西沙群岛白云岩-铁白云岩岩相学特征

西沙群岛永兴岛西永2井和石岛西科1井均发现铁白云岩。主要通过X光粉晶衍射、偏光显微镜和扫描电镜技术完成测试,分析白云岩-铁白云岩分布及岩相学特征。X光粉晶衍射测试结果及综合分析表明,西科1井发育11层铁白云岩,西永2井发育8层铁白云岩。通过偏光显微镜鉴定,发现西永2井中新世白云岩主要为生物碎屑白云岩,白云石晶体呈粉晶-细晶结构;某些层段含较高铁白云石,呈微晶-粉晶状。通过薄片观察分析发现,西科1井发育大量物碎屑白云岩,多细晶-粉晶结构,自形-半自形为主,部分样品可见黑色铁质氧化物或者胶结物。扫描电镜观察发现2个井多数白云石为典型菱形多面体结构,白云化程度高。     

西永2井中新世白云岩储层特征及成岩作用

西永2井中新世发育厚度较大的藻礁白云岩,以此为研究对象,通过岩心薄片、扫描电镜、X衍射分析及岩心CT扫描等研究手段,结合常规储层物性分析方法等,研究了西沙群岛中新世藻礁白云岩储层特征及成岩作用,结果表明:西永2井中新世藻礁白云岩储层发育良好,储集岩主要以粉晶—细晶白云岩为主,晶间溶孔、藻架孔、铸模孔、晶间孔和生物体腔孔为主要的储集空间,孔隙度变化较大,主要集中在8.39%~37.71%;渗透率为(0.17~3 291.9)×10~(-3)μm~2,具有高孔、高渗显著特征。储层在成岩阶段经历了压实作用、胶结作用、白云岩化作用、重结晶作用及多期溶蚀作用。压实作用及胶结作用使得原生孔隙大幅减少,对储层形成具有破坏作用,白云岩化作用、重结晶作用和溶蚀作用改变孔隙结构,进而提高储层的有效孔隙度。研究表明西永2井中新世白云岩处冰期海退阶段,受大气淡水林滤作用影响,而多期溶蚀作用产生了大量的次生孔隙成为现今主要的储集空间。     

西沙群岛梅山组一段白云岩矿物特征

白云岩既是南海油气储集层又与生物礁成因机制相关。对西沙群岛梅山组一段600～750 m岩心段进行采样分析,由于此段属于新层位(西科1井600～1 000 m)中深埋藏白云岩,可能属于对应油气盆地的储层,因而相关研究至关重要。通过扫描电镜(SEM)观察发现大量菱形晶体,结合能谱(EDS)元素分析认为菱形晶体含有Ca和Mg元素,X射线粉晶衍射(XRD)分析证实全部样品为白云石;样品表面碎屑物质为方解石,但是EDS检测出Si,说明样品中混杂陆源沉积;在光滑的白云石晶体上EDS能谱分析则未见Si。事实上,西科1井梅山组一段白云岩层MgO和SiO_2含量变大,且呈明显正相关关系,推测为海退期白云石形成过程中的陆源物质输入。XRD分析结果表明,620～646.5 m段岩心发育厚层白云石,其有序度中等,下伏646 m深处方解石占比开始增加。     

西永2井铁白云岩Fe同位素地球化学性质及特征

白云岩发现于200多年前,至今仍然是地球科学研究前沿。西沙群岛白云岩研究超过35 a,发现铁白云岩10 a,属于研究热点。本文在西永2井前期铁白云岩测试研究基础之上,采集典型铁白云岩岩心样品,完成Fe同位素测试,通过对比多种地质储库Fe同位素特征,阐述定位该批测试数据的性质、特征和分析其母源,提出加强投入,与高尖石岛火山岩铁同位素测试结果地球化学特征朔源对比分析的建议。该项研究对于铁白云岩成因特征和机制研究具有重要价值。     

南沙群岛南科1井白云岩发育特征及铁白云石成因机制的初步研究*

南海自新生代以来发育了大量的碳酸盐岩台地和生物礁, 并普遍发生白云岩化作用, 具有广阔的油气勘探前景。文章通过开展岩相学观察、矿物学分析、常微量元素和碳氧同位素分析, 同时结合Fe组分及Fe同位素地球化学分析, 对南沙群岛南科1井白云岩的发育特征和成岩环境进行了系统研究。结果表明: 南科1井上中新统—下更新统白云岩主要形成于近地表环境中, 溶蚀孔隙发育, 残余结构明显。白云岩层中发育有多个与暴露成因有关的界面, 未发现石膏层的存在。同时, 白云岩普遍具有低Fe、Mn和Sr的特征以及与现代海水相似的REE分布模式, δ¹³C和δ¹⁸O多为正值, 但不存在相关性。整体来看, 白云岩可能形成于轻微蒸发海水的渗透回流作用, 还受到了与古气候变冷有关的海平面下降的控制。此外, 南科1井岩芯中多个层位发育铁白云石, 并且集中分布在暴露面附近。Fe组分和Fe同位素组成结果显示, 白云岩中Fe主要来源于海水中碳酸盐的沉淀, 成岩过程中基本不存在额外的陆源或热液来源的Fe混入。铁白云石主要形成于低温和浅埋藏环境中, 大气淡水对生物骨架、生物碎屑以及自生碳酸盐矿物的淋滤-溶解作用为其提供了重要的物质来源。作为生物礁体暴露地表期间的产物, 铁白云石的发育层位可能指示着低海平面时期。     

南海西科1井致密白云岩特征及成岩环境

西科1井为南海区域揭示生物礁地层最全、取心最为完整的钻井。该井下中新统三亚组发育致密白云岩,其孔隙度为1.65%～16.4%,平均6.7%。渗透率极低,局部渗透率仅为(11.8～39)×10~(-3)μm~2,平均渗透率1×10~(-3)μm~2。利用沉积岩石学、岩石孔渗物性特征和包裹体测试方法,分析了致密白云岩的成岩特征,讨论了其成岩演化条件。致密白云岩中的白云石以粉晶、细晶和泥晶为主,形态多为自形和半自形,晶形较好,具有雾心亮边构造,白云石晶体接触紧密。晶间孔细小,孔隙呈分隔状且互不连通,次生溶蚀孔不发育。三亚组致密白云岩形成于准同生成岩阶段和后生成岩阶段。频繁的海平面变化和沉积物暴露,导致多期的海水充注孔隙作用,加上高温高盐的古海洋和地层环境,为致密白云岩的形成创造了条件。     

厦门同安湾红树林及临近光滩沉积物孔隙水中溶解活性磷和亚铁分布特征的对比分析

为了解红树林与光滩磷、铁地球化学行为的差异,借助薄膜扩散梯度技术(ZrO-Chelex DGT),对厦门同安湾红树林及临近光滩孔隙水中溶解活性磷(DRP)、Fe~(2+)浓度进行了原位测量,并采集了相应沉积物柱状样进行测定分析。结果表明:(1)Fe~(2+)与DRP呈现较好的线性正相关,说明磷的吸附/解吸与铁氧化还原循环有关;(2)在不同深度,光滩孔隙水中DRP浓度均高于对应深度红树林。在浅层,由于溪水的补给造成光滩的磷富集;在深层,红树植物根部吸收导致磷浓度下降,光滩有机质含量较多,矿化释放DRP使其浓度较高;(3)孔隙水中的Fe~(2+)浓度分布表明,红树林区域随着深度的增加,逐渐由好氧环境进入厌氧环境;而光滩沉积物氧化还原环境可能受到红树林的影响,孔隙水Fe~(2+)在垂向上波动分布。     

西沙石岛西科1井深层致密白云岩岩相学特征再研究

石岛致密白云岩-铁白云岩发现6年,再研究聚焦于岩相学特征。针对西科1井致密白云岩层段完成最新采样,开展系统常规岩石薄片磨制和偏光显微镜和扫描电镜鉴定,提供了系列照片和鉴定分析的认识。确定偏光显微镜下深层白云岩岩相学显微特征,揭示了微晶-细晶-凝块泥晶白云石构成致密藻礁白云岩的特征,它们发育粉晶-细晶、凝块、生物结构。细晶白云石自形-半自形,雾心亮边,0.05～0.25 mm,多世代特征;生物碎屑是珊瑚藻和仙掌藻白云岩,2～3 mm,部分3～5 mm,少部分5～10 mm,生物体内部白云石多粉晶,生长或充填于生屑孔隙,藻体中白云石不规则状,0.3～0.5 mm,星散状、镶嵌状白云石包体,涉不透明矿物;发现块状、不规则状凝块泥晶白云石,部分凝块聚集在一起,凝块内部主要充填泥晶白云石和少量有机质,发育隐晶结构。多个深度白云石含量90%～95%或95%～100%,镜下无色,有时呈浑浊的灰色,闪突起显著,完全解理,高级白干涉色;部分含5%～10%细晶方解石,半自形,0.05～0.25 mm,星散状分布在白云石之间;粉晶方解石自形-半自形粒状,0.01～0.05 mm,镶嵌状分布于生屑边部或充填在生屑内部孔隙中;扫描电镜系统分析主要是针对致密白云岩样品进行,选取典型照片分析了白云石颗粒特征和充填特征,发现2类不同的充填样式,一种是细晶白云石间孔缝中的泥晶类充填露头,另一类是细晶白云石上泥晶类面积覆盖。     

西沙中新世藻礁白云岩储层特征及成因模式

西琛1井中新世生物礁被认为是植物藻礁白云岩,但为一孔之见。基于西沙群岛两大环礁3个岛屿的3口晚中新世—中中新世钻井生物礁全取心岩心的资料,开展藻礁白云岩的储层对比及成因模式分析,证实白云岩在各自埋深、厚度等方面虽不一致但特征较为相近,均处于中新世,多属藻礁白云岩,对于理解西沙群岛新近纪生物礁的形成演化具有重要意义。其中,涉及白云岩3层,总厚724.65m,通过常规岩石薄片、扫描电镜、X光粉晶衍射和物性测试分析发现,3口井的研究井段以藻礁白云岩为主,但深度不同;白云石矿物隐晶—粉晶—细晶状,发育粒间孔、藻架孔和生物体腔孔等原生孔隙和粒内溶孔、铸模孔、藻体溶孔及裂缝等次生孔隙;并在多个层段形成粒内溶孔—晶间孔—藻体溶孔组合;具有高孔、高渗显著特征,为有利油气储层。本段白云岩锶含量低,是新近纪全球冰川性海退事件的结果,构成混合水白云化作用机制。     

Fe同位素研究现状及其在西沙群岛铁白云岩研究中的应用

铁是地球中含量最多分布最广的过渡金属元素之一,但针对Fe同位素的研究滞后。介绍了开始于TIMS,到MC-ICP-MS的Fe同位素测试技术,其重要研究进展与现状。指出Fe元素及Fe同位素在自然界中的组成、分布及在生物、非生物有机作用过程中分馏的特征;Fe同位素地球化学及在古海洋学、矿床学等地球科学领域的广泛应用,涉及铁硫化物、铁氧化物和铁碳酸盐矿物-菱铁矿成矿作用。后者目前被认为是碳酸盐岩铁白云岩成因研究的关键,通过铁白云岩中大量铁和重金属来源示踪研究,揭示西沙群岛孤立岛屿环境铁白云岩的成因特征和机制,属于白云岩问题研究重要内容,具有重要的意义。     

辽东湾海底铁、锰的氧化还原过程及化学成岩作用

于1988年6—7月在辽东湾进行了调查,对其沉积物间隙水中Fe~(2+),Mn~(2+)及有关参数的测定结果及相关分析表明,铁、锰平面与垂直分布类型的不同是由于Fe~(2+),Mn~(2+)氧化还原速率、扩散速度及控制体系不同的综合结果,得出Fe(Ⅱ,L)+S_2~(2-)→FeS_2(s)和Mn(Ⅳ,s)→Mn(Ⅱ,L)是控制辽东湾间隙水中Fe~(2+),Mn~(2+)浓度的主要体系,并用氧化还原界面层的一种简单模式讨论了铁、锰转移与其浓度-深度分布形状的关系。本文还应用Fick第一定律直接计算了沉积物-海水界面间铁、锰扩散转移通量。     

复杂储层凝析气藏储量评价

M20凝析气田是一个非常复杂的异常高压凝析气田,储集层是由沙河街组一段生物碎屑白云岩、沙河街组二段白云质砂砾岩,以及中生界火山岩和元古界混合花岗岩叠置而成的块状储集体。气藏储集空间共5大类12小类,形成3类主要储集岩,分别为沙河街组孔隙型、中生界孔隙+微裂缝型和元古界裂缝+孔隙型储层。储量计算中,基于储层分布特征、储集类型和油、气分布状况,制定了三项储量计算单元划分原则;进而,确定了储量计算关键参数:根据中生界储层与不整合面的关系,确定出储层孔隙度和净毛比的变化趋势;采用中子-密度交会法和阿尔奇公式分别计算沙河街、中生界和元古界基质储层部分的孔隙度和含油、含气饱和度;采用裂缝状态判别经验公式、电成像测井、面比率法和裂缝含水饱和度经验公式等方法分别计算裂缝的孔隙度和含油、含气饱和度。沙河街和中生界地层只计算储层孔隙中的地质储量,元古界地层则按孔隙和裂缝分别计算地质储量。     

西沙群岛白云岩-铁白云岩空间变异的特征：来自地球化学的证据

成礁以来西沙群岛白云岩-铁白云岩大量发育,针对白云岩空间变异及成因演化的讨论具有重要意义。西科1井存在7层白云岩,对7层白云岩进行了划区处理,将7层白云岩层分为浅、中、深3类:600 m为浅层(层一、层二、层三,合计厚度203 m),600～1 000 m为中层(层四、层五、层六,合计厚度79 m),1 000 m为深层(层七,厚155 m)。通过对7层白云岩的主微量元素特征、成岩环境与成因模式及浅层、中层、深层白云岩地球化学数据之间的规律与差异的分析认为,西科1井白云岩受陆源物质影响小,高的SiO_2可能来自西沙周缘火山地带。西沙地区白云岩成岩环境总的来讲属于氧化环境,但浅、中、深层成岩环境的氧化强度具有差异。西科1井白云岩的古盐度都较高,但层与层之间有着细微差异。西科1井白云岩锶含量总体偏低,受到淡水淋滤作用强烈,形成于古水深较浅的礁相台地环境,相比较而言,浅层受到大气淡水影响最强,中层次之,深层最弱。西沙白云岩成岩过程中受到高盐度海水、大气淡水和回流渗透作用等多种因素的影响。     

西沙西科1井元素地球化学特征与海平面升降的关系

以南海北部西沙群岛石岛碳酸盐岩台地为研究对象,对1 268件碳酸盐岩样品进行全岩元素地球化学特征分析,并结合早中新世以来沉积学特征,研究其与海平面升降的响应关系。实验结果显示,该地区常量元素(Na_2O/K_2O、Na_2O/SiO_2、P_2O_5)及微量元素(B/Ga、Zr/Al、Li、V)分析的古盐度、古环境氧化还原状态和酸碱度及海平面变化,与岩石地层学和古生物学分析得到的结论基本一致,进而可应用于孤立海相碳酸盐岩台地的沉积层序划分;受限于复杂的白云岩化作用,Mg/Ca难以反映海平面变化。Na_2O/K_2O、Na_2O/SiO_2、P_2O_5 B/Ga、Zr/Al、Li、V等指标表明,早中新世初期三亚组水深逐渐加深,有利于生物礁的发育;中中新世早期梅山组二段海平面第1次达到最高值,礁盘随之扩大,形成较深水环境下的碳酸盐岩台地,以潟湖相和内侧滩相为主;随后水体于中中新世晚期梅山组一段逐渐变浅,持续至晚中新世早期黄流组二段,生物礁受淋滤剥蚀形成礁-滩相沉积;晚中新世晚期黄流组一段海平面再次持续上升,于上新世达到第2次最高值,直至更新世水深才逐渐变浅。     

渤海盆地JZ油田沙河街组白云岩成因分析

研究区以生屑白云岩及含砂屑的鲕粒白云岩为主,相邻井区白云岩类型及厚度变化大。为确定各类白云岩的成因,通过孢粉及微体古生物化石、碳氧同位素、微量元素B含量等分析手段,对本区的古气候、古环境、古沉积介质的物理化学性质进行系统地分析,自沙三段以来,由温暖的亚热带气候变得逐渐干燥,水体逐渐咸化,为白云岩的形成提供了必要条件。具有硬的基底的滨浅湖台地,水体能长期保持清澈,有利于底栖生物生长繁殖,适宜碳酸盐岩的形成、沉积了巨厚的生屑白云岩,其生屑含量高、孔隙较发育、方解石也被交代的更加彻底,建立了该类白云岩滨浅湖台地渗透回流成因模式。滨浅湖隆起带区域,淡水与咸水在此交汇,易形成具雾心亮边的粉晶白云岩和具有同心圆结构的鲕粒云岩或生物碎屑云岩,但常常白云石化不彻底,方解石含量高,个别井段甚至发育云质鲕粒灰岩,建立了该类白云岩滨浅湖隆起带混合水成因模式。此研究丰富了湖相白云岩成因模式,对渤海湾盆地碳酸盐岩的勘探具有重要的指导意义。     

西沙群岛“西永一井”的介形类化石

“西永一井”位于我国广东省西沙群岛的永兴岛上。是石油工业部南海石油勘探指挥部组织钻探的。钻井揭示的地层有第四系、上新统和中新统。为浅海碳酸盐岩沉积,主要是一套生物礁灰岩、白云质灰岩,局部层段夹有白垩。含有丰富的有孔虫、腹足类、钙藻及珊瑚等化石,总厚度为1200多米,覆盖在前寒武纪花岗片麻岩之上。 在分析有孔虫化石的过程中,我们发现了介形类化石,经张锡南、梁名胜和陆秀芳等同志研究,并经中国科学院南京地质古生物研究所陈德琼同志和地质部宜昌地质矿产研究所关绍曾同志的审定,共有8科13属24种。其中一个未定属(可能为新属)、5个新种和7个未定种。介形类化石主要产在上新统,其次是第四系,中新统少见。 第四系见有:     

缢蛏(Sinonovacula constricta)重组Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白的性质解析

利用缢蛏(Sinonovacula constricta)重组铁蛋白富集Fe~(3+)和Mn~(2+)制备重组Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白,通过扫描电镜、X射线能量色散能谱仪(EDS)和MALDI TOF/TOF质谱系统测定蛋白的表面形貌变化、金属元素的能量变化和肽段分子量。利用综合物性测量系统(PPMS)测定蛋白纳米颗粒在室温300K,外加磁场3T下的磁学性质变化。结果显示,重组Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白与空白相比,表面形貌发生明显变化,Fe-铁蛋白仍为小球状,Mn-铁蛋白聚集体呈片层花球状,Cd-铁蛋白聚集体呈小圆球状,Mn-铁蛋白富集Cd~(2+)后呈片层花瓣散落状。Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白分别检测出相应金属元素且都有其特征能量态。两种重组蛋白的肽谱图与空白组相比,除铁蛋白保守肽段外还出现各自的特征肽段,推测与铁蛋白对Fe~(3+)和Mn~(2+)的富集功能密切相关。Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白纳米颗粒磁滞回线形状与铁蛋白空白组基本相同,呈顺磁性特征,磁性强度随Fe~(3+)和Mn~(2+)富集量的增加而增大。通过比较Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白与空白组在富集Hg~(2+)、As O43–和Cd~(2+)三种重金属离子方面能力的差异,发现Fe-铁蛋白对Hg~(2+)、AsO_4~(3–)和Cd~(2+)三种重金属的富集能力是空白组的2.4倍、1.7倍和3.7倍。Mn-铁蛋白对Hg~(2+)、AsO_4~(3–)和Cd~(2+)三种重金属离子在相同条件下的富集能力也有明显提高,分别为铁蛋白空白组的1.8倍、3.0倍和4.6倍。本研究结果为Fe-铁蛋白和Mn-铁蛋白在重金属污染治理方面的应用提供了数据参考。     

琼东南盆地深水区中央峡谷黄流组储层特征及主控因素

在利用钻井和岩心资料基础上,结合铸体薄片、常规物性、压汞实验等分析测试手段,对琼东南盆地深水区中央峡谷黄流组储层特征及其影响因素进行了分析。研究表明,中央峡谷黄流组砂岩以岩屑石英砂岩为主,砂岩粒级较细且分选好,成熟度较高。原生粒间孔为主要孔隙类型,孔隙结构普遍为中孔细喉型。储层物性总体表现为中孔-特高孔、中渗-特高渗的特征。沉积微相和成岩作用是影响黄流组储层物性的主要因素,深水浊流沉积的水道砂岩是发育优质储层的前提,同时中央峡谷特殊的水深和温压条件是影响储层成岩作用的重要因素。海水深度大,而实际地层埋深浅,储层总体处于低温常压环境中,以致成岩作用程度普遍不强,但中央峡谷黄流组储层物性的内在差异仍主要受控于压实作用,中央峡谷自西向东,水深增加,实际地层埋深变浅,压实作用减弱,储层孔隙度和渗透率较好,总体上峡谷东部气层含气饱和度也较西部高。     

西沙地区XK-1井主要造礁生物特征及生物礁环境演化

生物礁为南海周边区域重要的油气储层类型,本次基于XK-1井岩心及薄片中主要造礁生物种类、数量、分布规律与生态特征的分析,开展了西沙地区中新世以来碳酸盐岩-生物礁演化过程的研究,并推测了盆地内生物礁的发育特征。研究认为西沙地区中新世以来主要发育珊瑚、钙藻及苔藓虫三类造礁生物,同时,根据其分布特征,结合建立的礁、滩复合体沉积模式将XK-1井中新世以来的沉积环境划分为13个演化阶段。提出伴随着海平面的上升,造礁生物有从珊瑚逐渐向钙藻及苔藓虫演变的趋势,而伴随着海平面的下降,造礁生物又从钙藻和苔藓虫逐渐向珊瑚演变。明确了该区中新世以来发育早中新世三亚组一段沉积时期、晚中新统黄流组沉积时期、上新统莺歌海组沉积晚期至第四纪乐东组沉积时期3个主要造礁期和早中新世三亚组二段沉积早期、中中新世梅山组沉积中期2个次要造礁期。     

济阳坳陷车西洼陷异常高压与储层孔隙度的关系

根据研究区测井、测试、岩石物性等资料,讨论分析了异常高压与储层孔隙度的关系。车西洼陷沙河街组沙三段与沙四上亚段地层中存在异常地层压力,主要分布于深洼带和斜坡前缘。异常高压带地层压力与孔隙度有良好的相关性,主要表现在以下几个方面:异常高压使得储集空间得以保存;通过促进溶解作用而形成大量次生孔隙;异常高压作用下形成微裂缝,极大地改善了地层储集性能。根据异常压力与孔隙度的相关性,预测了车西洼陷沙四上亚段的孔隙度特征。