硅质碎屑砂岩中胶结物来源的新认识

分析了浅埋藏砂岩的成岩环境,并从岩石学、矿物学、同位素及质量平衡估算方面论证硅质碎屑砂岩中的胶结物主要来源于砂岩浅埋藏期间的地下水,进而分析浅埋藏带内地下水的流动机制及早期胶结作用对晚期成岩作用的影响。     

砂岩中石英胶结物的成因及其研究意义

次生加大石英胶结物是砂岩中最的胶结物之一。石英胶结物的时空分布表现在越年轻的地层石英胶结物的含量越少,随埋深增加石英胶结物的含量增加,而且盆地类型也是控制石英胶结物含量的一个不可忽视的因素。石英胶结物的硅质来源有很多种说法,但是区域上可能以某一种或某几种来源为主。影响石英胶结物沉淀的主要因素有温度流体的ｐＨ值等;而关于孔隙流动与硅质搬运和沉淀有三促假说,即：浅部地下水循环说、压实驱动流体高度集中说     

砂岩储层石英胶结物的SiO_2来源研究综述

石英胶结作用是导致砂岩储层致密的重要原因之一,目前关于石英胶结物SiO_2内部或外部来源尚无定论。关于石英胶结物SiO_2来源问题的研究较薄弱,尤其对非晶质SiO_2溶解来源和SiO_2外部来源的研究重视不足。本文在前人研究成果的基础上,重点探讨了致密砂岩储层中石英胶结物形成的成岩作用时间及SiO_2的物质来源,并研究了其贡献量的大小。结果表明:(1)长石的溶解与转化、蒙脱石的伊利石化和绿泥石化作用、压溶作用与缝合线的发育,以及非晶质SiO_2的溶解作用,是砂岩储层中石英胶结物发育的重要内部SiO_2来源。石英胶结物的外部来源则包括岩石邻近的砂体,也包括深部埋藏砂岩、深部埋藏泥岩、花岗岩侵入体、基岩等来源的大规模运移。(2)长石的溶解、蒙脱石的伊利石化和绿泥石化作用、压溶作用与缝合线的发育,主要在早成岩-中成岩时期为砂岩储层提供SiO_2来源,而钾长石向高岭石和伊利石的转化、钠长石化作用主要为中成岩-晚成岩时期石英胶结物的主要SiO_2来源。此外,非晶质SiO_2的溶解和外部来源提供的SiO_2推测应该可以发生在整个沉积成岩时期,且需要进一步研究工作验证。     

龙游石窟砂岩的泥质胶结物研究

本文通过对浙江龙游石窟砂岩的岩矿鉴定,砂岩泥质胶结物质的X-衍射定性及定量分析、扫描电镜观察、差热分析,以了解砂岩的泥质胶结特征,为石窟风化研究和保护加固研究提供科学依据。     

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‰(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。     

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。     

楚雄盆地砂岩铜矿容矿岩石胶结物与铜矿化

砂岩铜矿的含铜矿物较简单,为典型的溶蚀交代岩石组构。含铜砂岩中胶结物主要有碳酸盐类、硅质、泥质和铁质四种,胶结类型有孔隙式、接触式、基底式三种;与矿化关系密切的是碳酸盐类胶结物;矿化强度与铁白云石和孔隙式、接触式胶结类型关系密切。     

云冈石窟砂岩中碳酸盐胶结物化学风化及相关文物病害研究

云冈石窟地区云冈组上段砂岩中碳酸盐胶结物的含量普遍在10%以上,其主要矿物成分为含铁方解石和含铁白云石。在碳酸盐胶结物化学风化过程中发生的化学反应包括碳酸盐矿物溶解、Fe2+ 离子氧化及Fe3+ 离子水解,以及石膏、泻利盐、水碳镁石、球碳镁石等矿物结晶。水、砂岩中裂隙和层理发育、大气污染等是影响碳酸盐胶结物化学风化的主要外因。碳酸盐胶结物化学风化引发了多种文物病害,对云冈石窟的文物价值造成严重破坏。      

碳酸盐胶结砂岩中的指形反应前锋

水—岩相互作用前锋的形态可以自组织成非平面形,如指形和扇形。这是由于外界流体驱动下的聚流作用而形成的。对于碳酸盐胶结的砂岩,这种现象用一组反应—运移方程来模拟,设计一套计算机程序解此方程组,并用以预测这种现象的时间演化。该程序含有许多特别的数值算法,以使计算迅速收敛。文中阐明了前锋成指形、扇形、指尖分裂形和帽形的效应。文中研究了流速、流渠宽度、以及围岩中胶结物(方解石或白云石)的变化的影响。本文讨论了这种模拟对于加深认识成岩作用和石油工程的潜在重要性。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物沉积特征及其成因

塔里木盆地石炭系东河砂岩是我国典型的深埋海相碎屑岩优质储层,储集砂体物性好,但受碳酸盐胶结物影响导致非均质性较强。为了更准确地预测优质储层发育带,通过精细岩心观察、大量薄片鉴定及碳氧同位素和阴极发光资料分析,对哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物宏观及微观沉积特征和成因进行了研究。研究发现：前滨及上临滨相带砂岩含油性较好,不含油的含碳酸盐胶结物砂层主要有Ⅰ类生物潜穴型、Ⅱ类层理纹层型、Ⅲ类薄层灰质砂岩型和Ⅳ类钙质砂岩团块型4种岩性组合;碳酸盐胶结物主要类型为方解石,其次为铁方解石,主要填充在溶蚀粒间孔及碎屑颗粒粒内溶孔中。东河砂岩储层中碳酸盐胶结物主要为有机酸脱羧成因,常见于Ⅱ、Ⅲ类岩性组合;少量生物成因及沉积暴露成因,主要见于Ⅰ类和Ⅳ类岩性组合。研究区碳酸盐胶结物δ¹³C较高的关键原因是东侧轮南低凸起的奥陶系碳酸盐岩地层侵蚀溶蚀供给。     

莱州湾凹陷北洼沙三段砂岩碳酸盐胶结物特征及地质意义

碳酸盐胶结特征不仅反映了成岩环境,而且可表明成岩阶段及其对储层质量的影响。综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对莱州湾凹陷北洼古近系沙三段砂岩中碳酸盐胶结物的分布规律、形成环境、物质来源、沉淀温度以及其对储层物性的影响进行了系统研究。结果表明：沙三段发育两期碳酸盐胶结物,分别为形成于埋藏早期的菱铁矿和隐晶方解石,以及成岩作用中后期形成的方解石、白云石、铁方解石和铁白云石,其中方解石是最主要的胶结物类型。碳酸盐胶结物形成于埋藏作用中后期的高盐度流体环境,与有机质脱羧作用相关,有机碳是最主要的碳来源,Ca2+是长石的溶蚀和粘土矿物转化的产物。包裹体均一温度研究结果表明,碳酸盐胶结物在油气充注的同时或之后形成。形成于成岩作用早期的碳酸盐胶结物在一定程度上增强了岩石骨架颗粒固结和抗压实能力,同时也是后期有机酸溶蚀的主要对象,对储层物性起到促进作用;溶蚀作用之后形成的碳酸盐胶结物占据粒间孔隙和部分溶蚀孔隙,对储层物性起到破坏作用。     

辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩碳酸盐胶结物特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究是分析成岩过程中流体-岩石相互作用的重要技术方法.综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的化学组成和碳酸盐胶结物及成岩流体同位素组成特征进行系统分析.研究表明，研究区碳酸盐岩主要为方解石和白云石，胶结物主要类型为嵌晶式胶结、孔隙式胶结、斑块状胶结和星点状胶结.碳、氧稳定同位素组成能有效地反映成岩-成矿流体及其他物质的来源，碳酸盐胶结物与现今浅层地下水氧同位素组成差异巨大而与变质水同位素组成具有相似性，反映了盆地演化过程中活动热流体对成岩作用的影响.包裹体的氢、氧同位素组成可表征成矿溶液的演化特征，砂岩碳酸盐胶结物包裹体更富集氢的轻同位素和氧的重同位素，表明发生了明显的“氧-18漂移”.碳酸盐胶结的成矿溶液表现出“受热雨水”的同位素组成特征，反映了深源活动热流体对成岩作用的影响.      

微生物胶结砂岩型铀矿砂的抗渗性能试验研究

地浸采铀产生的污染物通过渗透迁移作用威胁地下水资源,已成为制约地浸采铀技术发展的瓶颈,而微生物胶结技术能有效地降低砂岩铀矿的渗透性,是目前抑制污染物向采区周围地下水迁移的有效方法。因此,选用巴氏芽孢杆菌,分析其耐酸性;利用自行研制的砂岩型铀矿砂渗透系数试验装置,测得不同胶结液浓度、不同菌液与胶结液体积比以及不同注浆轮次条件下砂岩型铀矿砂的渗透系数,确定其最优的参数配比;采用扫描电镜（scanning election microscopy,简称 SEM）和X射线衍射光谱（X-ray diffraction,简称 XRD）等设备,表征微生物胶结前后铀矿砂的矿物成分及其微观结构,研究其微生物胶结抗渗机制。研究结果表明：巴氏芽孢杆菌在 pH = 4 时仍具有较好的繁殖能力和脲酶活性,能适应铀矿砂的酸性环境;在一定范围内增大胶结液浓度、菌液与胶结液的体积比可以促进碳酸钙的生成,最佳的胶结液浓度为 1 mol/L、菌液与胶结液体积比为1:3、注浆轮次为7时,注浆后铀矿砂的减渗率达到 95.33%;胶结后铀矿砂的渗透系数随注浆轮次的增加而降低,经过11轮注浆后铀矿砂的减渗率高达99.75%,渗透系数下降到 2.8×10⁻⁵ cm/s;沉积的碳酸钙晶型主要为方解石,方解石堵塞铀矿砂粒间孔隙,并将矿砂颗粒胶结成整体,是铀矿砂渗透系数降低的主要原因。微生物诱导碳酸钙沉淀胶结铀矿砂的抗渗机制为控制和减少地下水污染提供重要的理论指导。     

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO_2。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5～0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5～5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO_2的流体。混合流体温度分为两个主要范围55～80℃、90～140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。     

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO2。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5~0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5~5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO2的流体。混合流体温度分为两个主要范围55~80℃、90~140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。     

富瑞奥砂岩的成岩作用与流体活动及矿物—水的相互作用

富瑞奥组砂岩中由埋藏成岩作用产生的胶结物分怀渗透率和流体活动有关。砂岩成岩作用与流体活动的相互关系表明了岩石改造主要是碎屑矿物，延寿矿物与孔隙中的地层水发生反应的结果。埋藏期间地层水优先流经高孔渗砂岩。     

粉粘土质山体滑坡典型治理浅析

本文主要针对新疆粉粘土质山体滑坡病害实例,通过岩土工程地质勘察,对其病害成因进行了定性的机理分析和定量的力学模型计算,并根据分析、计算成果,结合生态环保特点,有针对性的提出了一整套综合治理措施,为今后该地区滑坡治理提出了一条新思路,对其他地区的类似土质滑坡治理也具有一定的借鉴意义.