川西栖霞组的热液白云化作用及其后的倒退溶解——不彻底的回头白云化作用

热液白云岩具有特殊的形成机制,相关研究具有重要的理论意义和实用价值。四川盆地西部中二叠统栖霞组白云岩以原始结构不保存的结晶白云岩为主,形成于缺乏蒸发盐的地层中,普遍发育非平直晶面他形晶和鞍形晶等在相对高温环境中沉淀的白云石。113个不同结构白云石的包裹体均一化温度平均值为136℃,变化在平直晶面半自形晶的67℃到非平直晶面鞍形晶的243℃之间,主要温度区间为80～180℃。结构观察表明,白云化作用发生在埋藏深度只有数百米的浅埋藏环境,地热增温难以导致如此高的温度,与峨眉山玄武岩有关的热事件提供的热源造成的温度升高克服了低wMg/wCa比值条件下白云石沉淀的动力学屏障。在矿物组成上,栖霞组缺乏白云石质量分数在90%以上的碳酸盐岩,岩石中白云石的质量分数主要集中在40%～60%的范围内,说明白云化作用是一种不彻底的过程,这与峨眉山玄武岩热效应持续时间很短(257±3)～(263±5)Ma B.P.、难以使碳酸盐岩完全白云化有关。结构观察还表明,川西栖霞组白云岩普遍经历了溶解作用和破碎作用,以形成温度最高的非平直晶面鞍形晶白云石的溶解和破碎作用最为发育,由白云石溶解或破碎形成的孔洞缝中主要充填方解石。但这些方解石具有比其主晶白云石(尤其是鞍形白云石)低得多的包裹体均一化温度(主要分布在70～80℃之间),显示鞍形白云石沉淀后至少经历了70℃(最大值达150℃)的温度倒退。温度倒退的物理效应导致已沉淀白云石的破碎,化学效应则导致白云石的溶解和方解石的重新沉淀(去白云化作用),因而四川盆地西部栖霞组的白云化也是一种回头白云化作用。这种不彻底的和回头白云化作用形成了具特殊构造的豹斑状白云岩或灰岩(灰斑云岩或云斑灰岩)。     

鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩储层中的鞍形白云石胶结物及其对储层的影响

鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩中存在鞍形白云石胶结物,它们具有强烈波状消光等鞍形白云石的典型结构特征,主要分布在石炭系本溪组、二叠系太原组和山西组下部等具有海相色彩的地层中,其矿物学、岩石学和地球化学研究有助于加深人们对鞍形白云石形成机制及其与储层发育关系的研究.从薄片分析,化学分析,碳、氧、锶同位素分析,阴极发光分析和X射线衍射分析结果中获得了鞍形白云石的如下信息:(1)鞍形白云石中FeCO3的摩尔分数变化在13%～23%之间,均属铁白云石.(2)鞍形白云石沉淀开始于碎屑石英次生加大之前,沉淀温度80～120℃.(3)鞍形白云石沉淀流体的δ18O值大致变化在+3‰～-6‰之间,沉淀流体盐度高于二叠纪海水.(4)鞍形白云石的碳同位素组成表明与海水有关的无机碳是其主要碳源.(5)鞍形白云石极其富集的放射性成因锶(87Sr/86Sr变化在0.707 116～0.725 223之间),这与上古生界鞍形白云石本身产于碎屑岩地层有关.(6)低含量的鞍形白云石胶结物对碎屑岩储层物性的影响是正面的,属于保持性成岩作用;但过度的鞍形白云石胶结作用对储层的影响则是负面的,属于破坏性成岩作用.这两种成岩作用鞍形白云石胶结物质量分数的界线可能在5%左右.     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五5亚段白云石结构特征及成因

从白云石结构特征的描述与分类出发,结合地球化学数据,对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五5亚段白云石结构特征进行分类对比研究,探索其结构演化过程,进而探讨白云石结构特征与成因的关系。依据白云石的存在形式,可将马五5亚段白云石分为基质白云石和胶结白云石2个大类;根据白云石晶体结构特征以及晶体间相互关系和有序度分析,将基质白云石分为4类:泥晶、直面、自形白云石(Ⅰ类),泥晶-细粉晶、直面、自形、漂浮状白云石(Ⅱ类),细粉晶-粗粉晶、直面、自形-半自形白云石(Ⅲ类),粗粉晶-细晶、直面-曲面、半自形-他形白云石(Ⅳ类);胶结白云石可分为2类:细粉晶、直面、自形-半自形白云石胶结物(Ⅴ类),粉晶-细晶、曲面、鞍形白云石胶结物(Ⅵ类)。马五5亚段白云石的存在形式,属准同生渗透回流与埋藏白云岩化双重作用机制,据此将白云石结构演化分为准同生阶段和埋藏阶段。鄂尔多斯盆地马五5亚段最有利储层为细粉晶-粗粉晶、直面、自形-半自形白云石(Ⅲ类)为主的白云岩储层。     

准噶尔盆地南缘古近系超高压带砂岩铁方解石胶结物的分布及形成机制

利用薄片分析、氧碳同位素分析、包裹体测温以及测井解释等方法,探讨准噶尔盆地南缘古近系安集海河组超高压带砂岩铁方解石胶结物的分布、形成机制及其对储层物性的影响.受超压对成岩抑制作用的影响,安集海河组超压带砂岩中的碳酸盐胶结物主要为连晶状铁方解石,铁白云石少见.砂岩铁方解石胶结物质量分数＞10％的钙质胶结层主要分布在超压带...     

四川盆地西部栖霞组热液白云岩中的自生非碳酸盐矿物

热液环境是碳酸盐重要的成岩环境之一,MVT铅锌矿床和某些白云岩储层都与之有关。通过薄片观察、扫描电镜和能谱分析,在四川盆地西部中二叠统栖霞组白云岩地层中发现了一些自生非碳酸盐矿物和焦沥青,包括伊利石、萤石、氟磷灰石、石英、重晶石和黄铁矿等,它们赋存于具不同结构的白云石的晶间/晶内孔隙和溶解孔隙中,尤其是非平直晶面鞍形白云石的溶解孔隙中。赋存自生矿物的白云石主晶的包裹体均一化温度主要分布在80～180℃之间,最高可达240℃以上。白云石溶解空间中萤石、氟磷灰石(也包括方解石)等以Ca作为阳离子自生矿物的存在,反映热液白云石沉淀后温度降低造成的流体性质的改变和白云石的溶解,热液蚀变作用还造成了伊利石的形成和黏土矿物的强迫热演化,白云石晶间焦沥青的存在则代表了有机质因热蚀变而发生的强迫成熟和过成熟。川西栖霞组碳酸盐岩的热液蚀变作用发生在距今259Ma左右(中二叠世末)的东吴运动期间,与峨眉山玄武岩有关的热事件伴生。该期间古热流达60～80mW/m2,甚至更高,持续时间约6Ma,此时栖霞组白云岩地层的埋藏深度<500m,因而热液蚀变过程与地热增温无关。白云岩地层中各种自生矿物和非正常有机质热演化形成的焦沥青的存在为川西栖霞组碳酸盐岩所经历的热液环境成岩作用提供了依据。     

歧口凹陷古近系沙河街组热液作用及其对湖相碳酸盐岩储层的影响

综合利用岩心薄片观察、流体包裹体和地球化学分析手段,研究歧口凹陷古近系沙河街组沉积时期热液活动对湖相碳酸盐储层物性的控制作用。结果表明:碳酸盐岩地层中广泛发育鞍状白云石,同时伴生黄铁矿和石英;多数碳酸盐岩样品富集轻稀土元素,Eu正异常明显,同时具有较低的87 Sr/86 Sr比值;流体包裹体均一温度普遍高于埋藏时的古地温;研究区热液活动对碳酸盐岩储层有着明显的改造作用。在深部富CO2热液的侵蚀下,碳酸盐岩形成大量溶蚀孔、扩大溶蚀缝和晶间孔,储层物性有着明显的改善;但随之产生的白云岩化作用在一定程度上堵塞已形成的孔隙,给物性带来负面影响;歧口凹陷热液碳酸盐岩储集相被深大走滑断裂所控制,在负花构造部位最为发育,热流体上涌的根源可能为新近系的广泛热事件。     

姬塬油田砂岩储层成岩作用与孔隙演化

目的研究姬塬油田延长组砂岩的成岩作用及其对储层物性的控制作用。方法采用了染色、铸体薄片鉴定、电镜扫描、阴极发光、X射线衍射、镜质体反射率测定及流体包裹体测温等多种分析测试手段。结果成岩作用主要有压实作用、胶结作用、溶解作用和交代作用,胶结物有硅质、碳酸盐和黏土矿物,成岩阶段已达中成岩A期;成岩作用对本区砂岩储层孔隙演化起着重要的控制作用,早期的机械压实和胶结作用使原生孔隙大量丧失,长石的溶蚀对储层物性起重要的改善作用,以铁方解石为主的胶结物又使砂岩孔隙再度降低。结论原生孔隙的大量丧失和胶结物中次生孔隙的不发育是造成砂岩低孔、低渗的主要原因。     

川西北地区中二叠统白云岩地球化学特征及形成机制

川西北地区中二叠统白云岩储层具有极大的勘探潜力,为了解研究区内白云岩的地球化学特征和形成机制,通过薄片观察、露头剖面及岩心样品的阴极发光、X射线衍射有序度、稀土元素以及碳氧稳定同位素分析等方法,得到川西北地区中二叠统主要存在两种白云石化作用机制:准同生期渗透回流白云石化作用和热液白云石化作用。渗透回流白云石化作用的产物是粉-细晶它形脏白云岩,而细-中晶自形-半自形白云石、细-中晶它形白云石和鞍状白云石均是东吴运动导致基性岩浆喷发而发生热液白云石化作用的产物,热液白云石化作用的Mg2+主要来源与火山作用有关的深部热液流体。     

莺歌海盆地乐东10-1区黄流组储层流体包裹体特征及油气成藏期次分析

莺歌海盆地是我国南海北部海域重要的高温超压含油气盆地，乐东区黄流组砂岩储层致密，成岩作用较强，气藏具有低孔、低渗、低含气饱和度及异常高压的特点，流体包裹体记录了油气充注时的古流体信息，能够为油气成藏时间及成藏规律研究提供科学依据。本文通过对莺歌海盆地乐东10-1区黄流组砂岩样品进行镜下包裹体显微岩相学观察、包裹体类型与成分分析、包裹体均一温度与盐度测定等，研究黄流组砂岩储层的成岩特征及油气包裹体发育特征，结合其他地质条件综合分析油气成藏期次。结果表明：乐东10-1区黄流组砂岩成岩先后顺序主要为次生加大石英、方解石（白云石）胶结物；黄流组砂岩储层中包裹体比较发育，主要沿切穿石英颗粒及加大边微裂隙成带状分布、或碳酸岩胶结物中分布，以纯CH4、CH4和CO2的混合成分为主；砂岩成岩期后主要有两期天然气充注过程，与天然气伴生的含烃盐水包裹体均一温度相差不大，LD10-1-A井黄流组均一温度主要分布在160-165 ℃和>175 ℃，这与该区生烃时间较晚、晚期流体持续充注以及晚期底辟幕式活动有关系，结合构造演化史、埋藏史及生烃史等分析，乐东10-1区黄流组油气成藏时间普遍较晚，主要为1.4 Ma±和0.9 Ma至今。     

四川盆地川中地区须家河组沉积和成岩环境分析

以四川盆地川中须家河组为研究对象，通过扫描电镜、X-衍射、碳氧同位素和流体包裹体分析，对须家河组砂岩沉积和成岩环境进行研究。结果表明：须家河组砂岩以方解石为主要碳酸盐胶结物，含少量白云石。碳氧同位素均为负值：δ¹³C值分布于-8.1‰～-0.8‰;δ¹⁸O值分布于-17.6‰～-10.3‰。古盐度Z值分布范围为101.0～120.5。碳氧同位素值计算古温度为72℃～124℃,平均值101℃;流体包裹体均一温度范围为60～140℃,与碳氧同位素计算的古温度基本吻合。较高的古地温可促进致密化，提高生烃能力。须家河组砂岩为陆相沉积，随着沉积作用的进行，沉积初期到中期水体呈具咸化趋势，晚期盐度明显下降。古盐度的变化反映须家河组砂岩沉积初—中期气候较干旱，晚期气候较温湿。     

塔北西部岩浆热液–地层水流体系统及碳酸盐岩储层的成岩作用响应

通过对塔北地区多个碳酸盐岩露头的深入研究,认为该区域碳酸盐岩依次经历了硅化→热液白云石化→方解石化3个主要的后期成岩作用改造。通过对包裹体、同位素及稀土元素地球化学的研究,发现硅化流体具有高温度、高盐度特征;热液白云石化流体具有相对基质白云石明显的Eu正异常以及更高的轻重REE的分异度,而对方解石化流体的平衡水的计算可知,δ18OSMOW主要分布在+5.5‰～+12‰区间内,与岩浆热液流体的同位素值相一致。综合分析认为,存在岩浆热液对塔北地区碳酸盐岩的后期成岩改造。此外,通过对各露头碳、氧、锶同位素等的分析发现,后期成岩流体具有复杂性和叠加性,存在有机碳的影响以及大气淡水、壳源富87Sr地层水的混溶。岩浆活动为热液循环提供了大量的热源,异常的热事件驱动成岩流体进行广泛的循环流动,对碳酸盐岩地层进行热液成岩改造,同时岩浆热液也为成岩流体提供了诸如Si,REE等物质组分。晶洞内大量石英、硬石膏的发现说明研究区域的碳酸盐岩经历了广泛的酸性溶蚀作用,具有岩浆活动背景的开启性断层发育带成为有利的勘探靶区。     

鄂尔多斯盆地宜川—句邑地区长8储集层碳酸盐胶结物特征

鄂尔多斯盆地廷长组储层质量严重地受碳酸盐胶结物影响.通过对宜川—句邑地区长8储集层薄片、碳酸盐胶结物碳氧同位素及流体包裹体测试分析,表明碳酸盐胶结物主要是铁方解石(含铁方解石),在薄层砂岩中和厚层砂岩顶底与泥岩紧密毗邻的区域含量较高,以中细晶及粗—巨晶颗粒充填孔隙.碳酸盐胶结物δ13CPDB值为-5.56‰～0.22‰...     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中的白云石胶结物及形成机制

白云石是鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中最为重要的自生矿物之一,多数已属于铁白云石的范畴.白云石的分布方式,以及相应的矿物学、岩石学和地球化学特征,尤其是碳、氧同位素特征,表明这些白云石是在较早成岩阶段形成的,印支期不整合面及暴露时间间隔中大气淡水作用对白云石的分布具有明显的控制作用,白云石的物质来源与同期或非同期海相碳酸盐物质的溶解有关.白云石形成机制的研究为对砂岩储集的演化研究提供了重要线索.     

柴北缘冷湖七号地区碳酸盐胶结物特征及其意义

碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的胶结物类型,其形成环境、物质来源、反映的成岩温度对储层研究具有重要意义。通过对柴北缘冷湖七号下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物进行岩石学、矿物学和地球化学分析,研究区下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物包含方解石、含铁方解石、铁方解石和白云石等4种类型。碳同位素（δ¹³C_PDB）和氧同位素（δ¹⁸O_PDB）值分别为8.81‰~3.51‰和8.77‰~17.36‰,平均值分别为5.33‰及13.50‰;利用碳同位素和氧同位素计算出古盐度值和古温度值分别为113.61~102.85和63.03~123.06℃,平均值分别为109.66及94.47℃。反映出研究区下干柴沟组所处成岩阶段为早成岩阶段B期-中成岩阶段A期,形成过程受到有机质脱羧基作用影响,成岩环境偏酸性,成岩流体来自碎屑的析出水和大气淋滤淡水。储层物性除了受成岩环境和温度的影响外,与碳酸盐胶结物含量具有明显的负相关关系,随着碳酸盐胶结物含量的增加,储层的孔隙度和渗透率降低。     

致密砂岩填隙物特征及其对储层的影响

鄂尔多斯盆地中北部二叠系山1 盒8 段为一套富含同沉积火山物质的致密砂岩,与普通的陆源碎屑岩相 比,其填隙物类型多样、成分复杂、成岩演化程度高。填隙物主要包括同沉积火山灰、黏土矿物、碳酸盐胶结和交代 物、硅质胶结物和少量细云母屑、泥屑、碳屑。针对致密砂岩中填隙物与孔隙演化相关性问题,在储层岩石学特征分析 的基础上,利用铸体薄片、扫描电镜及阴极发光等分析测试手段开展了填隙物的成因、特征、成岩演化等方面的研究。 研究表明,孔隙中充填的同沉积火山灰物质是次生溶孔形成的主要母质,而晚成岩期的铁方解石胶结物使残留的孔隙 再次遭到强烈的破坏,含一定量淀高岭石的储层孔隙相对发育。     

含煤盆地表生热液铀成矿理论及证据：以伊犁盆地南缘及鄂尔多斯盆地东北部侏罗系为例

基于伊犁盆地南缘及鄂尔多斯盆地东北部侏罗系砂岩铀矿露头剖面与岩心观察、扫描电镜及显微薄片测试与分析、有机质成熟度测试以及前人研究成果,认为砂岩铀矿中常见的红、褐色“氧化带”砂岩及“过渡带”白色砂岩属于烧变岩,提出表生热液的概念,由此将煤层自燃与砂岩铀矿的形成联系起来,提出中国北方含煤盆地煤层自燃促进铀的富集成矿的设想。即煤层在新生代干旱气候条件下自燃,在相对湿润气候条件下大气降雨影响煤的自燃,形成表生热液,携带从自燃煤层及附近高温烧烤岩层中释放的 U6＋沿渗透性岩层流动,在流动遇阻及温度降低条件下铀元素从（已经降温的）表生热流体中析出,并富集成矿。该成矿模式对中国北方陆相盆地“层间氧化带”、“潜水氧化带”砂岩型铀矿提出新的成因解释。其证据主要体现在：（1）烧变岩与铀矿在空间上的相关性;（2）“氧化-还原带”砂岩微观特征;（3）铀石激光原位同位素年龄测定数据;（4）伊犁盆地煤等有机质成熟度;（5）伊犁盆地及鄂尔多斯盆地方解石胶结物流体包裹体测试数据;（6）鄂尔多斯盆地北部同位素测试数据等。该模式合理解释了砂岩型铀矿主要分布于中国北方的原因,预示着煤层自燃形成的烧变岩及（近地表）表生热液疏导体系是陆相含煤盆地表生热液砂岩型铀矿主要的找矿标志。     

塔东地区寒武系碳酸盐岩成岩作用及储层成因机理

通过岩心观察和薄片鉴定,结合阴极发光实验等方法,研究塔东地区寒武系碳酸盐岩成岩作用及储层形成机理。结果表明:研究区寒武系碳酸盐岩沉积后经历了多种成岩作用的改造,既有对储层孔隙发育具有建设性的(白云化作用、溶蚀作用和破裂作用等),又有破坏性的(压实作用、压溶作用、重结晶作用、硅化作用、黄铁矿化作用等)。储层储集空间主要有晶间孔和晶间溶孔、溶蚀孔洞和未充填裂缝空间;储层类型主要有白云岩溶蚀孔隙型和白云岩溶蚀缝孔洞型两类。白云化作用为储层发育提供了基础条件;后期热液溶蚀作用对于储层发育起关键性作用;晚期由于构造破裂作用对于改善储层的储渗性能具有重要意义。白云岩较为发育的斜坡和台地相区与断裂的叠合区域,热液溶蚀和构造破裂更加发育,是研究区寒武系碳酸盐岩优质储层发育的有利区带。     

旺苍地区灯影组层状硅质岩类孔洞充填特征

为揭示旺苍地区灯影组层状硅质岩类溶蚀孔洞中矿物充填序列及流体作用过程,综合应用岩石学及地球化学分析测试方法进行研究。结果表明,硅质岩类溶蚀孔洞中具白云石、方解石、微晶石英—纤维状玉髓、细—中晶石英及粗—巨晶石英5个世代典型矿物充填并历经6期流体作用影响。在早期硅质岩形成基础上,第I期深盆富镁热液溶蚀—充填叠加改造形成鞍状白云石;第II期含硅热液交代白云石形成亮晶方解石;在第III期沥青形成后,第IV期为封闭体系下高浓度低温硅质热液快速沉淀出微晶石英—纤维状玉髓;第V期为石炭—二叠纪硅质流体作用下沉淀出细晶—中晶石英;第VI期为三叠纪弱饱和二氧化硅水溶液近平衡条件下沿缝洞缓慢结晶沉淀出粗晶—巨晶石英。经深盆富镁热液叠加硅质热液对层状硅质岩类复合改造,部分微孔及裂缝发育的硅质岩类可成为潜在储层。     

早古生代海相碳酸盐的成岩蚀变性及其对海水信息的保存性

有关海相碳酸盐对海水信息保存性的评估研究近年来得到了越来越多的重视，已成为古海洋学研究一个不可缺少的重要前提，其发展对古海洋学及其他相关学科研究水平的提高至关重要，通过对重庆市秀山剖面早古生代海相碳酸盐的阴极发光性和Mn,Sr,Fe,Mg等元素分析，评估了早古生代层中各种碳酸盐结构组分对海水信息的保存信息的保存性及主要控制因素。除细结构的微晶方解石和腕足类壳对海水信息保存较好以外，白云石，尤其是微－粉晶白云石对海水信息的可保存性也得到肯定，在控制碳酸盐矿物成岩蚀变性的因素中，除要注意其原始矿物是否具有较高的抗成岩蚀变能力外，同时要注意岩石原生孔隙度和岩石中陆源碎屑含量对碳酸盐岩蚀变的影响，作者还强调了成岩过程中由长石等铝硅酸溶解提供壳源Sr所造成的碳酸盐矿物成岩蚀变可能表现为较高的Sr含量，这是将Sr含量作为评估方法时需要注意的，在不进行^87Sr/^86Sr测定的前提下，Mn/Sr比值可弥补这方面的不足。