11第十一章碳酸盐岩概论2
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(二)碳酸盐岩的结构分类和命名1、结构分类主要以粒屑、胶结物、基质三种组分进行结构分类,按每种组分的相对百分含量,划出岩石类型,再此基础上,再据粒屑类型作进一步细分,并予以综合分类命名。
2、结构命名原则(1)采用<10%、10-25%、25-50%、>50%的几个界线。
(2)若粒屑<10%就不参加定名;粒屑10-25%为含粒屑xx岩;粒屑25-50%,则叫粒屑xx岩;粒屑>50%者叫xx粒屑岩。
(3)命名原则是含量多者在后,少者在前。
以灰岩具体说明(1)粒屑总量>50%时,以粒屑的名称作为主要结构名称,以胶结物(或基质)为次要结构名称。
将“次要”+“主要”结构,二者构成岩石总结构名称。
a、某种粒屑在粒屑总量中占有优势时,可直接以此粒屑名称作为主要结构名称,其它少量粒屑不参加命名。
示例:砂屑51%、生物9%、亮晶8%、泥晶32%,定名—泥晶砂屑灰岩。
b、有两种含量近似的粒屑联合在粒屑总量中,占优势时,则以该两种粒屑联合作为主要结构名称。
采用少者在前,多者在后命名之。
示例:鲕粒30%、生物36% 、砂屑9%、亮晶25%,定名—亮晶鲕粒生物灰岩。
c、粒屑中没有那一种含量占优势时,则主要结构名称统称为“粒屑”。
示例:生物22%、鲕粒25%、砂屑20%、泥晶25%、亮晶8%,定名—泥晶粒屑灰岩。
(2)粒屑总含量为25-50%,粒屑作为次要结构名称,基质作为主要结构名称以主要在后,次要在前进行命名。
a、粒屑:其中一种含量在25-50%时,便以此为次要结构名称。
示例:砂屑40%、鲕粒5%、粉晶55%,定名—砂屑粉晶灰岩。
b、粒屑中没有那一种含量在25-50%者,而其总含量达到时,采取少者在前,多者在后命名。
示例:鲕粒22%、砂屑20%、泥晶8%、粉晶50%,定名—砂屑鲕粒粉晶灰岩。
(3)粒屑含量为10-25%时作为次要结构名称,以基质作为主要结构名称,二者组合起来,采用少者在前,多者在后,构成岩石的总结构名称,并在次要结构名称之前冠以“含”字表示。
第十一章变质岩的基本特征第一节变质作用和变质岩的基本概念副变质岩:原岩为沉积岩。
二.变质作用因素主要指引起岩石发生变质作用的外部因素,主要是温度、压力、以及具化学活动性的流体。
(一)温度变质作用中,温度是一个很重要的因素。
大部分变质作用是在温度升高的情况下发生。
1.促使矿物重结晶。
从而使原岩的结构和构造发生改变,而岩石矿物组分基本不变,如石灰岩重结晶成大理岩。
2.促进变质反应的进行。
使组分重新组合,致使矿物成分和结构、构造都发生改变。
如:吸热Al4[Si4O10](OH)8 2Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O高岭石放热红柱石石英吸热KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2 Al[AlSiO5]+K[AlSi3O8]+H2O白云母石英放热矽线石钾长石引起变质作用的热源:1)岩浆熔融体所带来的热。
2)地热。
一般30℃/km3)构造运动所产生的热。
4)岩石中所含放射性元素蜕变放出的热。
5)地幔深部熔融体的重力分异,产生上升的热流。
变质作用温度下限,根据浊沸石等开始出现,大约在180—230℃;上限根据熔融实验确定的温度,约为700—900℃。
(二)压力可分为均向压力(负荷压力)、流体压力和定向压力(应力)。
1.均向压力(静水压力)以P l表示。
一般指地壳一定深处岩石所承受的上覆岩层的重力。
因而均向压力是深度和上覆岩层密度的函数。
平均为0.027GPa(0.27Kb)/km。
在一定温度下,由于均向压力的增加,往往形成密度较大,分子体积较小的矿物,如:1002.流体压力3.定向压力(应力)主要指由构造运动或岩浆活动所引起的侧向挤压力。
1)岩石在定向压力的作用下,当超过其弹性极限时可发生变形。
2)在定向压力的参与下还可引起变质岩中某些定向构造的形成,如片理、线理等。
3)促进粒间流体的活动,从而加速变质作用的进行。
(三)具有化学活动性的流体通常指气态或液态的水溶液。
由于压力差或者溶液中活动组分的浓度差而引起流动。
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。
碳酸盐岩基础知识四川盆地川东北地区⼆叠系⾄中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积,沉积了以⽯灰岩、⽩云岩、膏盐岩为主的岩类。
⼀直以来,该区是四川盆地油⽓开发的主要层系,并以中下三叠统、⼆叠系、⽯炭系海相碳酸盐岩为主要⽬的层。
在碳酸盐岩岩类中,对于⽯灰岩、⽩云岩及⼆者的过渡型岩⽯,现场⾁眼不易区分,常使⽤化学鉴定法,如稀盐酸法、三氯化铁染⾊法、硝酸银和铬酸钾染⾊法来加以鉴定。
同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来辅助判定岩性。
酸盐岩储集层,由于强烈的次⽣变化,特别是胶结作⽤和溶解作⽤使储集空间具有类型多样、结构复杂和分布不均的特点,因此在碳酸盐岩地质录井中必须把握以下要点:1、在岩性观察和描述时,要特别注意⽩云岩和⽩云⽯化,尤其要注意由潮间和浅滩环境形成的粉晶⽩云岩或粒屑⽩云岩;⼤⽓淡⽔与海⽔混合作⽤形成的中-细晶⽩云岩、礁块⽩云岩;潮间⼀潮上带形成的粉晶⽩云岩、⾓砾⽩云岩。
2、注意对粗结构岩⽯的观察和描述。
主要为发育滩相带及斜坡相带,在纵向上发育于沉积旋回中部的⽔退阶段的岩⽯,如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、⽣物碎屑灰岩和礁灰岩等。
3、注意对岩⽯缝、洞、孔的观察统计⼀是注意观察统计岩屑中的次⽣矿物,注意研究统计次⽣矿物的总量和⾃形晶含量,求出它所占次⽣矿物的百分⽐,绘制出⾃形晶次⽣矿物百分⽐曲线,再结合钻时曲线,判断缝洞发育层段。
⼆是注意对储层岩⼼孔、洞、缝的观察统计,注意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、洞的数量,注意观察裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系;注意统计分析缝洞层的孔、渗性。
三是注意对钻进中钻井参数异常情况的掌握与分析,当发⽣钻具放空、钻时降低、泥浆漏失或跳钻、蹩钻等现象时,为钻遇洞缝层的标志,常有井漏、井喷或流体产出。
四是注意对岩⽯薄⽚显微孔、缝的统计分析。
鉴于碳酸盐岩组构的复杂性,在现场录井⼯作中仅凭⾁眼及放⼤镜观察,已不有满⾜需要,采⽤薄⽚鉴定技术已成为必不可少的重要⼿段。
目录一、碳酸盐岩的孔隙类型 (1)二、碳酸盐岩类描述 (2)2.1灰岩 (2)2.2白云岩 (8)三、碳酸盐岩储层与碎屑岩储层对比 (11)一、碳酸盐岩的孔隙类型碳酸盐岩孔隙的分类及命名,乔奎特等按受组构控制及不受组构控制将碳酸盐岩孔隙划分为三大类十五种基本类型,如图1-1-4所示。
(1)原生孔隙这是沉积时形成的孔隙,成岩过程中可能产生一定的变化。
这种孔隙主.要受碳酸盐岩的结构组分所控制,其中颗粒因素是主要的。
原生孔隙可分为粒间孔隙、粒内孔隙、晶间孔隙、壳体掩蔽孔隙和生物骨架孔隙等五种。
(2)溶蚀孔隙指沉积过程及成岩后由于溶解作用所形成的孔隙。
地下水的溶解作用往往在沉积过程中就已开始进行,并延续到成岩作用结束。
在这个阶段,地层中原生孔隙发育时,地下水大都比较活跃,并通过溶蚀而使孔隙进一步增加。
成岩作用结束后,溶蚀孔隙仍可继续发育。
尤其在不整合侵蚀面附近,由于处于渗流带及潜流带上部水文条件下,使得地下水在原生的孔隙发育带更为活跃。
加上地表水的不断补充,因而在不整合面附近往往形成极为发育的溶烛孔隙,有时可具有极高的产能。
(3)生物钻孔和潜孔孔隙这种孔隙多在沉积及成岩过程中形成。
(4)收缩孔隙由于沉积物的收缩作用而形成的孔隙。
(5)裂缝裂缝一般是由于构造作用或成岩作用而形成的。
裂缝的长度可以由几厘米到几公里不等。
宽度也可由几毫米到几十厘米,但微裂缝的宽度仅数十微米。
一般说来,大裂缝延伸远,方向稳定,与油气储集关系更为密切。
二、碳酸盐岩类描述1、观察碳酸盐岩主要结构特征(包括晶粒结构、粒屑结构、生物骨架结构和交代结构)、胶结类型,注意泥晶基质与亮晶胶结物的区别。
2、学会对碳酸盐岩标本及薄片的描述方法。
3、掌握碳酸盐岩岩石分类命名原则和最基本的岩石类型。
4、碳酸盐岩主要由自生的碳酸盐矿物方解石和白云石组成。
自生的碳酸盐矿物方解石含量>50%时称为石灰岩;若一半以上为白云石时为白云岩。
它们经常还和陆源碎屑及粘土矿物组成过渡类型岩石。
第九章 碳酸盐岩第一节 概述一、概念碳酸盐岩:主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物(含量大于50%)组成的沉积岩。
主要岩石类型:石灰岩(方解石>50%);白云岩(白云石>50%)。
它们经常还和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。
二、研究意义1、分布广:占沉积岩总量的20%,居第三位,仅次于泥质岩和砂岩2、重要的生油岩和储集岩3、蕴藏丰富的矿产,本身就是很有价值的资源蕴含铁、铝、锰、磷、硫、石膏、钾盐等层状矿床;铜、铅、锌、汞、锑、砷、铀等多金属层控矿床4、重要的地下水储集岩石三、现代碳酸盐岩的沉积作用和分布1、赤道两侧的南、北纬30°的范围内2、洁净的浅海水域3、动荡—弱动荡的沉积环境4、生物和生物化学作用的产物5、文石、高镁方解石和低镁方解石第二节 碳酸盐岩的成分碳酸盐岩的成分: 矿物成分、 化学成分、 同位素成分一、 碳酸盐岩的矿物成分⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧有机质盆外矿物:陆源物质非碳酸盐矿物碳酸盐矿物盆内矿物(一)、盆内矿物:碳酸盐矿物1.主要的碳酸盐矿物为方解石和白云石方解石矿物体系中:方解石、低镁方解石(一般的方解石,很稳定)文石、高镁方解石白云石矿物体系中:白云石、原白云石(富钙的白云石,向白云石转化)2.次要的碳酸盐矿物:铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿等。
文石(又名霰石)文石是方解石的同质异象变体,含 Mg[CO3]少于 2mol %,属斜方晶系,在现代沉积中常呈针状,有时也呈泥状。
{010}解理不完全,硬度3.5,比重2.9。
基本特征:(1)在现代沉积物中常呈现针状,有时也呈现泥状。
(2)形成有利条件为:温度较高(>15 ℃ ),温暖浅海沉积物以文石为主;pH值> 8;盐度高,超盐条件有利于形成文石;Mg/Ca>2:1(3)海水中文石较方解石易沉淀的原因,李普曼(Lippman)认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。
(4)稳定性较差(介于高镁方解石和方解石间),易于转变为方解石,在古老的碳酸岩中不存在。
《沉积岩石学》课程教学大纲一、课程目的与任务《沉积岩石学》课程共104学时,包括《沉积岩》部分64学时(含20学时实验课),《岩相古地理》部分40学时。
《沉积岩石学》是地质工程专业(石油地质专业)重要的专业基础课之一。
通过系统学习,使学生掌握沉积岩形成演化和分布特征以及识别方法、使学生掌握主要沉积类型的沉积特征(相标志)、沉积序列和沉积模式以及沉积体与油气成藏要素之间的关系。
同时,为地层学、层序地层学、地球化学、石油地质学、储层地质学以及测井地质学、地震地层学学习和研究提供沉积学基础。
《沉积岩石学》课程的教学任务是,全面了解沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系,根据沉积岩的原生沉积特点和时空分布规律,阐明沉积岩的物源、沉积岩的成分、沉积岩的结构和构造、沉积相的概念和分类;总结沉积岩形成的理论,包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论,特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点,不同碎屑岩和碳酸盐岩沉积相的基本特征、沉积相模式、主要识别标志和与油气分布之间的关系、沉积岩形成的沉积环境、沉积砂体的时空分布,恢复沉积古地理面貌,预测沉积矿产的有利分布地区,搞清沉积物(岩)的成因与油气成藏要素之间的关系。
同时,掌握沉积岩和沉积相的综合研究方法。
二、课程基本要求(包括与相关课程之间的联系与分工)1、掌握沉积岩的形成理论及其分布规律理论知识。
2、掌握主要类型沉积岩的岩性特征,观察和描述方法,分类和命名原则,并初步掌握沉积岩的机械分析,染色分析,普通薄片等常规测试鉴定办法。
了解部分先进测试鉴定方法。
要求学生有矿物学、岩浆岩、变质岩基础知识,熟练掌握矿物、岩石的描述和鉴定方法。
3、掌握沉积相概念、不同沉积相类型沉积特征和沉积相模式以及不同沉积相类型的识别方法。
了解不同沉积相类型与油气富集之间的关系。
《沉积岩》部分共64学时,4学分,其中实验课占20学时。
通过学习,要求掌握沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系,为阐明沉积岩成因及分布规律提供依据;总结沉积岩形成的理论,包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论,特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点,搞清沉积物(岩)的成因和油气生成及储集的关系,并兼顾某些沉积矿床的成岩和成矿机理;掌握主要类型沉积岩的岩性特征,观察和描述方法,分类和命名原则,并初步掌握沉积岩的机械分析,染色分析,油浸法等常规测试鉴定办法。