第五章碳酸盐岩

（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。

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。

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。

常见碳酸盐岩的认识目的：1．学会观察和描述常见碳酸盐岩的基本特征，加深对碳酸盐岩成因的了解。

2．掌握碳酸盐呀的肉眼鉴定方法和分类命名原则。

3．认识常见碳酸盐岩，并能根据其基本特征，对未知岩石进行初步分类命名。

碳酸盐岩：由化学沉积的碳酸盐矿物（方解石、白云石）组成的岩石。

主要的岩石类型为石灰岩和白云岩。

古老的石灰岩经机械风化剥蚀下来的碳酸盐岩碎屑经搬运再沉积形成的岩石不属于碳酸盐岩。

一、碳酸盐岩的成分1．矿物成分和化学成分组成碳酸盐岩的矿物主要为方解石和白云石，前者化学成分为CaCO3，后者化学成分为CaMg(CO3)2，如果以氧化物表示，组成碳酸盐岩的化学成分主要有：CAO、MgO、CO2。

2．结构组分(1) 颗粒：相当于碎屑岩中的碎屑颗粒，但它是在盆地内形成，在水盆地内就地形成或经短距离搬运再沉积的。

a 内碎屑：是已形成的弱固结的碳酸盐沉积物，经岸流、波浪和潮汐等的作用而破碎再沉积形成的碎屑。

内碎屑按粒径大小可分为：砾屑：>2mm砂屑：0.05～2mm粉屑：0.05～0.005mm内碎屑粒径越大，代表形成内碎屑时的水动力越强。

b 鲕粒：是具核心和同心层（包壳）结构的球状和似球状颗粒，直径<2mm的称鲕粒，>2 mm 称豆粒c 生物碎屑：由生物死亡后遗体的钙质硬体部分组成的颗粒。

d 球粒：是由泥晶碳酸盐矿物组成的颗粒，多呈卵圆形，内部结构均匀，粒径约在0.03～0.2mm，0.2mm大于的称团粒。

(2) 泥晶：为泥级的碳酸盐质点。

(3) 胶结物：充填在颗粒之间的结晶的方解石。

(4) 生物骨架：由原地生长的造礁群体生物所组成的一种坚硬的碳酸钙骨架。

二、碳酸盐岩的分类及结构（一）按矿物成分：1．灰岩：主要由方解石组成，进一步按含泥质的多少分为灰岩、含泥灰岩、泥质灰岩、泥灰岩2．白云岩：主要由白云石组成，通常具晶粒结构。

（二）按结构组分：鲕粒灰岩：鲕粒结构生物碎屑灰岩：生物碎屑结构砾屑灰岩：砾屑结构内碎屑灰岩砂屑灰岩：砂屑结构粉屑灰岩：粉屑结构泥晶灰岩：泥晶结构生物岩系列：礁灰岩：生物骨架结构三、实习指导（1）颜色：灰—灰白色居多，但往往随混入物而变化。

⏹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－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。

碳酸盐岩第一节碳酸盐岩的成分 (1)第二节碳酸盐岩的结构组分及其组成特征 (2)第三节碳酸盐岩的构造 (18)第四节石灰岩的结构分类 (22)第五节白云岩 (25)第六节碳酸盐岩的主要类型 (32)第七节碳酸盐沉积物(岩)的沉积后作用 (38)碳酸盐岩是指主要由沉积的碳酸盐矿物（方解石、白云石等）组成的沉积岩，主要的岩石类型为石灰岩（方解石含量大于50%）和白云岩（白云石含量大于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。

据统计研究，碳酸盐岩约占沉积岩总量的20%，它在地壳中的分布仅次于泥质岩和砂岩。

在我国，沉积岩占全国总面积的75%，而碳酸盐岩占沉积岩覆盖面积的55%。

南方的震旦系、古生界及三叠系，北方的元古界及古生界，都是以碳酸盐岩为主，分布比较广泛。

碳酸盐岩中的矿产非常丰富，其中层状矿床有铁、铝、锰、磷、硫、石膏及硬石膏、岩盐、钾盐等；而且碳酸盐岩本身包括石灰岩、白云岩、菱镁岩等也是很有价值的资源，广泛用于冶金、建筑、化工、农业等各方面。

碳酸盐岩中蕴藏的石油及天然气资源也很丰富，世界上与碳酸盐岩有关的油气藏储量约占世界总储量的50%，产量占世界总产量的60%。

总之，碳酸盐的研究与许多矿产，特别是与能源的开发和利用有着密切的关系。

绝大部分的碳酸盐岩都是在海洋中沉积的，而且主要的是浅海环境的产物。

在深海环境中，虽然局部有珊瑚环礁提供碳酸钙的堆积，但其规模远不足以和浅水台地及陆棚相比拟。

古生代和前寒武纪的深海沉积物中普遍缺乏碳酸钙，很可能是那时分泌石灰质的浮游生物和自游生物很少，甚至不存在所致。

白垩纪以后，海水地球化学条件改变，远洋的灰质浮游生物和自游生物大量繁殖，深海碳酸盐堆积有大面积分布。

现代深海沉积物中，碳酸钙沉积物约占32.2%（平均含量），主要是抱球虫和翼足类软泥，也有珊瑚泥和砂。

碳酸盐岩的形成作用随着地质历史演变也有不同。

在前寒武纪的海水中，Mg/Ca比值可能较高，pH值可能较低，这就阻止了钙质骨骼生物的形成。