沉积地质学--报告2015

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沉积构造实验报告

沉积构造实验报告

沉积构造实验报告1. 实验目的本实验旨在通过模拟沉积构造的实验,探究不同条件下的沉积作用对地质构造的影响,并研究其中的规律。

2. 实验原理沉积构造是地质学研究中的一个重要分支,它研究沉积物在地球表面的分布、沉积过程及其对地质构造演化的影响。

沉积构造实验是通过模拟地质作用过程,观察和研究沉积物的堆积、变形和破坏等现象,以了解地球历史上沉积作用的规律。

3. 实验装置和材料本实验主要使用的装置和材料包括:1.沉积构造实验装置:包括沉积槽、水泵、管道等。

2.沉积物:常用的模拟沉积物有沙子、砾石、淤泥等。

3.测量仪器:例如尺子、刻度盘等。

4. 实验步骤第一步:实验准备1.将沉积槽清洗干净并放置在水平的实验台上。

2.准备好所需的沉积物,并进行筛分,确保其颗粒大小均匀。

第二步:模拟沉积过程1.将沉积槽填满一定厚度的沉积物,注意保持沉积物的均匀性。

2.打开水泵,向沉积槽注水,模拟沉积物的沉积过程。

3.注意观察水流对沉积物的影响,例如是否会造成沉积层的变形或破坏。

第三步:记录实验数据1.使用尺子或刻度盘测量沉积物的厚度。

2.记录下沉积物的变形情况,例如是否出现断层、褶皱等。

第四步:分析实验结果1.根据实验数据,计算沉积物的厚度变化率。

2.分析沉积物的变形情况,确定沉积作用对地质构造的影响。

5. 实验结果与讨论根据实验数据和分析结果,得出以下结论:1.水流的强度对沉积物的堆积厚度有显著影响,水流强大时沉积物堆积更快,形成的沉积层厚度更大。

2.水流的方向对沉积物的形态有一定影响,水流的冲刷和运移作用会改变沉积物的形态和结构。

3.沉积物的变形情况与沉积物的粒度、厚度等因素有关,粗颗粒沉积物更容易产生变形现象。

6. 实验结论通过本实验的模拟沉积构造过程,我们可以得出以下结论:1.沉积作用是地质构造演化中不可忽视的因素,它对地质构造有着重要影响。

2.水流的强度和方向是影响沉积作用的重要因素,水流的冲刷和运移作用会改变沉积物的形态和结构。

地质学中的地层沉积特征分析

地质学中的地层沉积特征分析

地质学中的地层沉积特征分析地质学是自然界中最基础的科学之一,它通过对地球过去几亿年的演化历程进行探索,揭示了地球上物质和能量的转换规律及其相互作用。

地层沉积学是地质学中一个重要分支领域,它是研究地球上各种岩层的形成以及由此推断出地质历史的科学。

对地层沉积特征的分析是地层沉积学的核心内容之一,本文将探讨地层沉积特征的分析方法及其应用。

一、地层沉积特征的概念及意义地层沉积特征是指某一地区某一地层的岩石类型、厚度、颜色、地层间接触关系等方面的特征。

通过对地层沉积特征的观察和分析,我们可以追溯地球历史的演化进程。

地层沉积特征可以揭示出地球历史上的某些重要事件,例如地球的演化历程、颚足动物的扩散、中生代的生物大爆发、海平面的变化、冰期的出现等。

同时,对地层沉积特征的分析也可以为石油、天然气等能源矿产资源的勘探和开发提供重要的依据。

二、地层沉积特征的分析方法地层沉积特征的分析方法主要包括地震反射技术、钻孔、地表采样和实地调查等。

下面我们来详细了解一下这些方法。

1、地震反射技术地震反射技术是指通过将地表震荡引入地下,然后观测和记录地面反射的震荡波,从而得到地下结构信息的一种技术。

地震反射技术对于深部沉积物的研究具有很大的优势,因为它可以探测到不同密度、速度和抗性的细小岩石层,并可以精确测量岩石的位置和厚度。

这对于确定沉积物的年代和地层结构非常重要。

2、钻孔钻孔是指在地表上先开挖一定深度的“洞口”,然后通过这个“洞口”继续向下钻探的一种研究方法。

钻孔通常可以获得岩芯样品,通过对岩芯样品的分析,可以推断沉积物的成因和组成,并进一步确认地层的年代和厚度。

3、地表采样地表采样是指通过采集地表物质样品进行分析的方法。

地表采样可以通过采集地表沉积物、泥炭和冰川表层等样品来推断地层沉积特征。

虽然地表采样只能获取较浅的沉积物信息,但是对于研究一些具有季节特征的事件(如冰川冻融循环)具有重要的作用。

4、实地调查实地调查是指通过对地表进行目测观察和地质采样分析来了解地层沉积特征的方法。

《沉积岩石学》实验报告册

《沉积岩石学》实验报告册

《沉积岩石学》实验报告册《沉积岩石学》实验报告册篇一:沉积岩实验报告册《沉积岩石学》实验报告册学院名称:专业班级:姓名:学号:成绩:实验一沉积岩的构造与结构(2学时)一、实习要求1.观察几种常见的沉积岩构造,并初步掌握分析及描述方法。

2.认识并掌握几种常见的碎屑岩结构,并学会分析及描述方法。

二、实习内容1.沉积岩的构造:观察层理、波痕、泥裂、晶体印模、槽模、结核、迭锥、圆度、分选性、球度)及表面特征;胶结物及杂基的结晶程度及排列方式(对于显晶质);胶结类型(包括接触类型和支撑类型)。

(2)泥质结构(粒度结构按粘土、砂、粉砂的相对含量来划分;(3)粒屑结构(包括颗粒种类及大小;胶结晶的结晶程度;泥晶基质(灰泥);支撑类型及胶结类型;(4)结晶(晶粒)结构(颗粒大小、自形程度及晶粒间接触界线)晶粒结构:粒屑结构:实验二碎屑岩—砾岩及角砾岩(2学时)一、实习要求1.学会对陆源碎屑岩的观察和描述方法,学会正确的命名。

2.镜下观察碎屑成分、胶结物成分及其特征。

二、实习内容1.手标本观察:岩石的颜色;岩石的结构(重点描述碎屑颗粒的粒度、形状(圆度和球度)、分选性和表面特征);碎屑颗粒的成分及含量;胶结物成分、结构特征及含量;杂基成分和含量;胶结类型和支撑关系;可见到的构造特征;成岩后2.镜下观察:重点观察成分(包括碎屑颗粒、杂基及胶结物成分);结构(包括颗粒大小(最大,最小,平均)、分选性、磨圆度、接触类型、支撑类型、胶结类型);微构造;成因分析(母岩性质、流体性质、搬运情况等)。

薄片:粒度:圆度:分选性:杂基含量及特征:胶结物成分、含量:接触类型、支撑类型及胶结类型:成因分析:次生变化现象:岩石命名:薄片:粒度:圆度:分选性:杂基含量及特征:胶结物成分、含量:接触类型、支撑类型及胶结类型:次生变化现象:成因分析:岩石命名:偏光倍偏光倍篇二:沉积岩石学实验指导书沉积岩肉眼观察、镜下鉴定的方法和实验肉眼观察和镜下鉴定是沉积岩最基本的、最简便的、最常用的研究方法。

沉积相研究开题报告

沉积相研究开题报告

沉积相研究开题报告沉积相研究开题报告一、研究背景沉积相是地质学中一个重要的研究领域,它关注的是沉积物在地球表面的分布和演化过程。

沉积相研究对于理解地球历史、资源勘探和环境保护等方面具有重要意义。

随着科技的进步和研究方法的不断发展,沉积相研究已经取得了许多重要的成果,但仍然存在一些问题亟待解决。

二、研究目的本研究旨在通过对不同地质时期的沉积相进行综合分析,揭示沉积相的形成机制和演化规律,为地质学和资源勘探提供科学依据。

三、研究内容1. 沉积相的概念和分类首先,我们将对沉积相的概念进行界定,并对其进行分类。

沉积相是指在特定的地理环境和地质时期下,沉积物在地球表面的分布和组合特征。

根据沉积物的类型、组成和构造特征等方面的差异,可以将沉积相分为多种类型,如河流相、湖泊相、海洋相等。

2. 沉积相的形成机制其次,我们将探讨沉积相的形成机制。

沉积相的形成受到多种因素的影响,包括构造运动、气候变化、海平面变化等。

通过对这些因素的综合分析,可以揭示沉积相的形成机制,并对地质历史进行重建。

3. 沉积相的演化规律最后,我们将研究沉积相的演化规律。

沉积相的演化是一个复杂的过程,受到多种因素的综合作用。

通过对不同地质时期的沉积相进行对比分析,可以揭示沉积相的演化规律,并预测未来的变化趋势。

四、研究方法本研究将采用多种研究方法,包括野外地质调查、岩心分析、地球化学分析和数值模拟等。

通过这些方法的综合应用,可以获取大量的研究数据,并对沉积相的形成和演化进行深入研究。

五、研究意义沉积相研究的意义主要体现在以下几个方面:1. 地质学研究:沉积相研究可以揭示地球历史的变迁和演化过程,为地质学研究提供重要依据。

2. 资源勘探:沉积相研究可以帮助确定潜在的矿产资源分布区域,为资源勘探和开发提供科学依据。

3. 环境保护:沉积相研究可以揭示环境变化的原因和过程,为环境保护和治理提供科学依据。

六、研究计划本研究计划将分为三个阶段进行:1. 阶段一:收集和整理相关文献,对沉积相的概念、分类和形成机制进行深入研究。

地质学情分析报告

地质学情分析报告

地质学情分析报告一、引言地质学是研究地球的物质组成、内部结构、地壳运动以及地球演化的科学。

通过对地质学的情况进行分析,可以更好地了解地球的形成和演化,为资源开采、环境保护、自然灾害预防等提供科学依据。

本报告将对地质学的情况进行综合分析,探讨其研究现状、发展趋势以及重要意义。

二、研究现状1.地质学的研究领域广泛,包括岩石学、地球化学、矿物学、构造地质学、沉积地质学、古生物学等。

这些领域的研究成果相互关联,提供了地球演化的综合认识。

2.地质学的研究方法不断创新,如地球化学分析技术、核磁共振成像技术、地震勘探技术等的应用,使地质学研究更加精确和深入。

3.地质学研究与其他学科之间的交叉融合也得到了广泛的关注。

地质学与地理学、生物学、气象学等学科的交叉研究为我们提供了对地球的多维度理解。

三、发展趋势1.环境地质学的兴起:随着环境问题日益严重,环境地质学的研究变得尤为重要。

环境地质学研究旨在探讨人类活动对地球环境的影响,为环境保护和可持续发展提供科学支持。

2.地球资源开发与利用:随着全球资源的日益枯竭,地质学在资源勘探、开发和利用方面的研究也越来越重要。

石油、天然气、矿产等地球资源的开发与利用需要地质学家的积极参与。

3.自然灾害预测和防治:地质学在地震、火山喷发、洪涝、滑坡等自然灾害的预测和防治方面具有重要的作用。

通过对地质过程和地质构造的研究,可以更好地预测和预防灾害的发生。

四、重要意义1.了解地球演化历史:地质学研究可以帮助我们了解地球的演化历史,认识到地球是一个复杂而长久的系统,从而更好地解答生命起源、生态环境变迁等基本科学问题。

2.提供资源开采依据:地质学研究为石油、天然气、矿产等地球资源的勘探提供科学依据,为资源开发和利用提供技术支持,促进经济的可持续发展。

3.环境保护和灾害防治:地质学研究对环境保护和自然灾害的防治具有重要意义。

通过研究地质过程和构造特征,可以更好地预测自然灾害的发生,并采取相应的防治措施。

储层地质学总结

储层地质学总结

储层地质学总结(总16页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除C 储层厚度与有效厚度答:储层厚度为单纯的储集层的厚度,其内可储集油气,也可储集水;而有效厚度为油气层的纯厚度,具有可动油,并在现有技术条件下可开采出来C 储层静态模型与预测模型答:储层静态模型为对某一具体油田(或开发区)一个或一套储层,将其储层特征在三维空间的变化和分布如实地加以描述而建立的地质模型。

预测模型为比静态模型精度更高的储层地质模型(给出井间数十米甚至数米的预测值)C储层静态模型与概念模型答:储层静态模型为对某一具体油田(或开发区)一个或一套储层,将其储层特征在三维空间的变化和分布如实地加以描述而建立的地质模型;储层概念模型为针对某一种沉积类型或成因类型的储层,把它有代表性的特征抽象出来,加以典型化和概念化,建立一种对这类储层在研究地区内具有普遍代表意义的储层地质模型。

C储层确定性建模与随机建模答:储层确定性建模对井间未知区给出确定性的预测结果,而随机建模则应用随机模拟方法,对井间未知区给出多种等可能的预测结果。

C储层和储层非均质答案:储层:能够储集流体并能使其在一定压差下渗流的岩石(层)。

储层非均质:储层分布及内部各种属性在三维空间上的不均一变化。

D地质储量与可采储量答:地质储量是指在地层原始条件下,具有产油(气)能力的储集层中石油和天然气的总量。

可采储量是指在现代工艺技术和经济条件下,能从储油层中采出的那一部分油(气)量。

D地层对比标志层与沉积旋回答:地层剖面上岩性特征突出、容易识别、分布稳定且厚度变化不大的岩层,为某一特定时间在一定范围内形成的特殊沉积。

沉积旋回是指纵向剖面上一套地层按一定顺序有规律的交替重复。

在沉积剖面上岩性有规律的变化(颜色、岩性、结构、构造等)称沉积旋回D地层孔隙流体压力与异常地层压力答案:地层孔隙流体压力:指作用于岩层孔隙内流体上的压力,又称地层压力。

常见的沉积岩实习报告

常见的沉积岩实习报告

一、实习目的通过本次实习,了解沉积岩的形成过程、特征及其在地质学中的重要性,掌握沉积岩的识别方法,提高野外地质观察和记录能力。

二、实习时间及地点实习时间:2021年X月X日至X月X日实习地点:某地质公园三、实习内容1. 沉积岩概述(1)沉积岩的定义:沉积岩是由外力作用,将母岩的风化产物、生物遗体等物质,经过搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。

(2)沉积岩的形成过程:沉积岩的形成过程可分为以下几个阶段:母岩风化、物质搬运、沉积、成岩。

(3)沉积岩的分类:根据沉积岩的物质来源、成因和结构,可分为碎屑岩、黏土岩、化学岩和生物化学岩。

2. 常见沉积岩的类型及特征(1)碎屑岩:碎屑岩主要由母岩的风化产物组成,具有明显的层理构造,常见的碎屑岩有砂岩、砾岩、粉砂岩等。

1)砂岩:砂岩主要由石英、长石等碎屑颗粒组成,具有明显的层理构造,颜色多样,硬度较高。

2)砾岩:砾岩主要由大小不等的砾石组成,砾石之间充填有砂、粉砂等细小颗粒,硬度较低。

3)粉砂岩:粉砂岩主要由石英、长石等细小颗粒组成,具有明显的层理构造,颜色较浅,硬度较低。

(2)黏土岩:黏土岩主要由黏土矿物组成,具有明显的层理构造,颜色较深,质地较软。

1)页岩:页岩主要由黏土矿物组成,具有明显的层理构造,颜色较深,质地较软。

2)黏土岩:黏土岩主要由高岭石、伊利石等黏土矿物组成,具有明显的层理构造,颜色较深,质地较软。

(3)化学岩:化学岩主要由溶解、沉淀、结晶作用形成的矿物组成,常见的化学岩有石灰岩、白云岩等。

1)石灰岩:石灰岩主要由方解石、白云石等矿物组成,具有明显的层理构造,颜色多样,硬度较高。

2)白云岩:白云岩主要由白云石、方解石等矿物组成,具有明显的层理构造,颜色多样,硬度较高。

(4)生物化学岩:生物化学岩主要由生物遗体、有机质和化学物质组成,常见的生物化学岩有珊瑚礁、贝壳岩等。

1)珊瑚礁:珊瑚礁主要由珊瑚、海绵等生物的骨骼组成,具有明显的层理构造,颜色多样,质地较硬。

沉积岩实验报告

沉积岩实验报告

沉积岩实验报告一、引言沉积岩是地壳中最常见的岩石之一,形成于地质历史长河中。

为了更好地理解沉积岩的形成机制和性质特点,我们进行了一系列的实验研究。

本实验报告将介绍实验的目的、方法、结果和讨论,并对未来研究提出建议。

通过这些实验,我们希望能够更深入地了解沉积岩的形成过程,为地质学的研究提供一定的参考。

二、实验目的本次实验的目的在于通过模拟地质过程,探究沉积岩的形成过程和原因,并研究沉积岩的物理和化学性质。

主要的实验目标如下:1. 了解沉积岩的形成机制,如沉积作用、固结作用、压实作用等;2. 探究沉积岩中不同沉积物的沉积特点以及它们对岩石性质的影响;3. 研究不同沉积岩的物理和化学特性,包括颗粒大小、孔隙度、水含量、化学成分等。

三、实验方法1. 沉积物样品收集:从不同地质地点收集不同类型的沉积物样品,包括砂、泥、火山灰等。

2. 沉积实验:在实验室条件下,利用模拟设备进行沉积实验,模拟沉积作用,并观察沉积物变化过程。

3. 粒度分析:采用激光粒度分析仪对样品进行粒度分析,推测颗粒大小分布情况。

4. 孔隙度测定:利用气体置换法或压汞法等实验方法,测定不同沉积岩的孔隙度。

5. 物化性质测试:利用X射线衍射、扫描电镜等仪器,对沉积岩样品进行物化性质测试,以了解其成分和结构特点。

四、实验结果1. 沉积物样品收集:我们分别从江河、湖泊、海洋、火山喷发地等地收集了不同类型的沉积物样品。

这些样品具有不同的颜色、质地和粒度特征。

2. 沉积实验:通过模拟设备模拟了沉积作用,并在实验中观察到了沉积物的颗粒沉积、堆积和固结的过程。

3. 粒度分析:经过粒度分析,我们发现不同类型的沉积物样品中颗粒的大小分布有一定的差异,其中,火山灰样品的颗粒更细。

4. 孔隙度测定:通过气体置换法,我们测定了不同沉积岩的孔隙度。

结果显示,孔隙度随着颗粒细化而增加,不同类型的沉积岩孔隙度也有所不同。

5. 物化性质测试:通过X射线衍射和扫描电镜测试,我们了解了沉积岩的结构和成分特点,发现沉积岩中不同矿物质的含量和排列方式会影响岩石的性质。

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研究生课程报告题目:有机成因白云岩:形成机制、特点及意义课程名称:沉积地质学任课教师:颜佳新姓名:学号:院(系):专业:20年月评语注:1、无评阅人签名成绩无效;2、必须用钢笔或圆珠笔批阅,用铅笔阅卷无效;3、如有平时成绩,必须在上面评分表中标出,并计算入总成绩。

有机成因白云岩:形成机制、特点及意义作者简介:摘要:碳酸盐岩是重要的油气储层,白云岩作为碳酸盐岩的重要一部分,其成因机制的研究具有重大的科学及经济意义。

但是,白云岩成因机制问题甚至是碳酸盐岩成因机制问题,在数十年、上百年间一直是争议不断、悬而未决的问题。

近年来,在白云岩成因研究方面又有了很多的新思路,有机成因白云岩取得很大突破。

本文将分别阐述。

有机成因白云岩的形成机制、特点及意义关键词白云岩;有机成因;微生物成因机制1 研究意义碳酸盐岩是重要的油气储层,全球50% 的碳酸盐岩储层产于白云岩中,北美碳酸盐岩中80%以上的油气储存在白云岩中[1]。

我国在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[2]。

因此,白云岩储层的成因机理及发育规律的探究,是碳酸盐岩油气藏勘探中不可忽视的重要课题之一。

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。

自200百多年前,就有学者开始研究白云岩的成因,至今也提出了相当多的模式,但都属于假说猜想,在一定范围内是适用的,而不具备普遍性。

近年来,不少学者在研究白云石沉淀的实验中加入了微生物因素,并取得了令人关注的成果。

但许多方面的研究仍然在探索之中。

同时,白云岩的研究,也是沉积学研究中的重大科学问题。

白云石是碳酸盐岩中常见矿物,广泛发育于前寒武纪碳酸盐岩中、且经常发现与微生物构造组合一起,然而在现代碳酸盐沉积物中却很少发现,并且无法在实验室低温环境下人工合成。

因此,白云岩的成因机制一直是困扰沉积学家的难题,即著名的“白云岩问题”[3]。

2 白云岩成因发展白云岩与灰岩一样,最早都被认为是原生沉积的。

因为白云岩与灰岩等其他沉积岩一样,都发育有良好的层状沉积构造,甚至与灰岩、泥质岩或蒸发岩等互层产出。

且在白云岩中同样可以发现生物化石。

但随着研究的深入,发现白云岩的形成可能与灰岩有所不同。

很可能是交代早期方解石或文石形成的。

具体可以分为原生沉淀和次生交代两个部分。

在20世纪下半页,一些学者相继在近代沉积环境中发现了所谓的原生白云岩,如波斯湾、波纳利岛、巴尔喀什湖东部阿拉库斯湾、巴哈马安德鲁斯岛、牙买加湾裙礁和西沙群岛的古近纪和新近纪生物礁等碳酸盐岩。

这就是原白云石的沉淀作用。

近年来的研究工作对原白云石直接沉淀的观点提出了质疑,认为这些原白云石并不是直接从水体中沉淀的。

而是富Mg 盐湖卤水交代早期碳酸盐矿物形成的,即便是最典型的考龙泻湖中的原白云石也是卤水交代文石形成的[4],并认为交代白云岩的形成演化大致可以分为3个阶段:①先期富Ca 碳酸盐岩沉积阶段,这是白云岩的前驱物;②白云岩化阶段,后期的富Mg 流体直接作用于早期含Ca 碳酸盐沉积物,或沿着地层不整合面、层序界面和孔隙等活动,或者是先前就存在的富Mg 地层流体在一定条件下(如埋藏)交代先期存在的灰岩或富Mg 方解石,使其发生白云岩化;③白云岩后期调整阶段。

白云石晶格和元素含量发生微调,使其向标准白云石方向演化,最终形成化学成分和晶体结构都接近“标准化”的白云岩。

近年来, 关于生物与白云石形成关系的研究已成为热点,并认为微生物的生命活动有利于白云石的形成。

白云石在实验室常温条件下或现代自然环境中不易沉淀,主要是由于受动力学因素制约,而微生物活动则能够克服这种动力学障碍,为白云石形成营造出有利的微环境[5-6]。

“‘白云岩问题’是一个动力学问题”。

围绕这个问题,科学家们通过研究给出了3个重要的影响因素[7-8]:(1)SO42-离子的影响,SO42-会与Mg2+形成MgSO4强离子对,不仅降低了环境中的Mg2+离子浓度,还会吸附到晶体表面,阻碍白云石晶体生长;(2)Mg2+的水化作用,Mg2+极易与水分子形成水合离子团,导致CO32-难以突破Mg2+离子表面的水分子层,阻碍Mg2+沉淀;(3)低CO32-活度,CO32-离子本身的化学活度低,导致白云石沉淀能利用的CO32-极少。

这些构成了白云石低温沉淀的化学动力学障碍。

这些障碍可以通过高温、海水稀释或一些碱性流体来克服,然而这些条件显然不会出现在广泛发育的古海洋沉积物中。

基于上述原因,科学家逐渐把目光聚焦于BSR反应和有机质生烃过程对沉积物中流体的影响,并发现在微生物存在的情况下,可以顺利克服这些障碍沉淀出白云石。

3 白云岩有机成因机制根据白云石形成过程分类,将微生物参与反应的环境分为需氧环境和厌氧环境两大类。

3.1 厌氧环境3.1.1 硫酸盐还原模式硫酸根离子存在时,一般情况下不会形成白云石沉淀。

那么降低硫酸根离子的浓度,一定会有利于白云石的沉淀[9-10]。

Vasconcelos等[11]利用硫酸盐还原菌在厌氧模式下,沉淀出有超反射结构的有序白云石。

其反应过程可用下列方程式表达:2CH2O(有机质)+SO42硫酸盐还原菌H2S+2HCO3-(1)此反应是在厌氧条件下进行,硫酸盐还原菌是必不可少的催化剂。

此反应消耗了SO42-离子,MgSO4强离子对中Mg2+被释放出来,溶液中Mg2+活度增大,反应生成HCO3-,增大了溶液碱度,在细菌细胞周围形成一个相对白云石过饱和的微区环境[12]。

同时,科学家们还发现细胞在代谢过程中,其表面组织结构和有机化合物能降低白云石的活化能[10]。

由于上述过程发生在代谢细胞表面,且细胞外聚合物(EPS)带负电能吸引阳离子,就使得白云石沉淀位置与细胞外聚合物(EPS)及细菌细胞有紧密联系[12]。

在真实自然环境中,有机质还会被其他微生物(如蓝细菌)氧化,反应会产生氨气,生成氨气又会迅速的被吸收反应,该过程增强了环境的碱度,有利于白云石的沉淀。

其系列反应式如下[7,13]:NHCO+H2O 蛋白质酶CO2+NH32NH3+CO2+H2O 2NH4++CO32-NH3++H2O NH4++OH-HCO3-+OH-H2O+CO32-反应1生成H2S,若孔隙流体中有Fe存在就会就会形成黄铁矿,也就是经常发现的与白云石共生的草莓状黄铁矿。

,其反应可表示为:15CH2O+ 8SO42-+ 2Fe2O3硫酸盐还原菌4FeS2 +7H2O + 15HCO3- + OH-自从科学家首次利用硫酸盐还原菌沉淀出白云石并被认可,众多学者[10,12,14,15]开展了硫酸盐还原菌培养实验,不仅都沉淀出了与自然环境中形态相似的白云石,在自然状态下也找到了类似模式的白云岩成因。

如图一图1 巴西Lagoa Vermelha 微生物白云岩的形成示意图3.1.2 产甲烷菌氧化生气模式在自然界中甲烷菌分布十分广泛,尤其喜欢生长在一些厌氧环境中,例如海底沉积物,河湖淤泥,沼泽地,水稻田以及人和动物的肠道,反刍动物瘤胃,甚至是植物体内等都有甲烷细菌存在。

它以含碳化合物作为电子受体进行厌氧呼吸,并只能在厌氧环境下生存,最终产生甲烷气。

其电子受体最常见的是二氧化碳和乙酸,也可利用其它含碳小分子有机物,如甲酸、甲醇、二甲硫醚和甲硫醇等。

目前,对于甲烷菌促进白云石沉淀的机理研究还较少,科学家们对此研究也观点不一。

有些对淡水条件下微生物促进白云石沉淀进行了野外观察和模拟实验。

他们发现,在观察带活动的微生物主要是铁还原细菌,其次是产甲烷菌。

有些则通过实验,进一步得出上述白云石沉淀发生在异化型铁还原菌停止活动,而利用乙酸的产甲烷古菌的新陈代谢活动繁盛以后。

在淡水低温环境下,产甲烷菌对白云石的沉淀有重要促进作用是确定的。

甲烷菌促进白云石沉淀的机理在海洋环境中则与淡水有所不同,主要表现为电子受体不同。

海洋环境中电子受体为二氧化碳,而在淡水环境中电子受体为乙酸。

其反应过程分别可用可用下列化学式表示[7,13]:海洋环境CO2+4H2 产甲烷菌CH4+2H2O淡水环境CH3COO-+H2O 产甲烷菌CH4+HCO3-由上述两个反应式可以看出,在淡水环境时,通过发酵作用,产生甲烷气和碳酸氢根离子,提高了溶液碱度,反应向有利于白云石的沉淀的方向进行。

而在海洋环境时,消耗了CO2,升高了环境ph值,也向有利于白云石的沉淀的方向进行。

同属厌氧环境,可以推测,当有硫酸还原菌存在时,硫酸盐还原菌又会把CH4当做代谢原料。

此过程已被科学家们所证实[16],一些学者运用荧光原位杂交(FISH)技术,发现了硫酸盐还原菌包裹甲烷氧化古菌的共生体,甲烷厌氧氧化作用(AOM)在其共同作用下完成。

一些科学家[17]认为,在硫酸盐还原带和甲烷生成带之间存在一个硫酸盐-甲烷过渡带(SMT)过渡带。

当生成的甲烷气体线上扩散至该带时AOM过程将氧化CH4,还原SO42-。

AOM反应可表示如下:CH4+SO42-HCO3-+HS-+H2O所以海洋环境中,消耗了CO2的同时生成的CH4被硫酸盐还原菌利用并且发生上述反应,生成碳酸氢根增加环境的ph值,有利于白云石沉淀。

3.2 有氧模式如前所述,厌氧细菌能够促进白云石的沉淀,同样的,好氧细菌在有氧条件下也可以促进文石、高镁方解石、白云石、单镁方解石等碳酸盐矿物的沉淀。

Sánchez-Román等在实验室中,利用嗜盐好氧细菌也成功沉淀出了白云石[7,18]。

他们认为这一过程依靠细菌新陈代谢增加pH值,提高碱度来促进白云石沉淀。

有机质在海洋含氧环境中,通过好氧微生物代谢作用,消耗含氮有机物(如蛋白质、氨基酸),释放NH4+和CO2。

反应过程可表示如下:C3O3H7N+2.5O2需氧微生物3HCO3-+2H2O+NH4++2H+该反应提高了环境ph值,在碱性环境下,HCO3-会与Mg2+或Ca2+离子沉淀为碳酸盐矿物。

Sánchez-Román等还计算出培养试验中,培养基中白云石和方解石的饱和指数分别为1.7和0.39,细菌细胞周围的微环境会更高。

当饱和指数大于1时,矿物会沉淀出来。

事实上Sánchez-Román等培养实验的最后产物为白云石和水菱铁矿。

4 有机成因白云岩特征近年来,随着对有机成因白云岩认识的不断加深,沉积学家们总结出了辨别有机成因白云石的一些特征。

McKenzie and Vasconcelos(2009)、李波等(2010)及由雪莲(2011)都曾做过详细总结[3,7,13]。

这些特征主要包括微形貌学和地球化学特征两方面。

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