碳酸盐岩的结构结晶
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碳酸盐岩引言:在第二次世界大战以后,由于在西亚地区的石灰岩和白云岩中发现了大量的石油,因而促进了现代碳酸盐沉积物的研究工作。
由于这些发现,石油工业部门感到对浅水碳酸盐的沉积作用、成岩作用和石化作用的基本知识的缺乏,于是展开对现代碳酸盐沉积环境的研究工作。
碳酸盐岩是重要的烃源岩和储集岩,在当前国内外的大油田中,碳酸盐岩占很大比例,据统计,在世界上储量在0.14亿吨以上的546个油田中,就数目而论,以碳酸盐岩为储集层者虽然只占总数的37.9%,但就储量而言,则占57.9%。
碳酸盐岩油气田的平均储量为2亿吨,而砂岩油气田的平均储量仅为0.9亿吨。
碳酸盐岩储集层不仅具有如上所述的高储量,而且往往具有极高的产能。
据统计,目前世界上共有9口日产量达万吨以上的高产井,其中8口属于碳酸盐储集层。
显然,碳酸岩储集层中的石油具有很大的经济价值,激励我们去了解碳酸盐岩作为储油岩所应具有的性质。
我国的碳酸盐岩油气田的勘探与开发有着悠久历史,如四川在碳酸盐岩地层中采气已经有两千多年历史,至今仍为我国重要的碳酸盐岩气田分布区。
此外,近年来在华北盆地老第三系和震旦亚阶至奥陶系中也证实了高产能碳酸盐岩储集层的存在,更进一步开拓了碳酸盐储集层在我国的广阔前景。
随着国内外对碳酸盐岩研究的日益深入,当前已从根本上改变了认为碳酸盐岩是单纯化学沉积的观点,绝大部分的现代海洋碳酸盐都是生物成因的。
与此同时,对碳酸盐岩含油性的研究和认识也获得了新飞跃。
碳酸盐岩孔隙空间特征在碳酸盐岩储集层中常见的和对油气储集作用影响较大的空隙类型,目前已知有以下几种。
①粒间孔隙:是指碎屑碳酸盐岩颗粒之间的孔隙,如内碎屑之间、生物碎屑之间、鲕粒直间的孔隙等。
其特征与碎屑岩的的粒间空隙相似。
碳酸盐岩的粒间孔隙一般是原生的,但也可以是次生的,如大颗粒之间的微晶基质的选择性溶解造成的粒间孔隙。
②粒内孔隙:组成碳酸盐岩的各种颗粒内部的孔隙,如骨屑、团块、内碎屑、鲕粒等颗粒内部的空隙。
第六章碳酸盐岩(Carbonate Rocks)学时:6学时基本内容:1、相关概念:碳酸盐岩、颗粒、内颗粒(异化颗粒)、外颗粒、内碎屑、鲕粒、藻灰结核、球粒、晶粒、生物格架、泥、胶结物、亮晶、叠层石、鸟眼构造、示底构造、缝合线。
沉积后作用、溶解作用、矿物的转化与重结晶作用、胶结作用、世代胶结、交代作用、压实作用、渗流粉砂、触点-新月型胶结、重力-悬挂胶结、贴面结合。
2、基本原理:碳酸盐岩的结构组分的类型及其含义、内碎屑的成因、鲕粒的成因、胶结物的特征、灰泥与亮晶方解石的区别、叠层石形态与水动力和关系、碳酸盐岩的研究方法。
3、基本内容:生物骨骼的主要矿物成分、生物骨骼的主要结构类型、常见生物门类骨骼的鉴定特征。
石灰岩的成分分类、石灰岩的结构分类、石灰岩的主要类型。
白云岩岩类学,几种主要白云石化的作用机理,白云岩的成因分类。
碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型及其特征,碳酸盐沉积物沉积后作用环境的成岩作用特征;碳酸盐岩成岩阶段及成岩环境的划分及其主要标志。
教学重点与难点:重点:碳酸盐岩的主要结构组分的特征、内碎屑的成因、鲕粒的成因、胶结物的特征、灰泥与亮晶方解石的区别。
石灰岩的结构分类及综合命名。
难点:内碎屑的成因、鲕粒的成因、灰泥与亮晶方解石的区别。
石灰岩的命名。
白云岩的生成机理。
碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型及特征、不同碳酸盐沉积物沉积后作用环境的成岩作用特征教学思路:从碳酸盐岩成分出发,先后介绍碳酸盐岩的结构组分(重点)和构造特征,重点讲解石灰岩的结构分类和白云岩的成因机理,继而介绍碳酸盐岩的主要类型,最后详细解释其沉积后作用的类型和作用方式(重点)。
主要参考书:1、冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十一、十二、十三、十四、十五章,石油工业出版社,1993.2、曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第三、九章,地质出版社,1986.3、冯增昭等主编《中国沉积学》第二、五、六、七、八、九、章,石油工业出版社,1994.4、冯增昭编著《碳酸盐岩石学及岩相古地理学》,石油工业出版社,1989.复习思考题:1、简述碳酸盐岩的化学成分和矿物成分?2、碳酸盐岩的主要结构组分有哪些?它们各自有什么含义?3、内碎屑有几种成因?不同粒级内碎屑的环境意义是什么?4、鲕粒有几种类型?它们形成需要什么样的水动力条件?5、说明碳酸盐岩中灰泥和亮晶方解石胶结物是怎样形成的?对比二者的异同。
碳酸盐岩岩石学特征如下:
物理特征。
碳酸盐岩的物理特征主要取决于其成分和结构,一般表现为坚硬、致密、不易溶解以及脆性等性质。
化学特征。
碳酸盐岩主要由碳酸钙组成,其结晶结构具有特殊的晶体结构,在天然条件下,碳酸盐岩晶体结构具有立方、正交和六方三种形式,其中最常见的为方解石和方解石-菱锌矿混晶。
岩石成因。
碳酸盐岩的成因主要取决于其沉积成因和变质成因。
此外,碳酸盐岩还具有良好的物理和化学特征,应用极为广泛,在建筑材料、水泥生产、环境保护等方面都能发挥重要的作用。