《沉积岩石学》第十一章 碳酸盐岩概论

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。

第一章：绪论沉积岩：他是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运作用、沉积作用及沉积后作用而形成的一类岩石。

沉积岩石学：沉积岩石学是研究沉积岩的物质成分、结构构造、分类和形成作用，以及沉积环境分布规律的一门科学。

“地壳表层”：是指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层。

它是包围地球表面的一个圈层，沉积岩就生成在这个圈层中，所以可以把它称为沉积岩生成圈或沉积圈。

沉积岩的原始物质有：母岩的风化产物、火山物质、有机物质、以及宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的。

第二章：沉积岩的形成及演化风化作用：是地壳表层岩石的一种破坏作用。

引起岩石破坏的外界因素有温度的变化、水以及各种酸的溶蚀作用、生物作用、各种地质应力的剥蚀作用等。

在这些因素的共同影响下，地壳表层的岩石就处于新的不稳定状态，逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。

风化作用按其性质可分为：物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。

物理风化作用：岩石主要发生机械破碎，而化学成分不改变的风化作用，称为物理风化作用。

引起物理风化作用的主要因素有：温度的变化，晶体生长，重力作用，生物的生活活动，水、冰及风的破坏作用。

物理风化的总趋势是使母岩崩解，产生碎屑物质，其中包括岩石碎屑和矿物碎屑等。

化学风化作用：在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程称为化学风化作用。

碎屑物质（主要是母岩风化物中的碎屑物质）在流体的作用下，将进入搬运状态向它处转移；在一定条件下，还会从搬运状态转变为沉积状态，沉积下来的沉积物可长期固定下来不再移动；也可由于地壳上升、侵蚀基准面下降、使得沉积下来的碎屑物质重新遭受剥蚀而被搬运。

搬运和沉积碎屑物质的流体主要是流水和大气、在高寒地区的冰川和干旱地区的风也是搬运和沉积碎屑物质的地质应力。

一般来说，牵引流搬运颗粒的动力主要是推力，多半是从高处往低处搬运，但有时也从低处往高处搬运。

第十一章岩相古地理研究与编图（Study and complilation of lithofacies paleogeography）第一节相标志（Facies markers）学时：1学时基本内容：岩性相标志、地化相标志、古生物相标志重点：岩性相标志难点：地化相标志和古生物相标志教学思路：以前从沉积相讲到沉积特征，包括相标志，因此本节教学以复习回顾为主，先讲相标志在相分析中的意义，再展开讲述三大类相标志。

主要参考书：刘宝珺、曾允孚主编《岩相古地理基础和工作方法》第二、三、八、九、十章，地质出版社，1985赵澄林、朱筱敏主编《沉积岩石学》附录（油区岩相古地理研究方法提纲），石油工业出版社，2001复习思考题：①相标志在相分析中的意义是什么？②常用的岩性相标志有哪些？③哪些岩石类型具有明确的指相意义？④说明B、Sr/Br、Sr/Ca、Th/U、Mn/Fe、O18/O16、C13/C12等主要元素的指相意义⑤说明痕迹化石的形态特征与沉积环境的关系教学内容提要：一、岩性标志1. 颜色颜色是沉积岩最直观、最醒目的标志。

按成因可分为继承色、自生色和次生色。

其中自生色主要取决于岩石中含铁自生矿物及有机质的种类和数量，粘土岩、化学岩和生物化学岩的自生颜色对古水介质的物理化学条件有良好的反映，是良好的地球化学指标。

2. 岩石类型岩石类型本身不是鉴别沉积相的良好标志。

但与陆源碎屑岩共生的碳酸盐岩、硅岩、蒸发岩和红色岩层等具有一定的指相性。

各类岩石的百分比或比率具有重要指相意义，以此类数据编制的岩石类型图是编制油区岩相古地理图的重要基础图件。

特定环境中形成的岩石（如浊积岩等）具有良好的指相性。

3. 自生矿物自生矿物具有良好的指相性。

海绿石和鲕绿泥石都是含铁的硅酸盐矿物，为海相标志。

自生粘土矿物可反映水介质条件，大陆环境主要是酸性介质，以高岭石为主；海洋环境粘土沉积多以伊利石和蒙皂石为主。

自生磷灰石或隐晶质胶磷矿是海相标志。