白云石形成过程中的热力学与动力学基础及自云岩形成环境划分

CaMg(CO3)2在现代海水中是过饱和的,但是前人的研究发现在实验室标准状态下(25℃.1atm)无法从海水中直接沉淀出白云石,所以,白云石的形成不是一个单纯的热力学问题,而是一个动力学问题.依据白云石形成的热力学和动力学特征,将白云岩的形成环境划分为表生成岩环境与埋藏成岩环境.表生成岩环境按白云岩发育位置又分为:潮坪一漏湖蒸发环境、环礁潜流面与深海沉积环境.埋藏成岩根据流体进入体系的方式又分为:与裂缝相关的埋藏成岩、与缝合线相关的埋藏成岩、与岩溶相关的埋藏成岩和与渗透回流相关的浅埋藏成岩.分别对所划分的各成岩环境进行了详细的岩石学与地球化学特征分析与讨论.     

川东邻水-渝北地区石炭系黄龙组白云岩成因

以岩石结构分析为基础,结合Sr同位素和Sr含量等资料,对川东邻水-渝北地区石炭系黄龙组广泛发育的白云岩成因进行了研究,从中识别出准同生期白云岩、成岩期埋藏白云岩、表生期淡水白云石和晚成岩期热液白云石等成因类型.其中具备储集意义的仅为成岩期交代成因的埋藏白云岩,其岩性主要为颗粒白云岩和晶粒白云岩.综合不同成因类型的白云岩Sr同位素和Sr含量地球化学特征,将白云石化过程划分为准同生期,早成岩期、中成岩期,古表生期和再埋藏晚成岩期五个成岩阶段.各阶段的白云岩(或白云石)在结构上有不同特征,其Sr同位素和Sr含量地球化学特征亦有显著差别.反映研究区白云化流体不仅来自同时期禁的海源地层水,而且受到古表生期岩溶过程中的淡水和再埋藏晚期热液的影响.根据岩石学特征和各种地化指标,结合研究区古地理背景,建立了黄龙组准同生、埋藏、淡水、热液白云岩(或白云石)化模式.     

鄂尔多斯盆地西北部中奥陶统斑状白云岩成因研究

在鄂尔多斯盆地西北部,中奥陶统桌子山组和马五段到马三段斑状白云岩广泛分布。通过岩石、矿物学及地球化学特征研究,发现该白云岩具有岩溶、生物遗迹、深埋藏的证据,其原岩是早成岩阶段浅埋藏环境下形成的粉晶~细晶白云岩,在晚成岩阶段深埋藏环境下发生差异白云石化,形成细~粉晶白云石组成的斑块。因此,细晶~粗粉晶斑状白云岩受生物影响,是表生岩溶作用和深埋藏环境导致的差异白云石化作用的产物。     

川北元坝地区长兴组白云石化作用机制及其对储层形成的影响

通过岩心观察和薄片鉴定,在岩石学和矿物学特征分析基础上,结合白云石有序度测定,碳、氧同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式分析,详细研究了川北元坝地区长兴组白云石化作用的特征、机制及模式,结果表明长兴组发育微晶白云石(岩)、粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石和异形白云石等四种类型,它们的有序度由低变高;白云石的碳、氧同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式特征表明,长兴组微晶白云石(岩)、粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石主要形成于浓缩海水环境、正常海水环境、或者与正常海水相似的地层水环境中,并遭受过热液地质作用的改造,从微晶白云石(岩)→粉-中晶他形白云石→粉-中晶自形白云石是一个沉积埋藏过程中多阶段白云石化作用的产物,异形白云石则由热液作用形成;根据长兴组白云石的矿物学和地球化学特征及白云石化作用与层序和沉积相之间的关系,分别可以用准同生期蒸发泵白云石化作用模式、准同生期渗透回流白云石化作用模式、成岩早期浅埋藏状态下地层水白云石化作用模式和成岩晚期热液白云石化作用模式来解释微晶白云石(岩),粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石和异形白云石的形成。白云石化作用是有利于长兴组储层形成的建设性成岩作用。     

豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别,有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上,运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物;细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段,成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关;细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成;岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此,由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

川东-渝北地区黄龙组白云岩储层稀土元素地球化学特征

内容提要：石炭系黄龙组白云岩储层是川东-渝北地区天然气藏最重要的储集岩类型之一,依据岩石学特征和沉积相及地球化学特征,可将川东-渝北地区石炭系广泛发育的白云岩划分为准同生白云岩、成岩埋藏白云岩、古表生期淡水白云石和深埋藏热液异形白云石四种成因类型,其中具备储集意义的仅为交代成因的成岩期交代成因的埋藏白云岩和古表生期形成的岩溶岩,岩性主要为颗粒和晶粒白云岩及白云质岩溶角砾岩。白云岩稀土元素地球化学分析结果为：①弱溶蚀、强溶蚀准同生和成岩埋藏白云岩分别都具有相似的ΣREE值、ΣLREE/ΣHREE比、REE配分模式和δCe、δEu负异常,但弱溶蚀白云岩各参数值相对较低;②淡水白云石具有很低的ΣREE值、弱Ce负异常和中等-较强的Eu负异常;③热液异形白云石ΣREE、REE配分模式和δCe特征与淡水白云石相似,而δEu最高。上述特征进一步表明各成因类型白云岩的稀土元素各项参数和配分模式差异明显,与较晚期次流体的物理化学性质密切相关,特点为：准同生期和早-中成岩期埋藏白云岩受表生期岩溶作用影响较大,而深埋藏期热液异形白云石明显叠加有深部热液流体的影响。     

豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别，有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上，运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物；细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段，成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关；细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成；岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此，由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

川东—渝北地区黄龙组白云岩储层稀土元素地球化学特征

内容提要：石炭系黄龙组白云岩储层是川东-渝北地区天然气藏最重要的储集岩类型之一,依据岩石学特征和沉积相及地球化学特征,可将川东-渝北地区石炭系广泛发育的白云岩划分为准同生白云岩、成岩埋藏白云岩、古表生期淡水白云石和深埋藏热液异形白云石四种成因类型,其中具备储集意义的仅为交代成因的成岩期交代成因的埋藏白云岩和古表生期形成的岩溶岩,岩性主要为颗粒和晶粒白云岩及白云质岩溶角砾岩。白云岩稀土元素地球化学分析结果为：①弱溶蚀、强溶蚀准同生和成岩埋藏白云岩分别都具有相似的ΣREE值、ΣLREE/ΣHREE比、REE配分模式和δCe、δEu负异常,但弱溶蚀白云岩各参数值相对较低;②淡水白云石具有很低的ΣREE值、弱Ce负异常和中等-较强的Eu负异常;③热液异形白云石ΣREE、REE配分模式和δCe特征与淡水白云石相似,而δEu最高。上述特征进一步表明各成因类型白云岩的稀土元素各项参数和配分模式差异明显,与较晚期次流体的物理化学性质密切相关,特点为：准同生期和早-中成岩期埋藏白云岩受表生期岩溶作用影响较大,而深埋藏期热液异形白云石明显叠加有深部热液流体的影响。     

川东三叠系飞仙关组白云岩锶含量、锶同位素组成与白云石化流体

川东飞仙关组白云岩包括微晶白云岩、具原始结构的粒屑白云岩和结晶白云岩等3种主要的结构类型,其中结晶白云岩是重要的天然气储集岩。根据白云岩的锶舍量和锶同位素组成,结合相关岩石学和地球化学资料,本文研究了白云石化过程中锶的迁移和相应的同位素变化。三种类型白云岩具有类似的锶含量,但其(87)~Sr/(86)~Sr 比值均不同程度地高于同期海水值,锶在白云石和方解石(或文石)中分配系数的差别是影响白云石化过程中白云石锶含量最为重要的因素。不同流体中锶的混合方程计算表明:如果白云石化流体是大气淡水和海水的混合流体,则结晶白云岩的白云石化流体相当于94%的大气淡水和6%的海水混合,具原始结构的粒屑白云岩的白云石化流体相当于81%的大气淡水和19%的海水混合,微晶白云岩的白云石化流体相当于92%的大气淡水和8%的海水混合。但极低的锰含量、相对较高的锶含量和包裹体均一化温度等资料均不支持有94%的大气淡水参与了结晶白云岩的白云石化作用,其白云石化流体应是埋藏成岩过程中囚禁的近同期、但是非同期的海源流体,其来源可能与埋藏成岩过程中该时间段蒸发盐的溶解有关。锰含量、锶含量、(87)~Sr/(86)~Sr 比值都表明具原始结构的粒屑白云岩和微晶白云岩的白云石化过程都存在大气淡水的介入,微晶白云岩的白云石化可能与潮坪环境的蒸发泵机理有关;具原始结构的粒屑白云岩的白云石化可能与混合水白云石化作用有关,这类白云岩分布于向上浅滩化旋回滩体的顶部,这是埋藏前或浅埋藏阶段大气淡水与海水混合白云石化作用最容易发生地带。     

二元同位素测温技术及其在白云岩储层成因研究中的应用——以塔里木盆地中下寒武统为例

作为近年来新兴的实验技术,二元同位素(D47)测温技术已被应用于碳酸盐岩成岩环境的研究中。简要介绍了二元同位素测温技术的原理及应用方法,并以塔里木盆地中下寒武统白云岩为例,优选11块样品,测试其D47值和白云石的碳氧同位素,并计算出样品的成岩温度和古流体的δ~(18)O值。综合分析认为:样品中,颗粒白云岩形成于低温准同生—浅埋藏环境,成岩流体为海水;细晶白云岩为深埋藏成岩环境中原岩受到了高温重结晶作用的改造,成岩流体为地下热卤水;孔缝中的白云石胶结物是深埋藏成岩环境富镁热卤水沉淀作用的产物。研究证明二元同位素测温技术可以较好地恢复白云岩的成岩温度,减少储层成因的多解性,它为今后储层成因研究提供了一种新的手段和依据。     

微生物碳酸盐岩沉积特征研究——以四川盆地高磨地区灯影组为例

四川盆地震旦系灯影组属于新元古界最后一套地层,也是四川盆地第一套沉积岩盖层。岩性以质纯色浅的白云岩为主,并且经历了多期复杂的成岩作用,因此其沉积环境始终是研究的难点和争议的焦点。本文以盆地周缘的野外剖面、钻井岩心、测井资料及分析化验等资料为基础,以岩石学、沉积学和石油地质学等理论为指导,并结合现代叠层石沉积特征,对灯影组岩石学特征、沉积环境进行了综合分析。研究表明:1灯影组的岩石类型可分为3个亚类和12个微类,其中贫藻段主要由晶粒云岩、凝块状云岩、粒屑云岩等组成,通常发育于一个完整沉积旋回的早—中期;富藻段主要由层纹状云岩、叠层状云岩、泡沫状云岩组成,通常形成于一个沉积旋回中—晚期;2四川盆地灯影组沉积相主要为浅水局限台地相,可细分为藻丘、颗粒滩、台坪、潟湖4个亚相。研究区以藻丘亚相为主,藻丘可进一步细分为丘基、丘核、丘盖3个微相;3优质储层受相控特征明显,台内颗粒滩相和藻丘相储集物性最好,尤其是两者叠合形成的"丘滩复合体"。总之,四川盆地震旦系灯影组的天然气勘探将围绕着微生物岩展开。     

从3个科学理念简论沉积学中的 “白云岩问题”*

作为碳酸盐岩的重要类型,白云岩的成因机理和时空分布规律,一直是沉积学重要的研究主题之一。沉积学家已经建立了众多的白云石化模式,并用来解释各种白云岩的成因。然而,白云石在地表条件下的形成过程和机理,一直没有得到实验室条件下的模拟和证实,所以白云岩的成因就成为沉积学的难题,即沉积学中的 “白云岩问题”。白云岩形成的作用被简称为白云石化作用,同时作为碳酸盐岩成岩作用机制的类型之一,代表了科学理念的第1个变化;立足于前寒武纪白云岩原生沉积组构的精美保存,从早先的 “原生白云石沉淀”的假设到后期的 “拟晶白云石化作用”模式的提出,代表了科学理念的第2个重要变化;微生物作用有助于白云石沉淀而出现的 “微生物白云石化作用”的模式,似乎代表了沉积学家对沉积学中的 “白云岩问题”的探索和研究之中的第3个重要的科学理念进步。追逐上述科学理念的变化和进步,将会更加深入了解科学家们对 “白云岩问题”研究和探索的重要进展。     

塔里木盆地东部寒武系白云岩储层及相控特征

根据钻井岩心、薄片、物性等数据资料,对塔里木盆地东部寒武系白云岩储层特征进行分析,并探讨沉积相对储层形成的控制作用。塔东地区寒武系白云岩可分为交代白云岩及缝洞充填型白云岩两大类型,交代白云岩又可分为泥粉晶白云岩、细—中晶白云岩、粗晶白云岩以及角砾状白云岩等次级类型。白云岩的储集空间主要以晶间孔隙、溶蚀孔隙、缝合线孔隙和裂缝为主,裂缝起到了连通孔隙的作用,储集空间组合类型以裂缝—孔洞型为主。研究表明:交代白云岩具有明显的相控特点,东侧的英东—罗西一带的交代白云岩主要发育在内缓坡背景的台地边缘浅滩、开阔台地及潮坪相带,而在西侧的古城4井一带的交代白云岩以角砾状白云岩为主,发育于环边陆棚的礁前斜坡带。白云岩储层发育除受后期成岩作用（白云化作用、胶结作用、溶蚀作用）和断裂等因素影响外,主要受早期沉积相带的控制,内缓坡是储层发育的有利部位。     

从氧、碳同位素组成看蓟县元古宙碳酸盐岩特征

蓟县元古宙碳酸盐岩出露广袤，厚度巨大，产状稳定，化石丰富，沉积形象众多。其内赋含的氧、碳同位素组成及其数值变化对成岩机制及沉积环境仍然蕴含着较清楚的内函关系。依据其数值演化，探讨了蓟县碳酸盐岩的成岩作用、古盐度，进而结合其沉积环境特征，阐释了碳酸盐岩，更主要是白云岩为原生沉积所成。     

川北地区下三叠统飞仙关组优质鲕滩储层成岩演化序列

早三叠世飞仙关期,川北地区为台地与海槽相间的沉积格局,在两者的转换地带,发育了大套台地边缘碳酸盐鲕粒滩。该套储层经历的破坏性成岩作用类型主要有压实、压溶作用和胶结作用,建设性成岩作用主要有泥晶化作用、新生变形及重结晶作用、白云石化作用和溶蚀作用。讨论了各种成岩作用的主要特征及对储层的影响。结合成岩阶段划分,建立了该储层的成岩序列。胶结作用可分为三期,对储层的破坏作用非常强,尤其是第二期胶结作用以后,残存下来的孔隙降至5%左右。白云石化作用主要有混合水白云石化和埋藏白云石化,它不仅将岩石孔隙度提高了5%左右,更重要的是在白云岩中形成了较多的晶间孔,为后期埋藏溶蚀作用创造了施展空间。埋藏溶蚀作用使白云岩中的晶间孔溶蚀扩大,形成晶间溶孔,这是优质白云岩储层形成的必要条件,它可将孔隙度再提高5%～20%左右。     

四川资阳地区灯影组滩相沉积及储集性研究

一般认为,高能沉积体是储层形成的有利相带之一,但对于碳酸盐岩来说,高能沉积相带仅是储层发育的基本条件之一,后期的成岩改造可能更为明显,它可将原生孔隙发育的高能沉积体转变为致密岩体。因此,碳酸盐岩储层的预测研究应将沉积相与成岩作用研究相结合。本文根据区内灯影组钻井岩芯的宏观、微观特征,结合物性资料,研究了滩相类型、特征、所经历的主要成岩类型及对储集性的影响,认为浅色的内碎屑滩、绵层状藻砂屑滩和鲕粒滩是有利于储层形成与演化的沉积相带,它们多分布于以资3、7井、资4井和资5井为中心的区块内,向其周边井区,这些有利滩相沉积体变薄、储集性变差。     

重庆马槽坝-黑楼门地区上石炭统黄龙组白云岩储层类型及其控制因素

根据钻井岩心、薄片、物性等数据资料,对四川盆地东部马槽坝-黑楼门地区白云岩储层特征进行分析,并探讨沉积相及成岩作用对储层形成的控制作用。研究区白云岩储层的岩石类型主要为颗粒白云岩、微晶白云岩、粉-细晶白云岩。储集空间以次生粒间及粒内溶孔为主,并伴生有超大溶孔。研究区黄龙组储层总体上属于低孔低渗储层,以小孔-中细喉组合为主。白云石化作用、重结晶作用、破裂作用、古岩溶作用是有利于储层发育的成岩作用,其中白云石化作用是最普遍也是最重要的成岩作用。粒屑浅滩、潮道是有利于储层发育的沉积环境。     

四川资阳地区灯影组储层的形成与演化

构成资阳地区震旦系灯影组储层的岩性主要为具或不具残余颗粒结构的粉－细晶白云岩和白云质岩溶角砾岩，储集空间以次生成因的晶间溶孔、溶洞、角砾间洞和葡萄花边洞为主。现今储层是在长达近六亿年的各种地质作用过程中，经过５个演化阶段后的最终产物，其中沉积相控制着晶粒白云岩储层的展布趋势，所属微相是后期成岩作用的基础；后期埋藏重结晶作用、岩溶作用和构造作用决定着储层内储集空间的具体分布形式。     

白云岩成因的研究现状及相关发展趋势

白云岩占地壳沉积岩体积的20%,是碳酸盐岩地层中最主要的油气储渗体。白云岩成因是碳酸盐岩岩石学中最复杂、争论时间最久、最难解决的问题之一。根据机理的不同,当前各种主要的白云岩成因模式可划分为三大类:(1)原生白云石模式;(2)次生白云石化模式;(3)其他模式。虽然原生白云石的例子已被大量发现,但是,它们是否属真正的原生白云石仍将继续讨论下去。次生白云石化成因的实例远比原生白云石成因的多,这类模式可再细分为高盐度白云石化、低盐度白云石化、正常海水白云石化、热液白云石化等。其他模式主要有埋藏白云石化、生物白云石化、沉积—热液模式、玄武岩淋滤白云石化、出溶作用模式等。白云岩研究的热点问题及研究发展方向可以归纳为五个方面:全球气候变化与白云石化事件;大地构造环境和沉积作用对白云岩分布的控制;白云石化作用与层序地层学(相对海平面变化);新的研究手段的应用;“盖帽”白云岩。     

川中雷口坡组四~3亚段地震相分析——应用波形分类技术研究沉积相的实例

在工区面积大、钻井少的情况下开展地震相研究,可以有效绘出沉积相展布图。对四川盆地中部雷口坡组四3亚段利用GS1和YS104两口井进行地震地质标定,建立了膏盐湖、白云岩坪及颗粒滩等几种不同沉积微相的地震响应模式。膏盐湖相表现为强振幅、高连续的地震响应,而颗粒滩及白云岩坪主要表现为中振幅、低连续的地震响应特征。在地质标定基础上,对全区利用波形分类技术开展地震相研究,恢复了古沉积环境,获得了颗粒滩相及白云岩坪的展布图,这些分布区是有利储层的发育区。龙岗—营山—南充—蓬溪一带处于颗粒滩、白云岩坪有利相带,且处于雷四3亚段地层剥蚀线附近,受岩溶改造强烈,储层较为发育,是川中地区的重要勘探对象。