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Received：04 September 2025，
Revised：2025-11-13，
Published：30 December 2025
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综合运用X射线衍射、扫描电镜、电子探针与碳、氧同位素分析等多种手段开展了川东北地区上二叠统大隆组硅质页岩中微晶方解石的成因及其对页岩储层发育的影响研究。大隆组硅质页岩石英含量普遍较高，其次为碳酸盐矿物，黏土矿物含量总体较低。显微观察发现硅质页岩中含有大量放射虫生物碎屑，以密集堆积和分散状两种方式分布于硅质矿物基质中。放射虫骨架在正交偏光下呈碳酸盐交代特有的晕彩，扫描电镜下见典型的部分与完全交代假象结构，结合能谱分析证实为成岩交代成因。交代作用同步发生在放射虫骨架以外的作为岩石格架的硅质矿物基质中，方解石交代物以自形程度较高的单颗粒和自形程度较低甚至非自形的集合体两种形式存在，呈星点式或连片式不规则地赋存于硅质矿物基质中，形成镶嵌结构。碳酸盐氧同位素组成指示方解石形成于低温环境，电子探针分析显示方解石具有高硅和锶含量异常特征，为早成岩阶段孔隙流体与岩石的相互作用所引起。这一作用过程使石英颗粒间的较多原生无机孔隙遭到充填破坏，减少了后期液态烃生成后的原位滞留空间，进而影响高-过成熟阶段次生有机孔隙发育的数量和总孔隙大小。碳酸盐交代作用是控制川东北地区大隆组硅质页岩优质储层发育的重要机制，页岩气甜点层段的优选应充分考虑该作用的差异影响。
By integrating multiple analytical techniques， including X-ray diffraction （XRD）， scanning electron microscopy （SEM）， electron probe microanalysis （EPMA）， and carbon-oxygen isotope analysis， we investigate the origin of micritic calcites in the siliceous shale of the Upper Permian Dalong Formation， northeastern Sichuan Basin ， along with their impacts on reservoir development. The siliceous shales generally exhibit a high quartz content， followed by carbonate minerals， with the clay mineral content proving low overall. Microscopic observations reveal that the siliceous shales contain a large quantity of radiolarian bioclasts， which are distributed in densely packed and scattered patterns within the siliceous mineral matrix. Radiolarian skeletons in the siliceous shales display iridescence unique to carbonate metasomatism under orthogonal-polarized light. Under SEM， these skeletons show representative pseudomorphic textures of partial and complete replacement. These observations， combined with the energy dispersive spectroscopy （EDS） analysis， demonstrate that the radiolarian skeletons are formed by diagenetic metasomatism. Metasomatism also occurs synchronously within the siliceous mineral matrix， which acts as the rock framework. The calcitereplacement appear in two forms： highly euhedral individual grains and poorly euhedral or even anhedral aggregates. These calcites occur within the siliceous mineral matrix in irregularly dotted or contiguous patterns， resulting in the formation of mosaic textures. The oxygen isotopic composition indicates that calcites in the siliceous shales are formed in a low-temperature environment. The EPMA results show that the calcites exhibit high silicon and anomalous strontium concentrations， which can be attributed to pore fluid-rock interactions in the early diagenetic stage. These interactions led to the infilling and destruction of numerous primary inorganic pores among quartz grains， thereby reducing the available in-situ space for the retention of liquid hydrocarbons generated in the late stage. The pore modification further affected the quantity of secondary organic pores and the total porosity in the highly- to over-mature stage. Therefore， carbonate metasomatism represents a significant mechanism governing the development of high-quality reservoirs in the siliceous shales of the Dalong Formation within the northeastern Sichuan Basin. Accordingly， its differential impact should be fully considered when selecting the optimal shale gas sweet spot intervals.
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