碳酸盐成岩环境的特征

碳酸盐成岩环境是碳酸盐岩石学研究工作中的新课题之一。众所周知,碳酸盐岩是重要的生油层和油气储集层,它分布广,在我国约占沉积岩总面积的55％,特别是云、贵、川、湘、桂、鄂等省,分布尤广,而且遍及各时代地层。碳酸盐成岩环境对碳酸盐岩的储集性能与储集类型、工业油井与非工业油井、高产井与低产井,都有直接或者间接的影响,甚至还可以构成一种新的油气藏类型——“成岩圈闭”,或者称为“冻结油藏”。过去人们把一些与碳酸盐有关的“层控金属与非金属矿床”认为是“岩浆”和“热液”成因的,现已确凿不移地证明,它们是在碳酸盐沉积物的成岩作用过程中形成的。有关这方面的问题,虽然有待进一步深入地研究,但是,     

碳酸盐成岩环境的标志

在碳酸盐沉积物的成岩过程中,每一种成岩作用在不同的成岩环境中的表现形式和特征,无不留下该成岩环境的“烙印”,这种“烙印”就是成岩环境的标志。据此我们能够分析、判断和恢复碳酸盐岩的成岩环境。     

碳酸盐岩中的压溶组构及其研究意义——以陕南—川北地区二叠—三叠系碳酸盐岩为例

<正> 压溶作用是碳酸盐沉积物在成岩作用阶段始终都存在的极为重要的作用。碳酸盐沉积物(岩)经压溶作用所产生的组构,最常见的是缝合线,此外还有羽状晶(压力影)、“角砾”、“瘤状”、“层纹”等构造。本文拟通过对陕南—川北地区二叠—三叠系碳酸盐岩中压溶组构的野外观察和室内鉴定工作,对压溶作用在碳酸盐岩中所产生的一些组构特征及其与原生组构的区别加以综合论述。     

碳酸盐成岩作用与沉积矿产

碳酸盐成岩作用和成岩环境的研究不只是一个理论问题,而且具有重要的实际意义。多年来,许多研究者都试图应用这个理论去解决一些实际问题。例如,成岩作用与油气的关系(Lowry,1956;Scholten,1959;Wilson,1977);成岩作用与沉积矿产关系(Taupitz,1954等);成岩作用与古地理和地层的对比(Dunham,J.B.1978等)。下面对这些问题作一些简要介绍。一、碳酸盐成岩环境与油气自沉积作用之后,在成岩作用过程中,分散的油气要运移到一定的部位,构成工业油气。这个过程正好发生在成岩作用过程中。显然,成岩作用的过程对油的聚集和分布有着明显的影响。     

上扬子地台中奥陶统“龟裂纹”灰岩成因的新解释

本区“龟裂纹”大量发育于碳酸盐台地内的薄-厚层灰岩中,不受沉积环境、岩相和层位的严格控制。其在层面、侧面和底面上均呈不规则多边形。“龟裂纹”是含水的碳酸盐沉积物在构造应力和威岩作用中发生的裂开、脱水收缩,以后又经压溶作用使之改造并复杂化而成,因此“龟裂纹”灰岩是构造-成岩作用的产物。     

碳酸盐成岩作用研究现状与前瞻

碳酸盐成岩作用是沉积学最为活跃的领域之一,与之有关的研究成果会直接影响人们对碳酸盐油气储层形成机制和层控矿床形成机制的理解。近年来,碳酸盐成岩作用在多个领域取得了令人瞩目的研究成果,主要包括以下几个方面:(1)实验室沉淀白云石获得成功:人们模拟海水(泻湖)条件下的细菌硫酸盐还原环境,在常温下沉淀出具有序反射的白云石。(2)热液白云化作为新的主流模式成为关注的热点:人们已认识到热液白云岩储层、沉积-喷流型铅锌矿床和Mississippi河谷型铅锌矿床具有共同的形成机制,它们均受构造(伸展、走滑构造)和热流体流动的强烈控制。(3)深埋藏条件下封闭系统的白云化作用受到关注:一些对油气储集空间和层控矿床有较大意义的白云化作用主要是在相对封闭条件下发生的,在对岩石储集空间的变化的贡献上以及在相应的地球化学指标上不同于开放条件下的白云化作用。(4)混合水白云化模式受到质疑:人们重新研究了作为混合水白云化典型地点的美国威斯康星弧碳酸盐的成岩作用,根据流体包裹体分析、阴极发光分析、偏光显微镜观察及稳定同位素分析等方法并结合有机物成熟度的数据,得出威斯康星弧与白云化有关的水-岩相互作用是由与温度升高有关的浓卤水导致的,白云化作用是热水成岩作用的结果。(5)淡水环境的成岩机制受到挑战:新近研究证明,大范围的低位体系域中可以没有具化学活性的淡水透镜体,海水环境同样可以产生成熟的石灰岩,细菌硫酸盐还原作用可以引起海水对碳酸盐的不饱和。(6)锶同位素在海相碳酸盐研究中的广泛应用:由于锶同位素不像氧、碳同位素那样因温度、压力和微生物作用而分馏,矿物可直接反映流体的同位素组成,地质历史中海水锶同位素组成也具有独特的长期变化趋势,这使得海相碳酸盐的锶同位素组成在沉积期后流体示踪中得到广泛应用。(7)硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响受到重视:如BSR和TSR可减小SO42-对白云石沉淀(或白云化)的动力学屏障,其产物H2S和CO2可在不同条件下对碳酸盐储层产生影响,BSR和TSR可提高成岩流体锶含量,甚至在形成天青石矿床中也具极大的潜在价值。     

辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩碳酸盐胶结物特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究是分析成岩过程中流体-岩石相互作用的重要技术方法.综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的化学组成和碳酸盐胶结物及成岩流体同位素组成特征进行系统分析.研究表明，研究区碳酸盐岩主要为方解石和白云石，胶结物主要类型为嵌晶式胶结、孔隙式胶结、斑块状胶结和星点状胶结.碳、氧稳定同位素组成能有效地反映成岩-成矿流体及其他物质的来源，碳酸盐胶结物与现今浅层地下水氧同位素组成差异巨大而与变质水同位素组成具有相似性，反映了盆地演化过程中活动热流体对成岩作用的影响.包裹体的氢、氧同位素组成可表征成矿溶液的演化特征，砂岩碳酸盐胶结物包裹体更富集氢的轻同位素和氧的重同位素，表明发生了明显的“氧-18漂移”.碳酸盐胶结的成矿溶液表现出“受热雨水”的同位素组成特征，反映了深源活动热流体对成岩作用的影响.      

成岩相分析方法在南海北部深水区储层预测的应用——以珠江口盆地白云凹陷为例

成岩相分析方法旨在在碎屑岩储层成岩作用和孔隙演化之间建立一种成因联系,建立研究区孔隙演化与成岩作用关系模型,为孔隙演化机理和主控因素分析及储层平面分布预测提供理论依据.研究表明,机械压实、胶结和溶蚀作用是本区主控成岩作用类型,据此可划分出5种主要的成岩相组合:早期碳酸盐胶结弱溶蚀相、弱压实强溶蚀相(＜1 800m)、中...     

准噶尔盆地夏9井区八道湾组成岩特征研究

八道湾组是准噶尔盆地夏9井区重要的上返接替层系．以岩心、测井、扫描电镜、X衍射等多种资料为基础．综合研究表明：八道湾组储层主要处于中成岩阶段A期,成岩作用类型包括压实、溶解和胶结作用等．其中,胶结作用和溶解作用分别为影响储层物性的主要破坏性和建设性成岩作用．成岩相类型包括压实成岩相、铝硅酸盐及碳酸盐溶解成岩相、碳酸盐及自生粘土胶结成岩相．成岩相分布不仅控制含油气区带,且是造成研究区南西段构造低部位含油,北东段高部位含水或为干层的主导因素．夏9井区中部偏南西部位背斜脊部附近铝硅酸岩及碳酸盐溶解成岩相发育区是制定八道湾组上返补孔和补钻新井等开发决策的首选目标．     

碳酸盐岩研究的新进展

一、深水碳酸盐众所周知,早期人们认为碳酸盐岩分布在比砂岩、页岩更深的水中.后来又认为碳酸盐岩仅分布于浅海.七十年代以来才真正认识深水碳酸盐的沉积作用、沉积学的特征及其成岩作用的特点,对深水碳酸盐的认识,是通过对现代大陆坡的调查产生的.采用地震测量方法,结合潜水艇观测获得了有关现代深水碳酸盐的丰富资料,特别是DSDP(深海钻探计划)所取得的岩心资料.这些有说服力的丰富资料,揭开了大陆架斜坡至盆地(海洋平原)的沉积类型生物分布、沉积作用、成岩作用、斜坡的特征,以及碳酸盐的分布和循环.特别是对深水碳酸盐的重力流的沉积研究较为深入.     

南海西沙海域西科1井第四系生物礁: 碳酸盐岩成岩作用特征

以西科1井第四系乐东组生物礁-碳酸盐岩地层为研究对象, 通过偏光显微镜观察、茜素红-S和铁氰化钾混合溶液染色、扫描电镜和矿物阴极发光性观察等分析方法研究了生物礁-碳酸盐岩的岩石学和成岩作用特征.西科1井生物礁-碳酸盐岩成岩作用包括较弱的压实作用、新生变形作用、微生物泥晶化作用、溶解作用、胶结作用.以典型胶结物岩相学产状为标志, 结合矿物阴极发光性特征识别出了大气水和海水成岩环境.其中, 大气水成岩环境以典型的新月形或悬垂形方解石胶结物为识别标志, 海水成岩环境以纤维状-针状文石为识别标志.成岩环境的垂向分布表现为: 0~27 m深度内为显著的大气水成岩环境; 27~42 m深度内以大气水成岩环境为主, 其次为海水成岩环境; 42~105 m深度内以大气水成岩环境为主, 海水成岩环境的影响弱; 105~172 m深度内大气水和海水成岩环境均出现; 172.00~214.89 m深度内为海水成岩环境.      

Diagenetic mineral development within the Upper Jurassic Haynesville-Bossier Shale,USA

Despite recent advances, diagenetic processes in fine-grained sediments are still relatively poorly understood. Key questions still to be resolved include the types of diagenetic minerals present in mudstones and the extent of element mobility in these low permeability systems. This study utilizes data from the Haynesville-Bossier Shale, USA, to analyze lithologies, discriminate authigenic phases and identify mobile elements during diagenesis. It has implications for understanding how authigenic minerals develop and the sources of those authigenic minerals in fine-grained sediments. On the basis of grain-size and mineralogy five lithologies are designated: (i) silica-rich argillaceous mudstones; (ii) argillaceous siliceous mudstones; (iii) mixed siliceous mudstones; (iv) mixed mudstones; and (v) authigenically-dominated mudstones. The diagenetic development of the Haynesville-Bossier Shale can be divided into early and late diagenesis. Ferroan and non-ferroan dolomite, framboidal pyrite and bioclast pore-filling kaolinite and calcite grain replacements and cements all formed during early diagenesis. Late diagenetic mineral phases include illite formed by the illitization of smectite, replacive and displacive chlorite, calcite-replacive albite, quartz-replacive calcite and replacive and/or displacive quartz. The presence of extensive late diagenetic mineral precipitates indicates that there was a degree of element mobility on at least the local scale. Aluminium present in albite is most likely to have resulted from the illitization of smectite. Quartz overgrowths probably resulted from illitization and the pressure dissolution at quartz silt grain boundaries. Externally, hydrothermal fluids resulting from regional-scale igneous activity appear to have played a role in the formation of chlorite and possibly albite. The work indicates that extensive mineral development and element mobility occurred during late diagenesis.     

四川盆地广安地区上三叠统须家河组四段低孔渗砂岩成岩相类型划分及半定量评价

成岩相是在一定沉积和成岩环境下经历了一定成岩演化阶段的产物,包括岩石颗粒、胶结物、组构和孔洞缝特征及其演化的综合面貌。成岩相的研究已成为低孔渗砂岩当前勘探阶段的研究重点。将广安地区须家河组四段划分为五种成岩相类型:粗中粒砂岩火山岩屑较强溶蚀低孔特低渗成岩相、火山岩屑弱溶蚀—强压实特低孔超低渗成岩相、中细粒砂岩压实致密相、中粗粒岩屑石英砂岩硅质胶结致密相以及方解石胶结致密相,并建立了不同类型成岩相的测井曲线特征。在单井成岩相分析基础上,通过编制成岩相的厚度百分含量等值线图、厚度等值线图、成岩相平面分布图等对成岩相进行了半定量化评价。     

磷块岩的胶结作用

磷块岩胶结物有泥质、硅质、磷质和碳酸盐质4种,共形成19种胶结结构,其中尤以磷泥晶环边结构、等厚纤状环边结构、似重力式结构、磷质纤状环边叠加云质亮晶充填结构特征突出,具有指示沉积成岩环境的意义。4种类型的胶结物在剖面和平面上的演变与水体深度和沉积成岩环境有关,而胶结作用的地球化学特征,既是磷块岩的环境指示,又反映微生物的影响状况。     

鲁西地区张夏组碳酸盐岩成岩系统

鲁西地区寒武系碳酸盐岩广泛发育,但针对该区碳酸盐岩成岩作用的研究较少.镜下鉴定显示研究区发育压实作用、胶结作用这两种破坏性成岩作用及溶解作用、压溶作用和白云石化作用等三种建设性成岩作用.新生变形作用对物性的影响可分两种情况,退变新生变形作用对改善岩石物性意义不大,进变新生变形作用有利于晶间孔的形成.结合流体包裹体分析,将研究区张夏组划分为海水、大气淡水、封存压实卤水、温压水4个连续演化的成岩系统,不同成岩系统中发育不同的成岩流体体系和成岩作用类型.海水成岩系统的特征为:在浅海海底成岩环境下,成岩温度低,流体包裹体为单相;成岩作用有压实、泥晶化作用、胶结作用(形成纤维状、共轴纤维状、共轴增生胶结物),海水和淡水过渡带鲕粒发生白云石化作用.在大气淡水系统:早成岩期的成岩体系为CaCl₂-H₂O、NaCl-H₂O、MgCl₂-H₂O和NaCl-MgCl₂-H₂O盐水体系,且盐度较低,发育等轴粒状方解石胶结作用和淡水溶解作用;古表生期和表生期发育溶解作用.封存压实卤水成岩系统,成岩流体体系为NaCl-MgCl₂-MgSO₄和KCl-CaCl₂-H₂O体系,主要发育胶结作用和压溶作用.温压水系统中,成岩流体体系为CaCl₂-H₂O、NaCl-CaCl₂-6H₂O、NaCl-MgCl₂-MgSO₄、MgCl₂-H₂O和FeCl₂-H₂O,发育胶结作用、埋藏溶蚀、压溶作用(表现为粗缝合线)和进变新生变形作用.淡水成岩系统和温压水系统都有利于溶解作用的发育,但是淡水成岩系统中选择性的溶解作用造成的溶蚀孔隙多被后期胶结物充填,而温压水体统中的溶蚀作用可新增1%~5%次生孔隙;压溶作用形成的未被完全充填的粗缝合线和进变新生变形作用发育的晶间孔,均有利于改善岩石物性.     

成岩作用对河流-三角洲相砂岩储层物性演化的影响--以延长油区上三叠统延长组长2砂岩为例

延长油区上三叠统长 2地层河流相-三角洲相砂岩储层的物性明显受埋藏-成岩作用事件的影响。埋藏压实作用是导致砂岩孔隙丧失的主要原因,造成的平均孔隙度丧失为 17.8%。其中黑云母的早期成岩蚀变是造成原生孔隙丧失的一个重要原因。胶结作用造成的平均孔隙度丧失为 7.1%。其中碳酸盐胶结物和次生石英加大是造成砂岩物性降低的主要胶结物。碎屑颗粒周围绿泥石薄膜的存在阻止了一部分石英次生加大及碳酸盐胶结物的沉淀,使一部分原生粒间孔隙得以保存。晚期成岩阶段有机质分解形成的酸性流体及表生成岩作用阶段的大气降水是形成次生孔隙的主要原因,从而使长 2砂岩的物性得到改善     

碎屑岩储层的两种不同成岩序列

碎屑岩储层的成岩作用可分为两大序列,即连续埋藏成岩序列和间断埋藏成岩序列。前者表现为沉积物沉积后一直下沉,其各种成岩事件的演化受埋深的控制,储层孔隙度的演化及储集性也随埋深变化而具有明显的分带性;后者表现为多种成岩事件的演化主要受构造运动的影响,成岩演化复杂,其储层的储集性受不整合面控制。     

箕状断陷湖盆不同构造区带成岩作用特征及差异性研究:以东营凹陷沙河街组为例

东营凹陷在沙河街组沉积期为北陡南缓的箕状断陷湖盆,凹陷内可进一步细分为陡坡带、缓坡带、洼陷带及中央背斜带。在沙河街组成岩演化过程中发育了多种类型的成岩作用,主要包括压实作用、压溶作用、溶解作用、胶结作用等。不同构造区带成岩作用具有明显的差异性,具体表现为:压实作用总体表现为早期压实影响较大,后期较小,但不同构造区带差异明显;胶结作用在不同构造区带碳酸盐胶结胶物含量不同。不同粘土矿物在不同构造区带含量及转化深度不同;溶蚀作用在不同构造区带发育深度不同,从而导致次生孔隙带发育深度均明显不同。不同构造区带成岩作用的差异性导致不同构造区带成岩相带类型、特征不同。详细研究这种差异性对于寻找岩性油气藏具有重要的理论价值和实际意义。     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组石油充注对砂岩储层成岩演化的影响

综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对石油充注鄂尔多斯盆地东南缘三叠系延长组砂岩储层后的成岩反应系 统进行了研究,揭示了石油充注对储层成岩环境的改变在一定程度上影响了本区储层成岩作用的演化。研究表明,该区延 长组长石砂岩储层在石油充注后有机酸和CO2大量出现,pH值降低,促进了岩石骨架颗粒长石的溶解,导致了次生孔隙的发 育,增强了储层的储集性能,但未能增加石英的溶解度;但是由于含油饱和度偏低,石油的充注使成岩环境的变化仅在很 小程度上抑制伊利石的生长,并没有完全阻止伊利石的生长,伊利石“搭桥”胶结孔隙,一定程度上降低了储层的储集性 能;同时石油的充注也使成岩早期形成的碳酸盐胶结物出现溶解,当成岩温度>100℃时,有机质热演化产生较高的CO2分 压,缓冲了pH值使含铁碳酸盐大量沉淀从而使储层致密化。石油充注对储层的这些影响对下一步的储层评价提供了重要依 据。     

成岩伊利石K—Ar年龄分析及其意义

烃源岩何时达到最高温度以及其经历加热时与成油构造的时间关系,一直是油气勘探研究中的关系问题。成岩作利石的K－Ar年龄可以用来确定碳氢化合物的形成时间,但由于无法将成岩伊利石从沉积岩中单独分离出来,因工源岩达到最高温度的时间一直不能确定,伊利石K－Ar年龄分析（IAA）方法的建立,使成岩伊利石年龄的获得成为可能。利用该方法对塔里木盆地某地区2772m处的奥陶系烃源层达到最高温度的时代进行了分析,结果表明,该地层是在上志留纪（408Ma)达到最高温度的。