当前，塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气勘探主要集中在中上奥陶统灰岩中，勘探程度较高，已探明塔中、塔北两个大中型油气田，年产量在140万吨油当量以上。但由于灰岩储层储集空间以缝洞为主，非均质性强，油水分布复杂，导致开发井成功率低，储量动用率低，建产和稳产难度大，开发效益达不到预期。而寒武系-下奥陶统白云岩储层规模发育，储集空间以晶间(溶)孔、粒间孔和铸模孔为主，均质性远好于上覆的岩溶缝洞型灰岩储层，并与塔东、塔西南及阿满坳陷三套中下寒武统及中下奥陶统烃源岩相匹配，是塔里木盆地非常重要的勘探接替领域，并为牙哈-英买力地区、和田河周缘及塔中构造带深层白云岩的勘探突破所证实。但由于寒武系-下奥陶统白云岩埋藏深度大，勘探和研究程度低，目前的认识程度无法满足勘探的需求，而白云岩储层的成因是非常重要的制约因素之一。

前人对塔里木盆地深层白云岩储层的成因提出了不少见解。郑和荣等(2007) 、张新华等(2009) 提出优势相带、白云石化、岩溶作用和断裂作用是储层形成的关键；沈安江等(2009) 认为白云石晶间残留灰质的溶解、白云石化及埋藏(热液)溶蚀作用是储层发育的主控因素；沈安江等(2009) 、张静和罗平(2010) 提出白云岩储层的发育表现出明显的相控特征；张学丰等(2010) 认为沉积环境、微相及晚期溶蚀作用控制储层的发育。总体而言，优势相带、白云石化建孔作用和溶蚀作用是蓬莱坝组白云岩储层形成的主控因素为当前主要认识。

本文以巴楚地区大班塔格剖面蓬莱组白云岩的精细解剖为例，测制解剖剖面9条，采集样品195块，开展了岩石薄片、物性及地球化学特征的系统分析，对白云岩的类型、成因及储层发育的主控因素都有了新的认识，建立了储层地质模型，为有效储层分布预测提供了依据。

塔里木盆地中央隆起由巴楚隆起、塔中低凸起和东南低凸起构成。巴楚隆起西北界为柯坪逆冲断裂，东北以吐木休克断裂为界与阿瓦提坳陷为界，西南以色力布亚-玛扎塔格断裂带与麦盖提斜坡相隔，东南以巴东断裂为界与塔中低凸起相邻，其现今几何形态呈现北高南低、西高东低的特征(贾承造，2004)。巴楚隆起寒武纪时期为台地相沉积阶段，台地结构在早奥陶世演变为弱镶边型，蓬莱坝组地层沉积期主要发育半局限海台地相和台地边缘相沉积(冯增昭等，2007)。大班塔格剖面位于塔里木盆地西部巴楚隆起上，是塔克拉玛干地层分区一间房-西克尔地层小区的典型碳酸盐岩剖面之一，自下而上发育上寒武统丘里塔格组(未见底)、下奥陶统蓬莱坝组和鹰山组、中奥陶统一间房组和图木舒克组及上奥陶统良里塔格组地层。蓬莱坝组与下伏丘里塔格组和上覆鹰山组呈整合接触，总厚度约316m(图 1)。

图 1

Fig. 1

图 1 大班塔格剖面蓬莱坝组地层综合柱状图 Fig. 1 Generalized stratigraphic column in Penglaiba Formation of Dabantage outcrop

大班塔格剖面下奥陶统蓬莱坝组宏观上呈“两白夹一黑”的特征。下部主要发育浅灰、灰白色砂屑、内碎屑、藻屑灰岩，夹灰色白云岩；中部主要发育灰-深灰色、灰黑色结晶白云岩夹浅灰色泥晶灰岩、砂屑灰岩；上部主要以浅灰-灰色砂屑灰岩、泥晶灰岩为主，夹灰色(灰质)白云岩及灰黑色硅质(化)岩。

蓬莱坝组白云岩具晶粒大小不同、结构特征多样化和自形程度差异大的特征，直观的按晶粒大小可划分为粗晶、中晶、细晶和粉晶白云岩4种类型。①粗晶白云岩主要呈透镜状发育，具明显的交错层理，反映形成于高能环境，平均晶粒大于500μm，半自形-他形晶紧密镶嵌，多具残留颗粒结构，局部层段晶间孔极为发育(图 2a)。②中晶白云岩主要呈中厚层状或透镜状发育，局部见交错层理，平均晶粒约300~400μm，以自形-半自形晶为主，紧密镶嵌，多具雾心亮边结构及残留颗粒结构，局部层段晶间(溶)孔极为发育(图 2b, c)；③细晶白云岩主要呈中-薄层状发育，以微波、水平层理为主，平均晶粒约150~250μm，以自形-半自形晶为主，少量呈致密他形镶嵌，多具雾心亮边结构及残留颗粒结构，局部层段晶间(溶)孔极为发育(图 2d)；④粉晶白云岩呈薄层状发育，平均晶粒约50~100μm，自形-半自形晶紧密镶嵌，局部发育少量晶间孔(图 2e)。通过白云岩原岩结构的恢复及大量薄片的对比研究，可以看出原岩结构的粗细及孔隙空间的大小决定了白云石晶粒的大小，原岩结构粗，形成的白云石晶粒就粗；原岩孔隙空间大，白云石晶粒就大。在阴极射线下，不同晶粒大小的白云岩整体都以发暗红色、暗紫色光为主，少量细、中晶白云石晶体具有相对较亮的环边，少量充填于孔隙、裂缝中的白云石发较亮的红色、橙色光(图 2f)，阴极发光特征说明不同晶粒大小的白云岩主要为早-中埋藏期的产物，局部受到晚期热液的改造(郑剑锋等，2012)。

图 2

Fig. 2

图 2 蓬莱坝组白云岩储层岩石学特征 (a)-粗晶白云岩，发育晶间孔，蓝色铸体，单偏光；(b)-中晶白云岩，发育晶间孔，蓝色铸体，单偏光；(c)-中晶白云岩，自形结构，发育晶间孔，蓝色铸体，单偏光；(d)-细晶白云岩，发育晶间孔、晶间溶孔，蓝色铸体，单偏光；(e)-粉晶白云岩，发育裂缝，少量孔隙空间被亮晶方解石充填，蓝色铸体，单偏光；(f)-细晶白云岩，阴极射线下总体发暗褐色光、暗紫色光，部分晶体具有红色环边 Fig. 2 The petrological features of dolomite reservoir in Penglaiba Formation

研究区蓬莱坝组白云岩的储集空间类型包括晶间孔、晶间溶孔、裂缝、溶蚀孔洞4种。①晶间孔(图 2a-d)是结晶较好的白云石晶体之间发育并保存的孔隙，呈多边形，大小在0.05~0.5mm之间，一般小于白云石晶体；②晶间溶孔(图 2d)是后期溶蚀流体进入白云石晶间孔后，溶蚀了部分白云石晶体所形成的，通常形态不规则，呈港湾状，白云石边缘具有明显溶蚀痕迹，是晶间孔的溶蚀扩大，孔隙大小主要在0.3~1mm之间，一般大于白云石晶体，通过肉眼在岩石表面能直接观察到的针孔就属这种类型的孔隙；③裂缝(图 2e)既可以作为储集空间，又可以作为流体运移的通道，研究区的有效裂缝主要为构造成因的，缝宽从微米级到毫米级大小不一，部分裂缝被亮晶方解石或硅质半充填；④溶蚀孔洞由多个白云石晶体部分或全部溶解形成，与沿裂缝的后期热液溶蚀有关，形态不规则，大小一般在2mm以上，不常见。

对80个白云岩柱塞样进行物性测试：细晶白云岩的孔隙度为2.09%~8.30%，平均为3.92%；中晶白云岩的孔隙度为2.51%~9.44%，平均为4.40%；粗晶白云岩的孔隙度为2.84%~10.42%，平均为4.24%；粉晶白云岩的孔隙度为1.58%~3.19%，平均为2.11%。从物性资料统计图(图 3)可以看出，中晶白云岩的物性略高于细晶和粗晶白云岩，但总体差别不大，孔隙度优势分布区都在3%~5%之间，明显高于粉晶白云岩，且孔、渗相关性较好，说明储层以基质孔(晶间孔和晶间溶孔)为主，相对均质，主要发育于细-粗晶白云岩中，且具有成层性的特点，而粉晶白云岩和灰岩的基质孔隙不发育，仅见少量裂缝。但并不是所有的细-粗晶白云岩都普遍发育晶间孔和晶间溶孔，多数细-粗晶白云岩也是很致密的。

图 3

Fig. 3

图 3 蓬莱坝组白云岩储层孔隙度直方图 Fig. 3 Histogram showing the porosity ranges of dolomites in Penglaiba Formation

测试样品通过激光和微钻取样技术，实现单一结构组分的检测，选样前都经过对应样品的显微薄片校正。有序度值由浙江工业大学PANalytical X’Pert PRO X检测；微量元素值由中石油碳酸盐岩储层重点实验室PANalytical Axios XRF检测；稀土元素由国土资源部宜昌检测中心IVP-MS(X Series II)检测；碳氧同位素和锶同位素值分别由中石油碳酸盐岩储层重点实验室DELTA V Advantage和TRITON PLUS检测。

白云石的有序度是衡量白云岩结晶速度、结晶温度与演化程度的一个重要指标，结晶速度越慢、温度越高，则白云岩的有序度越高(杨威等，2000)，反之，有序度越低。通过130个样品的有序度分析，从频率统计直方图(图 4)可以看出，其优势分布区为0.60~0.89，粗晶、中晶、细晶和粉晶四种白云岩的平均有序度分别为0.77、0.78、0.74和0.69，总体上都相对不高，但有中晶、粗晶白云岩有序度略大于细晶白云岩，而细晶白云岩又大于粉晶白云岩的规律。研究区有序度特征反映了四种白云岩形成时的温度都不高，晶体生长速度都比较快，为中-早埋藏期白云石化作用的产物。

图 4

Fig. 4

图 4 蓬莱坝组白云岩有序度直方图 Fig. 4 Histogram showing the order degree ranges of dolomites in Penglaiba Formation

微量元素Sr、Na、Fe和Mn在碳酸盐岩成岩作用和流体性质判别方面具有独特效用，能较好的判断白云石化流体的性质、成岩环境(Tucker et al., 1990)。研究区蓬莱坝组白云岩的微量元素的分析结果如表 1。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 蓬莱坝组白云岩微量元素分析数据表 Table 1 Trace elements of dolomites in Penglaiba Formation (×10-6) 样品号 岩性 Sr Na Fe Mn d1 粗晶白云岩 83.5 207.7 1071 70.6 d2 粗晶白云岩 99.5 178.1 889 101 d3 粗晶白云岩 190.8 178.1 525 60.3 d4 粗晶白云岩 182.6 178.1 490 59.1 d5 粗晶白云岩 105.9 222.6 560 57 d6 粗晶白云岩 47.9 222.6 497 64.5 d7 粗晶白云岩 51 192.9 406 72.2 d8 粗晶白云岩 118.5 207.7 455 35.2 d9 粗晶白云岩 69.8 192.9 770 89.1 d14 中晶白云岩 80 141 532 67.7 d15 中晶白云岩 216.4 163.2 322 110.6 d16 中晶白云岩 61.2 192.9 910 63.2 d17 中晶白云岩 94 192.9 553 60.8 d18 中晶白云岩 144.2 126.1 2310 196.8 d19 中晶白云岩 67.1 215.2 1379 56.8 d20 中晶白云岩 45.5 126.1 1582 131.5 d21 中晶白云岩 71.1 222.6 525 65.4 d22 中晶白云岩 113.1 200.3 539 49.9 d23 中晶白云岩 87 200.3 392 34 d24 细晶白云岩 232.6 185.5 581 47.4 d25 细晶白云岩 130.6 185.5 392 34.1 d26 细晶白云岩 125.2 222.6 546 58.1 d27 细晶白云岩 60.3 230 819 61.5 d28 细晶白云岩 125.6 207.7 1176 49.5 d29 细晶白云岩 134.6 215.2 756 49.4 d30 细晶白云岩 37 274.5 427 57.5 d31 细晶白云岩 80.7 237.4 476 46.7 d32 细晶白云岩 166.7 163.2 749 40.4 d33 细晶白云岩 66.1 252.3 280 35.6 d34 细晶白云岩 61.6 252.3 539 57.1 d35 细晶白云岩 69.8 215.2 875 81 d36 细晶白云岩 68 222.6 791 71.1 d37 细晶白云岩 109.5 155.8 931 146.7 d38 细晶白云岩 159.8 185.5 791 44.3 d39 粉晶白云岩 226.6 200.3 623 29 d40 粉晶白云岩 87.3 185.5 1806 112.8 d41 粉晶白云岩 134.3 185.5 686 48.5 d42 粉晶白云岩 86.4 215.2 1659 106.1 d43 颗粒灰岩 227.5 178.1 266 13.8 d45 颗粒灰岩 172.3 148.4 301 27.2 d46 颗粒灰岩 143.9 155.8 630 43.4 d47 颗粒灰岩 136 148.4 301 21.7

表 1 蓬莱坝组白云岩微量元素分析数据表 Table 1 Trace elements of dolomites in Penglaiba Formation (×10-6)

古代白云岩Sr含量的变化范围在几十×10^-6到几百×10^-6之间都是正常的范围，但总的来说，早期从超盐度海水中沉淀出来的白云岩(Sr含量高于550×10^-6)要高于晚期埋藏成因的白云岩(Sr含量平均值为72.1×10^-6)，并且从理论上讲，白云石中Sr的分配系数应当约为地面方解石中Sr的一半(Tucker et al., 1990；张静等，2010)。研究区粗晶、中晶、细晶和粉晶白云岩的Sr含量值分别为47.9×10^-6~190.8×10^-6、45.5×10^-6~216.4×10^-6，37×10^-6~236.6×10^-6，86.4×10^-6~226.6×10^-6，颗粒灰岩的Sr含量值为136×10^-6~227.5×10^-6。从中可以看出，白云岩和灰岩的Sr含量都相对较低，但又大于晚埋藏成因的白云岩值，并且随着晶体大小的增大，Sr含量具有略有减小的趋势。

由于海水具有较高的Na/Ca比，故一般认为从海相流体中沉淀出来的白云岩中Na含量较高，而埋藏成因白云岩的Na含量很低，只有20×10^-6~60×10^-6，可能与白云石重结晶造成Na的丢失有关。一般白云石化超盐度相的Na含量大于230×10^-6，而开阔海中形成的白云岩的Na含量则较少(Tucker，1990)。从测试结果看，不同晶粒的白云岩与灰岩的Na含量相对较低，并且分布非常集中，白云岩的Na含量平均值为198.7×10^-6，最大值为252.3×10^-6，灰岩的Na含量平均值为157.7×10^-6。

Fe和Mn这两种元素在成岩过程中倾向于被碳酸盐吸收，而不是像Sr和Na一样通常会损失。海水中Fe、Mn含量很低，而在深埋成岩孔隙流体中的含量有时可相当高，因为只有在还原环境中，Fe、Mn才能以Fe²⁺与Mn²⁺的形式存在于流体中，从而进入白云石晶格。因此近地表或者早埋藏期形成的白云石的Fe、Mn含量相对较低，而晚埋藏期形成的白云石的Fe、Mn含量相对较高。研究区不同晶粒大小白云岩的平均Fe、Mn含量相近，分别在629.2×10^-6~1194×10^-6、58.7×10^-6~83.8×10^-6之间，同时与颗粒灰岩的Fe、Mn含量接近，但与深埋藏白云岩相差一个数量级(Vandeginste et al., 2013)，如Azmy等报道的巴西Sao Francisco盆地前寒武纪晚埋藏白云岩的Fe、Mn含量分别为22009×10^-6、2094×10^-6(李鹏春等，2011)，塔里木盆地奥陶系晚埋藏白云岩的Fe、Mn含量分别为7518×10^-6、1790×10^-6(张静和罗平，2010)。

综上所述，微量元素Sr、Na、Fe和Mn含量特征都指示了研究区蓬莱坝组白云岩的白云石化流体主要为海源流体，但局部可能受到了大气淡水的稀释或热液的影响，白云石化作用发生于早-中埋藏期。

碳酸盐岩矿物中稀土元素相对丰度主要取决于流体中稀土元素的含量和地球化学性质(Lottermoser，1992)，受成岩作用的影响是非常弱的(强子同，1998)，故利用稀土元素分析可以判断白云石化流体的来源。对20个白云岩样品进行稀土元素分析，结果显示粗晶、中晶、细晶和粉晶白云岩的∑REE分别为9.8×10^-6、11.1×10^-6、9.6×10^-6和15.5×10^-6。由于海水来源白云岩的∑REE值一般小于20×10^-6(胡文碹等，2010)，因此可以判断，四种白云岩的白云石化流体主要为海源流体。对经球粒陨石标准化的稀土元素分析结果做配分图(图 5)可看出，所有样品都表现为轻稀土元素含量大于重稀土元素含量的配分模式，反映了白云岩为埋藏成因的特征(李鹏春等，2011)；同时白云岩的稀土元素配分模式与颗粒灰岩相似，反映了白云岩的原岩为主要为颗粒灰岩，并继承了原岩的稀土元素配分模式(郑剑锋等，2012)。

图 5

Fig. 5

图 5 蓬莱坝组白云岩有稀土元素配分图 Fig. 5 REE distribution of dolomites in Penglaiba Formation

白云石的碳氧稳定同位素组成与引起白云石化的流体介质有关，并主要受到介质盐度和温度的影响，相对于碳同位素，氧同位素同在某种程度上对温度更具敏感性。海水蒸发作用使海水的碳氧同位素向偏正方向迁移；相反，埋藏条件下地下卤水会因高温作用使氧同位素向偏负的方向迁移。研究区粗晶白云岩的δ¹⁸O值为-11.917‰~-6.402‰，δ¹³C值为-2.909‰~0.66‰；中晶白云岩的δ¹⁸O值为-10.301‰~-5.988‰，δ¹³C值为-1.902‰~-0.471‰；细晶白云岩的δ¹⁸O值为-10.0‰~-5.248‰，δ¹³C值为-2.721‰~0.61‰；粉晶白云岩的δ¹⁸O值为-9.154‰~-5.998‰，δ¹³C值为-2.875‰~1.168‰。碳氧同位素交会图(图 6)揭示：①粉晶、细晶、中晶和粗晶白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O值差别不大，反映了四种白云岩的成因相同；②白云岩δ¹³C分布范围与灰岩δ¹³C分布范围相近(苏中堂等，2011)，说明白云石化流体为与海水有关的海源流体，而相对偏负的δ¹⁸O值则反映了埋藏成因的特征(Saller and Dickson, 2011)；③白云石次生加大边的δ¹⁸O值明显高于基质白云石，说明部分白云石晚期受到热液改造(Lavoie et al., 2010)。

图 6

Fig. 6

图 6 蓬莱坝组白云岩δ18O、δ13C交会图 Fig. 6 The relationship of δ18O-δ13C of dolomites in Penglaiba Formation

研究区蓬莱坝组粗晶、中晶、细晶及粉晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值分别为0.709091~0.709552、0.708997~0.709565、0.7090~0.709650及0.709123~0.709333，与δ¹⁸O、δ¹³C值特征相似，四种白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值非常相近，且变化范围都不大(表 2)，普遍略高于塔里木盆地早奥陶世⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值0.7091(黄文辉等，2006)，说明白云石化流体主要为海源流体，并且局部受到了外来富⁸⁷Sr流体的影响，而这种富⁸⁷Sr流体是很可能来自深部的热卤水(蔡春芳，2009；Slater and Smith, 2012)。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 蓬莱坝组白云岩δ18O、δ13C、87Sr/86Sr分析数据表 Table 2 δ18O, δ13C and 87Sr/86Sr of dolomites in Penglaiba Formation 样品号 岩性 δ18O (‰) δ13C (‰) 87Sr/86Sr 2δ d1 粗晶白云岩 /次生加大边 -8.432 /-10.397 -2.454 /-2.247 0.709289 6 d2 粗晶白云岩 -11.917 0.66 0.709552 28 d3 粗晶白云岩 -6.402 -1.514 0.709108 6 d4 粗晶白云岩 -7.845 -1.519 0.709091 23 d5 粗晶白云岩 -7.927 -1.119 d6 粗晶白云岩 -8.458 -1.209 d7 粗晶白云岩 /次生加大边 -8.539 /-11.011 -0.46 /-2.329 d8 粗晶白云岩 -8.351 -2.909 d9 粗晶白云岩 -6.996 -2.197 d10 粗晶白云岩 -8.268 -1.598 d11 粗晶白云岩 -9.26 -1.083 d12 粗晶白云岩 -8.984 -1.573 d13 粗晶白云岩 -6.889 -0.546 d14 中晶白云岩 -7.777 -1.818 d15 中晶白云岩 -7.178 -1.382 d16 中晶白云岩 -7.122 -1.628 d17 中晶白云岩 -5.988 -0.649 0.709186 4 d18 中晶白云岩 -7.396 -1.131 0.709148 24 d19 中晶白云岩 /次生加大边 -8.994 /-12.134 -1.035 /-4.464 0.709565 7 d20 中晶白云岩 -10.301 -1.676 d21 中晶白云岩 -7.02 -0.81 0.708997 32 d22 中晶白云岩 -6.423 -0.471 d23 中晶白云岩 -8.456 -1.902 0.709396 12 d24 细晶白云岩 -8.842 -2.069 d25 细晶白云岩 -7.757 -1.819 0.709262 37 d26 细晶白云岩 -7.164 -2.011 d27 细晶白云岩 -9.368 -1.604 0.709369 16 d28 细晶白云岩 -6.08 -1.471 d29 细晶白云岩 -7.768 -0.815 0.709168 6 d30 细晶白云岩 -8.017 -1.459 d31 细晶白云岩 -7.859 -1.473 0.709155 12 d32 细晶白云岩 -6.912 -1.262 d33 细晶白云岩 -5.248 0.61 0.709165 19 d34 细晶白云岩 -7.76 -1.14 0.709 12 d35 细晶白云岩 -7.41 -1.528 0.709210 15 d36 细晶白云岩 -10 -2.721 0.709650 32 d40 粉晶白云岩 -5.998 -1.799 0.709123 13 d41 粉晶白云岩 -9.154 -1.168 0.709308 48 d42 粉晶白云岩 -7.57 -2.875 0.709333 25 d48 亮晶方解石 -9.431 -1.461 d49 亮晶方解石 -11.531 -1.774 d50 亮晶方解石 -8.282 -2.707 d51 亮晶方解石 -10.187 -1.632 d52 亮晶方解石 -12.336 -1.136

表 2 蓬莱坝组白云岩δ18O、δ13C、87Sr/86Sr分析数据表 Table 2 δ18O, δ13C and 87Sr/86Sr of dolomites in Penglaiba Formation

前已述及，很多学者都认为白云岩储层是白云石化作用的产物，并提出了各种白云石化模式。但我们面对的事实是塔里木盆地寒武系-下奥陶统发育了近千米厚的白云岩，经历了各种类型的白云石化作用，但并不是所有的白云岩都是有效储层，其中绝大多数都是很致密的。我们之前更多的关注是白云岩的成因，并建立了很多的白云石化模式来解释其成因，而事实上，如何从近千米厚的白云岩中寻找有孔的那部分白云岩才是石油地质家更需要关注的，这就需要研究白云岩储层中的孔隙成因，建立孔隙分布模型，为白云岩储层预测提供依据。

同样以大班塔格剖面蓬莱坝组白云岩为例，虽然四类白云岩都是埋藏成因的，但孔隙的成因与埋藏白云石化作用似乎没有必然的联系，储层发育主要受控于以下三个方面的因素。

白云岩原岩结构的恢复是判断其沉积相的基础，主要依据于三个方面的证据：一是白云岩的残留原岩结构；二是特殊的检测手段，如阴极发关技术、荧光技术等；三是部分云化灰岩的结构特征。

对于保留有部分原岩结构的结晶白云岩，如通过颗粒幻影结构(图 7a)可以分析出原岩为颗粒灰岩；对于没有颗粒幻影结构的结晶白云岩，有人提出应用阴极发光技术可以恢复其原岩结构，但从国内外公开发表的资料来看，阴极发光技术恢复白云岩原岩结构的应用效果不够理想。本次研究首次对利用荧光技术恢复白云岩的原岩结构进行了尝试，取得了较好的效果：原岩结构模糊的结晶白云岩(图 7b)的原岩为砂屑灰岩(图 7c)，其颗粒形态及接触关系均得到了清楚的显现。据此，通过大量薄片的对比研究可以推断出细-粗晶白云岩的原岩可能多为颗粒结构的灰岩，反映高能滩相沉积的特征。而对于粉晶白云岩，其原岩结构虽不能用前两种方法恢复，但从灰质粉晶白云岩中灰岩与白云岩的发育关系及多具纹层状结构可以推断其原岩为粉屑灰岩或粒泥灰岩，反映了低能的沉积环境。

图 7

Fig. 7

图 7 蓬莱坝组白云岩储层原岩结构特征 (a)-中晶白云岩，颗粒幻影结构，蓝色铸体，单偏光；(b、c)-细晶白云岩同一视域的单偏光和荧光对比图像，荧光作用下，清晰地显现了原岩结构 Fig. 7 The primary texture features of dolomite reservoir in Penglaiba Formation

如前文所述，研究区蓬莱坝组有效储层主要发育于细-粗晶白云岩中，而灰岩和泥粉晶白云岩不发育孔隙，说明研究区白云岩储层具有明显的相控特征，高能滩为白云岩储层的发育提供了物质基础。但并不是所有的高能滩均发生白云石化作用而形成细-粗晶白云岩，即使形成的细-粗晶白云岩也不完全是有效储层。

前已述及，研究区蓬莱坝组白云岩储层的分布具有明显的成层性。根据9条解剖剖面的岩性、物性和沉积旋回的藕合关系分析(图 8)，发现孔隙发育段不但具有成层性，而且具有旋回性，总体位于向上变浅旋回的顶部。

图 8

Fig. 8

图 8 蓬莱坝组白云岩储层空间结构模型 Fig. 8 The spatial structure model diagram of dolomite reservoir in Penglaiba Formation

通过高频旋回分析发现，解剖段地层整体处于三级层序的高位体系域，可以划分为3个向上变浅的四级旋回、8个五级高频旋回。每个高频层序的下部为粉晶、细晶白云岩，呈薄层状，无层理发育；上部为中晶、粗晶白云岩，呈中、厚层状，发育平行、交错层理。白云岩孔隙发育段集中分布在三级层序界面之下的不同级次的向上变浅的高频旋回中。这主要是由于高频海平面下降导致浅水碳酸盐台地的周期性暴露，高能滩相沉积物由于处于水浅和地貌高部位的有利位置，最易受到富含CO₂的大气淡水淋滤作用(Moore，2001)，从而形成与高频层序相对应的多孔颗粒灰岩发育段。

原生孔隙可能因海水胶结作用消失殆尽，暴露面之下颗粒灰岩中的孔隙主要是同生期大气淡水淋溶形成的次生孔隙，尽管被溶蚀的对象可能是充填于原生孔隙中的海水胶结物。这就造成了多孔的颗粒灰岩段主要位于暴露面之下，成层分布，而远离暴露面的颗粒灰岩往往比较致密，而且具有旋回性。这些孔隙既为埋藏期成岩流体提供了通道，有利于白云石化作用和埋藏溶蚀作用的发生，又为白云岩储层的孔隙提供了原材料(赵文智，2012；Garcia-Fresca et al., 2012)。事实上白云岩储层中的晶间孔和晶间溶孔大部分是对原岩初始孔隙的继承和再调整，而非前人所认为的等摩尔交代理论(Weyl，1960；Murray，1960)及白云石化作用之后的选择性溶蚀的结果(赵文智，2012)，原岩的孔隙发育程度对白云岩是否能发育成有效储层至关重要。原岩是比较致密的颗粒灰岩或泥晶灰岩，即使埋藏期发生了白云石化，形成白云岩也是致密的。据此，建立了白云石晶体、晶间孔、晶间溶孔与原岩颗粒关系模式图(图 9)。

图 9

Fig. 9

图 9 白云石晶体、晶间孔与原岩颗粒关系模式图 Fig. 9 The relationship mode of dolomite crystal, inter-crystalline pore and grain

研究区蓬莱坝组白云岩储层的解剖不但很好地解释了有效白云岩储层的发育和分布规律，而且还很好地解释了近千米厚的白云岩地层并不全是有效储层的原因，并进一步证实了白云石化作用对新增孔隙的贡献很小的观点(Lucia，1995；Warren，2000)，白云岩储层的孔隙与原岩孔隙的发育程度有关，才导致如解剖区所揭示的白云岩和白云岩储层的分布样式。

前已述及，白云岩储层的主要孔隙类型为晶间孔，其很可能是对原岩初始孔隙的继承和再调整。但在薄片中也确实发现一定量的非组构选择性溶蚀孔洞，同时前文也有证据显示白云岩晚期受到了热液的改造，白云石被溶蚀成港湾状，形成晶间溶孔(图 2d)。根据被溶蚀的白云石体积分析，埋藏溶蚀作用对孔隙的贡献率约10%左右。

综上所述，研究区蓬莱坝组白云岩储层的孔隙主要是对原岩孔隙的继承，以晶间孔为主，部分孔隙受热液改造形成溶孔，白云石化作用本身不新增孔隙或贡献很小，但白云石化作用形成的白云岩构成坚固的支撑格架，比灰岩更抗压抗溶，有利于孔隙的保存(Glover，1968；Hugman and Friedman, 1979)。

(1) 通过大班塔格剖面蓬莱坝组白云岩解剖揭示，塔里木盆地蓬莱坝组发育粉晶、细晶、中晶和粗晶四种白云岩，主要形成于早-中埋藏期与海源流体有关的白云石化作用中，局部受到热液改造，其晶粒大小与原岩结构的粗细及孔隙空间的大小有关，原岩结构粗，形成的白云石晶粒就粗，原岩孔隙空间大，白云石晶粒就大。

(2) 白云岩储层的分布具成层性和旋回性，孔隙发育段总体位于向上变浅旋回的顶部，与高频旋回的暴露面有关，孔隙的载体以细-粗晶白云岩为主，孔隙主体来自原岩孔隙的继承和再调整，少量来自埋藏溶蚀作用，并不是传统观点所认为的白云石化作用建造孔隙，这一认识对塔里木盆地深层白云岩有效储层预测具重要的指导意义。