四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物形成机制

碳酸盐胶结物是四川盆地龙马溪组页岩中重要的自身矿物,但对其形成机制目前尚无深入研究。以四川盆地龙马溪组A井和B井为研究对象,综合应用全岩X射线衍射测试、扫描电镜分析了页岩中自身碳酸盐矿物的类型,并利用分成分碳氧同位素对其形成机制进行了研究。结果表明:四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物沉积水介质主要为陆相淡水。A井的方解石δ~(13)C平均值为-1. 14‰,δ~(18)O平均值为-12. 63‰,B井的方解石δ~(13)C平均值为-2. 40‰,δ~(18)O平均值为-12. 84‰,氧同位素表明两口井方解石均主要形成于早成岩B期,碳主要来源于有机质脱羧反应; A井白云石δ~(13)C平均值为-1. 84‰,δ~(18)O平均值为-7. 56‰,其形成主要与早成岩阶段硫酸盐还原作用密切相关; B井白云石的δ~(13)C平均值为-4. 48‰,δ~(18)O平均值为-11. 12‰,主要与中成岩A期有机质脱羧反应密切相关,铁白云石主要形成于晚成岩阶段;黏土矿物转化提供了研究区碳酸盐矿物沉淀所需要的钙离子、镁离子及铁离子。该研究成果对进一步分析四川盆地龙马溪组页岩成岩演化具有重要指导意义。     

江西信丰县铁石口剖面二叠-三叠系界线综合研究

首次对江西信丰县铁石口二叠—三叠系界线剖面的生物地层学、岩石地层学、微量元素、碳及氧稳定同位素、粘土岩和沉积环境以及数学地质的有序最优分割计算进行了综合研究,通过分析,将铁石口剖面二叠—三叠系界线置于第26层底。界线粘土岩(第26层)的矿物组成以伊利石和高岭石为主,仅含少量蒙脱石 伊利石不规则混层矿物,这是首次发现的新类型界线粘土岩。     

四川盆地二叠—三叠系碳酸盐岩和砂岩中的鞍形白云石——岩石学、形成温度与流体

鞍形白云石是沉积岩中的一种重要成岩矿物。显微镜下鞍形白云石具有特殊的弧形晶面和波状消光,广泛分布于热液环境和其他相对高温的成岩环境中,也常被作为半定量的地质温度计和某些特殊流体的指示矿物。本文综合讨论了四川盆地二叠—二叠系碳酸盐岩和砂岩中鞍形白云石的岩石学特征,铁、锰、钙含量和阴极发光特征,形成温度和矿物的氧同位素组成,以及推算的源流体的氧同位素组成和盐度;同时对照研究了鄂尔多斯盆地上古生界砂岩中的鞍形白云石、塔里木盆地寒武—奥陶系的鞍形白云石以及南海珠江口盆地新近系的鞍形白云石,得到如下认识:(1)碳酸盐岩中大多数的鞍形白云石的晶体大小都超过1mm,具有粗晶—极粗晶结构。砂岩中鞍形白云石胶结物的晶体相对较小,主要具中—粗晶结构。碳酸盐岩中的鞍形白云石主要分布在晶洞或裂缝中,砂岩中的鞍形白云石主要是晚期的胶结物。(2)碳酸盐岩中的鞍形白云石普遍具有阴极发光和很低的铁、锰含量,在钙、镁含量上接近理想组成;砂岩中的鞍形白云石胶结物普遍具有较高的铁、锰含量,因铁的猝灭作用而经常没有阴极发光,同时因富钙而偏离白云石的理想组成。(3)存在溶解现象(或去白云化现象)是一些鞍形白云石的重要特征,与热液有关的鞍形白云石的溶解可能与热液作用后温度和(或)盐度的降低及镁离子的消耗有关,较大埋深条件下形成的砂岩中的鞍形白云石胶结物的溶解可能与构造抬升造成的温度降低有关。(4)大多数鞍形白云石都是在较高的温度和盐度的流体中沉淀的,四川盆地二叠—三叠系碳酸盐地层中鞍形白云石包裹体均一化温度为100~270℃,源流体的盐度(NaCl质量分数)为4.7%~9.7%,盐度最大值约为当时海水的5倍;三叠系须家河组砂岩中的鞍形白云石胶结物包裹体均一化温度为120~170℃,流体盐度在2.6%~6.6%,也超过当时海水的盐度值。(5)南海珠江口盆地新近系碳酸盐岩中的一些鞍形白云石晶体较小,以细晶为主,缺乏可进行均一温度分析的两相包裹体,其形成温度可能较低,因而鞍形白云石形成的最低温度可能低于80℃,但这仍然需要资料的进一步积累。     

鄂南三叠系延长组自生成岩矿物成因及期次

为弄清鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组关键成岩矿物形成的时间与过程,通过对自生矿物之间的产状及其与其他矿物互生关系的镜下观察,并利用流体包裹体、碳酸盐碳氧同位素记录的成岩流体信息,深入讨论了盆地南部自生成岩矿物成因及期次。研究认为,泥-微晶方解石、菱铁矿和白云石（旬邑地区）为成岩早期沉淀的矿物,其中,菱铁矿的形成时间早于自生绿泥石包膜;泥-微晶方解石沉淀时间与菱铁矿大致同期;旬邑地区白云石胶结物与北部物源区的泥-微晶方解石和菱铁矿胶结物的形成同期;中-晚期亮晶方解石和铁方解石等的形成时间整体早于白云石和铁白云石。石英次生加大边的两个世代分别对应90.0~100.0 ℃和110.0~120.0 ℃;自生微晶石英生长的时间略早于或同时于自生绿泥石的形成时间。自生绿泥石包膜主要形成于成岩早期,一般呈两个世代生长,第一世代自生绿泥石形成于20.0~50.0 ℃,以颗粒绿泥石环边赋存状态为主;第二世代形成于部分机械压实作用以后,只生长于孔隙接触的颗粒表面或第一世代绿泥石形成的微晶石英晶体表面,形成温度约为50.0~70.0 ℃。研究区延长组自生伊利石的分布较为广泛,其形成具有多源性的特点。     

江西信丰县铁石口剖面二叠－三叠系界线综合研究

首次对江西信丰县铁石口二叠—三叠系界线剖面的生物地层学、岩石地层学、微量元素、碳及氧稳定同位素、粘土岩和沉积环境以及数学地质的有序最优分割计算进行了综合研究，通过分析，将铁石口剖面二叠—三叠系界线置于第２６层底。界线粘土岩（第２６层）的矿物组成以伊利石和高岭石为主，仅含少量蒙脱石－伊利石不规则混层矿物，这是首次发现的新类型界线粘土岩     

鄂尔多斯盆地南缘长7油层组碳酸盐结核的特征及石油地质意义

探讨鄂尔多斯盆地南缘渭北地区上三叠统延长组长7油层组油页岩中的碳酸盐结核与优质烃源岩发育的关系.通过野外观察、薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射和碳、氧同位素等多种分析手段的研究,认为长7油层组灰岩和白云岩结核为成岩早期的产物,方解石和白云石圆球粒的形成时间较早,特征与藻类习性非常相似.δ13C明显重于晚三叠世δ13C的变化范围,表明碳酸盐结核的形成与产烷带微生物代谢活动引起的甲烷生成有关.结核中方解石、白云石圆球粒的形成可能是蓝细菌细胞方解石化或白云石化的结果.长7油层组中富含的碳酸盐结核指示其为优质的烃源岩,具有良好的生烃能力.     

姬塬地区长8油层组碳酸盐胶结物特征与成因

碳酸盐胶结物是姬塬地区长8油层组储层砂岩中的主要自生矿物.薄片分析、碳氧同位素测试、电子探针成分分析表明该区碳酸盐胶结物主要类型为微晶无铁方解石、亮晶或连晶铁方解石与含铁方解石.微晶无铁方解石形成于成岩作用早期,含量高,但分布局限,与局部过饱和的碱性湖水沉淀有关.亮晶与连晶铁方解石或含铁方解石1δ3CPDB值为-4.1‰~-13.1‰,1δ8OPDB值为-19.7‰~-32.3‰,胶结类型多样,分布普遍,为该区主要方解石类型,其形成主要与烃源岩中泥岩矿物有机质演化有关,为中成岩A期—B期阶段产物,形成时代相对较晚.碳酸岩胶结作用对储层具有较为明显的负作用.     

碳酸盐矿物随埋深增加的溶蚀响应机制及其储层意义

以化学热力学为基础,利用数值模拟方法,研究不同埋深情况下碳酸盐矿物方解石(CaCO3)和白云石(CaMg(CO3)2)在含CO2流体及含H2S流体中的溶蚀响应机制。模拟结果表明,在流体系统不发生改变的前提下,随着埋深的增加,相同条件下方解石的溶蚀量始终大于白云石。同时,除温度、压力、酸性气体分压、流体成分之外,封闭在溶蚀体系中的气体总量是影响碳酸盐矿物溶蚀的另一重要因素。当封闭气体总量相对较高时,随着深度的增加,这两种矿物的溶蚀量表现为先增大后减少,此时白云石中溶蚀孔隙比方解石更为发育;当气体总量较低时,两种矿物的溶蚀量曲线单调性减少。     

东海盆地丽水凹陷古近系储层砂岩中碳酸盐胶结物及形成机制

碳酸盐胶结物是东海盆地丽水凹陷古近系储层砂岩中最为重要的自生矿物,主要类型为铁白云石和方解石.铁白云石分布于古新统顶部不整合面附近的相对浅部地层中,其δ13C值在-2.1‰到-2.5‰之间,相对接近海水,δ180值在-3.7‰到-4.1‰之间,沉淀温度较低(37℃到39℃).方解石主要分布于远离不整合面的相对深部地层中,其δ13C值在-2.4‰到17.3‰之间(大多数样品都在-10‰以下),显示了有机碳的影响;δ180值在-4.1‰到-15.3‰之间,多数样品小于-14‰,沉淀温度较高(多数样品大于90℃).研究结果表明:铁白云石是在瓯江运动暴露时间间隔中、岩石有效压实之前由大气淡水(包括与煤层有关的酸性水)溶解海相碳酸盐内源沉积物形成的,较早的铁白云石胶结作用增加了岩石的机械强度和抗压实能力,改变了砂岩压实曲线的斜率,对砂岩储集空间的保存具有显著的积极意义;方解石胶结物是在较晚成岩阶段的相对深埋藏条件下沉淀的,其物质来源与粘土矿物转化、有机酸对长石等铝硅酸盐的溶解有关,在储层演化中具有负面作用.     

江西信丰县铁石口剖面二叠—三叠系界线综合研究

首次对江西信丰县铁石口二叠－三叠系界线剖面的生物地层学、岩石地层学、微量元素、碳及氧稳定同位素、粘土岩和沉积环境以及数学地质的有序最优分割计算进行了综合研究，通过分析，将铁石口剖面二叠－三叠系界线置于第２６层底。界线粘土岩（第２６层）的矿物组成以伊利石和高岭石为主，仅含少量蒙脱石－伊利石不规则混层矿物，这是首次发现的新类型界线粘土岩。     

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.     

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。     

矿渣胶凝材料固结尾砂的微观实验

用X射线衍射、扫描电镜和热重!差示扫描量热方法表征了矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构,研究了矿渣胶凝材料对尾砂固结过程的影响.微观实验结果表明:矿渣胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C—S—H)、钙矾石(AFt)及少量的帕水钙石(Ca2Al4Si4O15(OH)2.4H2O)和沸石类矿物,随着养护时间的延长,矿渣胶凝材料在水化过程中发生晶体结构重组和重排;尾砂中的方英石、云母和碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)是尾砂固结过程中的活性成分,能生成其他晶体矿物和胶凝状矿物,这是导致固结体微观结构不同的主要原因.     

川南上三叠统须家河组层序格架内成岩矿物发育特征及成岩演化规律

通过岩石薄片分析、物性资料及扫描电镜等实验分析方法,结合钻井资料,对川南地区上三叠统须家河组储层自生成岩矿物在层序格架内的分布发育特征进行了详细研究。结果显示:(1)碳酸盐矿物、硅质胶结、环边绿泥石、黄铁矿及海绿石是研究区内须家河组砂岩主要的自生成岩矿物。碳酸盐胶结物可据形成时间分为早期碳酸盐矿物和晚期碳酸盐矿物,岩石中碳酸盐矿物含量与储层孔隙度负相关;自生硅质与储层孔隙关系较为复杂,这与硅质的来源及形成机制有关;环边绿泥石的发育对储层原生粒间孔的保存是有利的,然而对储层整体的孔隙度并没有积极意义。(2)各成岩矿物不同的沉淀机制影响着在层序格架内发育的位置,早期碳酸盐矿物的沉淀与沉积时水体性质有关,易于形成于基准面上升半旋回后期和下降半旋回早期,而成岩晚期的碳酸盐矿物的沉淀与岩石内部所含泥质和临近的泥页岩层中的黏土矿物转化有关,同时自生白云石在具海相沉积背景的须二段更加发育;硅质胶结在层序格架内的分布与泥质含量的高低有关,易于分布在基准面上升半旋回的晚期和下降半旋回;环边绿泥石、黄铁矿及海绿石受海(湖)侵作用明显,主要分布于基准面上升半旋回,不过海绿石多见于须二段的上升半旋回。(3)层序格架内砂体的成岩演化差异显著,根据各自生矿物的分布发育特征,川南须家河组储层上升半旋回更易于相对优质储层的发育。     

淮南煤中矿物特征与成因分析

煤中无机成分主要以矿物的形式存在,矿物质作为煤中的组成部分,在煤地质、开发、洗选、燃烧、气液化等方面有十分重要的意义。运用偏光显微镜、X射线衍射(XRD和能谱扫描电镜(SEM-EDAX)等方法对淮南煤田煤中矿物做了分析。研究表明淮南煤中矿物含量占煤中显微组分的10%左右。常见矿物为硅酸盐矿物,其次为碳酸盐矿物、氧化物矿物及少量硫化物矿物等。硅酸盐矿物中主要为高岭石、伊利石、伊蒙混层等粘土矿物,少见有绿泥石和锆石,偶见钠长石和白榴石;碳酸盐矿物中除了常见的方解石和菱铁矿外,在潘一井田1 048 m的深部,发现了碳酸锶;氧化物矿物主要为石英和金红石,硫化物矿物主要有黄铁矿,磷酸盐矿物大类除磷灰石外,还鉴定出了煤中未曾发现过的磷铝钡石。结合沉积环境分析,硅酸盐矿物、磷酸盐矿物多为陆源碎屑成因,盐类矿物、氧化物矿物和碳酸盐矿物多为自生矿物,伴有铁白云石,石英与方解石的交代现象。     

方解石和白云石胶结物识别方法厘定——以鄂尔多斯盆地延长组砂岩为例

目前流行的岩石薄片染色方法识别砂岩中方解石和白云石胶结物经常出现混乱,究其根源主要是由于方解石或白云石胶结物中MnO质量分数偏高导致的。鄂尔多斯盆地延长组砂岩中方解石胶结物的有效识别结果表明,岩石薄片染色方法将MnO质量分数偏高的浸染状铁Ⅰ方解石错误地识别为含铁白云石或铁白云石,将MnO质量分数偏高的斑块状无铁方解石错误地识别为铁Ⅲ方解石或含铁白云石。鉴于此,把方解石和白云石胶结物的识别方法厘定为"岩心观察大致推断碳酸盐胶结物的类型及岩石体积分数→岩石薄片染色观察碳酸盐胶结物的颜色变化及赋存状态→电子探针原位测试定量识别不同赋存状态碳酸盐胶结物",从而有效地识别方解石和白云石胶结物,为砂岩储层研究提供更加可信的地质依据。     

鄂尔多斯盆地延安地区盒8段储层成岩孔隙演化定量研究

利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、物性分析、X-衍射等测试手段结合理论公式,研究了鄂尔多斯盆地延安地区盒8段砂岩储层的成岩作用与孔隙定量演化特征。结果表明:延安地区盒8段低渗透砂岩储层处于中成岩B期,成岩演化经历了"早期机械压实—黏土矿物环边—火山物质蚀变—早期方解石胶结—压溶—硅质胶结—早期溶蚀开始—大量有机酸进入—溶蚀作用强烈进行—自生高岭石、石英大量沉淀—铁方解石、铁白云石胶结—微裂隙化"。储层原始孔隙度33.3%~42.0%,压实率高达53.5%,使储层损失了20%的孔隙度;硅质胶结作用以及后期的碳酸盐胶结作用发育,胶结率高达44.4%,使储层损失了17%的孔隙度。强烈的压实作用和胶结作用是导致储层物性变差的最主要原因。溶蚀作用使得储层孔隙度增加了2.2%,有机质成熟进入生烃高峰期发生的溶蚀作用对储层物性具有一定改善作用,成为相对优质储层形成的主控因素之一。     

碳酸盐矿物随埋深增加的溶蚀响应机制及其储层意义

以化学热力学为基础, 利用数值模拟方法, 研究不同埋深情况下碳酸盐矿物方解石(CaCO₃)和白云 石(CaMg(CO₃)₂)在含CO₂流体及含H₂S流体中的溶蚀响应机制。模拟结果表明, 在流体系统不发生改变的前提下, 随着埋深的增加, 相同条件下方解石的溶蚀量始终大于白云石。同时, 除温度、压力、酸性气体分压、流体成分之外, 封闭在溶蚀体系中的气体总量是影响碳酸盐矿物溶蚀的另一重要因素。当封闭气体总量相对较高时, 随着深度的增加, 这两种矿物的溶蚀量表现为先增大后减少, 此时白云石中溶蚀孔隙比方解石更为发育; 当气体总量较低时, 两种矿物的溶蚀量曲线单调性减少。     

秦岭杂岩残存高压不纯大理岩的确定及其意义

陕西商南试马寨秦岭杂岩中不纯大理岩的岩相学和矿物化学研究表明,该岩石的变质矿物组合可明显分为两期Ⅰ.方解石+白云石+多硅白云母+石英+镁电气石+金红石+金云母;Ⅱ.方解石+低铁白云石+多硅白云母+石英+高岭石,另有少量斜长石.通过特征矿物组合和矿物成分对比,并利用方解石-白云石地质温压计及多硅白云母压力计,获得该岩石早期变质温压条件为700℃±和》1.0GPa,属高压变质岩石.它的确定,为进一步阐明秦岭造山带核部新元古代高压变质岩带的存在及其演化提供了新的资料.     

含镁碳酸盐矿物溶解度模拟计算及对浮选过程的影响

含镁碳酸盐矿物在水中的溶解对浮选过程会产生影响.利用PHREEQC软件对菱镁矿和白云石在纯水中的溶解度进行了模拟计算.结果表明:温度对菱镁矿和白云石溶解度的影响规律不同;当溶液pH值为11时,菱镁矿和白云石的溶解度最低,分别为12.48,10.05 mg/L;除了定位离子,大部分金属阳离子和无机阴离子会增加含镁碳酸盐的溶解度;当菱镁矿、白云石在同一溶液中溶解平衡时,溶解度分别为14.03,3.16 mg/L.十二胺浮选体系中,降低矿物的溶解度有利于该浮选过程.