陕西秦岭泥盆纪地层中几种不同类型的白云石化作用及白云石化岩石

陕西秦岭泥盆纪地层中的白云岩,依据宏观及微观的标志,可划分成三大类型:同生或准同生白云岩、成岩白云岩、后生白云岩。在南带,早泥盆世的同生或准同生交代白云岩,是由潮坪相的沉积物,经咸水回流渗透白云石化作用形成,成为层控汞矿床的母岩;中泥盆世的成岩交代白云岩,是由碳酸盐台地相中的生物礁、滩等浅水沉积物,在大气淡水和海水的混合水作用下白云石化而成。在北带,泥盆纪白云岩,是由台盆—浅海陆棚相碎屑沉积物,在埋藏压实的条件下,经白云石化而成。在中带,泥盆纪白云岩主要分布于断裂破碎带上,是由富镁、钙的热卤水充填交代而成,并与角砾岩型的金矿(化)有密切关系。     

塔里木盆地下古生界白云岩类型及成因*

塔里木盆地下古生界白云岩勘探潜力巨大。在下古生界构造演化、沉积背景分析的基础上, 结合前人的白云岩分类方案, 首先根据形成时期将塔里木盆地下古生界白云岩分为准同生白云岩和准同生后白云岩两大类。在此基础上, 综合运用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、碳氧稳定同位素资料, 对上述两类白云岩进一步细分。其中准同生白云岩, 可进一步分为云坪型准同生白云岩、潟湖型准同生白云岩与微生物白云岩, 云坪型、潟湖型准同生白云岩是在准同生阶段由蒸发泵白云化形成的;本次研究首次在膏模孔内发现完整哑铃状白云石, 拓宽了微生物白云岩的存在范围。准同生后白云岩包括浅埋藏白云岩、中—深埋藏白云岩和热液白云岩3类, 浅埋藏白云岩由调整白云化及渗透回流白云化形成;中—深埋藏白云岩主要为埋藏白云化的产物;热液白云岩由沿断裂或裂缝的热液白云化所形成。     

陕甘宁盆地奥陶系白云岩成因及储集性能

陕甘宁盆地奥陶系白云岩依成因可分为云坪型准同生白云岩、膏盐湖型准同生白云岩、受改造的云坪型准同生白云岩、回流渗透白云岩、混合水白云岩、埋藏白云岩和淡水白云岩（石）。奥陶系冶里—亮甲山组、马五段受改造的云坪型准同生白云岩和马六段、马五段的混合水白云岩，由于它们沉积在古陆周缘，受到了不整合面发育过程中溶蚀作用的改造，最终使储集性能变好。     

塔里木盆地东部地区寒武系白云岩成因类型*

塔里木盆地东部地区（简称塔东地区）寒武系白云岩主要有泥-粉晶白云岩、细晶白云岩和中-粗晶白云岩。通过岩石学特征、有序度、碳氧同位素、锶同位素比值、阴极发光和微量元素等分析,认为该地区有4种成因的白云岩,即深水回流准同生白云岩、潮坪蒸发泵准同生白云岩、回流渗透白云岩以及深埋藏白云岩。不同类型的白云岩,其岩性及地球化学特征不同。深水回流准同生白云岩为泥-粉晶白云岩,分布在塔东盆地中,是附近的碳酸盐岩台地上蒸发浓缩形成的咸化海水在重力作用下沿海底回流到深水盆地中并使刚沉积不久的灰泥发生白云化而形成的。潮坪蒸发泵准同生白云岩亦为泥-粉晶白云岩,形成于台地潮坪环境。回流渗透白云岩为细晶白云岩,发育于潮坪准同生白云岩和蒸发岩之下。深埋藏白云岩为中-粗晶白云岩,是石灰岩在地下深处由循环流动的富含Mg²⁺、Ca²⁺的地层水白云化形成的,Mg²⁺、Ca²⁺主要来自于已经存在的白云岩的溶蚀,而非来自页岩压实排替出来的地层水。     

从岩石结构和地化特征看巴楚隆起上寒武统白云岩的成因及演化

塔里木盆地巴楚隆起上寒武统发育一套极具勘探价值的厚层白云岩。基于该白云岩的钻井取心与薄片鉴定,将其分类为结晶白云岩、泥微晶白云岩、具残余(颗粒)结构白云岩及过渡型白云岩。运用多种地化分析和测试手段,认为上寒武统白云岩主要经历了(准)同生(蒸发泵、渗透回流)白云石化—埋藏白云石化—后期局部热液改造三个阶段,导致研究区白云石化的流体主要为高盐度卤水、埋藏残余海水以及深部热液流体,整个白云石化过程中岩石结构也发生相应演化。泥微晶白云岩主要形成于(准)同生期萨布哈环境,过渡型白云岩及残余结构白云岩由白云石化不彻底或选择性白云石化作用形成,结晶白云岩由埋藏白云石化作用形成。存在自生矿物、高Ba/Sr值、稀土Eu富集以及包裹体测温均显示深部热液对白云岩具有局部改造作用,该类白云石通常具有波状消光的特征。经过热液溶蚀改造的白云岩储集空间变好,这对白云岩储层的勘探具有指示意义。     

塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩储集特征与白云岩成因探讨*

塔里木盆地油气资源丰富,在寒武—奥陶系碳酸盐岩中发育有优质储集层。在野外地质观察、岩心观察与分析、常规薄片和铸体薄片观察鉴定基础上,详细研究了塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩的储集特征,划分了储集空间类型,并对不同储集空间形成与演化做了初步分析。碳酸盐岩储集层的储集空间可分为孔、洞、缝3大类,进一步又划分为粒内孔、粒间孔、晶间孔、铸模孔、生物格架孔、孔洞、洞穴、构造缝、压实压溶缝和溶蚀缝10小类。溶洞与裂缝为最有效的储集空间。碳酸盐岩的原始储集空间经历了多期成岩作用改造,另外后期构造活动也提供了大量裂隙通道,有效储集空间绝大部分为次生成因,溶蚀作用很大程度上改善了储集性能。碳酸盐岩储集层分为裂缝—孔隙型、裂缝—孔洞型和裂缝型,其中裂缝—孔洞型为最有效的储集层。在寒武系和下奥陶统发育了不同成因的白云岩：寒武系白云岩主要形成于蒸发潮坪/潟湖有关的潮上和潮间带,属于准同生期产物;下奥陶统白云岩主要属于回流渗透/混合水白云岩化产物,另外在下奥陶统礁滩石灰岩部分白云岩化,属于交代白云岩化产物。在盆地深部奥陶系中同时发育有交代成因白云岩,属于晚期埋藏白云岩化产物。     

塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩成因及识别特征

对63口井岩心及薄片的观察以及大量阴极发光、碳氧同位素、包裹体及电子探针能谱的分析,认为塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩主要有四种成因,分别对应有四种白云岩类型,即萨布哈白云岩、渗透回流白云岩、埋藏白云岩和热液白云岩。前两者受沉积相控制,后两者受成岩相控制。萨布哈白云岩发育于同生—准同生期蒸发成岩环境的潮间—潮上坪,渗透回流白云岩发育于同生—准同生期蒸发成岩环境的澙湖中,埋藏白云岩发育于埋藏期的深、浅埋藏环境,热液白云岩发育于埋藏期的深埋藏环境。总结了四种不同成因的白云岩的岩石特征及地球化学特征。认识到叠合盆地古老海相地层的白云石化机理复杂,白云岩类型多样,白云岩结构特征不但与沉积相密切相关,更受埋藏期白云石化作用的叠加改造。     

四川盆地中二叠统栖霞组滩相白云岩多重成因机理及叠加效应

本文以四川盆地二叠系栖霞组滩相白云岩为研究对象,充分利用野外剖面资料、钻井资料、测试分析资料,对栖霞组滩相白云岩成因机理及其叠加效应进行了深入研究。结果表明,四川盆地栖霞组白云岩的规模变化较大,从不到1米至几十米不等,区域上主要分布于盆地西部,盆内其它地区零星发育。白云岩的发育与沉积背景关系密切,其中分布于盆地西部的白云岩为台地边缘滩相沉积背景,而盆地内零星分布主要为台内滩沉积背景。栖霞组白云岩成因包括三种类型:(1)高能滩混合水白云岩化形成的白云岩;(2)埋藏白云岩化形成的白云岩;(3)热液白云岩化形成的白云岩。其中,高能滩混合水白云岩化形和热液白云岩化为主要的白云岩化作用。现今无论是在野外剖面还是钻井岩心中所看到的白云岩为多种白云岩化作用的叠加结果,叠加效应体现在白云石晶体形态上、碳氧同位素和包裹体温度上。在白云岩形成过程中,滩相沉积是白云岩化的基础;不同类型的白云岩化作用是关键;裂缝的发育为白云岩化创造了条件。     

塔里木盆地北部震旦系至奥陶系白云岩的岩石学及地球化学特征

塔里木盆地北部震旦系至奥陶系白云岩是油气的主要储集岩类之一。震旦系白云岩中的各种颗粒、微晶基质、纤状胶结物及柱纤伏胶结物是准同生白云石化的产物,前三者为海水白云石化的结果,后者为大气淡水或混合水白云石化的结果;细粒及粗粒状胶结物分别为大气淡水或混合水、埋藏环境中直接沉淀的白云石。寒武系至奥陶系的微晶白云岩、藻纹层白云岩及颗粒白云岩中的颗粒是准同生期海水潜流环境白云石化的产物;细至粗晶白云岩及颗粒白云岩及颗粒白云岩中的粗粒白云石胶结物是深埋藏成岩环境的产物。其间尚有许多过渡类型。     

阿克苏地区寒武系肖尔布拉克组不同白云岩的孔隙特征、成因及演化

根据阿克苏地区两条典型野外剖面（肖西沟剖面、苏盖特布拉克剖面）的细测及大量薄片资料分析,认为肖尔布拉克组发育凝块石云岩、残余颗粒云岩及晶粒云岩等3种类型白云岩,主要孔隙类型有晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔、凝块内溶孔等4种。凝块石云岩中孔隙面孔率与胶结物含量及单个凝块大小呈反比,孔隙的连通性与单个凝块大小、堆积疏松程度、胶结物含量、凝块含量呈正比。残余砂屑云岩孔隙面孔率与残余颗粒含量呈正比、与胶结物含量呈反比。根据沉积—成岩作用影响的差异,建立3种不同白云岩孔隙演化发育模式:在凝块石云岩中,同生—准同生期大气淡水溶蚀作用是形成孔隙的关键,埋藏期溶蚀作用使得孔隙进一步改善,最终形成以凝块内溶孔（占比72%）为主的孔隙类型;在残余颗粒云岩中,同生—准同生期的溶蚀作用是形成孔隙的基础,埋藏期溶蚀作用是增加有效孔隙的关键因素,最终形成以粒间溶孔（占比51%）为主的孔隙类型;在晶粒云岩中,早期的溶蚀改造作用对晶粒云岩孔隙发育影响较小,而埋藏期的扩大溶蚀作用是有效孔隙发育的关键因素,使其形成以晶间溶孔（占比62%）为主的孔隙类型。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五段低孔低渗岩溶白云岩储层特征及孔隙成因

针对鄂尔多斯盆地大牛地气田马五段低孔低渗岩溶白云岩储层发育特征,展开对致密岩溶白云岩储层孔隙成因进行研究。通过岩心、薄片观察,结合扫描电镜、CT扫描分析,明确了白云岩储层岩石学类型、孔隙类型及成因。结合测井及地球化学分析,认为表生期孔隙主要为膏溶孔、溶孔及地开石晶间孔隙;白云石含量及结构控制了白云岩晶间孔隙;残留有机质保护了藻云岩残余晶间孔隙。通过岩溶白云岩孔隙成因分析,最后认为:(1)白云石化作用及成因模式是造成岩溶白云岩储层低孔低渗的主要原因,准同生期-浅埋藏期形成的白云石晶粒普遍较为细小,晶粒结构以半自形-它形为主,晶间孔隙为微孔,造成孔隙喉道较窄;泥微晶白云岩与粉-细晶白云岩(储集岩)分布在纵向上具有不均匀性,造成白云岩整体上孔渗较低;(2)岩溶作用增加了白云岩储层的非均质性,裂缝、溶洞及较大扩溶孔被泥质、方解石充填,很大程度上降低了岩溶白云岩储层的孔渗性能,正因为膏质泥微晶白云岩和粉-细晶白云岩为低孔低渗特征,使得地表水携带的泥质不易充填孔隙。     

湖北宜昌地区寒武系岩石学特征及沉积环境

鄂西宜昌地区寒武系出露齐全、连续，且岩石类型多样、化石丰富，是我国寒武系的标准剖面之一。其沉积环境以潮下高能浅滩为主，其次为间歇能量的潮间带、滨岸的中小型浅滩，少数为开阔海较深处的静水灰泥沉积。石灰岩集中分布于下寒武统天河板组和水井沱组，其次在下寒武统的石牌组、中寒武统的磕膝包组、官山瑙组有少量夹层出现。其岩石类型有颗粒灰岩（鲕粒灰岩、核形石灰岩、砾屑灰岩及砂屑灰岩）、含颗粒泥粉晶灰岩（含生屑泥粉晶灰岩、含生屑灰岩）及泥晶灰岩。白云岩是本地区数量最多的岩石类型。从下寒武统石龙洞组开始都是白云岩沉积，白云岩可据白云石化作用机理和时间的不同分为准同生白云岩和准同生后白云岩两大类。准同生白云岩广泛出现于中上寒武统，岩石呈土黄色、砖红色，具纹层、鸟眼、干裂构。准同生后白云岩根据残余颗粒的有无可分为残余颗粒白云岩和晶粒白云岩两大类。晶粒白云岩有两种成因。一为回流渗透云化；二为深埋藏云化。根据本区寒武系岩石的岩石学特征、生物组合特征和结构构造特征本文重建了各组段的沉积环境.     

华蓥山三叠系含盐建造中白云岩的成因阶段及其特征

本文解剖了该区三叠系含蒸发岩的碳酸盐岩建造中白云石（岩）的成因、白云岩化阶段及其标志和特征。文中列出显微组构、氧同位素和阴极发光标志，论证了该区白云岩均为交代（或白云岩化）成因。将本区白云岩的形成过程分为准同生、早期成岩和晚期成岩三个阶段，归纳出了各阶段形成的白云石的有序度和成分构成特征。     

镁同位素示踪白云石化流体迁移路径——以四川盆地石炭系黄龙组为例

镁(Mg)是组成白云石的核心元素,直接参与了白云石化过程,因此白云岩Mg同位素能够用于示踪白云岩成因和白云石化流体迁移路径。四川盆地东部上石炭统黄龙组白云岩发育,也是重要储集层。通过对黄龙组连续取芯的七里53井开展详细的沉积学研究,系统选取样品开展元素地球化学和Mg同位素分析,发现Mg同位素波动变化与沉积旋回存在密切关联,旋回边界为白云石化流体迁移界面,即白云石化流体迁移通道;依据Mg同位素值垂向演化规律,识别出黄龙组白云岩5个流体交换界面通道,逐层白云石化。因此,厚层白云岩是由若干个薄层灰岩层逐层白云石化叠加而成。这一发现为预测白云岩成因及储层分布提供了重要理论依据。     

渤海海域石臼坨地区古近系沙河街组湖相生屑白云岩成因*

渤海海域石臼坨地区石臼坨凸起东倾末端南北两侧的陡坡带在古近系沙河街组发育多套生屑白云岩,其中南侧生屑白云岩主要发育在沙河街组二段,北侧生屑白云岩集中在沙河街组一段。为了明确该区生屑白云岩的成因,通过古生物、岩石薄片和地球化学等资料对该区生屑白云岩的岩石学、地球化学特征进行较为系统的研究。按照岩石组分特征,研究区生屑白云岩可划分为亮晶生屑白云岩和泥晶生屑白云岩2种类型。生屑的主要组分腹足类及介形类典型属种分析显示,南北两侧生屑白云岩均形成于浅水湖泊环境。地球化学Pr/Ph(姥鲛烷/植烷)参数反映,南侧生屑白云岩形成于氧化环境,北侧以还原性环境为主。碳氧同位素数据反映南侧生屑白云岩形成于低温高盐的封闭湖泊环境,以准同生期的回流渗透成因为主。北侧生屑白云岩的碳氧同位素相对分散,显示为受不同流体介质作用的结果,可以划分出3种成因类型: 准同生期的回流渗透成因、埋藏期的铁白云石化交代成因和晚期局部受热液作用影响,因此,北侧生屑白云岩是多期次多成因综合作用的结果。该研究成果对开展这类中深层优质储集层预测具有重要意义。     

靖边潜台北部奥陶系风化壳储层研究

根据靖边气田、乌审旗气田以往的勘探经验,岩溶作用改造的白云岩储层是制约下古生界天然气勘探成功率的关键。本文在大量岩心、薄片观察的基础上,对研究区风化壳储层类型与发育特征进行了分析。结果表明:潜台北部马五4、马五5不同种类的白云岩储层的储集类型有别,主要为裂缝-溶孔(洞)型、裂缝-孔隙型及孔隙型等。岩溶台地带马五4、马五5白云岩储层剥露,上古生界煤系烃源岩成为白云岩储集体成藏的直接有效的气源;岩溶斜坡带发育的沟槽一般深切马家沟组顶面,有利于地表水岩溶作用的进行,使得马五4有利储层大多沿沟槽展布。白云岩化及岩溶作用是形成该地区隐蔽的岩性及地层-岩性复合圈闭气藏的关键,在今后勘探过程中马五段中、下部地层仍将是该地区工作重点。     

川东北下三叠统飞仙关组鲕粒滩白云岩同位素地球化学特征*

川东北地区下三叠统飞仙关组为浅海碳酸盐岩夹泥页岩与蒸发岩序列,而在碳酸盐岩台地边缘通常发育一些白云石化的鲕粒滩。这些鲕粒滩白云岩储集层是川东北地区主要的产气层,一些学者认为该套白云岩为大气淡水与海水的混合水白云石化成因,另外一些学者将其视为回流—渗透白云石化成因。飞仙关组鲕粒滩白云岩稳定同位素氧值一般为-6.73‰～-3.65‰(PDB),平均值为-4.89‰(PDB)（罗家寨地区为-10.81‰(PDB)）,稳定同位素碳值一般为+0.57‰～+3.00‰(PDB)。对基质和孔洞中充填的鞍状白云石和亮晶白云石胶结物而言,稳定同位素⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.70735～0.70800。这些有关鲕粒滩白云岩的数据表明白云石化作用是在埋藏条件下进行的。在测定流体包裹体的均一化温度后,计算出白云石化流体稳定同位素氧成分(δ¹⁸O_白云石-δ¹⁸O_水=［3.2×10⁶ T^-2］-1.5,来自 Friedman 和 ONeil（1977）),其平均值约为+4‰(SMOW)。根据流体稳定同位素氧、碳成分与海水蒸发时流体盐度的正相关性,计算出流体δD平均值约为+25‰(SMOW)。流体包裹体盐度测定表明,白云石化流体是一种超盐度卤水,其盐度是海水的数倍,白云石化的温度为90～130℃。由于下三叠统鲕粒滩白云岩的稳定同位素氧和碳成分与上二叠统生物礁白云岩的稳定同位素氧和碳成分类似,因此,它们的白云石化流体很可能是同一来源。然而,这一结论还有待于进一步研究。     

鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩成岩相地球化学特征*

白云岩是鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩层系最主要的岩石类型和天然气藏的主要储集层。文中探讨了鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云岩成岩相的岩相与地球化学特征及其识别方法。根据岩心及露头观察、薄片鉴定、全岩X衍射、元素分析和碳、氧、锶同位素测试数据,识别出8种白云岩成岩相类型(准同生云化相、膏盐溶角砾相、活跃回流云化相、隐伏回流云化相、海水云化相、表生岩溶角砾相、埋藏溶蚀相和埋藏重结晶相),其分别形成于蒸发海水、中等盐度海水、正常海水、早期淡水、表生淡水及地层水成岩环境,隶属于近地表、风化壳及中—深埋藏3个成岩系统。建立了Fe-Mn、Cs-Sc、(K×Tl)/Na-(Sc×Ni)/Sr、δ¹³C-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 成岩相判别模版。弱活动性元素Sc、Ni和稳定重同位素¹³C、¹⁸O富集于蒸发海水类成岩相,较活动性元素Cs富集于中等盐度及正常海水类成岩相;K、Tl富集于还原环境成岩相,Fe、Mn富集于氧化环境成岩相;表生类成岩相以富含大量吸附态分散元素和 ⁸⁷Sr 为特征。研究结果表明,近地表及风化壳成岩系统决定了研究区马家沟组白云岩的成岩相及其地球化学特征,且岩相学研究及地球化学实验是开展白云岩成岩机理研究的有效手段。     

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩储层特征

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩分布广泛,是重要的油气储集层。根据钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、电子探针和地球化学特征等资料,对沙三段白云岩储层特征及其影响因素进行了详细研究。结果表明,沙三段白云岩有层状、结核状、均匀块状和裂缝充填等4种产状,岩石类型包括泥晶白云岩、粉晶白云岩和细晶白云岩,储集空间主要为次生孔隙和裂缝;白云岩储层物性较差,孔洞缝共同发育的层段是油气富集的有利层段,储层的含油性与储层的岩性及物性具有一定的相关性。目前白云岩储层正处于中成岩阶段,在埋藏过程中经历了机械压实、压溶、胶结、溶蚀、重结晶和白云岩化等成岩作用的改造,其中溶蚀作用可分为三期,后两期溶蚀作用极大地改善了储层物性,机械压实和胶结作用对储层物性起破坏作用;地球化学特征揭示了白云岩化作用的两种类型,即准同生期的回流渗透白云岩化和成岩期的埋藏白云岩化。影响白云岩储层物性的主要因素包括沉积环境、白云岩化作用和裂缝发育程度,沉积环境对白云岩储层物性起决定性作用,白云岩化作用对储集空间具有重要的改造作用,裂缝的发育极大改善了储层物性,提高了储层的储集能力。     

鄂尔多斯盆地天环北段白云岩体成因及储集性能

鄂尔多斯盆地西缘天环北段白云岩体总面积约1×104km2,最大厚度431m。马家沟组中每个地层段均不同程度地发育有白云岩。富晶间孔的粉细晶白云岩及其充填物中Fe、Mn含量显著高于其它碳酸盐岩,而Sr含量平均值低于其它碳酸盐矿物。δ18O的值出现较大负值,并且跨度较大,说明白云岩体的成因并非单一模式。据碳氧同位素值计算的古盐度指数均小于120,说明在白云岩形成期间有淡水的加入。该白云岩体的成因应具有双重因素,即早期的混合水成因和晚期的热水成因。据推测:热水成因白云岩约占60%,混合水成因白云岩约占40%。