碳酸盐矿物阴极发光性的控制因素分析

碳酸盐矿物的阴极发光性主要受其Mn²⁺和Fe²⁺含量,以及Mn²⁺/Fe²⁺值的综合控制,但Mn²⁺/Fe²⁺值的控制作用强一些。研究中充填裂缝的方解石胶结物样品主要采自北京西山寒武系和奥陶系的碳酸盐岩地层中。此外,还从北京石花洞中采集了现代溶洞的石笋样品。样品的阴极发光强度可分为不发光、暗、中等和亮,阴极发光颜色也相应地分为不发光、橙红色、橙黄色和亮黄色。通过对野外露头样品进行电子探针研究,测定其中的Mn²⁺和Fe²⁺的含量,并结合样品的阴极发光颜色和强度,得出Mn²⁺含量要在0.01%以上,Fe²⁺含量至少在0.8%以下,Mn²⁺/Fe²⁺在0.05以上,方解石胶结物才能发光。经研究发现,充填裂缝中方解石胶结物的阴极发光性与Mn²⁺和Fe²⁺含量,以及Mn²⁺/Fe²⁺值之间存在如下关系:不含Mn²⁺,Fe²⁺微量,Mn²⁺/Fe²⁺为0时,不发光;0.052+/Fe²⁺<0.2时,发光强度暗,发光颜色为橙红色;0.22+/Fe²⁺<2时,发光强度中等,发光颜色为橙黄色;Mn²⁺/Fe²⁺>2时,发光强度亮,发光颜色为亮黄色。     

鄂尔多斯盆地西南部长8油层储层主控因素及分布规律

为明确鄂尔多斯盆地西南部延长组长8油层有利储层的分布特征、控制因素和分布规律,利用岩矿鉴定、孔渗测试、压汞、扫描电镜和图像分析等方法,对延长组长8油层开展储层物性、孔隙结构和成岩相等研究。结果表明：孔隙类型主要为残余粒间孔、长石溶蚀微孔、筛状孔和铸模孔等;储集空间组合类型包括粒间孔+溶蚀孔、粒间孔+充填/胶结残余微孔、溶蚀孔+充填/胶结残余微孔等3种;延长组长8油层孔隙度为5.60%～17.10%,平均为9.60%,渗透率为(0.10～7.57)×10^-3μm²,平均为0.66×10^-3μm²,属于低孔低渗储层。储层发育受压实作用、胶结作用、溶蚀作用控制,每种成岩作用影响存在差异,其中储层质量与长石溶蚀、绿泥石包壳发育程度呈正相关,与塑性岩屑含量、碳酸盐胶结程度呈负相关;岩石通常为中等压实。最终基于压实程度、次生矿物和孔隙类型划分4种成岩相类型,其中中等压实-自生绿泥石膜+石英增生-粒间孔成岩相带属于有利储层发育区。     

微生物介导碳酸盐矿物合成过程中溶液pH值及主要阳离子变化及其地质意义

微生物介导碳酸盐矿物沉淀为“白云岩”问题的解决带来了希望。本次研究利用好氧、中度嗜盐细菌,在Mg²⁺/Ca²⁺值分别为3,5和7的溶液中合成碳酸盐,记录了每隔24 h溶液中的pH值,并取样分析了溶液中主要阳离子的变化情况。了解溶液pH值和阳离子变化,有利于我们了解微生物作用下碳酸盐矿物形成的过程,对理解微生物作用下碳酸盐的形成机制具有重要意义。实验结果表明,合成的矿物主要为一水碳酸钙、方解石及原白云石。3种溶液的pH值在前4 d均明显降低,溶液整体呈酸性,4 d后溶液pH值降低的趋势减缓,10 d后溶液pH值缓慢上升,呈近中性或弱碱性。Ca²⁺,Mg²⁺均呈现先下降后略微上升的趋势,Ca²⁺,Mg²⁺后期略微上升可能是由于细菌活性降低后不再消耗Ca²⁺,Mg²⁺,溶液中的H⁺,Na⁺和K⁺等阳离子在阳离子交替吸附的作用下替换出了一部分吸附在培养基上...     

中太平洋富钴锰结壳水羟锰矿研究

采用场发射电镜（JSM-6700F）和透射电镜（JEM-2000FX）研究了富钴结壳中水羟锰矿的形态和结构。结果表明:水羟锰矿单体片径一般为30～50 nm,集合体成片状或鳞片状;获得了水羟锰矿d=0.142 9 nm的单晶和三连晶电子衍射结构;水羟锰矿中Fe³⁺、Co³⁺、Ni³⁺为高自旋态离子,Co³⁺、Ni³⁺、Cu³⁺易与Mn⁴⁺形成类质同像置换,部分Fe³⁺与Mn⁴⁺可能存在有限的类质同像置换,置换反应为3 Mn⁴⁺=4Co³⁺（Ni³⁺、Cu³⁺、Fe³⁺）,体系总电价平衡。     

湖相浊积砂岩单砂层厚度对碳酸盐胶结物及储层质量的控制——以渤海湾盆地惠民凹陷沙三上亚段为例

渤海湾盆地惠民凹陷商853区块沙三上亚段(E₂s₃^s)广泛发育深湖相浊积岩，砂泥岩薄互层发育，储层非均质性强。综合利用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜及图像分析、阴极发光和电子探针等测试手段对商853区块储层岩石学及矿物学、成岩作用和储层物性等进行研究。结果表明，商853区块沙三上亚段砂岩主要为灰、浅灰色或灰褐色长石岩屑砂岩、岩屑砂岩，以“贫长石、富岩屑”为特征，碳酸盐胶结物含量较高，发育含铁白云石、方解石、铁白云石。砂岩储层储集空间主要为粒间溶孔及岩屑粒内溶孔，孔隙度介于3.65%～18.09%,平均值为12.87%,主要分布于10%～15%,占比为43.9%;渗透率介于0.009×10^-3μm²～5.460×10^-3μm²,平均值为0.99×10^-3μm²,主要分布于0.1×10^-3μm²～1.0×10^-3μm²     

牡丹江市主城区第四系地下水主要离子特征与成因分析

以牡丹江市主城区为研究区,对该区采集的24组第四系地下水样品中常规离子进行检测和分析,利用数理统计、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等方法识别地下水主要离子成因。结果表明,研究区第四系地下水中主要离子含量变化均具有较强的离散性,阴离子平均浓度HCO₃^->SO₄^2->Cl^-,阳离子平均浓度Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,地下水整体为淡水,呈中性偏弱酸性,水化学类型以HCO₃—Na·Ca型水为主;水中的化学组分主要来源于岩石风化溶解,其中,Na⁺和K⁺主要来源于硅酸盐矿物的溶解,Ca²⁺和Mg²⁺主要受碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐矿物风化溶解作用共同控制,同时水中阳离子间存在一定交换作用。     

藏北羌塘盆地羌资5井二叠系碳酸盐岩储层特征及影响因素

羌资5井位于藏北羌塘盆地,该井钻遇二叠系龙格组及展金组。储层主要是龙格组及展金组中的碳酸盐岩,其主要岩性是微晶灰岩、粒屑灰岩、生物屑灰岩、角砾灰岩以及粉/细晶白云岩。储集空间主要为孔隙,另发育裂缝。孔隙可分为粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔及晶间溶孔、沿缝合线发育的溶孔;裂缝可分为构造缝、压溶缝和溶蚀缝。物性数据显示,孔隙度变化范围在0.3%~2.3%,平均值为1.31%;渗透率变化范围在(0.0034~0.0062)×10^-3μm²,平均值为0.0044×10^-3μm²,储层评价为差。影响碳酸盐岩储集物性的因素主要是成岩作用和构造作用。有利成岩作用主要是压溶作用、溶蚀作用、白云石化作用;不利的影响因素是压实作用、胶结作用、重结晶作用、硅化作用等。     

塔河地区鹰山组灰岩白云石化成因及其对储层的影响

白云石化是碳酸盐典型的成岩作用类型之一,中-下奥陶统鹰山组浅海碳酸盐岩是塔河地区重要的含油气储层,普遍发育多种类型的白云石化作用。本文针对塔河地区鹰山组灰岩中沿缝合线分布这一特定类型的白云石化进行了研究。岩石学基础上的阴极发光分析、⁸⁶Sr/⁸⁷Sr比值以及δ¹³C-δ¹⁸O 的研究表明,这种类型的白云石化发育于相对还原的浅埋藏成岩环境,孔隙中的残留海水是主要的白云石化流体来源,碳酸盐矿物(主要是高镁方解石)稳定化过程中释放的Mg²⁺ 可能是白云石化主要的物质来源,而埋藏过程中逐渐升高的温度一定程度上也促进了白云石化的发生。成岩流体及Mg²⁺ 有限的供给量限制了白云石化作用的整体规模。显微结构与岩石物性分析表明,该类白云石化对储层物性参数的绝对贡献相对有限,但可能成为小规模油气运移以及深部热流体活动的潜在通道。     

利川龚家垭口三叠系飞仙关组储层成岩作用及孔隙演化

近年来,四川盆地环开江-梁平海槽区域飞仙关组滩相储层油气勘探取得了重大突破,指示了良好的勘探前景,对鄂西海槽西侧地区滩相储层的勘探具有借鉴意义。重点分析鄂西海槽西侧地区下三叠统飞仙关组储层成岩作用及孔隙演化,从利川龚家垭口剖面野外地质观察及野外岩样薄片观察入手,结合阴极发光分析、激光微区LA-ICP-MS微量元素分析及⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素分析等技术手段,明确了龚家垭口飞仙关组滩相储层成岩作用类型及孔隙演化特征。认识如下：(1)研究区储层主要分布在飞二段顶部及飞三段,储集岩以台地边缘颗粒滩沉积的残余砂屑(鲕粒)白云岩,云质鲕粒灰岩、砂屑灰岩及鲕粒灰岩为主,局部发育晶粒白云岩,储集空间类型主要为粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、晶间溶孔和铸模孔等;(2)研究区飞仙关组储层成岩作用总体可分为两类,一类是以胶结充填作用、压实压溶作用为主的破坏性成岩作用,另一类是以溶蚀作用及白云石化作用为主的建设性成岩作用,储层段白云石化模式为较局限环境下的同生—准同生期渗透回流白云石化模式,白云石化流体为高盐度局限海水,同时存在大气淡水的参与;(3)研究区颗粒...     

砂西油田低渗透储层成岩储集相及储集空间演化模式

综合应用取心井的岩石铸体薄片、图像分析、扫描电镜、电子探针能谱、阴极发光、粘土矿物X衍射分析和镜质体反射率等实验测试资料,研究了E₃¹储层的成岩作用、成岩演化序列和成岩阶段划分。通过分析低渗透储层成岩作用对储集物性的影响,认为造成本区储层砂岩较低渗透率的主要成因机理是成岩期各种自生矿物的充填和胶结作用。根据成岩作用及其特有的储集空间组合,将E₃¹储层划分为4种成岩储集相类型:A相——不稳定组分中强溶解次生孔隙成岩储集相、B相——中等胶结中强压实残余粒间孔成岩储集相、C相——碳酸盐强胶结成岩储集相、D相——早期硬石膏强胶结成岩储集相。详细阐述了低渗透储层中各类成岩储集相的特征及其形成机制,并探讨了其储集空间类型及演化模式。     

湘中南华系大塘坡组锰矿地球化学特征及其意义

湘中湘潭盆地大塘坡组锰矿是湖南重要的锰矿基地。盆地内发育一组NNE向同沉积断裂,形成了一系列凹陷带（断陷槽）,控制了沉积岩相的分布,锰矿主要产于盆地凹陷带的黑色页岩夹碳酸锰矿微相内。矿石中Co、Zn、Pb、Mo和Ba等元素丰度较高,Co/Ni、SiO2/Al2O3、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Fe+Mn+Al)比值以及Co/Zn-(Cu+Ni+Co)和Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)图解都揭示锰矿成矿过程中有海底热水的参与;稀土元素分布模式、Ce、Eu异常表示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征;碳同位素结果显示出富集碳的轻同位素的特征,反映了湘中地区锰矿中碳同位素热水沉积的特征;氧同位素计算古温度为湘中地区锰矿的低温热水沉积成因提供了有利的佐证。     

Geochemical Characteristics of Sinian Manganese Deposits in China

Sinian is one of the main periods of the formation of manganese deposits in China. Sinian manganesedeposits are mainly hosted in carbon-rich black shale and siliceous shale formed during the Sinian interglacial period. The composition of manganese ore is simple. The main ore mineral is manganiferous carbonates. The grade of manganese ore is about 16-25%, with Mn/Fe>5 and P/Mn=0.006-0.14. Based on the tectonic setting and geological and geochemical characteristics of manganese deposits, this paper discusses the process of migration and concentration of manganese and ore-forming conditions of Sinian manganese deposits in China.     

湘中地区奥陶系和震旦系含锰层中稳定同位素组成的沉积学新解释

湘中地区有中奥陶世和早震旦世两个重要的锰碳酸盐层。安化县附近的湘锰组含锰泥灰岩和锰白云岩的碳和氧同位素值分别为-2.69~-4.00‰PDB和-6.87~-14.04‰PDB。湘锰组MnCO₃有δ¹³C值-7.44~-13‰PDB和δ¹⁸O值-2.65~-13.03‰。磨刀溪组黑色页岩(中奥陶世)中的Mn-泥灰岩显示负的δ¹³C值(-1.7~-6.56‰PDB)和δ¹⁸O值(-11.67~-14‰PDB)。但结晶锰矿石有更高的负δ¹³C(-4.70%~-17.79‰PDB)和δ¹⁸O(-11.67~17.27‰)。本区存在三种锰碳酸盐岩C和O同位素演化趋势:(1)安化地区的锰灰岩为稳定的δ¹³C趋势;(2)湘锰组黑色页岩中的MnCO₃具有同步趋势:(3)中奥陶世黑色页岩中的锰矿石具有强烈反向趋势。碳成岩作用对锰碳酸盐形成过程中C和O同位素组成影响很大。湘锰组碳酸盐来源为非生物成因的海洋CO₂和SR至Me带的有机碳加入有关。磨刀溪组结晶锰碳酸盐的主要来源是热解脱羧基带(D)。δ³⁴S也为生物来源(-8~-27.49‰CDT)。Mn(%)品位与δ¹³C呈负相关关系。证据表明锰碳酸盐成因与海盆地缺氧事件和海底热水(喷气)沉积有关。     

贵州省松桃大塘坡组含锰岩系的形成环境分析

贵州黔东断裂坳陷带是我国重要的锰矿成矿区,发育了新元古代大塘坡早期富锰黑色页岩。一般认为,锰矿是氧化环境下沉积的MnO₂在早成岩过程中与有机质之间发生氧化—还原反应形成的;但最近研究显示,也有可能直接从缺氧海水中沉淀而成。本文对贵州省松桃县西溪堡锰矿区大塘坡组一段含锰岩系和大塘坡锰矿区铁矿坪锰矿床的大塘坡组一段含锰岩系中的样品,采用总有机碳、总硫、显微镜薄片鉴定、扫描电镜、电感耦合等离子体质谱等研究方法,探讨了大塘坡组一段的沉积环境,为锰矿成因提供新的线索。本研究分别提取和测试了碳酸盐矿物和残余物（主要为粘土矿物）微量元素、稀土元素的含量后发现,去除碳酸盐矿物后余样Sr/Ba比值为0.06~0.19、B/Ga比值为1.44~5.01,碳酸盐矿物成分中Y/Ho比值为16.18~29.78,均指示锰矿层沉积于Sturtian冰期后冰川消融而成的淡水—半咸水的环境。锰矿的稀土总量高,类似于大洋铁锰氧化壳的“帽型”稀土元素配分模式,具有Ce/Ce*正异常;氧化还原敏感元素双原子比U/Th比值为0.16~0.35、V/Cr比值主要为0.35~5.84、Ni/Co比值介于0.64~12.45。这些值中绝大部分都低于氧化—还原临界值,表明西溪堡和铁矿坪含锰岩系都沉积于氧化环境。于是,锰以氧化态形式（锰氧化物）从水沉淀下来,后期在成岩过程中被还原而形成碳酸锰矿床。

     

震旦纪地层黄铁矿硫同位素组成时－空变化特征及扬子地块与晚元古超大陆关系的论证

 扬子地区早震旦世时期沉积岩黄铁矿具有重的硫同位素组成,其δ¹⁴S值从早震旦世椿木组地层的24‰左右逐渐变得更正。在早震旦世扬子地区广泛沉积碳酸锰矿和黑色页岩的民乐组时期达到极正值+60‰,然后又降低至+16‰-+20‰。上述硫同位素组成的时-空变化特征支持了扬子地块属晚元古Rodinia超大陆的一个组成部分的假设。从晚震旦世早期陡山沱组底部开始,沉积岩中黄铁矿硫同位素的δ¹⁴SS出现负值,并继续降低至-27‰以下。早震旦世晚期-晚震旦世早期沉积岩中硫同位素组成特征反映了沉积盆地古海洋环境的剧烈变化,它与大约7亿年时Rodinia超大陆的解体以及扬子地块与其它大陆分离的地质推测相吻合。     

震旦纪地层黄铁矿硫同位素组成时－空变化特征及扬子地块与晚元古超大陆关系的论证

扬子地区早震旦世时期沉积岩黄铁矿具有重的硫同位素组成,其δ¹⁴S值从早震旦世椿木组地层的24‰左右逐渐变得更正。在早震旦世扬子地区广泛沉积碳酸锰矿和黑色页岩的民乐组时期达到极正值+60‰,然后又降低至+16‰-+20‰。上述硫同位素组成的时-空变化特征支持了扬子地块属晚元古Rodinia超大陆的一个组成部分的假设。从晚震旦世早期陡山沱组底部开始,沉积岩中黄铁矿硫同位素的δ¹⁴SS出现负值,并继续降低至-27‰以下。早震旦世晚期-晚震旦世早期沉积岩中硫同位素组成特征反映了沉积盆地古海洋环境的剧烈变化,它与大约7亿年时Rodinia超大陆的解体以及扬子地块与其它大陆分离的地质推测相吻合。     

湘中地区中奥陶统“桃江式”锰矿的成矿作用研究

湘中地区“桃江式”锰矿产于中奥陶统磨刀溪组斜坡相-盆地边缘相沉积之中。发育锰矿层１～２层,锰矿层具有粒序层理、平行层理、斜纹层、水平纹层及角砾状等构造,夹于深水低能的暗色泥岩之中,是一种碳酸盐重力流沉积。其形成受区域构造、岩相古地理、沉积事件及水介质物理化学条件等的影响。其沉积学和地球化学特征显示锰质主要由海底热水补给,是一种热水成矿作用的产物。     

重庆东北城口地区黑色岩系地球化学异常模式

重庆东北城口地区黑色岩系广泛发育,主要岩性有上震旦统到下武寒统的黑色碳质粉砂岩、含碳粉砂质板岩、含碳硅质岩等,在区内进行水系沉积物测量工作取得了良好的找矿效果.以区内的黑色岩系为重点研究对象,通过对样品分析数据的综合研究,指出了区内的主要成矿元素有Mn、V、Ag、Ba等,其中Mn主要富集在灯影组和陡山沱组中,V、Ag主要富集在鲁家坪组中,Ba则富集在巴山组中,初步确定了黑色岩系的地球化学异常模式,指明了区内黑色岩系的找矿方向.     

湘中奥陶纪锰矿带成矿特征及资源前景

湘中奥陶纪沉积锰矿带位于湖南省安化县、桃江县、宁乡县境内,呈近EW向展布,矿带内锰矿以质量好而著称。该成矿带的成锰沉积盆地受控于加里东期张性断裂系统,为一断陷盆地。盆地内发育一组NW向同沉积断裂,形成了一系列断陷槽,控制了沉积岩相的分布。锰矿主要产于盆地中心亚相的黑色页岩夹碳酸锰矿微相内。据矿带中锰矿的地质和地球化学特征以及微量元素和碳、氧、锶同位素组成,笔者认为,该锰矿属于热水沉积成因。综合对比表明,该成矿带具有良好的成矿条件和值得注意的资源潜力,有可能发展为大型锰成矿带。     

湘西震旦—寒武纪交替时期古海洋环境的恢复

前寒武纪至寒武纪的交替时期是地质史和生命史的重要转折。中国南方地区广泛发育了上震旦统、下寒武统的黑色岩系。文中运用沉积学和沉积地球化学的理论和方法对湘西黑色岩系的岩石类型、矿物组成、元素地球化学特征、干酪根的结构以及碳同位素的组成等方面进行了研究 ,讨论了黑色岩系的形成条件 ,恢复了震旦纪 /寒武纪地史转折期的古环境。研究认为 ,湘西地区在晚震旦世和早寒武世地史转折期的生物爆发和高有机质的产率是形成缺氧环境的重要因素之一。