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岩石学报 2006年第08期杂志 文档列表

含油气盆地成岩作用的科学问题及研究前沿2113-2122

摘要：1990年代以来成岩作用研究在国际沉积学中的地位已经发生重要转变，成岩作用研究群体或“共同体”已经初步形成。从岩石类型、地理-气候环境类型、成岩演化阶段、盆地类型等不同方面，本文概括和论述了成岩作用的知识体系，在此基础上提出了当今含油气盆地成岩作用的核心科学问题，即“盆地动力学过程控制的流体-岩石相互作用系统及其时空演变机制”。围绕该科学问题，并结合本专辑讨论的热点，进一步分析了成岩作用的盆地动力学背景、流体-岩石作用机制和分布、成岩圈闭和成藏条件、油气勘探开发应用等研究前沿及其存在问题，特别针对性地指出了我国含油气盆地成岩作用研究应该加大投入的领域．

川东三叠系飞仙关组白云岩锶含量、锶同位素组成与白云石化流体2123-2132

摘要：川东飞仙关组白云岩包括微晶白云岩、具原始结构的粒屑白云岩和结晶白云岩等3种主要的结构类型，其中结晶白云岩是重要的天然气储集岩。根据白云岩的锶含量和锶同位素组成，结合相关岩石学和地球化学资料，本文研究了白云石化过程中锶的迁移和相应的同位素变化。三种类型白云岩具有类似的锶含量，但其^87Sr/^86Sr比值均不同程度地高于同期海水值，锶在白云石和方解石（或文石）中分配系数的差别是影响白云石化过程中白云石锶含量最为重要的因素。不同流体中锶的混合方程计算表明：如果白云石化流体是大气淡水和海水的混合流体，则结晶白云岩的白云石化流体相当于94％的大气淡水和6％的海水混合，具原始结构的粒屑白云岩的白云石化流体相当于81％的大气淡水和19％的海水混合，微晶白云岩的白云石化流体相当于92％的大气淡水和8％的海水混合。但极低的锰含量、相对较高的锶含量和包裹体均一化温度等资料均不支持有94％的大气淡水参与了结晶白云岩的白云石化作用，其白云石化流体应是埋藏成岩过程中囚禁的近同期、但是非同期的海源流体，其来源可能与埋藏成岩过程中该时间段蒸发盐的溶解有关。锰含量、锶含量、^87Sr/^86Sr比值都表明具原始结构的粒屑白云岩和微晶白云岩的白云石化过程都存在大气淡水的介入，微晶白云岩的白云石化可能与潮坪环境的蒸发泵机理有关；具原始结构的粒屑白云岩的白云石化可能与混合水白云石化作用有关，这类白云岩分布于向上浅滩化旋回滩体的顶部，这是埋藏前或浅埋藏阶段大气淡水与海水混合白云石化作用最容易发生地带。

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义2133-2143

摘要：本文应用多种技术方法，对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析，根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明，它是早期成岩过程中，在超高压的大气CO2水平急剧下降的转折期，快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型：一是主要发生在海底沉积软泥中，在其成基质软混中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的MT构造；二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒（核）。简言之，MT碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下，由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐齿是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测MT丰度值和编制地球古大气圈CO2水平演化模或等．在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个MT碳酸盐岩发育高峰值期，证明全球古大气圈CO2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期，直到晚新元古宙末，全球雪球事件的发生．导致了MT碳酸盐岩的消失，其后，才进入显生宙的CO2低水平状态。MT醚酸盐岩具有重要的油气资源远景，应予以重视。

江汉盆地白垩系渔洋组砂岩的成岩作用及其热力学分析2144-2150

摘要：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。

沉积盆地成岩作用系统及其时空属性2151-2164

摘要：含油气盆地的勘探开发对认识沉积成岩作用和储层发育规律提出了很高的要求。然而，迄今为止沉积学家和石油工程师还很难如认识沉积过程及其结构那样认识盆地尺度或宏观尺度上成岩作用的时空分带。为此，本文探讨了成岩作用类型的时空属性和主控因素等理论问题，提出了成岩系统分级（类）的有关准则，试图以此探索成岩作用时空分布与演变研究的新思路。结合中国东、西部有关中-新生代沉积盆地实例分析，阐述了盆地域（尺度）、层序域、亚层序域、层内域等成岩作用系统的客观存在，并对盆地域、层序域成岩作用系统动力学研究的思路和方法作了进一步阐释。在盆地尺度上成岩作用的时空分布主要与盆地大地构造位置及其控制的温压场、物源、剥蚀-搬运气候背景、埋藏历史、水文体制叠置方式密切关联：层序域成岩作用系统的时空分异则主要取决于埋藏深度、层序结构与宏观物理-化学障、沉积体系（配置）、水文体制。研究认为，成岩系统的层次分析是认识不同类型沉积盆地成岩结构的重要基础，而对于确定的盆地类型而言，盆地尺度水文体制与流体-岩石相互作用研究是解析成岩作用时空属性的关键。成岩系统研究目前还面临许多关键问题亟待解决，如成岩系统及其边界奈件的划分；成岩作用系统关键要素及其制约机制的厘定；盆地尺度上精细构造演化和温压历史恢复；盆地流体属性和活动期次的准确鉴别；盆地尺度上成岩作用数值模拟和动力学过程研究。

中国油气盆地砂岩储层的成岩压实机制分析2165-2170

摘要：埋藏成岩作用理论认为碎屑沉积物的压实作用是由上覆岩柱的有效应力产生的，但该理论解释不了我国油气盆地砂岩储层的成岩作用特征。我国油气盆地复杂的地质条件导致碎屑岩成岩压实机制的多样性，它既有上覆岩柱引起的压实效应（静岩压实效应），也有盆地热流控制的压实效应（热压实效应）、地层流体性质影响的压实效应（流体压实效应）以及构造变形引起的压实效应（构造压实效应）。静岩压实效应、流体压实效应和热压实效应是沉积盆地中普遍的砂岩成岩作用现象；构造控制成岩作用贯穿于整个成岩过程，本文的构造活动指施加于岩石的构造变形作用，它引起的压实效应见于我国西部地区的油气盆地。物理模拟的实验结果表明静岩压实速率为0.013-0.138％／MPa，模拟温度提高，其压实速率变大。热压实效应具有深度加大，热效应压实量（或热效应压实速率）减小；以及盆地的地温梯度差距加大，热效应压实量（或热效应压实速率）增大的特点；在相同的地层温度（T）下。低地温梯度地区的砂岩孔隙度是高地温梯度地区的e^0.077-0.0042×T倍。流体压实效应具有粒级越粗。其压实效应越强；以及深度变大，一定岩性储层的流体压实效应变弱，而不同粒级之间储层流体压实效应的差距变大的特点。构造压实效应反映在多个方面，侧向构造挤压和基底隆升加快砂岩的压实进程，侧向构造挤压应力每增加1.0MPa，砂岩压实量平均增加0．1051％；而晚期构造推覆使下伏砂岩储层保持较高孔隙度。

长庆中部气田奥陶纪马家沟组储层成岩模式与孔隙系统2171-2181

摘要：长庆中部气田奥陶纪马家沟组马五1^1-马五4^1储层的主要成岩作用包括：（Ⅰ）准同生白云石化作用；（Ⅱ）白云石对小球状硬石膏结核（简称“膏球”）和板状硬石膏晶体的交代；（Ⅲ）石膏的溶解；（Ⅳ）自生石英、自生粘土矿物在白云石晶间生长；（Ⅴ）早期方解石的充填作用；（Ⅵ）晚期方解石的充填作用；（Ⅶ）钾石盐的充填作用；（Ⅷ）去白云石化作用。其中造成孔隙的是（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ），破坏孔隙的主要是（Ⅴ）、（Ⅵ）、（Ⅶ）、（Ⅷ）。最重要的成岩作用是（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）。主要的成岩模式有：云化-溶蚀型、云化-溶蚀-充填型、云化-解型、云化-交代-溶解型、云化-交代-溶解-早充填型、云化-交代-溶解-早充填-晚充填型、云化-交代-溶解-早充填-晚充填-钾石盐充填型。其中云化-溶解型、云化-交代-溶解型以及云化-溶蚀型是形成孔隙的主要成岩方式。主要的孔隙系统类型有5种：密球型、“球＋胀裂缝型”、“球＋晶间溶孔型”、晶模孔型、晶间溶孔型。其中，密球型、“球＋胀裂缝型”、“球＋晶间溶孔型”是最主要的孔隙系统类型。长庆中部气田马五段储层的发育首先受沉积微相控制，即膏球的发育；在此基础上还受成岩方式控制。膏球发育于马五1^1、马五1^2、马五1^3、马五3^3，尤其是马五4^1。白云石对硬石膏球的交代作用和石膏的溶解作用广泛发育于马五1^1、马五1^2、马五1^3、马五1^4、马五2^1、马五2^2、马五3^3、马五4^1地层中。早期方解石、晚期方解石和钾石盐的充填作用主要发育在马五1^4、马五2^1、马五2^2和马五4^1地层中，而在马五1^3、马五1^2地层中不发育。膏球在马五1^4、马五2^1、马五2^2不发育。所以，马五1^2、马五1^3、马五3^3是最好的储集层段。马五4^1、马五1^1是其次的储集层�

TSR对深部碳酸盐岩储层的溶蚀改造——四川盆地深部碳酸盐岩优质储层形成的重要方式2182-2194

摘要：四川盆地海相层系发现的大气藏都含或高含硫化氢，都发育一定厚度的优质储层，而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系，即气藏硫化氢含量越高，储层性质越好，气藏产能也越大。研究发现，在TSR（硫酸盐热化学还原反应）过程中，随着膏质岩类的溶解（为TSR反应提供SO4^2-），使储集孔隙初步得到改善；而TSR产生的硫化氢溶于水形成的氢硫酸，具有强烈腐蚀性，加速了储层中白云岩的溶蚀，形成孔隙极其发育的海绵状孔洞体系，并呈层状分布。电镜下可以清晰看到白云石晶面的溶蚀坑及溶孔中TSR产生的硫磺晶体。溶孔中自生碳酸盐的碳同位素在-10.3‰～-18．2‰，而地层碳酸盐的碳同位素在＋3.7‰～＋0．9‰，证实了TSR过程中有机-无机的相互作用，即有机成因烃类中的碳转移到次生碳酸盐岩中。包裹体分析表明，次生方解石中的包体富含硫化氢，且均一温度多数在160℃以上，具备TSR发生的温度条件；硫化氢和硫磺的硫同住素比地层硫酸盐的硫同住素偏轻8‰左右，是TSR作用的证据。因此高含硫化氢气藏的优质储层是在早期埋藏溶蚀作用的基础上。后期发生TSR及其形成的酸性流体对深埋碳酸盐岩储层再次进行深刻改造和强烈溶蚀作用的结果；同时可以运用硫化氢来预测碳酸盐岩优质储层的分布。

山东昌潍古近系原型盆地粘土矿物的成岩演化与古地温2195-2204

摘要：山东昌潍盆地形成于古近系的古新世-始新世早期（Ek-Es4），本文主要研究昌潍盆地的粘土矿物特征及其古地温。昌潍古近系（Ek-Es4）原型盆地的粘土矿物种类有：无序高岭石、伊／蒙混层矿物、伊利石和辉绿泥石（铁斜绿泥石）。利用粘土矿物温度计估算了盆地埋藏深度的古地温，探讨了古近系（Ek-Es4）原型盆地的成岩作用和有机质热演化阶段。研究表明：随着埋藏深度的增加，伊／蒙混层矿物（I／S）由无序向有序连续转变；高岭石的有序性、伊利石和绿泥石的结晶程度趋于增强。根据伊／蒙混层矿物（I／S）地温计获得盆地不同深度的成岩温度范围；成油深度约为3000-4000m±。现今地温与古地温的对比，显示盆地存在热异常，导致热异常的形成可能有以下几方面因素：（1）盆地曾经历过地壳抬升阶段；（2）盆地内有岩浆活动热事件发生；（3）盆地裂陷期的构造动力学作用导致古地温梯度过高。昌潍原型盆地较高的古地温梯度吻合于裂陷盆地构造动力学演化的模式。

惠民凹陷基山砂体成岩作用及对油气圈闭的影响2205-2212

摘要：惠民凹陷基山砂体成岩作用对岩性地层圈闭的形成具有重要的控制作用。通过砂体储层结构和成岩作用分析发现，半径在0．4μm-1．5μm之间的孔喉占累计渗透率贡献值达到90％。分析表明，基山砂体主要储集空间为次生孔隙，主要是由长石等陆源碎屑矿物蚀变而成的自生高岭石晶间微孔，其孔径与压汞分析测试值吻合较好，是与之对应的岩石主要储集空间。压实作用造成的岩石物性致密带和沿砂体边缘形成的碳酸盐胶结层，构成了成藏组合中的区域盖层和局部盖层。即受成岩作用控制，基山砂体层段内致密胶结层和次生孔隙带为油气圈闭提供了有效的储盖组合。这说明成岩作用可以作为相对独立的因素控制油藏的圈闭条件，成岩相研究是连接油藏、圈闭和成岩现象的基本桥梁。

准噶尔盆地中部超压封闭层的岩石学特征与封闭机理2213-2219

摘要：本文依据准噶尔盆地中部地区钻井地层压力实测数据，勾画出该区超压顶界面的空间分布形态以及超压封闭层的厚度；重点阐述了2口钻井超压封闭层的岩性构成、成岩作用机理和岩石学与岩石物性特征；通过对比研究，探讨了封闭层的封闭机理。研究表明该区超压顶界面为一个向南倾斜的曲面，横向上可穿过不同的地层层面。超压封闭层由一组砂泥互层的碎屑岩组成，厚度约166-250m，砂岩含量大于50％。砂岩封闭层已达到晚成岩A2亚期阶段，自生高岭石、石英次生加大和碳酸盐胶结作用发育，主要与中下侏罗统煤系烃源岩成熟演化过程中排出的大量有机酸溶解铝硅酸岩及其自生矿物有关。封闭层砂岩为致密储层，渗透率〈1．0md、孔隙度〈10％，由于其内发生了天然气充注，气毛细管封闭成为封闭层的主要封闭机理。

塔里木盆地奥陶系萤石成因及其油气地质意义2220-2228

摘要：塔里木盆地塔中45井上奥陶统发现以萤石层为储层的特殊类型油气藏。为了明确塔里木盆地奥陶系萤石成因及热液溶蚀储层形成时期，本文通过电子自旋共振测年、稀土元素、微量元素、激光拉曼、包裹体氢氧同位素、硫同位素等多种分析手段，对塔中45井区及巴楚-柯坪露头区奥陶系内萤石发育段进行了热液成矿、热液溶蚀与油气成藏关系的综合研究。目前，多数学者认为萤石形成于晚二叠世的岩浆期后热液，并相应存在一期海西期的热液溶蚀。此次研究表明，塔中45井区及巴楚-柯坪露头区的萤石成矿流体可能为低温大气淡水循环热液。塔中45井区断裂溶扩带充填萤石形成于晚燕山-喜马拉雅期，与海西期岩浆期后热液无必然联系；巴楚-柯坪露头区风化壳溶洞充填萤石形成于海西期，萤石成矿期与海西期火山活动热事件影响期匹配关系良好。由此推断，塔中45井区萤石成矿热液溶蚀作用发生于晚燕山-喜马拉雅期。

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机CO2气储层的岩石学与碳氧同位素特征2229-2236

摘要：海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机CO2气储集砂岩中含有大量片钠铝石，是查明无机CO2气注入对砂岩的改造和形成的自生矿物组合的理想砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、X-射线衍射分析和MAT253稳定同位素质谱仪等，确定了含片钠铝石砂岩中的胶结物与自生矿物类型、成岩共生序列和引起片钠铝石形成的CO2的成因。CO2气注入前形成的自生矿物组合主要为方解石、次生加大石英和高岭石，在次生加大石英形成过程中发生了第一期油气注入。CO2气注入晚于第一期油气注入，CO2气注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石。第二期油气注入发生在CO2气注入后。片钠铝石的δ^13C为-5．3- -1．5‰PDB，与片钠铝石平衡的δ^13CCO2为-10．7- -7．0‰PDB，与海拉尔盆地C02气的δ^13CO2值（-11．36- -8．02‰PDB）一致，表明形成片钠铝石的CO2和气藏中的CO2均来源于无机CO2与有机CO2混合背景，总体上以无机CO2为主。结合含片钠铝石砂岩与CO2气的分布都受控于深大断裂和啪花岗岩的特点，CO2气和形成片钠铝石的CO2绝大部分属于幔源-岩浆型。含片钠铝石砂岩中保存了CO2驱油的迹象。

加氢和TSR反应对天然气同位素组成的影响2237-2242

摘要：天然气形成过程中的加氢作用和TSR反应是有机一无机相互作用的重要方式。相邻水体和深部来源的氢，是天然气形成的重要氢源，塔里木盆地天然气的甲烷氢同位素组成明显表现出不同沉积水体对甲烷氢同位素的控制作用，大宛105～25井和阿克1井具有深部流体加氢的特征；TSR反应中硫同位素在不同反应阶段和反应过程具有不同的分馏特征，这种特征在四川盆地高含硫天然气中具有很好的表现，TSR反应硫同位素分馏一般小于20‰，而单体硫、黄铁矿和硫酸盐矿物等其它反应过程的产物硫同位素分馏不明显。

莺歌海盆地底辟带热流体突破的地层水化学证据2243-2248

摘要：地层水化学特征往往反映出盆地流体的成因和演化信息。莺歌海盆地地层水样品分析表明地层水矿化度可划分3个带，即非底辟带、底辟带上方常压段和超压段。非底辟带地层水矿化度接近于正常海水，而超压带为具有较低矿化度的NaHCO3型水。底辟带上方常压段地层水矿化度变化极大，与垂向断裂距离有关，越靠近垂向断裂的井往往具有更低的矿化度和更高的HCO3^-和CO3^2-离子浓度。在远离垂向断裂的底辟带侧翼或较浅地层（〈1200m）孔隙水接近正常海水，以MgCl2型地层水为主：而在毗邻于垂向断裂的浅部储层具有明显低的矿化度，与超压带流体相似，也具有较高的HCO3^-和CO3^2-离子浓度。这些观察结果反映垂向断裂为深部超压热流体突破的主通道，底辟带上方成为地层原生孔隙水（海水）与超压带内低矿化度热流体混合场所，地层水矿化度越低，说明来自深部超压热流体所占比例越大。不同压力地层中的水化学特征可以很好地用来识别流体运移路径和可能的水-岩反应。

《岩石学报》2007年征订启事F0004-F0004