碳酸盐岩实验室研究方法（一）

近代岩矿测试方法在岩石学研究中的应加,随着测试方法的普及和技术的不断提高.已越来越广泛,从而促进了研究工作的深入开展.相当一部分岩矿工作者对于近代岩矿测试方法在岩矿研究中的应用并不十分热悉。黄思静老师多年从事沉积学和碳酸盐岩的科研、教学工作。这是他给成都地质学院研究生的讲课内容。发表前,作者对原稿作了适当修订补充。介绍了X射线分析、扫描电镜及电子探针分析,阴极发光分析,红外吸收光谱分析、热分析以及氧碳同位素分析六部分。我们拟从本期起,与《地学进展》期刊一道,于年内1—2期连续刊出。     

Experimental simulation of dolomite dissolution under burial diagenesis conditions and thermodynamic interpretation

Simulating experiments on dolomite dissolution by acetic acid were made under burial diagenesis conditions,at temperatures ranging from 75℃to 130℃ and pressures from 20 MPA to 30MPa,The results show that the dissolution rate of dolomite increased rapidly with increasing temperature and prssure,From 75℃/Mpa to 130℃/30 MPa,the total amount of released ca and Mg increased from 32.98mg/L to 337.9mg/L,over one order of magnitude in difference,Thermodynamic calculation indicates that the increment of Gibbs free energy (ΔG） of the chemical reaction decreases with increasing temperature and pressure.This thermodynamic result is consistent with the experimental result.Based on the Experimental results.it is suggested that secondary prosities formed by dolomite dissolution under conditions of deep burial diagenesis should be more common than those under epigenesis and shallow burial conditions,and therefore dolomite reservoires in the formations that have been deeply buried should be more abundant than in the formations that have only been shallowly buried.     

白云凹陷第三系储层中铁白云石的成因机理及与CO2活动的关系

白云凹陷第三系储层中发育大量的铁白云石,受研究区热流背景的影响,铁白云石主要见于高地温梯度地区埋深1000～3000m、地层温度60～130℃的浅—中部地层中及CO_2热流体活动区域。铁白云石的δ~(13)C值(-2.83‰～-1.83‰)具有无机成因的特征,与研究区气藏中幔源岩浆成因CO_2的δ~(13)C值较为一致,铁白云石的δ~(18)O值(-9.45‰～-5.37‰)和~(87)Sr/~(86)Sr值(0.7101～0.7161)也反映了其沉淀受到深部热流体活动的影响。以两口典型CO_2气井为例,储层中流体包裹体均一温度及蒙脱石向伊利石的演化特征证明储层经历了热流体侵入;CO_2热流体活动区域不仅是铁白云石集中分布地带,并出现片钠铝石+铁白云石+菱铁矿等示踪CO_2运移、聚集的自生矿物组合。地层中铁白云石、高岭石含量与气藏中CO_2的含量呈正相关关系,绿泥石含量与CO_2、铁白云石含量呈反消长关系。高地温梯度地区丰富的CO_2热流体活动是该地区储层中铁白云石沉淀与含量高的重要原因,无机岩浆成因CO_2是铁白云石沉淀的主要碳源,CO_2热流体充注造成绿泥石等黏土矿物异常转化,为铁白云石沉淀提供了所需的Fe~(2+)、Mg~(2+)离子。     

埋藏环境白云石结构类型

近年来我国在白云岩储层油气勘探方面取得了重大进展,这些白云岩储层绝大多数为埋藏阶段形成的白云岩,同时大量研究也证实地层中大部分白云岩形成于埋藏环境。国际学术界对埋藏环境白云石的成因结构分类比较细致,但在我国这方面的研究还不够深入,因此本文借助国际上对埋藏环境白云石成因结构的分类方法,并结合中国白云岩研究的实际情况尝试提出埋藏环境白云石结构分类方案。该方案首先以白云石在岩石中的产状分为基质白云石和胶结白云石两大类,再以晶粒大小、晶型、晶面特征、接触关系为分类依据,将埋藏环境白云石分为六种结构类型。     

中国西南地区炼镁用白云石热分解过程动力学研究

对重庆某地区的白云石进行TG-DTG热分解实验,研究其热分解机理。结果表明:该地区白云石为钙质白云石,其热分解过程包括2个阶段。随升温速率的加快,2个热分解阶段的分解温度也相应地升高,但每个阶段的前后温度差基本保持不变;2个热分解过程分别遵循三维扩散(球形对称)和相界反应(圆柱形对称)机理,热分解活化能E分别为348.5 kJ/mol和369.2 kJ/mol。基于研究结果,建立了白云石热分解过程每个阶段的动力学模型。     

白云石化作用及白云岩储层研究进展

白云石化作用和白云岩储层一直都是碳酸盐岩研究中的重要领域。近年来,随着实验分析技术的进步以及油气勘探的深入,对白云岩的研究也取得了诸多进展:1数值模拟技术逐步应用到白云岩研究中,实现了白云石化模式研究由定性到定量的转变;2对微生物白云石化的研究不断加强,识别出了微生物相关白云石的特殊显微形貌特征并对其生物矿化机制进行了分析;3对已有白云石化模式的重新审视:包括对混合水白云石化的修正、对回流白云石化的扩展以及对构造—热液白云石化模式的丰富;4在白云石化与孔隙相关关系的研究中,突破了白云石化增孔的传统认识,逐步强调白云石化在孔隙保存方面的作用;5注重研究白云岩结构、成岩环境、原始相带以及白云岩形成之后的溶蚀改造等因素对白云岩储层发育的控制作用。在未来的研究中,应加强3个方面内容,一是对白云岩结构演化规律的定量研究,二是在成岩流体示踪方面要加强对新技术手段(如二元同位素、Mg同位素)的使用,同时注意借鉴成矿流体研究中的成熟技术和方法,三是要加强对深部白云岩储层形成和保存机制的探索。     

超高压变质大理岩中的白云石分解结构：大陆地壳物质深循环的新证据

苏鲁超高压变质地体中产出的与柯石英榴辉岩共生的大理岩发生了不同程度的退变,根据退变程度差异识别出三类大理岩菱镁矿大理岩(弱退变)、滑石大理岩(中等退变)和透闪石大理岩(强烈退变).菱镁矿大理岩的稳定矿物组合是单斜辉石+白云石+方解石,菱镁矿仅仅在方解石中与方解石集合体镶嵌共存.单斜辉石发育出溶结构且局部形成由角闪石和钠长石组成的后成合晶.另外两类大理岩不含菱镁矿,但含滑石和/或透闪石.在菱镁矿大理岩中观察到白云石的分解反应(Mg,Ca)(CO3)2=MgCO3+CaCO3,说明这些大理岩是大陆地壳物质俯冲到地幔＞180 km(甚至超过210 km)后返回到地表的产物.所观察到的白云石分解反应表明,苏鲁地区大陆地壳物质在所谓的"地幔禁区"俯冲,俯冲的温度增加梯度可能为～4.2℃/km.大陆地壳物质以如此低的温度梯度俯冲意味着非常高的俯冲速度.如此深循环的大陆地壳物质同时也经历了非常快的折返过程.这是白云石分解结构这种标志超高压条件下进变质反应阶段的证据得到保存的重要原因.     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马五段去白云石化成因及模式

通过研究马五段去白云石化作用的成因及发生模式,可进一步了解鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐岩储集层成岩和物性的演化.通过岩心与薄片的观察,结合地球化学方法,和对白云岩的碳、氧同位素与微量元素的测定,分析了去白云石化作用成因及成岩演化过程,并结合物性资料分析去白云石化作用对储集层的影响,建立了研究区去白云石化的作用模式.结合...     

塔里木盆地下古生界白云石微区REE配分特征及其成因研究

利用LA-ICP-MS分析手段, 对塔里木盆地下古生界不同类型白云石进行了微区REE分析, 并利用标准海水对白云石REE含量进行了标准化处理(SWN, Sea Water Normalized). 总体上看, 白云石SREE多低于20 ppm (1 ppm=1 mg/g), 绝大多数样品REESWN配分特征类似, 表现为轻稀土富集, 重稀土曲线平缓, Ce正异常明显, 说明它们具有类似的白云岩化流体来源, 即海水来源. 根据白云石成因与成岩特征, 将白云石分为准同生白云石与成岩(改造)白云石两大类, 各自具有不同的REE配分特点: (1) 准同生白云石具有最高的REE含量(大于20 ppm), 且其边部REE含量明显低于核部. 高的REE含量记录了浓缩海水与灰质沉积物相互作用而发生白云岩化的过程, 低REE含量的白云石边缘乃是后期成岩过程中较淡的孔隙流体对其改造的结果. (2) 成岩(改造)白云石又可细分为4类: a) 埋藏白云石, 其REE含量低于准同生白云石, 但高于灰岩, 且边部REE含量高于核部, 说明浓度较高的孔隙流体交代早期灰岩而形成; b) 孔隙充填白云石, 产于白云岩较大孔隙/洞中, 与基质白云石具有类似的REESWN配分特征, Eu异常不明显, 说明白云岩化流体源自成岩流体; c) 重结晶白云石, REE含量普遍较低, 说明重结晶过程中伴随有REE的流失; d) 热液改造充填白云石, REE含量最低, 并具有明显的Eu正异常, 反映其形成与热液活动有关, 并且伴随着REE的大量流失. 因此, 不同类型白云石REE含量变化与配分特征, 较好地记录了它们形成的原始条件与后期变化过程, 是深入研究白云石成因与成岩演化的良好示踪标志.