0 引言

湖相碳酸盐岩广泛发育于中国各陆相含油气盆地，常具有良好的生油和储油能力，也是国内重要的致密油勘探类型，近年来准噶尔盆地二叠系芦草沟组、四川盆地中—下侏罗统和渤海湾盆地古近系沙河街组等湖相碳酸盐岩致密油层系已开展工业化生产，柴达木盆地英西地区下干柴沟组也发现多口高产井^[1-2]；由于湖相碳酸盐岩具有规模小、岩性复杂、储层相对致密等特点，研究程度普遍较低，具有重要的研究意义。

中国湖相碳酸盐沉积自古生代以来就有分布，其中中生代和新生代为主要发育时期，新生代的古近纪为湖相碳酸盐岩发育的鼎盛时期^[3-4]。湖相碳酸盐岩分布广泛，在东部的松辽盆地（白垩系嫩江组）、渤海湾盆地（古近系沙河街组）、二连盆地（下白垩统）、江汉盆地（古近系潜江组）、苏北盆地（古近系阜宁组）、百色盆地（古近系那读组）及西部的四川盆地（下侏罗统自流井组）、鄂尔多斯盆地（三叠系延长组）、柴达木盆地（古近系下干柴沟组）、酒西盆地（下白垩统下沟组）、三塘湖盆地及准噶尔盆地（二叠系芦草沟组）均有分布^[5-8]。

湖相白云岩为白云岩中的一种特殊类型，多与膏盐类矿物共生，具有晶体细小、有序度低、陆源碎屑混杂等特点，另外也发现湖相微生物白云岩及湖相热水喷流沉积白云岩等类型^[9-10]；柴西下干柴沟组湖相白云岩自英西取得勘探突破以来成为柴达木盆地勘探的重要领域，近年来多位学者从其地球化学特征、白云石成因及优质储层形成机理等方面发表了大量研究成果，黄成刚等^[11]认为泥晶白云岩晶间孔为英西地区湖相白云岩的主要储集空间，白云岩储层为咸化环境下准同生交代成因；袁剑英等^[12]通过研究下干柴沟组湖相白云岩岩石学、矿物学及地球化学特征，认为该套白云岩主要受地表水影响使碳同位素相对典型湖相碳酸盐岩偏负，部分受到有机质氧化解体溶解碳的影响，白云岩是在半开放—半封闭环境下准同生交代形成；张浩等^[13]发现了下干柴沟组热液改造型白云岩，具有富含FeO和MnO、明显的Eu负异常等特征，氧同位素介于热液白云岩和准同生交代成因白云岩之间。前人对柴西的英西、跃进地区白云岩进行了成因及地球化学特征方面的研究，但尚未对柴西白云岩进行系统分类, 并将其与国内湖相碳酸盐岩进行特征上的对比分析。本文以柴西多口钻井岩芯观察描述为基础，通过薄片鉴定、X衍射分析等手段，对下干柴沟组不同类型白云岩的结构特征进行研究，在此基础上通过X荧光微量元素含量测试、稀土元素分析及电子探针微区成分分析研究了白云岩地球化学特征，并结合前人碳、氧同位素分析结果，探讨了白云岩成因，旨在为柴西湖相碳酸盐岩致密油勘探领域的拓展提供地质依据。

1 基本地质背景

柴达木盆地西部是柴达木盆地发现油气储量最多，产量最高的地区之一，北西与阿尔金山相接，南西与昆仑山相接，古地貌上具有隆凹相间的特征，主体构造方向为北西—南东向，划分为四个二级构造单元（昆北断阶带、尕斯断陷带、茫崖凹陷、大风山凸起），主要钻遇地层为古近系—新近系地层。柴西古近纪主要为半深湖相沉积环境为主，该时期湖泊分布面积最广，英西狮子沟地区为湖盆中心（图 1）。湖相碳酸盐岩广泛发育，先后在柴西南的红柳泉—跃进和柴西北的小梁山—南翼山一带发现了以藻灰岩、泥灰岩、颗粒灰岩为主要类型的碳酸盐岩^[14-15]，英西地区发现了碳酸盐岩与泥岩、陆源碎屑颗粒以及盐类矿物的混合沉积^[16]，相关学者在柴西北的西岔沟也发现了鲕粒灰岩、介壳灰岩、藻叠层石灰岩、泥晶灰岩、砂质灰岩为主要类型的碳酸盐岩^[17]，也有学者也在干柴沟、七个泉、红沟子、咸水泉、南翼山、大乌斯、芒崖、建设沟、油砂山、狮子沟等地均发现了碳酸盐岩分布^[18-19]。

2 样品与实验方法

本文所涉及下干柴沟组样品均采自钻井岩芯，在岩芯观察的基础上，结合前人对研究区下干柴沟组沉积相划分成果，选取柴西南跃进地区（YH101井，YH106井）、柴西英西地区（S37井、S38井、S40井、S41-2井、S49-1井）、柴西北干柴沟（C7井）、咸水泉（X8井、X9井）等地区的岩芯样品；主要进行了铸体薄片鉴定、X衍射全岩矿物及白云石有序度分析、X荧光光谱微量元素及稀土元素测试，扫描电镜观察、电子探针微区成分定量分析等分析测试。

薄片进行铁氰化钾和茜素红联合染色，鉴定采用Zeiss Axio Scope A1偏光显微镜；X衍射测试采用Empyrean帕纳科锐影多功能X射线衍射仪，分析时的工作电压为40 kV，工作电流40 mA，扫描速度2°（2θ）/min；X荧光光谱元素分析采用日本理学公司的ZSX PrinmusⅡ型，分析时的工作电压为60 kV，电流强度60 mA；场发射环境扫描电镜分析采用FEI公司Quanta G450型场发射环境扫描电镜，分析时的工作电压定为20 kV，电子束入射束流大小为（3~4）×10^-10 A；电子探针分析采用岛津公司的EPMA1720分析仪，分析时的工作电压定为15 kV，电流强度25 μA，束斑小于5 μm。

3 分析测试结果 3.1 白云岩岩石学特征 3.1.1 白云岩主要类型

通过岩芯观察，白云石晶体普遍偏细，以泥晶—微晶（扫描电镜观察晶体直径3~10 μm）为主，颜色以灰色、深灰色为主，成分混杂，肉眼观察灰质与泥质混杂，无法区分，在以往柴西地区研究中一般将其定名“泥灰岩”或“灰泥岩”，薄片观察岩石主要组分为陆源碎屑、碳酸盐岩（泥晶—微晶方解石、白云石为主，含鲕粒、球粒）、盐类矿物，见藻纹层、藻团块、生屑（介壳）等，主要发育块状层理和水平层理，见变形层理，录井岩芯含油级别多以荧光为主，少量达到油迹。由于柴西湖相碳酸盐岩普遍具有混合沉积的特征，本次研究主要通过X衍射及镜下观察，选取白云石含量在50%以上的样品作为研究对象。

根据白云岩结构及主要矿物组成，本次将下干柴沟湖相白云岩分为泥晶白云岩、藻云岩（藻纹层或藻团块白云岩）、含膏—膏质白云岩、颗粒白云岩。泥晶白云岩，整体均匀致密，块状，含少量粉砂或泥质，发育水平层理、变形层理及波状层理，见泥晶碳酸盐岩、碎屑颗粒、泥质互层分布，局部见泥晶碳酸盐岩球粒，白云石化后见晶间微孔，整体孔隙度在4%~8%，该类型白云岩普遍发育，占白云岩70%以上（图 2a）；藻云岩，主要以藻纹层白云岩和藻团块白云岩为主，另见少量藻黏结的碎屑颗粒，发育藻格架孔及溶孔，部分藻溶孔被后期石膏等盐类矿物充填，孔隙度较高，一般在10%~20%，该类型白云岩分布相对局限主要分布于滨浅湖或水下隆起（图 2b）；膏质白云岩，块状，泥晶白云岩基质中含石膏、芒硝及石盐等盐类矿物，盐类矿物多呈现团块状、斑状或规则菱形切面分布于泥晶白云岩，均匀分布，局部见条带状分布，盐类矿物多属同生期沉淀形成（图 2c）；颗粒白云岩，颗粒主要为鲕粒、泥质—灰云质球粒及少量的生物碎屑（主要为介形虫介壳），鲕粒以薄皮鲕为主，直径在200~400 μm，鲕粒核心主要为碳酸盐岩或硅质，多为椭球状，颗粒白云岩相对含量较少（图 2d）；另可见少量沿裂缝充填的白云岩脉。

电子探针背散射图像也清晰的显示柴西湖相白云岩具有交代成因的特征，如具有微晶结构的白云石被方解石包围（图 3a），白云石呈带状分布于石膏内核与方解石基质之间（图 3b）。

3.1.2 阴极发光特征分析

碳酸盐矿物的阴极发光性与其中所含的几种特定元素有十分密切的关系，尤其是Fe和Mn对碳酸盐的阴极发光性起着至关重要的作用，即Fe是碳酸盐矿物阴极发光的猝灭剂，而Mn是活化剂^[9]。研究区样品的阴极发光特征一般较暗，主要发较暗的橙黄色—橙色光，与盐类矿物共生的泥晶白云石发暗橙色光，泥晶白云岩中由于白云石化程度的差异而存在发光不均一的现象；颗粒白云岩相对泥晶白云岩发光更暗更黄（图 4）。

3.1.3 白云石有序度

理想白云石Ca和Mg的摩尔浓度各占50%，CaCO₃层和MgCO₃层严格在c轴方向上互层排列，其有序度为1，离子层排列完全无序时，其有序度为0。有序度高低取决于温度、含盐度、Mg²⁺/Ca²⁺值以及成因等；高的有序度反映白云石化速度慢而彻底，而低的有序度则反映白云石化速度快而不彻底^[20]。

对研究区S41-2和S49-1两口井44块泥晶白云岩样品进行白云石有序度分析，有序度分布在0.1~0.5，平均值为0.34，与歧口凹陷古近系沙河街组一段湖相白云岩有序度一致（有序度分布在0.22~0.53，平均值为0.33），具有准同生白云岩成核结晶速度较快、有序度低的特征。另外S41-2井11块样品分析结果显示其Mg²⁺/Ca²⁺摩尔比值分布在0.58~0.93，平均为0.82，具有高钙低镁交代白云岩特征（表 1）。

3.2 白云岩地球化学特征 3.2.1 主微量元素特征

对柴西的英西和跃进地区古近系下干柴沟组35块白云岩样品进行电子探针微区成分分析，结果表明跃进地区CaO含量分布在25.718%~31.381%，平均值为28.517%，英西地区CaO含量分布在21.486%~34.464%，平均值为28.828%，均低于理想白云石CaO的含量30.411%；跃进地区MgO含量分布在13.886%~21.194%，平均值为17.618%，英西地区MgO含量分布在16.119%~24.241%，平均值为19.145%，均低于理想白云石MgO的含量21.857%（表 2）；跃进地区Mg²⁺/Ca²⁺摩尔比值平均值为0.87，英西地区Mg²⁺/Ca²⁺摩尔比值平均值为0.941。

柴西下干柴沟组白云岩MnO分布在0~0.131%，平均值为0.051%，FeO含量分布在0.183%~1.717%，平均值为0.89%。柴西湖相白云岩Na含量分布在0.016%~0.582%，平均值为0.236%，江汉盆地潜江组盐间泥晶白云岩Fe含量为0.68%~2.56%，平均为1.81%，潜江组盐间泥晶白云岩Na含量为0.68%~2.08%，平均为1.27%，指示柴西湖相碳酸盐岩的还原程度和咸化程度均低于江汉盆地潜江组^[21-22]。裂缝充填白云岩MnO含量平均值为0.256%，FeO平均值为4.96%，文华国等通过电子探针分析的青西凹陷白垩系湖相热水沉积含铁白云岩MnO含量为0.36%，FeO含量为10.18%，裂缝充填白云岩相对泥晶白云岩具有高Fe、Mn特征，指示其可能受到热液活动的影响^[23]。柴西下干柴沟组Sr质量分数为0.063%，接近Baker et al.^[24]推导的正常海相灰岩Sr的质量分数0.06%。

3.2.2 稀土元素特征

根据前人对柴西下干柴沟组白云岩稀土元素测试结果：跃进地区藻云岩样品的∑REE为79.2×10^-6、LREE/HREE值为6.88、（La/Yb）_N值为8.55、（La/Sm）_N值为3.49、（Gd/Yb）_N值为1.00，跃进地区泥晶白云岩的∑REE平均值为97.29×10^-6，具有较大的变化范围（44.54×10^-6~139.28×10^-6）、LREE/HREE值为8.99、（La/Yb）_N值为10.27、（La/Sm）_N值为3.7、（Gd/Yb）_N值为1.25^[12]；英西受热液改造白云岩∑REE平均值为110.64×10^-6，具有较大的变化范围（48.7~166.41）×10^-6、LREE/HREE值为8.08、（La/Yb）_N值为9.19、（La/Sm）_N值为3.65、（Gd/Yb）_N值为1.78^[13]；跃进地区湖相白云岩δEu平均值为0.87、δCe平均值为0.95，英西地区热液改造白云岩δEu平均值为0.69、δCe平均值为1.05。

3.2.3 碳氧同位素特征

研究区下干柴沟组26块湖相白云岩样品δ¹³C_PDB介于-4.5‰~0.2‰，平均值为-2.43‰，δ¹⁸O_PDB介于-6.1‰~0.4‰，平均值为-2.63‰，Z值（Z=2.045（δ¹³C_PDB+50）+0.498（δ¹⁸O_PDB+50））介于116.63~125.17，集中分布在120~125，Z值大于120为海相咸水环境^[25]，同位素特征显示柴西湖相白云岩没有较明显的热液参与和微生物白云岩的特征（表 3）。

纪友亮等^[26]测试N₂-E₃的19块（柴西北西岔沟、七个泉、咸水泉）碳酸盐岩δ¹⁸O_PDB分布在-12‰~0，集中于-10‰~-2‰，δ¹³C_PDB分布在-10‰~6‰，集中于-2‰~2‰，Z值分布于105~140，集中于120~130；毛玲玲等^[27]测试大红沟剖面干柴沟组湖相碳酸盐岩20块（柴北缘鄂博梁、大红沟）δ¹³C_PDB介于-10.82‰~3.4‰，平均值为-4.2‰，δ¹⁸O_PDB介于-13.06‰~2.45‰，平均值为-8.79‰，其中的藻灰岩样品δ¹³C_PDB均为正值，Z值介于98.64~135.48，集中分布在105~116；潘立银等^[28]测试柴西北南翼山地区新近系54块碳酸盐岩δ¹³C_PDB值为-9.13‰~4.14‰，δ¹⁸O_PDB值为-7.86‰~4.32‰，大多数样品的Z值大于120。

4 白云岩成因分析 4.1 白云岩形成环境

柴西下干柴沟湖相白云岩主要为灰色深灰色的泥晶白云岩，多发育水平层理和变形层理，见团块状、菱形切面膏盐类矿物与泥晶白云岩共生，镜下见莓球状的黄铁矿，同时也是古近纪优质的烃源岩，未发现鸟眼、干裂等暴露构造，岩石学特征指示下干柴沟组沉积于半深湖、相对还原的咸化环境。

不同来源及不同成岩阶段流体的差异造成微量元素含量的差异，造成阴极发光颜色及明暗程度的差异，Mn含量相对较高，Fe含量高，其发光特征偏红偏暗。生物碎屑的阴极发光性特征是研究成岩蚀变程度的依据，一般湖水贫Fe、Mn元素，原始沉积生物碎屑一般具有较暗阴极发光或不发光，随着成岩蚀变的进行（Fe含量的减少或Mn含量增加）其阴极发光强度增加；另外可通过阴极发光特征判断白云岩化的程度，白云岩化过程伴随Sr元素含量减少，Fe、Mn离子置换Ca离子，使得阴极发光强度变强，准同生期白云岩一般具有富Sr和Mg、贫Fe和Mn的特征^[29-30]。咸化环境下出现盐类矿物的沉淀，具有较高的Sr含量，使得发光较暗，含生屑白云岩发光较亮，主要是因为生屑（藻、鲕粒）一般形成于水体盐度相对低的环境，Fe、Mn元素含量也较低。

主微量元素分析结果显示：柴西湖相白云岩具有富钙贫镁的准同生交代特征，对比YH101井三种不同类型白云岩，含膏泥晶白云岩Mg/Ca比值最高，其白云石化程度最高，藻纹层白云岩和含生物碎屑泥晶白云岩Mg/Ca比值相当，但藻纹层白云岩MgO和CaO含量均较低，指示其可能不为交代成因白云石。海相白云石中Fe、Mn含量往往反映成岩强度和埋藏深度，埋藏越深，成岩强度越高，铁、锰含量就越高，反之则低^[31]。与海相白云石不同，湖相白云石多形成于准同生阶段，未经历较强的白云石化作用，Fe、Mn离子主要以低价态进入白云石晶格，湖相白云岩中相对较高的Fe、Mn主要指示其白云石化作用发生在相对还原环境中。胡明毅^[32]的研究得出海相白云岩Mn元素在深水相中的质量分数较高，平均在200×10^-6以上，在浅水相中质量分数较低，平均在100×10^-6以下。柴西的泥晶白云岩Mn含量比海相深水相白云岩Mn元素高，指示其形成还原环境。海水中Sr质量分数较高，大气淡水中Sr质量分数较低，湖相沉积中盐湖Sr质量分数较高^[33]。柴西湖相白云岩白云石化程度较低，另外也在镜下见到天青石（SrSO₄）沉淀，Sr元素含量高的主要原因为白云岩形成于高度咸化环境。

稀土元素中Eu和Ce的异常可反映样品的氧化还原性质，在常温常压下，除极度还原环境外，溶液中的Eu主要以Eu³⁺形式存在，而当温度足够高的时候，流体中的Eu主要以Eu²⁺形式存在，Eu²⁺与Ca²⁺具有相似的离子半径和相同的电价，热液流体中Eu²⁺将以类质同象的方式取代白云石中的Ca²⁺，从而导致岩石中出现Eu正异常，Eu正异常仅出现于温度较高的溶液中，一般情况下黏土矿物富集的湖相沉积岩中易出现Eu亏损；Ce为正异常，表明为氧化环境，反之则为还原环境^[34-35]。沙三段泥晶和粉晶白云岩Eu负异常明显，指示形成于埋藏较浅的低温碱性环境^[36]。柴西跃进和英西两地区湖相均有Eu负异常，指示其形成于低温环境。

（La/Yb）_N表征LREE和HREE的分异程度，（La/Sm）_N表示分馏程度，比值越大反映LREE越富集，（Gd/Yb）_N值比值越大反映HREE越富集。研究区白云岩稀土元素特征反映跃进地区藻云岩稀土总量最低，主要是由于藻类生物的稀土总量普遍较低导致，另外英西受热液改造白云岩稀土总量高的原因是受到热液影响，但其稀土总量低于热液喷流白云岩；样品普遍具有轻稀土富集的特征，轻稀土分馏程度相对重稀土强烈，其中英西热液改造白云岩的重稀土分馏程度较藻云岩和泥晶云岩强，指示其继承了热液的稀土分布特征。

一般认为淡水的δ¹⁸O与δ¹³C值均低于零，δ¹⁸O_PDB最低达-50‰，δ¹³C_PDB为-11‰~-5‰；海水的δ¹⁸O_PDB与δ¹³C_PDB值相对高一些，δ¹⁸O_PDB约为0‰，但不超过1‰，δ¹³C_PDB为-1‰~2‰，海水的碳氧同位素值随盐度增高而增高^[37]；混合水成岩环境中形成的白云岩则具有较低的δ¹⁸O和δ¹³C值，δ¹⁸O_PDB值通常在-9.0‰~-5.5‰之间变化，δ¹³C_PDB值在-3.5‰~5.5‰之间变化^[38]；热液作用改造的白云石，其δ¹⁸O_PDB和δ¹³ _CPDB值更偏负，δ¹³C_PDB值的变化范围比较大(-17.0‰~6.0‰)，但大部分在-3.0‰~5.0‰之间变化，δ¹⁸O_PDB值通常在-18.0‰ ~-2.5‰之间变化，多数分布在-10.0‰~-5.0‰，相对比较负的δ¹⁸O值与氧同位素热分馏有关^[39]；乌鲁木齐地区红雁池水库附近中二叠统芦草沟组微生物白云岩δ¹⁸O_PDB介于-3‰~-12.1‰，δ¹³C_PDB介于3.2‰~15.6‰。

结合前人碳氧同位素分析结果，认为柴西下干柴沟组湖相碳酸盐岩整体氧同位素为低的负值（-11.61‰~2.45‰，平均值为-4.70‰，26个数据仅1个数据为正值），碳同位素为低的负值到低的正值（-6.75‰~3.4‰，平均值为-1.77‰，26个数据6个数据为正值）（图 5）。研究区湖相白云岩碳—氧同位素投点图显示，其氧同位素相对塔里木海相白云岩和鄂尔多斯马家沟组偏正^[40-41]，主要是因其未经历深埋藏及较强的成岩作用，其分布范围与江汉盆地潜江组湖相白云岩范围一致^[21]，另外该地区藻纹层灰云岩相对泥晶—微晶白云岩氧和碳同位素均偏正。

引起白云岩的碳氧同位素值偏负的主要原因是受到大气水、温度及热液流体的影响，大气水加入、高温及热液流体的影响均可使同位素偏负，氧同位素是流体性质和温度的函数，在某种程度上对温度更敏感。柴西下干柴沟组湖相碳酸盐岩整体氧同位素为低的负值，碳同位素低的负值到低的正值，氧同位素相对典型湖相碳酸盐岩偏正，碳同位素相对典型湖相碳酸盐岩偏负，指示柴西较强的蒸发作用使氧同位素相对富集。另外碳氧同位素具有正向协同变化的关系，指示其沉积于水体停滞时间长、蒸发作用明显的咸水型湖泊，跃进地区样品与柴西北及柴北缘地区样品碳氧同位素对比发现，其氧同位素相对柴西其他地区偏正，碳同位素分布范围一致，是由于柴西南跃进地区下干柴沟组沉积时期为咸化环境，相对柴西北及柴北缘更靠近咸化中心，水体盐度更高，蒸发更强烈。

4.2 Mg²⁺离子来源

关于Mg²⁺离子的来源，相关学者研究认为主要有：1）海水及卤水通过蒸发达到Mg²⁺的富集^[42]；2）通过海水与卤水的混合或海水与大气水的混合，主要由海水提供Mg²⁺，认为沙河街组咸化湖水受到海侵的影响^[43]；3）岩浆岩矿物或富镁矿物通过自身转化或通过流体淋滤溶蚀作用提供Mg²⁺，文华国等^[23]认为酒西白垩系湖相白云岩中Ca²⁺，Mg²⁺和Fe²⁺通过水在基岩中长时间循环被萃取，并以易溶氯络合物形式搬运；4）学者认为一些动植物在生长代谢过程中可以富集Mg²⁺，并随着埋藏分解提供Mg^2+[44]；5）另外在埋藏过程中，黏土矿物的转化也可以释放Mg²⁺，但相对有限^[45]。

黄成刚等^[11]认为柴西咸化湖泊蒸发作用使盐度增高，在湖水表层形成富镁盐水层，来提供镁离子。李建森等^[46]认为柴达木盆地西部古近系油田水起源于大气降水并接受了一定的深源岩浆地热水的掺杂，油田水高Ca²⁺和低Mg²⁺的特征与演化过程中白云石交代方解石以及方解石溶解有关。樊启顺等 ^[47]认为柴西卤水水化学类型大部分属氯化物型和硫酸盐型，地表浅层卤水富Mg²⁺、SO₄贫Ca²⁺，而油田卤水富Ca²⁺，贫Mg²⁺、SO₄，认为白云岩化作用和硫酸盐的还原作用是导致上述差异的原因。通过本次镜下观察也发现了石盐、石膏、芒硝、天青石等盐类矿物与白云岩、灰岩伴生的现象，通过电子探针背散射图像发现了团块状石膏周围环带状的白云石分布，白云石以外基质主要为方解石，说明通过石膏从卤水的沉淀导致Mg²⁺/Ca²⁺升高发生白云石化，证实了卤水为Mg²⁺主要来源，但卤水中的Mg²⁺可能通过蒸发和深源热水掺杂两种方式富集。金强^[48]对柴西古近系与生油岩共生的蒸发岩微量元素地球化学特征进行分析，发现蒸发岩稀土元素具有如下特征：轻稀土含量高于重稀土含量，LREE/HREE > 2.99，平均值为3.51；分馏系数（La/Sm）_N值> 3.5，平均值为3.91；而且轻稀土的分布斜率（La/Yb）_N值> 7.5，平均值为8.39，重稀土斜率较低（Gd/Yb）_N值< 1.55，平均值为1.42；所有样品都具有Eu负异常，δEu为0.63~0.85；认为柴达木盆地古近纪盐湖相具有地表陆源溶蚀和断裂带上升卤水两种盐类来源。柴西古近系湖相白云石的稀土元素分布特征值与上述古近系蒸发岩分布特征值一致，间接证实，两者在来源上具有相似性。综上认为柴西湖相白云岩中Mg²⁺的来源除咸化湖水的蒸发富集以外，深部流体也为Mg²⁺来源。另外通过对柴西藻云岩电子探针面扫描图像显示，藻纹层具有富镁和贫镁纹层相间的特征，认为藻类也为白云岩Mg²⁺的来源，但藻类发育需要相对浅水、干净、稳定的水体环境，分布有限，非主要来源。

4.3 白云岩成因解释

柴西古近系下干柴沟组沉积时期整体为咸化环境，湖盆相对稳定，湖平面高频变化。湖相白云岩具有晶粒细小、较低的白云石有序度及富钙贫镁、成岩蚀变弱等特征，反映其形成于浅水的准同生阶段。柴西下干柴组湖相白云岩可以解释为在高盐度的湖水环境中由准同生交代作用形成，同时未发现暴露标志，可以用渗透回流白云石化模式解释柴西湖相白云岩的形成过程。湖盆周缘岩浆岩、基岩中的Mg²⁺通过大气水溶蚀、淋滤带入湖盆，深部富镁流体通过深大断裂进入湖盆，蒸发作用使得湖水不断蒸发形成高盐度卤水，卤水随着蒸发过饱和，出现石盐、芒硝、石膏等盐类矿物的沉淀，使得Mg²⁺进一步富集，富镁卤水由于密度差、重力作用发生分异，下渗至水体咸化初期形成的松散方解石，发生白云石化。

5 结论

（1）柴西下干柴沟组湖相白云岩主要分为泥晶白云岩、膏质泥晶白云岩、藻云岩及颗粒云岩四类，白云岩具有晶体普遍微小，与陆源碎屑混杂，阴极发光偏暗、偏红，有序度普遍较低的特征，为准同生快速结晶形成。

（2）下干柴沟组湖相白云岩具有高钙低镁，高Fe、Mn、Sr含量，轻稀土相对富集，Eu负异常的主微量元素地球化学特征，指示其形成于浅埋藏的还原咸水环境，经历的成岩蚀变弱；氧同位素相对海相白云岩及典型湖相白云岩偏正，碳同位素为以较低的负值为主，指示其未经历较深埋藏和较强白云石化、形成高度咸化环境，并受到大气淡水的影响。

（3）柴西下干柴沟组白云岩白云石化机制可解释为：准同生期，随着强烈的蒸发作用，发生化学岩的结晶分异，在浓度及重力作用下，高Mg²⁺/Ca²⁺比值的卤水下渗交代方解石，形成白云石。

致谢 论文完成过程中受到中国石油勘探开发 研究院西北分院袁剑英教授和青海油田勘探开发研 究院汪立群教授的热情指导，中国石油天然气集团 公司油藏描述重点实验室的惠媛媛、王超、张晓 娟、李智勇等协助完成了样品的采集及分析测试，非常感谢评审专家和编辑老师提出的宝贵意见。