岩溶与全球变化研究

岩溶与全球变化研究袁道先（地质矿产部岩溶地质研究所桂林５４１００４）由于岩溶作用是全球碳、水、钙循环的重要部分，以及碳酸盐岩的广泛分布（占陆地面积的１５％，约２２×１０￣６ｋｍ￣２），因而岩溶在全球变化研究中具有特别重要的地位。它不仅与大气ＣＯ＿２的...     

汇集全球科技精英，打造岩溶地质研究的国际平台

中国是一个岩溶大国,全国岩溶区面积344万km^2,其中碳酸盐岩出露面积90．7万km^2,占国土面积的9．5％。中国岩溶发育具有四大显著的特点:首先碳酸盐岩古老、坚硬、质纯,出露的碳酸盐岩地层主要为三叠系至前寒武系,使岩溶形态挺拔、陡峭;其次中国岩溶发育主要受到太平洋季风气候的影响,水热配套,有利于碳酸盐岩的溶蚀、沉积,有利于岩溶的发育;再次新生代地壳强烈抬升,[第一段]      

塔里木盆地顺北地区奥陶系碳酸盐岩层序模式及其意义

近年来塔里木盆地顺北地区深层碳酸盐岩油气勘探取得了丰硕成果。依据全球海平面变化,结合钻井及地震资料,将顺北地区奥陶系下统—中统碳酸盐岩划分为1个二级层序,8个三级层序,总结了每个层序界面及层序内部特征,提出顺北地区奥陶系碳酸盐岩发育三种层序模式——海侵、高位与低位模式,并分析其控制因素。顺北地区奥陶系碳酸盐岩主要储集空间显示为大型岩溶洞穴,位于三级层序界面之下的蓬莱坝组岩心与薄片具明显的溶蚀孔洞特征,反映了低位期岩溶与高位期岩溶对顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层发育的控制作用。顺北地区地表水无法通过断裂从上穿过约800 m的奥陶系上统泥岩段,进入中下统碳酸盐岩储层,因此塔河地区“断溶体”理论并不适用于顺北地区,三级层序界面控制的岩溶作用是顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层形成的主要控制因素。     

湘西地质公园岩溶峡谷群成因及其地学意义

湘西地质公园岩溶峡谷分布面积约1 162 km2,岩溶峡谷200多条,密如蜘网分布,是世界上最密集的岩溶峡谷群分布区。湘西岩溶峡谷形态上分为线型峡谷、“V”字型峡谷和箱型峡谷,其间分布岩溶台地和峰丛山地,岩溶峡谷两侧岩溶洞穴、瀑布和石柱发育,景观奇特壮观。相间分布的硅质碳酸盐岩和泥质碳酸盐岩、密集分布的地质构造及高角度节理裂隙、地块掀斜式抬升和强的岩溶水动力为岩溶峡谷群的发育提供了有利条件。岩溶峡谷群的形成经历了地质构造抬升、河流峡谷形成、岩溶峡谷发育三个阶段。与世界其他岩溶区峡谷对比,湘西岩溶峡谷群是世界地质公园中分布规模最大、峡谷最密集、岩溶发育最典型的岩溶峡谷区。湘西岩溶峡谷群不但具有重要的岩溶学研究和地质历史价值,而且具有重要的地质景观和地质文化意义。      

四川盆地西部中二叠统茅口组油气地质条件及勘探潜力

四川盆地西部中二叠统茅口组为碳酸盐岩浅水缓坡相沉积,高能浅滩亚相颗粒岩发育。茅口组沉积末期,研究区古表生岩溶作用强烈,有利于岩溶储层发育。中二叠统发育栖霞组和茅口组碳酸盐岩、梁山组泥质岩等多套烃源岩,烃源岩厚度大,品质较好;各套烃源岩从中三叠世末起相继达到生烃高峰,资源潜力大。茅口组中上部发育两类储层:裂缝-孔洞型(或裂缝型)储层和白云岩孔隙型储层。钻井及露头剖面揭示茅口组含气性好。高能滩相沉积区与岩溶斜坡带叠合区是茅口组储层发育的有利地区。茅口组之上的区域盖层发育,保存条件好。认为川西地区茅口组具有良好的天然气勘探前景。     

黔南地区碳酸盐岩的溶蚀试验初探

<正> 前言黔南是贵州境内岩溶发育的重点地区,我们在研究其发育规律过程中,实测28条不同时代的碳酸盐岩地层剖面,取样584件,选择其中120件典型样进行溶蚀速度试验。溶蚀速度试验是在一定条件下,对碳酸盐岩岩溶化的模拟试验。用实验的方法解释野外宏观岩溶现象,提供岩溶发育方面的定量数据。      

碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

苏南地区碳酸盐岩的溶蚀性分析

为了解江苏南部地区碳酸盐岩地层的岩溶发育潜力,采集代表性岩石样品,并制作成统一规格的试片,开展一个水文年的溶蚀试验。结果表明,本地区碳酸盐岩的平均溶蚀速度约为1.42 mm?ka-1,与国内其它地区相比处于较低的水平,大致相当于西南地区的1/30,略高于北方岩溶区。实验证明了苏南地区二叠系、三叠系碳酸盐岩具有最强的溶蚀性,这为解释上述地层区的岩溶现象提供了地质依据。研究还表明,岩石的溶蚀性与Ca含量关系密切,同时也受岩石矿物成分、微构造影响,一般高Ca碳酸盐岩具有较高的溶蚀性。苏南地区的岩溶发育性以岩石溶蚀性为基础,但水动力条件也十分关键,宜兴地区二者兼备,岩溶最为发育。      

foreword

资源、环境问题关系着人类的生存和发展。碳酸盐岩地层中蕴藏着丰富的石油、天然气、矿产和地下水等资源。这些资源的开发一方面为社会经济发展提供保障,另一方面也给地表生态环境造成严重破坏。我国碳酸盐岩分布广,占国土面积的1/3以上。碳酸盐岩的孔隙、溶隙、溶洞等是各种资源的重要赋存空间,但存在分布空间不均匀、探测难度大的问题。分布面积广和沉积厚度大的碳酸盐岩地层又可作为CO2地质封存的有利场所。有研究表明,向碳酸盐岩油气储层充注CO2既能提高油藏的开采率,又能将CO2回收封存,实现低碳高效的油气开采。因此,碳酸盐岩储层研究对我国能源资源的开发利用和应对气候变化等有重要的意义。2014年中国地质学会岩溶专业委员会在武汉召开“岩溶资源与油藏岩溶储层研究”学术研讨会。 会议交流了现代岩溶水文地质与岩溶储层方面的研究成果和认识,为现代岩溶和古岩溶的研究架起了桥梁。通过精选会议中的优秀成果和论文,我刊推出“碳酸盐岩储层”专刊,着重报道碳酸盐岩储层方面的最新成果。 碳酸盐岩油气田是全球油气资源最重要的组成部分,其常规油气储量约占世界总储量的 60%, 产量约占50%。我国碳酸盐岩油气资源丰富,其储层发育与古岩溶作用密切相关。陕中气田、轮南-塔河油田、塔中油气田、川东北大气区等大型碳酸盐岩油气田的相继发现,推动了我国碳酸盐岩储层的开发和研究。近年来,在碳酸盐岩储层特征、成藏机制、油气运移、储层分布、影响因素等方面的取得了重要的研究进展。我国碳酸盐岩油气成藏复杂,受沉积作用、成岩作用、多期构造运动和岩溶作用等的共同影响,碳酸盐岩储集空间复杂,非均质性强,开采难度大。碳酸盐岩储层研究取得的新成果、新认识在指导油田勘探、开发和提高油气产量上发挥了重要作用。2005-2014年,塔里木油田碳酸盐岩原油累计产量突破1000万吨,达到1 010.29万吨,2014年塔里木油田碳酸盐岩的平均单井累计产油1.82万吨,原油日产量保持在5612吨;长庆靖边气田的天然气累计产量实现不断跨越;鄂尔多斯盆地西缘、东南部等地区岩溶储层勘探取得新突破,为我国油气能源安全提供有力保障。 随着油田勘探开发的不断深入,关于碳酸盐岩储层的一些新问题受到了关注。例如,如何准确地描述碳酸盐岩储层、建立碳酸盐岩缝洞结构地质模型以定量计算油气藏储量;鄂尔多斯盆地西缘、东南部及大牛地等地区的岩溶储层虽然形成于表生期, 但机理与靖边地区不同,属于顺层岩溶;塔中内幕岩溶区鹰山组顶部不整合面及其下部缝洞储层的形成可能是碳酸盐岩成岩早期弱成岩条件下形成的岩溶,等等。对这些问题的深入研究有助于实现油气勘探的新突破。专刊对此也进行了很好地探讨。 专刊收录的14篇文章主要是关于塔里木盆地、鄂尔多斯盆地的碳酸盐岩储层等方面的研究成果。介绍了不同类型岩溶,包括表生期岩溶、同生期/准同生期岩溶的特征、形成条件及油气地质意义;比较了灰岩、白云岩岩溶的差异及其识别;剖析了古今湿热条件下典型缝洞系统类型及其结构模式;分析了塔中地区潜山型、复合潜山型油藏的成因和发育模式;介绍了成像测井、古地貌恢复、缝洞充填物碳氧同位素分析等方法在碳酸盐岩储层研究中的应用和成果。此外,还对我国碳酸盐岩储层CO2地质储存的适宜性和潜力进行了分析、计算。尤其值得岩溶地质工作者关注的是,在专刊首篇文章中,袁道先院士对我国岩溶资源环境领域的创新问题提出了最新见解。相信这些成果能为我国碳酸盐岩储层研究、油气科学勘探开发以及资源环境方面工作提供很有价值的参考。     

中国南方岩溶地下水

我国辽阔的南方,可溶岩分布甚广,包括碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤素岩及南海诸岛的礁灰岩。其中碳酸盐岩厚度最大、分布最广,岩溶最发育,地下水蕴藏十分丰富。本文试就碳酸盐岩岩溶地下水作一探讨。