碳酸盐岩在全球碳循环过程中的作用

碳酸盐岩是地球上最主要的碳库，开展全球变化研究应重视碳酸盐岩在岩溶作用过程中的地球化学动力学研究。这方面的科学问题有二个。第一是关于全球碳酸盐岩的碳库容量问题，尚须利用全球沉积岩和碳酸盐岩数据库，根据全球地质历史时期碳酸盐岩的分布面积、厚度和岩石成分等进行重新计算。其次是关于碳酸盐岩在岩溶作用过程中对全球碳循环的动力学贡献问题。一方面碳酸盐岩的溶蚀作用不仅关系到海洋ＣａＣＯ＿３的供给量而影响海洋中碳通量的平衡，而且还可直接回收大气圈中的ＣＯ＿２；另一方面由于钙华的沉积又可向大气圈释放ＣＯ＿２，而影响温空气体的变化。它们构成了大气温室气体源汇关系中不可忽视的一项。     

碳酸盐岩中的聚烃期储集空间

碳酸盐岩储集空间主要受成岩作用制约。早期成岩作用(胶结、机械压实和自生矿物生长)使原有孔隙破坏,储集空间减少。浅埋藏环境受淡水淋滤,可使储集空间提高。深埋藏阶段是聚烃期储集空间形成的主要过程,形成的储集空间是烃类聚集的有效空间。白云石化、岩石受应力或流体压力作用产生的破裂作用和酸性水的溶蚀作用可使储集空间提高。确定聚烃期的方法有埋藏分析法、镜质体反射率法、有机包体测温法、牙形石色变法和数学模型法。     

碳酸盐岩土壤CO2的动态特征及其对溶蚀作用的驱动

由于气候及人类活动等环境因素的影响，直接观测碳酸盐岩－大气系统中ＣＯ２剖面的动态及行为比较困难，作者以碳酸盐岩发育的土壤作为ＣＯ２产生，贮存，运移的介质，对土壤剖面中ＣＯ２的分布及动态特征，不同深度标准石灰岩溶蚀试片的溶蚀作用以及岩溶地下水的水化学参数进行了观测研究，并结合以往的研究资料，对岩溶作用的气体动力学机制进行了探讨，获得如下新认识，（１）土壤剖面ＣＯ２分布特征与气候密切相关，在旱季，土壤     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀特征及初步预测

塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多种形式岩溶作用,其中埋藏溶蚀是形成有利储层的重要机制之一.录井岩心分析化验资料及宏观地质背景分析表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩主要发育4期埋藏溶蚀,其中Ⅰ、Ⅱ期溶蚀孔洞基本已被充填,Ⅲ期残留部分孔隙和Ⅳ期溶蚀孔洞为现今储层有效储集空间.上奥陶统良里塔格组现今未被充填的粒内溶孔及铸模孔可能主要形成于埋藏溶蚀,并非准同生溶蚀.埋藏溶蚀发生的流体介质主要为有机质演化过程中形成的有机酸和CO2,在更深部或经历更高热史经历的区域,H2S对储层的形成可能会有较大贡献,热水-热液溶蚀对储集空间贡献有限.初步分析表明,卡塔克隆起西北部埋藏溶蚀孔隙较发育,塔中南部台地边缘带可能是埋藏溶蚀另一相对较发育地区.     

钱塘江流域的地球化学质量平衡研究

从地球化学角度出发，对钱塘江流域的物质平衡关系及起控制作用的化学风化反应进行了探讨和计算。结果表明，降雨提供了河水中大部分的Ｋ~＋、Ｎａ~＋和ＳＯ~２－＿４。另外，灰岩地区碳酸钙的溶解反应提供了河水中大部分的Ｃａ~２＋和ＨＣＯ~－＿３，硅酸盐岩地区钠长石和黑云母生成高岭石的风化反应提供了剩余的Ｋ~＋、Ｎａ~＋、Ｈ＿４ＳｉＯ＿４和大部分的Ｍｇ~２＋及少量的ＨＣＯ~－＿３。石膏和白云石的风化反应控制了ＳＯ~２－＿４和Ｍｇ~２＋的平衡，其中碳酸钙的溶解反应占主导地位。流域的化学侵蚀率和机械剥蚀率分别为０．０２２和０．０７１（ｋｇ·ｍ－２·ａ－１），碳酸盐岩区的物质流出量是硅酸盐岩区的２倍。     

川西南周公山及邻区下二叠统碳酸盐岩储层的孔隙演化史

研究区地层深部的下二叠统碳酸盐岩储层孔隙的演化是在沉积作用、各种建设性和破坏性成岩作用、构造作用下的漫长地质历史构建过程。根据薄片鉴定、地化特征、成岩序列和储层孔隙发育程度分析，提出二叠统储层的孔隙演化模式，共经历了4个阶段：①原生孔隙形成．首次缩减期（沉积-同生阶段）；②次生溶孔、洞大量发育期（同生-准同生阶段和表生阶段）；③孔洞再次缩减期（浅埋藏阶段）；④埋藏溶蚀-充填-构造裂缝期（中-深埋藏阶段和构造阶段）。孔隙的演化具有溶蚀→充填→再溶蚀的多旋回性特征，一般具3～6期旋回演化。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组五段白云岩埋藏溶蚀作用研究

为了解鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组五段白云岩储集层不同类型埋藏溶蚀作用的作用过程及其对物性的影响,依据岩心和镜下观察,结合包裹体温度、微量元素和稀土元素数据分析,将马五段埋藏溶蚀作用分为有机酸流体埋藏溶蚀作用、热液埋藏溶蚀作用和TSR作用,其中有机酸流体溶蚀作用会导致层状溶孔、沥青薄膜和圆环的形成,而热液溶蚀作用会导致无组构无选择性溶孔、块状和脉状黄铁矿充填、热液矿物(组合)充填的出现。研究区马五段埋藏溶蚀作用发生模式为: (1)中侏罗世直罗期,低温热液埋藏溶蚀作用发生;(2)中侏罗世末期,伴随第1次烃类充注,有机酸流体埋藏溶蚀作用开始;(3)早白垩世东胜期,中—高温热液埋藏溶蚀作用发生;(4)早白垩世末期,伴随着第2次更大规模的烃类注入,TSR作用发生。对比发现,有机酸和热液溶蚀作用均对储集层有建设性作用,但热液比有机酸流体可以更有效地提高储集层物性。     

大别山榴辉岩（牌楼）P－T－t轨迹

本文重点研究了大别山潜山，牌楼地区榴辉岩Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹，探讨了大别山地区榴辉岩成因，认为榴辉岩原岩主要是碱性玄武岩，少部分洋脊拉斑玄武岩岩浆早期结晶分异堆晶岩及部分钙质沉积岩。它们在华北与杨子板块碰撞时（２６０±３０Ｍａ），地壳向下俯冲到４０－６０ｋｍ处，温度５５０°－８３０°Ｃ，压力１．１－２．１ＧＰａ的条件下形成的。在构造抬升过程中，榴辉岩产生了角闪岩相、绿片岩相退变质作用，角闪岩相温压条件：４６０°－５７０℃，０．４－０．７ＧＰａ。流体包裹体研究表明：流体包体成分主要为ＮａＣｌ－Ｈ＿２Ｏ，Ｈ＿２Ｏ，ＮａＣｌ－ＣＯ＿２－Ｈ＿２Ｏ体系，变质作用过程从早至晚由氧化向还原环境转化。熔融包体的发现表明：榴辉岩形成具有局部深熔作用。从榴辉岩产状、岩石化学、地球化学特征表明本地区榴辉岩不是一种成因，同时具有Ｂ类、Ｃ类榴辉岩特征。     

矿物包裹体特征对古岩溶作用的指示性

碳酸盐岩溶蚀孔缝中充填矿物包裹体特征对古岩溶作用环境和期次具有较好的指示性。黄骅坳陷奥陶系充填矿物包裹体物理特征反映古岩溶作用环境为埋藏型,包裹体化学特征显示了古岩溶作用与有机质熟化程度有关。包裹体各项特征指标的明显差异性与古岩溶作用的多期性相对应：3种盐度类型反映了浅埋藏、中等埋藏和深埋藏3种环境;4个均一温度段与古岩溶发育的4个期次相吻合。     

准噶尔西北缘车排子-小拐地区二叠系储层及含油性研究

车拐地区二叠系储层岩岩性单一,储集空间发育较好。夏子街组（Ｐ２ｘ）碎屑岩中,自生沸石类矿物溶蚀孔发育,是油气主要储集空间,镜下证实至少有过两次油气运移;佳木河组（Ｐ１ｊ）火山岩和火山碎屑岩主要储集空间为气孔溶孔和构造裂缝,油气运移也有明显的期次。相比而言,佳木河组具有更为有利的储集性能     

西藏北部西雅尔岗地区白垩-第三系红层的成岩作用及成岩环境

西雅尔岗地区位于羌塘高原腹地，地理范围为东经88°00′至89°00′，北纬32°40′至33°40′.大地构造位置从属于羌塘地块的玛依岗日一阿木冈基底隆断带.在晚白坚一第三纪时期，受青藏高原整沐抬升的影响，沉积了一套巨厚的红色陆屑建造，其基本特征为沉积厚度大、粗粒沉积所占比例高、沉积类型复杂、横向及纵向上相变快、岩石的颜色多为红色及紫色.沉积相类型主要为冲积扇、扇三角洲及湖泊.化石类型卖要为植物〔柏型枝)，孢粉和鸟足印化石.反映了在干操气候条件下，快速堆积的沉积特征. 根据对该区岩石学的研究，发现岩石的矿物组合和结构类型皆因成岩作用的影响而发生了很大的变化.矿物组合的变化是由于沉积后附加的陆源机械渗人粘土，在地表条件下不稳定矿物及岩屑的溶解作用以及在成岩过程中自生矿物的形成作用所造成的.导致结构类型改变的原因是(1)机械渗人的碎屑粘土及自生的粘土矿物形成孔隙间的粘土质“成岩杂基”.而这些孔隙在最初沉积时则没有杂基存在;(2)松散沉积物在成岩过程中，结构颖粒的溶解作用;(3)由于压实及压溶作用而形成粉砂级及其它细小的颗粒;(4)交代作用及重结晶作用.这些成岩过程明显地反映了整个区域岩石的演化历史. 显微镜、扫描电镜的观察以及红外光谱的侧定结果表明该区红层的形成是由于在成岩过程中赤铁矿的沉淀而造成的.在扫描电镜下可清楚地识别出赤铁矿的自生晶形.由此可以断定赤铁矿在其形成过程中显然是起了染色剂的作用.它的形成主要受孔隙水的氧化还原条件所控制，似乎于气候的关系不大，尽管它是产于干旱条件的沉积物中. 基于对该区岩石的成岩作用及成岩历史演化序列的研究，建立了该区沉积后的成岩环境模式，亦即(l)早期的表生成岩浅埋藏环境，该环境明显受到沉积环境、沉积作用控制以及气候因素的影响;(2)晚期的成岩深埋藏环境，该环境则主要受地温梯度、压力、温度和孔隙水的地球化学条件的控制.     

江汉平原及邻区海相碳酸盐岩的古岩溶特征及控制因素

对于露头剖面的观察、相关样品分析及钻井资料的研究表明,区内碳酸盐台地在形成、发展及消亡过程中,由于不同级次的相对海平面下降,台地沉积过程中断,出现暴露并伴随溶蚀作用,在台地埋藏后还受到地下热水的溶蚀改造。将区内古岩溶划分为同生期层间岩溶、裸露期古风化壳岩溶、埋藏期热水岩溶等三类。同生期层间岩溶多与相对短时间的海平面下降有关,以发育溶蚀残积物、溶孔(铸模孔)等为特征。裸露期古风化壳岩溶表现为台地长时间的暴露及溶蚀,一般可见明显的古风化壳岩溶垂向分带;埋藏期热水岩溶以非选择性溶蚀为特征。控制碳酸盐台地古岩溶发育的主要因素有气候、全球性海平面变化、古地形、古构造等因素。初步探讨了区内古岩溶与储层发育的关系。     

南堡凹陷周边寒武-奥陶系碳酸盐岩储层特征及成岩作用

基于大量的薄片及岩心观察,运用电镜扫描、X射线衍射、物性分析、铸体压汞等手段,对寒武-奥陶系碳酸盐岩储层进行了研究,探讨了成岩作用特征及孔隙演化模式.表明灰岩和白云岩为碳酸盐岩储层的主要岩石类型,以孔、缝、洞为主要储集空间,由于受连通性以及充填作用的影响,构造裂缝的储集性能更为优越.储层基质孔隙差,白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、胶结及充填作用以及构造作用为区内主要的成岩作用类型.碳酸盐岩孔隙演化主要经历了两个阶段:早期原生孔隙形成与收缩阶段、中晚期的次生缝、孔、洞发育与充填阶段;早期碳酸盐岩沉积时孔隙大,经初期成岩和埋藏后,失去了主要孔渗性能;中晚期的次生缝、孔、洞十分发育,但充填严重,晚期的构造缝及溶蚀孔、洞被部分保存.     

岩性不均一的灰岩风化壳发育特征——贵阳花溪剖面粒度分布特征的指示

通过贵阳花溪夹泥质薄层的灰岩风化壳剖面的粒度分布特征的研究,结合矿物成分分析,揭示出岩性不均一的灰岩风化壳的发育特征: 灰岩作为剖面主体的成土母岩,风化早期,其以碳酸盐矿物的大量溶蚀及酸不溶物的残余积累为特征,同时方解石的溶解也延缓了酸不溶物的风化; 后期,随着易溶盐类消失殆尽,酸不溶物作为风化主体,开始了类似其它岩类的风化过程。而灰岩中的泥质薄层夹层,作为风化壳的次要组分,在灰岩风化过程中,由于存在巨大的体积缩小变化,泥质薄层被错断并被灰岩的风化产物所包裹,延缓了其风化发育进程。于是,各端元组分由于所处的微环境的差异,受风化溶液的影响程度不同,按照各自的风化方向和演化方式进行。随着风化程度不断增强,泥质薄片的包裹体分解,端元组分逐渐混合、趋同,风化壳趋于均质化,以统一的风化成土作用向表生稳定的矿物转变。      

福建同安二长花岗岩风化壳中的粘土矿物

二长花岗岩风化壳自下而上划分为原生带、微风化带、弱风化带和强风化带。风化壳中粘土矿物主要为埃洛石,其次为高岭石及少量伊利石。微风化带下部以高岭石为主,往上埃洛石逐渐占优势,并于弱风化带中、上部和强风化带中局部富集,这与当时地下水活动状态有关。高岭石结晶程度随风化程度的增强而提高。在弱酸性介质条件下及水分丰富、溶出条件强烈时,从长石解理面上和长石的“溶蚀”空隙中可以直接形成高岭石或埃洛石,而过渡阶段的伊利石很不发育或不存在。     

发育完整的灰岩风化壳及其矿物学和地球化学特征

对于碳酸盐岩土覆土壤成因、尽管碳酸盐岩风化残积成土说被多数学者认同,但由于碳酸盐岩中酸不溶物含量极低,在风化成土过程中会伴随着巨大的体积缩小变化,原岩结构和半风化带无法保留,从而缺失了探索上覆土壤物质来源的重要中间环节,使得这种观点缺乏野外宏观证据的支持。最近,我们在贵州、湖南等地发现了数个以泥质灰岩和泥质白云岩为基岩的碳酸盐岩风化壳剖面,尚保留有较好的原岩结构,具有明显的风化壳分带和过渡现象。这些风化壳剖面的发现为深入研究碳酸盐岩风化成土过程提供了良好的研究场所。本文选取了较为典型的吉首泥灰岩风化壳剖面,从矿物学地球化学的角度来探讨碳酸盐岩风化壳的形成过程和发育特征,结果表明该风化壳既遵循非碳酸盐岩（主要是结晶岩类）风化壳的发育特征,也具有自己独特的地球化学演化规律。风化壳总体特点受碳酸盐中的酸不溶物矿物组合及化学成分的影响甚至控制,风化非碳酸盐风壳相似的发育特征。吉首泥灰岩风化壳剖面的发育特征和作者早先提出 的碳酸盐岩风化成土的两阶段模式是一致的,即以碳酸盐矿物大量淋失、酸不溶物逐渐堆积或残积为特征的早期阶段和残积物进一步风化成土的阶段,后一阶段的演化类似非碳酸盐岩类的风化过程。     

塔深1井寒武系白云岩储层同位素流体地球化学示踪

通过对塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起东部塔深1井寒武系白云岩岩石学特征及成岩成因分析,影响塔深1井寒武系地层流体改变主要成岩有准同生期、埋藏期和后期热液改造期等.塔深1井寒武系白云岩及充填孔、洞、缝内方解石的氧、碳、锶同位素地球化学特征表明:准生期白云岩δ~(13)C_(PDB)值(0.9‰～1.8‰)偏正、δ~(18)C_(PDB)值(-10.1‰～-4.2‰)偏负反映准同生期泥微晶白云石成因属于高盐度的海水使得碳酸盐泥发生白云石化;埋藏期白云岩碳、氧随重结晶作用加强,白云岩晶粒由细向粗变化值随埋深增加,由于同位素分馏作用而偏负,δ~(18)C_(PDB)值(-10.02‰～-5.7‰)呈明显的下降,但δ~(13)C_(PDB)值(-1.4‰～0‰)组成变化不大;后期热液白云岩在热液作用下δ~(18)C_(PDB)值普遍低于-10‰(δ~(18)C_(PDB)/‰-13.1～-9.4,δ~(13)C_(PDB)/‰-2～-0.647);基质方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.1‰～-10.13‰,δ~(13)C_(PDB)值为-1.48‰～-1.62‰;充填孔洞缝粗-巨晶方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.89‰～-14.28‰,δ~(13)C_(PDB)值为-2‰～-3.09‰,反映准同生期→埋藏期→后期热液晶粒大小由泥微晶→细晶→中晶→粗晶氧碳同位素值逐渐变小偏负,据~(87)Sr/~(86)Sr(0.707 284～0.746 888)值均远高于现今海洋中海水的锶同位素组成(0.708)及围岩的锶同位素(0.707 284),说明鞍形白云石以及方解石结晶时的孔隙流体不是残余在岩石孔隙中的同生期海水,而是外来的富含锶的流体,也就是深部热液流体.渗透回流白云石化、埋藏白云石化和高温热液白云石化等特征表明白云岩形成于超盐度、埋藏和高温热液等3种不同的环境,因此影响储层形成与分布,从而影响对白云岩的勘探.     

西南地区风化磷矿定量勘查评价

西南地区广泛发育的面型风化磷矿为一种新的磷块岩矿石工业类型,它是由碳酸盐类磷块岩经风化作用,达到适宜的风化程度而形成的,矿石含镁低,是生产高浓度磷肥的优质矿产资源。磷块岩中碳酸盐矿物的淋失是风化磷矿形成的根本原因,可采用碳酸盐矿物含量多少来确定磷矿石的风化程度,一般在新的勘探矿区使用 CO_2判别标志(风化指标)来判别,在老的勘探矿区采用2P_2 O_5+HP 判别标志判别。今后在对磷矿区进行勘查评价时,应对风化磷矿进行评价,首先确定该区的风化指标,将风化磷矿作为一种类型单独固定;对已勘查的磷矿区,可对磷矿进行二次评价,利用风化指标将风化磷矿单独固定。     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区下古生界奥陶系天然气的气源追踪研究

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区奥陶系天然气的赋存分布以风化壳最具工业价值，另一类尚待进一步勘探研究的天然所则分布于奥陶系内部或盐下，对这两种分布形式的天然气，在通过天然气组分，同位素以及相伴生的凝析 化学特征研究对比的基础上，与其可能来源的烃源岩层即上覆石炭系煤系烃源岩和奥陶系碳酸盐岩烃源岩的生源地化特征相对比，结果表明塔巴庙区块北部以鄂5－鄂8井为代表的奥陶系风化壳工业性天然气具有双重母质的混合型天然气特征，即来源于上古生煤成气和下古生界油型气，该区南部以伊24井为代表风化壳非工业性天然气则来源于奥陶系典型腐泥型面因的有机质；对于奥陶系内部或盐下天然气显示而言，均属单一海相碳酸盐岩来源的油型天然气，因此，奥陶系风化壳相对发育与生烃气强度中心相叠合的区域是当前在勘探上古生界时兼顾下古生界天然气的最佳地区。