年使用激光原位U-Pb同位素测年方式进行。
在一优选实施方式中，所述获取工区埋藏史模型包括：
基于区域地质背景、钻井和地震资料，初步建立工区埋藏史模型；
获取工区地温梯度；
利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型作为所述工区埋藏史模型用于结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
进一步地，所述利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正包括：
将各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐成岩矿物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度根据地温梯度计算各期次碳酸盐成岩矿物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史曲线是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
在一优选实施方式中，所述成岩环境包括海水成岩环境、大气淡水成岩环境和埋藏成岩环境；其中，所述海水成岩环境包括正常海水成岩环境和蒸发海水成岩环境，所述大气淡水成岩环境包括早表生成岩环境和晚表生成岩环境。
在一优选实施方式中，该方法进一步包括：
基于建立的在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系、各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及各期次碳酸盐成岩矿物地球化学分析结果，建立碳酸盐成岩矿物类型和/或成岩环境与地球化学特征的对应关系。在该优选方案中，并不是建立不同成岩环境的地球化学特征识别图版，事实上同一成岩环境在不同的地质背景下，地球化学特征也会呈现很大的差异，不可能建立一个具有普遍适用性的成岩环境地球化学特征识别图版；该优选方式是通过成岩产物的绝对年龄和团簇同位素(Δ47)温度的约束，建立绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系，再通过地球化学特征(碳氧稳定同位素、微量稀土元素、锶同位素、阴极发光)的测试数据，建立地球化学特征随成岩环境变迁的演化规律。地球化学特征的演化反映了成岩介质属性和区域构造地质背景的变化，对孔隙改造成岩事件和成孔效应的理解、储层分布预测具重要的指导意义。
实施例1
本实施例提供了一种基于定年和定温技术的古老碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法，该方法对塔里木阿克苏地区震旦系奇格布拉克组进行绝对年龄坐标系下成岩矿物-成岩环境-地球化学特征及演化研究，为区域构造地质背景控制下的孔隙改造事件和成孔效应的理解、区域储层分布预测提供了依据，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
步骤S1：获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期(至少两期)碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割。
步骤S2：针对获取的工区各个成岩环境演化史恢复用岩样，分别制备各成岩环境演化史恢复用岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分；
具体而言，将各成岩环境演化史恢复用岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样，将其中1个平行样制作样品薄片A(厚度30μm)和样品薄片B(厚度100μm)，将另1个平行样制作薄片C(厚度60μm)，平行样残余部分保留备用。
步骤S3：对各成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C进行镜像关系一致性筛选；
具体而言，使用显微镜分别对各成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C进行镜像关系观察，若某岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C镜像关系相似度不低于90％则予以保留，否则将该样品剔除；
薄片A、薄片B和薄片C的镜像对应关系研究，确保用于测年、测温和地球化学特征分析的碳酸盐成岩矿物期次的一致性，各类测试数据的一一对应性。
步骤S4：对样品薄片A进行碳酸盐成岩矿物观察，明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；
具体而言，对样品薄片A进行碳酸盐成岩矿物观察；重点观察碳酸盐胶结物的类型、特征、期次，溶蚀作用期次和被溶蚀碳酸盐胶结物的期次等，并根据相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，从而明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；
阿克苏地区震旦系奇格布拉克组白云岩结构组分由早到晚依次为：①围岩→②纤状环边白云石→③叶片状白云石→④细粉晶粒状白云石→⑤中晶粒状白云石→⑥热液白云石及石英(如图2A-图6B所示)。
步骤S5：对成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分进行井下观察，在其中确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物并用微钻钻取粉末样(各份粉末样均为10mg)，用于进行团簇同位素(Δ47)测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的团簇同位素温度；
团簇同位素(Δ47温度)测试按碳酸盐矿物团簇同位素(Δ47)测温技术的规范和要求进行即可。
步骤S6：在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，圈定与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行激光原位U-Pb同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；结果如图7-图11、表1所示；
激光原位U-Pb同位素测年按照碳酸盐矿物激光原位U-Pb同位素测年技术的规范和要求即可。
步骤S7：对各期次碳酸盐岩进行地球化学分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的地球化学分析结果：
步骤S71：利用平行样残余部分进行锶同位素测定：
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物并用微钻钻取粉末样(各份粉末样均为1mg)，用于进行锶同位素测定获取各期次碳酸盐成岩矿物的锶同位素值；
锶同位素测定按照锶同位素测定技术的规范和要求开展测试工作即可；结果如表1、图12所示；
步骤S72：利用样品薄片B进行微量稀土元素测定：
成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B完成激光原位U-Pb同位素测年后进行表面抛光；在表面抛光后的样品薄片B中，圈定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行激光原位微量稀土元素测定；
该步骤中，微量稀土元素含量测定按照激光原位微量稀土元素测定技术的规范和要求开展测试工作即可；得到各期次碳酸盐岩成岩矿物主要微量稀土元素含量变化图(图13A、图13B)；
步骤S73：利用样品薄片C进行碳氧稳定同位素测定：
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片C中，圈定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行碳氧稳定同位素测定获取各期次碳酸盐成岩矿物的碳氧稳定同位素值；
碳氧稳定同位素测定按照碳氧稳定同位素测定技术的规范和要求开展测试工作即可；结果如表1、图12所示；
步骤S74：利用样品薄片A进行阴极发光分析：
对样品薄片A进行阴极发光分析，获取各期次碳酸盐成岩矿物的阴极发光分析结果；
阴极发光分析测试按照阴极发光分析测试技术的规范和要求开展测试工作即可；结果如图14、表1所示；
表1
步骤S8：可靠埋藏史模型的建立；
步骤S81：初步建立工区埋藏史模型、获取工区地温梯度；
基于区域地质背景、钻井和地震资料，初步建立工区埋藏史模型；
步骤S82：校正工区埋藏史模型：
利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型作为所述工区埋藏史模型用于结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度：
(1)将各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐成岩矿物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度根据地温梯度计算各期次碳酸盐成岩矿物的第二埋藏深度；
(2)如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史曲线是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
(3)如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型；
阿克苏地区寒武纪-早奥陶世地温梯度为3.2℃-3.5℃/100m，志留纪-泥盆纪地温梯度为3.0℃/100m，石炭纪-二叠纪地温梯度为3.0℃-3.2℃/100m，三叠纪-白垩纪末地温梯度为2.5℃/100m，新生代地温梯度为2.0℃/100m。通过U-Pb同位素绝对年龄和团簇同位素(Δ47)温度的不断校正，建立了阿克苏地区震旦系奇格布拉克组古地温曲线和埋藏史曲线(如图14所示)。
步骤S9：各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境的确定：
步骤S91：结合埋藏史模型确定埋藏深度：
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
步骤S92：结合绝对年龄、形成温度、埋藏深度、地球化学分析结果确定成岩环境：
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度、锶同位素分析结果、碳氧稳定同位素分析结果、微量稀土元素分析结果以及阴极发光分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
具体而言：(1)白云石围岩(结果如表1所示)：矿物成分为泥粉晶白云石；绝对年龄±565Ma，与地层年龄相当或略晚，代表地层年龄或早期白云石化的年龄；Δ47温度56℃-58℃，与地表温度相比略为偏高，与干旱蒸发背景有关；锶同位素与同期海水相当，氧稳定同位素低负值，碳稳定同位素低正值，均反映与同期海水成岩环境有关，应该为蒸发海水环境白云石化的产物；阴极发光下呈昏暗发光；
(2)纤状环边白云石(结果如表1所示)：奇格布拉克组顶部的暴露，导致沉积物接受早表生大气淡水淋溶形成溶蚀孔洞，孔洞周缘为纤状环边方解石充填，交替的蒸发海水环境使纤状环边方解石发生早期白云石化；绝对年龄为±555Ma，与围岩相比略为年轻，代表早期白云石化的年龄；Δ47温度60℃-63℃，与围岩相比略为偏高，与干旱气候背景下交替的蒸发海水有关；埋藏深度＜100m；锶同位素、碳氧稳定同位素与围岩相近，均反映埋藏前暴露溶蚀与蒸发海水成岩环境的交替；阴极发光下呈昏暗-橘红色中等发光；
(3)叶片状白云石(结果如表1所示)：被认为是海水成岩环境的产物；绝对年龄为±542Ma，Δ47温度为65℃-68℃，对应的埋藏深度约300m，可能仍受同期蒸发海水的影响，与纤状环边白云石相比，年龄略为年轻，可能代表白云石化的年龄，温度略为升高，与埋藏深度的增加有关；锶同位素与同期海水相比变化不大，说明没有脱离海水成岩环境的影响；氧同位素因温度升高略向负值偏移，碳同位素低正值，与温度关系不大；阴极发光下呈昏暗发光；
(4)细粉晶粒状白云石(结果如表1所示)：绝对年龄为±486Ma，Δ47温度为90℃，对应的深度为1200m；与叶片状白云石相比，锶同位素大于同期海水值，说明脱离了海水和大气淡水的影响，深处地层卤水导致锶的富集；氧同位素进一步偏负，是随埋深加大和温度升高的响应，碳同位素与有机质分解有关，与温度关系不大，故随埋深加大变化不大；阴极发光下呈不发光-昏暗发光；
(5)中晶粒状白云石(结果如表1所示)：绝对年龄为±472Ma，Δ47温度为110℃，对应的深度为1800m；与细粉晶粒状白云石相比，锶同位素进一步富集，氧同位素进一步偏负，是埋藏深度和温度进一步加大的响应；阴极发光下呈不发光-昏暗发光；
(6)鞍状白云石(结果如表1所示)：鞍状白云石有两种成因类型：一是热液白云石(hydrothermal dolomite)，与幔源物质有关，巨晶和弯曲的晶面，典型的波状消光，形成温度明显高于地层温度；二是地热白云石(geothermal dolomite)，与深部高温成岩介质有关，粗晶为主，不典型的弯曲晶面和波状消光，形成温度与地层温度相当或略高；该鞍状白云石绝对年龄为±215Ma，Δ47温度为160℃，对应的深度为3500m，应为地热白云石；与中晶粒状白云石相比，锶同位素进一步富集，氧同位素进一步偏负，是深部高温成岩环境的响应；阴极发光下呈橘红色明亮发光。
步骤S10：基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系(在绝对年龄坐标系下的成岩矿物-成岩环境对应关系和变迁图)；
具体而言：将各期次碳酸盐成岩矿物按照其绝对年龄投点到埋藏史模型中，并具体建立各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及成岩环境随绝对年龄的变化曲线作为绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系图；结果如图14所示。
基于上述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法建立的碳酸盐成岩矿物类型与地球化学特征的对应关系和绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系，进行主要成岩事件及孔隙改造分析，为储层分布预测提供依据。奇格布拉克组发育中部和顶部两套储层，中部叠层石白云岩储层以原生孔为主，充填细粉晶粒状白云石和中晶粒状白云石，顶部泡沫绵层石白云岩储层除原生孔外，还发育溶蚀孔洞，并为纤状环边白云石、叶片状白云石、细粉晶粒状白云石、中晶粒状白云石和鞍状白云石充填，绝对年龄坐标系下成岩矿物-成岩环境-地球化学特征变迁研究揭示，储集空间主要形成于沉积和早表生环境，埋藏环境是通过胶结作用逐渐减孔的过程(结果如表2所示)。
表2
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法，其中，该方法包括：
获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割；
明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行同位素测年获取各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐成岩矿物进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度；对各期次碳酸盐岩进行地球化学分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的地球化学分析结果，所述地球化学分析包括锶同位素值分析、微量稀土元素分析、阴极发光以及碳氧稳定同位素分析中的至少一种；
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度以及地球化学分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型时，使用由岩样制成的厚度为30±3μm的样品薄片进行；
进行同位素测年时，使用由岩样制成的厚度为80-100μm的样品薄片进行；
进行微量稀土元素分析时，使用由岩样制成的厚度为80-100μm的样品薄片进行；
进行碳氧稳定同位素分析时，使用由岩样制成的厚度为60-70μm的样品薄片进行；
进行团簇同位素测试时，使用由岩样制成的使用各期次碳酸盐成岩矿物的粉末样进行；其中，用于进行团簇同位素测试的粉末样的质量不少于10mg；
进行锶同位素值分析时，使用由岩样制成的使用各期次碳酸盐成岩矿物的粉末样进行；其中，用于进行锶同位素值分析的粉末样的质量不少于1mg；
进行阴极发光分析时，使用由岩样制成的厚度为30±3μm的样品薄片进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述碳酸盐岩成岩环境演化史恢复方法包括：
获取工区成岩环境演化史恢复用岩样，所述成岩环境演化史恢复用岩样的特征包括孔洞发育、孔洞充填有多期碳酸盐胶结物以及存在碳酸盐胶结物相互交割；
针对获取的各个成岩环境演化史恢复用岩样，分别制备各岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分；
针对获取的各个岩样，对样品薄片A进行碳酸盐成岩矿物观察，明确岩样中碳酸盐成岩矿物的期次及各期次碳酸盐岩成岩矿物的类型；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物的粉末样，用于进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐成岩矿物的团簇同位素温度；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行同位素测年获取各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的所述平行样残余部分中，确定与该岩样的样品薄片A各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物的粉末样，用于进行锶同位素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的锶同位素分析结果；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片B中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行微量稀土元素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的微量稀土元素分析结果；
在成岩环境演化史恢复用岩样对应的样品薄片C中，确定与该岩样的样品薄片A中各期次碳酸盐成岩矿物所对应的碳酸盐成岩矿物，用于进行碳氧稳定同位素分析获取各期次碳酸盐成岩矿物的碳氧稳定同位素分析结果；
对样品薄片A进行阴极发光分析，获取各期次碳酸盐成岩矿物的阴极发光分析结果；
获取工区埋藏史模型，结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄、形成温度、埋藏深度、锶同位素分析结果、碳氧稳定同位素分析结果、微量稀土元素分析结果以及阴极发光分析结果，确定各期次碳酸盐成岩矿物的成岩环境；
基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
所述样品薄片B的直径为1.5-2.5cm；
所述样品薄片C的直径为1.5-2.5cm。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分别制备各成岩环境演化史恢复用岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该成岩环境演化史恢复用岩样的样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C并保留平行样残余部分通过下述方式进行：将各成岩环境演化史恢复用岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样，将其中1个平行样制作样品薄片A和样品薄片B，将另1个平行样制作薄片C，平行样残余部分保留备用。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，样品薄片A、样品薄片B、样品薄片C镜像相似度不低于90％。
7.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述同位素测年使用激光原位U-Pb同位素测年方式进行。
8.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述获取工区埋藏史模型包括：
基于区域地质背景、钻井和地震资料，初步建立工区埋藏史模型；
获取工区地温梯度；
利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正；
获取工区矫正后埋藏史模型作为所述工区埋藏史模型用于结合各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄获取各期次碳酸盐成岩矿物的埋藏深度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述利用各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄和各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度，结合工区地温梯度，对初步建立的工区埋藏史模型进行校正包括：
将各期次碳酸盐成岩矿物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐成岩矿物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐成岩矿物的形成温度根据地温梯度计算各期次碳酸盐成岩矿物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史曲线是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
10.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述成岩环境包括海水成岩环境、大气淡水成岩环境和埋藏成岩环境；其中，所述海水成岩环境包括正常海水成岩环境和蒸发海水成岩环境，所述大气淡水成岩环境包括早表生成岩环境和晚表生成岩环境。
11.根据权利要求1或3所述的方法，其中，该方法进一步包括：
基于建立的在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系、各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及各期次碳酸盐成岩矿物地球化学分析结果，建立碳酸盐成岩矿物类型和/或成岩环境与地球化学特征的对应关系。
12.根据权利要求1或3所述的方法，其中，基于各期次碳酸盐成岩矿物的类型、成岩环境以及绝对年龄，建立在绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系通过下述方式实现：
将各期次碳酸盐成岩矿物按照其绝对年龄投点到埋藏史模型中，并具体建立各期次碳酸盐成岩矿物的类型以及成岩环境随绝对年龄的变化曲线作为绝对年龄坐标系下的碳酸盐成岩矿物类型-成岩环境与绝对年龄的关系。
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|---|---|---|---|---|
| CN114720235A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-07-08 | 西南石油大学 | 基于碳酸盐组构与地球化学分析对古海水性质重建的方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110517794A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-29 | 长安大学 | 一种建立页岩气藏的埋藏-热演化史图的方法 |
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- 2021-01-08 CN CN202110027960.7A patent/CN112859199B/zh active Active
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