古地理学报
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古地理学报
2012年 14卷 1期
刊出日期 2012-02-01
“白云岩成因与油气储集层”专题
岩相古地理学及沉积学
地球化学及沉积环境
古地理学与矿产资源
“白云岩成因与油气储集层”专题
1 梅冥相
从3个科学理念简论沉积学中的 “白云岩问题”*
作为碳酸盐岩的重要类型，白云岩的成因机理和时空分布规律，一直是沉积学重要的研究主题之一。沉积学家已经建立了众多的白云石化模式，并用来解释各种白云岩的成因。然而，白云石在地表条件下的形成过程和机理，一直没有得到实验室条件下的模拟和证实，所以白云岩的成因就成为沉积学的难题，即沉积学中的 “白云岩问题”。白云岩形成的作用被简称为白云石化作用，同时作为碳酸盐岩成岩作用机制的类型之一，代表了科学理念的第1个变化；立足于前寒武纪白云岩原生沉积组构的精美保存，从早先的 “原生白云石沉淀”的假设到后期的 “拟晶白云石化作用”模式的提出，代表了科学理念的第2个重要变化；微生物作用有助于白云石沉淀而出现的 “微生物白云石化作用”的模式，似乎代表了沉积学家对沉积学中的 “白云岩问题”的探索和研究之中的第3个重要的科学理念进步。追逐上述科学理念的变化和进步，将会更加深入了解科学家们对 “白云岩问题”研究和探索的重要进展。
2012 Vol. 14 (1): 1-12 [摘要] ( 2022 ) [HTML 1KB] [PDF 8657KB] ( 807 )
13 强子同 曾德铭 王兴志 吴仕玖
川东北下三叠统飞仙关组鲕粒滩白云岩同位素地球化学特征*
川东北地区下三叠统飞仙关组为浅海碳酸盐岩夹泥页岩与蒸发岩序列，而在碳酸盐岩台地边缘通常发育一些白云石化的鲕粒滩。这些鲕粒滩白云岩储集层是川东北地区主要的产气层，一些学者认为该套白云岩为大气淡水与海水的混合水白云石化成因，另外一些学者将其视为回流—渗透白云石化成因。飞仙关组鲕粒滩白云岩稳定同位素氧值一般为-6.73‰～-3.65‰(PDB)，平均值为-4.89‰(PDB)（罗家寨地区为-10.81‰(PDB)），稳定同位素碳值一般为+0.57‰～+3.00‰(PDB)。对基质和孔洞中充填的鞍状白云石和亮晶白云石胶结物而言，稳定同位素87Sr/86Sr值为0.70735～0.70800。这些有关鲕粒滩白云岩的数据表明白云石化作用是在埋藏条件下进行的。在测定流体包裹体的均一化温度后，计算出白云石化流体稳定同位素氧成分(δ18O白云石-δ18O水=［3.2×106 T-2］-1.5，来自 Friedman 和 ONeil（1977）)，其平均值约为+4‰(SMOW)。根据流体稳定同位素氧、碳成分与海水蒸发时流体盐度的正相关性，计算出流体δD平均值约为+25‰(SMOW)。流体包裹体盐度测定表明，白云石化流体是一种超盐度卤水，其盐度是海水的数倍，白云石化的温度为90～130℃。由于下三叠统鲕粒滩白云岩的稳定同位素氧和碳成分与上二叠统生物礁白云岩的稳定同位素氧和碳成分类似，因此，它们的白云石化流体很可能是同一来源。然而，这一结论还有待于进一步研究。
2012 Vol. 14 (1): 13-20 [摘要] ( 2076 ) [HTML 1KB] [PDF 1378KB] ( 858 )
21 乔占峰, 沈安江, 郑剑锋, 胡杰, 吴兴宁, 陆俊明
塔里木盆地下奥陶统白云岩类型及其成因*
下奥陶统白云岩是塔里木盆地最现实的重点勘探领域。文中在分析塔里木盆地早奥陶世构造、沉积及古气候等地质背景的基础上，以前人对白云岩的结构分类为基础，从白云岩发育产状出发，将塔里木盆地下奥陶统白云岩划分为灰岩中零散白云石、灰岩中斑状白云石、层状白云岩和沿断裂分布白云岩4类，白云石含量层位上自下而上具有总体减少的趋势。各类白云岩在岩石学特征和发育分布上具有较为明显的差异，局部可重叠出现。灰岩中零散白云石和斑状白云石的岩石学和地球化学及发育分布特征均反映其主要由浅埋藏白云石化作用形成；层状白云岩和沿断裂分布白云岩形成于中深埋藏白云石化作用；各类白云岩的产状特征差异受控于沉积期海平面变化、海水性质及埋藏条件等因素。沿断裂分布白云岩的形成和分布与断裂密切相关，是重要的储集岩石类型。白云岩储集层的形成主要是后期改造的结果，埋藏白云石化作用并未对大规模白云岩储集层的形成起到建设性作用，伴生或后期流体再运移导致的溶蚀作用为其主要成因。
2012 Vol. 14 (1): 21-32 [摘要] ( 2311 ) [HTML 1KB] [PDF 7445KB] ( 717 )
33 刘玲 朱井泉 由雪莲 何凯
塔里木盆地柯坪地区中上寒武统白云岩沉积微相*
在塔里木盆地西北缘柯坪地区的蓬莱坝剖面发现一套完整的寒武系白云岩地层，对其进行了系统的野外测量、岩性描述、样品采集和镜下观察，作出了完整的地层岩性沉积相综合柱状图，并对其进行沉积相、亚相和微相的分析。在该剖面中，识别出1种相——碳酸盐岩台地相，并进一步分为3种亚相和6种微相，分别为：开阔台地亚相（开阔潮坪、颗粒滩）、局限台地亚相（局限潮坪、潟湖）、蒸发台地亚相（蒸发潮坪、膏盐湖）。提出了适合该地区的3种碳酸盐岩台地模式：开阔台地亚相模式、局限台地亚相模式和蒸发台地亚相模式。这3种台地中发育的2种微相都交互沉积，呈现一定的韵律。研究区寒武系各组的沉积相在纵向上的演化反映了海平面先升后降再升的趋势。
2012 Vol. 14 (1): 33-43 [摘要] ( 2435 ) [HTML 1KB] [PDF 6856KB] ( 784 )
45 李红, 柳益群, 梁浩, 周小虎, 焦鑫, 刘洪福, 杨锐, 雷川
新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组湖相白云岩成因*
新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组发育湖泊背景下的白云岩、灰岩、黑色泥岩、页岩及碎屑岩的互层沉积。白云岩主要有两类：一类为粉—泥晶白云岩，主要由含量约70％的泥晶白云石和含量约30％的粉晶白云石构成，白云石有序度为0.48，扫描电镜下主要有菱形、他形、球状和管状4种微形态，自形程度较好的菱形晶体多为含铁白云石；另一类为方沸钾长白云岩，主要由晶粒为0.08～0.35mm的细粒方沸石、泥晶钾长石（透长石）、泥晶白云石和铁白云石构成，个别为粗晶白云石，白云石有序度0.58。与粉—泥晶白云岩中的白云石相比，方沸钾长白云岩中的白云石以高的铁、锰含量为特征，扫描电镜下多为半自形的菱形晶体。两类白云岩中白云石的有序度均较低，且均为富Sr白云石，内部均缺乏次生交代证据。通过对两类白云岩成分、微量元素及稳定同位素的差异性分析，认为尽管两类白云岩都形成于浅—半深湖相强还原沉积环境，但是它们的形成机制有所不同，粉—泥晶白云岩具有原生沉淀白云石的特征，其中球状及管状的白云石可能与微生物吸附作用有关，而他形及菱形的白云石为直接沉淀的原生白云石；另一类方沸钾长白云岩中的白云石及铁白云石可能与湖底热泉的喷流沉积作用有关。
2012 Vol. 14 (1): 45-58 [摘要] ( 2717 ) [HTML 1KB] [PDF 5158KB] ( 1278 )
59 郭强, 钟大康, 张放东, 刘新刚, 范凌霄, 李君军
内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统湖相白云岩成因*
早白垩世，白音查干凹陷处于强裂陷伸展环境，并具有高地热异常。在此背景下，该凹陷发育一套仅限于深湖—半深湖相的、富含铁白云石、钠沸石和泥级长石（钠长石、钾长石）等特殊矿物成分的白云岩。该套湖相白云岩受北东向同沉积断裂控制，主要分布于凹陷北部陡坡带和湖盆中央断裂带的下降盘处，沿断裂呈线性展布。白云岩中的白云石多以铁白云石为主，并与钠沸石、长石、重晶石、水镁铁石等低温热液矿物共生，其结构可分为泥晶结构、微晶结构和中—细晶斑块状结构（多元矿物组合）3种。此外，白云岩的岩石组构还具有明显热水沉积特征，包括纹层状构造、热水碎屑结构、星散状构造、同生塑性变形、网脉状构造。综合以上初步分析，认为研究区湖相白云岩为深部热液参与并发生沉积作用形成的，即热水沉积白云岩。
2012 Vol. 14 (1): 59-68 [摘要] ( 2547 ) [HTML 1KB] [PDF 4468KB] ( 968 )
69 张杰, 寿建峰, 文应初, 王一刚, 胡安平
去白云石化作用机理及其对储集层的改造*
去白云石化作用在地层中普遍发育，但对其形成环境、影响因素、形成机理以及对储集层的作用等的认识一直存在争议。文中分析了去白云石化的识别标志，从是否保留原始晶形、产出状态及形成环境以及成岩作用中的表现形式3个方面对去白云石化作用进行了详细的分类。去白云石化形成环境广泛，从近地表受大气淡水影响的环境，直到浅埋藏、深埋藏等环境，甚至表生矿床、湖相环境中都可以发育去白云石化。影响去白云石化的因素主要有：原始白云石的化学成分与物性、有序度、流体性质（包括流体中SO2-4浓度、Ca/Mg值、温度、CO2分压和pH值等）以及原始白云石是否含Fe等。利用阴极发光与地球化学分析等手段，可有效界定近地表、海水与淡水混合以及埋藏等不同环境下去白云石化的形成机理。去白云石化的过程可以被分为两个步骤：（1）白云石的溶解；（2）方解石的沉淀。这两个步骤可能仅发生其中之一或前后顺序不同。去白云石化多从白云石晶体核心或边缘与核心之间的界面处开始，这是由于这些地方在白云石生长过程中有缺陷或Ca含量较高。去白云石化可以被认为是Mg2+逐渐释放的过程。方解石—白云石—溶液体系的研究有助于探讨方解石、白云石之间相互转化的条件及影响因素。近地表去白云石化常常与膏盐溶解和渗流带/潜流带大气淡水有关。横向上连续分布的去白云石化地层可指示不整合面。研究去白云石化作用产物的特征，可以反映成岩作用期次及流体来源。去白云石化可增大溶模孔和晶间隙，改善储集性能，但去白云石化贡献的孔隙多与后期淋滤有关，如果缺乏后期淋滤，晚期埋藏形成的去白云石化方解石对于储集层孔隙是破坏性的。
2012 Vol. 14 (1): 69-84 [摘要] ( 2062 ) [HTML 1KB] [PDF 3542KB] ( 903 )
岩相古地理学及沉积学
85 李文厚, 陈强, 李智超, 王若谷, 王妍, 马瑶
鄂尔多斯地区早古生代岩相古地理*
鄂尔多斯地区早古生代沉积了一套以海相碳酸盐岩夹碎屑岩为主的沉积建造，沉积厚度巨大，沉积类型多样，可以划分为海岸沉积、碳酸盐岩台地沉积、台地边缘沉积和深水斜坡—海槽沉积4大沉积类型以及数个亚相和微相，并对各个沉积相带的沉积特征和时空展布进行了归纳和总结。在此基础上，编制了早古生代岩相古地理图1套。岩相古地理研究表明，早寒武世仅在鄂尔多斯西南缘环陆发育了一套泥砂坪、泥云坪沉积；中寒武世海侵扩大，广大的鄂尔多斯中东部逐渐由砂泥坪发展为局限—开阔台地沉积，在其西缘发展为台地边缘—深水海槽沉积；晚寒武世开始海退，中东部主体演变为局限台地云坪沉积，而西侧的深水斜坡—海槽则继续发育。早奥陶世鄂尔多斯主体为一古陆，仅在东南缘形成环陆泥云坪和云灰坪相沉积；中奥陶世的大规模海侵使鄂尔多斯大部地区形成了广阔的浅水陆表海沉积，在陕北凹陷发育膏盐湖沉积，向外依次发育局限台地和开阔台地沉积，中奥陶世晚期西南侧开始发育台地前缘斜坡—深水海槽沉积；晚奥陶世的加里东运动使鄂尔多斯整体抬升为陆，仅在西南缘的狭窄海域接受沉积，由碳酸盐岩台地很快过渡为深水斜坡—海槽沉积，并在南缘发育生物礁建造，形成陆缘海型镶边台地沉积。
2012 Vol. 14 (1): 85-100 [摘要] ( 2235 ) [HTML 1KB] [PDF 2348KB] ( 811 )
101 刘晓, 张元动, 周传明
浙西北上奥陶统文昌组和堰口组沉积特征及其意义*
晚奥陶世赫南特期是地史上的一个重要转折时期，在这一短暂的时期内发生了生物大灭绝、全球性冰川和全球性海平面剧降等事件。在南半球冈瓦纳大陆上以北非为中心的大陆冰盖急剧扩增，在国外许多地区和块体上常有冰碛岩和海退序列报道，但中国对该时期地层的沉积学研究还不多。浙西北地区晚奥陶世的文昌组和堰口组为一套海退型沉积，上段发育有华南该时期一套独特的砾岩和含砾砂岩沉积，根据该沉积及上下地层所含的笔石动物群分析，该套砾岩层的层位相当于赫南特阶Normalograptus extraordinarius笔石带，在形成时间上与奥陶纪末的全球冰川事件一致。当前研究表明，这套砾岩代表水下河道沉积，其砾石主要来自东南侧的华夏古陆。文昌组和堰口组砂岩成分统计分析显示，文昌组和堰口组的物源区具有再循环造山带性质，且砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低，与华夏古陆构造隆升紧密相关。文昌组和堰口组的沉积序列可与北非、中东、英国、瑞典、捷克等地的同期序列进行对比，是赫南特期全球性冰川事件在华南的响应证据。
2012 Vol. 14 (1): 101-116 [摘要] ( 2885 ) [HTML 1KB] [PDF 5740KB] ( 874 )
地球化学及沉积环境
117 陈强, 张慧元, 李文厚, 郝松立, 刘卓
鄂尔多斯奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义*
鄂尔多斯古生代海相地层沉积厚度巨大。鄂尔多斯奥陶系碳酸盐岩的碳氧同位素组成受后期成岩作用影响较小，基本保留了原始海洋的同位素组成： δ13C值分布于-7.30‰～2.26‰之间，均值-0.30‰；δ18O值分布于-13.14‰～-1.94‰之间，均值-6.38‰，碳氧同位素组成与全球基本一致。区域上，鄂尔多斯西缘具有相对较高的δ13C值，南缘次之，而东缘最低。纵向上，碳同位素组成逐渐增重，并在中晚奥陶世发生明显的正向偏移，δ13C均值由马家沟组的-0.36‰增加到平凉组的0.15‰，至背锅山组增加至0.68‰。碳同位素的区域分布差异表明鄂尔多斯西缘水体相对较深，南缘次之，东缘相对较浅，由早奥陶世至晚奥陶世水体逐渐加深，碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。鄂尔多斯西南缘中晚奥陶世碳同位素组成的正向偏移，标志着较高的生产力和有机碳埋藏率，具有重要的石油地质学意义，西南缘的平凉组/乌拉力克组和背锅山组是下古生界最重要和有效的烃源岩层。
2012 Vol. 14 (1): 117-124 [摘要] ( 2736 ) [HTML 1KB] [PDF 1251KB] ( 860 )
125 刘春莲, 杨婷婷, 吴洁, 夏斌, 黄毅, 张素青
珠江三角洲晚第四纪风化层稀土元素地球化学特征*
珠江三角洲地区上更新统与全新统之间广泛发育1层杂色黏土，其成因多认为主要是由上更新统沉积物在末次冰盛期暴露于地表风化而成。对取自珠江三角洲3条钻孔（PRD09、PRD16和PRD17）的岩心样品分析表明，受风化作用的影响，其稀土元素含量和分异特征发生了较明显的变化。杂色黏土层的稀土总量大大低于下伏沉积物，而在邻近风化层的下伏沉积物中稀土元素却表现为明显富集，尤其是重稀土元素的富集。风化作用强度较大的PRD09孔和PRD17孔下伏沉积物中的稀土富集程度高于风化作用强度相对较小的PRD16孔。珠江三角洲在末次冰盛期时普遍发育的酸性介质条件，促进了风化层的稀土元素发生溶解和迁移。在风化过程中，由于轻、重稀土元素具有不同的溶解迁移能力和吸附能力，导致杂色黏土层的REE指标值（LREE/HREE、(La/Gd)N和(La/Yb)N）高于下伏沉积物。风化过程对Ce、Eu异常有一定的影响，但不十分明显，杂色黏土层的Ce、Eu异常值仅略低于下伏沉积物。
2012 Vol. 14 (1): 125-132 [摘要] ( 2082 ) [HTML 1KB] [PDF 1179KB] ( 669 )
古地理学与矿产资源
133 臧士宾 崔俊 郑永仙 许文梅 魏金星
柴达木盆地南翼山油田新近系油砂山组低渗微裂缝储集层特征及成因分析
通过岩心观察、薄片鉴定并借助X衍射全岩矿物分析，对柴达木盆地南翼山油田新近系油砂山组储集层特征进行分析。该区岩石中泥质含量高，岩性复杂，可划分为泥岩、碳酸盐岩、砂岩和混积岩4种类型。储集层中发育粒间孔、溶蚀孔、微孔隙和微裂缝等，形成了具有双重孔隙介质的储集空间特征。微裂缝是该区主要渗流通道，而微孔隙是主要储集空间，储集层物性总体较差。该区微裂缝类型包括构造缝、溶蚀缝和成岩缝。储集层岩石纹层发育，砂质纹层和泥灰质纹层交互出现，沉积和成岩作用过程中岩石受力不均衡、碳酸盐矿物的溶解以及泥岩收缩是形成微裂缝的主要原因。该区储集层物性受压实作用明显变差，溶蚀和胶结作用同时存在，对储集层物性影响较大。储集层岩石毛管压力曲线由近似垂直的斜线段和近似水平的曲线段两部分组成，中间存在较为明显的拐折点。斜线段反映了微裂缝特征，近似水平曲线反映了微孔隙特征。利用毛管压力曲线求取的排驱压力和平均孔喉半径无法真实地表述此类微裂缝储集层的孔隙结构特征，提出了有效孔喉半径概念，可以合理表述该区微裂缝储集层孔隙结构特征。
2012 Vol. 14 (1): 133-141 [摘要] ( 2188 ) [HTML 1KB] [PDF 3308KB] ( 759 )

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