三峡库区泥灰质岩石溶蚀作用的微观研究

泥灰质岩石的岩溶,特别是溶蚀作用研究是岩溶研究的一个薄弱环节,同时又是揭示泥灰质风化岩及残坡积类膨胀 土工程特性和成因的关键。通过对三峡库区三叠系巴东组(T2b)不同溶蚀程度泥灰质岩石样品的扫描电镜图象分析,发现泥 灰质岩石的溶蚀作用导致岩石微观结构变化,这种变化可因溶孔形成使岩石力学强度降低,或大量溶孔或残积土变形引起地 面不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌和岩溶塌陷等地质灾害的发生。     

湖南红层地下水类型及其特征

湖南红层可分为钙泥岩、砂砾岩和钙质粗碎屑岩三大岩类。在此分类基础上。本文按岩性、地下水成因与斌存特征。将我省红层地下水划分为风化孔隙裂隙水、钙质泥岩溶蚀溶孔水、砂砾岩孔隙裂隙层间水、灰砾岩岩溶水和断裂构造水等五种类型。进而探讨了它们相互关系的概念模式,并阐述了各类型地下水的特征及其开发利用方式和前景。     

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。      

华南栖霞组灰岩-泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层, 该套地层富含有机质和硅质结核, 是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上, 灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注, 其在整个华南栖霞组分布广泛.其中, 灰岩层富含各种生物碎屑, 主要包括钙藻、有孔虫和腹足, 其次还有腕足, 棘皮类和介形虫, 偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类, 说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期, 没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主, 主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎, 壳体大都平行层面, 颗粒之间发育大量压溶缝, 说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析, 提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程: 泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀, 然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层; 随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中; 最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境, 有机质的分解为其提供了动力来源, 这与栖霞期较高的原始生产力相符合.      

华南栖霞组灰岩—泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层,该套地层富含有机质和硅质结核,是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上,灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注,其在整个华南栖霞组分布广泛.其中,灰岩层富含各种生物碎屑,主要包括钙藻、有孔虫和腹足,其次还有腕足,棘皮类和介形虫,偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类,说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期,没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主,主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎,壳体大都平行层面,颗粒之间发育大量压溶缝,说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析,提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程:泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀,然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层;随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中;最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境,有机质的分解为其提供了动力来源,这与栖霞期较高的原始生产力相符合.     

内蒙古二连盆地阿南凹陷腾格尔组一段下部特殊岩性段储集性能

二连盆地阿南凹陷油气资源的勘探开发程度较高,但岩性油藏的勘探尚未取得突破。下白垩统腾格尔组一段下部的特殊岩性段是潜在的油藏储集层。通过岩矿鉴定、电子探针、扫描电镜等研究了该层段的岩石学特征和储集性能。结果表明,该岩性段由深灰色云质泥岩、灰色泥质云岩、钙质沉凝灰岩、钙质细砂岩构成,夹有薄层灰绿色块状凝灰岩,钙质胶结和泥质胶结为主要胶结类型。对凝灰岩和沉凝灰岩的元素地球化学分析发现,受成岩流体的影响,钙质沉凝灰岩中硅酸盐矿物和火山碎屑的溶蚀现象较普遍,导致更显著的重稀土元素亏损和粒间孔、溶蚀孔发育,这些次生孔隙和微裂缝能提供油气储集空间和运移通道。     

三峡库区泥灰质岩石及其残坡积土化学成分及粘土矿物的定量研究

由于二峡库区三叠系巴东组(T2b)泥灰质岩石特殊的化学矿物组成和所处亚热带湿热环境,决定了三峡库区移民迁建场地工程地质环境的复杂性。通过泥灰质岩石及其不同风化岩和残坡积土的化学成分、粘土矿物成分定量研究和扫描电镜观察,揭示了CaCOs溶蚀和粘土矿物富集过程及粘土矿物的复杂成分,发现了风化过程中伊利石()向伊利石／蒙脱石(I／S)混层粘上矿物的转化,解释了岩土工程性质恶化的原因,从而提高了地质研究和地质灾害研究的水平。     

基于室内试验的四川峨眉—汉源高速廖山隧道碳酸盐岩溶蚀特征分析

廖山隧道是峨汉高速的控制性工程之一,隧址区岩溶地质条件复杂,为了深入研究隧址区碳酸盐岩的溶蚀特征,文章以隧址区中生界三叠系中统雷口坡组典型白云质灰岩、灰岩及钙质泥岩试样为研究对象,开展静态溶蚀试验,定量分析了碳酸盐岩溶蚀速率特征及相关影响因素,最后定性探讨了扫描电镜下试样溶蚀过程的微观结构变化。结果表明:（1）试验条件下（20 ℃、1 atm、乙酸溶液、pH=5.30、静态溶蚀）,隧址区雷口坡组灰岩溶蚀速率约3.48 mm/a,白云质灰岩溶蚀速率约1.57 mm/a,钙质泥岩溶蚀速率约0.90 mm/a;（2）碳酸盐岩的溶蚀受矿物组分及溶蚀环境控制,相同溶蚀环境下,溶蚀速率与方解石含量呈正相关,与白云石含量及溶蚀介质PH值呈负相关,总体上具有灰岩>白云质灰岩>钙质泥岩的特征;（3）有机酸与无机酸环境下灰岩溶蚀速率差异不大,总体趋势相同,而中性盐溶液与碱性环境则对灰岩溶蚀起到不同程度的抑制作用;（4）碳酸盐岩具有优先沿矿物成分、岩石微结构选择性溶蚀的特征,主要矿物含量的不同也使得碳酸盐岩的微观溶蚀过程存在一定差异。     

川中龙岗地区下侏罗统自流井组大安寨段湖相混合沉积及其致密油勘探意义

下侏罗统自流井组大安寨段是川中地区的主力产油层之一,通常认为储集体为高能介壳滩相的“纯”灰岩.本文基于露头、岩芯、薄片、扫描电镜等观察,认为川中龙岗地区自流井组大安寨段为一套典型的湖相混合沉积,包括狭义的混积岩和广义的混合层系.狭义混积岩成分以碳酸盐为主,由碳酸盐、陆源碎屑和泥质以不同比例混积而成,包括含砂泥质介壳灰岩、含泥砂质介壳灰岩、含介壳含泥钙质砂岩、含介壳含砂钙质泥页岩等岩石类型.广义混合层系主要为介壳灰岩、泥页岩、砂岩与狭义混积岩等构成的互为夹层或近等厚互层.混合沉积类型主要有间断混合、原地混合和相混合3种,分别受控于风暴作用、水动力条件和优势相.由于后期强烈的压实作用,原生孔隙消失殆尽,无论是较纯的介壳灰岩还是混合沉积都极为致密,其储集空间主要为溶蚀孔洞、溶蚀微孔、微裂隙和构造裂缝.除了“纯的”介壳灰岩外,由介壳和粉砂—泥质混积而成的泥质介壳灰岩和含介壳泥页岩由于微裂隙相对发育,部分物性好的层段也可以作为储层.上述结果和钻测成果暗示:临近烃源的低能介壳滩和介壳滩缘等混积相的粉砂—泥质介壳灰岩和含介壳泥页岩是一种广泛发育的潜在储集体,这对于致密油勘探而言尤为重要,应该引起重视,建议进行试点勘探.     

广东加禾下二叠统栖霞组的有孔虫

我国南部栖霞组的分布十分广泛,生物群极其丰富。华南地区栖霞组的岩性,除江南古陆以北地区其底部为炭质泥岩、砂岩、泥质灰岩夹煤层外,其他地区整个栖霞组大都为生物泥晶灰岩、藻屑泥晶灰岩,含燧石结核或燧石条带,顶部或底部有时夹有薄层含炭钙质泥岩。     

渤南洼陷沙三下亚段泥页岩储集空间研究:以罗69井为例

济阳坳陷渤南洼陷沙三下亚段泥页岩厚度大、分布广,主要发育了深灰色泥岩、灰质泥岩、油泥岩、泥质灰岩和黄褐色—灰褐色油页岩。泥页岩的有机碳含量高,最高可达9.0%;生烃潜量高,最高可达82.6mg/g;演化程度高,最高可达3.0%;该区泥页岩既是良好的烃源岩,也是页岩油气赋存的有利场所。为研究该区沙三下亚段页岩油气储集空间,文中通过岩心观察、偏光显微镜、扫描电镜等手段,认为研究区泥页岩储集空间中裂缝包括构造裂缝、层间微裂缝、超压破裂缝;空隙主要为微孔隙,包括黄铁矿晶间孔、粘土矿物晶间孔、方解石晶间孔。总体上来讲,储集空间以构造张裂缝、层间微裂缝、粘土矿物晶间孔及方解石晶间孔为主导。通过对比不同岩相间储集空间的类型与特征,认为沙三下12下、13上砂组纹层状泥质灰岩为储集性能最好的岩相。     

奥陶系宝塔组灰岩的环境相、生态相与成岩相

晚奥陶世宝塔组灰岩在上、中、下扬子碳酸盐沉积区分布极为广泛，因其层面上注记着不规则状、类似鸡冠花的形态特征，因而素以加引号的“龟裂纹灰岩”称之，以此代表宝塔组灰岩特有的沉积构造，以致于两者为同一词。宝塔组灰岩是地质历史中仅有的、唯一的在层面上具有特殊网纹的形态组构，其他时代的灰岩均无此特点，因而它是地质历史中的“时髦相”。形成这一组构可能有三个因素：一是盆地的沉积－构造背景，华南晚奥陶世为前陆盆地，前隆的结果使建筑在克拉通上的碳酸盐大平台构造掀斜，成为浅海中的深水盆地，为低能、慢速沉积的灰泥岩、泥灰岩提供了宽大而平坦的构造－沉积环境空间；二是深水环境中的生态和生物遗迹，由游泳型角石和与之能抗衡的大型软体生物在软底上和沉积物内留下活动的印迹；三是灰泥和泥质物成岩压实作用，叠加在印痕上，因此，宝塔组灰岩“龟裂纹”组构的形成是构造－沉积环境相、生态相和成岩相的产物。     

山东省唐王寨上寒武统崮山组沉积环境及竹叶状灰岩的多成因分析

华北地台上寒武统崮山组出现了大量的竹叶状灰岩。通过对山东唐王寨剖面崮山组的系统研究,识别出页岩、疙瘩状泥晶灰岩、泥质条带泥晶灰岩、薄层状泥晶灰岩、生物扰动泥晶灰岩、颗粒质（生物碎屑）泥岩-泥质颗粒岩、含交错层理鲕粒灰岩及竹叶状灰岩8种岩石类型,这些岩石类型组成了页岩盆地、深潮下带及浅潮下带岩石组合。竹叶状灰岩中砾屑和基质的特征及其沉积序列,表明砾屑和基质的来源多样并且在不同的沉积环境中其成因具有多样性。据此总结出崮山组竹叶状灰岩具有4种可能的成因类型：1）竹叶状灰岩中砾屑和基质可能均为原地形成或者仅有短距离的搬运过程;2）竹叶状灰岩中砾屑和基质可能均为近岸形成并经历了长距离的搬运过程,或者竹叶状灰岩的沉积环境经历了海平面的突然升高;3）竹叶状灰岩中基质可能来源于近岸未固结的鲕粒和生物碎屑及原地的灰泥,与原地破碎生成的砾屑和灰泥等混合沉积;4）竹叶状灰岩中砾屑可能来源于远岸的固结的泥晶灰岩,并经搬运作用与原地未固结的灰泥及骨架颗粒等基质混合沉积。     

重庆老龙洞二叠系-三叠系界线地层的海平面下降事件

老龙洞的二叠系-三叠系界线地层剖面许多学者做过研究,关于其海平面变化问题的争论一直没有解决。本文的研究首次在该剖面上发现了明显的侵蚀面,说明曾经有海平面下降事件。对沉积环境的解释也有新的认识。该剖面在长兴期钙质海绵灰岩之上沉积了一套开阔台地相的沉积,其上是1.4m 厚的局限台地相沉积,具有斑点状构造。此层顶部出现一个波状起伏的侵蚀面。侵蚀面上下的岩性不同。此面之上是0.8m 厚的浅水的局限台地相沉积,具有树枝状的构造和外貌。此层顶面是一个更加明显的侵蚀面,起伏高差达到0.3m 以上。侵蚀面上下的岩性截然不同,以及其上岩石层理与侵蚀面的斜交关系,以及侵蚀面的形态把侵蚀面同缝合线区分开来。这个侵蚀面代表一次显著海平面下降事件之后的一次较长时间的出露和风化剥蚀。侵蚀面之上是透镜状分布的灰色的层状的小腹足类的颗粒岩,再上是一薄层灰黄色的泥粒岩,含丰富的小双壳类。此层以上是青灰色的薄板状的泥质灰泥岩,舍丰富的0.3～3mm 大小的、内部重结晶的同生角砾。     

江西玉山祝宅晚奥陶世地层、沉积特征及环境初探

<正> 江西玉山县城东南约15km处的祝宅,出露着富含壳相化石、以碳酸盐岩相为主的奥陶纪地层。这一地层最早为张利民等于1977年发现,1980年韩乃仁、李罗照等测制剖面,写了“江西玉山祝宅奥陶系剖面”初稿。1985年,陈旭、戎嘉余、李守军在前人工作的基础上进行野外调查,室内研究后草成本文。 本文珊瑚、藻类和层孔虫由邓占球、穆西南和董得源鉴定。刘云做了红外曲线分析,杨荣庆清绘插图,毛继良摄制沉积岩薄片,李懋摄制高岭石的扫描电镜照片,均一并致谢。     

峡东地区南华纪-寒武纪地层风化过程元素及Sr-Nd同位素演化特征及其地球化学意义

以峡东地区南华纪、震旦纪和寒武纪标准地层泥岩、冰碛泥岩、砂岩、灰岩和白云质灰岩及对应的风化土壤为研究对象, 分析了地层风化成土过程中不同元素的迁移行为, 根据剖面样品的Sr-Nd同位素组成变化, 探讨了其同位素体系的封闭性特征与应用意义.结果表明: (1) 不同岩性基岩在成土过程中的蚀变强度有明显的差异, 在相似地表条件下, 碳酸岩风化剖面的风化程度高于泥质岩和砂岩; (2) 通过对比稳定高场强Ti元素在基岩和风化剖面中的含量变化, 计算出土壤样品在风化过程中体积相对基岩发生的改变量, 进而计算出不同岩性基岩在风化过程中微量元素的绝对含量变化以探讨这些元素的活动规律.结果表明, 灰岩和白云质灰岩的风化剖面元素含量变化明显, 而在泥质岩风化过程中大多数元素保持了相对稳定, 说明沉积岩风化过程中元素的活动性特征明显地受到了原岩矿物组成的制约.风化过程中, 不同性质的元素的活动性差异明显, 其中亲硫元素(Cu、Zn、Pb、Mo) 和大离子亲石元素(Rb、K、Sr、Ba) 在不同岩性的风化剖面中均表现出明显的元素含量变化, 而高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta) 含量则相对稳定; (3) 泥质岩风化形成的土壤层REE含量变化较小, 而碳酸岩风化土壤层REE含量发生了明显下降, 且其风化形成的土壤表现出LREE和HREE相对于MREE的富集.无论是碳酸岩或泥质岩风化形成的土壤, 均出现了明显的Eu负异常和Ce的正异常, 但在其原岩中这些异常并不存在或不明显; (4) 基岩与土壤剖面间Sr同位素组成和Rb/Sr比值存在明显差异, Rb-Sr同位素组成发生了明显的开放.所形成土壤层的Sr同位素组成受到2种因素的约束: 原岩性质和外来组成的Sr同位素比值.因此在总体上, 风化土壤的Sr同位素组成已不能代表基岩的Sr同位素组成; (5) 沉积岩风化过程中, 碳酸岩和泥质岩形成的风化土壤基本保持了原岩的Sm-Nd同位素组成特点, 由其组成所获得的Nd同位素亏损地幔模式年龄等能反映其原岩信息, 而近源沉积形成的砂岩和含砾冰碛泥岩所形成的土壤, 其Nd同位素组成则存在不同程度的改变.      

Lower Cambrian shelf and shelf margin buildups,Flinders Ranges,South Australia1

Carbonate buildups in the Flinders Ranges of mid-Early Cambrian age grew during a period of high archaeocyath diversity and are of two types: (1) low-energy, archaeocyath-sponge-spicule mud mounds, and (2) high-energy, archaeocyath-calcimicrobe (calcified microbial microfossil) bioherms. Mud mounds are composed of red carbonate mudstone and sparse to abundant archaeocyath floatstone, have a fenestral fabric, display distinct stromatactis, contain abundant sponge spicules and form structures up to 150m wide and 80 m thick. Bioherms are either red or dark grey limestone and occur as isolated small structures 2–20 m in size surrounded by cross-bedded calcarenites and calcirudites or as complexes of mounds and carbonate sands several hundreds of metres across. Red bioherms comprise masses of white Epiphyton with scattered archaeocyaths and intervening areas of archaeocyath-rich lime mudstone. Grey bioherms are complex intergrowths of archaeocyaths, encrusting dark grey Renalcis and thick rinds of fibrous calcite cement. The bioherms were prone to synsedimentary fracturing and exhibit large irregular cavities, up to 1.5 m across, lined with fibrous calcite. The buildups are isolated or in contiguous vertical succession. Mud mounds occur alone in low-energy, frequently nodular, limestone facies. Individual bioherms and bioherm complexes occur in high-energy on-shelf and shelf-margin facies. The two types also form large-scale, shallowing-upward sequences composed of basal (deep water) mud mounds grading upward into archaeocyath-calcimicrobe bioherm complexes and bioherms in cross-bedded carbonate sands. The uppermost sequence is capped by ooid grainstone and/ or fenestral to stromatolitic mudstone. The calcimicrobe and metazoan associations form the two major biotic elements which were to dominate reefs throughout much of subsequent Phanerozoic time.     

湘鄂西奥陶纪宝塔组灰岩网纹构造成因及沉积环境探讨

网纹构造是宝塔组石灰岩地层中非常发育且分布广泛的一种构造形态 ,其成因一直存在争论和疑问。对湘鄂西地区宝塔组灰岩的研究表明 ,网纹构造的形成不是由于胶体凝缩、水下沉积物收缩或生物遗迹等原因 ,而是一种成岩早期形成的准同生变形构造。根据岩石性质及生物特征推断 ,宝塔组网纹状灰岩沉积于正常浪基面以下、风暴浪基面之上 (水深大约 5 0～ 15 0 m)的陆棚或台盆环境     

华南红土主元素表生地球化学特征

华南红土从其母岩到表土,普遍表现为主元素SiO2、K2O、Na2O淋失,Fe2O3、Al2O3、N、S富集。红土饱和水含量最高的是D2型红土,最低的是老红沙型红土。在岩石与上层红土风化特征中,风化强度以γ型红土最强,而灰岩型红土最弱;淋溶系数最大的是灰岩型红土,最小的为γ型红土;变异系数最大的为灰岩型红土,最小的为Q2型红土。从空间上看,红土的表生地球化学特征、红土成分的变异系数、红土的淋溶系数、红土的风化率和风化强度、红土湿度和温度等均受母岩、气候纬度效应制约。相关分析表明,华南红土中的水含量和土温与Fe2O3含量呈正相关关系。初步研究表明,华南红土的表生地球化学特征是长期和多种环境变化的真实记录。     

Karstic sandstone bodies in the turonian limestones of Judea,Israel

The occurrence of quartz sand in the predominantly calcareous Upper Turonian section of Judea is more widespread than was previously realised. The encountered sand or argillaceous sand bodies are classified into three types: (1) a sand or marly sand layer concordant with the calcareous sequence below and above it; (2) discordant pockets in the limestone strata filled with quartz sand; and (3) fissure filling and “matrix” in pseudobrecciated limestones. Types 2 and 3 are found below the sand layer.