海相碳酸盐岩的微量元素和碳、氧、锶稳定同位素地球化学特征和方法，被广泛地应用于研究全球海平面变化、古环境，成岩演化历史和流体性质(Emrich et al.，1970; Veizer and Hoefs，1976; Cholle and Arthur，1980)，国内已积累有不少研究成果，如郑荣才等(1997，2008b，2009)和胡忠贵等(2008) 利用岩溶岩与胶结物的微量元素和碳、氧、锶同位素变化，分析了渝东地区上石炭统黄龙组古岩溶岩系的流体性质、流体来源、演化规律和进行成岩系统划分；郑荣才等(2007，2008a，c，2009)和史建南等(2009) 利用碳、氧、锶稳定同位素研究川东北和渝北地区上二叠统长兴组与下三叠统飞仙关组白云岩储层成因及其与油气成藏关系；李荣西等(2007) 和刘建清等(2007) 利用碳、氧同位素对黔西南地区三叠系和羌唐盆地上侏罗统碳酸盐岩地层进行层序划分；姚泾利等(2009) 利用碳、氧同位素解释了鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组马五段白云岩成因。中国石油(土库曼斯坦)阿姆河天然气公司萨曼杰佩气田，为前苏联时期曾经开发过的超大型气田，也是“西气东输”工程中向我国东部地区输气的第一站，占有举足轻重的位置。该气田含气层系为上侏罗统卡洛夫-牛津阶浅水台地相碳酸盐岩，具备非常优越的生、储、盖组合配置关系和下生-中储-上盖封闭式圈闭成藏条件，但在前苏联时期仅注重于天然气开发，而对基础地质研究很少开展，资料非常匮乏。因此，以碳酸盐岩储层岩石学特征分析为基础，结合Fe、Sr、Mn微量元素和C、O、Sr同位素地球化学特征，对该气田进行储层成因特征研究，有助于揭示该气田卡洛夫-牛津阶沉积、成岩和储层等方面信息，为提高储层预测和评价精度，高效勘探开发阿姆河盆地油气资源提供依据和范例。

阿姆河盆地是一个位于中亚图兰地台东南部的大型叠合盆地(图 1a)，该盆地可划分为基底、过渡层和盖层3个构造层(图 1b)：基底为古生界火成岩和变质岩，埋深变化大，最浅处的卡拉库姆隆起不足2000m，最深的北卡拉比里坳陷可达14000m以上；过渡层为广泛沉积的二叠-三叠系陆源碎屑岩，厚度变化很大，由北向南变厚，在盆地南缘的科佩特山前坳陷最大厚度可达到12000m；盖层由广泛发育的中生代侏罗系、白垩系和古近系砂岩、泥岩、煤层和碳酸盐岩、蒸发岩组成。区域上主要发育有北西向和北东向两组断裂，控制了阿姆河盆地的构造格局和沉积盖层分布。根据基底形态和断裂构造特征，阿姆河盆地被划分为科佩塔特山前坳陷、中央卡拉库姆隆起、马里谢拉赫隆起、巴加德任坳陷和查尔朱阶地等众多大型构造单元(图 1a，Thomas et al.，1995)。

图 1

Fig. 1

图 1 阿姆河右岸地区区域构造略图(据Thomas et al.，1995) Fig. 1 Regional structural map of the Amu Darya right bank area(after Thomas et al.，1995)

阿姆河盆地侏罗系、白垩系和古近系岩性组合很复杂，包括滨岸相碎屑岩、浅海陆棚相混积岩、开阔台地-台地边缘-斜坡和盆地相碳酸盐岩、局限-蒸发台地相膏盐岩等。以萨曼杰佩气田为例，该气田位于毗邻巴加德任坳陷的查尔朱阶地的西南边缘带上(图 1a)，卡洛夫-牛津阶与下伏中侏罗统具备巨大生烃潜力的海岸平原-沼泽相碎屑岩煤系地层为不整合接触关系，与上覆上侏罗统基末利阶厚层膏盐岩地层为连续沉积关系。其本身为一套缓斜坡→台地边缘生物礁、滩→开阔台地→局限-蒸发台地相的碳酸盐岩-蒸发岩沉积组合，自下而上划分为礁下层(XVI层)、致密层(Z层)、生物礁层(XVa2层)、礁上层(Vhp层)、块状灰岩层(XVm层)、层状灰岩层(XVp层)和灰岩石膏层(Vac层)7个岩性段(图 2)。储层主要发育于相当于牛津阶的生物礁层、礁上层、块状灰岩层和层状灰岩层等岩性段，而最上部的灰岩石膏层和基末利阶膏盐岩层为区域性致密盖层，因此，在沉积序列和岩相配置关系上具备非常优越的生、储、盖组合配置关系和下生-中储-上盖封闭式圈闭成藏条件。

图 2

Fig. 2

图 2 萨曼杰佩气田卡洛夫-牛津阶沉积相-储层物性综合柱状图(Sam53-1井) Fig. 2 Comprehensive column of Callovian-Oxfordian facies and reservoirs in Amu Darya basin(Well Sam53-1)

本项目卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩储层样品取自Sam53-1井取芯段，样品按碳酸盐岩结构-成因划分依据被划分为石灰岩、白云岩和方解石晶体三大类，其中石灰岩主要有微晶灰岩、颗粒灰岩和礁灰岩类，白云岩主要为含灰(灰质)白云岩和粉-细晶白云岩类，方解石晶体为溶蚀孔洞缝充填物。

此类灰岩分布较普遍，由泥-微晶方解石组成(图 3a)，形成于局限和开阔台地潮下及前缘缓斜坡等低能环境。岩性较为致密，仅在局部发育有溶孔、溶缝和裂缝，为不利于储层发育的岩石类型。

图 3

Fig. 3

图 3 萨曼杰佩气田井卡洛夫-牛津阶常见的碳酸盐岩储层的岩石类型 (a)-泥晶灰岩，偶见细小棘屑和腕足碎片，发育溶缝，台地前缘缓斜坡相，裂缝型储层，XVhp层，2406.93m，铸体薄片(-)，对角线长度1.8mm；(b)-亮晶鲕粒灰岩，发育大量原生粒间孔和粒间溶孔，少量孔隙被粒状晶方解石充填，Vac层，2372.69m，铸体薄片，对角线长度4mm(-)；(c)-微-亮晶生物屑灰岩，溶解作用，粒内溶孔和有孔虫铸模孔，XVm层，2454.76m，铸体薄片，照片对角线长度4mm(-)；(d)-亮晶生物屑灰岩，二世代胶结结构，XVhp层，2414.58m，普通薄片(-)，对角线长度1.8mm；(e)-藻屑灰岩，岩石由暗色的斑点藻群体组成。XVm层，2476.61m，铸体薄片(-)，对角线长度4mm；(f)-亮晶生物碎屑灰岩，溶蚀作用，厚壳蛤碎片粒内溶孔和粒间溶孔非常发育，XVm层，2435.05m，铸体薄片，对角线长度4.6mm(-)；(g)-硅化脑纹状海绵礁灰岩，海绵体腔内发育不均匀分布的体腔内溶孔，台地边缘生物礁相，孔洞缝复合型储层，XVm，2459.42m，铸体薄片，对角线长度4.6mm(-)；(h)-微-粉晶灰质云岩，岩石中偶见棘皮、海绵骨针、苔藓虫等生物碎片。XVa2层，2659.25m，铸体薄片(-)，对角线长度4.6mm；(i)-粉-细晶白云岩，重结晶作用，XVa2，2650.55m，铸体薄片，对角线长度1.8mm(+) Fig. 3 Various types of common Callovian-Oxfordian carbonate rocks in Samandepe gas field

此类灰岩主要发育在块状灰岩层，可细分为微-亮晶生物屑灰岩、微-亮晶砂屑生物屑灰岩、微-亮晶砾屑生物屑灰岩、微-亮晶鲕粒灰岩、球粒生物屑灰岩、微-亮晶核形石生物屑(球粒)灰岩、微-亮晶(含)生物屑球粒灰岩等复合颗粒灰岩类等，以生物屑灰岩最丰富，生物屑类型主要有厚壳蛤、珊瑚、苔藓虫、有孔虫、腕足、棘屑、红绿藻、蓝绿藻等，含少量头足类、骨针和钙球。部分生物屑具硅化和石膏化现象。此类型岩石大部分经历了低-中等强度的胶结、压实、溶蚀、重结晶和局部的白云石化等成岩作用改造，具有较发育的原生粒间孔、剩余原生粒间孔、粒间和粒内溶孔及裂缝组合(图 3b-e)，以原生粒间孔最为发育，孔隙度为6%~20%，平均值10.06%，渗透率(0.01~423.8) ×10^-3μm²，平均值16.13×10^-3μm²，为非常有利储层发育的岩石类型。

此类灰岩发育在块状灰岩层和生物礁层，造架生物主要为厚壳蛤和珊瑚，其中厚壳蛤含量＞50%，次为红藻、苔藓虫、海绵，偶见层孔虫，珊瑚、红藻、苔藓虫。造架生物泥晶化强烈，骨骼和体腔内被溶蚀的现象非常普遍。这种以厚壳蛤和珊瑚为主的骨架和粘结礁灰岩在高能水体中具有很强的抗浪性，骨架间局部被亮晶方解石胶结，更多的是被浪蚀形成的生物碎屑和灰泥充填。成岩期的溶蚀作用强烈，溶蚀孔洞和裂缝都非常发育(图 3f，g)。孔隙度为6.0%~28.6%，平均值16%，渗透率为0.06~3155.3×10^-3μm²，平均值306.9×10^-3μm²，为最有利储层发育的岩石类型。

此类型发育在礁上层，主要岩石类型有硅化残余生物屑海绵骨针灰质白云岩、硅化残余生物屑灰质白云岩、硬石膏化硅化灰质粉晶白云岩(图 3h)、硅化粉-细晶灰质白云岩。由于岩石遭受的白云石化程度不均匀和不彻底，在岩石中可见成团的残余灰泥，或在白云石晶体间残余有泥晶方解石。这类岩石的孔隙度＜4%，渗透率为＜1×10^-3μm²，为不太有利于储层发育的岩石类型。

该类岩石在礁上层和生物礁层中均有出现，以粉晶白云岩和粉晶生物屑白云岩为主，岩石呈块状，由晶体大小为0.03~0.1mm的微-粉晶白云石组成，白云石晶体呈半自形-自形状，晶间孔较发育，局部可见残余生物屑结构和膏化现象(图 3i)。该类岩石晶间孔和晶间溶孔较发育，孔隙度为4.0%~10%，平均值6%，渗透率为0.06~22.6×10^-3μm²，平均值12×10^-3μm²，是有利储层发育岩性，但此类型岩石厚度不大，分布范围小，其储集意义也就非常有限了。

微量元素在大地构造学、地层古生物学、矿床学、环境地质学和油气地质学方面都有着广泛应用，如成岩过程中文石或高镁方解石转化为方解石，白云石化和去白云石化等作用，都伴随着水-岩反应过程中微量元素在孔隙水与碳酸盐矿物之间进行重新分配和平衡(黄思静等，2003)。因此，碳酸盐岩成因解释中Fe、Mn、Sr等微量元素比Ca²⁺、Mg²⁺主元素更能反映沉积环境和成岩流体信息。

49件样品的类型分配和分析结果由表 1所示，地质解释如下：

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 萨曼杰佩气田卡洛夫-牛津阶各类碳酸盐岩Fe、Mn、Sr微量元素数据统计表 Table 1 Distribution of C and O isotopes of different Callovian-Oxfordian carbonate rocks in Samandepe gas field 碳酸盐岩分类 样品数 Fe2+(%) Mn2+(%) Sr2+(%) 分布范围 平均值 分布范围 平均值 分布范围 平均值 微晶灰岩 13 0.046~2 0.513 0.0018~0.024 0.00492 0.019~0.048 0.0297 颗粒灰岩 14 0.0097~0.067 0.0393 0.0016~0.0043 0.00257 0.018~0.062 0.0246 礁灰岩 8 0.016~0.073 0.0389 0.0017~0.0036 0.00245 0.013~0.03 0.0206 灰质白云岩 7 0.082~0.28 0.162 0.0023~0.016 0.0076 0.017~0.046 0.0239 晶粒白云岩 2 0.091~0.23 0.161 0.0052~0.0084 0.0068 0.012~0.014 0.013 方解石晶体 5 0.017~0.041 0.0286 0.0015~0.0036 0.00292 0.015~0.05 0.0276 注：中国地质科学院成都矿产综合利用研究所分析中心分析;测试仪器.2000DV；检测标准.Y/T05-1996《ICP广谱法》; 分析误差±0.0005%

表 1 萨曼杰佩气田卡洛夫-牛津阶各类碳酸盐岩Fe、Mn、Sr微量元素数据统计表 Table 1 Distribution of C and O isotopes of different Callovian-Oxfordian carbonate rocks in Samandepe gas field

(1) 各类样品的Fe、Mn、Sr微量元素含量较为近似，都具有很高的Fe含量、较高的Sr含量和较低的Mn含量，总体显示了成岩流体具有缺乏大陆淡水影响的较强还原性特点(黄思静等，2003)；

(2) 各类样品中反映成岩过程的Fe、Mn、Sr微量元素演化有如下几个特点：①微晶灰岩具有很低的孔、渗性，受埋藏期成岩流体溶蚀改造作用弱，在很大程度上保留了原始沉积物的微量元素的组成和分布特征，可作为其他样品的参照对比系；②颗粒灰岩和礁灰岩孔、渗性好，受埋藏期成岩流体溶蚀作用强，与微晶灰岩比较，其Fe、Mn严重贫化，而Sr变化不大，显示了此两类灰岩经历了低Fe、Mn元素的地层源流体改造；③白云岩中较小离子半径的Fe²⁺、Mn²⁺含量相对较高，而较大离子半径的Sr²⁺较低，与白云石中Sr²⁺离子分配系数＜＜1，反映白云石化过程中随着Mg²⁺/Ca²⁺比值增加和Mg²⁺置换Ca²⁺的作用加强，Fe²⁺、Mn²⁺相对富集而Sr²⁺由于重新分配而趋于流失，此特征也反映了成岩流体属于具有较强还原性和较高温度的地层源流体；④灰质粉晶白云岩和晶粒白云岩Fe、Mn含量相似，但晶粒白云岩Sr含量远低于灰质粉晶白云岩，也显示Sr含量有随白云化强度加大而降低的演化特点，说明两类白云岩为同一流体不同白云石化强度的结果；⑤充填溶蚀孔洞缝的方解石晶体Fe、Mn、Sr组成特征与颗粒灰岩和礁灰岩接近，说明沉淀方解石晶体的物质主要来源于被溶蚀的此两类灰岩。

(3) 在Fe、 Mn、 Sr含量与埋藏深度关系图中(图 4)，Fe、Mn含量和Mn/Sr比值与深度呈弱正相关性，而Sr含量与深度呈负相关性，反映随埋藏深度加大，温度增高和流体还原性增强的成岩环境。

图 4

Fig. 4

图 4 Sr、Mn、Fe微量元素含量和Mn/Sr比值与深度变化关系图 Fig. 4 The concentration of trace elements of Sr，Mn and Fe and the change of Mn/Sr with depth

海相碳酸盐中的¹³C、¹⁸O丰度主要受有机碳来源及埋藏速率、沉积-成岩环境的氧化-还原条件等因素影响。一般有机碳埋藏速率增大会促使δ¹³C值加大，反之变小，或在氧化条件下碳酸盐有贫¹³C而富集¹²C的演化趋势(Veizer et al.，1986)。海相碳酸盐¹⁸O受介质温度和盐度影响强烈，如在平衡的成岩体系内，固相的δ¹³C迁移至少需要大于其1500倍体积的孔隙溶液，而相同的变化对于δ¹⁸O仅需5倍于它的孔隙溶液体积即可发生(李儒峰和刘本培，1996)，显然δ¹⁸O比δ¹³C更易受成岩作用影响。成岩作用过程中欠稳定的碳酸盐矿物如文石、镁方解石、原白云石会发生矿物相转变、重结晶、交代和碳酸盐胶结物沉淀等作用，都会使原始沉积物的碳、氧同位素组分发生变化，因此，沉积-成岩环境不同，碳酸盐岩碳、氧同位素组成也不同，这些差异反过来可以作为识别沉积-成岩环境和流体来源与性质的标志。

51件样品的类型分配和分析结果由表 2所示，地质解释结果如下：

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 萨曼杰佩气田卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩碳、氧同位素数据统计表 Table 2 Distribution of C and O isotopes of different Callovian-Oxfordian carbonate rocks 碳酸盐岩分类 样品数 δ13 CPDB(‰) δ18 OPDB(‰) Z值 分布范围 平均值 分布范围 平均值 分布范围 平均值 微晶灰岩 15 2.76~5.32 4.33 -5.24~0.06 -1.5 131.1~138.1 135.4 颗粒灰岩 14 3.76~5.98 4.27 -2.58~0.3 -1.58 134~139.7 135.2 礁灰岩 8 3.78~4.42 4.04 -2.7~-0.89 -1.90 133.8~135.9 134.6 灰质粉晶白云岩 7 3.31~4.51 3.95 -4.89~-0.53 -2.82 131.9~135.9 134 晶粒白云岩 2 4.82~4.92 4.87 -4.49~-4.37 -4.43 134.9~135.2 135.1 方解石晶体 5 3.75~4.24 4.04 -5.46~-0.91 -4.07 132.7~135.5 133.5 注：中石油西南油气田分公司勘探开发研究院地质实验室分析;设备名称.MAT252质谱仪；检测依据.SY/T 6039-94；工作标准.TTB-2;分析误差±0.005%

表 2 萨曼杰佩气田卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩碳、氧同位素数据统计表 Table 2 Distribution of C and O isotopes of different Callovian-Oxfordian carbonate rocks

(1) 灰岩和白云岩样品的碳、氧稳定同位素组成都落在Veizer et al.(1986) 建立的晚侏罗世海相碳酸盐岩分布范围内(Keith and Weber，1964)，利用Keith and Weber(1964) 提出的盐度指数(Z)计算公式[Z=2.048(δ¹³C_PDB＋50) ＋0.498(δ¹⁸O_PDB＋50) ]，计算的Z值变化范围很小，为131~135.4(以Z=120为海水和淡水分界线，Z值越高反映的流体盐度越高)，反映成岩作用没有改变所有样品的海相沉积特点；

(2) 以32件未经明显蚀变改造的样品分析结果(以Mn/Sr比值远小于2~3，δ¹⁸O＞-5‰为标准)，代表原始海水的碳、氧同位素组成特征和分析该时期海平面变化趋势，有如下特点：①由碳、氧同位素反映的海平面变化具有强烈旋回性，特点为礁上层表现为相对下降，块状灰岩层下部至中部表现为持续缓慢上升，而上部层状灰岩层至灰岩石膏层表现为持续加速下降的演化趋势。由碳、氧同位素反映的海平面变化与全球卡洛夫-牛津阶海平面变化趋势(李玉成，1998)相吻合(图 5)，与本项目沉积相分析得出的卡洛夫-牛津阶为一持续海侵-海退旋回相一致；②海平面上升期的礁上层和块状灰岩层δ¹³C和δ¹⁸O值变化趋势较稳定，与Veizer的全球海平面变化也有很好的拟合关系，反映沉积环境较稳定，为发育礁、滩型碳酸盐岩储层奠定了基础；③海平面下降期的层状灰岩层和灰岩石膏层的δ¹³C和δ¹⁸O复杂多变，对应全球海平面下降过程呈跳跃的中-高幅指形，说明海平面波动大，环境不稳定。

图 5

Fig. 5

图 5 萨满杰佩气田Sam53-1井沉积演化与碳氧同位素地层曲线(全球海平面曲线据Derry et al.，1994) Fig. 5 Sedimentary evolution and the C and O isotopic stratigraphic curve of well Sam53-1 in Samandepe gas field(the global sea-level curves are from Derry et al.，1994)

(3) 各类样品的δ¹³C值变化不大且都为正值(3.95‰~4.87‰)，而δ¹⁸O变化范围较大(-4.43‰~-1.5‰)，均为负值，并具有从微晶灰岩、颗粒灰岩、礁灰岩、灰质粉晶白云岩、充填溶蚀孔洞缝的方解石晶体至粉晶白云岩，出现δ¹⁸O依次向高负值方向偏移的演化特点，反映循环于地层中的成岩流体在溶蚀和白云化过程中随着成岩强度加大和温度升高，δ¹⁸O呈逐渐加大的负偏移方向演化；

(4) 在δ¹³C与δ¹⁸O关系图中(图 6)，以微晶灰岩分布范围最广，包括了所有样品变化范围，其余样品按颗粒灰岩→礁灰岩→白云岩→热液方解石晶体的成岩强度加大的序列，δ¹³C、δ¹⁸O向负值方向迁移的演化趋势明显。

图 6

Fig. 6

图 6 各类碳酸盐岩的δ13C与δ18O关系 Fig. 6 Diagram of δ13C vs. δ18O from different carbonate rocks

地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数，随时间的变化主要受两个锶来源控制(Kaufman et al.，1997)：①由大陆古老硅铝质岩石化学风化作用通过河流向海水提供的富放射性成因的壳源锶，具高的 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，全球平均值为0.719；②由洋中脊热液系统向海水提供的贫放射性成因的幔源锶，具低的 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，全球平均值为0.7035。各地质时期海水的 ⁸⁷Sr/⁸⁶S比值便是这两个来源的锶以不同的比例全球均一化作用结果，均一化平衡过程的时间仅约1千年(Derry et al.，1994)。基于⁸⁷Sr与⁸⁶Sr质量差太小而缺乏锶同位素分馏效应的原理，无论是海水还是成岩流体，当碳酸盐矿物沉淀时，它们从流体中获取的锶同位素组成取决于流体的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，因此，保存在碳酸盐矿物中的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为研究碳酸盐岩地层沉积时的海水⁸⁷Sr/⁸⁶S比值和地质年代(锶同位素地层)，或沉淀碳酸盐矿物的成岩流体的来源和性质提供了可靠的锶同位素地球化学信息(Kaufman et al.，1997; Derry et al.，1994; McArthur et al.，2001; Price and Gröcke，2002)。

45件样品的类型分配和分析结果由表 3所示，地质解释结果如下：

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 卡洛夫-牛津组碳酸盐岩锶同位素分析数据统计表 Table 3 Distribution of Sr isotopes of different Callovian-Oxfordian carbonate rocks 碳酸盐岩分类 样品数 87Sr/86Sr 样品物性平均值 分布范围 平均值 φ(%) K(×10-3μm2) 厚壳蛤壳体 1 0.706812 无 无 微晶灰岩 11 0.70374~0.715369 0.707933 2.2 0.15 颗粒灰岩 13 0.704625~0.710405 0.706847 13.5 61 礁灰岩 8 0.705839~0.718799 0.708374 14.4 42.9 灰质粉晶白云岩 6 0.704939~0.713959 0.708328 4.5 0.36 晶粒白云岩 1 0.708747 3.1 0.01 方解石晶体 5 0.706314~0.71187 0.708558 无 无 注：成都理工大学同位素实验室分析；测试仪器.MAT261质谱仪;样品制备和流程.国际通用规范溶样，经阳厉子离子交换柱分离纯化;实验条件.温度22℃，湿度50%;检测依据.美国国家标准局标样NBS987;分析误差±0.002%

表 3 卡洛夫-牛津组碳酸盐岩锶同位素分析数据统计表 Table 3 Distribution of Sr isotopes of different Callovian-Oxfordian carbonate rocks

(1) 生物壳体对原始海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值具有较好代表性(McArthur et al.，2001)，可用于锶同位素地层年龄标定，本项目测试的厚壳蛤外壳层⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.706812，在全球锶同位素曲线上标定年龄为157.2Ma(图 7)，与国际年代地层表卡洛夫-牛津阶年龄范围(164.7~155.7Ma)相一致(Price and Gröcke，2002)，证实储层发育层位的确属于卡洛夫-牛津阶。

图 7

Fig. 7

图 7 Sam53-1井卡洛夫-牛津阶厚壳蛤壳体87Sr/86Sr比值在全球侏罗系-白垩系锶同位素演化曲线上的投点(据Price and GröPrice and Gröcke，2002) Fig. 7 87Sr/86Sr ratio of rudistids shell in global Jurassic-Cretaceous Sr isotopic curve(after Price and Gröcke，2002)

(2) 微晶灰岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值变化范围(0.703740~0.715369) 远大于该时期全球海水(0.706789~0.706942) ，平均值(0.707933) 明显高于厚壳蛤壳体代表的原始海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，原因可能与微晶灰岩含有较多泥质组分和泥质组分中含有较高的壳源⁸⁷Sr有关(Price and Gröcke，2002)。

(3) 颗粒灰岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 比值的变化范围(0.704625~0.710405) ，略大于该时期全球海水，但平均值(0.706847) 与厚壳蛤(0.706812) 基本一致，反映颗粒灰岩总体上保持了原始海水的锶同位素组成特征，与颗粒灰岩受到成岩作用改造相对较弱，仍处于以胶结、压实和轻微溶蚀作用为主和原始粒间孔保存较好的中成岩阶段相适应。

(4) 礁灰岩、灰质粉晶白云岩、晶粒白云岩和充填溶洞和裂缝的方解石晶体的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值不仅变化范围都很大，远超出该时期全球海水，而且平均值都远高于厚壳蛤、微晶灰岩和颗粒灰岩，然而它们本身的平均值基本一致。此几项特征不仅可说明地层中存在着一种富⁸⁷Sr的成岩流体，同时也证明了礁灰岩的强烈溶蚀、白云石化和充填溶蚀孔洞缝的方解石晶体沉淀作用都是同一富⁸⁷Sr流体在不同成岩阶段与不同成岩对象发生不同的、但继承性发展演化的水-岩反应作用结果。

(5) 据采自Sam53-1井卡洛夫-牛津阶14件镜质体反射率样品的测定结果，Ro值分布范围为0.56%~0.74%，平均值为0.63%，对应的成岩温度为65~90℃，按现今地温梯度3.2℃/100m和年平均温度15℃，可推算卡洛夫-牛津阶的最大埋藏深度为3200~3300m，与萨曼杰佩气田卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩仍处于较弱的中成岩阶段相适应；又据采自同井段的6件充填溶洞和裂缝的方解石与天青石样品中59个气-液两相流体包裹体测定结果，均一温度为70.1~136.3℃，平均温度为101℃，盐度为7.17%~23.18%NaCleqv，平均值高达19.6%NaCleqv，不难确定地层中所赋存的成岩流体不仅富⁸⁷Sr，而且具有热卤水性质，与所有样品盐度指数(Z)均大于120的计算结果相一致(表 2)；再据成岩流体温度明显高于按地温梯度推算的埋藏环境成岩温度，有10℃以上的差值，可推断成岩热卤水应来自于比卡洛夫-牛津阶埋藏深度更大的地层深部，并认为来自地层深部的热卤水沿断层进入卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩地层的循环过程中，在穿越该地区中下侏罗统碎屑岩地层时获得壳源锶而形成更富放射性⁸⁷Sr的成岩流体，当富⁸⁷Sr的成岩流体对卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩进行溶蚀、白云化和沉淀方解石的改造时，⁸⁷Sr在相关产物中发生富集，致使被溶蚀的各类灰岩、白云岩和热液沉淀的方解石晶体都具有偏高和相似的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值。

(1) 未经蚀变的海相碳酸盐岩δ¹³C、δ¹⁸O分析结果，反映阿姆河盆地卡洛夫-牛津阶为一持续海侵-海退的沉积旋回，最大海侵期出现在相当牛津早期的块状灰岩层底部，之后为连续海退过程，以灰岩石膏互层段为最大海退期。旋回中持续的海侵过程是礁、滩相储层发育期，而自灰岩石膏层开始并延续到基末利阶的持续大规模海退期为区域性致密膏盐盖层的重要形成期。

(2) 由厚壳蛤壳体测定的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，在全球锶同位素曲线上可标定的年龄为157.2Ma，与国际年代地层表中卡洛夫-牛津阶164.7~155.7Ma的年龄范围相一致。

(3) 卡洛夫-牛津阶各类碳酸盐岩具有较高的Fe和Sr及较低的Mn含量，以及微晶灰岩、颗粒灰岩、礁灰岩、白云质灰岩至晶粒白云岩的δ¹³C变化不大，而δ¹⁸O具有伴随成岩强度加大依次向负值加大方向偏移演化趋势，反映基岩溶蚀和白云石化过程发生在相对封闭的、缺乏大陆淡水影响的、具有较强还原性和以温度为主控因素的同一热流体成岩系统中。其中被强烈溶蚀的礁、滩相灰岩、埋藏白云岩、充填溶蚀孔洞缝的方解石晶体所具有的偏高和相似的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，又可证明上述成岩作用都是富⁸⁷Sr的成岩流体在不同阶段与不同对象发生不同的水-岩反应作用的结果。

(4) 综合碳、氧、锶同位素地球化学特征与流体包裹体均一温度、盐度和镜质体反射率测定结果所得到的成岩流体信息，可进一步确定阿姆河盆地卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩成岩流体来自深部地层的热卤水，成岩流体富⁸⁷Sr的原因与流体穿越下伏中下侏罗统碎屑岩地层时获得富⁸⁷Sr壳源锶有关。

(5) 以萨曼杰佩气田为代表的阿姆河盆地卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩成岩作用主体仍处在中成岩阶段，并经历了较为强烈的溶蚀改造，对以原生孔隙为主的礁、滩相灰岩储层的发育非常有利。