川南地区下三叠统碳酸盐岩的沉积成岩作用

川南地区下三叠统嘉一、嘉二段是一套浅海相的碳酸盐灰泥沉积,有较丰富的海相化石。岩石学和同位素数据能定量地研究沉积环境和成岩作用强度。准同生白云岩能较好地保持原来的同位素组成,用它来计算海水的温度为28.5—37.5℃。根据白云石-方解石矿物计算出氧同位素平衡温度在150—260℃,平均为210℃,结合该地区的古地温梯度,可推断该层最大埋深可达3700—4400m,现在仅埋深1600—1700m,至少抬升剥蚀了2000m。同位素数据还提供了白云岩化的时间和机理,以及对孔隙度的影响。综合上述同位素数据和岩石学、古生物等证据,归纳出川南地区下三叠统的沉积成岩模式。     

鄂尔多斯盆地东部上三叠统含油砂岩的古地温及成岩阶段

本文采用镜质体反射率、流体包裹体、磷灰石裂变径迹、伊利石结晶度、绿泥石多型及自生矿物的成岩变化等多种方法,对鄂尔多斯盆地东部上三叠统含油砂岩所经历的最高古地温进行了测定和对比。中生代晚期本区古地温梯度为2.9—3.0℃/100m,上三叠统在此期间进入有机质成熟阶段,开始生烃和运聚过程。含油砂岩段的古温度为88—110℃,油的生成和运移的温度为112—122℃。上三叠统上覆地层的剥蚀厚度为2465—2750m。含油砂岩段现埋深一般为400—1200m,埋深1900m左右温度达140℃,此深度带以下以产天然气为主,进入有机质超成熟阶段。     

准南斜坡带砂岩储层孔隙演化特征与有利储层评价:基于成岩物理模拟实验研究

通过自主研发的成岩物理模拟系统,对准噶尔盆地南缘斜坡带侏罗系细砂岩进行了成岩物理模拟实验,对前陆盆地特有的埋藏方式,即沉积早期长期浅埋,沉积晚期快速深埋影响下的储层物性特征、孔隙演化规律等进行了研究。结果表明,随着模拟温度、压力和模拟埋深的逐渐增大以及压实作用的不断加强,细砂岩颗粒间接触关系由点-线-凹凸接触,粒内裂纹逐渐出现,裂纹呈不规则分布或呈共轭剪切关系;模拟埋深2 000~3 000m时次生孔隙较为发育,孔径和喉径也表现出快速增大的趋势,埋深大于4 000m后,次生孔隙与孔径、喉径均开始呈现递减趋势。因此,推测埋深2 000~3 000m是准南斜坡带侏罗系有利储层发育的关键层位。     

巢湖北部地区海相地层黏土矿物特征及其地质意义

对巢湖北部地区以碳酸盐岩为主的寒武系—下三叠统海相地层的黏土矿物分析及伊利石结晶度测定的结果表明:伊利石是本区海相地层的主体矿物,平均体积分数为73%。黏土矿物的成岩转化特征表现为蒙皂石的伊利石化。按照伊利石结晶度的成岩-浅变质程度划分,本区寒武系—下三叠统的成岩作用已达到最高成岩阶段。伊利石结晶度的纵向变化总体上可分为上、下两部分:下部寒武系至志留系的结晶度为0.41～0.60°Δ2θ,结晶度与埋深具有一定的相关性,成岩作用是下部地层黏土矿物特征的主控因素;上部泥盆系至下三叠统的结晶度为0.45～0.77°Δ2θ,呈波动变化,蒙皂石连续出现,地层没有被显著埋藏,沉积因素是上部地层黏土矿物特征的主控因素。下三叠统地层中蒙皂石的分布特征以及上泥盆统五通组顶部高岭石的普遍富集具有重要的古气候研究意义。     

热流体对深埋白云岩储集性影响及其油气勘探意义——塔里木盆地柯坪露头区研究

深埋条件下白云岩能否形成有效储层是塔里木盆地深层油气勘探面临的主要挑战之一,塔深1井大于8000m深度白云岩岩芯仍具有多孔洞带发育,并具有形成储层的孔渗性,揭示了深部白云岩有效储层的存在。研究证实,该类孔洞的形成与热流体活动相关,但其在地层中分布的特征和广泛性有待揭示。通过野外露头观察及室内测试分析,在柯坪地区经历过深埋条件的上震旦统-下奥陶统白云岩中发现了与塔深1井相似的溶蚀孔洞的普遍存在现象。孔洞内充填的石英、自形白云石以及方解石矿物原生盐水溶液包裹体均一温度依次可达到368℃、314℃和303℃,远高于相应地层最大埋深(约6000m)条件下推测的正常地层温度范围(120~240℃),盐度分布范围依次为3.39%~9.86% NaCleqv、1.05%~18.13% NaCleqv和4.34%~9.98% NaCleqv。同时,研究也发现了黄铁矿、萤石、重晶石、石英、菱铁矿、毒砂和鞍形白云石等热流体相关矿物组合,并在相应流体包裹体内发现了CO₂、H₂S和烃类气体等对白云岩具有溶蚀性的气体存在。综合以上测试成果,证实柯坪露头区白云岩地层内存在大规模的异常热流体活动,推断可能与盆地深部大规模岩浆热事件相关。研究揭示热流体活动产生了顺层溶蚀、冷缩裂缝、差异性溶蚀以及热流体再作用的大型溶塌等多种孔隙空间结构,孔隙类型主要为缝-洞复合型。揭示热流体溶蚀改造作用主要受构造裂缝和地层界面等因素控制,其对白云岩地层孔隙空间的改造主要表现为建设性与破坏性共存,研究区则以建设性为主。     

湖北大峡口剖面下三叠统岩石学特征及沉积环境

湖北大峡口剖面下三叠统层位齐全,界线清楚,出露良好,沉积构造发育,是研究鄂西地区下三叠统的理想剖面。该区下三叠统自下至上可划分为大冶组和嘉陵江组,总厚度1 204.47m,是一套碳酸盐岩沉积,以石灰岩和白云岩为主。研究表明,早三叠识别出了开阔台地、局限台地、盆地、斜坡、浅滩等环境。沉积相的纵向演化为盆地-斜坡-台地,整体上是一个海平面下降、水体变浅的过程,期间偶有短暂的海平面上升的过程。在岩石特征、沉积环境分析的基础上建立了大峡口剖面下三叠统盆地-斜坡-开阔台地-浅滩-局限台地的沉积模式。     

川东北下三叠统飞仙关组鲕粒滩白云岩同位素地球化学特征*

川东北地区下三叠统飞仙关组为浅海碳酸盐岩夹泥页岩与蒸发岩序列,而在碳酸盐岩台地边缘通常发育一些白云石化的鲕粒滩。这些鲕粒滩白云岩储集层是川东北地区主要的产气层,一些学者认为该套白云岩为大气淡水与海水的混合水白云石化成因,另外一些学者将其视为回流—渗透白云石化成因。飞仙关组鲕粒滩白云岩稳定同位素氧值一般为-6.73‰～-3.65‰(PDB),平均值为-4.89‰(PDB)（罗家寨地区为-10.81‰(PDB)）,稳定同位素碳值一般为+0.57‰～+3.00‰(PDB)。对基质和孔洞中充填的鞍状白云石和亮晶白云石胶结物而言,稳定同位素⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.70735～0.70800。这些有关鲕粒滩白云岩的数据表明白云石化作用是在埋藏条件下进行的。在测定流体包裹体的均一化温度后,计算出白云石化流体稳定同位素氧成分(δ¹⁸O_白云石-δ¹⁸O_水=［3.2×10⁶ T^-2］-1.5,来自 Friedman 和 ONeil（1977）),其平均值约为+4‰(SMOW)。根据流体稳定同位素氧、碳成分与海水蒸发时流体盐度的正相关性,计算出流体δD平均值约为+25‰(SMOW)。流体包裹体盐度测定表明,白云石化流体是一种超盐度卤水,其盐度是海水的数倍,白云石化的温度为90～130℃。由于下三叠统鲕粒滩白云岩的稳定同位素氧和碳成分与上二叠统生物礁白云岩的稳定同位素氧和碳成分类似,因此,它们的白云石化流体很可能是同一来源。然而,这一结论还有待于进一步研究。     

西藏仲巴县仁多地区早三叠世牙形石及冈底斯西部早三叠世古地理格局

随着海相三叠系沉积地层的发现,冈底斯地区三叠纪时期的古地理格局正在经历着从古陆向海洋沉积区的认识上的转变,然而仍然有地质学家认为冈底斯西部南侧存在早三叠世的隆起区,在岩相古地理上表现为隆格尔—工布江达陆相岩浆弧的存在,其主要根据是没有发现三叠系地层。仁多剖面位于该岩浆弧带中部的隆格尔隆起区上,前人认为该区没有下三叠统,然而笔者在以往划分为中二叠统"下拉组"的地层中获得了典型的早三叠世牙形石属Pachycladina的化石,因此确定研究区的下三叠统是存在的,并且在岩性上以白云岩为特征,在区域上可对比到上二叠统至下三叠统的木纠错组的上段。该发现表明仁多地区的下三叠统不缺失,与冈底斯三叠纪在整体上处于海洋沉积区的观点一致,隆格尔隆起并不存在。根据近年来积累的西藏地区下三叠统的地层资料,指出冈底斯西部早三叠世为大面积的白云岩蒸发岩台地相和局部碳酸盐岩台内坳陷相间的古地理格局。     

塔中地区与热液有关白云岩的形成机理探讨

与热液有关白云岩以晶体粗大为特征,较易形成物性良好的油气储集体。塔中地区寒武系-下奥陶统发育大量深层白云岩,以粉-细晶白云岩为主,局部可见中-粗晶白云岩。该中-粗晶白云岩流体包裹体均一温度经压力校正主要集中在173~199℃,比该层位最大埋藏温度(约160℃)高10~40℃,故认为其形成与热液活动有关。镜下观察两种类型的白云岩存在渐变过渡现象和碳氧同位素值的部分重叠,说明中-粗晶白云岩可能由粉-细晶白云岩在热液作用下重结晶而来。进一步结合其流体包裹体盐度(为正常海水盐度的3~5倍)和富87Sr、贫13C的特征认为,其成岩流体可能为岩浆热液经过下寒武统富87Sr、贫13C泥页岩质烃源岩的改造,并向上运移与中寒武统膏岩层孔隙间浓缩海水混合而形成的混合性流体。前者为其提供热量,后者可增加其盐度,遍布区内的深大断裂体系为其提供了运移通道。     

川东北地区飞仙关组白云岩成岩作用与系统划分

通过对川东北地区下三叠统飞仙关组白云岩的结构-成因分类、成岩作用方式、成岩演化序列和铁、锰、锶微量元素,碳、氧、锶稳定同位素地球化学特征的综合研究,从盆地大尺度的成岩作用组合特征出发,按“水文体制”将飞仙关组白云岩划分为4个成岩系统:(1)准同生阶段孔隙卤水成岩系统;(2)早-中成岩阶段地层压实热卤水成岩系统;(3)晚成岩阶段混合热卤水成岩系统;(4)构造隆升阶段油田热卤水成岩系统.各阶段成岩系统白云化流体性质和来源具有一定的亲缘性和继承性发展演化特点,但水－岩相互作用过程、成岩方式、产物和组合特征各不相同,与储层发育密切相关的成岩方式主要是各成岩系统中的多期次埋藏白云化和溶蚀作用.根据各成岩系统中成岩作用与储层在时间-空间上的耦合与匹配关系,可将优质白云岩储层和油气藏控制因素归结为3点:(1)早-中成岩阶段埋藏白云化为储层发育基础;(2)晚成岩阶段埋藏白云化扩大,提高了储层分布范围与质量;(3)构造隆升阶段破裂、TSR和溶蚀作用是形成飞仙关组高效气藏的关键.      

四川盆地宣汉渡口和重庆北碚下三叠统海相碳酸盐碳同位素组成与演化

早三叠世海水的碳同位素组成与演化是二叠纪-三叠纪生物群体灭绝事件之后全球生态萧条与重建时期地球碳循环的重要记录,为地学界长期高度关注。文中测试了四川盆地宣汉渡口和重庆北碚下三叠统及相邻地层258个海相碳酸盐样品的碳、氧同位素组成,以便探讨早三叠世海水的碳同位素组成与演化。这些样品对海水碳同位素组成具有不同的保存性,飞仙关组及嘉陵江组第一、三段保存较好,而嘉陵江组第二、四段保存较差。基于氧同位素可以更为敏感地反映海相碳酸盐成岩蚀变性的原理,在碳、氧同位素相关性分析的基础上,以δ¹⁸O<-7.5‰为剔除标准,筛选出近200个有效数据建立了碳同位素演化曲线,该曲线与前人在贵州建立的同期曲线具有很好的可对比性。曲线显示出海水碳同位素组成的巨大波动,变化幅度达8.55‰,包括2个完整的上升-下降旋回,第1个旋回由飞仙关组和嘉陵江组第一段组成,第2个旋回由嘉陵江组第二段、第三段和部分第四段组成,同时还包括若干短周期的次级旋回。利用曲线形态与前人建立的同期曲线进行了岩石地层与年代地层单位的对比,飞仙关组可大致与Induan阶对应,嘉一段可大致与Smithian亚阶对应,嘉二段、嘉三段和嘉四段下部可大致Spathian亚阶对应;绿豆岩作为下-中三叠统界线其位置可能偏高,下-中三叠统界线应该位于绿豆岩之下的嘉四段内部。早三叠世海水碳同位素组成高频率大幅度的波动指示了生物大灭绝后环境的不稳定性,其中菌藻类等微生物灾后过度繁盛,可能导致了有机碳在短时间内的快速埋藏和海水碳同位素的正漂移;而碳同位素大规模的负漂移可能与甲烷水合物释放带来的轻碳有关。研究认为,白云岩所在的地层段往往具有更高的δ¹³C值,这可能说明微生物活动、白云岩形成和海水δ¹³C值升高之间的有机联系。下三叠统的白云岩、尤其是嘉二段和嘉四段的白云岩可能是微生物成因的,嘉陵江组有机碳的生产和埋藏可能主要是与白云岩形成有关的微生物的贡献,具最高δ¹³C值的嘉二段的烃类在一定程度上可能具有自生自储的特点。     

四川盆地中南部寒武系白云岩特征及形成机制

四川盆地寒武系厚度达千米,岩性从下到上依次由泥页岩-粉砂质泥岩-灰质白云岩-纯白云岩组成,其优质储层主要为中—上寒武统冼象池组的白云岩。本文通过与川东北长兴组—飞仙关组、塔河油田奥陶系白云岩对比,应用微量元素、稀土元素、碳、氧、锶同位素等分析测试结果,对四川盆地中南部寒武系白云岩特征及形成机制进行了研究。研究结果表明:四川盆地中南部寒武系白云岩具有较高的铁、锰质量分数,平均值分别为6 502.9×10~(-6)和468.3×10~(-6),较低的锶质量分数,平均值为74.0×10~(-6),较低的碳氧同位素值,δ~(13)CVPDB和δ~(18)OVPDB平均值分别为-2.38‰和-7.74‰;四川盆地中南部寒武系碳酸盐岩经历了大气淡水淋滤作用,可能为准同生白云石化或混合水白云石化作用。     

四川盆地嘉陵江灰岩的油气形成

前言嘉陵江灰岩是四川盆地三叠系下统嘉陵江组(Tc)的俗称。早在公元1840年前后,四川自流井背斜上的磨子井(誉称自贡火井王),就钻开嘉陵江灰岩中的气层(Tc~3),开始采气,到1980年底的统计,累积采气量占四川各气层累积采气量的42%;嘉陵江组剩余的天然气探明储量,是海相碳酸盐岩总探明储量的24%。无论从采气量,或剩余储量上看,嘉陵江组均是各气层之冠。因此,嘉陵江灰岩的油气形成问题是引人注目的研究课题。安作相(1959)从有机质丰度及沉积环境,论证了嘉陵江灰岩有自生自储的天然气,同时也指出川南Tc的气也可能来自二叠系。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐储层的胶结作用

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组主要由原始沉积的碳酸盐岩和岩溶角砾岩组成。储集空间以次生孔隙为主。中奥陶世沉积作用之后不久,即发生了溶解作用、白云石沉淀、干化脱水作用、机械压实作用、岩溶作用和胶结作用。胶结作用很普遍,主要发生在中石炭世之后的埋藏条件下,是对储层重要的破坏作用。充填于硬石膏结核溶模孔和非组构选择性溶蚀孔、洞、缝的方解石和白云石是最常见的胶结物。这些方解石和白云石胶结物具泥晶、嵌晶状或粒状晶粒结构。泥晶白云石基质的δ18O值-10.98‰~-0.8‰,平均-5.54‰;δ13C值-4.76‰~5.77‰,平均1.51‰。充填于溶蚀孔、缝中的白云石的δ18O值-12.54‰~-2.67‰,平均-7.34‰;δ13C值-5.56
‰~3.48‰,平均0.28‰。充填于溶蚀孔、缝方解石的δ18O值-15.42‰~-6.02‰,平均-9.51‰;δ13C值-12.44‰~1.33‰,平均-3.20‰。总的来说,白云石和方解石胶结物的δ18O和δ13C值低于泥晶白云石基质的,原因是形成晚,受淡水淋滤、埋藏作用和有机质影响较大。泥晶白云石基质的Na含量0~350 μg/g,平均59 μg/g; Sr含量0~380 μg/g,平均10 μg/g;Fe含量0~14 570 μg/g,平均1 040 μg/g;Mn含量0~4 670 μg/g,平均183 μg/g。充填于次生孔隙中的胶结物的Na、Sr、Mn含量与泥晶白云石基质的差别不大,因这些元素含量均低。充填于次生孔隙的碳酸盐胶结物较泥晶白云石基质有明显高的Fe含量。胶结物包裹体的均一温度在90℃~140℃范围内。胶结物沉淀于埋藏较深,温度较高的还原条件下。流体包裹体的气相成分以CH4最为普遍,液相成分以H2O占绝大多数。早期胶结物形成于天然气形成前,晚期胶结物形成于天然气形成之后。岩溶洼地是胶结作用最发育的地带。     

四川盆地三叠纪蒸发岩地层硫同位素的分布

四川盆地三叠系蒸发岩发育,硫同位素δ34S的变化幅度为14.5-34.9‰。其中以雷口坡组第四段最低约16.5‰,与现代海洋硫酸盐硫同位素值接近;雷一段至嘉四段26.1-29.5‰;嘉二段出现硫同位素的高异常值（32.4-34.9‰）,可用以修改世界流行的δ34S变化曲线.硫同位素的分布也表明了区内三叠纪属浅水盐湖环境。     

柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号中新统成岩作用及沉积环境

综合运用岩石学、矿物学和元素地球化学等方法,对柴达木盆地北缘构造带鄂博梁Ⅲ号构造中新统上干柴沟组碎屑岩的成岩作用、形成环境和物质来源等进行了系统研究。发现上干柴沟组碎屑岩中碎屑颗粒间主要以点-线接触关系为主,长粒矿物被定向排列,经历过较强的压实作用。其中黏土矿物含量较高,平均达到了35.03%,主要以伊利石,绿泥石及伊-蒙混层为主。碳酸盐胶结物类型主要以方解石为主,仅含有少量白云石。碳酸盐胶结物的碳氧同位素含量测定表明,碳同位素(δ13C)分布在-6.8‰~-4.0‰之间,平均为-5.0‰;氧同位素(δ18O)分布于-11.1‰~-5.4‰,平均为-8.7‰;根据碳氧同位素含量推算古盐度Z值分布于108.34~114.89,平均值为112.77;碳酸盐沉淀温度分布在43.36℃~77.84℃,平均值为62.30℃。结合对主量元素、微量元素及有机碳含量等地球化学元素的综合分析,认为鄂博梁Ⅲ号构造带中新统上干柴沟组目前所处的成岩阶段主要为早成岩阶段B期至中成岩阶段A期,在形成早期主要以干、冷的淡水-微咸水环境为主,晚期则以要对暖、湿的淡水环境为主。     

蜀南地区嘉陵江组颗粒滩储层发育机理

颗粒滩储层是嘉陵江组一种重要的储层类型,具有良好的天然气勘探开发潜力.通过岩芯观察、薄片鉴定、阴极发光、扫描电镜和物性分析等方法,对蜀南地区嘉陵江组颗粒滩储层岩石学特征、储集空间类型、孔渗特征和成岩作用类型展开了系统的研究,在研究基础之上进一步分析了嘉陵江组颗粒滩储层形成的主控因素.结果表明,嘉陵江组颗粒滩储层主要的岩...     

四川成都盆地某深层富钾卤水的地球化学特征及成因

本文报道了四川成都盆地某深层富钾层卤水的化学组成，氧、氢、硫和硼同位素组成以及２５℃等温蒸发析盐过程中，从卤水中获得的固相物质组成。在此基础上讨论了卤水的成因，认为该卤水是蒸发浓缩的海相卤水、非海相卤水以及埋藏成岩过程中封存卤水对地层中海相蒸发盐溶滤作用形成的混合水。     

华蓥山三叠系含盐建造中白云岩的成因阶段及其特征

本文解剖了该区三叠系含蒸发岩的碳酸盐岩建造中白云石（岩）的成因、白云岩化阶段及其标志和特征。文中列出显微组构、氧同位素和阴极发光标志，论证了该区白云岩均为交代（或白云岩化）成因。将本区白云岩的形成过程分为准同生、早期成岩和晚期成岩三个阶段，归纳出了各阶段形成的白云石的有序度和成分构成特征。     

从氧、碳同位素组成看蓟县元古宙碳酸盐岩特征

蓟县元古宙碳酸盐岩出露广袤，厚度巨大，产状稳定，化石丰富，沉积形象众多。其内赋含的氧、碳同位素组成及其数值变化对成岩机制及沉积环境仍然蕴含着较清楚的内函关系。依据其数值演化，探讨了蓟县碳酸盐岩的成岩作用、古盐度，进而结合其沉积环境特征，阐释了碳酸盐岩，更主要是白云岩为原生沉积所成。