盐酸及乙酸介质中的碳酸盐岩溶蚀表面特征及机理——以南堡凹陷为例

为了研究酸性条件下碳酸盐岩的溶蚀表面特征及机理,以南堡凹陷及周边凸起区10个典型碳酸盐岩样品为研究对象,进行乙酸和盐酸溶液的溶解实验,并通过扫描电镜观察样品的溶蚀特征。结果显示,岩石结构和矿物成分的选择性溶蚀,是碳酸盐岩溶蚀过程中的主要作用形式;方解石和白云石均存在特有的溶蚀现象,即"溶蚀晶锥"方解石和"蜂窝状"白云石,为晶体选择性溶蚀的产物;表生条件下,灰岩中少量白云石的加入能够增加方解石的溶解度,白云石的含量上限为13%,超过该界限,随白云石含量的增加,溶蚀作用减弱。     

储层成岩产物对于油气运移的指示意义——以塔里木盆地群苦恰克构造带东河塘组为例

泥盆系东河塘组下段砂岩储层是塔里木盆地群苦恰克构造带内重要的勘探层系,有关储层内油气充注方向与富集规律的研究目前仍未有统一认识。研究层段内碳酸盐胶结物(主要为白云石和铁白云石胶结物)分布较为广泛,其中作为早成岩阶段产物的白云石胶结物的含量在平面上呈现出自东向西依次增加的趋势; 而铁白云石胶结物则以交代先期形成白云石胶结物的形式产出于中成岩阶段,略滞后于储层内的油气充注,其胶结程度在平面上呈现出自东向西依次减弱的分布规律。铁白云石胶结物作为反映储层内较强还原环境的指示性矿物,其在储层内的分布规律也承担着判明油气运移方向或富集规律的"责任",而其上述分布规律为研究区储层内油气自东向西充注提供了全新的判定依据。     

青海湖底沉积物中球状白云石集合体的发现及其地质意义

青海湖为盐度低于海水的微咸水湖。为了探索白云石的成因,在青海湖二浪尖以北约15 km的湖底采集了长25 cm的沉积物柱状样品。对样品所做的X-衍射矿物物相定量分析表明其中含有2.2％的白云石。文献中也曾报道青海湖底沉积物中含有高达10％的白云石矿物。对这些含白云石矿物的湖底沉积物所进行的扫描电镜研究发现了其中呈球状、椭球状,大小1~2 μm的白云石集合体及其伴生的草莓状黄铁矿的存在。其特征与文献中报道的现代近海高盐度泻湖和萨勃哈中发现的微生物成因的白云石极为相似。这是内陆低盐度环境中此类白云石的首次发现,对于探讨不同盐度环境中白云石的形成机理,促进“白云石问题”的深入研究具有重要的理论意义。     

二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组湖相云质岩成因

二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组发育一套湖相的富含致密油云质岩段,包括云质泥岩、云质沉凝灰岩和云质砂岩,但这类云质岩中的白云石岩石学特征及成因尚不明确.通过岩心、薄片、扫描电镜及碳氧同位素分析,将云质岩中的白云石分为两类:(1) 分布在纹层状和星点状云质泥岩或云质沉凝灰岩的非平直晶面、半自形微粉晶白云石;(2) 分布在块状云质沉凝灰岩或云质砂岩的非平直-平直晶面、自形粉细晶白云石.两类白云石的成因机制不同:(1) 半自形微粉晶白云石具偏高的δ13C_PDB值(平均为5.4‰),主要受产甲烷菌的代谢活动影响,其δ18O_PDB值负偏移量较小(平均为-13.0‰),计算形成温度约50~75 ℃,推测为成岩早期成因白云石,Mg2+离子主要来源于富火山灰的凝灰物质大量水解.(2) 自形粉细晶白云石晶体较大、晶形好,其δ13C_PDB值偏低(0.2‰~0.7‰),受产甲烷菌的代谢活动和深层有机质热催化共同影响,其δ18O_PDB值较低(平均为-19.4‰),计算形成温度约119 ℃,推测为成岩晚期埋藏成因白云石,Mg2+离子可能与粘土矿物水解及深部流体上涌有关.      

西秦岭甘南早子沟金锑矿床白云石Sm-Nd同位素地球化学及其意义

西秦岭造山带广泛发育脉状金锑矿化,但其成矿时代和成矿物质来源仍存在争议,影响了对该区矿床成因的深入认识。甘南早子沟超大型金锑矿床位于西秦岭造山带,矿体赋存于三叠系古浪堤组板岩和中酸性侵入岩内,包括蚀变岩型矿化和脉状矿化两种样式,是研究脉状金锑矿化成矿年代学和成矿物质来源的理想选区。本研究选择早子沟金锑矿床脉状矿化中与辉锑矿、金密切共生的白云石为研究对象,系统分析了其Sm、Nd同位素组成。结果表明,早子沟金锑矿床脉状矿化白云石Sm含量为0. 3221×10~(-6)～4. 918×10~(-6),Nd含量为0. 5667×10~(-6)～22. 76×10~(-6)。147Sm/144Nd和143Nd/144Nd分别为0. 1306～0. 2891和0. 511847～0. 512141,Sm-Nd假等时线年龄为282. 5±5. 1Ma。白云石εNd(0)为-15. 42～-9. 70,εNd(t)为-13. 66～-12. 19,tDM2为2. 03～2. 10Ga,变化范围相对较窄,表明样品源区相同。εNd(t)值与秦岭及其周边地区对比显示,早子沟金锑矿床成矿流体与英安斑岩围岩具有相同的Nd源区,可能来源于扬子板块北缘或南秦岭的古元古代结晶基底。白云石Sm/Nd分馏很弱且成矿流体混染了古元古代结晶基底物质可能是Sm-Nd假等时线产生的原因。这表明白云石Sm-Nd同位素体系可能无法为西秦岭广泛发育的脉状(金)锑矿床提供正确年代学信息。     

塔里木盆地和田河气田下奥陶统白云岩成因

塔里木盆地和田河气田是最近探明的大型碳酸盐岩气田,下奥陶统主要发育两类白云岩。下部为层状白云岩,以细晶为主,阴极发光呈紫红色和蓝紫色,有序度为0.57～0.68,Sr、Na含量低,碳氧同位素偏负,成岩深度约1500m;上部斑状灰质白云岩与层状白云岩相比,晶形较粗、以中晶为主,有序度较高、为0.85～0.90,Sr偏高、Na偏低,碳氧同位素更偏负,成岩深度约2000m。通过对上述特征综合研究,认为层状白云岩形成于早期浅埋藏海水-淡水混合环境,提出斑状灰质白云岩形成于晚期深埋藏压实流-淡水混合环境,总结了两种成因机理,建立了相关的白云石化模式。     

白云石有序度对湖相混积碳酸盐岩储集层物性的控制作用:以柴达木盆地英西地区渐新统为例

对英西地区渐新统湖相混积碳酸盐岩储集层的物性特征及主控因素进行了分析。系统地开展了岩石矿物学特征、物性分析、孔隙结构、白云石有序度测试、无序白云石成因机理及其对储层物性的影响研究,提出英西地区渐新统储集层主要为"低孔-特低渗"型储层,其孔隙发育程度主要受控于岩石中的白云石含量,其中白云石有序度对岩石物性具有重要的控制作用。研究结果表明:(1)测井孔隙度与岩石中的白云石含量呈明显正相关关系,而与泥质含量呈负相关关系;(2)理想模式下,当岩石中白云石含量为100%时,有序白云石的分子结构决定了其孔隙度应为13%,研究区氦气法实测孔隙度与白云石含量相关关系投点图中的数据点大多分布在该理想模式线附近;(3)理想模式线上方的样品,其晶间孔多被扩大改造,有的被碎屑颗粒支撑扩大,有的被微弱溶蚀扩大,理想模式线下方的样品,其晶间孔多被黄铁矿或其他物质半充填而变小;(4)少数岩石样品的白云石含量较高但其孔隙度值较小,主要为有序度较低的白云石或者无序白云石,在白云石含量相同的条件下,有序度越高,其孔隙越发育。     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液活动特征*

四川盆地中二叠统茅口组存在丰富的热液流体活动。在野外剖面和岩心观察的基础上,利用多种分析测试方法,对四川盆地东部茅口组碳酸盐岩中的热液活动特征进行了探讨。研究区茅口组热液活动包括2类,一类为硅质热液,表现为薄层硅质岩或硅质团块;另一类为碳酸盐型热液,表现为粗晶方解石和白云石充填在张性构造裂缝中或呈“雪片状”集合体,偶见少量黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物伴生。硅质岩主量元素之间的关系表明硅质来源具有多样性,是热液硅与壳源硅的混合;黄铁矿、闪锌矿原位S同位素 δ³⁴S 介于-3.91‰~-6.87‰之间,推测可能受到了微生物和基性岩浆岩的双重影响;方解石脉和具鞍状双晶的白云石脉普遍具有CaO高于标准计量、相对富Sr和U、贫REE和Ti、Ce/Ce^*明显负异常、Eu/Eu^*主体正异常、Y正异常等特征,表明碳酸盐脉为热液活动的产物,流体来源也呈现出火山活动相关流体与富钙地下水混合的特点。闪锌矿富集Ge和Cd,Zn/Cd及Zn/Fe值反映了中等成矿温度。硅质岩和碳酸盐流体包裹体均一温度变化范围较大,介于54.7~294.3 ℃之间,与稀土元素和微量元素比值所揭示的特征吻合。研究结果表明,穿层状硅质结核和团块的首次出现往往标志着茅口组热液活动的开始,而张性构造裂缝和碳酸盐型热液活动带来的围岩白云化作用则有效地改善了白云岩储集层的物性。     

四川盆地东部长兴组礁灰岩缺乏大规模白云石化作用的原因分析及启示

位于四川盆地东部开江—梁平海槽西南侧台地边缘的长兴组礁灰岩,沉积时具有很高的原生孔隙度,但由于缺乏大规模白云石化作用,现今多数礁灰岩致密无孔。研究表明礁灰岩缺乏白云石化作用可能与早期白云石化流体供应不足有关,而并非如前人推测的是由于早期海水胶结作用将孔隙完全充填堵塞造成白云石化流体无法进入所致。早期海水胶结作用结束后,长兴组礁灰岩中仍存在大量孔隙及流体活动空间,但由于礁灰岩(礁核相)位于台地边缘靠近海槽的高能区,受早期沉积环境的控制,成岩流体为活跃循环的正常海水,不具备发生白云石化作用所需的轻度咸化海水渗透回流的条件。埋藏成岩环境下块状亮晶方解石的胶结作用是造成礁灰岩中孔隙完全丧失的原因。     

江汉盆地白垩系渔洋组砂岩的成岩作用及其热力学分析

江汉盆地白垩系渔洋组砂岩存在五种类型的成岩作用。其中,与油气运移有关并对储层孔隙演化产生重要影响的是硬石膏的胶结与交代作用和后期方解石再次胶结作用。为了更好的研究成岩作用发生的控制因素以及成岩环境的变化,我们通过细致的热力学推导,绘制出包含方解石、白云石和硬石膏等矿物相在内的五组分相图。通过相图分析可以看出,pH值在成岩作用过程中有着重要的作用。方解石和白云石的胶结及交代作用代表了偏中性或碱性的成岩环境;而硬石膏的胶结及交代作用则表明成岩环境由中性或碱性向酸性转变,例如酸性的油气前锋流体的注入。另外,成岩环境中阳离子（Ca^2＋、Mg^2＋）和阴离子（CO3^2-、SO4^2-）的浓度对方解石、白云石和硬石膏的胶结、溶解及交代作用也有重要影响。