2. 中国地质大学(北京)能源学院, 北京 100083;
3. 中国石油新疆油田公司博士后工作站, 新疆 克拉玛依 834000;
4. 中国石化西北油田分公司勘探开发研究院, 乌鲁木齐 830011
2. School of Energy Resource, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China;
3. Post-Doctoral Research Center, PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay 834000, Xinjiang, China;
4. Exploration and Development Research Institute, Northwest Oilfield Company, Sinopec, Urumqi 830011, China
0 引言
碳氧稳定同位素是地球化学研究的重要手段，在不同气候条件下，具有丰度特征变化大、后期蚀变小、区域可对比性强等特征，是恢复古环境的良好依据[1]。20世纪70~90年代，国外学者就将碳同位素作为海平面变化示踪标志[2-5]。近20年来，碳氧同位素变化曲线广泛应用于古海洋环境研究中[6-7]。研究表明，碳酸盐岩同位素组成主要受控于海平面变化、大气降水、陆源淡水注入、海水温度、盐度、有机质含量、埋藏速率等因素[8-9]。同时，利用稳定碳氧同位素进行沉积环境及其演化研究[10]，分析判别碳酸盐岩成岩环境及成岩作用，也成为近年来推广的一种有效方法[11]。
玉北地区目前是塔里木盆地麦盖提斜坡的一个热点勘探地区。继玉北1井后，玉北地区的多口探井在奥陶系碳酸盐岩中都找到了良好的油气显示，表明了玉北地区奥陶系碳酸盐岩具有良好的勘探前景。前人对玉北地区的构造、地震、地层、沉积储层、古生物、地球化学等领域的研究取得了一定的成果，积累了一些资料[12-16]。但是针对碳氧同位素的研究非常少，目前对于塔里木盆地碳氧同位素的研究，主要集中在塔东[17]、塔中[18]、塔北隆起和巴楚隆起[19-20]。对玉北地区碳酸盐岩进行碳氧同位素研究有助于了解古沉积环境和成岩过程，为玉北地区有利油气聚集区带的预测以及下一步油气勘探部署提供理论依据。本文通过对塔里木盆地玉北地区奥陶系碳酸盐岩中碳氧稳定同位素的研究，结合岩石样品的岩心观察、岩石薄片描述，综合前人的研究成果，对取自玉北地区玉北5井、7井和9井的41个碳酸盐岩样品进行了分析，探讨了碳氧同位素与玉北地区奥陶系碳酸盐岩的古盐度、沉积环境、成岩环境以及海平面变化的指示对应关系。
1 区域地质概况玉北地区位于新疆维吾尔自治区和田地区，是中国石化西北油田分公司的麦盖提1、2、3区块勘探开发区域[21](图 1)。构造上位于塔里木盆地西南部的麦盖提斜坡，北部和巴楚隆起相邻，南部与叶城凹陷相邻，东临塘古巴斯坳陷。麦盖提斜坡是塔里木盆地西南坳陷东北部的次级构造单元，现今表现为向西南倾斜的构造[22]。
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| 图 1 塔里木盆地玉北地区构造位置图 Figure 1 Structural map of the Yubei area in southwestern Tarim basin |
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玉北地区经历了加里东中期、加里东晚期及海西早期3期构造抬升[14-22]，岩溶储层广泛发育[23-24]。钻井揭示的奥陶系有下奥陶统蓬莱坝组，中下奥陶统鹰山组和恰尔巴科组，上奥陶统良里塔格组、桑塔木组；缺失中奥陶统一间房组和上奥陶统吐木休克组(图 2)。奥陶系从蓬莱坝组到鹰山组沉积环境演变明显。下奥陶统蓬莱坝组为局限台地相沉积，岩性为深灰色细晶白云岩、灰色中-细晶白云岩。鹰山组下部为局限台地相沉积，上部为一套台内浅滩与滩间海互层的开阔台地相沉积。良里塔格组为开阔台地相，泥质含量较高，岩性主要为黄灰色泥晶灰岩、灰色含泥质泥晶灰岩。
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| 图 2 塔里木盆地西南部古生界地层综合柱状图 Figure 2 Stratigraphic column for the Ordovician carbonates in the southwestern Tarim basin |
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碳氧同位素测试工作是在中国石化石油勘探开发研究院完成的。测试仪器是MAT253稳定同位素质谱仪，碳酸盐的碳氧同位素分析采用100%磷酸法。碳酸盐试样在真空条件下和100%磷酸进行恒温反应。不同类型试样，采用不同恒温反应时间和反应温度，灰岩为(25.0±0.1)℃(16 h)，白云岩为(50.0±0.1)℃(36 h)。然后进行二氧化碳的收集，对收集的二氧化碳进行纯化处理。最后用MAT253型稳定同位素质谱仪进行碳氧同位素组成分析，并经校准至试样相对于国际标准物质PDB的δ13C和δ18O值。本次工作选择了麦盖提1区块的玉北5井、7井以及9井奥陶系的41个碳酸盐岩样品，对白云石、方解石矿物的δ13C和δ18O进行测定。所采集的样品是断面新鲜、没有受到后期变质作用或者蚀变影响的样品，以保证测试结果的准确。测试结果见表 1。
| 井号 | 井深/m | 层位 | δ13CVPDB/‰ | δ18OVPDB/‰ | Z值 |
| 玉北5井 | 5 905.80 | 良里塔格组 | -1.2 | -7.9 | 120.91 |
| 5 906.60 | 良里塔格组 | 0.6 | -4.4 | 126.34 | |
| 5 907.50 | 良里塔格组 | 0.5 | -4.0 | 126.33 | |
| 5 909.20 | 良里塔格组 | 0.3 | -4.8 | 125.52 | |
| 5 910.90 | 良里塔格组 | 0.6 | -4.4 | 126.34 | |
| 5 995.80 | 鹰山组 | -2.4 | -7.2 | 118.80 | |
| 5 997.60 | 鹰山组 | -2.6 | -6.6 | 118.69 | |
| 5 999.20 | 鹰山组 | -2.3 | -6.0 | 119.60 | |
| 6 001.90 | 鹰山组 | -2.2 | -7.0 | 119.31 | |
| 6 605.53 | 鹰山组 | -0.7 | -6.8 | 122.48 | |
| 6 605.95 | 鹰山组 | -0.8 | -6.2 | 122.57 | |
| 6 607.66 | 鹰山组 | -0.7 | -7.6 | 122.08 | |
| 6 740.10 | 蓬莱坝组 | -1.0 | -8.8 | 120.87 | |
| 6 743.27 | 蓬莱坝组 | -1.0 | -7.6 | 121.47 | |
| 6 744.10 | 蓬莱坝组 | -1.2 | -7.3 | 121.21 | |
| 6 839.90 | 蓬莱坝组 | -0.8 | -6.9 | 122.23 | |
| 6 841.82 | 蓬莱坝组 | -0.2 | -7.2 | 123.30 | |
| 6 842.10 | 蓬莱坝组 | -0.4 | -8.0 | 122.50 | |
| 玉北7井 | 5 807.90 | 鹰山组 | -2.0 | -9.4 | 118.52 |
| 5 808.20 | 鹰山组 | -1.7 | -10.8 | 118.44 | |
| 5 808.90 | 鹰山组 | -1.5 | -7.7 | 120.39 | |
| 5 810.39 | 鹰山组 | -1.8 | -7.2 | 120.03 | |
| 5 825.20 | 鹰山组 | -2.2 | -7.0 | 119.31 | |
| 5 827.10 | 鹰山组 | -2.6 | -7.2 | 118.39 | |
| 6 230.20 | 蓬莱坝组 | -1.7 | -6.9 | 120.38 | |
| 6 230.90 | 蓬莱坝组 | -1.2 | -6.1 | 121.80 | |
| 6 232.02 | 蓬莱坝组 | -1.6 | -3.5 | 122.28 | |
| 6 233.29 | 蓬莱坝组 | -1.4 | -5.5 | 121.69 | |
| 6 371.50 | 蓬莱坝组 | -0.8 | -9.2 | 121.08 | |
| 6 373.59 | 蓬莱坝组 | -0.8 | -8.7 | 121.33 | |
| 玉北9井 | 6 558.80 | 良里塔格组 | 0.3 | -6.0 | 124.93 |
| 6 559.90 | 良里塔格组 | 0.2 | -5.7 | 124.87 | |
| 6 561.30 | 良里塔格组 | 0.7 | -5.3 | 126.09 | |
| 6 561.80 | 良里塔格组 | 0.6 | -6.0 | 125.54 | |
| 6 563.10 | 良里塔格组 | -0.7 | -6.1 | 122.83 | |
| 6 845.60 | 鹰山组 | -0.9 | -8.4 | 121.27 | |
| 6 847.59 | 鹰山组 | -0.8 | -8.7 | 121.33 | |
| 6 848.70 | 鹰山组 | -0.9 | -8.5 | 121.22 | |
| 6 878.93 | 鹰山组 | -1.0 | -9.3 | 120.62 | |
| 6 881.70 | 鹰山组 | -1.5 | -8.1 | 120.19 | |
| 6 885.50 | 鹰山组 | -1.2 | -8.9 | 120.41 | |
| 注：盐度Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)，据Keith et al，1964。 | |||||
样品能否保留碳氧同位素的原始组成是讨论地质意义的前提[25]。δ18O低于-10‰时，氧同位素和原始的组成相比，可能会发生明显的改变[26]，在41件样品中，玉北7井5 808.20 m样品的δ18O值为-10.8‰，略低于-10‰，总体为可用数据。还可用δ13C和δ18O的相关性来推测岩石是否受到成岩作用影响[27-28]。从散点图可以看出，碳氧同位素的组成分布比较离散，两者没有明显的线性关系，岩石中的稳定同位素组成受到成岩作用影响较小，基本保持原始形成的状态，因此，本次用于分析的同位素数据基本可靠(图 3)。最终，本次研究去掉可能遭受蚀变的1件样品，对40个样品分析，以PDB为标准的测试结果显示，塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩δ13C值主要为-2.6‰~0.7‰，绝大多数样品为-2.0‰~0.0‰，均值为-1.0‰(图 4A)。δ18O值为-9.4‰~-3.5‰，主要集中在-8.0‰~-6.0‰，均值为-6.9‰(图 4B)。
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| 图 3 玉北地区奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素交汇图 Figure 3 Crossplot of carbon and oxygen isotopes in Ordovician carbonates of the Yubei area |
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| A.δ13C组成; B.δ18O组成; C.整体Z值分布频率图。 图 4 玉北地区奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素及Z值组成分布 Figure 4 Frequency diagrams of carbon and oxygen isotopes and Z value in Ordovician carbonates of Yubei area |
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玉北5井、7井和9井的碳氧同位素具有一定差异。玉北5井δ13C平均值中等，δ18O平均值最重，δ13C均值为-0.9‰，主要为-2.0‰~0.0‰，δ18O均值为-6.6‰，分布范围集中在-8.0‰~-6.0‰。其中，玉北5井鹰山组上部δ13C值偏低，下部同位素值与蓬莱坝组混在一起(图 3)。玉北7井δ13C平均值最轻，δ18O中等，δ13C均值为-1.6‰，绝大多数样品都在-2.0‰~-1.0‰的范围间，δ18O均值为-7.0‰，主要为-8.0‰~-6.0‰。玉北9井碳同位素平均值最重，氧同位素平均值最轻，δ13C均值为-0.5‰，绝大多数样品集中在-1.0‰~1.0‰，δ18O均值为-7.4‰，主要为-9.0‰~-6.0‰。
碳酸盐岩的碳氧同位素和沉积环境紧密联系。玉北地区碳酸盐岩绝大多数样品δ13C值都为-2‰~0‰，和正常海相碳酸盐岩-2‰~2‰范围基本一致；而正常海相碳酸盐岩的δ18O平均值为-10‰~-2‰，玉北地区碳酸盐岩δ18O值分布在-9.4‰~-3.5‰，δ18O值偏轻[8]。
3 讨论 3.1 碳氧同位素与古盐度的关系利用盐度公式Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)可区分侏罗纪和时代更新的淡水相、海相石灰岩[29]。把该盐度公式扩展，可用于计算玉北地区碳酸盐岩碳氧同位素的Z值(表 1)。玉北地区Z值为118.39~126.34，平均为121.94。偏低的Z值说明可能受淡水影响，为古盐度不高的沉积环境[29]。其中，有7件样品Z值小于120.0，剩下的33件样品均大于120.0，但是大部分为120.0~124.0(图 4C)。5井的Z值主要分布在122.0~124.0；7井、9井Z值都主要分布在120.0~122.0。
观察各层位发现，蓬莱坝组Z值为120.4~123.3，平均为121.7，说明该碳酸盐岩形成时受海水作用影响。鹰山组Z值为118.4~122.6，平均为120.3，玉北5井鹰山组有4个Z值低于120.0，而7井鹰山组有3个Z值低于120.0，玉北9井鹰山组Z值也只是略微大于120.0。Z值偏低，可能受淡水影响。良里塔格组Z值为122.8~126.3，平均为125.0，为海相成因碳酸盐岩(图 5)。
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| 图 5 塔里木盆地玉北地区奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素Z值-深度交汇图 Figure 5 Crossplot of Z value and depth in Ordovician carbonates of Yubei area |
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本文还对Z值和δ13C、Z值与δ18O作了相关性分析(图 6)。Z值和δ13C相关性很好，Z值与δ18O的相关性一般。这说明，玉北地区碳酸盐岩的Z值与δ13C有密切关系，盐度越高，δ13C也越高。
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| A.δ13C与Z值相关图；B. δ18O与Z值相关图。 图 6 玉北地区奥陶系碳酸盐岩Z值特征 Figure 6 Z values and carbon and oxygen stable isotope ratios in Ordovician carbonates of Yubei area |
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图 7是示意图，以玉北5井为典型剖面，图中样品具有年代意义，碳氧同位素变化特征可以从该图看出。
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| 图 7 玉北地区玉北5井碳酸盐岩碳氧同位素曲线 Figure 7 Carbon and oxygen isotope evolution of the Well YB-5 carbonates in Yubei area |
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δ13C值与海平面的升降有正相关关系[30-31]。从5井碳同位素演化曲线看(图 7)，蓬莱坝组δ13C先经历了小幅度正向偏移达到-0.2‰后，立即开始负向偏移，负值达到-1.2‰，随后又开始小幅度的正偏移，最后达到-1‰。而Z值在这一阶段的变化趋势与δ13C相似，增长到122.3之后，又开始缓慢下降，直到120.9。说明在蓬莱坝组沉积时期，塔里木板块主体区域受到强烈的拉张作用，海平面逐渐下降。同时，根据玉北地区已钻井的岩心观察，研究区多口井都出现了白云岩和灰岩互层的岩性组合特征，说明水体可能存在频繁的升降。蓬莱坝组表现为浅灰色泥晶白云岩与浅灰色白云质泥晶灰岩不等厚互层，鹰山组下部岩性特征为灰质白云岩与浅灰色泥晶灰岩不等厚互层(图 8)。
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| 1.浅灰色灰质细晶白云岩; 2.浅灰色灰质粗晶白云岩; 3.浅灰色白云质灰岩; 4.深灰色泥晶灰岩; 5.浅灰色灰质白云岩; 6.浅灰色白云质泥晶灰岩; 7.黄灰色白云质泥晶灰岩。 图 8 玉北地区玉北1-2x井鹰山组岩性特征柱状图 Figure 8 Lithologic character histogram in Yingshan Formation of Well YB 1-2x of Yubei area |
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而在中奥陶统分界面附近δ13C大幅降低，说明该时期遭遇大范围的海退事件，导致海平面大幅度降低[32]。之后鹰山组至良里塔格组δ13C发生正向偏移，说明在这个时期海平面逐渐上升。
海平面的升降还会影响δ18O的值[33-35]。蓬莱坝组δ18O缓慢增大后，开始负向漂移，这与大气降水和陆源淡水的注入有关，早期海平面相对较低时，局限台地地势平缓，雨水和淡水注入会降低碳酸盐岩的δ18O。在蓬莱坝组的岩性特征中，也发现白云岩遭受不同程度的淋滤溶蚀作用(图 9A、B)，说明大气淡水参与该阶段的白云岩化作用。该时期的大气淡水成岩作用是受海平面升降变化控制的。
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| A.玉北5井，蓬莱坝组，6 842.40 m，灰色粗晶白云岩，溶蚀孔隙发育，孔径2~4 cm，孔隙内被硅质半充填；B.玉北5井，蓬莱坝组，6 742.40 m，灰色细晶白云岩，溶蚀孔隙斑点状分布，孔径1~2 cm；C.玉北5井，鹰山组，5 998.30 m，粗晶方解石充填孔隙；D.玉北5井，鹰山组，6 605.95 m，见砂屑颗粒周围有硅质充填，白云石化作用不完全；E、F.玉北9井，良里塔格组，6 558.80、6 559.90 m，生物碎屑发育；G.玉北5井，蓬莱坝组，6 742.40 m，灰色中-细晶白云岩，可见少量顺层溶蚀的孔洞；H.玉北5井，鹰山组，5 998.10 m，黄灰色砂屑泥晶灰岩；I.玉北5井，良里塔格组，5 905.50~5 905.71 m，黄灰色泥晶灰岩，见泥质条带夹层。 图 9 玉北地区奥陶系碳酸盐岩特征 Figure 9 Characteristics of Ordovician carbonates in the Yubei area |
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鹰山组δ18O呈整体小幅度增长的趋势，中间经历多次频繁升降。在中奥陶世，鹰山组沉积时期延续了蓬莱坝时期的板块形态，海平面继续缓慢上升。氧同位素波动期次较多是由于鹰山组海平面升降频繁，碳酸盐岩台地随着海平面周期性升降，会出现周期性的暴露并遭到剥蚀。鹰山组经历了暴露过程，受到大气淡水淋滤作用，方解石等不稳定矿物会发生溶解，研究区形成的溶蚀孔洞多被粗晶方解石所充填(图 9C)，还可见硅质充填(图 9D)。研究区灰岩中大量的鲕粒和生物碎屑是动荡海水环境的产物。薄片可见生物碎屑含量较高，介壳类的体腔孔隙中充填粗晶方解石(图 9E、F)。
3.3 碳氧同位素演化与沉积环境、生产率变化的关系碳氧同位素组成及其变化可以指示沉积环境和演化。玉北地区奥陶系碳酸盐岩局限台地台内滩亚相、开阔台地滩间海亚相、开阔台地台内滩亚相和混积陆棚沉积相的δ13C值呈现规律性变化。
δ13C的低值对应于局限台地台内滩亚相沉积环境，和低生物生产率密切联系。蓬莱坝组、鹰山组下部发育深灰色细晶白云岩，灰色中-细晶白云岩(图 9G)，为局限台地台内滩亚相沉积环境的产物。局限台地相为相对低洼的潮下地区，水动力持续低能，不利于广海生物发育，生物的种类和丰度都极低，因此δ13C值较低。蓬莱坝组偶见三叶虫、角石，整体生物较少[36]。
δ13C的高值对应于开阔台地、台内滩亚相沉积环境，和海平面上升、生物量增多密切联系。玉北5井鹰山组上段发育滩间海亚相，岩心见黄灰色砂屑泥晶灰岩(图 9H)，含有少量的生物碎屑，主要为棘皮类、介形虫及其他生物的碎片，说明整体水体能量较低，处于低洼区。鹰山组上段到良里塔格组，发育的岩性从黄灰色砂屑泥晶灰岩到黄灰色泥晶灰岩，含有的生物量从少量的棘皮类、介形虫等生物碎屑到生物产率更高，含有更多的生物碎屑。由此可以看出，δ13C值的变化同样可以反映出沉积环境的变化。
良里塔格组为开阔台地相，岩性主要为黄灰色泥晶灰岩(图 9I)，中部为灰色含泥质泥晶灰岩，含有大量的生物碎屑，生物产率更高。良里塔格组沉积后期，塔里木盆地发生了区域性构造运动，混积陆棚沉积开始。在这种深水环境中，水体循环不畅通，生物稀少，有机碳产率很低，并且，不饱和的碳酸钙海底底流在溶解碳酸盐岩的同时也分解了其中的有机质，使δ13C进一步减少，良里塔格组沉积后期对应的碳氧同位素也表现为大幅降低，δ18O和δ13C值呈正相关。
3.4 成岩环境的碳氧同位素响应碳酸盐岩碳氧同位素组成对成岩环境有明显响应。海水成岩环境δ18O与δ13C都向高正值漂移；大气淡水成岩环境δ18O与δ13C都向高负值漂移；埋藏成岩环境中δ18O向高负值漂移，δ13C比较稳定或向低正值漂移[37-38]。
鹰山组碳酸盐岩δ13C与δ18O均向高负值偏移，成岩环境为大气淡水环境中的表生暴露岩溶期环境。由于玉北5井、7井和9井鹰山组受不同时期风化壳岩溶作用及叠加类型的影响，导致δ18O变轻，δ13C变重。玉北5井鹰山组主要发育加里东中期岩溶作用，由于没有发生岩溶叠加作用，所以δ18O相对较重，δ13C相对较轻；玉北9井早期受加里东中期岩溶作用影响，后期叠加海西早期的表生大气水覆盖型承压岩溶作用，δ18O相对较轻，δ13C相对较重；玉北7井鹰山组长期出露，主要为海西早期岩溶作用，其上覆地层是石炭系巴楚组海相泥岩，该地层中的泥质可以渗入到鹰山组的岩溶角砾之中，使得δ18O和δ13C数值介于5井和9井之间(图 3)。
蓬莱坝组碳氧同位素特征为δ13C低-中负值，δ18O表现为高负值，可能为大气淡水成岩环境或深埋藏成岩环境(图 3)。该区可识别出有机酸岩溶、热液岩溶等，蓬莱坝组受热液作用影响与海西晚期二叠纪的火山活动相关。埋藏岩溶属于非选择性溶蚀，既对碳酸盐颗粒进行溶蚀，又对溶蚀孔洞中充填的方解石进行溶蚀[39]。由于地下酸性流体沿深大断层向上运移的过程中不断被消耗，因此玉北5井蓬莱坝组下部溶蚀孔洞较为发育，向上溶蚀孔洞数量减少，硅质充填或半充填(图 9A)。
蓬莱坝组白云岩储层的充填矿物中可见鞍状白云石及燧石，它们都是深埋藏高温环境下，深部岩浆热液伴随有机质分解物质上涌，交代原生碳酸盐岩而产生的典型矿物[40-42]。玉北5井及7井均观察到白云石颗粒呈鞍状发育，7井的浅灰色泥晶白云岩中鞍状白云石颗粒晶体多为中-细晶，阴极发光下发橘红色光，玉北5井蓬莱坝组薄片中还可见多期次的燧石充填于白云岩的溶孔、溶缝中。因此，该地区蓬莱坝组主要为深埋藏成岩环境。
良里塔格组同位素特征为δ18O高负值，δ13C低正值，为深埋藏成岩环境(图 3)。良里塔格组经历加里东晚期和海西早期两期构造抬升。并且，通过岩心发现良里塔格组中发育大量裂缝，裂缝被灰绿色泥质和生屑灰岩角砾充填，为风化壳地表岩溶带特征；还可观察到部分洞穴滑塌堆积物，为风化壳岩溶垂向渗流带特征，这说明良里塔格组在进入深埋藏成岩环境之前还经历过风化壳岩溶作用。
4 结论塔里木盆地麦盖提斜坡玉北地区奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素研究得出如下认识：
1)对玉北地区奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素样品进行原始性检验，除了1件样品δ18O小于-10‰，其他都符合要求，说明碳氧同位素遭受沉积期后的地质作用较小，本次用于分析的数据保持原始组成，为有效数据。δ13C值主要为-2.6‰~0.7‰，均值为-1.0‰，绝大多数样品都在-2.0‰~0.0‰的范围。δ13C值和正常海相碳酸盐岩-2‰~2‰范围基本一致。δ18O值为-9.4‰~-3.5‰，均值为-6.9‰，主要都集中在-8.0‰~-6.0‰的范围内，而正常海相碳酸盐岩的δ18O平均值为-10‰~-2‰，玉北地区碳酸盐岩δ18O值偏轻。
2)玉北地区碳酸盐岩的Z值分布在118.39~126.34之间，平均为121.94，大部分为120~124。这说明研究区奥陶系碳酸盐岩在海相沉积过程中淡水改造明显。Z值与δ13C有密切关系，盐度越高，δ13C也越高。
3)δ13C值与海平面的升降呈正相关性。蓬莱坝组δ13C整体正偏，海平面缓慢上升；经过中奥陶统分界后δ13C大幅降低，是因为极地冰融化海底充氧良好导致；之后良里塔格组由于区域海平面上升，开始更大规模海侵，造成δ13C正向偏移。海平面的升降变化同样会影响δ18O；鹰山组δ18O呈整体小幅度增长的趋势，中间经历多次升降，说明鹰山组海平面升降频繁，这可能是由大量的降水、广泛的海侵和海退造成。
4)δ13C不仅可以指示沉积相带的变化，而且还与水体能量变化以及生物生产率呈正相关。蓬莱坝组、鹰山组下部为局限台地台内滩亚相，对应δ13C低值，整体生物不发育，生产率低。鹰山组上段到良里塔格组为开阔台地滩间海、台内滩亚相沉积环境，对应δ13C高值，具有生物产率高和多生物碎屑的特征。
5)碳酸盐岩碳氧同位素组成对成岩环境有明显响应。鹰山组δ13C与δ18O均向高负值偏移，表明经历过强烈的表生岩溶作用。蓬莱坝组碳氧同位素特征为δ13C低-中负值，δ18O表现为高负值，表现为深埋藏成岩环境特征。良里塔格组同位素特征为δ18O高负值，δ13C低正值，为深埋藏成岩环境，并且在这之前还经历过风化壳岩溶作用。
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