柴达木盆地西部SG-1钻孔中白云石成因探讨

由于无机环境下不能沉淀白云石,该矿物的成因一直是学术争论的焦点。柴达木盆地西部钻孔SG-1（长938 m）中出现了大量白云石和铁白云石,白云石主要分布在钻孔下部500 m,而铁白云石主要分布在下部418 m。结合湖泊从淡水湖、咸水湖、盐湖至干盐湖的演化过程,文章分析了白云石和铁白云石的成因。白云石是盐类矿物的一种、且无机环境下不能沉淀,蒸发作用和微生物介导是白云石矿物形成的两个重要影响因素。蒸发作用为白云石的形成提供了足够浓度的Mg2+,微生物的介导作用帮助Mg2+克服动力学障碍进入碳酸钙晶格形成白云石。白云石是湖泊演化早期析出的一种碳酸盐类矿物,主要在咸水湖环境中沉淀,盐湖环境中主要沉淀硫酸盐类和氯化物矿物,在盐湖这种高盐度环境下能够生存的微生物非常少,白云石含量明显降低。铁白云石是白云石矿物的一种,是Fe2+替代白云石中的Mg2+形成的次生矿物。Fe2+有两种来源：粘土矿物转换过程中的释放和深部热液来源。Fe2+进入白云石的过程主要是在无机、高温环境下完成的,但不排除微生物的介导作用。     

含铁碳酸盐层在地质作用中向两个方向有意义的转变

菱铁矿和其它含铁碳酸盐的大量堆积体,多数是由沉积作用形成的,构成了某些岩石和地层的成分,形成菱铁矿岩、菱铁矿层及其它一系列具有二价 Fe、Mn、Ca、Mg 离子的类质同象过渡矿物组成的岩石和地层。与含铁碳酸盐有关的类质同象矿物系列有:白云石-含铁白云石-铁白云石;菱镁矿-铁     

“白云石问题”及其实验研究

“白云石问题”无疑是地质学上最有趣最长久的难题之一。作为一种常见的碳酸盐矿物,白云石在地质历史时期大量 发育,却在现代海洋沉积环境中鲜少沉积,并且在实验室模拟海水条件下也几乎无法低温合成。白云石[CaMg(CO3)2]不同于 Ca2+、Mg2+无序的高镁方解石,具有阳离子有序超结构,空间群为R-3,在地表条件下为热力学稳定相。尽管人们尝试模拟 自然界中白云石存在的物理化学条件,但却几乎没有从实验中成功合成有序白云石。在已有的实验室研究中,有序白云石 仅能通过高温水热实验形成。这说明白云石的形成极可能是一个动力学控制过程。而近些年被人们广泛接受的白云石微生 物成因模式认为微生物活动是低温白云石形成的关键,相关的微生物矿化实验也证实微生物的存在能够促进高镁方解石的 形成。对白云石问题的探讨不仅对理解白云岩成因具有重要意义,还能够促进矿物学理论研究发展。此次研究从高温合成 实验、低温合成实验、微生物协同沉淀实验等方面综述了有关白云石问题的实验室研究进展,阐明了目前对于白云石问题 认识的局限,有助于更好的理解“白云石问题”和其中所包含的矿物学和物理化学问题,乃至于帮助寻找到它的答案。     

铁白云石矿物学特征及原生次生成因机制

长期以来,铁白云石的命名划分标准混乱,一直被当成高温及次生的产物.综述了国内外铁白云石的研究进展,详细探讨了铁白云石的矿物学特征,特别在其成因中加入了微生物因素,运用地质微生物学探讨原生铁白云石的成因机制.研究认为:（1）铁白云石命名划分依据应遵照国际矿物学会的原则,以铁是否替代白云石晶格中半数镁的位置为标准,分为白云石和铁白云石;（2）详述铁白云石矿物学及其晶体特征;（3）铁白云石成因分为原生沉淀及次生两种,微生物介导形成原生白云石的过程中,有助于铁进入到白云石晶格中,增加晶格中铁的含量.      

柴西下干柴沟组湖相白云岩特征及成因分析

对柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相白云岩的岩石组构、矿物成分、主微量元素地球化学及碳氧同位素特征进行研究,并分析白云岩成因。研究区白云岩沉积环境为浅水相对封闭湖相环境,白云岩以泥晶白云岩为主,层状、块状分布,见藻云岩、膏质白云岩及颗粒云岩,有序度普遍较低。主量元素中Mg2+/Ca2+比值低,Mn、Fe、Na、Sr元素含量高,指示沉积环境水体盐度较高和相对封闭;微量元素中稀土元素具有轻稀土相对富集、Eu负异常特征,反映低温浅埋藏的成岩环境;氧同位素为较低的负值,反映整体咸化水体特征,碳同位素为较低的正值或负值,主要是受到大气水影响和生物的影响。研究认为白云石形成于准同生期相对封闭咸化环境中,白云石化流体中Mg2+主要来源于大气水的淋滤和深部卤水,少数来自于藻类的分解;Mg2+通过蒸发、盐类矿物沉淀而富集,富Mg2+流体通过回流渗透交代方解石发生白云石化。     

我国部分地区白云岩岩石矿物学研究及其意义

本文对不同地区不同层位不同类型的白云石进行较系统的矿物学测试.用数据对比的方式说明白云石的主要元素配比和晶格结构的完善程度,受形成时间和成岩环境的控制。一般说,第三纪以后形成的白云石,主要化学成分Ca比Mg多,Ca约占55％,Mg约占45％,单位晶胞比理想白云石大得多,有序度低(<0.50)。第三纪以前形成的白云石,总的看,其主要化学成分,单位晶胞大小均较接近于理想白云石,有序度高,但和形成时代并不成线性关系,而和岩石类型及成因有关。细晶到粗晶白云石优于泥—粉晶白云石;就成因而言,成岩及后生回流渗透交代白     

白云石成因研究新方法--白云石晶体结构分析

传统的白云石研究方法对于白云石成因分析具有多解性,对于已有白云石成因模式的套用或重新建立新的白云石成因模式将白云石的形成机理过于简单化、模式化。白云石的晶体结构保存了晶体的形成环境、结晶速度、晶体生长与变化特征、流体特征的证据,白云石晶体结构分析是进行白云石成因分析的有效手段,之前很少有研究者从晶体结构角度进行白云石成因分析。在岩石学和地球化学研究的基础上,本文对四川盆地灯影组-寒武系鞍状白云石、纤状白云石、残余颗粒细晶白云石、孔洞充填粗晶白云石和泥晶白云石五种白云石进行了微组构取样,并利用X衍射仪、透射电镜等晶体结构研究手段,从晶体结构角度对五种白云石组构的有序度、晶胞参数、晶格条纹、晶面间距、晶格缺陷等晶体结构参数进行了差异性研究,分析了它们不同的形成环境和成岩演化特征,初步建立了不同类型白云石晶体结构判识标志。     

藏南过铝花岗岩中电气石的矿物化学特征及成因意义

讨论了藏南过铝花岗岩中电气石的地质产状、矿物学和矿物化学特征。结果表明:(1)在以氧原子数为24.5计算的化学式中,电气石的(Fe+Mg)/Mg比值在2.32~5.37之间,指示花岗岩和伟晶岩中的电气石均为黑电气石系列,而且属镁电气石—铁电气石系列中的较富铁电气石的成员;(2)电气石的FeO/(FeO+MgO)值高达0.70~0.89,与贫Li花岗岩接近,Al-Al50Fe50-Al50Mg50图解和Fe-Mg-Ca图解投点均位于贫Li花岗岩区,属于贫Li花岗岩有关的电气石;(3)TiO2-MnO/CaO-MgO/FeO三元图解可判定属于第Ⅰ类,即MgO和FeO含量同步消长,且较贫Mg富Fe,而MnO和TiO2含量为异步消长,这与电气石的FeO/(FeO+MgO)值所反映的性质相同;(4)地质产状、矿物学及矿物化学揭示的成因信息表明藏南过铝花岗岩中的电气石为酸性侵入体岩浆期后热液成因。     

鄂尔多斯盆地西北部奥陶系马家沟组斑状白云岩成因机理及储集特征

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云岩是重要的油气储集层。斑状白云岩岩石学和地球化学特征研究表明,斑状白云岩中的斑块是由白云石颜色和晶粒大小的差异显示,斑块一般为粗粉晶至细晶白云石,发育白云石晶间孔。基质白云石晶粒小于斑块,较致密。白云石的δ13C平均值为0.72‰,δ18O平均值为-6.08‰。Fe2+平均值为2 689×10-6,Mn2+平均值为90.9×10-6,白云石CaCO3摩尔百分含量平均为51.6%,有序度介于0.674~0.940。粉-细晶白云岩中白云石及白云石亮边的均一温度为100℃~148℃,推算其形成时深度为2 100~4 100 m。上述特征表明,斑状白云岩形成于中-深埋藏成岩过程,白云石化过程中受到大气淡水影响。研究区斑状白云岩孔隙结构组合为粗偏型,可形成裂缝-孔隙型储层。     

蓟县中、新元古界的成岩作用——源于矿物学的数据

本文运用系列黏土矿物学和碳酸盐结构占位的方法研究了蓟县中、新元古界剖面出露的碎屑岩和碳酸盐岩.这些方法包括了伊利石结晶度、绿泥石结晶度、黏土矿物组合、粒度分布、多型、有序度、Mg/Ca离子占位以及地质温压计.结果表明:伊利石结晶度Kübler指数范围为0.37°～1.37°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数范围为0.31°～2.40°Δ2θ,以及1Md的多型,一致指示本区处于晚期成岩作用影响范围,仅非常有限局部达到了初始变质的状态;黏土矿物组合主要是伊利石、伊蒙混层、绿蒙混层和高岭石;粒度分布范围为8～24 nm,其上界(23～24 nm)达到了NEWMOD计算的理论成岩带/近变质带界限,与结晶度数据一致,也表明了本区处于晚期成岩阶段.白云石有序度的数据表明,本区碳酸盐岩白云石的有序度值范围为0.19～0.99,可分为4个带:甚低级有序带、低级有序带、中级有序带、高级有序带.与川东石炭-二叠系碳酸盐岩相比,中低级有序带有一定的油气前景.本区由西向东,由甚低级有序带变化到高级有序带,白云石有序度升高.估计的成岩作用温度为183～200±20℃,压力为330 MPa,古地热梯度为17～21℃/km.     

三塘湖盆地中二叠统芦草沟组白云岩成因

三塘湖盆地中二叠统的芦草组碳酸盐岩是盆地内重要的储集岩之一,碳酸盐岩中50％以上为白云岩。有纹层状白云岩和斑块状白云岩两种,前者白云石自形程度较好;后者白云石为含铁白云石交代方解石而成,铁白云石晶体粗大,自形程度差,其形成时间晚于纹层状铁白云石。白云岩的Mg／Ca值均小于1;Sr的含量为31×10^-6-527×10^-6,平均为217．8mg／kg;方解石和白云石的δ^18O差值大多数小于6％;芦草沟组膏岩并未普遍存在,盐度指数Z平均为124．43。通过对上述特征综合研究认为,三塘湖盆地中二叠统的芦草组白云岩为混合水成因,并建立了相应的白云石化模式。     

渤海湾盆地塘沽地区古近系沙河街组湖相白云岩特征及成因*

渤海湾盆地塘沽地区古近系沙河街组三段沉积早期为半封闭的湖湾沉积环境,底部发育一套白云岩储集层,其产出受区域内北东向古潜山基底断裂控制,沿古潜山两侧发育,分布面积较大,累计厚度可达100多米。系统的岩石学、矿物学和地球化学特征研究表明,该套白云岩常与泥岩互层产出,白云石主要为铁白云石和含铁白云石,普通显微镜下呈微晶状,扫描电镜下可见菱面体状晶型;X射线衍射分析表明其形成于准同生期,是快速结晶的产物;碳氧同位素分析及稀土元素分析显示,这类微晶白云岩形成于较为封闭的高盐度蒸发环境中,具统一的流体来源和相同成因机理。基于上述研究成果,认为塘沽地区沙河街组三段微晶白云岩的形成主要经历了准同生期回流渗透作用和成岩期埋藏环境下类质同象交代作用两个阶段。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987112000035

The well SK-I in the Songliao Basin is the first scientific borehole targeting the continental Cretaceous strata in China.Oval concretions,thin laminae and beds of dolostone are found intercalated within mudstone and organic-rich black shale in the Nenjiang Formation of Campanian age.Low ordered ferruginous dolomite is composed of euhedral-subhedral rhombs with cloudy nucleus and light rims formed during the diagenesis.which are typical features of replacement.The heavy carbon isotopes (δ¹³C_PDB-1.16-16.0) are results of both the fermentation of organic matter by microbes and degassing of carbon dioxide during the period of diagenesis,and the presence of light oxygen isotopes(δ¹⁸O_Pdb- 18.53～-5.1) is a characteristic feature of fresh water influence which means the carbonate may have been altered by ground water or rainwater in the late diagenesis.Marine water incursions into the normally lacustrine basin have been proved by both the salinity of Z value and the occurrence of foraminifera in the same strata where dolomite occurs.Pyrite framboids observed by SEM are usually enclosed in the dolomite crystals or in the mudstones,supporting the sulfate reducing bacteria（SRB）.The formation of both dolomite and pyrite are associated with marine water incursions,which not only supply magnesium ion for dolomite,but also result in limited carbonate precipitation in the basin.The presence of pyrite tramboids indicates the development of an anoxic environment associated with salinity stratification in the lake.The dolomite in the Nenjiang Formation is the results of marine water incursions,diagenetic replacement of calcareous carbonate and sulfate reducing bacteria（SRB）.     

云南东川雪岭磷矿地质特征与成因探讨

雪岭磷矿处于东川断隆与禄劝断坳接合部,为一浅海相沉积层状磷块岩矿床。磷矿主要赋存在下寒武统渔户村组一段,岩性为胶磷矿磷块岩、含磷白云岩、含磷泥质粉砂岩、含磷粉砂质泥岩及含磷白云质灰岩。矿石矿物主要为胶磷矿,脉石矿物主要为白云石和少量硅质、粉砂质泥质物;矿石化学成分主要为P2O5,CaO,MgO,SiO2,F,酸不溶物。矿石结构主要为不同粒级的颗粒胶结结构,构造以条带状构造为主,以及少量的块状构造。矿床成因属于早寒武世时期海侵背景下磷质随上升洋流在扬子地台沉积所致,后期的风化作用导致了磷质的进一步富集。     

酒西盆地碎屑岩胶结物的形成问题

酒西盆地下白垩统陆相碎屑岩胶结物的形成关系到油气储集的重要问题,富铁的洪积扇沉积体系和非富铁的河流一湖泊沉积体系形成两种不同的胶结物组合类型,平面上可分为三带胶结物:混合胶结带、铁镁胶结带和浓聚成岩带。盆地边缘带是以铁、泥、钙为主的混合胶结物,中间为以碳酸铁镁矿物的白云石、铁白云石为主的胶结物,盆中带形成胶结物的浓聚成岩层,事实证明过渡的铁镁胶结带是最富于聚集油气的地带。本文还在纵向上探讨了泥质粘土矿物和碳酸盐胶结物的成岩变化。     

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组湖相白云岩成因*

新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组发育湖泊背景下的白云岩、灰岩、黑色泥岩、页岩及碎屑岩的互层沉积。白云岩主要有两类：一类为粉—泥晶白云岩,主要由含量约70％的泥晶白云石和含量约30％的粉晶白云石构成,白云石有序度为0.48,扫描电镜下主要有菱形、他形、球状和管状4种微形态,自形程度较好的菱形晶体多为含铁白云石;另一类为方沸钾长白云岩,主要由晶粒为0.08～0.35mm的细粒方沸石、泥晶钾长石（透长石）、泥晶白云石和铁白云石构成,个别为粗晶白云石,白云石有序度0.58。与粉—泥晶白云岩中的白云石相比,方沸钾长白云岩中的白云石以高的铁、锰含量为特征,扫描电镜下多为半自形的菱形晶体。两类白云岩中白云石的有序度均较低,且均为富Sr白云石,内部均缺乏次生交代证据。通过对两类白云岩成分、微量元素及稳定同位素的差异性分析,认为尽管两类白云岩都形成于浅—半深湖相强还原沉积环境,但是它们的形成机制有所不同,粉—泥晶白云岩具有原生沉淀白云石的特征,其中球状及管状的白云石可能与微生物吸附作用有关,而他形及菱形的白云石为直接沉淀的原生白云石;另一类方沸钾长白云岩中的白云石及铁白云石可能与湖底热泉的喷流沉积作用有关。     

四川盆地震旦系灯影组葡萄状白云岩成因

四川盆地震旦系灯影组发育巨厚的白云岩,其中灯影组二段和四段发育大量具有各种形态的葡萄状白云岩,其直径最长可达75cm,有的平行于层面,有的穿层。剖面资料表明,葡萄状白云岩发育多期等厚环边胶结物,中部残留大量未充填的不规则洞穴,这成为与岩溶喀斯特作用相关的地下溶蚀作用的证据。围岩泥晶白云石为早期海水中原生结晶的产物,后来的胶结物可划分为4期: (1)自泥晶化白云石(部分样品中可见)作为最早的一期胶结物,由于各种生物化学作用和生物作用的影响而紧贴着围岩发育;(2)第2期胶结物纤维状白云石可能为海水中直接沉淀的产物,经历后期成岩作用后,具有完全有序的结构,晶胞参数接近理想值;(3)细—中晶白云石为第3期胶结物,包含纤维状白云石溶蚀残余,形成于构造抬升之后的近地表大气淡水环境;(4)第4期胶结物中—粗晶白云石为埋藏环境下直接结晶的产物,充填了孔洞中心,残留部分未充填孔洞。灯影组受到了岩溶喀斯特作用、胶结作用以及白云石化作用等成岩作用的影响,其中与葡萄状白云岩有关的岩溶喀斯特作用对于灯影组储集层的发育至关重要。对灯影组葡萄状白云岩的研究,不仅有助于深入探讨灯影组储集层成因和演化及灯影组白云岩的成因,而且有助于指导四川盆地前寒武系油气勘探。     

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中方沸石的特征及成因

渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段白云岩中有多种矿物,X射线衍射(XRD)分析识别出的主要矿物有白云石、方沸石、石英、长石、黏土矿物、黄铁矿及方解石等,其中方沸石平均含量达38.8%。根据钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、电子探针和地球化学分析等资料,对沙三段白云岩中方沸石的矿物特征进行详细描述并探究其成因。结果表明,沙三段白云岩中的方沸石有2种分布样式,分别是纹层型和充填型,其中前者多与白云石互层、呈纹层状,偶见似结核状;后者形成较晚,方沸石以填隙物形式充填在裂缝、孔隙之中。这2种方沸石的存在形式、晶体形态、伴生矿物各不相同,其中纹层型方沸石多与白云石共生,晶体粒径小于0.04,mm,为泥晶结构;充填型方沸石多与黄铁矿、有机质共生,晶体粒径大于0.04,mm,为粉晶结构。根据主、微量元素及碳、氧同位素分析结果,计算出古盐度平均为28.8‰,Sr/Ba值平均为2.93,表明渤海湾盆地北塘凹陷沙河街组三段沉积时期为碱—咸溶液沉积环境,具备形成方沸石的条件。电子探针测试的Si/Al值表明,这2类方沸石母质来源不同,纹层型方沸石母质为黏土矿物,而充填型方沸石母质与热液有关。与国内含方沸石白云岩的盆地进行对比,并从岩石学特征、形成温度等方面进行分析,认为研究区方沸石有2种成因,其中纹层型方沸石是同生成岩阶段的产物,而充填型方沸石则受到热液流体的影响。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组一段下亚段湖相白云岩及其与海相白云岩的差异

渤海湾盆地歧口凹陷古近系沙河街组一段下亚段湖相白云岩主要为颗粒白云岩和泥晶白云岩两大类,常与泥质岩成薄互层或与其他碳酸盐岩互层产出。该湖相白云岩有序度较低,类似于海相准同生白云岩;Mg/Ca值偏离正常的化学计量值,具有富钙特征,说明其为快速交代的产物;碳氧同位素、Z值分析结果则反映了湖水的咸化程度较高。根据低海平面期蒸发浓缩盐水在湖底形成密度层并向灰质沉积层中回流渗透导致白云石化发生的机理,建立了歧口凹陷沙一下亚段湖相白云岩的成因模式。湖相白云岩的分布特征及其与海相白云岩的差异分析表明,湖相白云岩具有分布面积小、白云石化作用不彻底等特征,油气储集性能较为局限。     

南非Postmasburg锰矿田白云岩的控矿作用

Bishop、Paling两个矿区位于南非Postmasburg锰矿田的西矿带上,这一地区发育了典型的沉积-变质型矿床。在岩性序列中识别出了6个岩性单元,自下而上分别为:白云岩单元、铁锰矿体单元、铁质细砂岩/铁质砾岩单元、泥质粉砂岩单元、石英岩单元和页岩单元,其中白云岩单元构成了矿床发育的基底。白云岩有两种类型,分别为富锰白云岩及上覆的藻白云岩,它们是岩溶系统形成的基础。岩溶系统中的大量溶坑是沉积序列的主要赋存空间。原生矿体的形态、规模和发育位置均受溶坑的控制,侧向延伸不连续。锰土是富锰白云岩的风化残余物,被矿体底部的富锰矿石不整合覆盖。侧部的富铁矿石则直接覆盖在藻白云岩之上。堆积型矿体多分布于白云岩斜坡的边缘。将矿田的发育过程划分为三个时期,其中第一时期形成的N-S向溶蚀洼地为铁、锰的赋存奠定了基础;第三时期岩溶作用再次发生,原生矿体侧部坍塌,矿石在斜坡上富集形成堆积型矿体。