湖北利川见天坝上二叠统海绵礁中的硅化作用

见天坝海绵礁发育于湖北省利川县见天坝(图1)上二叠统长兴组第二段。下伏地层长一段主要为盆地相黑灰色含泥质、有机质骨针和虫介屑粒泥岩与泥粒岩(即生物碎屑泥晶灰岩与泥晶生物碎屑灰岩),含燧石结核、团块以及条带,层内泥质纹层及不规则泥纹条带发育,底部含丰富的碳酸盐化的放射虫和海绵骨针,顶部厚10米的钙屑浊积岩是海绵礁的生长基底。     

贵州晚二叠世硅质岩类型及其沉积地球化学环境

本文根据岩性岩相、生物组合以及地球化学等特征,将贵州晚二叠世硅质岩划分为四种类型:灰岩中的结核状、条带状硅质岩;台盆或广海沉积的层状含放射虫、硅质海绵骨针硅质岩;局限潮下带中的层状海绵骨针硅质岩;台沟内的厚层状硅质岩。利用微量元素、总稀土和氧同位素等推算出灰岩中结核状、条带状硅质岩是后生交代形成;而台盆、广海沉积和局限潮下带的层状硅质岩是同生或准同生期形成;台沟中厚层状硅质岩则是热液成岩硅质岩。     

碳酸盐岩中燧石条带成因争鸣——以北京西山中元古界雾迷山组为例

北京地区中元古界雾迷山组主要由燧石条带白云岩、燧石结核白云岩、叠层石白云岩和少量含陆源粉砂质碎屑的白云岩组成,广泛出露于北京山区,厚度2000~3500 m。以雾迷山组为代表的大量中元古代硅质沉积物的物源和形成原因,一般教科书均认为层状燧石为生物成因,结核状燧石为成岩交代成因。笔者等在北京西山等地多次野外考察发现,剖面上的硅质条带或硅质结核（下一般称燧石席或硅胶席）。 燧石席内部常包裹或胶结有下伏白云岩的砾石并且因混有有机质等,表现为各种暗色或杂色。硅胶席在上覆白云质沉积物堆积之前与其周围的白云质灰泥和粒屑几乎同时形成,燧石透镜体与白云质沉积物之间存在着相互穿插、包裹的关系,但彼此之间边界清晰,无论是白云石粒屑还是硅胶席都没有任何被交代痕迹。因此,笔者等认为：燧石“结核”是硅胶聚集成席,再经压实、固化的结果,其浑圆状边缘是水下硅胶与沉积介质的相变面。硅胶固化作用是雾迷山组中原生燧石的唯一成因。在成岩重力压实过程中,连续分布的原生硅质沉积物会形成布丁或“结核”构造。白云质灰泥和粒屑的胶结速度与硅胶的固化速度之间存在着明显的差异,遇地震等外力作用,软的硅胶席会沿着弱固结的白云岩裂隙向上侵入或向下挤入,形成硅质脉。遇有后期的岩浆侵入或热变质作用的改造,硅质条带和硅质结核的成分和颜色会发生相应的变化,质地变纯,颜色由深变浅,但是仍然保留原生的层理或纹理,容易被误认为是成岩期或成岩后硅质交代碳酸盐矿物而成。     

广西合山煤田中的滨岸带海绵骨针岩及其地质意义

发育在晚二叠世合山组主采４煤层及其分层底板的硅质岩含有大量的海绵骨针，向陆过渡为黑色泥岩或具根化石的铝土质粘土岩，向海则相变为燧石灰岩，这种海绵骨针硅质岩为原生沉积成因，在沼泽化过程，炎热潮湿的气候及繁盛的植物使原先的沉积岩发生强烈的化学风化作用，由此产生的胶状ＳｉＯ２随地表水进入滨岸地带，与海水中带有正电荷的电解质发生化学反应，沉淀下来，而富含ＳｉＯ２的海水及极少陆源碎屑供给又为硅质海绵的生存提     

碳酸盐岩中燧石条带成因争鸣——以北京西山中元古界雾迷山组为例

北京地区中元古界雾迷山组主要由燧石条带白云岩、燧石结核白云岩、叠层石白云岩和少量含陆源粉砂质碎屑的白云岩组成,广泛出露于北京山区,厚度2000~3500 m。以雾迷山组为代表的大量中元古代硅质沉积物的物源和形成原因,一般教科书均认为层状燧石为生物成因,结核状燧石为成岩交代成因。笔者等在北京西山等地多次野外考察发现,二维剖面上的硅质条带或硅质结核在三维实体上实际上是透镜状或席状（下一般称燧石席或硅胶席）。 燧石席内部常包裹或胶结有下伏白云岩的砾石并且因混有有机质等,表现为各种暗色或杂色。硅胶席在上覆白云质沉积物堆积之前与其周围的白云质灰泥和粒屑几乎同时形成,燧石透镜体与白云质沉积物之间存在着相互穿插、包裹的关系,但彼此之间边界清晰,无论是白云石粒屑还是燧石席都没有任何被交代痕迹。因此,笔者等认为：燧石“结核”是硅胶聚集成席,再经压实、固化的结果,其浑圆状边缘是水下硅胶与沉积介质的相变面。硅胶固化作用是北京西山中元古界雾迷山组中原生燧石的唯一成因。在成岩重力压实过程中,连续分布的原生硅质沉积物会形成布丁或“结核”构造。白云质灰泥和粒屑的胶结速度明显快于硅胶的固化速度,遇地震等外力作用,软的硅胶席会沿着弱固结的白云岩裂隙向上侵入或向下挤入,形成硅质脉。遇有后期的岩浆侵入或热变质作用的改造,硅质条带和硅质结核的成分和颜色会发生相应的变化,质地变纯,颜色由深变浅,但是仍然保留原生的层理或纹理,容易被误认为是成岩期或成岩后硅质交代碳酸盐矿物而成。     

磷块岩中的硅质组分和硅质岩

磷块岩中存在着大量硅质组分和硅质层。硅质矿物以自生石英、硅质条带、燧石结核、硅质胶结物和硅质交代物的形式产出。硅质胶结物有四种结构形式,在剖面和平面上与其它成分胶结物有一定的演变关系。硅化作用有众多的宏观和微观形态,硅化结果使P_2O_5含量大大下降。盆地型磷块岩硅化作用的硅源可能来自海底火山活动,台地型磷块岩硅化作用的硅源主要与陆源水的混合有关。     

一种特殊类型硅质岩的特征与成因研究

浙江江山晚石炭世藕塘底组上段发现一种较为特殊的硅质岩。该类岩石呈白色、黄白色,夹于浅海相黄白色长石石英砂岩、粉砂岩和砾岩中。其显著特征是,岩石具残余生物碎屑结构,见大量腕足类、海百合茎、珊瑚等钙质生物假象,主要为mm级完整个体,密集堆积。生物已完全硅化,但内部组构清晰可辨。常见由多个微晶石英交代的自形细晶白云石假象以及碳酸盐交代残余。岩石质地较轻,具大量圆形、菱形和不规则状孔隙,系由海百合茎等生物碎屑、白云石(或钙质成分)风化淋滤流失造成空洞所致。岩石属于交代成因,原岩可能为亮晶(或微晶)生物碎屑灰岩,为潮下浅滩沉积产物。岩石硅化前曾发生过白云化作用。地球化学特征表明,硅质来源于正常地下水,无热水或火山硅质来源的迹象。笔者将这类硅质岩取名为“钙骨假象燧石岩”。     

四川地区上二叠统吴家坪组条带状硅质岩成因分析

四川盆地上二叠统吴家坪组条带状硅质岩分布广泛,所含生物主要为体小壳薄的有孔虫、介形虫、腕足类、双壳类等,缺乏放射虫,偶见海绵骨针.显微薄片显示,生物屑多被硅化,见残余方解石碎屑.MnO/TiO2值平均为4.5,Al-FeMn判别图解多数样品落干Ⅰ区,Co/Ni值平均为0.127,稀土元素总量平均为1.4778×10-6...     

鄂西宜昌地区寒武系水井沱组页岩生物成因硅特征及其对页岩气富集的影响

通过对鄂西宜昌地区寒武系岩家河组—水井沱组页岩进行高分辨率样品采集,利用总有机碳(TOC)含量、主量元素分析、氦孔隙度等定量分析和透反射光显微镜、阴极发光显微镜等定性分析相结合的方法,研究了水井沱组黑色岩系生物成因硅的纵向变化特征及其与页岩气富集的关系。结果表明：寒武系底部岩家河组和水井沱组上部贫有机质层段过剩硅含量低,未见明显生物碎屑痕迹,几乎不含或含少量自生成因石英,而水井沱组富有机质层段存在较多生物成因硅,具有明显的分段性(一段、二段)且硅质来源明显不同。富有机质层段底部(一段)过剩硅含量高,为4.44%～24.97%,平均值为16.76%,受钙质夹层的影响波动较大,生物成因硅占比高,受陆源碎屑影响小。生物碎屑类型主要为硅质海绵骨针,还有少量絮状硅质聚集体,骨针腔体和硅质聚集体粒间孔中可见有机质。而富有机质层段中上部(二段)过剩硅含量相对一段明显降低,为7.13%～20.47%,平均值为13.66%,受陆源碎屑影响更大。生物碎屑类型主要为放射虫、纺锤状硅质聚集体和海绵骨针,可见有机质与这些生物成因硅和陆源碎屑共生在一起。在整个富有机质层段,TOC含量与总硅含量无明显关系但与过剩硅...     

白令海表层沉积物中硅质生物的变化及其环境控制因素

中国首次北极科学考察在白令海采取了12个表层沉积物样品, 其中对硅质生物和陆源碎屑的详细研究发现, 它们主要由硅藻、放射虫和海绵骨针组成.其中, 硅藻在样品中的丰度均占绝对优势, 高出放射虫和海绵骨针一个数量级.它们与环境控制因素关系的分析表明, 硅藻、放射虫和海绵骨针丰度的高低及其保存程度与深度、温度、盐度和受大规模季节性气候变化控制的表层海水的高营养和高生产力, 以及陆源物质输入的变化密切相关.这一研究结果对白令海第四纪的古气候与古海洋学研究具有十分重要的意义.      

中上扬子地区五峰组—龙马溪组硅质页岩的生物成因证据及其与页岩气富集的关系

利用X射线衍射和扫描电子显微镜及能谱仪开展了岩石特征、矿物组成、微观结构特征和元素与矿物成分分析,研究了中上扬子地区五峰组—龙马溪组下段富有机质硅质页岩的成因及其与页岩气富集的关系。五峰组和龙马溪组下段硅质页岩中的脆性矿物石英含量较高,多在45%以上,最高达88%,而黏土矿物含量较低;少数页岩样品黏土矿物含量较高,同时碳酸盐矿物含量也较高,石英含量则较低。显微镜下发现富含石英的硅质页岩中大多存在大量团块状生物碎屑,并作为骨架颗粒与其他矿物基质胶结在一起,结构致密,而富含黏土矿物的页岩则多具水平层理和纹层理,未见生物碎屑。进一步的显微分析发现,富含石英的硅质页岩中的生物碎屑具有清晰的外形轮廓和圈层状生长结构及放射状针刺结构,显示出明显的硅质生物放射虫的形貌特征,且主要由硅和氧两种元素组成的能谱分析结果证实了确属放射虫。多种元素的面分布特征进一步反映出陆源物质的输入较少,而且海底的热液活动也极为有限的特征,指示页岩中硅质主要来源于放射虫生物骨架,为该段硅质页岩的生物成因提供了充分证据。放射虫大量发育的基本条件是海水中营养元素-溶解态硅富集,浮游藻类在该环境下易于大量勃发,高的初级生产力条件为硅质页岩中有机质的富集奠定了重要物质基础。放射虫成因的硅质页岩还有利于页岩中原生无机孔隙和次生有机孔隙的保持和保存,对页岩气的富集有极为重要的控制作用。     

东营凹陷古近系孔店组成岩特征及对储层的控制

通过岩石薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、物性分析等资料,对东营断陷盆地古近系孔店组成岩作用进行研究。结果表明:原始碎屑组分和化学沉积分异作用引起的早期胶结物性质决定了后期的成岩演化;典型成岩现象有强烈压实作用、硬石膏胶结、多期次碳酸盐胶结、多期次粘土矿物胶结、硅质强烈胶结、矿物强烈穿插交代、碎屑颗粒和胶结物的溶解作用,各种成岩现象对深部碎屑岩储层均产生重要影响。同时也证实:压实作用是引起深部碎屑岩强烈致密化的主要原因;硬石膏胶结、碳酸盐胶结和硅质胶结是引起致密化的又一重要原因;长石、碳酸盐胶结物的溶解作用是引起该地区储层改善的主要成岩因素。      

层状硅质岩沉积环境研究的一种新方法（酸溶蚀法）──兼论武昌地区孤峰组沉积环境

武昌地区孤峰组硅质岩主要包括放射虫岩、海绵骨针岩和微晶硅质岩。将这些岩石样品浸入氢氟酸（５—１０％）中１２—２４ｈ，可见清楚的沉积构造。孤峰组上部具丰富的放射虫化石，发育块状层理、条带状层理和三分层理，形成于深水盆地环境；下部具丰富的海绵骨针，发育滑塌构造、粒序层理、水平层理、波状层理，形成于较深水斜坡环境。     

广东曲江-仁化地区早二叠世“当冲层”的放射虫岩

放射虫岩是指主要由放射虫壳体堆积的一种“化学-生物化学岩”。放射虫吸收海水中的硅质组成以含水的SiO₂为成分的壳体。在放射虫岩中,常常还有海绵骨针和硅藻等生物遗迹。卡洛瑞（Carozzi,A.V.1960）把已发现的放射虫岩分为四种:砂质放射虫岩、钙质放射虫岩、铁质放射虫岩（红放射虫岩）和炭质放射虫岩（黑放射虫岩）。实际上放射虫岩主要是硅质为主。广东曲江-仁化地区早二叠世“当冲层”的放射虫岩是一种硅质放射虫岩,本文试就其成因、古地理环境的变迁及与成矿和古构造活动的联系作一初步探讨。     

安徽巢湖地区中二叠统栖霞组灰岩中燧石成因

安徽省巢湖地区中二叠统栖霞组以发育一套滨海沼泽－浅海碳酸盐台地环境为主的细碎屑岩至碳酸盐岩沉积建造为特征,灰岩中常见结核状及条带状燧石。燧石多为椭球状和串珠状,部分燧石与灰岩间发育宽约0.5 cm的过渡带。镜下观察灰岩为微晶生物碎屑灰岩;过渡带也多由微晶方解石组成,多数钙质生物壳体被石英充填或半充填,扫描电镜下可见方解石微溶、石英充填溶孔的现象;燧石主要为隐晶及微晶石英,生物碎屑类型与灰岩中基本一致,且多被石英交代。岩石学特征表明死亡的生物在腐烂降解过程中形成的有机酸抑制了碳酸钙的沉淀,并使部分生物碎屑及灰泥发生溶蚀,胶质二氧化硅沉淀,形成燧石结核。燧石中w(Al)/w(Al+Fe+Mn)平均值为0.63,远大于热水沉积硅质岩的最大值0.35;Fe/Ti平均值为9.5,小于热水成因的最小值20;Al-Fe-Mn三角图投点位于非热液成因区域;燧石中Al₂O₃含量平均值为0.20%,远高于MgO、Na₂O、K₂O的含量。分析认为,该区燧石结核的二氧化硅可能来源于陆源物质。     

黄骅坳陷三马地区中-深部储层成岩作用及主控因素分析

黄骅坳陷三马地区储集岩样品的显微特征及成岩矿物的组合关系分析结果表明，三马地区下第三系中深层储层主要处于晚成岩A期，成岩现象包括石英、长石的次生加大、碳酸盐矿物胶结作用、矿物交代作用、溶解作用和粘土矿物转化作用等。其中石英次生加大于2700m左右开始出现，随埋深增大，石英增生加强；长石次生加大现象不十分普遍；碳酸盐胶结作用包括早期自生泥晶方解石胶结作用、连晶方解石和晚期白云石(或铁方解石)的胶结作用。在扫描电镜下可见到方解石与含铁方解石集合体充填在粒间孔隙中或与石英、钠长石及粘土矿物共生，白云岩多呈菱形粒状分布于粒间；常见的交代现象主要有方解石交代长石、石英及粘土矿物，粘土矿物交代长石、石英等；溶解作用主要有长石的溶解、碳酸盐颗粒的溶解和方解石胶结物的溶解等，粘土矿物的转化主要为蒙脱石、高岭石向伊利石(或绿泥石)转化。还讨论了储层岩相、岩性特征、孔隙水中有机酸含量、早期方解石的充填、烃类早期注入等因素对储层成岩演化的控制作用。     

湖北兴山早奥陶世沉积环境

兴山下奥陶统由西陵峡组、南津关组、分乡组、红花园组、大湾组和牯牛潭组组成。岩石类型包括泥晶灰岩、生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩、白云岩等,为一套典型的台地或沉没台地型陆表海碳酸盐沉积。颗粒灰岩在剖面中占绝大多数,其中,鲕粒灰岩、内碎屑灰岩和多数生物碎屑灰岩均为亮晶方解石胶结。鲕粒和砂屑的粒度参数和曲线分布特征说明,砂屑和鲕粒在形成过程中均经历了较强的水动力搬运或搅动。早奥陶世从西陵峡组沉积开始到牯牛潭组沉积结束,沉积环境经历了从局限台地潮坪环境到开阔台地再到浅海陆棚的演化。其中,潮坪环境包括云坪、灰坪、灰云坪等,而开阔台地环境为各种颗粒滩和生物礁。环境的演化反映了从早到晚海水逐渐加深的过程。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组重矿物的成岩作用

砂岩中重矿物在埋藏成岩环境中会发生溶蚀甚至形成新的重矿物胶结物。利用重矿物特征进行物源分析是鄂尔多斯盆地上三叠统延长组物源分析的最重要方法之一,但石榴子石、榍石和绿帘石这3种重矿物在成岩作用期间发生了明显的后生变化。研究表明,延长卡中石榴子石发生溶蚀形成粒内溶孔和刻面石榴子石,部分被方解石、绿泥石或硅质交代;见自生榍石晶体及榍石次生加大,且榍石的生长具有多期次性;见自生绿帘石晶体及绿帘石次生加大,部分绿帘石被绿泥石或硅质交代;相对稳定性强的石榴子石部分被溶蚀,而相对稳定性弱的碎屑状榍石、绿帘石并未见到溶蚀现象,这与以往研究中对于重矿物稳定性的认识是不一致的,希望能引起未来研究者的重视。     

大港探区中区下第三系砂岩碳酸盐岩胶结物与填隙物的成因机理

对大港探区下第三系砂岩和碳酸盐岩中胶结物和填隙物期次特征、来源、形成机理以及形成时代进行了地球化学研究。结果表明，石英次生加大边的硅质来自粘土矿物的转化、长石的溶解和热对流作用；寒武纪灰岩中的方解石脉来源于沉积时期的原生水的沉积，奥陶纪砂屑灰岩的胶结物来源于大气水成因，从而为有关古流体和古温压特征以及油气运聚规律的研究提供了重要的地球化学资料。     

致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化:以川西南上三叠统为例

致密砂岩储层成岩作用控制孔隙演化,并进一步决定相对优质储层分布。川西南上三叠统砂岩储层整体孔隙度小于6%,基质渗透率小于0.1×10-3μm2,属于典型致密砂岩储层。铸体薄片和储层流体包裹体综合分析表明,砂岩储层经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,储集空间以粒内溶孔、铸模孔和粒间溶孔为主。综合各成岩矿物共生组合关系,结合储层流体包裹体均一化温度,确定各成岩事件和成岩矿物形成相对顺序:压实作用→第Ⅰ期裂缝→第Ⅰ期伊利石胶结→第Ⅰ期石英加大→第Ⅰ期方解石胶结→第Ⅱ期石英加大、硅质充填→长石、岩屑溶蚀→绿泥石胶结或者伊利石胶结→第Ⅱ期方解石胶结→长石溶蚀作用→第Ⅱ期破裂作用→第Ⅲ期石英加大、硅质充填→第Ⅲ期碳酸盐胶结→碳酸盐交代长石和石英→第Ⅲ期构造破碎→晚期方解石和石英胶结成岩。镜质体反射率(Ro)及砂岩储层流体包裹体均一温度表明砂岩储层目前已达到中成岩A2期至B期,压实作用是储层致密化的最主要原因,造成孔隙度损失约27.5%,硅质和碳酸盐胶结作用仅损失孔隙度约5.3%。