华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

内蒙古巴音戈壁盆地塔木素碱矿Na-碳酸盐成因模式

内蒙古巴音戈壁盆地哈日凹陷下白垩统巴音戈壁组沉积时期为典型的碳酸盐型碱湖,盆地咸化过程中发育大量的Na-碳酸盐类矿物.通过对巴音戈壁组碱矿层中似层状、斑点状和脉状Na-碳酸盐矿物开展了电子探针、X衍射、碳氧同位素和激光拉曼光谱等分析,结果表明碱矿层中Na-碳酸盐矿物主要为天然碱、苏打石、碳钠钙石、碳钠镁石和磷碳镁钠石.除Na-碳酸盐外,岩石中含少量黄铁矿、钠型菱沸石、硅硼钠石和钠长石等热液矿物.碳、氧同位素研究结果表明巴音戈壁盆地下白垩统碱矿层形成于封闭的碱湖环境,碳酸盐矿物形成温度为34～80℃（平均值57℃）,受热水喷流沉积作用和蒸发作用双重控制,碱矿层中硅酸盐矿物首先形成,然后形成白云石和方解石,在Ca2+、Mg2+消耗殆尽后,天然碱和苏打石发生沉淀,由于热水带来充足的Na+,前期形成白云石和方解石发生交代作用形成碳钠钙石和碳钠镁石.在矿物学和地球化学综合分析基础上,建立了热水喷流和蒸发沉积双重控制下的碱湖Na-碳酸盐岩沉积模式,以期为碱矿勘查提供新的思路.     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿水化学过程探讨

为了研究鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿成矿水化学过程,利用光薄片、电子探针、X射线衍射、扫描电镜和化学分析等方法对比分析了氧化带无矿化样品、氧化还原过渡带中低矿化及高铀样品的矿物学和地球化学特征。矿物学研究表明:①所有样品中斜长石均表现出强烈粘土化和绢云母化的特征;②铀矿物主要为铀石,呈胶状吸附在矿物颗粒(部分为炭屑)表面、粒间或裂隙中;③相对氧化带,氧化还原过渡带往往含有更多的炭屑和碳酸盐胶结物。稀土元素地球化学研究表明,氧化带无矿化样品和过渡带低矿化样品表现出较平坦的低分异的稀土配分模式;而过渡带高铀含炭屑样品表现出MREE富集的配分模式,高铀富碳酸盐胶结物的样品表现出轻稀土强烈左倾、重稀土平坦的配分模式。对比分析上述差异后认为,铀成矿与水化学作用密切相关,且成矿水溶液中无机络阴离子以CO32-为主,倾向于络合UO22+和HRE3+;而阳离子主要为斜长石的粘土化释放的Ca2+和SiO44-。当水溶液从盆地边缘向中心运移时,物化环境从氧化及酸性环境向还原及碱性环境转变,此时发生铀酰离子的还原并与SiO44-沉淀形成铀石、Ca2+与CO32-沉淀形成碳酸盐以及HREE的沉淀富集。     

东营凹陷古近系砂岩透镜体钙质界壳形成机理及其对油气成藏的影响

砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是含油气盆地泥岩（烃源岩）－流体（油、气、水）－砂岩（储集岩）相互作用过程中的产物。烃源岩－地层水相互作用生成的有机酸促使烃源岩中矿物、特别是碳酸盐矿物的溶解。烃源岩中生成的烃类流体和地层水，在驱动力的作用下，向临近的砂岩透镜体内运移，同时携带含碳酸盐的有机酸一起运移。烃源岩－水溶液作用后的流体重新进入到一个新的储集岩，在新的物理化学环境中要与储集岩再次发生作用。流体与储集岩作用的直接结果是方解石和白云石沉淀到储集岩中，它们将占有原岩的部分孔隙空间，形成胶结物，进而形成钙质界壳。这样形成的碳酸盐胶结物为晚期胶结物，主要为含铁方解石和铁白云石。砂岩透镜体碳酸盐胶结物含量与孔隙度、渗透率和含油饱和度存在很好的负相关性。钙质界壳的存在使得孔隙结构也发生变化：原生孔隙被碳酸盐胶结物充填，发育的次生孔隙是碳酸盐胶结物的晶间和晶内微孔隙；压汞曲线较陡，排驱压力和中值压力高；喉道偏细，分选较差。东营凹陷牛35井沙三中段2 939 ～3 003 m井段6个主要砂层组的精细解剖表明，砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是控制砂岩透镜体成藏的重要因素。     

中等地温场、长深埋期石英砂岩类储层成岩作用与孔隙度演化模式——以鄂尔多斯盆地延安地区下石盒子组为例

以鄂尔多斯盆地延安地区下石盒子组储层为研究对象,在储层成岩作用、埋藏史与热史研究的基础上,应用动力学模型与作用模拟方法分析了该区孔隙度演化史。结果表明,中等地温场、长深埋期煤系地层内的石英砂岩类储层,成岩早期孔隙介质呈酸性而缺乏早期碳酸盐胶结物,压实损失孔隙度较大;溶蚀作用产生了一定的次生孔隙,但长深埋期、较高地温环境下溶蚀产物沉淀为更为稳定的次生石英和黏土矿物,加之含铁碳酸盐胶结物的胶结与交代,造成粒间孔隙大量封闭的同时,又充填了部分溶孔;压实损失孔隙度较大的情况下,石英次生加大的普遍发育及黏土矿物与含铁碳酸盐胶结物的充填,往往造成此类储层为低渗—超低渗储层。     

梭菌SN-1菌株参与下形成的碳酸盐矿物组合及其主要矿物成分的动态变化

在Mg/Ca比值为6的Lagoa Vermelha改良培养基中,对分离自青海湖湖底沉积物的梭菌(Clostridiumsp.)进行了为期100 d的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对矿物成分和形态进行了测定和观察。实验结果表明:细菌培养实验的沉淀物数量始终多于无菌对照实验;在梭菌SN-1菌株作用下形成的碳酸盐矿物组合的变化趋势是方解石→方解石+单水碳钙石→单水碳钙石+方解石→单水碳钙石,而无菌对照实验产物中矿物的演化方向是单水碳钙石+方解石→方解石+单水碳钙石;在综合分析SEM和XRD观测结果的基础上,推测哑铃状矿物可能是高镁方解石,而球状矿物可能是单水碳钙石。     

准噶尔盆地腹部超压顶面附近深层砂岩碳酸盐胶结作用和次生溶蚀孔隙形成机理

准噶尔盆地腹部深层超压顶面附近(现今埋深4400~6200m, 温度105~145℃) 砂岩中广泛出现的碳酸盐胶结作用和次生溶蚀孔隙与超压流体活动关系密切.由于超压封闭和释放引起其顶面附近砂岩中的孔隙压力和水化学环境的周期性变化可导致碳酸盐沉淀和易溶矿物溶解过程交替出现.根据腹部地区超压顶面附近深埋砂岩成岩作用、碳酸盐胶结物含量、储集物性、碳酸盐胶结物碳、氧同位素和烃源岩热演化模拟等资料的综合研究表明: 含铁碳酸盐胶结物是主要的胶结成分, 长石类成分的次生溶蚀孔隙是主要的储集空间类型, 纵向上深层砂岩碳酸盐胶结物出现15%~30%含量的地层厚度范围约在邻近超压顶面之下100m至之上大于450m, 碳酸盐胶结物出现大于25%含量高值带分布在靠近超压顶面向上的250~300m的地层厚度范围, 超压顶面附近砂岩中碳酸盐胶结物含量高值的深度范围也是次生溶蚀孔隙(孔隙度10%~20%) 发育带的范围; 因晚白垩世以来深部侏罗纪煤系有机质生烃增压作用, 导致在超压顶面附近砂岩晚成岩作用阶段深部富含碳酸盐的超压流体频繁活动, 所形成的碳酸盐胶结物受到了明显的与深部生烃增压有关的超压热流体和有机脱羧作用的影响; 超压流体多次通过超压顶面排放, 使得超压顶面附近砂岩遭受了多期酸性流体溶蚀作用过程, 形成了次生溶蚀孔隙发育带.      

酒东坳陷下白垩统砂岩中碳酸盐胶结物特征与储层物性

碳酸盐胶结物是酒东坳陷下白垩统砂岩内一种重要的自生矿物,其对深部储层储层质量有着重要影响。本文通过薄片观察、扫描电镜、能谱分析及碳氧同位素分析,认为碳酸盐胶结物主要为铁方解石、白云石和铁白云石,并且以后者为主,其分布具有不均一性且分带性明显。碳酸盐胶结物均为成岩作用后期产生,形成该矿物所需的物质主要来源于泥岩的黏土矿物...     

莺歌海盆地乐东区储层碳酸盐胶结物成因机理及与流体活动的关系

乐东A区中新统黄流组是南海北部莺歌海盆地高温超高压天然气勘探的主力层系,发育重力流水道-海底扇沉积的细、中、粗粒砂岩,中、低、特低渗物性特征,多期次、多类型碳酸盐胶结。研究碳酸盐胶结物类型、期次、成因机理及其与流体活动的关系,对于储层评价预测有重要意义。研究结果表明,碳酸盐胶结物表现为早、中、晚三期方解石与早、晚两期白云石,由早期到晚期,方解石及白云石的δ¹³C、δ¹⁸O值负偏增大,MnO、BaO、SrO等含量增高,早—中期方解石的形成与生物碎屑、碳酸盐矿物溶解再沉淀有关;晚期铁方解石、(铁)白云石的形成与深部热流体、无机CO₂、有机酸脱羧有关。方解石的溶解-沉淀受地层压力及CO₂含量共同控制,地层压力与天然气组分中CO₂含量相对较高,溶解作用较强,(铁)白云石发育;反之则溶解作用较弱,(铁)方解石发育。     

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。     

青藏高原现代湖泊沉积物碳酸盐矿物氧同位素组成特征及影响因素

选择青藏高原14个代表性现代湖泊的表层沉积物为研究对象,它们是冷湖、大苏干湖、小苏干湖、大柴旦湖、小柴旦湖、托素湖、尕海、茶卡湖、唐古拉-1、错鄂、乃日平错、纳木错、空姆错和普莫雍错,探讨这些湖泊碳酸盐矿物组成及相应氧稳定同位素组成的影响因素。XRD结果显示这些湖泊的碳酸盐矿物多以方解石为主,并含白云石。其中冷湖以白云石为主,尕海还含有一定量的文石。碳酸盐氧同位素分析结果显示总碳酸盐δ¹⁸O在-15.9‰到2.6‰范围变化,方解石δ¹⁸O变化范围为-16.2‰～3.9‰,白云石δ¹⁸O变化在-15.3‰～-5.4‰范围内。通过氧同位素与湖区环境因素的相关性分析,认为总碳酸盐δ¹⁸O受湖水δ¹⁸O组成、温度、降水量/蒸发量、盐度、海拔和纬度多种因素影响;方解石δ¹⁸O主要受湖水δ¹⁸O、温度、盐度、海拔和纬度的影响;白云石δ¹⁸O受降水量/蒸发量和盐度的影响。总碳酸盐δ¹⁸O对湖水δ¹⁸O、温度、海拔和纬度的响应是以方解石为载体而体现的;总碳酸盐δ¹⁸O对降水量/蒸发量的响应则归因于白云石δ¹⁸O对其的响应结果;另外总碳酸盐δ¹⁸O通过方解石和白云石δ¹⁸O的叠加作用响应于盐度。该研究初步建立了总碳酸盐、方解石和白云石氧同位素与环境各个指标之间的响应关系,对于揭示过去青藏高原地区环境变化有重要意义。     

莺歌海盆地乐东区碳酸盐胶结物成因及地质意义

为探讨乐东区碳酸盐胶结物的分布规律、成因机制及其对储层质量的影响,应用铸体薄片、碳氧同位素、包裹体对碳酸盐胶结物岩石学、地球化学等特征进行综合分析.研究结果表明,从斜坡带往凹陷中心,碳酸盐含量由18.0%降至5.0%;其δ13C值分布在-4.78‰~+1.03‰,δ18O值分布在-10.99‰~-6.34‰,Z值分布在111.27~123.59,古海水温度分布在11.36~32.02℃,古盐度分布在3.24%~6.91%;碳酸盐胶结物的形成主要与碳酸盐岩或高钙质砂岩母岩的溶解再沉淀有关,其受控于水介质温度、成岩温度与盐度,由斜坡带往凹陷中心,水介质温度降低、盐度增高,胶结变弱.低含量的早期（铁）方解石与高温热流体溶解高含量早期（铁）方解产生的低或高含量的晚期（铁）白云石区均可发育中渗“甜点”储层.      

地层水条件下碳酸盐矿物热力学平衡条件及其在克拉2气田的应用

基于热力学平衡理论及库车盆地的实际,建立了该区地层水温度、压力条件下方解石溶解、白云石对方解石交代作用的热力学平衡条件,并根据地层水介质特征探讨了该区方解石溶解、白云石交代方解石的具体成岩反应状况,认为该区地层水条件下正进行着方解石溶蚀及白云石对方解石的交代作用,方解石的溶蚀是形成该区深层次生孔隙的根本因素。      

Diagenetic development of a Precambrian limestone as interpreted from a modern analogue

A strong correlation in the geometry and mineralogy of two cement generations of a Quaternary with a Precambrian calcarenite enables us to reconstruct the diagenetic history of the Precambrian limestone. Both calcarenites contain two cement generations (A and B) of which A consists of dolomite, B of calcite. The following diagenetic stages can be recognized: after deposition of the allochems in a shallow marine environment, cementation in the intertidal zone with magnesian calcite (cement A) led to the formation of beachrock (Stage 1). By lowering of the sea level, the beach rock was shifted into the supratidal zone, but still remained under the predominant influence of the sea water (breakers, spray). During longer periods of aridity, the magnesian calcite of cement A and of the allochems was transformed into dolomite by brines derived from sea water with very high Mg/Ca ratio (> 15), whereas aragonite and calcite remained unaffected. After further lowering of the sea, an increasing influence of meteoric water caused the wet transformation of aragonitic allochems to sparry calcite and to the precipitation of sparry calcitic cement B.     

敦煌莫高窟玉门组砂砾岩风化特征研究

风化是引起莫高窟围岩（砂砾岩）破坏的一种重要病害,严重影响莫高窟的长期保存。为研究莫高窟玉门组砂砾岩的风化特征,选取莫高窟南侧一处崖体为试验点,采用逐层剥离的方法,分别在距崖体侧表面0cm、3cm、5cm、8cm及10cm深度处进行现场声波测试、回弹测试并取样进行X-射线衍射试验和易溶盐试验。试验结果表明:莫高窟围岩在风化作用下强度降低,现场声波测试和回弹测试结果均随着开挖深度的增加而不断升高;砂砾岩胶结物的主要矿物为石英、方解石、长石、白云石、石膏等,主要黏土矿物是绿泥石;其可溶盐主要包括Na₂SO₄、NaCl、CaSO₄等。同时结合气象数据及试验结果,分析了影响岩体风化的主要因素,初步讨论了岩体的风化机理,包括:（1）温度应力引起岩体结构破坏和裂隙发育;（2）胶结物中的主要矿物方解石易于发生水化作用,转化成易溶的Ca（HCO₃）₂,发生迁移,破坏岩体的胶结结构;（3）盐风化也是岩体风化的一个重要方式,Na₂SO₄、CaSO₄等可溶盐在水汽作用下发生溶解、结晶及水合作用,体积膨胀,对孔隙壁产生较大压力,致使岩体颗粒之间联结减弱,结构破坏,裂隙发育。     

非岩溶流水中碳酸盐岩试块的侵蚀速率及其控制因素: 以湖南郴州礼家洞为例

2004年2月、9月、12月和2005年3月,利用澳大利亚产的微侵蚀计(M EM,M icroe-rosion m eter)对湖南郴州礼家洞观测点非岩溶流水中的碳酸盐岩(包括石灰岩和白云岩)试块进行了侵蚀速率的精确测定,共取得数据1550个。用SPSS应用软件对数据进行了处理,发现礼家洞非岩溶流水中的碳酸盐岩的侵蚀速率异常的高,最大的达到了13.6mm/a。在每次测量碳酸盐岩侵蚀速率的同时,使用德国WTW公司生产的MultilineP3多参数自动记录仪,对每个碳酸盐岩试块放置点的水温、pH值、电导率进行了现场监测,并取回水样分析了其中的主要阴阳离子浓度。通过对这些水化学资料的分析,发现礼家洞非岩溶流水的侵蚀能力很强,表现在水的CO2分压很高(可达到12882Pa),而方解石和白云石的饱和指数很低(分别达到-4.78和-10.35)。对比发现,非岩溶流水中碳酸盐岩的侵蚀速率与其方解石和白云石的饱和指数呈负相关关系,即水中方解石和白云石的饱和指数愈低,碳酸盐岩的侵蚀速率就愈高。此外,观察发现,碳酸盐岩试块本身的结构特别是本试验中白云岩的粗晶结构对其侵蚀速率有巨大的影响,反映了机械侵蚀(流水的物理搬运)对侵蚀速率的贡献(可达90%以上),这与传统的将碳酸盐岩试片放入土壤中测得的主要是化学溶蚀速率不同。     

红外热成像在龙门石窟奉先寺渗水探测中的应用

奉先寺是龙门石窟具有代表性的作品之一。石窟岩性为碳酸盐岩,渗水病害严重威胁着岩体和雕刻品的完整性。准确探测出渗水部位和渗水来源等是奉先寺渗水治理方案设计的重要依据。利用红外热成像技术,在不同条件下对奉先寺崖壁渗水进行现场探测。结果表明,使用热成像仪可以准确有效地探测出崖壁岩体的渗水部位,判断出渗水来源、分布及其活动规律。与以往依靠人工观察相比,红外热成像技术有着明显的优势。该技术可在石窟渗水勘察中应用推广。     

碳酸盐矿物氧同位素分馏的理论研究

应用增量方法系统地计算了碳酸盐矿物的同位素分馏系数，得到不同结构和成分的碳酸盐矿物的18O富集顺序为：菱铁矿〉铁白云石〉菱镁矿≥白云石≥方解石〉文石〉菱锶矿〉白铅矿〉碳钡矿。在0℃～1200℃范围内获得了一组内部一致的碳酸盐－水体系的理论分馏系数，这些计算结果与已知的实验和／或经验数据之间存在良好的一致性，因此本文对碳酸盐矿物氧同位素分馏系数的理论校准不仅可应用于共生矿物组合形成温度的确定，而且能够应用于其形成机理的示踪。 计算结果表明，白云石的氧同位素分馏行为与方解石相似，在25℃下白云石与方解石之间的平衡分馏为0.56‰ 。理论预测文石相对于方解石显著地亏损 δ18O，在25℃时方解石与文石之问的平衡分馏为4.47‰ 。文石向方解石的同质多相转变可能是通过一种没有同位素再造的惰性氧结构单元[CO3]2- 进行的，即只涉及Ca2+ 与[C03]2- 基团之间键的断裂和再组台而未出现[CO3]2- 基团内部C－O键的断裂和再组合。结果在自然界和实验室实验中，文石中氧同位索配分的温度关系能够传递副方解石中来。这种在同质多相转变形成方解石过程中的氧同位素继承性对于了解白云石－方解石－水体系分馏的难题至关重要。理论预测也能够用来解释对方解石分馏的经验估算与实验测定之间的分歧。