论华夏成矿省——贺陈毓川院士九十华诞

笔者等对《中国矿产地质志·华南洋—滨太平洋构造演化与成矿》一书（2020）厘定的战略矿产资源居于重要地位的华夏成矿省作些简要论述：① 该成矿省处于古华南洋成矿域与滨太平洋成矿域强烈复合地带,历经早前寒武世克拉通—华南洋—华南裂谷系—陆表海—大陆的发展演化,又受到多期造山特别是空前强烈的燕山期陆内活化造山,并且是一个世界级钨地球化学块体,构成了优越的成矿基因;② 主要成矿特征：包括华南洋及其陆缘弧盆残体成矿,南华间冰期与冰后期大规模沉积成矿,多期大规模S型岩浆以钨为首的有色、铀、贵金属、非金属成矿,I型岩浆以铜为首的铁、有色、贵金属成矿以及钦杭成矿带超大矿床集群与“深地”找矿之眼等;③ 燕山运动岩浆与成矿“核幔式”时空演化规律以及多体系复合构造格局与陆洋左行扭动与洋壳俯冲为主导并有板内挤压、地壳蠕散相复合的动力学机制。     

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。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩稀土元素特征及其成因意义

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩是重要的油气储集层,按能反映成因的结构构造特征将其分为4类,即泥晶—粉晶白云岩、藻纹层白云岩、斑状白云岩及重结晶白云岩。通过分析各类白云岩的稀土元素组成特征,并结合岩石学研究,探讨了各类白云岩成岩流体性质及其水岩比的相对大小。4类白云岩的ΣREE差别较大,但稀土元素配分模式均具LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常且与海相泥晶灰岩相似的特征,其稀土元素配分模式主要受海水的影响。4类白云岩经受的成岩作用差别明显,但REE迁移行为类似,无明显分馏。泥晶—粉晶白云岩中ΣREE平均值为51.55×10-6,与泥晶灰岩相近,其ΣREE主要受控于原岩,受后期成岩作用的影响相对较小,其成岩过程的水岩比较小。藻纹层白云岩的ΣREE平均值为21.37×10-6,不及海相泥晶灰岩的1/2;岩石学及地球化学资料反映其成因与藻类密切相关,其低ΣREE可能是由ΣREE极低的藻类参与白云岩化所致,后期成岩改造作用对其影响并不明显。斑状白云岩的ΣREE平均值为28.89×10-6,远低于泥晶灰岩及泥晶—粉晶白云岩,反映其白云岩化过程的水岩比远高于泥晶—粉晶白云岩。重结晶白云岩的ΣREE平均值为13.64×10-6,不及泥晶灰岩的1/4,在4类白云岩中最低,岩石学特征表明此类白云岩经受了白云岩化及后期强烈重结晶2期主要成岩作用,而这2期成岩作用均需极高的水岩比,此类白云岩的稀土元素组成特征主要是这2期成岩作用叠加的结果,其低ΣREE值可能是大量ΣREE含量极低的成岩流体改造的结果。     

陆相断陷盆地深部碎屑岩成岩演化及控制因素:以东营断陷盆地古近系孔店组为例

通过岩石薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、物性分析等资料,对东营断陷盆地古近系孔店组成岩演化及控制因素进行详细研究。研究结果表明:东营断陷盆地孔店组典型成岩现象有强烈压实作用、硬石膏胶结、多期次碳酸盐胶结、多期次粘土矿物胶结、硅质强烈胶结、矿物强烈穿插交代、碎屑颗粒和胶结物的溶解作用;其中,压实作用是引起深部碎屑岩强烈致密化的主要原因;硬石膏胶结、碳酸盐胶结、硅质胶结是引起致密化的又一重要原因;长石、碳酸盐胶结物的溶解作用是引起该地区储层改善的主要成岩因素;成岩演化经历了准同生期-中成岩B期,部分达到晚成岩期的演化过程,成岩演化过程控制了深部碎屑岩孔隙演化;并推断原始干旱-半干旱沉积环境、基准面变化、深埋藏环境、构造-岩浆活动是控制成岩及孔隙演化的主要因素。     

Diagenetic evolution of Aptian evaporites in the Namibe Basin (south‐west Angola)

The widespread and dissected nature of the Angolan gypsiferous salt residuals offers a uniquely detailed view of the lateral and vertical relations inherent to secondary evaporite textures, which typify exhumed salt masses worldwide. Such secondary textures are sometimes misinterpreted as primary evaporite textures. Thin, metre‐scale and patchy, dome‐like gypsum accumulations are well‐exposed within strongly incised present‐day river valleys along the eastern margin of the Namibe and Benguela basins (south‐west Angola). These sections are time equivalent to the main basinward subsurface evaporites (Aptian Loeme Formation) which mostly consist of halite. The gypsum (here called the Bambata Formation) is interpreted to represent the final residual product of fractional dissolution and recrystallization of the halite mass that occurred during Late Cretaceous margin uplift and continues today. This halite underwent multiple episodes of diagenetic alteration between its deposition and its final exhumation, leading to the formation of various secondary gypsum fabrics and solution‐related karst and breccia textures that typify the current evaporite outcrop. Four different diagenetic gypsum fabrics are defined: thinly bedded alabastrine, nodular alabastrine, displacive selenite rosettes and fibrous satin‐spar gypsum. Current arid conditions are responsible for a thin weathered crust developed at the top of the outcropping gypsum, but the fabrics in the main core of the current at‐surface evaporite unit mostly formed during the telogenetic stage of uplift prior to complete subaerial exposure. Alteration occurred as various dissolving and rehydrating saline minerals encountered shallow aquifers in the active phreatic and vadose zones. Geomorphological and petrographic analyses, mostly based on the cross‐cutting relations and crystallographic patterns in the outcrop, are used to propose a sequence of formation of these different fabrics.     

海拉尔盆地贝尔凹陷南屯组火山碎屑岩成岩作用的讨论

利用偏光显微镜、扫描电镜、染色法以及X-衍射分析等方法,查明南屯组火山碎屑岩成岩作用模式.研究表明火山碎屑岩成岩作用方式包括：机械压实作用、胶结作用与自生作用、交代作用和溶蚀溶解作用.成岩共生序列为：黏土矿物包壳-泥晶碳酸盐矿物、自生蒙皂石、自生伊利石-长石溶解-自生石英-自生高岭石-绿泥石、白云石-铁方解石-铁白云石.成岩阶段划分为早成岩阶段B期和中成岩阶段A期,并且以中成岩阶段A期为主.     

库车坳陷依奇克里克地区下侏罗统阿合组致密砂岩储层的成岩差异性特征研究

塔里木盆地库车坳陷依奇克里克地区深层致密砂岩储层的非均质性强,成岩成藏过程复杂。根据岩心观察、薄片鉴定、流体包裹体、荧光特征及碳氧同位素等分析,对下侏罗统阿合组致密砂岩的岩石类型、成岩演化及其差异性特征进行了研究。研究表明,阿合组致密砂岩分为强钙质胶结砂岩(C类)、富刚性颗粒岩屑砂岩(A类)、含塑性颗粒岩屑砂岩(D类)、富塑性颗粒岩屑砂岩(B类)4类,经历了两期油气充注,不同类型砂岩的成岩、致密化及成藏过程差异明显。A类砂岩的构造缝及溶蚀孔隙均较发育,渗透率较高、孔隙度分布范围广,代表第二期油气充注的蓝色荧光强。D类砂岩的长石及软岩屑含量稍高,晚期溶蚀作用发育,孔隙度较高、渗透率低,黄色和蓝色荧光共存。A、D两类为有效的致密气藏储层,成岩、成藏过程有差异,D类砂岩早期与晚期油气充注共存,早期油气充注减缓后期压实和碳酸盐胶结作用的发生,有利于晚期酸性溶蚀及油气充注。A类砂岩裂缝发育,对储集性能的影响大,渗透性好,晚期油气充注受早期油气充注的影响小。     

塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的地球化学特征及意义*

采用野外观察、室内薄片鉴定及多项地球化学分析技术方法,对塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的特征及成因进行了研究。宏观上,藻格架白云岩呈丘状、透镜状夹于潮坪相白云岩层间,由于差异性溶蚀,发育了大量表生溶蚀孔。微观上,藻格架由富藻的泥粉晶白云石组成,而架间孔由浅色的亮晶白云石充填。藻格架泥粉晶白云石呈他形—半自形,镶嵌结构,具有暗红色—橙红色的阴极发光,较高的Na、K含量,较低的Fe含量;δ¹³C为-0.572‰～0.124‰、平均值-0.116‰,δ¹⁸O为-5.391‰～-4.983‰、平均值-5.240‰,表明其形成于准同生阶段盐度较高的相对氧化环境中。架间充填的亮晶白云石胶结物,呈半自形—自形中细晶,具有昏暗的阴极发光或者不发光,较低的Na、K含量,较高的Fe含量,δ¹³C值为-0.662‰～-0.251‰、平均值为-0.460‰;δ¹⁸O值为-6.639‰～-5.939‰、平均值-6.267‰,表明其形成于相对还原的埋藏环境。稀土元素分析结果表明,二者均具有LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常特征,与海相泥晶灰岩稀土元素配分模式相似,揭示了其白云化流体均来自于原始的海水。在溶蚀作用方面,亮晶白云石胶结物相对泥粉晶白云石藻格架更易于溶蚀。前者在大气水表生溶蚀过程中,主量元素Ca、Mg丢失显著,Mg/Ca值由0.955降至0.007,微量元素Na、K丢失相对明显,Na/Ca值由原来的3.8×10^-4降为1.9×10^-4,K/Ca值由1.1×10^-3降至检测限以下,而不改变稀土元素的配分模式。这些特征表明,表生溶蚀过程在元素特征上是一个去白云化的盐度降低过程,而这一过程中基本无稀土元素的带入带出。     

成岩动力学分析与深部储层孔隙预测

国内外深部优质储层的不断发现大大拓宽了油气勘探的新领域,但孔隙流体自然排放的压实理论和有机无机反应的次生孔隙窗机理对深部高孔渗储层并不能作出圆满解释。深部储层孔隙保存状况除与储层物质组成及其内部结构有关外,与各成岩动力学过程间的耦合关系更为密切。压实作用、胶结作用、粘土矿物转化、有机质热演化、溶蚀作用、异常流体压力的积累与释放等动力学过程在时间和空间上的不同组合决定了深部储层孔隙的发育程度及其保存状况。     

中国南方东部震旦纪碎屑岩和泥质岩成岩作用

中国南方震旦纪碎屑岩的成岩作用主要有压实和压溶、胶结和固结、重结晶、交代作用及自生矿物形成等,泥质岩的成岩作用主要为压实作用和成岩过程中粘土矿物的转化。其成岩过程可分为同生、成岩、后生、表生四个成岩作用阶段。在沉积盆地演化的不同阶段和处在盆地的不同部位,出现了不同的岩石类型,往往呈现各自的成岩作用变化特点。