26章 湖泊碳酸盐岩沉积

文献综述引言随着塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩沉积相带及储层特征的不断深入研究，在上奥陶统良里塔格组良一段和良三段见良好的油气显示，其沉积相带（尤其是台缘滩亚相）成为了近年来研究的重点之一。

通过对哈拉哈塘地区大量录井、测井、岩心、薄片及地震等资料的分析以及探讨了该区上奥陶统良里塔格组的岩石类型、沉积特征及台缘滩的展布规律。

台缘滩是优质储层发育的基础，对研究区域良里塔格组潜在油气储量层位的确定具有指导意义。

1 沉积相的概念相这一概念是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献的，并认为是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。

1838年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩研究中，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。

自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和使用。

20世纪以来，相的概念随着沉积岩石学和古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点。

一种观点认为相是地层的概念，把相简单的看做“地层的横向变化”；另一种观点则把相理解为环境的同义语，认为相即为环境；还有人认为相是岩石特征和古生物的总和。

油气田探勘及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展促进了对相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。

目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。

《沉积学》（姜在兴，2003）把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。

沉积环境是在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地表，是发生沉积作用的场所。

沉积环境是由下述一系列环境条件（要素）所组成的：1）自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；2）气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；3）构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；4）沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；5)介质的化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度及化学组成等。

碳酸盐岩的成因及其储层研究碳酸盐岩是一种由碳酸钙及其相关矿物质组成的岩石，是地球上最常见的一类岩石之一。

碳酸盐岩的成因与地质历史、地球化学和生物作用密切相关，同时其储层特性也对能源勘探、地质工程和环境保护等领域具有重要意义。

一、碳酸盐岩的形成碳酸盐岩的形成主要有两种机制，即沉积作用和溶蚀作用。

1. 沉积作用碳酸盐岩主要来自于海洋水体中的有机物和碱土金属离子的沉积。

在现代海洋中，海水中的有机物和离子在逐渐富集和沉积过程中，与周围环境发生相互作用，最终形成碳酸盐沉积物。

这些沉积物不断沉积、压实，经历长时间的地质作用，形成碳酸盐岩。

2. 溶蚀作用溶蚀是指水中溶解了物质，并将其从固体岩石中溶出的过程。

当地下水或地表水中含有碳酸根离子时，会与含有碳酸盐的固体岩石发生反应，产生溶蚀作用。

随着时间的推移，这些溶蚀作用导致岩石表面产生溶洞、溶蚀通道等特征，形成独特的溶蚀地貌。

溶蚀作用还可以使碳酸盐岩在高温高压环境下重新沉积，形成新的岩石。

二、碳酸盐岩储层的研究碳酸盐岩储层的研究对于油气勘探、储层预测和开发具有重要意义。

以下是碳酸盐岩储层的一些研究内容和方法。

1. 储层特征研究通过岩心分析、岩石薄片观察和扫描电子显微镜等技术手段，研究碳酸盐岩储层的孔隙结构、孔喉尺寸、孔隙度和渗透率等特征。

这些特征对于评价储层的物性、储层储油能力和储层渗透性具有重要意义。

2. 岩石物理特性研究通过测井数据分析、声波图像测井和地震资料处理等手段，研究碳酸盐岩储层的密度、声波速度、弹性参数、泊松比和抗压强度等岩石物理特性。

这些特性对于刻画岩石储层的物理状态、波动传播规律和流体特征有着重要影响。

3. 油气成藏规律研究通过油气地质学和油气地球化学研究，探索碳酸盐岩储层中油气的成藏规律、演化历史和主控因素。

在理解碳酸盐岩中油气的来源、演化和运移过程中，可以为油气勘探提供有力的依据和探索方向。

4. 模拟实验和数值模拟研究通过实验室模拟和数值模拟，对碳酸盐岩储层中的渗流、扩散和溶解等过程进行研究。

第二十四章碳酸盐岩沉积相§24-1 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征●主要形成于温暖气候条件的浅海环境。

以化学、生物化学、生物、机械多种机制综合形成的一类化学岩及生物化学岩。

颗粒和灰泥（相当于杂基）的比例及其组合而成的多种岩石类型，是浅海相碳酸盐岩沉积环境的重要标志。

深水碳酸盐岩多起因于风暴条件，形成于大陆坡及深水盆地中。

具有叠覆递变的角砾化碳酸盐岩、具有鲍玛层序的典型浊积岩和深水超微化石及遗迹化石的组合层序是鉴别深水碳酸盐岩的重要相标志。

碳酸盐岩的形成和分布不仅受制于沉积环境，也与成岩环境和成岩作用密切相关。

碳酸盐岩具有易溶性和易变性。

二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用●潮坪碳酸盐岩——缺乏陆源输入物、海浪被阻止、潮汐为主的碳酸盐岩盆地环境，——古今分布最广的一类碳酸盐岩沉积。

潮汐沉积作用带主要发生在：1）潮下带环境——高能、低能沉积带。

2）潮间沉积带——具间歇能所形成的岩石类型和相标志。

3）潮上沉积带——具暴露蒸发和交代作用标志。

潮坪环境中以物理—生物作用为特征所形成的藻叠层及其形态分带是划分潮坪环境（相）的主要相标志。

●海滩碳酸盐岩——主要处于缺乏障璧的开阔浅海（无广阔藻席）；其次主要受制于波浪能量大小，在不同古地形和水动力条件作用下，形成鲕粒滩（岩）、内碎屑滩（岩）和生屑滩（岩）等，其中有发育的冲洗层理和交错层理，以及生物扰动构造。

视岩性、结构和构造特征的变化，它们可分别组合成不同类型的相层序。

●生物礁碳酸盐岩——具格架的珊瑚礁碳酸盐岩，特定形成条件：1）造礁生物在迎浪带原地生长营造起来的。

2）具水下凸起的地貌，沉积厚度比相邻地区大。

3）具生物格架或只有造礁生物原地生长的痕迹。

4）于海面～水深200m以下，可延伸到400～500m，取决于造礁生物所需的温度、阳光而定。

正确识别生物礁沉积体不同带的岩石学特征是划分亚相和微相的主要标志。

不同相带的礁碳酸盐岩具有不同的生储条件。

碳酸盐岩(湖相) —carbonate rock主要由碳酸盐矿物（大于50％）组成的沉积岩。

主要矿物成分是方解石、白云石、铁白云石、菱镁矿等，其次为石英、云母、长石和粘土矿物等；化学成分主要为CaO、MgO和CO2，其次为SiO2、TiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、H2O以及某些微量元素。

通常为灰色、灰白色。

性脆。

具粒屑（如岩屑、生物碎屑等）、生物骨架（如珊瑚、层孔虫等）、晶粒（粗晶、中晶、细晶、微晶等）和残余（残余生物、残余鲕状）结构。

构造类型复杂、多样，有叠层构造（如常见于潮坪地区的叠层石）、鸟眼构造和缝合线构造。

多呈厚层或薄层状产出。

可分为石灰岩和白云岩两大岩石类型。

①石灰岩类。

主要矿物为方解石（＞50％），其次为白云石、菱镁矿、石英、长石和粘土矿物等。

常见岩石类型有内碎屑灰岩，生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、球粒灰岩、泥晶灰岩、石灰华和泉华等。

②白云岩类。

主要由白云石(＞50％)组成，其次为方解石、菱镁矿、石英、长石、粘土矿物等。

常见岩石类型有同生白云岩、碎屑白云岩、成岩白云岩和后生白云岩等。

因受物理化学条件变化的影响，常发生白云岩化、膏化、硅化、重结晶及溶蚀等后生作用。

岩性较脆弱，易遭风化溶蚀，在碳酸盐岩发育地区常形成石林、溶洞、地下暗河等地貌景观，通称喀斯特地形。

碳酸盐岩在地壳中分布仅次于泥质岩和砂岩，约占沉积岩总面积的20％，几乎在各个地史时期都有形成。

中国各地，特别是西南地区，也广泛分布有碳酸盐岩，其成岩时代主要为震旦纪、寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。

许多金属矿产（如铜、铅、锌、汞、锑、钼、钴、银等）和非金属矿产（如重晶石、天青石、石棉、自然硫、水晶、萤石、冰洲石等）在成因上都与碳酸盐岩有关。

世界上与碳酸盐岩有关的石油和天然气储量占总储量的50％，产量约占总产量的60％。

湖相碳酸盐岩是分布最为广泛的一类陆相碳酸盐岩。

它是指在内陆湖泊盆地中形成的碳酸盐岩，包括淡水湖盆碳酸盐岩、半咸水．咸水湖盆碳酸盐岩和盐湖中的碳酸盐岩。

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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、沉积岩类型和特征、沉积相的概念和分类、不同碎屑岩和碳酸盐岩沉积相的基本特征、主要识别标志和与油气分布之间的关系、沉积相模式、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。

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岩石学（沉积岩石学）部分共80学时，5学分，其中实验课占20学时。

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