塔里木盆地北缘奥陶系古溶洞和古岩溶沉积中包壳砾石和包壳砾岩的发现及特征

塔里木盆地北缘奥陶系发育典型的古岩溶,笔者在其中发现了一种非常特殊的沉积物或沉积构造:包壳砾石和包壳砾岩,且这种包壳砾岩之前从未见报道。该包壳砾石和包壳砾岩的结构类似鲕粒或核形石,可分为核心和包壳2部分,大部分呈近圆形或扁圆形,少数形态不规则,直径为数厘米到数十厘米。核心可分为4种,分别是:(1)与溶洞围岩相同的灰岩砾石;(2)由砂岩形成的核心;(3)由砾岩构成的复合核心;(4)由古钙华碎块形成的核心。包壳也可分为4种类型,分别是:(1)具有圈层的包壳;(2)颗粒状包壳;(3)均质包壳;(4)由颗粒状包壳和圈层状包壳组合形成的复合包壳。包壳砾石和包壳砾岩是溶洞和岩溶沉积中的典型产物,其不仅可以作为识别溶洞和岩溶的标志之一,而且具有一定的储集能力,是一种有效的油气储集体。     

蛇绿岩型铬铁矿床包壳纯橄榄岩中的流体过程印记:来自西藏雅鲁藏布江缝合带罗布莎和泽当岩体的地质学、岩石学和橄榄石晶体化学证据

岩浆型矿床一般认为是岩浆分异的产物,因为这类矿床通常缺乏强烈的近矿围岩蚀变。蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿被认为是一种典型的岩浆型矿床,流行的成因模型包括岩浆通道模型和熔体-岩石反应模型。深部晶体群的大量发现,表明铬铁矿成矿系统不是一种理想系统,而是至少由两类子系统组成的复杂性动力系统。因此,流行模型不再适用,必须构建能够整合新证据的成因模型。这类矿床的典型地质特征是具有从方辉橄榄岩围岩经包壳纯橄榄岩到铬铁矿石的分带,且包壳纯橄榄岩与铬铁矿之间为渐变接触关系,包壳纯橄榄岩与方辉橄榄岩之间既可以为渐变接触关系,也可以为截然接触关系或侵入接触关系。因此,阐明纯橄榄岩的成因是理解豆荚状铬铁矿形成机制的关键。西藏雅鲁藏布江缝合带中罗布莎和泽当两个代表性超镁铁质杂岩体的新观察揭示:(1)包壳纯橄榄岩的出露宽度变化于厘米级到百米级,但岩石具有均匀的细粒结构,流行模型难以解释;(2)包壳纯橄榄岩可以划分为至少两种构造类型:块状纯橄榄岩和片理化纯橄榄岩,暗示了纯橄榄岩形成过程的多阶段特点;(3)包壳纯橄榄岩主要由变晶橄榄石组成,仅含有少量由熔体或流体析出的橄榄石晶体;(4)与方辉橄榄岩相比,包壳纯橄榄岩中的橄榄石具有高MgO、Cr2O3、CaO和低MnO、Al2O3的特点,展示了矛盾的晶体化学特征;(5)邻近铬铁矿体的纯橄榄岩中常见反豆状结构,类似于多相稀释流体流体制中紊流产生的中尺度结构。上述看似矛盾的证据表明包壳纯橄榄岩的形成过程有大量深部流体的参与,因而流体过程可以作为构建一个新的整合模型的基础。据此,文中提出一个熔体-流体流模型,其基本机制是溶解-沉淀反应Opx+Fluid→Ol±Sp±Cpx±Pl±SiO2(fluid),而基本前提则是深部还原流体的持续供给和熔体-流体流的快速上升。此外,文中还表明,依据火成岩地质学、岩石学和名义无水矿物晶体化学证据也可以再造岩浆系统的流体过程。     

贵州遵义仙人岩铝土矿床古红土壳分带模式

笔者根据基底页岩在红土风化过程中的矿物成分和化学成分的演变规律,建立了遵义仙人岩铝土矿床古红土壳的分带模式,从上至下划分为:(1)铁铝质壳带,又称强风化带或最终分解带;(2)铁铝质粘土岩带,又称中度风化带或分解带;(3)粘土岩-黄铁矿带,又称弱风化带或轻微分解带;(4)原生页岩带。通过孢粉化石鉴定和Rb-Sr法同位素年龄测定,肯定了古红土壳形成于早石炭世大塘期旧司时,当属原地红土风化残积的产物。     

碳酸盐岩古风化壳储集层(体)研究

根据多年来对鄂尔多斯地区和塔里木盆地有关油气田的研究成果和近年来的国内外相关资料,用“古风化壳储集层(体)”的观点系统详细地阐述了碳酸盐岩古风化壳储集层(体)的形成、岩相、岩溶、地球化学、储集性能、演化等特点。古风化壳具有岩溶分带性特点,是一个由表生成岩作用形成的特有的地质体,因而,不等同于不整合面和侵蚀面。典型的碳酸盐岩古风化壳储集层(体)可划分为4个带：破碎带、渗流带、混合带、潜流带,其演化与沉积旋回、海平面的振荡运动和局部构造运动有密切的关系。指出可以利用碳酸盐岩古风化壳储集层(体)测井曲线和地震勘探的响应来识别溶洞和裂缝;运用模糊数学方法对其进行分区、分带的评价,运用多学科和多种技术方法对其进行研究和预测。     

四川黄龙地区鲕状钙华包壳粒的发现及其特征

在雪宝顶北麓的黄龙地区新发现的鲕状钙华包壳粒,是高寒区钙华形成环境中产出的一类典型陆相包覆颗粒构造。通过系统采样鲕状包壳粒沉积剖面,并借助常规显微镜、扫描电镜与能谱分析等,揭示出鲕状钙华包壳粒的矿物组分、微观结构等特征。结果表明:研究区的鲕状钙华包壳粒分为同心圆状、同心圆—放射状、薄壁同心圆状3种基本类型,包壳粒核部是由异地的钙华碎屑构成,外壳层是由泥晶与微亮晶方解石纹层围绕核部逐层形成的圈层构造;微观特征显示泥晶层无明显微生物成因发育特征。鲕状钙华包壳粒的微观形态与组构特征反映出壳体中的泥晶圈层可能形成于相对深的静水环境,亮晶圈层可能形成于浅水高能环境,鲕状钙华包壳粒的成因偏于鲕类而非核形石类。      

中国油气田古岩溶与油气储层

在我国油气田勘探中,与不整合面有关的碳酸盐岩古岩溶储层普遍发育,并占有十分重要的地位。着重讨论我国鄂尔多斯盆地奥陶系、塔里木盆地轮南潜山奥陶系和四川盆地震旦系等典型油气田古岩溶储层发育特征与油气关系,指出我国油气田古岩溶储层具有以下几个特征:(1)古岩溶垂向分带明显,地表残积带、垂直渗流-水平潜流带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝溶蚀孔洞型储层为主,为各大油气田高产、稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡和断裂发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有效孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀作用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。古岩溶储层为中国深层油气勘探提供了一个新的勘探领域。     

绿泥石包壳对碎屑岩储层物性的影响及其形成环境--以鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界为例

以大牛地气田含绿泥石胶结物样品为研究对象,结合国内外研究现状,研究绿泥石包壳的成因及其对储层物性的影响,并探讨其环境指示意义.大牛地气田的绿泥石包壳形成于成岩作用早期,厚10~20 μm,由原生粒间孔的边缘向中心晶形渐好,颗粒渐大.据铁质来源绿泥石包壳可分为原地和异地成因,原地成因由先体黏土矿物和岩屑溶解未排出的富铁流体生成,一般以混层黏土和晶体较小的包壳形式存在;异地成因是富铁矿物及岩屑溶蚀、溶解形成的富铁流体通过河流异地絮凝沉淀生成,结晶充分、晶形好.绿泥石包壳的储层保护机理为:①抑制石英次生加大;②增加矿物颗粒间抗压实强度,抑制压溶作用;③抑制碳酸盐胶结,促进溶蚀作用.大牛地气田的绿泥石包壳主要发育于盒一段(63%)和山二段,当其含量在15%以下时,孔隙度随绿泥石含量的增高呈线性递增.绿泥石包壳可作为三角洲(辫状河三角洲)前缘水下分流河道(水下辫状河道)等强水动力条件的微观相标志.     

酸性矿山废水中石灰岩包壳作用研究

研究石灰岩包壳作用有助于深入了解酸性矿山废水(AMD)在富含石灰岩的金属硫化物尾矿中的释放机制。采用AMD滞留浸泡石灰岩颗粒试料的实验方法,研究在酸水饱和条件下石灰岩次生包壳的形成作用。研究表明,AMD的Fe含量是影响石灰岩包壳作用的主因之一。在高Fe浓度(如1 029~1 033 mg/L)的AMD中,石灰岩颗粒表面可依次沉淀富Al相、石膏、纤铁矿(吸附Zn、Cu及As等),发生石灰岩包壳/钝化作用,使溶液维持酸性;而在低Fe浓度(6.71~74.8 mg/L)的AMD中,次生包壳难以生成,石灰岩得以大量溶解释碱并充分中和溶液中的H~+,使溶液达到中性。因此,Fe硫化物含量较高(如Fe含量10.62%、S含量5.70%)的石灰岩尾矿,由于其氧化后可生成高Fe浓度的酸性水而导致石灰岩包壳作用,具有释放AMD(及重金属)的危险,应注意防控。     

我国一些含金刚石的古沉积层特征

一、我国含金刚石古沉积层位 (一)第三系 1.山东某盆地北侧,下第三系官庄组砂砾岩和大汶口组石灰质砾岩、角砾岩中,含铬镁榴石,经对比与北侧产金刚石金伯利岩中的矿物特征一致。山东另一盆地以南地段,普遍发现含有金刚石的砾岩或砂砾岩块,充填于不同标高(80—540米)的寒武系、奥陶系石灰岩的裂隙、溶洞、溶沟中。含金刚石砾岩有90％以上见于中、上寒武统的岩溶负地形中,金     

中国油气田古岩溶与油气储层

目前,在鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、四川盆地等的奥陶系、石炭系、二叠系—三叠系及震旦系等多套地层中均已发现不少典型的古岩溶油气田。这些油气田古岩溶储层常具有以下几个特征:(1)垂向分带明显,地表残积岩溶带、垂直渗流—水平潜流岩溶带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝—溶蚀孔洞型储层为主,此类储层为各大油气田高产稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡、古岩溶高地边缘及断层裂缝发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有敏孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀怍用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。     

武汉地区浅层岩溶发育特征与岩溶塌陷灾害防治

运用综合分析和数学统计的方法,较为深入地研究了武汉地区浅层岩溶的发育特征。武汉地区存在6个走向 NWW-SEE、各自相对独立的碳酸盐岩条带。根据上覆盖层工程地质性能的差异,划分出5种岩溶地质结构类型。武汉地区浅层岩溶主要类型有溶隙、落水洞及小型溶洞等,钻孔遇洞率46.0%-50.1%,线岩溶率5.93%-6.00%。浅层岩溶带中,1/3的溶洞洞高小于0.6 m,50%小于1.0 m,90%小于3.0 m。1/3的溶洞顶板在基岩面以下2.5 m 以内,50%在4.5 m 以内,90%在12.5 m 以内。溶洞充填物主要是黏土,含有灰岩碎块石。全充填溶洞占70.8%,未充填溶洞约占1/5,半充填溶洞不到8%。全充填溶洞顶板在基岩面以下平均埋深5.13 m,半充填5.71 m,无充填7.69 m,且具有全充填和半充填溶洞埋深较小、无充填溶洞埋深较大的特点,反映出溶洞充填方式是自上而下充填,充填物主要来源于上部覆盖层。武汉地区浅层岩溶为上部“垂直渗流岩溶带”地下水垂直渗流作用下的产物。根据岩溶发育程度的差异,基岩面以下浅部碳酸盐岩在垂直方向上可分为上部强岩溶和下部弱岩溶两个带;岩溶塌陷灾害平面上可划分出高、中、低3个危险性区,各区防治原则不同。高危险区是岩溶塌陷灾害防治的重点,防治的基本原则是阻止上覆粉细砂的流失;中等危险区的防治原则是保护中部老黏土层或红层的完整性;低危险区应注意远城区土洞存在的可能性。各危险区治理应以岩溶地质结构为基础,在防治原则指导下制定相应的防治措施。此外,工程建设中应合理选择和利用弱岩溶带。     

塔北隆起轮古7井区奥陶系岩溶地貌及岩溶储层特征研究

轮古7井区地处轮南古潜山一级地貌单元岩溶高地上,该次研究利用残厚法对研究区岩溶古地貌特征及古水动力条件进行刻画,划分为岩溶高地、岩溶坡地两种二级地貌单元类型,并应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态对二级地貌做精细刻画,划分了六种三级地貌单元。通过对岩溶储层展布规律深入研究,认为其储集空间主要为后期构造及岩溶作用所形成的次生溶蚀孔洞、溶蚀裂缝和洞穴系统。根据孔、洞、缝组合特征,及裂缝孔隙度和孔洞孔隙度的物性关系,将奥陶系鹰山组岩溶储层类型划分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型四类。岩溶高地由于剥蚀作用强烈,相对于岩溶坡地来讲后者更易于岩溶储集空间的保存;岩溶坡地地带水动力条件较强,水平径流带岩溶管道系统发育,连通性较好,为洞穴型岩溶储层发育带,易于形成大型缝洞体。      

碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

江西省岩溶洞穴旅游资源特征及其开发

喀斯特洞穴旅游资源的开发与利用的研究一直是旅游洞穴研究的重点,溶洞旅游资源的合理开发对区域旅游发展有着重要的促进作用。在收集二手资料和实地考察的基础上,本文分析了江西溶洞旅游资源的地理分布和景观特征,探讨了旅游开发模式和相应对策,得出以下研究结论:江西省岩溶洞穴分布在全省9个地级市的28个县（区）,集中分布在赣东北和赣西的山地、丘陵地区。溶洞形态与结构类型丰富,并具有鲜明的特色,洞内景观形态奇特;部分溶洞有悠久的开发历史,具有重要的科学文化价值和历史文化价值。根据溶洞的资源特色、区位、区域经济发展水平等旅游开发主导因素,旅游开发模式可分为独立型、组合型和依托型3种类型;采用主题式开发、科学规划旅游线路、将溶洞观光旅游与科考探险相结合、加大对溶洞旅游的宣传是开发的对策。      

Evaluation of Karst Hazards for Civil and Industrial Buildings

The European part of Russia exhibits highly developed sulphate and carbonate karst. It mostly occurs within river valleys with relatively thin covering deposits. These conditions may induce karst collapses, which appear to be the main danger for civil and industrial buildings. Evolution of karst rocks includes several epochs of karst development, which causes complicated distribution of karst caves in karst rocks and, as the result, irregular distribution of karst caves on the surface. Karst hazards prediction is mostly reliable within the geotechnical system "Karst-Construction", using probability methods. This approach allows creating 3 types of antikarst protection (alternative design of construction arrangement on a plan, structural protection of a construction and plugging of karst caves beneath construction foundation) and selecting the optimum or the most effective version or their rational combination.     

Trace element compositions of submicroscopic inclusions in coated diamond: A tool for understanding diamond petrogenesis

Trace element compositions of submicroscopic inclusions in both the core and the coat of five coated diamonds from the Democratic Republic of Congo (DRC, formerly Zaire) have been analyzed by Laser Ablation Inductively Coupled Mass Plasma Spectrometry (LA-ICP-MS). Both the diamond core and coat inclusions show a general 2-4-fold enrichment in incompatible elements relative to major elements. This level of enrichment is unlikely to be explained by the entrapment of silicate mantle minerals (olivine, garnet, clinopyroxene, phlogopite) alone and thus submicroscopic fluid or glass inclusions are inferred in both the diamond coat and in the gem quality diamond core. The diamond core fluids have elevated High Field Strength Element (Ti, Ta, Zr, Nb) concentrations and are enriched in U relative to inclusions in the diamond coats and relative to chondrite. The core fluids are also moderately enriched in LILE (Ba, Sr, K). Therefore, we suggest that the diamond cores contain inclusions of silicate melt. However, the Ni content and Ni/Fe ratio of the trapped fluid are very high for a silicate melt in equilibrium with mantle minerals; high Ni and Co concentrations in the diamond cores are attributed to the presence of a sulfide phase coexisting with silicate melt in the diamond core inclusions. Inclusions in the diamond coat are enriched in LILE (U, Ba, Sr, K) and La over the diamond core fluids and to chondrite. The coats have incompatible element ratios similar to natural carbonatite (coat fluid: Na/Ba ≈0.66, La/Ta≈130). The coat fluid is also moderately enriched in HFSE (Ta, Nb, Zr) when normalized to chondritic Al. LILE and La enrichment is related to the presence of a carbonatitic fluid in the diamond coat inclusions, which is mixed with a HFSE-rich hydrous silicate fluid similar to that in the core. The composition of the coat fluid is consistent with a genetic link to group 1 kimberlite.     

桂南红层岩溶及其发育控制因素探讨

桂南红层岩溶形态主要表现为岩溶缓丘、地下溶洞、岩溶泉以及地下河、天窗等。在地下50m深度范围,溶洞高0.5～3m,多为无充填溶洞,发育数量随深度增加而减少。岩溶泉类型有上升泉和下降泉,泉水流量变化较大。目前尚未发现仅由红层作为含水层的地下河。桂南红层岩溶的发育程度及形态特征与岩性、构造及水文地质条件有关。红层岩溶主要发育于红层盆地边缘的钙质砾岩中。红层的层组结构可分为单一型和互层型,单一型岩溶发育相对强烈,互层型以岩溶顺层发育为特征。通常,在可溶岩与非可溶岩接触带附近红层溶洞发育;在断裂破碎带以及河谷地带红层岩溶发育强烈,溶洞规模较大。      

川中地区中二叠统栖霞组滩控岩溶型白云岩储层特征及主控因素

四川盆地中部地区栖霞组的白云岩是该区主要储层,储层成因的主流观点是热液白云岩化。目前勘探实践发现,优质储渗体形成与早期相控岩溶作用有关。通过取芯及测录井资料进行了详细分析,研究结果表明,该类白云岩储层主要位于栖霞组中上部颗粒滩发育的地层中,按其宏微观产出状态可分为溶斑状云岩、溶洞充填云岩、针孔状基质云岩和致密基质云岩。储集岩物性以溶洞充填云岩最佳,储层类型属裂缝—孔洞型储层。进一步分析显示:研究区栖霞组滩相地层沉积后随即经历了一定时间的整体抬升暴露,期间接受早成岩期岩溶作用,形成了具相控特征的岩溶系统,早期淡水岩溶作用是优质孔洞型储层形成的关键。在中二叠沉积期后不久的东吴运动高峰期,热液流体上涌将岩溶系统及其部分围岩交代为白云岩。由于岩溶系统内部保留了较多的残余自由空间,经热液白云岩化调整后形成的白云石更为自形,且保存了较多的晶间孔隙。而相比之下,岩溶系统基岩已在早期埋藏中趋于致密,云化后形成的云岩物性较差。仅有部分颗粒岩仍然保留了一定的原始孔隙,云化后针孔较为发育。栖霞组白云岩储层具有相控性,规模性和继承性三大发育特点。提出优质储层分布受控于岩溶系统,为区内栖霞组白云岩储层成因提供了新的思路,对该区储层分布预测及进一步的勘探部署也具一定指导意义。     

塔河油田奥陶系岩溶洞穴发育特征及其与油气的关系

溶蚀孔、洞是塔河油田奥陶系油气的主要储集场所。为深入了解奥陶系的油气分布,研究了该区奥陶系岩溶洞穴的发育特征,介绍岩溶洞穴在钻井录井、岩心、测井、地震等资料上的识别标志,并识别了本区14口井的岩溶洞穴;恢复了本区海西早期的岩溶古地貌。研究发现：岩溶斜坡靠近岩溶高地和岩溶谷地一侧是岩溶洞穴发育且保存最好的所在地,岩溶洞穴主要分布在“双峰灰岩”顶面下40~80 m、110~130 m、150~190 m、230~260 m的深度范围内,多数井在岩溶洞穴发育段表现出了极好的油气生产能力。     

塔里木盆地塔河油田岩溶峡谷区海西早期洞穴系统发育模式*

塔河油田岩溶峡谷区发育大型岩溶洞穴型储集层,勘探效果较好。基于三维地震资料、钻井资料,并结合地震属性提取技术,对地下岩溶洞穴系统、古地貌、古水文系统进行精细刻画,探讨洞穴形成机理,进而总结洞穴发育模式。研究结果表明: (1)峡谷上游段地表水垂向侵蚀作用强烈,峡谷失去了排水功能演变为干谷,下游段水动力条件减弱。(2)峡谷区岩溶洞穴类型划分为暗河洞穴、峡谷—断裂双控型洞穴。暗河洞穴主要发育在峡谷上游段,与峡谷呈“映射”关系。峡谷—断裂双控洞穴发育于峡谷两侧,垂向上具有多层性特征。(3)综上探讨峡谷区岩溶洞穴形成机理,认为较充足的水源补给条件以及水流强烈的垂向侵蚀溶蚀作用控制了暗河洞穴发育,多期次排泄基面下降以及断裂系统共同控制峡谷—断裂双控洞穴的发育。结合现代恩施地区洞穴系统特征,提出了峡谷地区洞穴发育模式,为下一步洞穴储集层预测和勘探实践提供理论借鉴。