Differential Diagenesis of Limestone-Marl Alternations

灰岩-泥灰岩韵律层包括结核状灰岩到灰岩和泥灰岩互层,广泛分布在陆棚及深海环境中,出现于各地质时期,是研究高分辨率地层学和环境恢复的理想工具.但是成岩作用在灰岩-泥灰岩韵律层形成过程中的作用一直存在分歧,有的学者认为差异化学压实成岩作用加强了原始沉积的差异,有的学者认为成岩作用不仅能够强烈歪曲原始环境特征,还可以通过自身成岩作用形成与原始沉积特征类似的现象.灰岩-泥灰岩韵律层中的差异成岩作用是指泥灰岩中的不稳定碳酸盐矿物在海底成岩环境中经过溶解、迁移和在灰岩中再沉淀,导致灰岩层没有明显被压实,而泥灰岩层受到明显压实.本文重点评述了差异成岩作用发生的环境和过程,并对与之相关的胶结物来源问题和有机质在早期成岩过程中的作用进行了讨论.并以华南中二叠统栖霞组韵律层为例,探讨了差异成岩作用在其形成过程中的作用,最后对以后的研究方向进行了展望.     

华南栖霞组灰岩-泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层, 该套地层富含有机质和硅质结核, 是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上, 灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注, 其在整个华南栖霞组分布广泛.其中, 灰岩层富含各种生物碎屑, 主要包括钙藻、有孔虫和腹足, 其次还有腕足, 棘皮类和介形虫, 偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类, 说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期, 没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主, 主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎, 壳体大都平行层面, 颗粒之间发育大量压溶缝, 说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析, 提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程: 泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀, 然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层; 随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中; 最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境, 有机质的分解为其提供了动力来源, 这与栖霞期较高的原始生产力相符合.      

华南栖霞组灰岩—泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层,该套地层富含有机质和硅质结核,是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上,灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注,其在整个华南栖霞组分布广泛.其中,灰岩层富含各种生物碎屑,主要包括钙藻、有孔虫和腹足,其次还有腕足,棘皮类和介形虫,偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类,说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期,没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主,主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎,壳体大都平行层面,颗粒之间发育大量压溶缝,说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析,提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程:泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀,然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层;随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中;最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境,有机质的分解为其提供了动力来源,这与栖霞期较高的原始生产力相符合.     

黔南晚石炭世叶状藻礁灰岩的成岩作用

通过偏光显微镜研究和阴极发光技术, 对黔南晚石炭世叶状藻礁灰岩的成岩作用做了详细研究, 认为礁灰岩主要成岩作用类型有: 生物黏结障积作用、泥晶化作用、胶结作用、压实压溶作用、破裂作用、重结晶作用和溶解作用等。根据岩石薄片阴极发光测试结果的观察、分析, 将成岩过程划分为4个阶段: 准同生成岩阶段、早期成岩阶段、埋藏成岩阶段和后生成岩阶段。通过各种成岩作用的标志性特征及它们在阴极发光下的特征, 推测藻礁灰岩主要经历了海底成岩环境、大气淡水成岩环境和埋藏成岩环境。     

珠江口盆地东沙隆起珠江组灰岩成岩环境的恢复

本文主要在岩心观察和描述的基础上,借助于薄片分析、扫描电镜分析和阴极发光分析,通过不同成岩组构的识别及其成岩作用特征分析,结合区域地质背景,恢复珠江口盆地东沙隆起珠江组灰岩经历的成岩环境。结果表明:(1)整体的海侵背景和渐进埋藏过程使得珠江组灰岩中不发育表生成岩作用,但是频繁的海平面变化使得古地貌高部位生长的灰岩受到大气淡水的成岩改造,珠江组灰岩主要经历了海水潜流、大气淡水渗流、大气淡水潜流和埋藏环境等成岩环境;(2)不同成岩环境具有明显不同的成岩组构特征。海水潜流环境的成岩组构主要有广泛发育的藻的包壳作用和藻类-生物的相互包裹、生物钻孔的发育、泥晶化作用、海绿石的形成以及等厚纤维状环边胶结物、颗粒表面的刀刃状或叶片状胶结物、犬牙状胶结物和共轴生长方解石胶结物的发育;淡水潜流环境的主要成岩特征包括粒状亮晶方解石胶结物、棘皮多期共轴加大边和有限的溶解作用;淡水渗流环境中识别的成岩特征有非组构选择性溶解作用、示底构造、微型钟乳状胶结物和新月形胶结物;埋藏成岩环境的成岩作用主要包括压实、压溶作用、晚期溶蚀作用以及油气的侵位。     

武汉地区二叠系栖霞组灰岩—含泥灰岩韵律层生物产率

选取生物产率分析指标生源w(Ba)、生源w(Al)及w(Al)/w(Ti)比值,分析了武汉地区二叠系栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层的生物产率变化;同时用w(V)/w(V+Ni)、w(V)/w(Cr)及w(Mo)等指标分析了韵律层的古氧相特征.结果表明:武汉地区栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层灰岩部分的生物产率较低,形成于常氧环境;含泥质灰岩部分的生物产率明显较高,形成于缺氧环境.这种生物产率和沉积环境古氧相随韵律层规律性的变化,证实生物产率是导致栖霞组有机质质量分数变化的主要原因.     

典型韵律互层式灰岩与泥灰岩的地球化学特征对比

通过对德国南部地区上侏罗统麻姆组典型韵律互层式灰岩与泥灰岩进行逐层采样,并进行不溶残余物分析和地球化学测定对比,发现两者所含非碳酸盐物质没有区别。SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O和TiO2等来源于陆源碎屑物,在灰岩与泥灰岩中的比例完全相同,其含量的不同完全由碳酸盐物质的稀释所引起。元素Sr、Zn、Mn和Mg归为成岩作用控制元素,最先存在形式与碳酸盐有关,但成岩阶段变化极大,Mg的含量主要受白云岩化作用程度控制。另一组元素如S、Ba、Rb和P等介于以上两组元素之间,表现为部分受陆源碎屑物含量控制,部分受成岩作用影响。研究表明,灰岩与泥灰岩韵律互层形成的原因主要是由于碳酸盐物质的沉积速率变化所致,成岩阶段的压溶作用加大了两者的差异,但这种差异只表现在于碳酸盐物质与酸不溶残余物的比例上,而地球化学组成没有本质区别。     

震旦系陡山沱组磷块岩的成岩作用和成岩环境

本文重点讨论了磷块岩的成岩作用及其与沉积环境的联系,进而提出了磷块岩成岩环境的五个序列。各成岩自然序列,具有各自独岩的成岩作用特点,代表着不同成岩作用环境。不同成岩环境又与不同的磷酸盐相和沉积环境有关,且在很大程度上依赖于原始沉积及其环境的发展和演化。 探讨磷块岩成岩作用必须考虑到成岩作用发生过程的地质历史演化和条件,必须联系其环境背景。     

重庆南川地区中二叠统茅口组眼球状灰岩成因

中二叠世茅口组中-下部发育一种特殊的眼球状灰岩, 眼球部分通常为颜色较浅, 富含生屑颗粒的灰岩; 而眼皮部分通常为颜色较暗的泥灰岩。其成因一直存在分歧。本文通过对重庆南川大铺子剖面茅口组底部眼球状灰岩的野外观察和室内研究, 认为陆源输入的改变导致眼球和眼皮部分泥质含量的差异; 在成岩过程中, 碳酸盐沉积物为主的眼球部分因为胶结作用而没有被机械和压实作用破坏, 泥质含量较多的眼皮部分则受到强烈的压实。因此, 该地区眼球状灰岩的形成是沉积和成岩过程相互作用的结果, 为浅海陆棚沉积环境。     

柴达木盆地干柴沟-咸水泉地区中-深层成岩演化及其对储集体性能的影响

通过剖面观察、岩心描述、分析化验等手段,系统研究了柴达木盆地干柴沟-咸水泉地区中-深层储集体岩石学特征、主要成岩作用类型及特征、储集空间类型及特征、成岩阶段及成岩演化序列,以及成岩作用对储集体性能的影响程度和规律.结果表明:研究区中-深层储集体主要由成分及结构成熟度均为低-中等的各类砂岩和部分泥灰岩组成;以压实作用、胶...     

典型韵律互层式灰岩与泥灰岩的地球化学特征对比

通过对德国南部地区上侏罗统麻姆组典型韵律互层式灰岩与泥灰岩进行逐层采样,并进行不溶残余物分析和地球化学测定对比,发现两者所含非碳酸盐物质没有区别。SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O和TiO₂等来源于陆源碎屑物,在灰岩与泥灰岩中的比例完全相同,其含量的不同完全由碳酸盐物质的稀释所引起。元素Sr、Zn、Mn和Mg归为成岩作用控制元素,最先存在形式与碳酸盐有关,但成岩阶段变化极大,Mg的含量主要受白云岩化作用程度控制。另一组元素如S、Ba、Rb和P等介于以上两组元素之间,表现为部分受陆源碎屑物含量控制,部分受成岩作用影响。研究表明,灰岩与泥灰岩韵律互层形成的原因主要是由于碳酸盐物质的沉积速率变化所致,成岩阶段的压溶作用加大了两者的差异,但这种差异只表现在于碳酸盐物质与酸不溶残余物的比例上,而地球化学组成没有本质区别。     

古代碳酸盐岩台地自生泥质组分成因及意义

台地泥质组分沉积记录了源—汇过程和环境演化等沉积学领域信息,可作为古气候和古环境重建的重要载体。然而,利用沉积物中的泥质组分进行古气候和古环境恢复时仍存在相当大的复杂性和局限性。鉴于此,笔者以上寺剖面中二叠统茅口组为例,通过研究该层位富泥质组分灰岩—泥灰岩韵律的宏微观形貌学和矿物学特征,发现其泥质组分主要由成岩黏土矿物海泡石构成,其次为少量滑石和蒙脱石。基于前人认识,进一步运用电子探针和激光原位元素地球化学分析手段,综合认为海泡石中镁元素来源于继承海水的孔隙水以及亚稳定矿物的转化释放,硅元素可能来源于上扬子台地的同沉积期断裂热液。此外,滑石主要形成于海泡石埋藏过程中的成岩转化,蒙脱石可能也具有类似成因,但不排除有少量蒙脱石来源于火山物质的海底改造。结合区域资料,华南中二叠统浅水碳酸盐台地上广泛发育自生成因（早期成岩作用和埋藏成岩作用）泥质组分。因此,在利用泥质组分来恢复古环境的时候,需要谨慎识别其成因,这将有利于提高沉积旋回识别和环境解释的准确性;另一方面,对自生成因泥质组分进行专门研究,在成岩过程以及成岩地球化学信号识别上也具有参考价值。     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组成岩作用特征

通过对研究区16口钻井15条剖面数百片岩石薄片的详细鉴定,结合沉积史和区域地质特征,综合分析了主要目的层马家沟组的成岩作用类型及其特征。马家沟组储层的岩石类型主要为石灰岩和白云岩。石灰岩类型多样,主要有泥晶—微晶灰岩、微晶—亮晶颗粒灰岩及云斑灰岩等;白云岩以泥晶—微晶白云岩为主。主要的建设性成岩作用为白云石化作用和溶蚀作用;不利的成岩作用主要有重结晶、压实压溶、去白云石化、膏化等作用。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地南部的成岩作用演化序列。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系成岩作用研究

玉北地区奥陶系是塔里木盆地海相碳酸盐岩油气勘探的重要目的层和产层。通过观察岩石薄片和铸体薄片,结合岩心观察、扫描电镜、阴极发光,辅以地化资料等,对玉北地区奥陶系成岩作用进行研究,认为:玉北地区奥陶系的主要建设性成岩作用有岩溶、白云化、重结晶和溶蚀作用等,破坏性成岩作用有压实-压溶、胶结、硅化和充填作用等,此外,还有去白云化、褐铁矿化、泥晶化等对储集性能影响极小的成岩作用,可划分为同生成岩阶段、早—晚成岩阶段和表生成岩阶段。     

哈萨克斯坦Zanazor油田石炭系KT Ⅱ碳酸盐岩层成岩作用与孔隙演化

石炭系KT Ⅱ碳酸盐岩层是扎纳若尔油田的主要勘探开发层之一,研究成岩作用对储层孔隙演化的影响具有重要意义。在薄片观察及碳氧同位素、阴极发光、流体包裹体等地化分析的基础之上,阐明了研究区KT Ⅱ碳酸盐岩层的主要成岩作用类型、成岩序列及其对孔隙演化的影响,并得出如下结论：(1)对储集物性有明显影响的成岩作用主要包括压实-压溶作用、胶结作用、溶蚀作用及破裂作用等;(2)划分出滩相亮晶颗粒灰岩和潮坪相灰泥石灰岩两类成岩演化模式及孔隙演化模式,前者可细分为亮晶有孔虫石灰岩和亮晶砂屑鲕粒石灰岩成岩及孔隙演化模式两种亚类;(3)成岩作用是储层储集物性的主控因素之一,岩石类型(受沉积微环境的控制)的差异决定着不同早期成岩响应,进而影响后期成岩改造,并控制着差异性储层的形成。因此,在沉积基础之上的成岩改造对储层储集性能差异性分布具有同样重要的控制作用。     

塔中82井区层间岩溶成因探讨

在对塔中82井区颗粒灰岩段进行储层预测研究过程中发现：颗粒灰岩段与上覆泥质条带段之间的层面存在波形异常,这种波形异常区与叠前地震预测的AVO属性异常区非常吻合。首先基于碳～氧同位素研究结果,推测塔中82井区的成岩作用属于海水成岩及埋藏成岩作用;其次在地层水资料分析基础上,认为在泥质条带段中,丰富的有机质在热演化过程中形成有机质的CO2及有机酸,导致地层水为弱酸～弱碱性。酸性地层水在埋藏成岩作用下,对颗粒灰岩段顶面进行溶蚀作用,导致塔中82井区颗粒灰岩段顶面岩溶顺层分布,可能是该区一种新的储层成因类型,这种新的储层类型在岩芯及薄片观察均可得到相应证明。颗粒灰岩段顶面的层间岩溶模式研究,因其储盖配置关系优越,分布面积广的优势弥补了厚度薄的不足,可以扩大塔中82井区勘探成果。     

中韩第五次《东北亚地壳演化》学术研讨会在北京举行

新疆天山东部广泛发育晚石炭世碳酸盐岩隆。这些岩隆主要为生物丘,少数为生物滩及与岩隆有关的生物层,其中生物丘含大量灰泥和内碎屑。基本岩石类型为泥粒状灰岩、粒泥状灰岩、粒泥状－泥粒状灰岩,少量岩石类型包括颗粒岩、骨架岩和障积岩。成岩作用是碳酸盐岩隆发展演化的重要阶段和过程,在生物丘内,已经识别出四种重要的胶结物,即球粒泥晶、纤状方解石、放射轴状方解石和粒状方解石。尽管缺失典型的造礁生物,但通过岩石类型研究和微相分析,认为碳酸盐岩隆的形成主要取决于生物作用及古环境格局。本区碳酸盐岩隆可以同欧洲瓦尔索坦的岩隆对比     

华庆油田长8_1砂岩储层成岩相特征

在大量样品测试数据与图像的综合分析基础上,通过沉积环境和沉积框架下系统地定性分析与定量描述研究区长81砂岩储层成岩环境、成岩作用类型、成岩阶段及演化模式,认为研究区长81储层现今成岩阶段处于中成岩A期—B期的早期;在不同成岩期次的建设性与破坏性成岩作用过程中砂岩骨架颗粒的几何特征、压实过程中颗粒的错位现象、胶结作用以及次生孔隙发育特征控制着储层孔隙演化,进而控制着储层物性和渗流特征。基于上述研究,以砂体胶结物类型与孔隙演化特征标定建设性与破坏性成岩作用并划分出绿泥石衬边残余孔-溶蚀相、高岭石+伊利石胶结残余孔-溶蚀相、绿泥石胶结溶蚀相、伊利石胶结弱溶蚀相、强压实-碳酸盐+伊利石胶结相5个成岩相组合单元。室内实验对成岩相单元的定性分析与定量描述具有一致性以及与储层建设性与破坏性成岩作用演化的吻合性,有效地表征了成岩作用演化对砂岩储层的影响。     

鄂尔多斯盆地彭滩-杨井地区长2储层的成岩作用

彭滩-杨井地区长2主力层砂岩岩石学、成岩作用、孔隙类型研究表明：该区长2储层岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,成分和结构成熟度均较低,主要经历的成岩作用有压实作用、胶结作用、交代作用和溶解作用。根据砂岩成岩作用特征,结合其埋藏深度、岩石古地温、有机质成熟度等分析资料及岩石结构、孔隙类型特征,长2主力层主要处于晚成岩A期成岩阶段。     

长庆白豹油田低渗透储层成岩作用及成岩储集相研究

本文依据铸体薄片、电镜扫描、镜质体反射率、有机质成熟度等分析化验资料并结合岩石学特征,研究了长庆白豹油田长3、长4+5油层组的主要成岩作用,认为主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和烃类侵位作用,而压溶作用不显著,总体上以破坏性成岩作用为主。总结了各成岩阶段的特征,建立了成岩演化序列。采用遗传神经网络算法求取成岩储集相参数,确定了A、B、C、D四种成岩储集相类型及其平面展布。