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近年来，随着四川盆地下三叠统飞仙关组大型气藏群的发现，特别是普光超大型碳酸盐岩气田的重大发现和巨厚优质碳酸盐岩储层的钻遇，揭示了中国海相碳酸盐岩巨大的勘探潜力。而上二叠统长兴组及下三叠统飞仙关组优质碳酸盐岩深部储层的成因机理成为许多专家学者关注的焦点。深入探讨碳酸盐岩溶蚀孔洞在埋藏过程中的成岩环境及其变化，对于正确评价和预测碳酸盐岩储层的发育特征，具有重要的理论和实际意义。
本文以地球化学方法为理论指导，以野外的详细观察及室内的薄片鉴定为基础，以分析缝隙充填方解石的微量元素特征、稳定同位素特征及流体包裹体地球化学特征等为手段，对川东北地区上二叠统长兴组及下三叠统飞仙关组碳酸盐岩缝隙充填方解石的地球化学特征做了系统的研究。
根据野外岩性观察记录及室内薄片的鉴定，川东北地区上二叠统长兴组地层的碳酸盐岩成岩阶段分为：同生-准同生成岩阶段、早成岩阶段、中成岩阶段及晚成岩阶段。下三叠统飞仙关组地层的碳酸盐岩成岩阶段分为：同生-早成岩阶段、中成岩阶段及晚成岩阶段。成岩作用过程中，溶蚀作用及白云岩化作用对孔隙起建设性作用，胶结作用及重结晶作用对先期孔隙起到破坏作用。
飞仙关组及长兴组碳酸盐岩层位中方解石脉的微量元素特征反映飞仙关组及长兴组方解石主要形成于盐度较高，相对封闭的还原环境下。宣汉盘龙洞地区长兴组地层中方解石脉部分形成于氧化环境，可能为大气降水在浅层低温条件下形成。稀土元素特征反映长兴组及飞仙关组碳酸盐岩储层中成岩水介质早期以海水为主，晚期为大气淡水。
研究区长兴组地层中方解石碳同位素比值明显偏负，主要来自于有机碳；飞仙关组地层中的方解石的碳与围岩碳同位素值相近，主要来自于围岩的重溶作用。而δ18O为负值，既可以为低温淡水成因，也可以为高温盆地流体。
宣汉长兴组地层中方解石脉的87Sr/86Sr比值普遍偏高，相应的δ13C‰值偏负，结合包裹体研究显示高温流体的存在，该地区成岩作用应以埋藏溶蚀作用为主，富87Sr的流体携带有机质对碳酸盐岩进行溶蚀。天府镇及中梁山地区飞仙关组87Sr含量较同时期海水高，其δ13C‰含量与围岩相近，反映了碳酸盐岩的重溶作用，流经硅铝质地层的地下水参与了该地区海相碳酸盐岩溶解作用。
研究区长兴组及飞仙关组方解石脉中包裹体均一温度分布范围较宽，为65～215℃，大致可分为三个区间，对应温度分别75～105℃、110～150℃、195～215℃。其中以110～150C为主，对应盐度范围较高，为1.7％～22.7％NaCl。其次是相对低温的区间75～105℃，对应盐度范围分别是0.9％～21.3％NaCl。
通过对川东北地区长兴组及飞仙关组地层中方解石（裂缝充填、溶洞充填、胶结物）包裹体薄片岩石学观察，及包裹体片的温度及盐度的测定结果，得出川东北地区二叠统长兴组及三叠统飞仙关组流体包裹体至少有三期：一期分布于重结晶方解石、裂隙方解石及溶孔方解石中，围岩主要为鲕粒灰岩、生物骨架灰岩等，形成温度及盐度均较低，包裹体组合主要为纯液相包裹体及气液两相包裹体，部分含有有机包裹体，反映了早期成岩流体特征，代表早期成岩环境；第二期主要分布在溶孔充填方解石、溶洞充填方解石及大型方解石脉中，包裹体呈杂乱状或带状分布，包裹体类型以气液水包裹体、液相水包裹体、含烃盐水水包裹体、液烃包裹体为主，少量可见气烃包裹体及固体沥青包裹体，形成温度及盐度均较高，成岩作用进入深埋藏环境，具有深部流体的特征，代表了晚期成岩环境；第三期包裹体分布于裂隙及方解石脉中，局部与两前期包裹体分布成切割关系，可见大量沥青及气烃包裹体，包裹体组合特征为固体沥青包裹体、气烃包裹体、气液两相烃包裹体、液烃包裹体及盐水溶液包裹体等，形成温度及盐度均较高，为深埋藏条件下流体形成。
通过对川东北地区上二叠统长兴组及下三叠统飞仙关组中方解石的微量元素特征、同位素特征及流体包裹体的分类及地球化学特征的综合分析研究，结合前人对该地区岩溶作用的研究，得出研究区碳酸盐岩溶蚀作用主要有三种成因机理：大气淡水溶蚀作用、有机酸溶蚀作用及热硫酸盐溶蚀作用。大气淡水作用主要是在浅层低温条件下进行，有机酸及热硫酸盐溶蚀作用在深埋藏条件下发生。