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。     

鄂尔多斯盆地东北部太原组砂岩中伊利石的特征及成岩演化

岩石学观察和X射线衍射分析表明,伊利石是鄂尔多斯盆地东北部地区上古生界太原组砂岩储层中分布最广、含量最丰富的黏土矿物。显微观察识别出下述几种类型的伊利石:碎屑伊利石、具蒙皂石转化特征的伊利石、交代长石的伊利石、具高岭石过渡形貌的伊利石以及其他的自生伊利石。根据研究区太原组浅海沉积背景以及砂岩样品的组构、矿物学特征,认为一部分伊利石的成因与浅埋藏开放体系中大量外部来源的钾有关。而太原组砂岩中高岭石在数量上的缺失以及相关的岩相学特征则表明大部分伊利石应来自于深埋藏条件下钾长石与高岭石之间的反应。该过程是受到热力学与动力学控制的,早成岩期高K+/H+活度比的流体对钾长石的保存、伊利石化作用发生前长石向高岭石的转化以及相对较高的地层温度是其重要的控制条件。     

川东南石宝矿区龙潭组页岩气(煤层气)潜力分析 ——以SD1井为例

二叠系龙潭组是四川盆地最主要的海陆过渡相页岩气勘探层位。通过钻井岩芯和薄片观察、X射线衍射、扫描电镜、有机地球化学分析、孔渗测试、现场解吸和等温吸附等手段, 以SD1井为例, 对川东南石宝矿区龙潭组烃源岩特征和页岩气潜力进行研究。结果表明: 1)研究区SD1井龙潭组泥页岩累计厚度约47.74 m, 与煤层及粉-细砂岩交互出现, 主要为分流间湾和沼泽微相沉积; 2)泥页岩总体黏土矿物含量高(平均值为49.7%), 富菱铁矿、黄铁矿和锐钛矿, 缺乏长石和其他碳酸盐矿物; 3)有机质主要由镜质组构成, 干酪根δ13C集中分布在–22.8‰ ~ –24.2‰之间, 以Ⅲ型干酪根为主, 有机质丰度高(TOC平均值为7.37%), 处于过成熟生干气阶段, 生烃潜力大; 4)储集空间主要包括微裂缝、有机质孔、溶蚀孔和晶间孔, 孔隙度变化在3.05%~4.35%之间, 平均值为3.79%; 渗透率约为0.486 μD, 远小于0.1 mD, 具超低孔超低渗特征; 5)现场解吸泥页岩含气量为0.61～4.70 m3/t, 平均值为2.16 m3/t, 含气性相对较好, 饱和吸附气含量均大于2.00 m3/t, 显示出良好的吸附性能。综合研究认为, 川东南石宝矿区龙潭组页岩气开发潜力较大, 龙潭组上段中部C14–C17碳质泥岩夹煤层组合和龙潭组中段上部C20–C24碳质泥岩夹煤层组合为主力勘查层段。     

黔西北毕节地区中二叠统碳酸盐岩岩石学、地球化学特征及意义

在剖面实测、薄片鉴定和阴极发光分析的基础上, 结合元素和同位素地球化学分析, 研究黔西北毕节地区中二叠统碳酸盐岩的岩石学和地球化学特征并揭示其地质意义。结果表明: 1)中二叠统栖霞和茅口组主要发育泥晶灰岩和颗粒灰岩, 不具阴极发光或显示弱阴极发光, 而白云石化作用主要发育于栖霞组上部和茅口组一段, 白云石具有暗玫红色阴极发光; 2)栖霞组—茅口组碳酸盐岩相对富集Ni、V、Cr、U, 贫亲铜元素, 具有稀土总量低(∑REE+Y为2.11~8.10 μg/g), 轻稀土相对亏损和重稀土相对富集的左倾型稀土分配特征; 3)易于在陆源组分中富集的Ti、Al、Zr、Th等元素含量均较低、具有低Mn含量(<50×10–6)和Mn/Sr比值(<1)、结合阴极发光和REE组成特征, 说明研究区中二叠统碳酸盐岩样品受陆源物质影响或改造的程度较小, 而极低的Re、Cd、Mo、U、Cu含量以及明显的Ce负异常表明, 中二叠世研究区以氧化环境为主; 4)碳酸盐岩样品的δ13CPDB为1.2‰ ~ 4.6‰(平均值3.6‰), δ18OPDB为–7.4‰ ~ –10.1‰(平均值–9.08‰), 碳氧同位素之间无明显相关性, 碳同位素的变化与区内的海侵—海退旋回相一致, 而氧同位素的偏负则反映的是渐进埋藏成岩作用的增温效应。     

茜素红染色技术应用于川西北中二叠统栖霞组豹斑灰岩流体包裹体测温研究

碳酸盐岩流体包裹体测温过程中宿主矿物的准确鉴别和包裹体形成期次的确定尤为关键,将包裹体测温与其他技术结合才能更好地解决包裹体的生源和属性。本文以川西北中二叠统栖霞组豹斑灰岩晶洞充填物中鞍形白云石和方解石为研究对象,在岩石学特征研究确定二者形成顺序基础上,借助茜素红染色正确区分流体包裹体的宿主矿物。研究结果表明,染色剂的使用对流体包裹体测温结果无影响,染色前后包裹体的均一化温度测量差值在1℃以内,而染色剂配制比例(尤其是盐酸浓度)、染色时间和染色液清除方式是茜素红染色技术能否成功应用于碳酸盐岩流体包裹体测温的关键。本研究准确获得了鞍形白云石和分布于鞍形白云石晶间和晶内的方解石的包裹体均一化温度,分别集中在110~190℃和70~130℃区间,二者具有40~60℃的温度差。研究认为,方解石的沉淀时间晚于鞍形白云石,鞍形白云石的沉淀可能与峨眉山玄武岩喷发热事件有关,热事件后的温度降低导致鞍形白云石的溶解并伴随方解石的沉淀。     

早三叠世海相碳酸盐碳同位素研究进展

早三叠世是地球发展史上的特殊时期,代表了古、中生代过渡时期的生态重建与复苏.随着各种“异常环境事件”信息在近年陆续被揭示,早三叠世地质学研究成为地学界新的热点领域.海相碳酸盐碳同位素组成记录了碳循环的变化,是理解重大突变期的生态环境事件和地球过程的重要切入点.最近10年的研究表明,过去集中在二叠纪/三叠纪界线附近发现的“负漂移”现象只能代表海洋化学持续了约5 Ma的动荡局面的开始,直到中三叠世才趋于平稳,高频率、大幅度的整体演变型式已很难用过去提出的机制进行解释.全球范围内缺乏可精确对比性以及高达+8‰的正向极值的成因等,都是值得深入思考的问题.     

珠江口盆地珠江组碳酸盐岩碳同位素组成负偏的成因意义

在岩芯观察、铸体薄片以及阴极发光分析的基础上,测定了珠江口盆地珠江组碳酸盐岩的碳氧同位素组成,获取判别流体性质的地球化学信息,探究其成岩意义。研究结果表明:1珠江组碳酸盐岩全岩样品的δ~(13)C(PDB)值主体分布在0‰±2‰之间,与该时期底栖有孔虫的碳同位素值接近,反映了与早中新世同期海水碳源一致的特征;2珠江口盆地东沙隆起流花地区部分钻井中存在碳同位素明显偏负并且胶结物发育的样品,全岩δ~(13)C(PDB)值可低至-7.2‰,碳氧同位素之间以及碳同位素与岩石中胶结物的含量之间均显示出良好的正相关关系(相关系数在0.6以上),碳同位素偏负伴随着氧同位素变轻,表明碳同位素的偏负是由胶结物造成的;3成岩演化序列分析以及块状亮晶方解石单矿物的碳氧同位素分析进一步证实了是由晚期胶结物造成碳同位素的偏负,埋藏成岩过程中有机酸的作用可能是造成碳同位素偏负的主要原因。     

鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩构造-沉积分异及成藏效应

鄂尔多斯盆地碳酸盐岩是当前的油气勘探热点。当前对鄂尔多斯盆地不同构造区的潜在碳酸盐岩储层及圈闭仍认识不清，阻碍了勘探目标优选。本文通过构造-沉积分异特征分析，揭示了鄂尔多斯盆地早古生代碳酸盐岩台地的构造-沉积分异演化过程及其后期构造改造分异特征。结果表明，受中央古隆起和陆表海环境的控制，盆地南缘以发育镶边礁滩相储层为特征，西缘以发育层状弱镶边礁滩储层为特征，内克拉通则以局限的台地潮坪白云岩储层为特征；三个不同构造-沉积分异区的碳酸盐岩建造都具备成藏条件，但遭受的构造形变具有显著差异，可分为西缘压性构造区、南缘张性构造区和内克拉通稳定构造区；西缘陆内前陆盆地的破碎褶皱带的有利圈闭包括逆掩断层遮挡圈闭和向斜中的次级背斜圈闭；南缘受渭北地堑影响形成的张性构造带发育基底潜山相关圈闭；内克拉通的伊陕斜坡带为一长期保持构造稳定的弱改造的大型单斜构造，以发育岩性圈闭型为特征，岩性圈闭的沉积相分布主要受陆表海旋转潮汐流的约束。      

四川盆地西部中二叠统栖霞组晶洞充填物特征与热液活动记录

热液环境在碳酸盐岩成岩作用中十分重要,MVT铅锌矿床和热液白云岩储层都与之有关。四川盆地西部中二叠统栖霞组普遍发育厘米级大小的晶洞,其充填物主要为晶体粗大的非平直晶面鞍形白云石,这些鞍形白云石经历了广泛的溶解作用,次生方解石充填于鞍形白云石溶解空间及其晶间孔隙中。本文在碳酸盐岩岩石学特征研究的基础上,测试了晶洞充填物的碳氧同位素组成、元素构成和包裹体均一化温度,结合川西中二叠统埋藏历史和二叠纪以来的非地热增温热事件,研究了晶洞充填物中鞍形白云石的沉淀与溶解流体,以及充填于鞍形白云石溶解空间和晶间孔隙中次生方解石的沉淀流体。研究表明:在作为晶洞充填物的碳酸盐矿物中,鞍形白云石和沉淀于白云石晶间、晶内的次生方解石具有显著不同的氧同位素组成和包裹体均一化温度,前者δ18O值-5.94‰～-4.35‰,包裹体均一化温度主要为110～210℃,后者δ18O值-10.34‰～-8.75‰,包裹体均一化温度主要为70～110℃,据此反演的鞍形白云石沉淀流体的δ18O值为+4‰～+14‰(SMOW),方解石相应值为-4‰～+5‰(SMOW),显示白云石是在高盐度和高温流体中沉淀的,方解石是在相对低盐度和低温流体中沉淀的;晶洞充填物的碳同位素分析表明,鞍形白云石和沉淀于白云石晶间和晶内的次生方解石的δ13C值大致分布在0.7‰～2.6‰的范围内,显著低于同期海水的δ13C值,两种碳酸盐矿物中的碳具有同期海水和深部CO2混合碳源的特征;中二叠世末东吴运动期间峨眉山玄武岩喷发时岩浆活动的热效应导致了当时处于浅埋藏环境的栖霞组地层中鞍形白云石的沉淀,而热事件后流体温度和盐度的同时降低则使得鞍形白云石溶解,同时伴随方解石沉淀在鞍形白云石溶解后的孔隙和晶间孔隙中。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组次生孔隙形成机制

次生孔隙是鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩储层的重要储集空间,其中长石溶孔为最主要的次生孔隙类型,其次为岩屑溶孔、晶间孔及沸石溶孔。基于铸体薄片研究,结合扫描电镜分析、阴极发光分析、物性分析以及碳氧同位素分析,自生高岭石和长石含量、长石溶蚀形成的次生孔隙、岩石物性、碳氧同位素组成变化特征研究表明,印支期不整合面之下的延长组上部地层(如长1、长2油层组)次生孔隙的形成机制受控于区域性的大气水溶解作用,而远离不整合面的延长组下部地层(如长8油层组)次生孔隙的形成则更多地受到埋藏成岩过程中与长7烃源岩有关的有机酸的影响,尤其是靠近长7生烃中心区域的长8油层组受到有机酸的影响最为强烈。因此,在进行鄂尔多斯盆地延长组碎屑岩储层质量预测时应针对不同地区不同油层组的次生孔隙形成机制建立相应的预测模式。