冷水碳酸盐岩研究现状与展望

长期以来,海相碳酸盐沉积物被广泛认为是温暖浅海沉积环境中的产物,然而近年来国外研究表明,在冷水陆架环境中,也可以形成规模的碳酸盐沉积,即冷水碳酸盐岩。通过对大量文献的调研,综述了冷水碳酸盐岩的概念、地质特征、沉积模式等方面的研究进展,并展望了该研究领域未来的发展方向。研究表明,冷水碳酸盐沉积是指在(古)纬度约30°~35°以上的温带及寒带地区、温度约20℃以下的沉积水体中,或是在富营养的寒冷上升流水体中形成的碳酸盐沉积物或岩石,其沉积特征与暖水碳酸盐岩不同。冷水碳酸盐沉积物中的生物颗粒组合以底栖有孔虫、软体动物、苔藓虫等异养生物和钙质红藻为主,缺乏造礁珊瑚和钙质绿藻以及鲕粒、集合颗粒等非骨架颗粒,而且沉积物中灰泥基质含量较少,矿物成分以方解石为主,氧同位素较重,胶结作用弱,以破坏性成岩作用为主。冷水碳酸盐沉积形态以缓坡为主,波浪磨蚀和再沉积作用较强。古代冷水碳酸盐岩的沉积特征、识别标志及其作为储层的油气资源潜力尚处于探索阶段,仍需进一步深入研究。     

碳酸盐岩中的压溶组构及其研究意义——以陕南—川北地区二叠—三叠系碳酸盐岩为例

<正> 压溶作用是碳酸盐沉积物在成岩作用阶段始终都存在的极为重要的作用。碳酸盐沉积物(岩)经压溶作用所产生的组构,最常见的是缝合线,此外还有羽状晶(压力影)、“角砾”、“瘤状”、“层纹”等构造。本文拟通过对陕南—川北地区二叠—三叠系碳酸盐岩中压溶组构的野外观察和室内鉴定工作,对压溶作用在碳酸盐岩中所产生的一些组构特征及其与原生组构的区别加以综合论述。     

玉溪地区昆阳群大龙口组碳酸盐岩沉积环境初探

近年来,对碳酸盐岩沉积环境的分析已广泛展开,尤其在古生代及其以后的碳酸盐岩中相继建立了不少标准型沉积环境(相)模式,但对前寒武纪碳酸盐岩沉积环境(相)的研究则较少。为满足1∶5万玉溪、郭井、峨山、石屏幅区域地质调查对昆阳群大龙口组研究的需要,笔者观察了有关地层剖面的岩石标本和薄片,结合野外工作者提供的资料和前人成果,根据稳定产出的碳酸盐藻叠层石和原始红藻砂屑共生组合的现象,把大龙口组碳酸盐沉积物的沉积环境划分为:台地相区潮下低能带,台地边缘相区潮下高能带,内陆棚相区潮下低能带。     

碳酸盐岩中不同赋存状态有机质地球化学特征对比及对成烃的贡献

碳酸盐沉积物特殊的成岩机理和过程决定了有机质的复杂赋存状态,在碳酸盐岩中,除分散有机质外,还存在包裹体有机质。在包裹体有机质的提取过程中,当用6%(质量分数)的盐酸酸解碳酸盐矿物时,又将包裹体中的一部分有机质分离出(部分呈悬浮状态),本文定义为酸溶有机质I。对这三部分可溶有机质的含量、红外光谱、GC、GC-MS等分析表明它们的特征是不同的,并且分散有机质和包裹有机质在不同演化阶段对成烃的贡献不同。这为评价碳酸盐岩生烃潜力以及研究碳酸盐岩生烃机制和过程奠定了基础。     

深水碳酸盐与油气

近二十年来,通过对深水沉积水域的研究表明,在那里发育有大量的各种碳酸盐岩。由于深水碳酸盐岩与勘探和开发油气的新领域密切相关,所以已引起地质学家和石油地质学家的关注。深水碳酸盐沉积具有生油的有利物质和环境,同时又具有良好的储集体(宝塔礁、碎石石灰岩、浊积岩、远洋石灰岩)。与深水有关的硅质沉积物不仅是良好的储集体,而且也能生成油气。我国地质调查研究证明,显生宙也发育有深水碳酸盐岩,在油气调查勘探中应予注意。     

地下河水人工补给洞穴滴水、碳酸盐(钙)沉积特征及景观恢复探讨

岩溶旅游洞穴碳酸盐岩沉积物景观容易受到污染、风化,为了探讨受污损洞穴碳酸盐沉积物的修复方法以确保岩溶旅游洞穴的可持续发展,对广西桂林七星岩No.15支洞距洞口约150 m长洞段的滴水物化指标、现代碳酸盐岩沉积物进行了为期4年的监测分析。结果表明:（1）该洞段的滴水主要源于抽取地下河水的水柜渗漏及降水补给,地下河水和滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]在4个水文年中的变化趋势基本相同,雨季洞穴滴水电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]等显著降低,降雨稀释效应明显;（2）现代洞穴碳酸盐岩沉积具有明显的季节性变化,雨季洞穴滴水量/速率、碳酸钙沉积速率加快,最大沉积量达0.8 g／半月,洞穴入口约150 m长洞段快速滴水碳酸盐最大沉积量达2～4 g／半月,旱季碳酸盐沉积速率减少,最大沉积量仅为0.4 g／半月;（3）抽取岩溶地下水经由地表补给洞穴滴水可提高滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]及CaCO3饱和度,促使大量碳酸盐(CaCO3)快速沉积,实现对洞穴受风化、污染景观的修复,新沉积的碳酸钙(CaCO3)还可以将基岩裂隙和洞穴内破损、破裂的钟乳石重新“粘结”起来,利于洞穴的稳定性。      

桂林洞穴滴水与现代碳酸钙δ18O记录的环境意义--以桂林七星岩NO.15支洞为例

现代洞穴动态监测的一个先决条件就是为洞穴碳酸盐(CaCO₃)沉积物-石笋的各种替代指标的解译提供可靠的依据,充分利用现代碳酸盐(CaCO₃)沉积物的各种替代指标,并与现代器测气象资料进行相互对比、并用以校正,是精确或定量解释石笋气候替代指标的关键.
经对桂林七星岩15号支洞的5个滴水点进行了长达四个水文年(2008~2011年)的大气降水、洞穴滴水、现代碳酸盐沉积物的动态监测和研究,并探讨了洞穴滴水和现代碳酸盐(CaCO₃)的δ18O与降水δ18O的相关关系.研究表明,洞穴滴水和现代碳酸盐(CaCO₃)的年平均δ18O值非常接近降水的δ18O平均值,并具有与地表降水δ18O相同的变化趋势,反映了洞穴滴水和现代碳酸盐(CaCO₃)的δ18O主要来自大气降水的δ18O,即明显受控于降水的δ18O.在4个水文年中,现代洞穴次生化学碳酸盐(CaCO₃)沉积物的δ18O值与滴水的δ18O值记录的年内(或年际)变化或多年的变化趋势基本相同,表现出明显的四高峰(δ18O低值区)四低谷(δ18O高值区)的波动变化特征,具有明显的年际、季节性变化规律,显示具有雨热同季的特点.研究结果表明洞穴滴水和洞穴现代碳酸盐(CaCO₃)沉积物的δ18O可以记录当地或洞穴上方的气候变化信号,即现代碳酸盐(CaCO₃)沉积物的δ18O主要作为夏季风强度或降雨量的替代指标.     

国外沉积学期刊文献摘要选登

一、沉积在侏罗纪特提斯洋裂谷盆地(瑞士东阿尔卑斯)中的碳酸盐浊积岩序列沿未来的侏罗纪特提斯洋南部大陆边缘形成的盆地中的同裂谷沉积物,在瑞士东阿尔卑斯由厚达500m的碳酸盐浊积岩序列与生物浊积泥灰岩和石灰岩互层构成。在边界断层槽内没有海底扇;相反,作为线物源区的断层崖、不对称的几何形状以及盆地的演化决定了再沉积碳酸盐岩的分布。最丰富的再沉积物是生物的和岩屑的粒状灰岩和泥粒灰岩,其沉积构造具有广泛的从颗     

桂林泥盆纪碳酸盐台地的发育

桂林地区中、晚泥盆世大量发育的碳酸盐岩构成了一个东西宽近４０ｋｍ、南北长近８０ｋｍ的浅海碳酸盐台地，其岩相变化复杂，生物群落丰富。本文论述了碳酸盐台地形成各阶段的岩相和生物相特征，阐明了影响碳酸盐台地形成的因素，认为从滨岸碎屑环境变为成熟碳酸盐台地中间阶段的沉积物──混积岩及滩（补丁礁）和滩间沉积物在碳酸盐台地形成过程中不可忽视。     

氧、碳同位素组成与碳酸盐岩成岩作用

成岩作用是沉积物转化为变质岩之前这一漫长地质历史中一系列重要作用的综合。碳酸盐沉积物具有化学性质活泼、沉积速度较大、生物沉积作用明显,碳酸盐胶结物既易于形成也易被溶解和交代,及其成岩作用的多样性等特点,因而决定了碳酸盐岩成岩作用对岩石性质的影响远较其它岩类显著。     

碳酸盐矿物和碳酸盐岩天然热释光的实验研究

碳酸盐岩的天然热释光强度变化特征所表征的地质信息,是一个值得探讨的研究方向。通过对碳酸盐单矿物及其人工混合物和采自云南省三叠系个旧组的碳酸盐岩进行热释光实验研究,测定出①碳酸盐单矿物和碳酸盐岩的最优实验条件;②碳酸盐单矿物方解石和白云石热释光曲线形态;③碳酸盐单矿物人工混合物的峰形和峰值大小与其物质含量有关;④同一剖面的碳酸盐岩的天然热释光曲线各峰的强度变化趋于一致。     

中国海相碳酸盐岩层系油气勘探特殊性问题

中国至少有3 0 0×1 08t的海相碳酸盐岩油气资源量,是十分重要的勘探领域。在近5 0年的勘探历程中虽有塔河、普光等碳酸盐岩大油气田的发现,但探明储量仍然很低,这与勘探投入低有关,但更主要的原因在于中国海相碳酸盐岩油气地质的特殊性。经研究其特性可概括为7个方面:(1)碳酸盐岩层系形成于多旋回的叠合盆地;(2)碳酸盐岩层系时代老,埋藏深;(3)烃源岩具有多元、多期生烃;(4)储集层类型多、非均质性强;(5)圈闭类型多样,以隐蔽圈闭和复合圈闭为主;(6)油气藏改造、破坏严重,保存条件复杂;(7)油气藏分布复杂,预测难。要尽快实现碳酸盐岩油气探明储量的快速增长,缓解国内油气资源供需矛盾,必须加强碳酸盐岩油气富集与分布规律的理论研究和勘探技术攻关。文中将中国海相碳酸盐岩油气富集理论的研究凝练为三个方面的科学问题:(1)海相碳酸盐岩层系发育环境、构造演化及其对有效烃源岩的控制作用;(2)海相碳酸盐岩介质油气运聚机理;(3)海相碳酸盐岩层系油气多期成藏与保存机理;同时指出要加大碳酸盐岩地区的地震、钻井和测井等系列技术的攻关力度,以提高勘探的成功率。     

全球新元古代冰期的记录和时限

化学沉淀碳酸盐矿物在沉积后很容易受到各种作用的影响,其中最重要的是其在成岩阶段所经历的成岩作用。碳酸盐沉积物在成岩过程中主要受大气降水、海水和埋藏过程中孔隙流体的控制,经历一系列压实、溶解、矿物的多相转变、重结晶、胶结等成岩作用,逐渐转变为固结的岩石。在成岩过程中,由于孔隙流体与沉积流体之间的异同以及温度的变化,碳酸盐沉积物的原始矿物成分、地球化学特征可能会很好的保存下来,但在许多情况下,也可能会改变,从而使我们无法准确反演碳酸盐沉积物在沉积时水体的特征。因此,我们在应用碳酸盐岩重建相关古环境和古气候变化的时候,必须要通过有效的方法来对碳酸盐岩是否受到成岩作用的影响进行鉴定。     

华北地台中元古代碳酸盐岩中的微生物成因构造及其生烃潜力

华北地台中元古界主要由环潮坪石英砂岩、浅海碳酸盐岩和浅海—泻湖相暗色页岩3种沉积相组合构成,以陆表海浅水碳酸盐岩占主导。碳酸盐岩中除含有丰富的微古植物、宏观藻类和微生物建隆外,还发育大量的微生物成因构造(MISS)和微生物诱发的碳酸盐沉淀(MMCP)。微生物席和MISS构造在高于庄组上部(约1.6 Ga)和雾迷山组下部(约1.45 Ga)碳酸盐岩中尤为发育,表明活跃的微生物活动和高有机质产量。在石化微生物席中,发现有丝状、球状细菌化石和草莓状黄铁矿;围岩中发现有针状文石、花瓣状重晶石、放射状菱铁矿、铁白云石和葡萄状碳酸盐胶结物等多种自生碳酸盐矿物,指示甲烷厌氧氧化(AOM)导致的自生碳酸盐沉淀。中元古代的温暖气候和海洋分层、缺氧、硫化条件有利于微生物的高生产量和高有机质埋藏率。气隆构造和核形石状碳酸盐结核反映浅埋藏条件下活跃的成烷作用和甲烷排放,围岩和MMCP中富沥青质。华北地台中元古界富微生物席碳酸盐岩有良好的生烃潜力,有可能形成重要的烃源岩。据微生物席、MISS构造及MMCP的研究,初步估算华北地台中元古代碳酸盐岩的概略生烃潜力约为10×108t石油当量。     

碳酸盐沉积物的成岩作用

化学沉淀碳酸盐矿物在沉积后很容易受到各种作用的影响,其中最重要的是其在成岩阶段所经历的成岩作用.碳酸盐沉积物在成岩过程中主要受大气降水、海水和埋藏过程中孔隙流体的控制,经历一系列压实、溶解、矿物的多相转变、重结晶、胶结等成岩作用,逐渐转变为固结的岩石.在成岩过程中,由于孔隙流体与沉积流体之间的异同以及温度的变化,碳酸盐沉积物的原始矿物成分、地球化学特征可能会很好的保存下来,但在许多情况下,也可能会改变,从而使我们无法准确反演碳酸盐沉积物在沉积时水体的特征.因此,我们在应用碳酸盐岩重建相关古环境和古气候变化的时候,必须要通过有效的方法来对碳酸盐岩是否受到成岩作用的影响进行鉴定.     

层序地层学研究进展:国际层序地层学研讨会综述

结合"国际层序地层学研讨会"的相关内容,阐述了层序地层学理论和技术方法研究的进展;内容包括碎屑岩层序地层学(涉及海相、湖相、河流相等)、碳酸盐岩层序地层学、煤和其他沉积物层序地层学、层序地层标准化等领域的重要研究成果及其在常规油气与非常规油气勘探中的应用。最后指出了层序地层学未来的发展趋势,主要为研究方法标准化及应用地区特殊化,尤其要加强深水层序、碳酸盐岩层序、层序模拟等方面的研究。     

混合沉积、混积岩和混积层系的讨论

混合沉积是一种沉积机理特殊而又有重要意义的沉积现象 ,它是许多重要的沉积层控矿床的控矿层位。在陆源碎屑岩和碳酸盐岩的研究与应用已很成熟的今天 ,对广泛分布的混合沉积应该给予足够的重视了 ,它无疑将会对沉积动力学、古地理环境、地壳演变状态及相关成矿作用的研究提供新的思路和依据。最近 2 0多年来 ,已有一些学者对现代和古代的混合沉积做过不同程度的研究 (MountJF ,1984 ,1985 ;沙庆安 ,2 0 0 1;王国忠 ,2 0 0 1)。张锦泉等 (1989)认为 ,混合沉积可以是由碳酸盐与陆源碎屑结构混合组成的混积物和“纯”碳酸盐与碎屑沉积物的互…     

桂中合山组中的藻类及其环境分布

藻类在碳酸盐沉积物形成过程中起着十分重要的作用,藻类的组合特征、生态特征及磨蚀程度是较为灵敏的环境标志。桂中合山地区马滩、鹅滩一带晚二叠世合山组是一碳酸盐岩型含煤岩系,其中碳酸盐岩约占90%以上,含煤5~7层,碳酸盐岩中含有大量的化石及化石碎片,尤其是藻类。笔者对其中的藻类作了一些研究,本文就这些菜类的特征及其环境意义作一总结。      

江苏王港潮间带表层碳酸盐的沉积特征

利用容量法对江苏王港淤泥质海岸潮间带夏季表层沉积物碳酸盐的含量进行测定。结果表明，碳酸盐含量的空间分布呈现出由岸向海方向递减的大趋势；相关分析表明，总的碳酸盐含量与沉积物的平均粒径有比较显著的相关关系(α=0．01)；沉积物组分及粒径频率曲线对比分析表明王港潮间带表层沉积物碳酸盐主要富集于细颗粒部分，潮水沟系统和生物作用(尤其是有孔虫)加强了碳酸盐在细颗粒部分的富集。沉积物碳酸盐含量可以作为物源分析的一个指标，王港地区沉积物碳酸盐含量表明该地区沉积物主要来源于废黄河三角洲和现代黄河的输入，长江输入的沉积物较少。     

地质历史时期天然气水合物分解释放的地质地球化学证据

巨量天然气水合物广泛赋存于大陆坡海底和高纬度永久冻土带沉积物中,是重要的环境影响因素。有些地质历史时期发生的重大地质灾变可能是由天然气水合物分解释放甲烷引起的。持续时间短暂且显著的全球性海相和陆相碳同位素的负漂移、甲烷起源的极负碳酸盐岩碳同位素值(特别是δ¹³C<-40‰)、碳酸盐岩溶解、指示甲烷浓度异常的生物标志化合物、生物成因重晶石富集、类似冷泉碳酸盐岩发育的特殊沉积组构、海底垮塌及碳酸盐结晶扇(如文石)等是支持天然气水合物分解“假说”的主要证据。但这些证据还存在一定的局限性,该“假说”仍然存在较大的争论,因此需要进一步深入研究。