碳酸盐沉积环境及相模式讲课讲稿
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碳酸盐沉积环境及相模式中国地质大学(武汉)摘要碳酸盐岩在我国广泛发育,是重要的油气勘探层位,在研究古海洋沉积过程中具有重要作用。
我国的碳酸盐主要以海相为主,湖相也很常见。
碳酸盐是石油的优良储藏体,特别是白云石化后的碳酸盐储藏条件非常好。
而且在石油勘探过程中,主要以碳酸盐的相模式作为模型标准和和找油的依据。
所以研究碳酸盐的沉积相模式对于碳酸盐岩地层中的高效油气勘探和开发有着重要的作用。
目前,碳酸盐的相模式还不是非常的完善,各种相模式混乱,互为独立而又有相同的地方,没有明显的界线划分和分类。
导致相模式的标准和用词不尽相同,给油气勘探带来不便。
本文是在前人研究成果的基础上对碳酸盐的沉积环境和沉积相的模式进行一些详细的归纳分类,对碳酸盐的研究的现状总结。
关键词碳酸盐沉积环境沉积相模式边缘海碳酸盐缓坡碳酸盐台地作者中国地质大学地学院引言自上世纪中期以来,碳酸盐盐沉积学研究取得了巨大的进展。
这些进展主要是通过对现代碳酸盐沉积物研究开始的,然后将今论古推广到古代的碳酸盐岩,如碳酸盐的成岩作用、碳酸盐沉积相模式和白云石化的储存能力等。
碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是碳酸盐储层沉积学中的重要性并没有引起人们足够的重视。
众所周知,碳酸盐岩与陆源碎屑岩的重要差别之一是其对于成岩作用的敏感性,如沉积碳酸盐在经历复杂的成岩作用之后,岩石原有的固体部分和被流体占据的部分可以完全颠倒,即沉积时的粒屑会全部转变成孔隙,而沉积时的粒间孔隙则全部转变成胶结物。
次生孔隙作为碳酸盐岩的惟一储集空间的现象在碳酸盐岩中屡见不鲜,但这种现象在碎屑岩中却十分少见。
可见碳酸盐的成岩作用在其储集空间演化中所具有的特殊重要性。
在碳酸盐的石油勘探过程中,碳酸盐里面是否有石油首先得看碳酸盐的储藏条件。
1海洋碳酸盐的沉积环境和沉积作用1.1沉积环境①温暖、清洁、透光的浅水海洋环境现代海洋碳酸盐沉积,主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带,如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。
第十二章碳酸盐沉积环境及相模式第一节海洋碳酸盐沉积环境特点一、温暖、清洁、透光的浅水海洋环境现代海洋碳酸盐沉积,主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带,如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。
上述地带钙藻大量繁殖,珊瑚礁发育,局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。
而在南北纬度40°之间的深海盆地底部,有大量浮游生物碳酸盐沉积。
这些现代海相碳酸盐产出环境,不仅是温暖、浅水,而且是清水环境,如加勒比海的三大碳酸盐滩,远离密西西比河口自西来的沿岸流,这就避开了大量细碎屑沉积物的注入;我国广西北海水域的涠洲岛和海南岛南端的三亚市的滨浅海域,同样远离粘土及粉砂的供给区而以沉积碳酸盐为主。
除造钙生物提供的骨骼,现代热带浅海碳酸钙沉积与藻类活动有关。
据金斯伯格(R. N. Cinsburg,1975)的资料,现代热带浅海小于10-15m水深的海域,所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍,主要与这一水域的绿藻海松科及蓝绿藻特别丰富有关,由于藻类的光合作用,需要从海水中吸收大量CO2,从而促使海水中的CaCO3过饱和,沉淀出文石质灰泥来,而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主要提供者,因此藻类繁生可以提供大量碳酸盐沉积物,而它的生活需要一个温暖浅水清洁透光的环境。
如果海水浑浊,不仅妨碍光合作用,阻止钙藻的生长,另外悬浮的粘土可以堵塞许多底栖无脊椎动物的摄食器官,使这些动物不能繁衍,也妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生,故浑水对碳酸盐的生成起着抵制作用。
海水太深,阳光不足,氧气不够,对藻类和底栖无脊椎动物生长不利;位于CCD面之下的深海水域,水压大,溶解CO2多,CaCO3不饱和,因此深水不仅不会有大量原地碳酸盐沉积物的直接产生,而且对已堆积的碳酸盐沉积物有强烈溶解作用,部分深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层具几丁质表面保护层的浮游生物(如颗石藻、抱球有孔虫、翼足类等)和浅水陆棚区以浊流方式搬运来的灰泥或粉屑供给。
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式(Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate ) 学时:3学时基本内容:①基木概念:陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘;②棊本原理:碳酸盐岩沉积环境,Irwin (1965)陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征,Laporte (1967)和Young等(1972)的潮汐作用模式及其各相带特征,Wilson(1975)的综合模式9个相带名称,湖泊碳酸盐沉积特征,生物礁的一般特征及其分类。
重点:陆表海、陆缘海、生态礁的概念;代表性的碳酸盐沉积模式,如Irwin (1965) 陆表海清水沉积作用模式,Laporte (1967)和Young等(1972)的潮汐作用模式。
教学路思路:通过与碎們岩沉枳环境的対比來介绍碳酸盐岩沉枳环境的主要特征,然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式,重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式,如kwin (1965)陆表海清水沉积作用模式,Laporte (1967)和Young筹(1972)的潮汐作用模式,同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。
简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及英特征,生物礁的一•般特征及其分类。
在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。
主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章,石油工业出版社,1993.②M.M.阿斯兰尼等著,冯增昭等译,《石汕地质学译文集》笫四集,碳酸盐岩沉积环境, 科学出版社,1980.③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》,石汕工业出版社,1989.④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》,地质大学出版社,1989.⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章,石油工业出版社,1994.⑥何幼斌编^Sedimentary Petrology^ (英文辅助教材)第十一章,江汉石汕学院,2003.复习思考题:①人规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件?②什么叫陆缘海?什么叫陆表海?如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史吋期的演化?为什么我们现在见到的主要是陆缘海,而没有陆表海?③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及英与生油、储油条件的关系。