北京西山及邻区下古生界白云石化与层序地层

近十年来 ,笔者在对北京西山及邻区下古生界进行层序地层学研究的过程中 ,对白云石化及其与沉积环境的关系和层序地层意义进行了探讨 ,获得了如下新认识 :①根据泥质条带灰岩、泥晶灰岩和颗粒灰岩中白云石化发生的规律 ,证实粘土矿物 (泥质混入物 )的存在对白云石化有重要的催化作用 ;②北京西山下寒武统昌平组下部“疙瘩状”灰岩的形成与白云石化有关 ;③寒武纪和奥陶纪广泛发育的“生物扰动灰岩”已受到强烈的白云石化改造 ;④中寒武统徐庄组和张夏组中“砾屑状”鱼而粒灰岩的砾状构造和断续条带状构造并非原生沉积构造 ,有些“砾屑”是准同生白云石化的结果。根据白云石的形成条件 ,笔者认为 :①在奥陶系马家沟组的厚层藻纹层灰岩 -生物扰动灰岩 -白云质灰岩 -白云岩旋回中 ,白云岩是这类副层序的顶面 ;②三山子白云岩 (上部 )是寒武纪末期高水位体系域晚期的产物 ,而人们将其与三山子白云岩对比置于北京 -涞源 -浑源一带的微晶丘为低水位体系域的沉积 ,即寒武纪末期的海水仅退出了三山子白云岩分布区 ,而没有退出微晶丘分布区。     

四川盆地震旦系-古生界热液作用及其成藏成矿效应初探

震旦纪-古生代期间四川盆地发生过兴凯地裂运动及峨眉地裂运动两次强烈勾造热液活动.盆地周缘的金属成矿作用主要发生于晚二叠世,与峨眉山岩浆活动相关,形成了会泽、大梁子、天宝山等一系列MVT型铅锌矿,及会理小石房、汉源黑区-雪区SEDEX型铅锌矿.盆地内部常见热液矿物组合,有:白云石-石英-黄铁矿组舍、黄铜矿-黄铁矿-孔雀石组合、天青石-硬石膏-石英及白云石-萤石组合、白云石-天青石等组合;其主要呈溶蚀脉或孔洞状、以及交代状交代白云岩、页岩及生物屑含云灰岩或灰岩等.四川盆地二叠系长兴组礁白云岩与阳新统灰岩中发育的砂糖状白云岩可能均是热液作用产物,或经历过热液蚀变.震旦系87Sr/86Sr比值对比表明在深埋过程中,震旦系具有三期外来侵蚀性富87Sr/86Sr比值的流体充注;震旦系裂缝中白云石,奥陶、志留系裂缝中的方解石的87Sr/86Sr比值明显高于自身围岩与同期海水87Sr/86Sr比值,三者相近的值表明在后期构造隆升过程中超压热液释放,发生跨层流动.热液可影响区域热流值,使川西南地区地温梯度明显高于川东(北)地区,致使二叠系一三叠系及下寒武统具有相对较高的沉积期地温.盆地周缘铅锌矿床与有机质及盆地油田卤水具有密切关系.热液作用为震旦系-古生界储层中与构造相关的溶蚀孔洞缝提供了一种新的溶蚀机理,以及先前多解释成埋藏成因砂糖状白云石、礁白云岩可能均是热液成因;热液白云岩与围岩基质相比具有相对较高储层物性,特别是在区域性低孔隙度低渗透率的震旦系-古生界中形成热液白云岩优质储层,为今后四川盆地震旦系-古生界碳酸盐岩勘探提供了一个重要方向.     

云南会泽HZT 型铅锌矿床蚀变白云岩特征及岩石-地球化学找矿标志

蚀变白云岩是会泽超大型铅锌矿床的赋矿围岩。通过矿区调研和近矿围岩典型剖面精细测量,矿区蚀变中-粗晶白云岩从颜色上可分为4种类型:肉红中粗晶白云岩、米黄色针孔状粗晶白云岩、灰白孔洞状粗晶白云岩、纯白色粗晶白云岩;前三者与矿体产出关系密切,从远矿到近矿依次为:肉红中粗晶白云岩→米黄色针孔状粗晶白云岩→灰白孔洞状粗晶白云岩→铅锌矿石;总结了3个带主要矿物组合、组构特征,认为3个带在白云石重结晶程度、显微构造、黄铁矿、晶洞充填物及裂隙等具明显差异,据此可作为辨识赋矿白云岩的重要标志。同时,对比了摆佐组白云岩(矿化粗晶白云岩、粗晶白云岩、白云石化灰岩)主量元素变化特征,分析了近矿蚀变白云岩主量元素及其比值与矿体距离的相关性,以及CaO与其他主量元素相关性,确定了热液蚀变参数有SiO2、MgO/CaO、K2O/CaO、Al2O3/TFe等,为找矿预测提供理论依据。     

四川盆地西南中二叠统白云岩的地球化学特征及其成因

白云岩储层是碳酸盐岩油气领域的研究热点.在分析白云岩优质储层孔-洞-缝演化过程中,白云岩成因是重要的研究内容.以四川盆地西南间断出露的中二叠统栖霞组地层为研究对象,采用岩相学、X粉晶衍射及地球化学方法,讨论白云岩成因.白云岩野外发育于断裂破碎带周围,透镜状产出,多呈斑马纹状构造.显微镜下白云石鉴定为鞍状白云石.此外,白云岩具有较高的白云石有序度,地球化学特征则表现为明显偏负的氧同位素值和高锶同位素值.综合地质资料分析,白云岩为构造热液白云岩化成因.      

会泽超大型富锗银铅锌矿床矿化-蚀变分带规律及构造的控制作用

会泽超大型富锗银铅锌矿床是川—滇—黔铅锌多金属成矿区滇东北矿集区的典型代表。基于大量的地表调研和坑道精细编录,通过赋矿白云岩的岩石学、地球化学与矿化蚀变分带规律、构造对矿化-蚀变带控制作用的研究,认为赋矿粗晶白云岩是成矿过程中白云石化的产物,具有典型的热液蚀变成因,与沉积-成岩成因的摆佐组细晶白云岩、白云质灰岩明显不同;根据矿石和蚀变围岩中铅锌矿物组成与矿化、蚀变程度及其分布特征,该矿床矿化-蚀变分带规律:从矿体到围岩依次为铅锌矿石—铅锌矿化黄铁矿带→铅锌矿化/黄铁矿化粗晶白云岩带→灰白色粗晶白云岩带、米黄色粗晶白云岩带、肉红色粗晶白云岩带、网脉状白云石化灰岩带(蚀变残留体)、弱白云石化灰岩带。矿化-蚀变带明显受冲断褶皱构造(矿山厂、麒麟厂、银厂坡斜冲断层及其派生褶皱)上盘的层间断裂带控制,形成了典型的"成矿构造-蚀变白云岩-铅锌矿体"的矿化结构。该认识不仅丰富了会泽型(HZT)铅锌矿床成矿理论,而且对指导滇东北铅锌矿集区,乃至川滇黔成矿区的资源危机矿山的综合地质研究与找矿勘查具有重要的现实意义。     

构造热液白云石化——一种国际碳酸盐岩领域的新模式

构造热液白云石化模式被誉为国际碳酸盐岩勘探和研究领域的一项重大进展.该模式的本质是深部的热液流体沿着深部断裂运移至浅层灰岩中,由于灰岩上部致密碎屑岩的阻隔(碎屑岩主要是泥岩、页岩或膏岩等,它们因其低孔、渗特征而对上涌的热液起到良好的阻隔作用)而侧向运移,使灰岩发生白云石化.通过对加拿大魁北克Acadian Gaspe Belt西部Lac Matapedia向斜南翼下志留统Sayabec组热液白云石化作用实例的调研,展示了构造热液白云石化作用的原理,总结了构造热液白云石化模式的特征及其控制因素.该模式形成的热液白云岩既可以是油气的有利储集体,也可以与MVT型铅锌矿床相伴生.初步调研发现,我国南方部分碳酸盐岩油气藏及铅锌矿床的形成与该模式具有相似的地质背景.因此,该模式的提出不仅展示了白云岩成因的多样性和复杂性,而且对于深入理解和指导我国类似矿床的成因和勘探具有借鉴意义.     

川中磨溪—高石梯地区栖霞组白云岩特征及成因机制

川中磨溪—高石梯地区栖霞组发育滩相白云岩,目前对滩相中差异白云石化机理不明确,导致难以预测优质白云岩储层的分布。在岩石学和地层特征研究基础上,通过分析不同类型白云岩的微量元素及碳、氧、锶同位素特征,结合颗粒滩类型和构造背景,系统研究了该区不同类型白云岩的成因机理及模式。结果显示:研究区栖霞组白云岩中白云石以细晶为主,中晶和粗晶次之,晶形多为半自形—自形。白云岩具有明显的残余颗粒结构,表明原始岩性为颗粒灰岩。细晶、细—中晶白云岩的阴极发光整体较暗,呈暗红色至红色,稀土元素配分模式与同期灰岩相似,白云岩的87Sr/86Sr比值大部分落于二叠纪海水的87Sr/86Sr比值范围之内,表明白云岩的成岩流体与海水沉积的灰岩具有同源性。白云岩的δ13C值（3.73‰~4.19‰）与同期灰岩δ13C值（3.61‰~4.93‰）相近,表明白云岩与灰岩具有一致的碳源。从灰岩到白云岩,Sr含量明显减少且Mn含量有所增加,说明灰岩经过一定的成岩作用被交代形成白云岩,该类白云岩为埋藏条件下地层中富Mg2+的流体交代孔隙型颗粒灰岩而成;中—粗晶白云岩的阴极发光呈红色,具明显环带特征,且具有高的Mn含量、低Sr/Ba比值及铕的正异常,87Sr/86Sr比值高于同期海水值,δ18O值在-8.06‰~-8.52‰,为颗粒灰岩在埋藏期受持续、充足的云化流体供给而成,较高的包裹体均一温度和δ18O值明显偏负均指示埋藏白云化作用过程还受到局部高温的影响。总体而言,埋藏白云岩化是该区白云岩的主要成因,地层中富镁的流体在压力和热对流的双重影响下进行迁移,促进白云岩化流体的运移,但局部地区鞍形白云石的形成遭受了后期不同程度的热液改造作用。     

中国南方地区奥陶系热液-岩溶改造型白云岩储层发育机理——以黔中地区下奥陶统为例

以黔中地区下奥陶统为例,通过野外剖面观测、实验分析等工作,揭示了白云岩的热液-岩溶改造特征,并探讨了其发育机理。研究区下奥陶统红花园组和桐梓组以白云岩为主,在白云岩构造裂缝和溶蚀孔洞中见白云石、方解石、沥青的充填,具有典型的斑马纹状构造。充填白云石为粗晶粒状的鞍形白云石,具有弯曲晶面和波状消光的特征,阴极发光呈现较强的红色。充填白云石的碳同位素δ~(13)C在-2.2‰~-0.8‰之间,平均值为-1.47‰,氧同位素δ~(18)O在-12.2‰~-7.6‰之间,平均值为-9.4‰,与围岩白云石相比明显偏轻。充填白云石的稀土元素具有典型的Eu正异常特征,δEu最高达91.9。根据地质演化背景和流体作用类型,奥陶系白云岩储层发育过程为:早奥陶世沉积过程中发生同生/准同生白云石化作用;中晚奥陶世至早志留世,受都匀运动影响,白云岩暴露至地表遭受岩溶作用,形成岩溶孔洞型白云岩储层;中泥盆世遭受构造热液进一步对白云岩进行的溶蚀改造,所形成的溶蚀孔洞为天然气的主要储集空间。     

川中埃迪卡拉系灯影组灰岩成因及其对白云岩储集层的影响

为探讨川中埃迪卡拉系灯影组顶部灰岩地层对下伏白云岩储集层的影响,在阴极发光、镜下鉴定等岩石学研究的基础上,对该层灰岩和下伏的细-中晶白云岩、泥-微晶白云岩进行了稀土元素和微量元素地球化学研究。结果表明,灰岩中普遍存在去白云石化现象,细-中晶白云石被泥晶方解石交代而呈港湾状边缘或仅剩余白云石"残晶",未被交代的白云石在岩心上呈"透镜状"分布。相比新元古代沉积灰岩,该套灰岩具有明显的Eu正异常、Dy负异常,更接近灯影组鞍状白云石和细-中晶白云岩,其~(87)Sr/~(86)Sr值较同期海水偏高。低Sr-Fe的特点则揭示其为大气淡水成因。以上研究表明,该套灰岩是在热液成因细-中晶白云岩的基础上,经大气淡水所主导的去白云石化作用而形成,该作用对先期白云岩储集层起破坏性作用。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组砂糖状白云岩特征及成因机制——以广元上寺剖面为例

四川盆地西北部中二叠统栖霞组砂糖状白云岩储层勘探获得重大突破,但钻探结果表明此类砂糖状白云岩发育层位和规模变化极大,因而对其成因的把握是这类白云岩储层分布预测的关键。本文以四川盆地西北部上寺剖面栖霞组为例,通过宏微观岩石学、碳氧同位素和电子探针分析发现砂糖状白云岩具有如下特征:①主要分为层状白云岩与斑块状白云岩两类,其中层状白云岩主要位于栖二段中部,斑状白云岩则分布较为广泛,位于栖一段底部和栖二段层状白云岩上部与下部;②层状白云岩由中—粗晶白云石构成,呈砂糖状,阴极射线下发红光,MgO/CaO为0.68,δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)均值为2.42‰与-6.18‰;③栖一段底部白云质灰岩内的白云石化斑块由细—粉晶白云石构成,阴极射线下多不发光,MgO/CaO为0.54,δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)均值为1.69‰与-1.23‰;④栖二段顶部与底部斑块均呈砂糖状,阴极射线下顶部为具有不发光的核心与发红光环带的细晶白云石组成,而底部为发暗红光的中粗晶白云石组成,MgO/CaO分别为0.59和0.68,δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)均值分别为2.16‰、-6.50‰和3.32‰、-3.75‰。基于以上野外工作与室内分析结果认为,①栖霞组底部发育两个准同生暴露面,其下为斑状岩溶系统,岩溶系统多被白云石化;②栖霞组顶部发育早成岩期暴露面,岩溶分带清晰可见,岩溶系统均被白云石化;③砂糖状白云岩是由于重卤水回流渗透白云石化与热液白云石化叠合形成,但由于岩溶发育的位置与程度的不同导致两期白云石化叠合的结果存在差异。     

滇西北拖顶地区志留系的发现

中咱地块南部的志留系有别于三江构造带其他地区的志留系 ,通过区域地质调查研究 ,将这套地层命名为吉仁水组 ,代表中咱地块南部地区志留系的岩相类型 ,时代为志留纪中、晚期。根据岩相类型的差异 ,中咱组可划分为两个岩性段 :第一段主要由白云质灰岩、灰岩、白云岩构成 ;第二段由泥质岩、细粒碎屑岩及白云质灰岩、灰岩、白云岩组成 ,陆源碎屑成分含量较高 ,碳酸盐岩相对较少     

江西萍乐坳陷西部中石炭统黄龙组白云岩成因探讨

本文主要讨论了萍乐坳陷西部中石炭统黄龙组白云岩的成因,着重对白云岩的成因类型及成因模式进行探讨,不同类型白云岩的岩石结构,构造特征具有明显的不同,通过镜下鉴定、氧碳同位素值及微量元素--锶的变化特征的研究,得出的结论是:白云岩属交代成因的而不是原生白云岩;白云岩的成因类型可划分为准同生白云岩和成岩白云岩;白云岩的成因模式分别为超咸水白云岩模式和混合水白云岩模式。     

中国天然气碳酸盐岩储层形成的成岩模式

碳酸盐岩储层形成和成岩环境密切相关，本文根据我国实际情况将成岩环境划分为海洋、埋藏和表生三种环境。碳酸盐岩储气层的形成主要为白云岩化作用和岩溶作用。对次生孔隙的储集空间成因，提出了白云岩化形成白云岩溶孔的机制。岩溶作用是在地壳抬升的表生环境作用下，碳酸盐岩发生溶解、溶蚀、坍塌等作用的总和。提出了碳酸盐岩储层形成的成岩模式，明确指出在成岩过程中有三次储集层形成，每次伟层的形成，都可形成气田。并论证了储集层形成的地质条件、变化因素、形成时间以及对储层条件评价。     

碳酸盐岩的声波特性研究及其应用

基于岩溶地区碳酸盐岩试样室内声波测试分析发现: ( 1)泥质灰岩和角砾状灰岩的波速比普通灰岩、灰质白云岩比一般白云岩和角砾白云岩的高。( 2)灰岩的声波、密度略大于白云岩的声波、密度,灰岩的动弹性模量、剪切模量和体积模量也比白云岩大。( 3)溶蚀程度和微小结构面对碳酸盐岩中波的传播速度影响较大,灰岩波速随风化程度的提高而降低。( 4)纵、横波速与岩石的密度具有线性关系,利用密度、波速、纵横波速比或泊松比可初步判断碳酸盐岩在岩性上的差别。( 5)声波测试和单轴抗压强度试验求得的岩石的弹性模量具有一定的相关性,利用声波测试结果可以推求实际工程中计算、设计所需的力学参数。      

全球奥陶系碳酸盐岩油气藏综述

奥陶系碳酸盐岩油气田主要分布于北美、北欧、中国和澳大利亚。在北美,油气藏主要分布于下奥陶统El-lenburger组选择性白云岩化和经喀斯特改造的碳酸盐岩层系中;上奥陶统的Trenton-Black River灰岩,特别是Trenton灰岩段的构造破碎和白云岩化作用是影响油气成藏的主控因素;Red River组油藏则受控于构造圈闭。北欧哥特兰岛Klasen灰岩储集空间则以灰泥丘原生孔隙和断裂、缝合线为主。中国奥陶系油气藏分布于鄂尔多斯盆地和塔里木盆地,成藏条件相对复杂:在鄂尔多斯盆地,主要与膏云岩经大气淡水淋滤作用形成的风化壳密切相关,也有白云岩、生物礁等多种储集体;而塔里木盆地塔中地区储集体集中于礁滩相,还包括台地灰岩和台缘浅滩白云岩等其他相带,沉积间断面上的古喀斯特作用是成藏的主控因素。澳大利亚的坎宁盆地是较新的勘探区,其油气聚集方式与北美Ellenburger组相似。     

芦山县砾岩岩溶形态及景观资源评价

芦山县发育着一套K－E大溪砾岩，砾岩的砾石成份以灰岩和白云岩为主，泥钙质胶结，厚度在千米以上，有一定程度的岩溶发育，但发育程度不高，特别是洞穴观赏性差且危险；而地表的嶂谷幽长狭窄，雄险壮观，具有开发价值。     

Dissolution and Deformation Characteristics of Limestones Containing Different Calcite and Dolomite Content Induced by CO2-Water-Rock Interaction

To investigate the impacts of mineral composition on physical and mechanical properties of carbonate rocks, limestone specimens containing different contents in calcite and dolomite are selected to perform CO2-water-rock reaction experiments. The X-ray Diffraction (XRD) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) are carried out to examine the change characteristics of mineral dissolution and pore structure after reaction. The core flooding experiments with Fiber Bragg gratings are implemented to examine the stress sensitivity of carbonate rocks. The results show that the limestones containing pure calcite are more susceptible to acid dissolution compared to limestone containing impure dolomite. The calcite content in pure limestone decreases as the reaction undergoes. The dissolution of dolomite leads to the formation of calcite in impure limestone. Calcite dissolution leads to the formation of macropore and flow channels in pure limestone, while the effects of impure dolomite in impure limestone results in mesopore formation. When confining pressure is lower than 12 MPa, pure limestones demonstrate higher strain sensitivity coefficients compared to impure limestone containing dolomite after reaction. When confining pressure exceeds 12 MPa, the strain sensitivity coefficients of both pure and impure limestones become almost equal.     

川西北地区下二叠统栖霞组白云岩分布与成因探讨

四川盆地川西北地区下二叠统栖霞组主要以灰—灰黑色灰岩及生物碎屑灰岩、白云岩为主,沉积相以深和浅缓坡相为主,局部发育浅水生屑滩体。该区内栖霞组白云岩集中发育于栖霞中上部。通过野外、钻井岩心及镜下观察,结合阴极发光、X衍射、碳氧同位素等分析,认为川西北地区下二叠统栖霞组白云岩主要经历了准同生期的混合水白云化过程,而后由于东吴运动的影响,叠加了成岩作用后期的混合水白云化过程和埋藏白云化作用。     

中二叠统茅口组白云岩发育机理:以川中-川东地区为例

白云岩储层是茅口组一种重要的储层类型,其成因是研究重点。为此,以川中-川东地区茅口组白云岩为例,通过露头观测、岩心观察、岩石薄片鉴定及岩石地球化学分析的方法,分析了茅口组白云岩(石)的成因。结果表明:茅口组白云岩(石)可划分为层状粉晶白云岩、层状细-中晶白云岩、灰岩中零散分布的白云石、透镜状中-粗晶白云岩和鞍形白云石胶结物5种类型。其中,层状粉晶白云岩原始结构保存较好,地球化学特征与原始灰岩相似,是早期埋藏环境下形成的产物;层状细-中晶白云岩与层状粉晶白云岩相伴生,δ¹⁸O值较灰岩偏负,包裹体均一温度大于正常地层埋藏温度,部分样品可见Eu正异常,是由层状粉晶白云岩在热液作用下重结晶形成;灰岩中零散分布的白云石则与矿物的稳定化有关;透镜状中-粗晶白云岩和鞍形白云石胶结物镜下可见白云石晶面弯曲和波状消光,其δ¹⁸O值可达-10‰,包裹体均一温度高于正常地层埋藏温度,Eu正异常明显,是典型的热液白云岩(石)。     

白云岩和石灰岩山区石漠化速度差异原因分析

石漠化主要形成在由白云岩和石灰岩组成的碳酸盐岩分布区。白云岩石漠化的发生率较石灰岩低。主要原因是白云岩与石灰岩相比,总体特征是风化颜色深、矿物颗粒粗且分布不均匀、硬度大容易破碎、孔隙并口裂隙发育、表面粗糙。白云岩的这些特征有利于物理风化成壤,有利于保存土壤和植被生活,石漠化的发生率就相对较低。