碳酸盐岩白垩状结构成岩环境及白垩状结构化成因

白垩状结构碳酸盐岩是一种白色或淡色疏松、酥脆、多微孔的灰岩。狭义白垩状结构灰岩是指深 水盆地、陆棚斜坡及内台地局限海相(如湖)中形成的白垩状微孔隙灰泥岩及粒泥岩基质。广义白垩状结构 灰岩指盆地相和陆棚相中包括生物礁、滩的各种沉积体内各种沉积组构产生的白垩状灰岩,也包括白垩状去白 云化灰岩及 (真)白垩。综合各国学者的有关研究资料,建议将白垩状结构化定义为：“ 碳酸盐沉积物和碳酸盐 岩中的镁方解石和文石在不同成岩阶段通过新生变形而转变成低镁方解石微晶和微亮晶格架,并在其中产生和 保存晶间孔喉网络的作用;强化白垩状结构化是指微晶和微亮晶格架受到进一步溶蚀和淋滤,从而形成次生溶 蚀孔隙网络的作用” 。论述了世界各地的地史中不同成岩阶段白垩状结构碳酸盐岩成岩环境的例证和白垩状结构 化成因。     

珠江口盆地流花油田新近系碳酸盐岩白垩状结构化成因机理探讨

珠江口盆地白垩状结构(白垩化)碳酸盐岩是礁滩相沉积体内碳酸盐沉积物在多期白垩化"作用"环境下经成岩作用改造及地下水"漂洗"形成的淡色、疏松、晶间多微孔生物泥晶灰岩。流花油田下中新统珠江组为礁滩相叠加白垩状结构化形成的局部白垩化储层。本文结合流花油田钻井白垩化灰岩分布、显微结构以及碳氧同位素和油田水作用,探讨分析了其成因机制。分析认为白垩化可以分为:缝合线内白垩化、含油层段中等程度白垩化和底水段强白垩化三类,白垩化程度与孔隙度和δ13C呈正相关性。缝合线内白垩为成岩早期大气淡水溶蚀淋滤和晚期压溶作用产物,中等白垩化由成岩早期选择性溶蚀、退变新生变形作用及成岩中-晚期上覆泥岩压实"再造水"非选择性溶蚀作用共同控制,强白垩是前期白垩化成型后受氯化钠型油田水的溶蚀淘洗结果。白垩状结构化经过初期定型,中期强化与孔隙保持,后期加强三个阶段形成。     

西藏北部西雅尔岗地区白垩-第三系红层的成岩作用及成岩环境

西雅尔岗地区位于羌塘高原腹地，地理范围为东经88°00′至89°00′，北纬32°40′至33°40′.大地构造位置从属于羌塘地块的玛依岗日一阿木冈基底隆断带.在晚白坚一第三纪时期，受青藏高原整沐抬升的影响，沉积了一套巨厚的红色陆屑建造，其基本特征为沉积厚度大、粗粒沉积所占比例高、沉积类型复杂、横向及纵向上相变快、岩石的颜色多为红色及紫色.沉积相类型主要为冲积扇、扇三角洲及湖泊.化石类型卖要为植物〔柏型枝)，孢粉和鸟足印化石.反映了在干操气候条件下，快速堆积的沉积特征. 根据对该区岩石学的研究，发现岩石的矿物组合和结构类型皆因成岩作用的影响而发生了很大的变化.矿物组合的变化是由于沉积后附加的陆源机械渗人粘土，在地表条件下不稳定矿物及岩屑的溶解作用以及在成岩过程中自生矿物的形成作用所造成的.导致结构类型改变的原因是(1)机械渗人的碎屑粘土及自生的粘土矿物形成孔隙间的粘土质“成岩杂基”.而这些孔隙在最初沉积时则没有杂基存在;(2)松散沉积物在成岩过程中，结构颖粒的溶解作用;(3)由于压实及压溶作用而形成粉砂级及其它细小的颗粒;(4)交代作用及重结晶作用.这些成岩过程明显地反映了整个区域岩石的演化历史. 显微镜、扫描电镜的观察以及红外光谱的侧定结果表明该区红层的形成是由于在成岩过程中赤铁矿的沉淀而造成的.在扫描电镜下可清楚地识别出赤铁矿的自生晶形.由此可以断定赤铁矿在其形成过程中显然是起了染色剂的作用.它的形成主要受孔隙水的氧化还原条件所控制，似乎于气候的关系不大，尽管它是产于干旱条件的沉积物中. 基于对该区岩石的成岩作用及成岩历史演化序列的研究，建立了该区沉积后的成岩环境模式，亦即(l)早期的表生成岩浅埋藏环境，该环境明显受到沉积环境、沉积作用控制以及气候因素的影响;(2)晚期的成岩深埋藏环境，该环境则主要受地温梯度、压力、温度和孔隙水的地球化学条件的控制.     

塔里木盆地西部碳酸盐岩成岩演化与储层形成关系

塔里木盆地西部碳酸盐岩的地质演化，主要经历了大气淡水成岩环境，海水成岩环境和埋藏成岩环境的改造，形成丰富的储人间类型和4种典型的孔隙结构特征，即溶孔－晶间孔复合型，粒间孔－粒间溶孔型，缝合线－微裂缝型和致密微孔型，大气淡水淋滤溶解作用和各种类型白云岩化作用有利于优质储层的形成，而胶结作用及压实，压溶作用则阻碍了储集空间的形成，奥陶系微晶灰岩和生屑灰岩由于主要经历了海水成岩－埋藏成岩环境的改造，胶结和压实作用特征明显，未能形成有效储集空间，整体属Ⅳ类差储集层，石炭系碳酸盐岩储层特征具有分区性，麦盖提斜坡区的储层物性明显优于巴楚隆起区，这与斜坡区碳酸盐岩遭后期大气淡水淋溶改造有关，古近系卡拉尔组碳酸盐岩经去膏化作用和大气淡水淋溶作用的复合改造，储层整体面貌呈Ⅲ-Ⅰ类的优良储层。     

中下扬子区三叠纪海相碳酸盐岩成岩作用和成岩环境

中下扬子区广泛分布着三叠纪滩相、潮坪相和岩溶带三类碳酸盐岩。根据成岩作用类型、成岩组构、孔隙类型和成岩环境等特征对三类岩石进行比较。滩相碳酸盐岩主要成岩作用是在海水渗流、潜流和淡水渗流、潜流成岩环境下产生的胶结、云化和溶解作用。潮坪相交代白云岩和富含石膏的蒸发岩则以高盐度的海水渗流带的准同生毛细管蒸发浓缩云化作用为主。在大气淡水渗流或潜流成岩环境下则以去云化、去膏化和溶解作用为主。岩溶带碳酸盐岩-蒸发盐岩及其岩溶堆积角砾岩主要经历早期海水强烈蒸发作用下准同生云化作用和晚期表生淡水环境下的岩溶作用。上述主要成岩作用使三类岩石次生孔隙率增加。因此,成岩作用对其成为有希望的储层起到了主导作用。     

羌塘盆地东缘中侏罗统布曲组碳酸盐岩成岩作用与成岩环境

羌塘盆地东缘布曲组碳酸盐岩的成岩作用类型主要有泥晶化作用、胶结作用、压实压溶作用、破裂作用、溶解作用等,其中以破裂作用、溶解作用和泥晶化作用最为发育。根据成岩组构可将碳酸盐岩的成岩环境分为海水、大气淡水和埋藏三种成岩环境。初步总结了布曲组剖面上成岩作用与沉积环境和海平面变化的关系。沉积旋回的下部以选择性的内溶孔和海底泥晶化作用为主要特征,中上部以发育压实、压溶的埋藏成岩作用为主。海平面到达最高点以后快速下降,以发育晚期的大汽淡水溶蚀作用为主要特征。初步总结了海进环境下成岩作用演化序列;探讨了羌塘盆地东缘的布曲组在油气普查与方面的重要意义。     

塔里木盆地西部碳酸盐岩成岩环境特征及其对储层物性的控制作用

塔里木盆地西部碳酸盐岩在其漫长的地质演化过程中 ,主要经历了大气淡水成岩环境、海水成岩环境和埋藏成岩环境的改造 ,形成了丰富的成岩组构和成岩作用类型。根据宏观和微观岩石学特征的研究 ,并结合地球化学 ,阴极发光和微量元素分析资料 ,可在研究区鉴别出十三种基本的成岩段类型和八种有利的复合成岩段 ,并详细描述了不同成岩段的成岩组构、成岩矿物组合特征和储集空间类型 ,同时深入探讨了不同成岩段与储层物性间的关系及其受控因素 ,从而将碳酸盐岩成岩演化特征与储层物性特征有机地联系起来 ,为客观评价和预测储集层在纵向和平面上的展布规律确立了理论基础     

南海早中新世东沙台地流花生物礁－滩组合的白垩状结构化及白垩状孔隙储集层

南海早中新世珠江期东沙台地流花生物礁－ 滩组合中,具白垩状结构的灰岩属于广义的白垩状结构 灰岩。白垩状结构灰岩的主要鉴定特征是：在宏观上,岩石为白色或淡色松软、酥脆、多微孔的灰岩,其比重 较轻;在微观上,岩石组构具有低镁方解石微晶及微亮晶格架和晶间孔喉网络,其中含亮晶胶结物甚少。流花 生物礁－ 滩组合的白垩状结构化主要形成于成岩早期大气淡水成岩环境,在成岩中-晚期中埋-深埋环境中,通 过进一步溶蚀、淋滤,产生大量溶蚀孔洞,从而形成白垩状孔隙储集层。论述了流花生物礁－ 滩组合广泛发育白 垩状结构灰岩的证据、白垩状结构化产生于大气淡水成岩环境的证据及白垩状孔隙储集层的形成机理。     

稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用

笔者对湖北宜昌寒武系、奥陶系和鄂尔多斯布１井寒武系、任３井奥陶系的大量样品测试和研究结果表明大气淡水成岩环境中的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向较高负值漂移；正常和咸化海水成岩环境中δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向高正值漂移；较深埋藏成岩δ１８Ｏ值向高负值漂移.且与埋深成反比，而δ１３Ｃ值相对较稳定或向低正值漂移。     

库车盆地西北缘下第三系碳、氧同位素特征及成岩环境

库车盆地西北缘及柯坪地区下第三系碳酸盐岩稳定同位素分析结果显示氧同位素组成在相对较小的范围内变化，而碳同位素组成变化很大。沉积学研究表明塔拉克组和小库孜拜组海相地层主要为潮坪、萨布哈和渴湖相沉积，在成岩过程中或成岩期后，沉积物不同程度地受到了淡水作用的影响。所分析的样品大部分形成于大气淡水成岩环境，富集１２Ｃ，δ１３Ｃ为正值的样品一般形成于海水成岩环境。稳定同位素分析是研究成岩作用的有效手段之一。     

Silicification of sulphate evaporites and their carbonate replacements in Eocene marine sediments, Tunisia: two diagenetic trends

Samples of chert nodules, diagenetic carbonates and evaporites (gypsum/anhydrite) collected from the gypsiferous limestones of the Kef Eddour Member (Ypressian‐Priabonian) near Metlaoui and Sehib (Tunisia) show selective silicification with great variety in the silicified by‐products. Based on δ¹³C values, which support an organic origin for the carbon, carbonates replaced evaporites microbially through bacterial sulphate reduction. Observations and results suggest two scenarios for chert formation that are related to the rate and timing of diagenetic carbonate replacement of the evaporites (anhydrite/gypsum). In the absence of early diagenetic carbonate phases, silica with δ¹⁸O values from +25 to +28·6‰ [standard mean ocean water (SMOW)] replaced the outer parts of anhydrite nodules at pH < 9. In contrast, pore‐fluid pH values > 9 in the innermost parts of the anhydrite nodules prevented silica precipitation. The record of this chemical barrier is preserved in the microquartz rims and geode features that formed in the inner parts of the nodules after dissolution of the anhydrite nucleus. The microbial diagenetic replacement of evaporites (bacterial sulphate reduction) by carbonates (calcite, aragonite and dolomite) favoured silica replacement of carbonates rather than evaporites. Silica, with δ¹⁸O signature of +21 to +26‰ (SMOW), replaced carbonates on a volume‐for‐volume basis, yielding a more siliceous groundmass, and accounting for 90–95% of the nodules. The relatively higher δ¹⁸O values of quartz replacing anhydrite can be explained by a diagenetic fluid in equilibrium with mixed (meteoric/marine) to marine water. The lower δ¹⁸O values of the quartz that replaced the diagenetic carbonates are ascribed to flushing by meteoric water in a later diagenetic stage. The silica supply for chert formation could be derived from the reworked bio‐siliceous deposits (diatomites) to the west of the basin [vestiges of an opal‐CT precursor undetectable by X‐ray diffraction (XRD) were revealed by δ²⁹Si magic‐angle‐spinning nuclear magnetic resonance investigations], diagenesis of the extraformational and overlying clay‐rich beds (the host limestones are clay‐poor as shown by XRD measurements), and minor volcanogenic and hydrothermal contributions during early diagenetic stages.     

珠江口盆地东沙隆起珠江组灰岩成岩环境的恢复

本文主要在岩心观察和描述的基础上,借助于薄片分析、扫描电镜分析和阴极发光分析,通过不同成岩组构的识别及其成岩作用特征分析,结合区域地质背景,恢复珠江口盆地东沙隆起珠江组灰岩经历的成岩环境。结果表明:(1)整体的海侵背景和渐进埋藏过程使得珠江组灰岩中不发育表生成岩作用,但是频繁的海平面变化使得古地貌高部位生长的灰岩受到大气淡水的成岩改造,珠江组灰岩主要经历了海水潜流、大气淡水渗流、大气淡水潜流和埋藏环境等成岩环境;(2)不同成岩环境具有明显不同的成岩组构特征。海水潜流环境的成岩组构主要有广泛发育的藻的包壳作用和藻类-生物的相互包裹、生物钻孔的发育、泥晶化作用、海绿石的形成以及等厚纤维状环边胶结物、颗粒表面的刀刃状或叶片状胶结物、犬牙状胶结物和共轴生长方解石胶结物的发育;淡水潜流环境的主要成岩特征包括粒状亮晶方解石胶结物、棘皮多期共轴加大边和有限的溶解作用;淡水渗流环境中识别的成岩特征有非组构选择性溶解作用、示底构造、微型钟乳状胶结物和新月形胶结物;埋藏成岩环境的成岩作用主要包括压实、压溶作用、晚期溶蚀作用以及油气的侵位。     

塔里木盆地北部下奥陶统碳酸盐岩孔洞充填物特征及其成岩环境分析

为了正确分析和评价碳酸盐岩溶蚀孔洞在埋藏成岩环境中的发育和保存条件,对塔里木盆地北部露头剖面中下奥陶统白云岩及其溶蚀孔洞的充填物进行了详细的矿物学和地球化学研究,试图对这类孔洞充填物沉淀时的成岩环境进行恢复。大型洞穴充填物的矿物学特征和微孔洞充填物扫描电镜的分析表明,此类孔洞的环带状充填物具有明显的世代性,由基岩向孔洞中心,至少可识别出4期充填物,即第1期的乳白色白云石,第2期的铁质浸染的杂色高镁方解石,第3期的无色透明白云石和第4期的自形石英。碳、氧同位素分析结果表明,孔洞充填物形成于高温条件,结合微量元素、稀土元素所示的成岩信息可进一步推断其形成于高温埋藏环境,而非现代表生暴露期的充填物;第1期和第3期白云石充填物形成在相对还原且高盐度的流体性质条件下,而第2期高镁方解石充填物沉淀时相对偏氧化,盐度也偏低。据下奥陶统此类4期充填物的特征分析可知,第2期高镁方解石充填物的发育可能与构造抬升导致成岩环境的改变有关。     

西藏南羌塘坳陷昂达尔错地区侏罗系布曲组碳酸盐岩阴极发光特征与成岩阶段划分

通过岩石学特征研究和阴极发光分析,结合Fe、Mn、Sr元素特征及氧同位素资料,研究西藏南羌塘坳陷昂达尔错地区侏罗系布曲组碳酸盐岩阴极发光特征并进行成岩阶段划分。结果表明:(1)布曲组碳酸盐岩阴极发光强度总体较低,这与其较低的Fe、Mn含量有关,说明沉积期后非海源流体对碳酸盐岩的影响较小,海源流体在成岩过程中起主导作用;(2)伴随着成岩作用增强,不同岩石类型中的Mn含量逐渐增加、Sr含量逐渐降低,氧同位素值总体上向高负值方向偏移,对应的阴极发光强度逐步增加;(3)泥-微晶白云岩具有最强的阴极发光性和最高的Mn含量,在白云岩化过程中可能与近地表弱还原环境有关,蒸发泵和渗透回流作用可能是这些岩石白云石化作用的主要机理;而结晶白云岩则具有较弱的阴极发光性和较低的Mn含量,孔隙流体可能远离大气淡水,包裹体均一温度显示其白云岩化作用是在深埋藏环境中发生的;(4)布曲组碳酸盐岩经历了准同生-同生阶段的海水成岩环境→早成岩阶段的近地表-浅埋藏弱还原成岩环境→中-深成岩阶段的中-深埋藏深循环温压水和高盐度地层水成岩环境的连续改造→晚白垩世末期-古近系早期构造热事件热液改造阶段→表生成岩阶段的演化过程。     

东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境变化研究

通过薄片鉴定、激光拉曼光谱分析、全岩和粘土矿物分析以及流体包裹体测试等手段,结合埋藏史分析,研究了东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境的特点。分析认为,东营凹陷民丰地区深部储层成岩现象丰富,表现出不同成岩环境相叠合的特征,存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。着重利用不同成岩环境代表矿物中的流体包裹体分析成岩环境的变化,结果显示,3 000~3 200 m是碱性流体活动的重要深度。东营凹陷民丰地区深部储层在埋深过程中由浅到深大致经历了（弱）碱性（小于1 750 m）→酸性（1 750~3 200 m）→酸碱交替（3 200~4 000 m）→碱性（4 000~5 000 m）→弱碱性到弱酸性（大于5 000 m）多重成岩环境的变化,从而形成了现今复杂的成岩现象。埋深和温度是成岩环境变化的宏观主导因素,但并非绝对控制因素,局部流体性质的变化更能直接导致成岩环境的变化。     

东营凹陷北部沙河街组四段深部储层多重成岩环境及演化模式

主要通过薄片鉴定、扫描电镜观察、包裹体分析、粘土矿物分析、镜质体反射率测试和岩心物性分析等手段,结合构造发育史和有机质热演化史等研究成果,以揭示东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层成岩环境及演化模式为目的展开研究工作。结果表明:东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。酸性成岩环境以碳酸盐矿物溶解、长石溶解蚀变为高岭石并伴生石英次生加大等为标志,碱性成岩环境以石英质颗粒及其次生加大边溶解、长石次生加大和晚期碳酸盐矿物沉淀为标志。研究区古近系深部碎屑岩储层成岩环境由浅至深大致经历了碱性—酸性—酸性碱性交替(局部碱性较强)—碱性—弱碱性的演化过程,并建立了沙河街组四段的成岩演化和储层改造模式。     

岩石成因与岩石圈演化思考

岩石圈内能变化导致岩石的形成和消亡。组成岩石圈的三种不同类型岩石的形成和消亡过程在岩石圈表面引起不同的大地构造效应。大洋岩石圈和大陆岩石圈的演化效应存在互补关系:前者内能升高导致岩石形成,反之岩石消亡;后者内能升高导致岩石消亡,反之岩石形成;前者造成平、剖面上均自洋中脊向外变老的岩石序列,后者造成平面上自陆核向外变新,剖面上自重熔界面向上和向下变新的岩石序列。     

博格达与哈尔里克早泥盆世火山岩成因对比及其构造意义

本次研究在东天山博格达东段下涝坝南部新确认一套以安山岩为主的火山岩,为钙碱性系列,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为397.5±4.7 Ma,属早泥盆世。该火山岩具有一致的轻稀土与重稀土分馏明显的右倾配分模式,K、Ba等大离子亲石元素显著富集,而Nb、Ta等高场强元素相对亏损,其原始岩浆可能来自于石榴石稳定域地幔橄榄岩2%~5%的部分熔融,同化混染程度较小。对应的哈尔里克南麓下泥盆统大南湖组火山岩为一套基性到酸性连续演化的钙碱性系列岩石,稀土丰度较下涝坝火山岩高,轻、重稀土之间分馏较弱,整体富集大离子亲石元素而亏损高场强元素。其岩浆可能来源于尖晶石稳定域地幔橄榄岩3%的部分熔融,受地壳物质混染明显,岩石后期蚀变较强。Hf/3-Th-Ta图解和Yb标准化的Th-Nb判别图解显示这两套泥盆纪火山岩均形成于与俯冲有关的活动陆缘环境,暗示博格达和哈尔里克地区在早泥盆世时期可能具有相同的大地构造环境。