塔里木盆地北缘奥陶系古溶洞和古岩溶沉积中包壳砾石和包壳砾岩的发现及特征*

塔里木盆地北缘奥陶系发育典型的古岩溶,笔者在其中发现了一种非常特殊的沉积物或沉积构造:包壳砾石和包壳砾岩,且这种包壳砾岩之前从未见报道。该包壳砾石和包壳砾岩的结构类似鲕粒或核形石,可分为核心和包壳2部分,大部分呈近圆形或扁圆形,少数形态不规则,直径为数厘米到数十厘米。核心可分为4种,分别是:(1)与溶洞围岩相同的灰岩砾石;(2)由砂岩形成的核心;(3)由砾岩构成的复合核心;(4)由古钙华碎块形成的核心。包壳也可分为4种类型,分别是:(1)具有圈层的包壳;(2)颗粒状包壳;(3)均质包壳;(4)由颗粒状包壳和圈层状包壳组合形成的复合包壳。包壳砾石和包壳砾岩是溶洞和岩溶沉积中的典型产物,其不仅可以作为识别溶洞和岩溶的标志之一,而且具有一定的储集能力,是一种有效的油气储集体。     

我国一些含金刚石的古沉积层特征

一、我国含金刚石古沉积层位 (一)第三系 1.山东某盆地北侧,下第三系官庄组砂砾岩和大汶口组石灰质砾岩、角砾岩中,含铬镁榴石,经对比与北侧产金刚石金伯利岩中的矿物特征一致。山东另一盆地以南地段,普遍发现含有金刚石的砾岩或砂砾岩块,充填于不同标高(80—540米)的寒武系、奥陶系石灰岩的裂隙、溶洞、溶沟中。含金刚石砾岩有90％以上见于中、上寒武统的岩溶负地形中,金     

碳酸盐岩古风化壳储集层(体)研究

根据多年来对鄂尔多斯地区和塔里木盆地有关油气田的研究成果和近年来的国内外相关资料,用“古风化壳储集层(体)”的观点系统详细地阐述了碳酸盐岩古风化壳储集层(体)的形成、岩相、岩溶、地球化学、储集性能、演化等特点。古风化壳具有岩溶分带性特点,是一个由表生成岩作用形成的特有的地质体,因而,不等同于不整合面和侵蚀面。典型的碳酸盐岩古风化壳储集层(体)可划分为4个带：破碎带、渗流带、混合带、潜流带,其演化与沉积旋回、海平面的振荡运动和局部构造运动有密切的关系。指出可以利用碳酸盐岩古风化壳储集层(体)测井曲线和地震勘探的响应来识别溶洞和裂缝;运用模糊数学方法对其进行分区、分带的评价,运用多学科和多种技术方法对其进行研究和预测。     

中国油气田古岩溶与油气储层

目前,在鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、四川盆地等的奥陶系、石炭系、二叠系—三叠系及震旦系等多套地层中均已发现不少典型的古岩溶油气田。这些油气田古岩溶储层常具有以下几个特征:(1)垂向分带明显,地表残积岩溶带、垂直渗流—水平潜流岩溶带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝—溶蚀孔洞型储层为主,此类储层为各大油气田高产稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡、古岩溶高地边缘及断层裂缝发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有敏孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀怍用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。     

某大型铀矿床的典型古岩溶地质特征

近年被露采剥露的３７３铀矿床已确凿地显示出大型古岩溶成因地质特征:铀矿体沿古岩溶系统永久循环带的地下廊道排列,壮观的古溶洞沉积铀矿化,典型的成年期古岩溶地质剖面,矿石中铀基本呈淋积吸附状态存在等。笔者拟将该矿床划为古岩溶型矿床中的古岩溶矿床亚类,是我国迄今已发现铀矿床中唯一大型古岩溶铀矿床。      

贵州遵义仙人岩铝土矿床古红土壳分带模式

笔者根据基底页岩在红土风化过程中的矿物成分和化学成分的演变规律,建立了遵义仙人岩铝土矿床古红土壳的分带模式,从上至下划分为:(1)铁铝质壳带,又称强风化带或最终分解带;(2)铁铝质粘土岩带,又称中度风化带或分解带;(3)粘土岩-黄铁矿带,又称弱风化带或轻微分解带;(4)原生页岩带。通过孢粉化石鉴定和Rb-Sr法同位素年龄测定,肯定了古红土壳形成于早石炭世大塘期旧司时,当属原地红土风化残积的产物。     

黔南志留系底砾岩成因类型

依据底砾岩的砾石成份、分布和产出特征,以及沉积特点等,把贵州南部志留系的底砾岩分为风暴事件沉积型、潮道滞流型、岩溶垮塌型及海滩堆积型四种成因类型。     

岩溶沉积堆积建造类型及其特征

岩溶沉积— 堆积建造是岩溶作用形成的产物,是认识岩溶发育史、发育规律的物质依据,是岩溶作用时间和空间的记录。本文根据岩溶沉积— 堆积建造的成因以及赋存空间的相互关系,将岩溶沉积—堆积建造划分为岩溶外(地表)沉积和岩溶内(洞穴)沉积两大类;而依据沉积建造的成岩物质及其形成作用,又可分为不含矿的岩溶外沉积、含矿的岩溶外沉积、不含矿的岩溶内沉积和含矿的岩溶内沉积等四大亚类。此外,还根据大地构造运动与岩溶的发育关系,将中国岩溶发育史划分为五大岩溶建造期: ( 1)元古代古岩溶期; ( 2)早古生代加里东古岩溶期; ( 3)晚古生代海西古岩溶期; ( 4)中生代印支和燕山古岩溶期;( 5)新生代喜山岩溶期。      

中国油气田古岩溶与油气储层

在我国油气田勘探中,与不整合面有关的碳酸盐岩古岩溶储层普遍发育,并占有十分重要的地位。着重讨论我国鄂尔多斯盆地奥陶系、塔里木盆地轮南潜山奥陶系和四川盆地震旦系等典型油气田古岩溶储层发育特征与油气关系,指出我国油气田古岩溶储层具有以下几个特征:(1)古岩溶垂向分带明显,地表残积带、垂直渗流-水平潜流带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝溶蚀孔洞型储层为主,为各大油气田高产、稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡和断裂发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有效孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀作用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。古岩溶储层为中国深层油气勘探提供了一个新的勘探领域。     

广西地洼型古岩溶与成矿

广西中生代岩溶作用有两期:地洼初动和激烈期。这两期岩溶作用形成的地下洞穴,分别为T_3-J_2、K-E的洞穴堆积物——岩溶沉积岩充填或成为目前已不被现代地下水循环所利用的化石岩溶-古岩溶沉积体。地洼初动期岩溶作用,与Cu、zn、Mo、Ag、Sb、Au、U等成矿关系密切,形成古岩溶矿床。成矿物质来源于先成的矿源层、体或矿化、经表生风化浸出,由地表水带入古地下洞穴中,在细菌作用下富集成矿。这种类型矿床,在广西找矿潜力很大。找矿模式可归纳为:先成的矿源→地洼→古叠置型岩溶洼地→地洼初动期岩溶沉积体→亲硫元素和放射性等异常→沿古岩溶方向沉积体中下部→矿体。     

蛇绿岩型铬铁矿床包壳纯橄榄岩中的流体过程印记:来自西藏雅鲁藏布江缝合带罗布莎和泽当岩体的地质学、岩石学和橄榄石晶体化学证据

岩浆型矿床一般认为是岩浆分异的产物,因为这类矿床通常缺乏强烈的近矿围岩蚀变。蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿被认为是一种典型的岩浆型矿床,流行的成因模型包括岩浆通道模型和熔体-岩石反应模型。深部晶体群的大量发现,表明铬铁矿成矿系统不是一种理想系统,而是至少由两类子系统组成的复杂性动力系统。因此,流行模型不再适用,必须构建能够整合新证据的成因模型。这类矿床的典型地质特征是具有从方辉橄榄岩围岩经包壳纯橄榄岩到铬铁矿石的分带,且包壳纯橄榄岩与铬铁矿之间为渐变接触关系,包壳纯橄榄岩与方辉橄榄岩之间既可以为渐变接触关系,也可以为截然接触关系或侵入接触关系。因此,阐明纯橄榄岩的成因是理解豆荚状铬铁矿形成机制的关键。西藏雅鲁藏布江缝合带中罗布莎和泽当两个代表性超镁铁质杂岩体的新观察揭示:(1)包壳纯橄榄岩的出露宽度变化于厘米级到百米级,但岩石具有均匀的细粒结构,流行模型难以解释;(2)包壳纯橄榄岩可以划分为至少两种构造类型:块状纯橄榄岩和片理化纯橄榄岩,暗示了纯橄榄岩形成过程的多阶段特点;(3)包壳纯橄榄岩主要由变晶橄榄石组成,仅含有少量由熔体或流体析出的橄榄石晶体;(4)与方辉橄榄岩相比,包壳纯橄榄岩中的橄榄石具有高MgO、Cr2O3、CaO和低MnO、Al2O3的特点,展示了矛盾的晶体化学特征;(5)邻近铬铁矿体的纯橄榄岩中常见反豆状结构,类似于多相稀释流体流体制中紊流产生的中尺度结构。上述看似矛盾的证据表明包壳纯橄榄岩的形成过程有大量深部流体的参与,因而流体过程可以作为构建一个新的整合模型的基础。据此,文中提出一个熔体-流体流模型,其基本机制是溶解-沉淀反应Opx+Fluid→Ol±Sp±Cpx±Pl±SiO2(fluid),而基本前提则是深部还原流体的持续供给和熔体-流体流的快速上升。此外,文中还表明,依据火成岩地质学、岩石学和名义无水矿物晶体化学证据也可以再造岩浆系统的流体过程。     

轮古地区古岩溶成像测井响应特征及其对岩溶发育的指示作用

塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层受多期构造运动及古岩溶作用的叠加改造,该地区古岩溶作用形成的溶洞、裂缝等次生孔隙是主要的油气储集空间。因此古岩溶发育研究是碳酸盐储层评价极为重要的研究内容。文章在对轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层大量成像测井资料处理基础上,主要通过对溶蚀裂缝、溶洞的成像测井响应特征进行分析,总结古岩溶标志的成像测井响应规律。高导缝在成像测井图像上表现为褐黑色正弦曲线,溶蚀缝表现为裂缝图像边缘不平直,未充填溶洞在图像上表现为暗色的团块分布,对于全充填洞,可在成像测井图中见到层理等沉积现象。溶蚀程度的差异可根据成像测井资料上解释的裂缝及溶洞中角砾的多寡来度量。轮古西井区,其大溶洞中角砾已溶蚀掉,部分溶洞充填泥砂,表明溶蚀程度很高;轮古中部各井溶洞中的角砾还比较大,单产状裂缝溶洞的规模比轮古西井区小,溶洞溶蚀程度较弱;轮古东井区未见单产状小溶洞,仅见大溶洞的雏形或只有交叉缝和溶蚀裂缝。对区域大量成像测井识别的洞穴数据统计结果表明轮古地区奥陶系洞穴型岩溶储层的分布主要受表层岩溶作用控制。      

塔里木盆地柯坪塔格构造带南缘古溶洞特征及主控因素分析

中加里东运动时期,塔里木盆地柯坪地区遭受广泛的水平挤压和构造抬升,奥陶系一间房组和鹰山组顶部地层3次暴露并发生岩溶化,形成多种类型古溶洞,并在喜马拉雅运动中抬升出露地表,现今成为形态各异的露头。通过大量露头观察,依据古溶洞发育形态和空间结构,划分了古溶洞类型,研究了不同类型古溶洞特征及主控因素,以期对岩溶型储层勘探开发提供借鉴意义。研究表明：古溶洞可划分为4种类型,其中管状分支型溶洞为细长管道,可发育多个分支,横剖面近于圆形或椭圆形,受地下暗河控制;单一孤立型溶洞受断层、裂缝、顺层溶蚀等因素控制,横剖面上可出现漏斗形、倒漏斗形、板形和复合型等形态;溶洞群型溶洞受古潜水面和地下暗河的共同控制,纵向上具有分层性,平面上呈片状集中发育,且溶洞之间通过断层、裂缝、小型溶蚀通道相互连通;厅堂型溶洞由宽阔的厅和多个规模较小的堂组成,主控因素是顺层溶蚀。     

雷波地区古岩溶发育特征及古环境

雷波地区的古岩溶主要指下二叠统灰岩顶部在其形成后并在其上覆玄武岩沉积前,由于环境影响而发育的古岩溶现象。因其分布广泛,对水利枢纽工程岩溶水渗漏评价有重要意义。通过典型剖面沉积特征的综合对比,总结了本区古岩溶发育的一般特征,并在分析、恢复古地理、古气候环境的基础上,讨论了研究区古岩溶发育较微弱的原因     

柯坪硫磺沟奥陶系（纹层状）古钙华的特征及石油地质意义

天山南缘从柯坪阿恰经巴楚三叉口到巴楚五道班的100余公里的316国道北侧的奥陶系中发育了一条1~2 km宽的碳酸盐岩岩溶带。在该带的鹰山组中发育了一条900 m宽的风化壳沉积（古土壤）和约30多个大型古溶洞。其中以硫磺沟2号溶洞最为典型,该溶洞位于一个很窄的倾角大于70°的走滑断裂带内,古钙华一般产在溶洞和裂缝中,作为充填体出现。硫磺沟2号溶洞的古钙华多呈黄褐色-黑色,普遍含石油。古钙华纹层发育,根据结构、颜色及形态等可以分为六种,分别为层状纹层、波状纹层、包壳状纹层、束状纹层、丘状纹层或半球形丘状纹层和杂乱纹层,这些纹层的形态和结构特点反映了其成因与菌藻或微生物有关;构成纹层的方解石主要为针状、柱状、细晶状和粗晶状等。钙华方解石晶体之间缝隙和孔隙非常发育,是良好的储集空间和运移通道。物性研究表明,硫磺沟2号溶洞古钙华的孔隙度介于3.81%~13.91%之间,平均7.21%,从孔隙度值来看属于致密储层（10%）;但渗透率很大,介于（2.99~87.60）×10-3μm2之间,平均48.99×10-3μm2,从渗透率看是一种较好的储层。出现这种“反常”的情况与古钙华特殊的内部结构有密切关系,钙华以晶间缝为主,具有紧密堆积的结构,虽然孔隙度不大,但是晶间缝在三维上构成了网络系统,导致渗透性很好,被称之为“致密高渗”储层。通过对塔里木盆地北部柯坪奥陶系露头硫磺沟2号溶洞及现代九寨沟溶洞的研究,发现岩溶过程中的化学沉积形成的钙华具有重要的石油地质意义,主要表现在两个方面:一是钙华是很好的储集空间;二是钙华具有一定的生烃能力。文章旨在探讨塔里木盆地奥陶系露头钙华相、钙华岩石学及钙华地球化学证据,以支持钙华的形成过程和形成环境的解释、及对塔河油田奥陶系缝洞油气藏的储集空间和油气成藏意义。      

试论皖北奥陶纪豹皮灰岩的古岩溶成因

本文通过对安徽北部两个奥陶系剖面豹皮灰岩(俗称豹斑)的宏观、微观及地球化学特征研究,认为豹皮灰岩的形成与奥陶纪灰岩沉积过程中的古岩溶作用及其后生改造密切相关。其形成演化模式可概括为4个阶段:①碳酸盐岩沉积间断暴露地表发育裂隙;②各种裂隙淋滤溶蚀形成沉积岩溶洞穴体系;③海侵导致海相沉积物充填岩溶洞穴;④回流渗透或混合作用使充填物白云石化而形成“斑”。     

黄骅盆地奥陶系古岩溶特征、演化及其对潜山油气聚集的控制作用

按照岩溶化特点,黄骅盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶可分为三种不同的类型:由大气水溶解形成的岩溶、有机酸溶蚀古岩溶及埋藏热液古岩溶。其中,控制古生界碳酸盐岩储层物性的大气水岩溶对潜山油气聚集起着显著的作用,它的形成与黄骅盆地演化过程中三期(加里东、印支—燕山及喜马拉雅期)重要的碳酸盐岩暴露事件有关。这三期与古抬升相关的岩溶作用相互叠置在一起形成古岩溶复合系统,在黄骅盆地中,由加里东、印支—燕山期岩溶叠置的古岩溶复合体拥有较多的有效孔隙及缝洞,有利于油气的储集,是黄骅盆地中最好的碳酸盐岩储层。同时,古岩溶复合体的形成时间对潜山油气运聚起着决定性作用,发育于中新生代的大气水岩溶是“新生古储”油气聚集的有利因素,但对古生界原生油气聚集不利。加里东期岩溶、埋藏热液古岩溶及有机酸溶蚀古岩溶则对古生界原生油气聚集有利。     

渝北-川东地区黄龙组古岩溶储层稳定同位素地球化学特征

石炭系黄龙组碳酸盐岩古岩溶储层是渝北—川东地区最重要的天然气储集类型之一。依据岩溶岩的结构特征,将黄龙组岩溶岩系划分为弱溶蚀岩溶岩、中等溶蚀多孔状岩溶岩、强溶蚀角砾状岩溶岩和强溶蚀交代的次生灰质岩溶岩等4种岩溶岩类型,和淡水方解石与白云石两种胶结物类型。以基质岩为对比参照物,对各类岩溶岩和胶结物的碳、氧、锶稳定同位素分析对比研究结果表明,不同成因类型、溶蚀强度、结构和成分的岩溶岩与胶结物的碳、氧、锶稳定同位素地球化学特征各异,其形成、演化和分布规律明显受古地理背景、流体性质、流体来源以及同位素分馏效应控制。依据岩溶岩系的结构和地球化学特征的差异性,可总结出4个主要特征:(1)伴随岩溶强度加大,δ13C表现向低值方向弱偏移,而δ18O负偏移较强烈;(2)87Sr/86Sr比值出现由渗流-活跃潜流带的正偏移,至静滞潜流带转化为强烈负偏移的演化趋势;(3)对应古岩溶系碳、氧、锶稳定同位素演化,古岩溶储层的物性出现由差变好至重新变差的对应变化关系;(4)淡水白云石结晶沉淀过程中可能具有对87Sr有很强"捕获"能力的锶同位素正偏移分馏效应。     

塔里木盆地西克尔地区古岩溶储层露头表征

始新世末,喜马拉雅运动引起柯坪—巴楚地区广泛的水平挤压和构造抬升,导致奥陶系碳酸盐岩古岩溶出露地表,为古岩溶储层研究提供了很好的露头表征条件。本次研究选取塔里木盆地西克尔剖面为重点研究对象,探讨了古岩溶储层发育特征和演化模式。指出不同碳酸盐岩岩石结构对岩溶响应表现出明显差异:一间房组礁滩体岩溶储层小型溶孔、溶洞分布广泛;以泥晶灰岩和砂屑灰岩为主的鹰山组,岩溶作用形成裂缝为主控因素的大洞大缝型,非均质性很强的孔隙体系。研究区内同样发现了热液作用形成的深成溶洞,但数量和规模均较小。因此,古岩溶作用及伴生的溶洞系统是储层预测的关键。     

淮南舜耕山奥陶系古岩溶发育特征及古地貌恢复??

研究古岩溶发育特征及古地貌恢复对于华北煤田岩溶水害防治具有重要指导意义。以华北板块南缘淮南舜耕山奥陶系古岩溶为对象，采用野外地质踏勘、分段剖面测量以及残余厚度法等工作方法，揭露了古岩溶发育特征和恢复基岩面剖面起伏形态，并结合现代岩溶理论，从形成条件的角度剖析不同岩溶带的空间变化规律。本文认为马家沟组主要发育大型岩溶缝洞，内部充填物少，而萧县组沿层面发育层间岩溶，充填岩溶角砾，且内部充填方解石由东向西逐渐增多。舜耕山奥陶系古岩溶发育程度自东向西、自上至下逐步减弱。该地区奥陶系古地貌呈东高西低，可划分为残丘、缓坡、陡坡和洼地等4个三级岩溶地貌单元。通过对古岩溶地质条件、古水流径流方式以及古岩溶发育特征等因素的考察与分析，古岩溶地貌从上至下可分为表层岩溶带、垂向渗流带、水平潜流带和深部缓流带。其中，残丘和缓坡的表层岩溶带和垂向渗流带岩溶最为发育，在沉积层面间常发育成大型岩溶缝洞，且在地下水流发生改变时，易形成岩溶塌陷。