灰岩-泥灰岩韵律层的差异成岩作用

灰岩-泥灰岩韵律层包括结核状灰岩到灰岩和泥灰岩互层,广泛分布在陆棚及深海环境中,出现于各地质时期,是研究高分辨率地层学和环境恢复的理想工具.但是成岩作用在灰岩-泥灰岩韵律层形成过程中的作用一直存在分歧,有的学者认为差异化学压实成岩作用加强了原始沉积的差异,有的学者认为成岩作用不仅能够强烈歪曲原始环境特征,还可以通过自身...     

Eocene cool-water carbonate and biosiliceous sedimentation dynamics, St Vincent Basin, South Australia

Middle and Upper Eocene biogenic sediments in the Willunga Embayment along the eastern margin of the St Vincent Basin are a series of warm‐temperate limestones, marls and spiculites. The Middle Eocene Tortachilla Limestone is a thin, coarse grained, quartzose, biofragmental, bryozoan–mollusc calcarenite of stacked metre‐scale depositional cycles with hardground caps. Lithification, aragonite dissolution and the filling of moulds by sediment and cement characterize early marine‐meteoric diagenesis. Further meteoric diagenesis at the end of Tortachilla deposition resulted in dissolution, Fe‐oxide precipitation and calcite cementation. The Upper Eocene Blanche Point Formation is composed of coccolith and spiculite marl and spiculite, all locally rich in glauconite, turritellid gastropods and sponges. Decimetre‐scale units, locally capped by firmgrounds, have fossiliferous lower parts and relatively barren upper parts. Carbonate diagenesis is minor, with much aragonite still present, but early silicification is extensive, except in the spiculite, which is still opal‐A. All depositional environments are interpreted as relatively shallow water: high energy during the Middle Eocene and low energy during the Upper Eocene, reflecting the variable importance of a basin‐entrance archipelago of carbonate highs. Marls and spiculites are interpreted to have formed under an overall estuarine circulation system in a humid climate. Basinal waters, although well mixed, were turbid and rich in land‐derived nutrients, yet subphotic near the sea floor. These low‐energy, inner‐shelf biosiliceous sediments occur in coeval environments across other parts of Australia and elsewhere in the rock record, suggesting that they are a recurring element of the cool‐water, carbonate shelf depositional system. Thus, spiculites and spiculitic carbonates in the rock record need be neither deep basinal nor polar in origin. The paradox of a shallow‐water carbonate–spiculite association may be more common in geological history than generally realized and may reflect a characteristic mid‐latitude, humid climate, temperate water, palaeoenvironmental association.     

湖北省巴东栖霞组沉积成岩作用地球化学特征研究

在详细的沉积作用、成岩作用研究基础上,利用多元统计分析方法重点对湖北省巴东水布垭剖面栖霞组碳酸盐岩地球化学特征进行了分析。研究表明,该组碳酸盐岩中 CaO 、Al₂O₃ 、K₂O 、Fe₂O₃ 、P、Ba 和 Mn的含量主要与沉积环境或原岩岩性有关,地层中SiO₂、MgO 、Sr 和 Na 的含量主要与成岩作用有关。建立了栖霞组沉积成岩作用地球化学模式。该研究合理地解释了本组岩石特殊的地球化学特征,深化了对该组岩石形成环境,特别是成岩环境的认识,区分了沉积作用和成岩作用对该组岩石地球化学特征的影响,对合理地选取有关地球化学参数研究该组岩石及类似地层的沉积作用和成岩作用具参考价值。     

东胜直罗组砂岩成岩作用过程与古流体运移事件分析

通过分析岩矿薄片、流体包裹体、扫描电镜和阴极发光的测试结果,认为东胜地区直罗组经历了较复杂的成岩作用过程,成岩作用对砂岩物性影响较大。砂岩中低温热液矿物组合证明了古流体事件的存在。古流体以流体包裹体的形式在胶结物中得以保存。研究同时表明,直罗组砂岩中共发生过三幕古流体运移事件。其中第一、二幕记录于硅质胶结物中,主要为有机热流体事件,烃类与盐水包裹体共存,均一温度分别为89℃和124℃。第三幕主要记录于碳酸盐胶结物中,主要为无机热流体事件,只发育盐水包裹体,均一温度为163℃。强烈的胶结作用及多幕古流体事件的存在说明东胜地区直罗组砂岩中古流体活动频繁,有利于富铀流体在其中迁移和铀矿的沉淀、富集。     

Diagenesis of early Permian high‐latitude limestones,Lower Parmeener Supergroup,Tasmania

The Darlington (Sakmarian) and Berriedale (Artinskian) Limestones are neritic deposits that accumulated in high‐latitude environments along the south‐eastern margin of Pangea in what is now Tasmania. These rocks underwent a series of diagenetic processes that began in the marine palaeoenvironment, continued during rapid burial and were profoundly modified by alteration associated with the intrusion of Mesozoic igneous rocks. Marine diagenesis was important but contradictory; although dissolution took place, there was also coeval precipitation of fibrous calcite cement, phosphate and glauconite, as well as calcitization of aragonite shells. These processes are interpreted as having been promoted by mixing of shelf and upwelling deep ocean waters and enabled by microbial degradation of organic matter. In contrast to warm‐water carbonates where meteoric diagenesis is important, the Darlington and Berriedale Limestones were largely unaffected by meteoric diagenesis. Only minor dissolution and local cementation took place in this diagenetic environment, although mechanical compaction was ubiquitous. Correlation with burial history curves indicates that chemical compaction became important as burial depths exceeded 150 m, promoting precipitation of extensive ferroan calcite. This effect resulted from burial by rapidly deposited, overlying, thick, late Permian and Triassic terrestrial sediments. This diagenetic pathway was, however, complicated by the subsequent intrusion of massive Mesozoic diabases and associated silicifying diagenetic fluids. Finally, fractures most probably connected with Cretaceous uplift were filled with late‐stage non‐ferroan calcite cement. This study suggests that both carbonate dissolution and precipitation occur in high‐latitude marine palaeoenvironments and, therefore, the cold‐water diagenetic realm is not always destructive in terms of diagenesis. Furthermore, it appears that for the early Permian of southern Pangea at least, there was no real difference in the diagenetic pathways taken by cool‐water and cold‐water carbonates.     

生物碎屑灰岩差异成岩及储集层特征:以伊拉克HF油田白垩系Mishirif组为例*

中东地区白垩系Mishirif组以生物碎屑灰岩为主,其形成于温暖潮湿的环境中。综合利用岩心、铸体薄片、全岩分析、常规物性及高压压汞等资料,以伊拉克HF油田Mishrif组为例,开展生物碎屑类型、分布特征、差异成岩及储集层特征等研究。Mishrif组灰岩中生物碎屑以底栖有孔虫、非固着类双壳类、厚壳蛤和棘皮动物为主,含少量苔藓动物、藻类与海绵动物,其含量、类型及大小对沉积环境有重要指示意义。沉积环境决定岩石组分与结构的差异,在此基础上成岩作用控制岩石的孔隙结构与物性特征。生物碎屑主要经历了不同程度海水环境的泥晶化和生物钻孔、大气淡水环境的溶蚀和胶结、埋藏环境的压实压溶和颗粒破裂作用。以底栖有孔虫和非固着类双壳类碎屑为主的低能沉积环境具有“弱溶蚀、强胶结、强压实”的成岩特征,主要发育微孔、晶间孔及粒内孔,孔喉分布呈偏细态细微喉单峰型,物性较差;以厚壳蛤和棘皮动物碎屑为主的高能沉积环境具有“强溶蚀、弱胶结”的成岩特征,主要发育铸模孔、粒间孔及粒间溶孔,孔喉分布呈偏粗态中粗喉极宽峰型,是Mishrif组最有利储集层。以HF油田Mishrif组为代表的白垩系生物碎屑灰岩在中东地区发育广泛,故上述成果对于该地区生物碎屑灰岩油气开发具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地西峰油田三叠系延长组长6-8段储层砂岩成岩作用研究

鄂尔多斯盆地西峰油田的储集岩-三叠系延长组长 6- 8段砂岩是典型的低孔低渗储集岩,具有粒径细、成分成熟度低、磨圆度较差、分选性较好的特点。运用薄片鉴定、粘土矿物、稳定同位素分析及物性分析等资料,研究了延长组长 6- 8段的成岩作用特征,分析了它们对储层物性的影响状况,确定了储层砂岩的成岩作用阶段,指出西峰油田优质储层的发育取决于储集砂岩中粘土膜形成作用、烃类侵位作用和溶蚀作用的发育状况.     

梨树断陷十屋油田营城组砂岩成岩作用特征及孔隙演化

应用偏光显微镜、扫描电镜和X--射线衍射等方法,对梨树断陷十屋油田营城组储层砂岩的储层特征、成岩作用及孔隙演化进行了详细描述和分析。结果表明:十屋油田营城组储层砂岩的岩石类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,其次为长石砂岩;经历的主要成岩作用有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用;成岩阶段已达到中成岩阶段A--B期。砂岩的喉道属于中-低喉级别,孔隙度平均为8%~10%,渗透率平均为15×10-3~26×10-3μm2,属于低孔--特低孔—特低渗--中渗型储层。     

松辽盆地北部徐家围子断陷沙河子组致密气储层成岩作用与成岩相特征

致密储层成因及有利储层分布预测是制约当前徐家围子断陷沙河子组致密气勘探的关键因素。本次研究综合运用沙河子组普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、电子探针、X衍射及物性测试等多种资料，系统分析徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩成岩作用特征。结果表明：研究区沙河子组可划分为强压实泥质杂基充填成岩相、中压实长石岩屑溶蚀成岩相、中压实石英次生加大成岩相、中压实绿泥石环边胶结成岩相和弱压实碳酸盐胶结成岩相等5种成岩相；由沉积作用形成的碎屑矿物组分、结构差异是各成岩相成岩演化的物质基础，决定了其初始孔隙度的差异；强压实和黏土杂基充填是造成砂砾岩储层物性损失的主要原因，长石岩屑溶蚀和绿泥石环边胶结有利于物性保持和改善。不同成岩相中成岩作用类型和强度各不相同导致不同成岩相间宏观物性和微观孔隙结构差异，其中中压实长石岩屑溶蚀成岩相和中压实绿泥石环边胶结成岩相是沙河子组储层最有利的成岩相带。     

塔北隆起哈拉哈塘凹陷东河砂岩成岩作用及其控制因素

通过岩心及薄片的观察,结合扫描电镜阴极发光等资料分析,对哈拉哈塘地区东河砂岩成岩作用进行了研究。结果表明：东河砂岩以岩屑石英砂岩为主,成岩作用类型有压实作用、胶结作用、溶解作用及交代作用。综合成岩作用的组合类型及其演化序列,认为本区东河砂岩主体处于中成岩阶段A期。分别讨论了沉积相、埋藏作用和层序地层等对成岩作用的控制,研究区东河砂岩在低温背景下,长期浅埋且晚期短暂快速深埋,总体上压实程度中等;主要发育滨岸和浪控三角洲沉积体系,在高精度层序界面附近,相对海平面上升,可容纳空间增大,沉积物沉积速率相对较低,且停留时间长,在同生成岩和早成岩阶段容易形成广泛分布的碳酸盐胶结。     

海拉尔盆地贝尔凹陷铜钵庙组成岩作用及其对孔隙演化的影响

海拉尔盆地贝尔凹陷铜钵庙组发育一套火山碎屑岩类、火山-沉积岩类和少量的陆源碎屑岩岩石组合。其中,火山碎屑岩类、火山-沉积岩类成岩作用受火山碎屑物质控制作用明显。典型的成岩作用类型包括压实作用,胶结作用和溶蚀、溶解作用等。成岩阶段属中成岩A期。通过孔隙演化研究发现,压实作用是该区原始孔隙损失的最主要因素;其次为胶结作用。早期压实作用和胶结作用共损失83%以上的原生孔隙,晚期岩屑溶蚀和长石溶蚀作用增加6.53%的孔隙度,有效地改善了储层的物性特征。此外,不同岩石类型成岩作用特征及其对孔隙的影响差异较大。     

川西北下二叠统栖霞组有利成岩作用与孔隙演化

据宏观、微观及地球化学特征等综合分析,川西北下二叠统栖霞组储层段主要的建设性成岩作用有同生一准同生期溶解、埋藏期溶解、构造抬升期溶解、混合水白云石化、埋藏白云石化及重结晶作用.其中埋藏期溶蚀和埋藏白云石化作用对储集层的储集空间贡献最大,其产生的晶间孔、晶间溶孔、洞、缝是现今该层段主要的储集空间;其次是重结晶作用.重结晶作用对储集空间的直接贡献不大,但重结晶作用提高了岩石的有效孔隙度和渗透率从而为后期的溶蚀作用提供了条件:而同生期的溶解作用形成的孔隙由于后期的压实、胶结等作用破坏而几乎消失殆尽.     

志丹地区延长组储层成岩作用及孔隙演化

为了研究志丹地区延长组砂岩的成岩作用及其对储层物性的影响,采用了普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射等多种测试手段进行分析。研究结果认为:储层主要为长石砂岩,具有成分成熟度低、结构成熟度高的特点。压实作用是造成砂岩储层孔隙丧失的主要原因之一,而胶结作用使原生孔隙进一步减小,尤其是碳酸盐胶结,其次是石英加大边和高岭石;但绿泥石膜胶结物的存在抑制了压实作用的进一步进行,有利于粒间孔的保存;而成岩后期的溶蚀作用,尤其是长石的溶解,改善了储层物性。储层处于晚成岩A期阶段,溶蚀型次生孔隙成为这一阶段主要的孔隙类型,其发育带往往是有利储层发育区。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂岩成岩作用及孔隙演化

大量岩石薄片、孔隙铸体薄片、扫描电镜与X衍射以及常规物性等分析资料研究表明,鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组砂岩主要为成分成熟度及结构成熟度较低的长石质岩屑砂岩、岩屑砂岩和长石砂岩。优质储层主要发育于粗粒富含刚性颗粒的砂岩中,这类砂岩在埋藏过程中由于早期快速埋藏加之泥岩、板岩及千枚岩岩屑含量高,经历了强烈的压实作用,使其由原始孔隙度大约为39%降低至18.5%;此后发生石英颗粒次生加大及绿泥石胶结,使孔隙有一定程度的损失(大约3.5%);紧随其后的是方解石及白云石碳酸盐胶结,损失孔隙度5%;后来出现碳酸盐胶结物与长石及岩屑的溶蚀作用,新增加孔隙度4％～8%,最晚期的是含铁方解石和含铁白云石胶结充注溶蚀孔隙和部分原生孔隙。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

鄂尔多斯盆地延长组物源与成岩耦合关系研究

随着油气勘探的逐渐深入,致密低渗油气藏所占比例越来越高,将是今后油气勘探的一个重要领域。颗粒成分不同导致的成岩差别对致密低渗储层的储集物性具有明显的控制作用。本文以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长8-长6段致密砂岩为例,研究砂岩骨架颗粒、孔隙类型与成岩作用之间的关系。在此基础上,分析由不同类型母岩形成的砂岩成岩作用差别。结果表明,鄂尔多斯盆地长8-长6段物源对砂岩成岩作用具有非常明显的控制作用:(1)石英、长石等刚性颗粒的含量直接影响着压实作用的强度;(2)火山岩屑可以导致绿泥石环边和浊沸石胶结物的形成,火山岩屑和浊沸石胶结物的溶蚀较强,易形成次生孔隙;(3)黑云母可以导致强压实形成致密层,但黑云母水解可以提供大量的铁和镁,利于绿泥石环边的形成;(4)碳酸盐岩岩屑的溶解可以为碳酸盐胶结物的形成提供额外的物质来源。所以,物源研究可以有效地预测深层致密碎屑储层的成岩作用及成岩强度,进而对高效储层的发育作出预测。     

沙湾凹陷上乌尔禾组储层成岩作用及成岩相分析

二叠系上乌尔禾组为沙湾凹陷重要勘探目的层之一,主要发育岩性油气藏,但成岩作用的相关研究较少,阻碍该区上乌尔禾组深入勘探。在储层岩石学以及储集特征分析基础上,利用薄片观察、物性分析、扫描电镜以及能谱等实验手段,对上乌尔禾组成岩作用类型以及成岩相进行详细研究。发现研究区上乌尔禾组储层成岩作用包括压实作用、胶结作用以及溶蚀作用。结合大量成岩现象及特征,认为研究区上乌尔禾组成岩阶段为中成岩B期。综合成岩强度以及典型成岩现象,将研究区上乌尔禾组成岩相划分为强压实致密相、强压实中溶蚀相、中强压实方解石胶结弱溶蚀相、中强压实伊蒙混层包膜弱溶蚀相、中强压实沸石胶结弱溶蚀相,利用Fisher判别法建立各成岩相判别公式,并结合测井资料探索各成岩相的分布规律,为优质储层的预测提供依据。     

鄂尔多斯盆地中西部长9储层差异化成岩与烃类充注过程研究

储层非均质性极大地影响储层内流体的流动和分布,在油气运移成藏和提高采收率研究中广受关注。储层内发生的差异化成岩作用是层内非均质性的重要成因,与烃类充注事件的相互关系也是致密砂岩油气成藏机理研究的核心内容。本文以鄂尔多斯盆地中西部上三叠统延长组长9储层为例,研究储层内砂岩所表现出的差异化成岩作用及其影响下的流体活动过程。系统的显微观察发现,长9储层主要由机械压实致密型砂岩、钙质胶结致密型砂岩、含水砂岩和含油砂岩等四类岩石组成。利用显微岩相学、紫外荧光光谱、包裹体均一温度测试、盆地模拟等技术综合分析表明,机械压实致密型砂岩在早成岩期即在压实作用影响下强烈塑性变形致密化;钙质胶结致密型砂岩在早成岩期就发生强烈的碳酸盐胶结作用而致密化。这两类砂岩在成岩中后期基本不能为流体活动提供孔隙空间。含水砂岩和含油砂岩均经历了复杂的差异化成岩过程,含油砂岩内可以辨识出至少三期沥青,含水砂岩则未见沥青残留。以含油砂岩中沥青质所对应的烃类充注为标志,重建了长9储层的成岩序列,划分出三期流体流动过程,烃类充注与成岩作用交替进行。含水砂岩大致可划分出相似的成岩过程,但未发生烃类充注。     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组成岩作用及储层物性特征

通过成岩作用及储层物性的综合分析,该区主要油层组长9、长8、长6及长2的岩石成分成熟度和结构成熟度均较差,均经历了晚成岩A期。压实作用降低了储层的孔隙度,致密的碳酸盐岩胶结降低了孔隙度并阻止了次生孔隙的产生。该区储层为低孔低渗储层,孔隙度在4%~8%之间,渗透率多小于0.1×10^-3μm²。     

歧口凹陷沙河街组火山岩成岩作用及对储集性能的控制

根据岩心观察资料,利用偏光显微镜、扫描电镜等对歧口凹陷沙河街组火山岩的成岩作用进行了详细地研究,把成岩作用类型分为早期和晚期两个阶段、13种成岩作用类型。根据成岩作用阶段划分依据,结合盆地埋藏-热演化史和烃类充注史等资料,将歧口凹陷沙河街组火成岩成岩作用阶段划分为早期和晚期两个阶段。火成岩共发生了3期溶蚀作用、2期构造作用、2期油气充注作用,以及绿泥石、硅质、碳酸盐等胶结作用。主要成岩序列为溶蚀作用Ⅰ→构造作用Ⅰ→栉壳状绿泥石→细纤维状绿泥石→硅质Ⅰ→较粗纤维状绿泥石→烃类充注Ⅰ→硅质充填Ⅱ→亮晶方解石Ⅰ→构造作用Ⅱ→溶蚀作用Ⅱ→烃类充注Ⅱ→亮晶方解石Ⅱ→铁方解石→硅质充填Ⅲ→溶蚀作用Ⅲ。成岩作用对储集性能的控制具有改善和破坏的双重作用,对储集性能具有改善作用的成岩作用类型有挥发分逸出作用、熔蚀作用、冷凝收缩作用、脱玻化作用、机械压实破裂作用、风化淋滤溶蚀作用、次生溶蚀作用。对储集性能具有破坏作用的成岩作用类型有熔结作用、充填作用、机械压实压溶作用、胶结作用。