成岩作用在层序边界识别中的作用
内容摘要
层序地层学研究是通过对露头、测井和地震反射剖面研究进行的,是属宏观研究.但大量实践证明,在不少层序界面,宏观上是难于辨别的.这就有碍于正确划分层序,开展层序地层学的研究工作.任何一个层序都经历过成岩作用的改造,因此成岩地层学与层序地层学有密切的关系,特别是与表生成岩作用有非常密切的关系,在许多不整合面上形成区域性的成岩标志,如溶蚀作用、硅化作用、白云岩化作用、土壤化作用、交代作用等标志.因此,可以通过成岩作用的微观研究来识别那些隐伏的层序界面. 成岩作用研究在白云岩地层中对层序边界及其类型的识别、体系域的划分具有重要的意义。
关键词：成岩作用层序地层学层序层序界面
第一章前言
长期以来，人们在进行层序地层学研究过程中，往往只注重测井、地震及野外露头资料的宏观分析，而忽略了沉积记录中各种微观现象固有的意义.近年来通过研究发现，在沉积岩粒间胶结物、次生加大边、次生矿物和孔洞充填矿物中，准确记载着当时地球动力学和物理化学条件及各种自然变迁的信息.自90年代以来，一些具有远见卓识的沉积学家已意识到成岩微观资料在层序地层学研究中的重要性，并很快把成岩作用与层序研究有机结合起来，从此，成岩层序地层学(diageneitesequeneestratigraphy)应运而生。Ginsburg在研究大巴哈马台地时明确阐述了海平面变化对碳酸盐岩早期成岩作用的影响.Tucker(1992)则系统地总结了层序地层与成岩作用的关系并明确指出，碳酸盐沉积物的成岩作用可在相对海平面变化及沉积体系域这一框架内加以论述，并认为在不同的海平面旋回时期及不同的气候条件下，会出现不同的成岩作用类型。因此，成岩作用信息会有助于对不整合面的认识，从而有利于重建海平面变化.据此，AkihiroKano(1992)提出了成岩层序地层学的概念，Goldstein等(1992)提出了碳酸盐胶结层序地层学概念，他们认为浅水碳酸盐岩层序的成岩特征如胶结物及溶孔等，可帮助认识不整合面。其原因是:在部分暴露于水面的大陆架碳酸盐岩横剖面上，随埋深增加成岩作用序列分别是渗流作用、淋滤潜流作用、潜流作用及深埋成岩作用;当大陆架完全被上升的海平面侵没时陆架在海底环境中接受碳酸盐沉积物，因此其岩石由两个部分构成:上部为海水成岩相，下部为淡水成岩相，不整合面位于上部成岩相和下部成岩相之间。他将这一思想应用于瑞士Gotland地区泥盆系浅水碳酸盐岩层序中，至少找到了9种不整合面。这对碳酸盐岩层序中难以识别的不整合面的重新认识，具有理论指导作用.这不仅为成岩矿物研究方法在层序地层学中的运用铺平了道路，而且作为理想的桥梁，把成岩作用和孔隙演化与海平面变化科学地联系起来。成岩层序地层学研究内容主要包括:①沉积相、层序和区域成岩作用的关系，②成岩作用与层序边界的关系;③不同成因层序，其成岩物理、化学特征及其变化;④胶结成岩事件的区域对比和连续性研究;⑥层序边界代表胶结物晶体生长间断研究;⑥成岩层序作为胶结物结晶生长过程中一系列沉积、加大事件的总和研究，⑦孔隙和孔隙流体阶段性演化与海平面周期性变化的关系。
第二章成岩地层学与层序地层学
层序地层学研究是通过对露头、测井和地震反射剖面研究进行的,是属宏观研究.但大量实践证明,在不少层序界面,宏观上是难于辨别的.这就有碍于正确划分层序,开展层序地层学的研究工作.任何一个层序都经历过成岩作用的改造,因此成岩地层学与层序地层学有密切的关系,特别是与表生成岩作用有非常密切的关系,在许多不整合面上形成区域性的成岩标志,如溶蚀作用、硅化作用、白云岩化作用、土壤化作用、交代作用等标志.因此,可以通过成岩作用的微观研究来识别那些隐伏的层序界面.
任何地层都经历过成岩作用的改造.这种改造,不同的地层,特别是在不同的成岩环境产生不同的结果.现代地层学包括众多的分支学科,如岩性地层学、生物地层学、年代地层学、事件地层学、磁性地层学、地震地层学、同位素地层学等等.他们都是从不同的地层的特性研究地层的特点,划分地层,认识地层.成岩地层学则是从地层经历过的历史,根据成岩类型、成岩作用、成岩环境、成岩演化,即发生的成岩事件来认识地层的微观特点和变化.Vail指出:“层序地层学分析提供了划分名叫层序和体系域的成因地层单位的不连续面的地层格架,这些层序和体系域与特定的沉积体系、岩相和油气产出有联系”.它主要的任务是根据一定地层事件来划分层序,研究层序中的沉积体系域,以及随时间变化的海平面变化和沉降作用.每个层序都具有独立的成岩作用和成岩过程.因此,层序地层学与成岩地层学具有密切的关系.所以,开展层序地层学的研究,除了要运用露头、钻井、地震反射之外,还应该开展成岩地层学的研究,从微观世界来研究层序地层学.Braithwaite[2]提出胶结物层序地层学(cementsequence stratigraphy).他强调胶结作用在层序中的重要意义,根据胶结作用的增生和特点,划分出胶结物带的区域分布.胶结物层序可以与上超、下超和其他的相关层序对比.胶结作用又是成岩作用的一种,成岩作用还包括:溶解作用、交代作用、重结晶作用、压实作用(机械压实、化学压实)、白云岩化作用、硅化作用、充填作用、破裂作用、再生核作用、增生作用、生物作用等等.这些成岩作用的发生、发展、改造和消失是与沉积环境和成岩环境有着密切的关系,也是与层序的埋藏历史有密切的关联.正是这样,我们可以运用成岩作用的研究,即成岩地层学认识地层和解剖地层.现在人们广泛运用露头、钻井和地震反射等资料研究层序地层学.但是这些资料常常是有限的,对层序地层学的许多问题,只能提供部分的证据和资料;而且这些部分资料都是宏观的.实践证明,有些层序的界面宏观资料是无法鉴别的,如有的平行不整合侵蚀面、露头剖面就无法识别,常判定为整合连续沉积,实则是重要的层序界面.地震反射和钻井资料就更加难辨.这种情况运用成岩地层学开展微观研究,
就完全能得到解决.所以,开展层序地层学研究的同时,非常有必要进行成岩地层学的工作.
2.1 成岩作用的过程
从沉积物堆积开始,直至变质作用开始之前,使沉积物转化成岩石,并伴随地质历史而发生的改造所产生的物理、化学作用,称为成岩作用.它的过程,不同的学者有不同的划分和命名.结合油气的形成,可划分为沉积阶段、浅埋藏阶段、深埋藏阶段、超深埋藏阶段、表生成岩阶段等(图1).(1)沉积阶段:沉积物颗粒疏松自由地堆积于海底、湖底、河床,粒间的水与沉积环境有密切关系.具有生物作用,特别是细菌作用活跃.(2)浅埋藏阶段:由于上覆岩层负荷作用,开始发生明显的机械压实作用,排出粒间水,粒间水与颗粒发生矿化反映.(3)深埋藏阶段:由于埋藏深度加大,粒间的束缚水被排出,发生化学压实作用、矿化交代作用、破裂作用、有机物质发生演化.(4)超深埋藏阶段:由于埋藏深度不断增大,颗粒质点的结晶水被排出,继续发生化学压实作用和矿物交代作用.(5)表生成岩阶段:由于海水的退出或构造作用使沉积基准面出露,发生天然水的淋滤和溶蚀,而形成表生成岩作用。
任何层序或准层序都经历过沉积、浅埋藏、深埋藏(或超深埋藏)和表生成岩阶段,经历过完整的成岩旋回。
图1 成岩阶段的划分和基本特征
Fig.1 Principal characteristics and stages of diagenesis
2.2成岩环境
成岩环境与成岩过程有着密切的关系.当地层经过沉积、浅埋、深埋等阶段,它与沉积环境有关.例如海相沉积(图2),滨岸或潮坪沉积环境成岩作用是在淡水和海水混合的介质中发生;潮下带沉积环境成岩作用是在海水介质中进行;枢纽带沉积体系的成岩作用则在海水和淡水混合介质中发生;而深水斜坡和盆地的
沉积体系则在海水中进行.
图2 海相沉积成岩环境介质的特点
Fig.2 Characteristics of medium of diagenesis environment in marine deposition
由于成岩环境的介质不同,成岩作用的结果必然有别,特别是颗粒岩中的胶结作用显示尤为明显(图3).胶结作用发生在不同的介质中,形成区域性的分带.
图3 美国东部维尔吉尼亚州中奥陶统碳酸盐岩胶结物
分带的区域分布
Fig.3 Regional distribution of cement zoning of Middle Or-
dovician carbonate in Virginia
1.环潮汐相胶结物带;
2.潮下相胶结物带;
3.未能分带的模糊胶
结物
根据胶结物的分带,形成胶结物的层序,Braith-waite[2]曾经作了一张精彩的胶结物层序地层学的年代地层学的剖面(图4).这张图清楚地反映了胶结物层序地层的特点:上超、下超、截切.
图4 美国维尔吉尼亚州胶结物层序地层学的年代地层格架特点Fig.4 Chronostratigraphy framework of cement sequence stratigraphy in Virginia
2.3白云岩化作用与层序地层学
白云岩化作用是碳酸盐岩中普遍而重要的成岩作用之一.关于白云岩化作用形成的机制有多种,其中与层序和沉积体系域的关系,还缺乏有总结性的成果.但是与表生成岩作用有关的白云岩化作用和准同生有关的白云岩化作用等,常与沉积间断不整合有密切关系,与向上变浅的沉积旋回有关.例如鄂尔多斯盆地东部奥陶纪马家沟期四级旋回(图5),由两部分组成,上部为准同生白云岩,下部为石灰岩组成.这是典型向上变浅的沉积旋回,是层序中高水位体系域的特有组成部分.鄂尔多斯盆地西部定边—环县一带,马家沟组白云岩则是与表生成岩作用有密切的关系(图6),反映马家沟组顶部存在一重要的沉积间断不整合.这就是层序的界面.
图5 鄂尔多斯盆地东部奥陶纪马家沟期四级旋回特征
Fig.5 Characteristics of the fourth-order cycle of Maji-
agou age, Ordovician in eastern Ordos basin
图6 鄂尔多斯盆地西部奥陶系马家沟组白云岩相的成因
Fig.6 Origin of dolostone facies of Majiagou Formation,
Ordovician in western Ordos basin
2.4层序界面的成岩标志
层序地层学中层序的划分,首先要依靠层序的界面.因此,层序界面的研究是层序地层学中极为重要的研究内容.层序界面的研究,现在多用露头、地震反射等方法.但是不少沉积间断不整合并不能运用上述两种手段识别出来,常常在露头宏观研究或地震反射中认为是整合;然而通过微观研究,特别是成岩作用的研究,可以判别出沉积间断不整合的存在.如塔里木盆地寒武系与奥陶系之间是否有沉积间断不整合?根据柯坪地区露头的观察,认为寒武—奥陶系之间是连续沉积的.但是通过微观研究,则证明存在沉积间断不整合,而且运用微观手段查明了塔里木盆地北部覆盖区巨厚寒武系下丘里塔格群内部也存在一个重要的沉积间断不整合,并可与柯坪露头地区对比(图7).这两个间断不整合都是划分层序的重要界面.这种表生成岩作用形成的硅质层在世界各地沉积间断表面均可见到.鄂尔多斯地区山西河津奥陶系亮甲山组与马家沟组之间的沉积间断面,在微观研究中,也能清楚地看到强烈的硅化作用.形成的硅质层,紧接上覆是含砾砂岩.
图7 塔里木盆地北部柯坪、沙雅隆起寒武系下丘里塔格
群沉积间断,根据微观可追踪对比
Fig.7 Deposition erosional surface of lower Qiulitage Group
of Cambrian in Kepin and Shaya rises of northern
part, Tarim basin, that is on the basis of micro cor-relation
溶解作用是表生成岩作用的另一个重要作用.在沉积间断不整合面,发生强
烈的成岩改造.由于海平面的下降或构造的抬升作用,使地层暴露于大气,受天然水的淋滤、溶蚀,形成风化壳,发育大规模的溶孔、溶洞、洞穴、缝,产生各种溶岩,如:溶蚀岩、岩溶残积岩、岩溶塌积岩、岩溶填积岩、岩溶淀积岩、破碎岩、岩溶交代岩等.这些特征也是重要不整合面的成岩标志.
第三章成岩对层序的指示关系
控制层序演化的海(湖)平面变化、构造沉降、沉积物补给和气候变化等各种动力学因素在层序形成的不同时期的整体综合表现都具有差异性,每个层序都具有相对独立的成岩作用和成岩过程,导致在层序不同位置的元素类型与含量也具有明显的差异特征。在这些元素和矿物中与层序关系相对具有密切表现的是有机碳、胶结物和粘土矿物等,因此可以利用有机碳、胶结物和粘土矿物来分析层序界面。
3. 1 有机碳对层序的指示关系
沉积物中的有机碳的含量与沉积环境条件的关系极为复杂,在一定程度上沉积物中有机碳的含量是原始有机质丰度、沉积物的沉积速率、介质的物理化学条件以及成岩中有机质的转化程度等因素的综合反映。有机碳的分布主要与沉积物供给和海(湖)平面的升降和水体的深度有关。当海(湖)平面相对较高时,向盆地方向的沉积速率就相对较低,如果沉积物表面为水体较深的还原环境,将有利于有机碳的保存,有机碳含量一般就会很高,因此可根据沉积物中有机碳的含量判断氧化还原环境。同时,有机碳的含量和沉积物的供给也有较为明显的关系。例如对于三角洲来说,前三角洲部位由于陆源碎屑的注入较丰富,又处于还原环境,因此有机碳的含量一般较高。由此可以确定在层序格架内,洪泛面附近的较深水区及基准面下降早期,一般有机碳的含量较高。
3. 2 碳酸盐胶结物对层序的指示关系
Braithwaite(1993)提出了“胶结物层序地层学”,强调胶结物在层序识别中的重要意义,指出可根据胶结作用的增生和特点划分出胶结物发育带的区域分布,胶结物层序可与上超、下超和其他的相关层序对比。同时,胶结作用、大气水淋滤和白云岩化等成岩信息对于识别层序界面、确定沉积体系域具有重要意义。3. 3 粘土矿物对层序的指示关系
在成岩演化过程中,高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等主要粘土矿物的形成和转化主要受温度的影响,但在温度相差不大的条件下,粘土矿物的演化与其所处的水介质条件密切相关。蒙脱石和高岭石形成和保存的环境主要为中、酸性环境,而在偏碱性环境中多向伊利石转化;同时碱性环境也有利于伊利石的保存。在层序格架内,不同的沉积位置其原始水介质条件也往往是不同的。在层序界面附近,一般水动力较强,水体相对较浅, PH值表现为酸性—弱酸性,因而在层序界面附近对富集蒙脱石和高岭石比较有利;而在海(湖)泛面附近,由于水体较深,封闭性较强,一般为偏碱性环境,这为蒙脱石和高岭石向伊利石的转化和伊利石的
沉积、保存创造了环境条件和物质基础。层序格架内不同类型沉积相的演化对粘土矿物也有较大的影响,大多数情况下,河流相砂岩高岭石含量高于三角洲相砂岩,三角洲相砂岩又高于滨浅湖相砂岩,这是由于河流相的酸性环境利于高岭石的形成和保存。而湖相砂岩绿泥石含量高于三角洲相砂岩,三角洲相砂岩高于河流相砂岩,原因是湖相的偏碱性环境利于绿泥石的形成和保存。
第四章碳酸盐岩成岩作用类型与层序边界的关
系
由于海平面相对升降的规模和速率不同,导致层序边界类型不同,因此在层序界面上表现出的成岩作用类型、成岩作用强度和规模也不同。
Ⅰ型层序边界形成的时间长、海平面下降的规模大(50-150m),外台地上部及向陆方向遭受广泛、长期的暴露,因此成岩作用复杂,影响深度范围大。与Ⅰ型层序边界伴生的成岩作用类型主要有:
(1)混合水白云化作用主要在海平面下降期间形成。该作用受混合水带迁移方向的影响,白云化作用程度在各地表现不同。寒武纪上统,如层序11、12、13均为Ⅰ型层序,海平面下降幅度达100多米,混合水白云化的主要成因是混合水云化作用。
(2)表生非选择性溶蚀作用形成各种形状的溶孔、溶洞。寒武系上统上部地层由于长期的风化剥蚀,形成大量的溶孔、溶洞和裂缝,无论在井下(如榆9井)还是露头(如韩城剖面),均不同程度地保存了溶孔、溶洞和裂缝,成为油气的良好储集空间。
(3)大气淡水胶结作用表现形式为在颗粒周缘形成粗大的等轴粒状方解石胶结物或共轴环边胶结,或生屑(如海百合茎)的共轴增生。
(4)灰化作用和硅化作用灰化作用表现为方解石交代白云石,具菱面体晶形或形成巨大的方解石斑晶,交代完全者成为灰(化)岩。在南部的陇县、歧山剖面中,常见白云石被方解石交代形成粗大的方解石斑晶。硅化作用表现为白云石晶体被隐晶质或自形石英交代或充填溶孔。这是由于Ⅰ型层序边界长期暴露在表生环境下,早期形成的白云石中的Mg2+被Ca2+交代所致。
(5)充填作用表现为淡水方解石、淡水白云石和石英充填溶孔、溶缝和裂缝。
Ⅱ型层序边界由于海平面短暂下降,下降幅度较小(20-50m),内台地或内缓坡及其向陆方向暴露在大气环境中,层序边界形成时间短、规模小。因此成岩作用的强度小、影响深度小。与Ⅱ型层序边界伴生的成岩作用类型主要有: (1)选择性溶解作用表现为文石质或高镁方解石的生物屑或鲕粒受到富含CO
2的不饱和大气淡水的溶解作用,形成粒内溶孔和铸模孔。
(2)大气淡水胶结作用表现为鲕粒的垂悬状胶结和方解石的粒状胶结。
(3)选择混合水云化作用表现为白云石选择性交代颗粒,白云石晶体表面干净,自形,成岩强度较Ⅰ型层序边界处的弱。
Ⅲ型层序边界由于海平面下降幅度小(小于20m),潮缘区及内台地浅滩遭受暴露。层序界面处的成岩作用主要类型基本与Ⅱ型层序边界处伴生的成岩作用类
型相似,但由于海平面下降的时间短,产生的成岩作用痕迹易被改造而难以确切恢复。
第五章总结
①由上所述,可以清楚地看出各种成岩作用与层序地层学有密切的关系.层序的形成和演化都是在成岩过程中进行的,每个层序中的沉积体系域也都必然具有不同的成岩环境和成岩作用.高水位沉积体系域,是在海平面上升而下降过程中形成的.它的胶结作用,由下而上,由海水—海水和淡水混合—淡水的成岩环境发生,白云岩化作用明显.低水位沉积体系域,是由海平面下降而形成的,它的胶结作用是大规模基质充填,压实作用是以化学压实为主,表生成岩作用非常突出.海侵沉积体系域,是在海平面上升初期形成的,再生核作用明显.陆架边缘沉积体系域,是在海平面下降,海退过程中形成的,发育大量的重力流沉积,颗粒岩为基质充填,具深部破裂作用.
Ⅰ型界面,由于强烈的溶解作用,形成大区域的古风化壳.Ⅱ型界面,表生成岩作用弱于Ⅰ型界面,没有形成切谷,但是具有明显的溶蚀作用,形成钙结壳、豆石等,甚至发生古土壤化.
②碳酸盐岩成岩作用与层序地层学的关系研究表明,碳酸盐岩成岩作用对正确识别层序边界及其类型、确定沉积体系域具有重要意义。
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岩浆岩沉积岩变质岩的主要特征与类型,简述三大岩石的相互转化过程。
题目：试述岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要特征与类型,简述三大岩石的相互转化过程。 一、岩浆岩：或称火成岩,是由岩浆凝结形成的岩石． １、岩浆岩的主要特征:岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征错误!、气孔状构造:在温度、压力骤然降低的条件下形成的,造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出,形成气孔状构造。当气孔十分发育时,岩石会变得很轻，甚至可以漂在水面，形成浮岩. 错误!、杏仁状构造:上述气孔形成的空洞被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。 错误!、流纹构造、绳状构造:岩浆喷出到地表,熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹,有时好像几股绳子拧在一起。 错误!、枕状构造:岩浆在水下喷发，熔岩在水的作用下会形成很多椭球体．上述这些特殊的构造只存在于岩浆岩中。还有块状构造和斑状构造.除了构造以外还有因为矿物的结晶程度、集合体形状与组合方式的不同可以有不同的结构,如玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构。 2、岩浆岩的主要类型：岩浆岩依据矿物组成的差别,可以分为以下四类 错误!超基性岩类:二氧化硅含量小于４5%,多铁、镁而少钾、钠，基本上由暗色矿物组成,主要是橄榄石、辉石,二者含量可以超过70%.其次为角闪石和黑云母；不含石英,长石也很少。这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。 错误!基性岩类:化学成分的特征是SiＯ2为45-5３%，Al2Ｏ３可达15％,CaO 可达10%；而铁镁含量约各占6%左右。岩石颜色比超基性岩浅，比重也稍小,一般在３左右。侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。。在矿物成分上，铁镁矿物约占40％,而且以辉石为主，其次是橄榄石、角闪石和黑云母。基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。这类岩石的侵入岩是辉长岩,分布较少;而喷出岩-玄武岩,却有大面积分布。 错误!中性岩类：化学成分特征是SiＯ２为53－６5%，铁、镁、钙比基性岩
成岩作用在层序边界识别中的作用
内容摘要 层序地层学研究是通过对露头、测井和地震反射剖面研究进行的,是属宏观研究.但大量实践证明,在不少层序界面,宏观上是难于辨别的.这就有碍于正确划分层序,开展层序地层学的研究工作.任何一个层序都经历过成岩作用的改造,因此成岩地层学与层序地层学有密切的关系,特别是与表生成岩作用有非常密切的关系,在许多不整合面上形成区域性的成岩标志,如溶蚀作用、硅化作用、白云岩化作用、土壤化作用、交代作用等标志.因此,可以通过成岩作用的微观研究来识别那些隐伏的层序界面. 成岩作用研究在白云岩地层中对层序边界及其类型的识别、体系域的划分具有重要的意义。 关键词：成岩作用层序地层学层序层序界面
第一章前言 长期以来，人们在进行层序地层学研究过程中，往往只注重测井、地震及野外露头资料的宏观分析，而忽略了沉积记录中各种微观现象固有的意义.近年来通过研究发现，在沉积岩粒间胶结物、次生加大边、次生矿物和孔洞充填矿物中，准确记载着当时地球动力学和物理化学条件及各种自然变迁的信息.自90年代以来，一些具有远见卓识的沉积学家已意识到成岩微观资料在层序地层学研究中的重要性，并很快把成岩作用与层序研究有机结合起来，从此，成岩层序地层学(diageneitesequeneestratigraphy)应运而生。Ginsburg在研究大巴哈马台地时明确阐述了海平面变化对碳酸盐岩早期成岩作用的影响.Tucker(1992)则系统地总结了层序地层与成岩作用的关系并明确指出，碳酸盐沉积物的成岩作用可在相对海平面变化及沉积体系域这一框架内加以论述，并认为在不同的海平面旋回时期及不同的气候条件下，会出现不同的成岩作用类型。因此，成岩作用信息会有助于对不整合面的认识，从而有利于重建海平面变化.据此，AkihiroKano(1992)提出了成岩层序地层学的概念，Goldstein等(1992)提出了碳酸盐胶结层序地层学概念，他们认为浅水碳酸盐岩层序的成岩特征如胶结物及溶孔等，可帮助认识不整合面。其原因是:在部分暴露于水面的大陆架碳酸盐岩横剖面上，随埋深增加成岩作用序列分别是渗流作用、淋滤潜流作用、潜流作用及深埋成岩作用;当大陆架完全被上升的海平面侵没时陆架在海底环境中接受碳酸盐沉积物，因此其岩石由两个部分构成:上部为海水成岩相，下部为淡水成岩相，不整合面位于上部成岩相和下部成岩相之间。他将这一思想应用于瑞士Gotland地区泥盆系浅水碳酸盐岩层序中，至少找到了9种不整合面。这对碳酸盐岩层序中难以识别的不整合面的重新认识，具有理论指导作用.这不仅为成岩矿物研究方法在层序地层学中的运用铺平了道路，而且作为理想的桥梁，把成岩作用和孔隙演化与海平面变化科学地联系起来。成岩层序地层学研究内容主要包括:①沉积相、层序和区域成岩作用的关系，②成岩作用与层序边界的关系;③不同成因层序，其成岩物理、化学特征及其变化;④胶结成岩事件的区域对比和连续性研究;⑥层序边界代表胶结物晶体生长间断研究;⑥成岩层序作为胶结物结晶生长过程中一系列沉积、加大事件的总和研究，⑦孔隙和孔隙流体阶段性演化与海平面周期性变化的关系。
岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要特征与类型,简述三大岩石的相互转化过程。
题目：试述岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要特征与类型，简述三大岩石的相互转化过程。 一、岩浆岩：或称火成岩，是由岩浆凝结形成的岩石。 1、岩浆岩的主要特征:岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征 ○1、气孔状构造：在温度、压力骤然降低的条件下形成的，造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出，形成气孔状构造。当气孔十分发育时，岩石会变得很轻，甚至可以漂在水面，形成浮岩。 ○2、杏仁状构造：上述气孔形成的空洞被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。 ○3、流纹构造、绳状构造：岩浆喷出到地表，熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹，有时好像几股绳子拧在一起。 ○4、枕状构造：岩浆在水下喷发，熔岩在水的作用下会形成很多椭球体。 上述这些特殊的构造只存在于岩浆岩中。还有块状构造和斑状构造。除了构造以外还有因为矿物的结晶程度、集合体形状与组合方式的不同可以有不同的结构，如玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构。 2、岩浆岩的主要类型:岩浆岩依据矿物组成的差别，可以分为以下四类 ○1超基性岩类：二氧化硅含量小于45%，多铁、镁而少钾、钠，基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄石、辉石，二者含量可以超过70%。其次为角闪石和黑云母;不含石英，长石也很少。这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。 ○2基性岩类：化学成分的特征是SiO2为45-53%，Al2O3可达15%，CaO可达10%;而铁镁含量约各占6%左右。岩石颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。。在矿物成分上，铁镁矿物约占40%，而且以辉石为主，其次是橄榄石、角闪石和黑云母。基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。这类岩石的
成岩作用对储层物性的利弊影响分析
Advances in Geosciences地球科学前沿, 2019, 9(4), 289-300 Published Online April 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/224240465.html,/journal/ag https://https://www.360docs.net/doc/224240465.html,/10.12677/ag.2019.94032 Advantages and Disadvantages Effects of Diagenesis on Reservoir Physical Properties Song Hu1, Xiaoxiao Lu2,Danfeng Zhang3, Jing Cheng4 1Petroleum Exploration and Production Research Institute, SNOPEC, Beijing 2Daqing Branch of China Petroleum Logging Co. LTD., Songyuan Jilin 3Greatwall Drilling Company, CNPC, Beijing 4International Logging Company of Greatwall Drilling Company, CNPC, Beijing Received: Apr. 7th, 2019; accepted: Apr. 22nd, 2019; published: Apr. 29th, 2019 Abstract Compared with the traditional theory, the diagenesis types cannot be divided into two categories completely. In fact, both the diagenesis itself and its combination have two sides. In this paper, the diagenesis of the W oil field is taken as an example, and the main diagenesis types are summarized by the methods of observing cores, identifing common and casting thin sections, and detecting scanning electron microscope. And the dialectic influence of diagenesis on the physical properties of reservoirs is discussed in the light of the theory of dialectics. The results show that the main di-agenetic types, such as compaction, cementation, dissolution, recrystallization, their own or their combination, have a common duality, complexity and interrelated influence on the physical prop-erties. They are characterized by interdependence and mutual transformation of reservoir im-provement and destruction. In line with the advantages and disadvantages to find the principle of high-quality reservoirs, it is conducive to the ultimate improvement of reservoir physical proper-ties if the compaction, cementation and metasomatism are relatively developed in the early stage of diagenesis as well as the dissolution is more developed in the later stage of diagenesis. Keywords Diagenetic Type, Diagenetic Evolution, Physical Property, Materialist Dialectics, Two Sides 成岩作用对储层物性的利弊影响分析 胡松1，路肖肖2，张丹锋3，成婧4 1中国石化石油勘探开发研究院，北京 2中国石油测井有限公司大庆分公司，吉林松原 3中国石油集团长城钻探公司，北京 4中国石油长城钻探工程公司国际测井公司，北京
沉积岩的形成过程和机制
沉积岩的形成过程和机制 沉积岩的形成过程一般可以分为先成岩石的破坏（风化作用和剥蚀作用）、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等几个互相衔接的阶段。但这些作用有时是错综复杂和互为因果的，如岩石风化提供剥蚀的条件，而岩石被剥蚀后又提供继续风化的条件；风化、剥蚀产物提供搬运的条件，而岩石碎屑在搬运中又可作为进行剥蚀作用的“武器”；物质经搬运而后沉积，而沉积物又可受到剥蚀破坏重新搬运，等等。 1、风化作用： 地壳表层岩石（母岩）在大气、水、生物、冰川等地质营力的作用下，使得岩石松散、破碎、分解的地质作用。其产物为各种岩石碎屑、矿物碎屑、生物碎屑和溶解物质。 1）物理风化：主要发生机械破碎，而化学成分不改变的风化作用。主要影响因素有：温度变化、晶体生长、重力作用、生物的生活活动（人类活动）、水、冰及风的破坏作用。物理风化总趋势是使母岩崩解，产生不同尺度岩石碎屑和矿物碎屑。 2）化学风化：在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。主要影响因素：水、二氧化碳、有机酸等。化学风化总趋势：不仅使母岩破碎，而且使其矿物成分和化学成分发生本质的改变，同时在表生条件下形成粘土物质、各种氧化物和化学沉淀物质如：各种粘土矿物,赤铁矿、褐铁矿、铝土矿、煫石（SiO2)等氧化物及碳酸盐矿物等。 3）生物风化：在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部,几乎到处都有生物存在。因此生物，特别是微生物在风化作用中能起到巨大的作用。生物对岩石的破坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，也有间接的作用。主要影响因素有细菌、O2、CO2、有机酸。生物风化途径：氧化还原反应、吸附作用、络合物作用。 2、搬运与沉积作用 沉积物发生的搬运和沉积的地质营力：主要是流动水和风为主，其次是冰川、重力和生物。由于沉积物性质的差异，常见的搬运方式有：机械搬运和沉积、化学搬运和沉积、生物搬运和沉积。 1）机械搬运和沉积： A．流水的机械搬运和沉积作用。流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需要的流速叫做开始搬运流速，开始搬运流速要大于继续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速，即继续搬运流速。一般来说，开始搬运流速要大于继续搬运流速。 B．空气的搬运与沉积作用。只能搬运碎屑颗粒，搬运能力小，以跳跃搬运形式为主且受地形和地物影响大。 C．冰川的搬运与沉积作用。流动方式是塑性流动和滑动，搬运能力巨大； 搬运对象为碎屑颗粒，沉积位置在雪线以下——冰渍物，经流水改造，形成冰水沉积。
第十一章 沉积岩的基本特征详解
第十一章沉积岩的基本特征 第一节概述 但以体积而言，沉积岩仅占岩石圈体积的5%，结晶岩占95%。 各类沉积岩的分布各不相同。分布最广的是泥质岩（72.2%）、砂岩（13.2%）和碳酸盐岩(7.7%)，其余的沉积岩及其沉积矿产仅占1%—2%。 沉积岩在地表广泛分布，是储油、储水的有利场所。沉积岩中的矿产不仅种类多，而且储量大。据统计沉积和沉积变质矿产占世界矿产总储量的75—85%。煤、石油、油页岩和天然气等全是沉积形成。铁、锰、铝、磷、放射性金属及铜、铅、铅、锌、汞、锑等矿产，多属沉积成因或、、与沉积有成因关系。有些沉积岩本身就是矿产。 二．沉积岩的成分特征 （一）化学成分特征 沉积岩的主要物质来源于火成岩的风化产物，所以两者的平均化学成分非常相似。但由于火成岩转变为沉积岩要经过风化、搬运、沉积、成岩等一系列转 沉积岩的平均矿物成分与火成岩相比有明显差别。构成沉积岩的主要矿物是：①云母及粘土矿物，②碳酸盐矿物，③石英族矿物（石英、玉髓、蛋白石等）。
二. 沉积岩的结构构造特征 沉积岩的结构构造明显不同于岩浆岩。岩浆岩多为晶粒结构；而沉积岩的结构则随岩石的类型和成因而变化，最常见碎屑结构（陆源碎屑岩）、泥状结构（泥质岩）、晶粒结构（化学及生物化学岩）、颗粒结构（内源沉积岩）等。 沉积岩具特征的层理和层面构造。 第二节沉积岩的形成和变化 沉积岩的形成作用可概括为以下3个阶段：①沉积岩原始物质的形成阶段（风化阶段），②沉积岩原始物质的搬运和沉积作用阶段，③沉积物的同生、成岩作用和沉积岩的后生作用阶段。 一．沉积物质的形成作用 沉积岩的原始物质有四类： 1．母岩风化所提供的物质：陆源碎屑、粘土物质、溶解物质。 2．生物成因的物质：生物残骸及有机质。 3．深部来源的物质：火山碎屑物质、深部来的卤水、温泉水、喷气物质等。 4．宇宙来源的物质：陨石及宇宙尘埃。 以下主要介绍风化作用形成的物质。 1．物理风化作用 使母岩发生机械破碎为主的风化作用称为物理风化作用。 它为沉积岩的形成提供各种碎屑物质。 2．化学风化作用 不仅使母岩破碎，而且其矿物成分和化学成分也发生本质的改变，直至形成在地表条件下稳定的矿物组合的过程称为化学风化作用。 它为沉积岩的形成提供各种溶解物和不溶残余物。 3．生物风化作用 生物对岩石产生的机械和化学的破坏作用。 风化作用的产物： ⑴碎屑物质碎屑岩 ⑵溶解物质（真溶液、胶体溶液）化学岩和生物化学岩 ⑶粘土物质泥质岩 （二）主要造岩矿物和岩石在风化过程中的稳定性 1．长石类矿物 长石类矿物是地壳中分布最广的矿物。受到各种酸，尤其是碳酸的作用极易发生分解，析出K、Na、Ca等离子，同时发生水化而变为水云母，并继续分解。以钾长石为例： K[AlSi3O8] K<1Al2[(Si,Al)4O10](OH)?nH2O Al4[Si4O10](OH)8 钾长石水云母高岭石 Al2O3?nH2O (铝土矿) SiO2?nH2O （蛋白石）
沉积岩复习思考题
2014沉积岩岩石学复习思考题（佘振兵版） 一、沉积岩的形成过程和一般特征 1、沉积岩和岩浆岩的平均化学成分接近，但是： （1）岩浆岩中FeO的含量高于F2O3，沉积岩相反，为什么？ 答:沉积岩中富含CO2、H2O和有机质，容易与FeO发生反应生成Fe2O3 （2）沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩，尤其是Na，一般K2O>Na2O ，为什么？ 答：Na易溶解，在沉积岩中暗色矿物不如长石稳定，长石中比较稳定的是钾长石和酸性斜长石。 2*、试从成因角度理解沉积岩的定义，与岩浆岩、变质岩相比，沉积岩有哪些显著特征（矿物成分、化学成分、结构、构造、分布等方面）？ A矿物成分与化学成分方面： 低温矿物（钾长石，酸性斜长石，石英等）富集，高温矿物（橄榄石，辉石，角闪石，基性斜长石等）罕见。 特有自生矿物：氧化物，氢氧化物，粘土矿物，盐类矿物，碳酸盐矿物。 沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩。 沉积岩富co2 H2O。 存在大量有机质：煤，沥青，干酪根。 B结构，构造方面：特征的的沉积构造，可用来解释沉积物形成时沉积环境。 C分布：主要分布在岩石圈的上部和表层部分。 3、哪些沉积构造可以用来恢复地层顶底方向？哪些沉积构造可以指示古水流方向？ 顶底：浪成波痕，叠成石构造，暴露构造（晶痕，雨痕，雹痕），底面印模。 水流方向：不对称波痕（水流波痕，风成波痕），冲刷构造，交错层理， 4、沉积岩结构和构造的涵义有何区别？ 沉积作用(占主要）或成岩作用（占次要）在岩层内部或表面形成的一种形迹特征称为沉积构造。这种形迹特征常常在沉积岩组分的分布、排列方式和方向上表现出来。 沉积岩结构是指沉积岩颗粒的性质,大小，形态及其相互关系。主要有以下两类结构： 1.碎屑结构： 岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物。碎屑物可以是岩石碎屑，矿物碎屑，石化的有机体或其碎片以及火山喷发的固体产物等。 2.非碎屑结构： 岩石中的颗粒由化学沉积作用或生物沉积作用形成。其中大部分为晶质或隐晶质。 5、沉积岩的哪些自生色具有成因意义？ 答： 白色或浅灰色，岩石不含有机质、Fe等致色物（例如纯净高岭石粘土岩、石英砂岩、结晶灰岩）。 红色、紫红色、褐色、黄色：岩石含Fe3+氧化物或氢氧化物，指示氧化条件。 绿色-绿灰色：含有Fe2+的硅酸盐矿物（海绿石、鮞绿泥石），代表弱氧化-若还原的介质条件。 灰、深灰色、黑色，岩石含有有机质和弥散状低铁硫化物（黄铁矿、白铁矿）微粒，如黑色页岩，炭质泥岩等，指示还原条件。 蓝色、青色：硬石膏、石膏、天青石、石盐等特有的颜色，有时候颜色是由蓝铁矿和蓝铜矿引起的。
沉积岩的成因及分类特征
沉积岩的成因及分类特征 沉积岩：沉积岩曾经有过另一个名称，叫水成岩。组成沉积岩的物质是一些砾石、砂、粘土、灰泥和生物残骸等松散物质（这些物质大多来自风化的岩石，其次是火山喷发物、有机物和来自宇宙的一些物质）。这些物质有的是溶解在水里的。更多的则是被水搬运，它们逐年累月地集聚起来并沉积，最终压实并变成了岩石。 沉积岩分布在地壳的表层。露出地面的面积约占75％。沉积岩种类很多，其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95％。这三种岩石的分布随沉积区的地质构造和古代地理位置不同而不一样。总的说，页岩最多，其次是砂岩，石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如煤、石油、非金属、金属和稀有元素矿产等。 水和风将陆地上的泥沙，碎石等物质带到江河湖海，这些物质一层层沉积下来，年长日久变成了岩石。 水和风将陆地上的泥沙，碎石等物质带到江河湖海，这些物质一层层沉积下来， 年长日久变成了岩石。 我们知道了沉积岩是由一些松散的物质经过沉积而形成的。这些松散的物质来自各个不同地方（如磷质岩中的磷来自海洋生物骨骸或陆地的鸟粪）、不同时期、有不同的化学成分、经历过不同的化学变化过程等等。在形成沉积岩的漫长时间里，它们中的物质还会发生这样那样的变化，生成各种各样的岩石或矿物（如在强烈蒸发条件下，可出现石膏、硬石膏、石盐、镁盐或钾-镁盐,或天然碱、苏打等；如各种动植经沉积埋藏和细菌分解，可衍变为由碳、氢、氧不同比例聚合而成的有机酸、脂酸、醣、纤维素和有机碳等多种物质并最终构成煤、石油、天然气、油页岩等的主要成分。此外，微生物或细菌活动的参与还可以造成一些自
然硫、锰、铁、铜、铅、锌、铀等在沉积岩中的聚集）。火山喷发可以带出多种元素，这些元素聚集到一起，可在沉积岩、沉积层内形成矿床。 沉积岩中含少量宇宙物质，如陨石、宇宙尘。宇宙尘的研究不仅可了解沉积岩本身，而且还可进一步了解各地质时代沉积岩形成时，天体可能发生的某些事件或变化。如在代表某一地质年代的沉积岩中，发现一层超乎寻常的宇宙物质，经过研究分析，科学家可以知道那时究竟发生了什么。 由此我们可以知道，沉积岩中包含着很多地质变化的信息，甚至古代生物及宇宙发展变化的情况。它就像是一页页的地质历史教科书。 沉积岩构成的壮丽景观 沉积岩形成的过程中，地理、气候等环境和大地构造种种变化化也会造成沉积岩的种种不同情况。陆地沉积岩的分布范围要比海洋沉积岩分布范围小得多。在干旱古气候条件下，会形成大面积的红色沉积岩，这是由于沉积物中的氧化铁容易氧化为三氧化二铁。而潮湿气候条件下，有机物质就会增多，较多的有机质进入沉积物中使沉积岩颜色成为暗灰或黑色。盐类在炎热干旱气候形成，煤炭则在温暖潮湿气候聚集。这都说明古气候对沉积岩形成是有制约作用的。生物的进化、繁盛或衰亡也在沉积岩的形成中留下了印迹。如在石炭纪，全球性的植物繁茂，就形成了大量煤炭层。不同的水流条件形成不同的沉积或造成不同的结构构造。如从高处流向低处的水流不会改变方向，这就常形成一个方向层理的沉积区，比如江河的三角洲就是这种情况。在海边，潮汐是来回往复流动的双向水流，这样就常形成另外一种交错层理的滨海和潮汐沉积，等等。 人们可以根据沉积岩层面上表现出来的种种特征来推断过去发生沉积时的条件，判断地层的顺序等等。比如看沉积岩表面痕迹和堆积形态，可知道当初风、水流及波浪的运动方向等。沉积岩可简单地分为2类： 1.一是陆源碎屑岩，主要由陆地岩石风化、剥蚀产生的各种碎屑物组成。按 它们颗粒粗细不同又分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质岩。 2.二是内积岩，主要指在盆地内沉积的。内积岩中有一种是我们所熟悉的，
成岩作用对孔隙演化的作用
成岩作用对孔隙演化的作用 碳酸盐岩孔隙分类 Choquette和Pray(1970)的碳酸盐岩孔隙分类的主要特征见图。组构选择性是该分类的主要参数。组构指的是沉积物或岩石中牢固的沉积和成岩组分，这些坚固的组构由各种类型的原生颗粒(如鲕粒和生物碎屑)、后期形成的成岩组构(如方解石、白云石和硫酸盐胶结物)及重结晶和交代组构(如白云石和硫酸盐品体)构成。如果孔隙和组构之间有明确的依赖关系，则称该孔隙为组构选择性的。如果孔隙和组构之间没有明确的依赖关系，则称该孔隙为非组构选择性的。 孔隙基本类型 修饰词 每种孔隙类型用一个缩写符号(如MO)表示、修饰词包括成因修饰词、大小修饰词和丰度修饰词，每个修饰词也同样用一个缩写符号表示。
原生孔隙指的是沉积作用结束后留在沉积物和岩石中的所有孔隙。原生孔隙主要形成于两个阶段，分别为沉积前阶段和沉积阶段。沉积前阶段以单体沉积颗粒的形成为起始，包括了在有孔虫、球粒、鲕粒和其他非骨骼颗粒中所见到的粒内孔。 沉积阶段指的是沉积物在埋藏地点或者生物格架生长地点最终被沉积下来的时间段。该阶段形成的孔隙称沉积孔隙，它对碳酸盐岩及沉积物中所见到的总孔隙体积有重要的贡献。 次生孔隙可以形成于沉积之后的任何时问。相对于原生孔隙而言，次生孔隙形成的时间是相对漫长的。根据发生在表生浅成岩环境及埋藏深成岩环境中孔隙改造作用的差异，次生孔隙的发育时间又可细分为三个阶段：早成岩阶段、中成岩阶段和晚成岩阶段。 早成岩阶段指的是从沉积物初始沉积到沉积物被埋藏到表生成岩作用不能影响到的深度之前的这段时间。早成岩阶段的上限一般是沉积分界面，该分界面可以位于地表，也可以位于水下。在本书中，早成岩阶段的下限是表层补给的大气淡水、正常(或蒸发)海水通过重力和对流作用也无法活跃或循环的临界深度。 孔隙改造通过溶解作用、胶结作用和白云化作用得以快速完成。就其孔隙改造的体积而言，该阶段是非常重要的。早成岩阶段活跃的成岩环境包括大气淡水潜流带、大气淡水渗流带及浅海、深海和蒸发海水成岩环境。 中成岩阶段指沉积物被埋藏到表生成岩作用影响深度以下的时间段。总的来说，中成岩阶段以孔隙改造十分缓慢的成岩作用为特征，压实及与压实相关的成岩作用是主要的。尽管成岩改造的速率缓慢，但其所经历的成岩改造的时间却是十分漫长的。 晚成岩阶段指的是经历过中成岩阶段的碳酸盐岩地层暴露于地表再次受到表生成岩作用影响的时间段，往往与不整合面相关。晚成岩阶段特指古老岩石的侵蚀，而不是沉积旋回中较小的沉积间断(层序界面)而导致的新沉积物遭受侵蚀。正因如此，晚成岩阶段受影响的碳酸盐岩地层是不易受表生成岩作用影响的矿物相稳定的石灰岩和白云岩。很多表生成岩环境均可出现在晚成岩阶段，大气淡水渗流带和大气淡水潜流带成岩环境最为常见。 一、有利孔隙形成和演化的成岩作用 （1）白云石化作用 准同生白云石化是在干燥气候条件下，沉积物尚未完全脱离沉积水体时，即被富镁水体交代而形成的，常伴生膏盐化。此类白云岩多具晶间孔，孔径5—10μm，通道多为晶间缝隙。准同生后白云石化是沉积物脱离沉积水体或经历早期成岩作用之后所发生的一种交代作用。 在白云化地层序列中，旋回顶部过量方解石和文石在暴露期受大气淡水作用而发生溶解可能是与成岩环境相关的白云化作用中最为重要的使孔隙度增加的作用。 （2）溶解作用和次生孔隙的形成 溶解事件的发生(随之增加了孔隙体积)通常是由于孔隙中流体的化学性质发生了明显的变化，如盐度、湿度、CO2分压的改变。 溶解作用可以发生在埋藏历史的任何时间。早期(早成岩阶段)组构选择性次生孔隙是最为常见的，次生孔隙的形态受单个颗粒的矿物相所控制。而晚期(中成岩阶段和晚成岩阶段)次生孔隙一般为非组构选择性的，其分布通常受溶解事件发生时已经存在的孔隙的分布所控制。 非组构选择性的角砾岩和裂缝孔隙是地下极其重要的孔隙类型。角砾岩化可明显增加储层总孔隙度，而裂隙总体是增加储层渗透率，而不是总孔隙度。
沉积岩
1.沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体，是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质经过一系列改造（如搬运、沉积和成岩等作用）而形成的岩石。 2.沉积岩的分布：自然界分布最多的沉积岩为页岩、其次是砂岩和石灰岩，三者占沉积岩总量的95%以上。 3.组成沉积岩的原始沉积物质来源有：(1)陆源物质-母岩的风化产物(2)生物源物质-生物残骸和有机质(3)深源物质-火山喷发碎屑物质和深部卤水(4)宇宙源物质-陨石。 4.风化作用就是指地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下，在原地发生物理和化学变化的一种作用，根据作用的性质和因素不同，分为三大类型：物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。 5.母岩风化作用的阶段性：Ⅰ碎屑阶段；Ⅱ饱和硅铝阶段；Ⅲ酸性硅铝阶段；Ⅳ铝铁土阶段 6.母岩风化产物类型：(1)碎屑残留物质(2)新生成的矿物(3)溶解物质 7.沉积物发生搬运和沉积的地质营力主要是流水和风，其次还有冰川、重力、生物等。 8.流水分类：（1）急流：福劳德数Fr>1，高流态，代表一种水浅流急的流动特点（2）缓流：福劳德数Fr<1，低流态，代表一种水深流缓的流动特点（3）层流：一种缓慢的流动，流体质点作有条不紊的平行线状流动，彼此不相掺混（4）紊流：一种充满了旋涡的急湍的流动，流体质点的运动轨迹极不规则，流速大小和流动方向随时间而变化，彼此互相掺混。 9.尤尔斯特隆图解(1)颗粒开始搬运的水流速度要比继续搬运所需的流速大。 (2)0.05-2mm的颗粒所需的始动流速最小，而且始动流速与沉积临界流速相相差也不大。故常呈跳跃式前进。 10. (3)大于2mm的颗粒其搬运与沉积的两个流速曲线更接近，但两者的流速值也都是随着粒径的增大而增加。故砾石不能长距离被搬运，并多沿河底呈滚滚动式前进。 11. (4)小于0.005mm的颗粒，两个流速相差很大。因而粉砂(0.05-0.005mm)和粘粘土(小于0.005mm)物质一经流水搬运，就长期悬浮于水体之中不易沉积下来来。而且它们沉积之后又不易呈分散质点再搬运，即使水速发生急剧改变，也也只是冲刷成粉砂质或泥质碎块继续搬运。故在海洋和湖泊的波浪带的沉积沉积物中冲刷的“泥砾”是常见的。 10.沉积物重力流：是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体，也有人称其为块体流或沉积物密度流。它是不符合内摩擦定律的非牛顿流体。将水下重力流分为四类：碎屑流或泥石流、颗粒流、液化沉积物流和浊流。 11.浊流是一种高密度的流体，常以体积巨大的块体进行运移，故又称为密度流或块状流。 12.浊积岩中最特征的沉积构造是粒序层理(或称递变层理)和微细水平层理。 从岩石组合看，为均匀稳定的砂岩与更稳定的深海页岩互层，组成韵律层 理。浊积岩的剖面结构，即鲍玛层序，通常由五种岩性组成，从下到上顺次为： T1，底部粗粒递变层： T2，下平行纹层： T3，流水波纹层： T4，上水平纹层： T5，深海页岩层： 13.沉积分异作用：母岩的风化产物在搬运和沉积过程中，会按颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分等在地表依次沉积下来，称为沉积分异作用。 14.固结作用：泛指松散堆积物转变为固结岩石的过程，它是通过胶结作用.压实作用.甚至重结晶作业.生物的粘结作业等共同完成的。 15.重结晶作用：指矿物组分以溶解-再沉淀或固体扩散等方式，使得细小晶粒集结成粗大晶粒的过程. 16.组成层理的要素有细层、层系、层系组。
碳酸盐岩成岩作用综述
碳酸盐岩成岩作用综述
【摘要】我国碳酸盐岩经历了多期次、多种类型的成岩作用。在各种成岩作用中，溶解、白云石化、压溶、破裂等作用，使原岩产生大量次生孔隙，从而改善了其储集性，可称之为建设性成岩作用：而重结晶、胶结和压实等成岩作用，因为降低了碳酸盐岩的原生和次生孔隙度，称之为破坏性成岩作用。两者的综合效应控制和影响了碳酸盐岩储集性的优劣。本文简述了碳酸盐岩成岩作用对其储集性能的影响。【Abstract】Carbonate rocks in China has experienced many times, various types of diagenesis. In all kinds of diagenesis, dissolution, dolomitization, pressure solution, rupture, the original rock produced plenty of secondary pores, thereby improving the reservoir quality, can be called the constructive diagenesis: but recrystallization, cementation and compaction, diagenesis, because of reducedcarbonate native and secondary porosity, called destructive diagenesis. The comprehensive effect of both control and affect the set of carbonate reservoirquality. This paper describes the Carbonate Diagenesis influence set properties on the reservoir.
沉积岩思考题2
“沉积岩岩石学”习题 大课部分习题 第一章沉积岩概述 1．沉积岩与火成岩相比，沉积岩在形成条件方面有什么特征？ 2. 与火成岩相比较，简述沉积岩的矿物成分和化学成分的特征。 3. 根据其形成条件说明沉积岩与火成岩在岩石成分、结构和构造等方面存在哪些差异？ 4. 沉积岩的研究方法和意义 。 第二章沉积岩的形成过程 1. 沉积物的来源有几种形式？哪种来源的沉积物构成了沉积岩的主要成分？ 2. 母岩风化作用形成几种风化产物？ 3. 简述沉积物的常见搬运方式及每种搬运方式的特征。 4. 能够搬运碎屑颗粒的介质有几种类型？特点如何？ 5. 碎屑颗粒的搬运方式及其特征？碎屑颗粒在搬运过程中发生什么变化？
6. 风化作用形成的溶解物质在自然界中以什么方式存在？简述其搬运和沉积特征。 7. 简述生物在风化作用、搬运沉积作用中的作用？ 8. 沉积分异作用的概念和研究意义。 9. 简述常见成岩作用现象及特征。 10. 总结沉积岩的分类原则和特征。 第三章陆源碎屑岩 1. 陆源碎屑岩的分类 2. 陆源碎屑岩的基本组成有几部分？ 3. 简述陆源碎屑岩的成分特征。 4. 陆源碎屑岩的结构有几种类型？碎屑结构包括那几方面的内容？ 5. 总结陆源碎屑结构与火成岩结晶结构的区别？ 6. 简述陆源碎屑岩的分类。 7. 在砂岩的三端元四组分分类过程中，各种碎屑成分是怎样归类的？ 8. 砂岩的三端元四组分分类的具体内容？
9. 常见的长石砂岩有几种类型，解释其成因及其特征。 10. 胶结物与杂基在成因方面是怎样区别的？ 11. 粉砂岩的碎屑颗粒结构特点。 12. 简述泥岩的特殊物理性质。 13. 简述砂岩成岩作用的主要类型及其特征。 第四章碳酸盐岩 1. 简述碳酸盐岩的矿物成分、化学成分合同位素成分特征，指明碳酸盐岩主要的形成环境。 2. 按成因，碳酸盐岩的结构划分为几种类型？对比粒屑结构与碎屑结构的异同。 3. 碳酸盐岩的粒屑有几种类型？每种粒屑有什么特征? 4. 碳酸盐岩的分类原则？详细论述碳酸盐岩的分类。 5. 碳酸盐岩的结晶结构与岩浆岩的结晶结构有什么本质的区别？ 6. 碳酸盐岩成岩作用方式？ 7. 简述在碳酸盐岩成岩作用中常见的交代作用方式及特征。
沉积岩主要岩石类型
沉积岩的主要岩石类型： 1）火山碎屑岩类:火山碎屑岩是火山剧烈爆发中产出的火山碎屑堆积物经压实、固结以后形成的岩石。火山碎屑物质的物态一般指它降落着地时的物理状态，即是固态、液态，抑或是塑性体。固态碎屑包括岩屑、晶屑和玻屑；塑性碎屑包括浆屑，塑性玻屑。火山碎屑岩根据碎屑颗粒大小又可分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。 集块岩：岩石中的火山碎屑粒径大于50mm者占50%以上，常混有火山角砾、火山灰等，分选性差。集块岩多分布于火山口附近或火山管道中，分布范围较窄，可作为寻找古火山口或古火颈的一种标志。 火山角砾岩：主要由各种喷出岩的角砾组成，也有其它岩石角砾，角砾棱角明显，也可混入少量晶屑，一般由火山灰胶结，分选性差。该种岩石除分布在火山口附近外，也可分布于离火山口稍远的地区。比较常见。 凝灰岩：岩石中大多数的火山碎屑粒度小于2mm，并且被更细的火山尘及火山灰的次生化学分解物(蛋白石、粘土、碳酸盐等)所胶结。由于火山灰粒度细小，从火山口喷出后在空中可飘浮数百乃至数千公里，所以一般凝灰岩的分布范围很宽，可距火山口很远。它是火山碎屑岩中分布最广的一种。 2）正常碎屑岩类:正常碎屑岩是沉积岩中最常见的岩石之一，特别是在陆相沉积物中，分布极为广泛。一般所指的碎屑岩是由50%以上的碎屑物（包括矿物碎屑及岩石碎屑）组成的岩石。它们的形成主要与外动力地质因素有关，大都为机械破碎的产物经搬运沉积而成。 碎屑岩中，也可混入纯化学沉淀物质与黏土物质，并且多以胶结物的形式存在，当这些混入物的含量增多，而超过50%时，则分别过渡为化学岩或黏土岩。这类岩石按碎屑颗粒大小，又可分为砾岩、砂岩、粉砂岩三种。 砾岩:破碎的岩块，经过较长距离的搬运或受到海浪的反复冲击，使棱角消失，形成圆形或椭圆形的砾石（或称卵石），再经胶结的岩石称为砾岩。砾石直径一般大于2mm。不同的砾岩，其砾石成分和胶结物各不相同。具砾状结构、层状构造，但层理一般都不发育。若这类岩石中砾石未被磨圆而具明显棱角者，则称为角砾岩。 砂岩:是由各种成分的砂粒被胶结而成的岩石，一般所说的砂岩是砂质岩石的总称。其中砂粒直径在2-0.05mm之间。胶结物可有泥质、钙质、铁质和硅质等。碎屑成分复杂，主要为石英和长石，其次为云母，此外，尚有一些重矿物、碳酸盐类矿物和岩屑。这类岩石若按碎屑颗粒大小，可以分为粗粒砂岩（砂粒直径2-0.5mm）；中粒砂岩（0.5-0.1mm）；细粒砂岩（0.1-0.05mm）。若按碎屑成分又可划分为石英砂岩（石英含量在90%以上，含少量长石及燧石）；长石砂岩（石英占30-60%，长石在30%以上，尚有少量云母及岩屑）；硬砂岩（石英少于60%，长石20-30%，岩屑在20%以上）。 粉砂岩:由直径为0.05-0.005mm的砂粒经胶结而成，其成分以石英为主，有少量长石、云母、绿泥石、重矿物及泥质混入物等。岩石外貌颇似泥质岩，但较坚硬，并有粗糙感。 第四纪沉积物中的黄土及黄土岩亦属于粉砂岩类。黄土中粉砂粒级占50%以上，其次是黏土。成分复杂（有石英、长石、碳酸盐及黏土矿物），颜色浅黄或暗黄，质轻而多孔（孔隙占总体积的40-55%），易研成粉末，含有多量的奇形怪状的钙质结核，无明显层理，垂直节理发育，其质点结合力强，常被侵蚀呈陡峭的山崖。我国西北一带广泛分布，最厚可达400余米，成为著名的黄土高原。 3）黏土岩类:又称泥质岩。是沉积岩中最常见的一类岩石，约占沉积岩总体积的50-60%。它是介于碎屑岩与化学岩之间的过渡类型，并具有独特的成分、结构和性质等特征。这类岩石是由含量在50%以上，直径小于0.005mm的物质所组成的。主要矿物成分是黏土矿物，如高岭石、蒙脱石及水云母等。尚有少量极为细小的石英、长石、云母、碳酸盐及重矿物等。主要由含铝硅酸盐类矿物的岩石，经化学风化形成的细悬浮物质，被搬运至湖、海盆地或在
岩浆岩沉积岩变质岩的主要特征与类型,简述三大岩石的相互转化过程。
题目:试述岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要特征与类型,简述三大岩石的相互转化过程。 一、岩浆岩:或称火成岩,就是由岩浆凝结形成的岩石。 1、岩浆岩的主要特征:岩浆岩中有一些自己特有的结构与构造特征 ○1、气孔状构造:在温度、压力骤然降低的条件下形成的,造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出,形成气孔状构造。当气孔十分发育时,岩石会变得很轻,甚至可以漂在水面,形成浮岩。 ○2、杏仁状构造:上述气孔形成的空洞被后来的物质充填,就形成了杏仁状构造。 ○3、流纹构造、绳状构造:岩浆喷出到地表,熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹,有时好像几股绳子拧在一起。 ○4、枕状构造:岩浆在水下喷发,熔岩在水的作用下会形成很多椭球体。 上述这些特殊的构造只存在于岩浆岩中。还有块状构造与斑状构造。除了构造以外还有因为矿物的结晶程度、集合体形状与组合方式的不同可以有不同的结构,如玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构。 2、岩浆岩的主要类型:岩浆岩依据矿物组成的差别,可以分为以下四类 ○1超基性岩类:二氧化硅含量小于45%,多铁、镁而少钾、钠,基本上由暗色矿物组成,主要就是橄榄石、辉石,二者含量可以超过70%。其次为角闪石与黑云母;不含石英,长石也很少。这类岩石最常见侵入岩就是橄榄岩类,喷出岩就是苦橄岩类。 ○2基性岩类:化学成分的特征就是SiO2为45-53%,Al2O3可达15%,CaO可达10%;而铁镁含量约各占6%左右。岩石颜色比超基性岩浅,比重也稍小,一般在3左右。侵入岩很致密,喷出岩常具有气孔状与杏仁状构造。。在矿物成分上,铁镁矿物约占40%,而且以辉石为主,其次就是橄榄石、角闪石与黑云母。基性岩与超基性岩的另一个区别就是出现了大量斜长石。这类岩石的侵入岩就是辉长岩,分布较少;而喷出岩-玄武岩,却有大面积分布。
成岩作用研究方法
储层成岩作用的研究方法2008-05-08 14:17储层成岩作用的研究方法 一、总体思路 首先，对成岩作用的产物进行研究，包括系统地对储层岩心进行详细观察（宏观和薄片两方面）和分析测试，特别注意储层孔隙在时间和空间上的变化，以此获得较准确的岩性资料、各种成岩现象和孔隙变化的特征，推测可能经历的成岩作用过程。其次，根据孔隙流体温度和压力等成岩参数，从物理化学和热化学等角度探讨成岩反应的机理。最后，结合盆地的地层、构造、沉积等资料、建立储层成岩模式，寻找出孔隙的演化规律。 二、常用研究方法 储层成岩作用研究需要应用各种手段进行综合性分析。除了岩石学中详细论述过的常规研究方法外，还涉及许多先进的测试技术。常用的研究方法和手段可分为岩石矿物学方法和非岩石学方法两类，现分别简述如下： ·岩石矿物学方法 在对露头或岩心进行详细观察的基础上，用仪器作进一步分析测试。主要目的是获得岩性参数和温度参数，观察发生过的各种成岩现象。除了常规的偏光显微镜法外，还涉及以下技术。 （1）孔隙铸体研究对岩石结构、孔隙结构进行观察 （2）阴极发光显微镜观察它是研究矿物成分、胶结世代、岩石结构和构造的主要手段，特别是对于一般显微镜难以解决的钙质及硅质胶结现象和某些重结晶现象等有较大的作用。 （3）扫描电镜观察由于放大倍数高，分辨率高，可以观察到普通显微镜观察不到的东西，如粘土矿物、微孔隙等。扫描电镜对矿物鉴定的基本根据是形貌和晶形，对于晶貌相似的矿物，效果较差。现在普遍把扫描电镜配上能谱仪，这就把形貌分析和成分分析结合在一起。 （4）X－射线衍射分析它能进行粘土矿物的定性定量分析，计算混层比，自生矿物的鉴定和全岩定量分析等。 （5）电子探针分析其特点是灵敏度高，不破坏样品，分析元素范围大。主要对岩石和矿物进行化学成分分析。 （6）气液包裹体显微镜分析主要获得古地温和古盐度参数。 ·非岩石学方法
《沉积岩成岩作用》作业
《沉积岩成岩作用与成藏》读书报告： 白云石化作用的主要机理 学院：沉积地质研究院 学号：2012010129 姓名：刘钟森 授课教师：黄思静
近年来，中国在海相碳酸盐岩中的油气勘探不断取得突破，特别是在白云岩储层中发现了若干大型(油)气田，如塔里木盆地和田河气田、鄂尔多斯盆地苏里格气田、四川盆地普光超大型气田等，另外塔里木盆地轮南2塔河大油田中也有部分储层为白云岩。就世界范围看，高达50%的碳酸盐岩储层是白云岩，北美碳酸盐岩中的油气80%以上储存在白云岩中（Zenger D H等，1980），在前苏联、欧洲西北部和南部、非洲南部和西部、中东及远东地区，也发现了大量白云岩油气储层（Sun S Q等，1995）。因此，要想在中国300多万平方公里的碳酸盐岩发育地区取得油气勘探的更大突破，对白云岩储层成因及其发育规律的认识成为关键性课题之一。实际上，白云岩问题早在200多年前就有人对其进行过研究，但目前仍没有查清白云岩的形成条件和机理，对相关的地质模式也存在较多的争议。 在现代沉积环境中几乎见不到原生白云石(岩)，实验室也难以在地表温压条件下合成白云石，但古地层中却发育大量白云岩。因此，要解决白云岩的成因问题，首先要确定大量古地层中的白云岩是原生沉积(淀)的还是次生交代的，进而要弄清白云石不能直接沉淀的机理，还要说明发生次生交代作用的富Mg流体的来源，最终要为富Mg流体如何与先期形成的钙质碳酸盐岩相互作用提供地质与水文地质模型。上述问题既是白云岩成因研究也是白云岩储层研究所涉及的关键性问题。结合前人研究成果，对目前较为流行的学说或机理进行阐述和讨论。一、白云石化作用的主要机理 （一）原生沉淀作用 关于白云岩的成因问题，人们最关心的是在近代碳酸盐沉积物中，是否有真正的原生的白云石，即是否真正有以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀出来的白云石。现在，在常温、常压的条件下，在实验室中尚未合成出真正的、化学计量的白云石。 澳大利亚南部考龙泻湖中的原生白云石是在水很咸、PH值很高、植物很茂盛的条件下形成的。通过光合作用，植物从水中吸取CO2，从而使水的PH值增高，这就促使白云石沉淀。奥尔德曼和斯金纳（Alderman and Skinner，1957）曾注意到，孤立的湖水由于受慢慢下沉的细而白的沉淀物的影响，有时竟然变白了。这种白色的悬浮物已被确定，它们是很细的高镁方解石和富钙白云石的混合物。 （二）毛细管浓缩作用—准同生白云石化作用 在现代的热带地区的潮上带，例如在波斯湾南岸的潮上带，在其表层的碳酸盐沉积物中，正在进行着准同生的白云化交代作用。